Brevet FR2480402A1 — publié le 19811016

Perfectionnements apportés aux appareils de dissipation de pression d'un fluide La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dissipateurs de pression, c'est-à-dire aux appareils permettant de transformer la pression élevée d'un milieu en une pression plus faible, par exemple la pression atmosphérique. Les dissipateurs de pression sont généralement utili- sés en cas de danger pour vider un pipeline ou tout autre dispositif sous pression élevée dans un environnement à la pression atmosphérique. Le brevet US 3.142314 (DAWSON) illustre un pipeline vidé dans une pluralité de chicanes destinées à convertir l'énergie contenue dans le pipeline en un courant de flui-- de à faible vitesse. Le brevet US 2.048.613 (MAC KEE) mentionne l'intro- duction d'un noyau dans un courant de fluide à partir d'une ouverture pratiquée dans le pipeline de manière à réduire la vitesse de ce courant. Le courant est également dirigé sur une série de chicanes. Le problème principal posé par les appareils anté- rieurs est que, si le courant de fluide contient des par- ticules telles que des morceaux de charbon, ces particules, notamment de charbon, endommagent gravement, voire provo- quent la disparition complète des chicanes, noyaux ou au- tres structures empochant le déplacement des particules. Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit un ré- ceptacle qui reçoit le fluide sous une pression élevée et un grand volume et qui le convertit en un fluide à grande vitesse sous faible pression. Un dispositif annexe peut etre ajouté qui transforme le fluide sous faible pression à grande vitesse en un fluide sous faible pression à faible vitesse et agencé pour être ainsi apte à traiter des ma- tières particulaires de relativement grandes dimensions pouvant se trouver dans le fluide telles que, par exemple, des boues de charbon contenant 50 % de charbon. L'énergie potentielle est dissipée en faisant passer les produits provenant du pipeline dans un réceptacle possédant une pa- roi latérale de forme sensiblement circulaire en section droite normale à l'axe vertical du réceptacle. Un dessus et un fond coopèrent avec la paroi latérale, pour fermer le réceptacle. Une sortie est formée dans le fond et une admission de fluide est prévue dans le dessus. L'arrivée pratiquée dans le dessus et la sortie formée dans le fond sont alignées de manière telle qu'elles sont orientées axialement avec un tourbillon qui est engendré lorsque le fluide pénètre dans le réceptacle. Du fait que le fluide quittant le réceptacle possède une vitesse extrêmement élevée, on peut associer l'appareil de dissipation de pression de fluide de l'invention à un appareil permettant de transformer le fluide à vitesse éle- vée en un fluide à vitesse faible, sous faible pression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains de ses modes de réalisa- tion donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs; dans cette description, on se réfère au dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue en perspective du dissipateur de pression de l'invention; - la figure 2 est une vue partielle de cÈté du dissipateur de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle d'une varian- te de l'appareil des figures 1 et 2; - la figure 4 est un schéma montrant le fonctionnement de l'appareil représenté sur les figures précédentes; et - la figure 5 est une coupe transversale du réceptacle en forme de spirale. En se référant tout d'abord plus particulièrement aux figures 1 et 2, un réceptacle, désigné dans son ensemble par la référence numérique 10, possède une paroi latérale 11 sensiblement circulaire en section normale à l'axe ver- tical 9 du réceptacle ainsi qu'un dessus 12 et un fond 13. Un conduit d'admission 14 est fixé à la paroi latérale 11 et son axe 15 est perpendiculaire à un diamètre de la pa- roi latérale 11. iDe conduit 14 possède un orifice 16 par lequel le fluide pénètre dans-le réceptacle 10. Une gorge 17, creusée dans la surface extérieure du conduit 14, est utilisée pour la fixation d'un organe habituel de support, tel qu'un accouplement ou une bride, de type connu dans ce domaine et dont un exemple sera donné plus loin. Une sor- tie 18 est, d'une façon générale, alignée avec l'axe 9 et fixée au fond 13 du réceptacle 10. La sortie 18 possède un orifice 19 (non représenté) et une gorge d'accouplement 20. Des pattes métalliques de levage 21 sont fixées au fond 12 pour