Brevet FR2459417A1 — publié le 19810109

1. L'invention concerne un étayage contre le vide pour une protection par éclatement en graphite. - Pour protéger des espaces clos, par exemple des appareils de chimie, contre un accroissement spontané de pres- sion à l'intérieur de ces espaces, il est connu d'utiliser des protections par éclatement ou bien des disques d'éclatement, qui lors d'un dépassement de la pression admissible pour le récipient ou l'appareil, se déchirent ou éclatent et permettent en un temps très court, un équilibre de pression. Un matériau parti- culièrement indiqué pour ces protections par éclatement, est le graphite, qui comporte une résistance remarquable à la cor- rosion et aux efforts alternés, résistance qui est en outre in- dépendante de la température d'utilisation dans le domaine de température classique pour des appareils de chimie. Un autre avantage des protections par éclatement en graphite est leur rupture à caractère brisant qui libère brusquement et sans re- tard la totalité de la section du tube ou du raccord. Si une dépression règne de façon permanente, ou au moins momentanément dans les récipients à protéger, l'utilisation d'étayages spéciaux contre le vide est nécessaire ou avantageuse, ces étayages s'ap- pliquant contre la surface de la protection par éclatement tour- née vers le récipient et empêchant son fléchissement vers le récipient. Ces étayages contre le vide sont constitués de dis- ques de graphite munis d'une pluralité de perçages parallèles. Ces étayages contre le vide sont, de façon générale, montés de façon telle qu'ils ne soient pas détruits lors du fonctionnement de la sécurité par éclatement et qu'ils puissent 8tre utilisés ultérieurement. Cette réalisation constructive économisant le matériau réduit par ailleurs la section libre d'évacuation et réduit en moyenne d'environ 40 % le facteur d'écoulement Dû défini comme étant le rapport de l'écoulement effectif par rap- port à l'écoulement dans un tube lisse, si bien que la section transversale de la protection par éclatement doit être augmentée par rapport aux réalisations sans étayages contre le vide. L'au- tre alternative qui est la destruction simultanée de l'étayage contre le vide et de la protection par éclatement, n'est pas satisfaisante du fait de la dépense technique importante. Le but de l'invention est en conséquence de simpli- fier les étayages connus contre le vide de façon telle que l'é- tayage contre le vide puisse être remplacé sans dépense excessive 2-2459417 chaque fois que la protection par éclatement fonctionne. A cet effet, l'invention concerne un étayage contre le vide caractérisé en ce qu'il comporte un disque en graphite constitué d'une pluralité d'eanneaux de graphite dont chacun comporte au moins deux parties et une section transversale pris- matique, les surfaces des prismes étant inclinées par rapport au plan du disque. Selon une autre caractéristique de l'invention, les anneaux sont disposés de façon-que leurs surfaces soient de pré- férence concourantes0 L'angle d'inclinaison des surfaces des prismes par rapport au plan du disque croit en règle générale avec la distance de ces surfaces au centre du disque et les surfaces des prismes prolongées se coupent du cÈté tourné vers l'intérieur du récipient de la protection par éclatement. Si le récipient à protéger est exploité avec une dépression, les anneaux individuels constituant le disque prennent appui l'un sur l'autre, et dans le cas d'une surpression, ces anneaux sont pressés contre la protection par éclatement. Lorsque la pres- sion tolérable est franchie, l'ensemble-des anneaux et du disque d'éclatement sont expulsés de leurssupportset libèrent la tota- lité de la section de passage, si bien que dans un temps très court, on obtient l'annulation souhaitée de la pression. Au con- traire des étayages contre le vide connus, la dépense pour la fabrication des anneaux de graphite présentant des formes simples est faible, si bien que l'avantage d'une section d'évacuation importante peut être utilisée sans dépense excessive. Pour la fabrication des anneaux de graphite, des particules de coke moulues et classées en dimensions sont mélan- gées avec un liant pyrolisable, ce mélange est mis en forme par pressage, vibration ou par d'autres procédés de mise en forme, et l'ébauche de forme est chauffée à environ 12000Kelvin pour obtenir la carbonisation du liant. Les ébauches de forme ainsi "cuites" sont ensuite graphitisées par chauffage à une tempéra- ture de 30000 Xelvin% de préférence dans un four électrique à Résistances et les anneaux sont fabriqués à partir des structu- res de graphite ainsi obtenues par sciage, tournage, meulage, etc... Selon un autre procédé qui permet d'obtenir des disques de graphite avec une dispersion particulièrement faible des caractéristiques considérées et qui permet une fabrication 2.- 3 2459417 de mnasse de ces disques, des structures textiles plates en fibres de carbone ou de graphite, par exemple des tissus de carbone, sont empilés les uns sur les autres, la pile est imprégnée, éven- tuellement sous pression, avec du brai de houille ou une résine synthétique et ensuite soumise au traitement thermique décrit ci-dessus. On obtient ainsi un matériau composite qui comporte, inséréeedans une matrice de graphite, des fibres de carbone en tant qu'éléments de renforcement. Si nécessaire, l'imprégna- tion et le traitement thermiques peuvent 8tre répétés plusieurs fois. L'invention va être expliquée plus en détail ci- dessous en se référant à un exemple de réalisation, non limita- tif représenté en coupe sur la figure unique ci-jointe. Entre les brides 1 et 1', sont bridés le disque d'éclatement 2 en graphite et également le support annulaire 6 également constitué de graphite du disque d'étayage 5 formé d'anneaux. Dans le disque d'éclatement 2 est inséré un disque de pression 3 mobile dans le sens de l'effort exercé, et entre le disque d'éclatement 2 ou le disque de pression 3 et le disque d'étayage 5 et l'anneau de maintien 6 est disposé un film de graphite 4 imperméable aux gaz. Lors d'essais comparatifs, on a observé que les disques d'étayage formés d'anneaux n'influençaient pas la pré- cision de fonctionnement des disques d'éclatement et ne retar- daient pas l'instant d'éclatement. Lors de cet éclatement, la totalité de la section de passage du disque d'éclatement, était dans tous les cas libérée brusquement. RE VEND I C A T I O N S 1.- Etayage contre le vide pour une protection par éclatement en graphite, étayage contre le vide caractérisé en ce qu'il comporte un disque en graphite constitué d'une plu- ralité d'anneaux de graphite dont chacun comporte au moins deux parties et une section transversale prismatique, les surfaces des prismes étant inclinées par rapport au plan du disque. 2.- Etayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de graphite est constitué d'anneaux de gra- phite dont les surfaces sont concourantes. 3.- Etayage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que les anneaux de graphite com- portent des fibres de carbone comme éléments de renforcement. 4.-