faciliter les manipulations du dissipateur. Par exemple, un câble de grue peut être fixé aux pattes de levage 21 et l'appareil peut être facilement soulevé pour son entretien ou son remplacement. A des fins illustratives, un organe d'accouplement est représenté qui permet d'accoupler le réceptacle 10 à un autre appareil (tel qu'un appareil permettant de rédui- re la vitesse du fluide) désigné d'une façon générale par la référence 30. Cet appareil comprend par exemple un cy- lindre interne 31 muni d'une gorge d'accouplement 36 pour la fixation de l'organe d'accouplement. Cet organe d'ac- couplement comprend un anneau fendu 37a et 37b avec un joint 38 et un ensemble de boulons 39 et d'écrous 40. L'ac- couplement est utilisé en plaçant le joint 38 entre les gorges 36 et 20 tout en faisant se recouvrir simultanément la sortie 18 et le cylindre 31. Les éléments 37a, 37b de l'anneau fendu sont disposés autour du joint 38 et poussés dans les gorges 36 et 20; les boulons 39 sont alors in- troduits dans des trous des éléments 37a, 37b et les écrous sont vissés jusqu'à fixation de l'anneau. Dans l'appareil de dissipation de pression (voir fi- gure 4), le fluide pénètre par le conduit d'admission 14, selon la flèche 49, ce fluide possédant une pression éle- vée et une faible vitesse, et donc une énergie potentielle élevée. Lorsque le fluide pénètre dans le réceptacle 10, il heurte la paroi latérale 11, ce qui ralentit le fluide et provoque la formation d'un tourbillon comme illustré par la flèche 50. Le tourbillon 50 est centré sur l'axe du cylindre interne 31. A cet endroit, le fluide possède une faible pression, mais une vitesse élevée, puisque l'énergie potentielle a maintenant été convertie en énergie ci-héti- que. La vitesse élevée du fluide doit maintenant ttre dis- sipée de n'importe quelle manière appropriée. Cette dissipation de vitesse peut être effectuée en introduisant le tuyau de sortie 18 dans une capacité, un réservoir fermé ou tout autre appareil qui pourrait éviter la projection du fluide sur une zone étendue. Un autre appareil destiné à abaisser la vitesse élevée du fluide est l'appareil dissipateur de vitesse faisant l'objet de la demande de brevet FR, au nom de la demanderesse. L'appareil dissipateur de pression de l'invention re- présenté aux figures 1 et 2 possède un évent 51 qui cons- titue une sécurité contre les dépressions à l'intérieur du réceptacle 10. De l'air ou d'autres fluides peuvent être introduits par l'évent 51. Normalement, de l'air sous pres- sion atmosphérique est introduit par cet évent et empêche toute cavitation dans l'appareil. Il est préférable que l'évent 51 soit situé sur l'axe du tourbillon pour empocher son obstruction par du fluide. Un autre mode de réalisation est représenté à la fi- gure 3. Dans cet appareil, la différence principale réside dans la conception du dessus 12 qui est ici représenté comme étant concave, et non pas convexe. Une seconde plaque est soudée sur le dessus 12 et des goussets intérieurs 61 peuvent être insérés entre la plaque de dessus 60 et le dessus 12 pour accroître la pression maximale que peut sup- porter le dessus 12. Le tuyau constituant l'évent 51 s'é- tend de manière à traverser le dessus 12 et à pénétrer dans le réceptacle 10. Mis à part la structure du dessus, l'ap- pareil de la figure 5 fonctionne exactement de la même ma- nière que l'appareil précédemment décrit avec référence aux figures 1 et 2. Il faut noter que, en raison de la vitesse élevée du fluide heurtant le cylindre intérieur 31, l'appareil dissi- pateur doit être fixé très fermement, à défaut de quoi le mouvement de rotation serait transféré du fluide au réceptacle. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, le mode de réalisation préféré de l'invention représenté aux figures possède une.section cir- culaire. Bien entendu, toute autre forme peut être égale- ment retenue. Par exemple, la section droite de la paroi 11, perpendiculairement à l'axe vertical 9, peut être spi- rale comme représenté à la figure 5, ou avoir toute autre forme de volute différente d'une spirale. D'autres formes, considérées en section droite, moins avantageuses peuvent être retenues: l'appareil continuera à fonctionner moyen- nant un affaiblissement du rendement. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour dissiper la pression d'un fluide enfermé, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un réceptacle possédant une paroi latérale de section perpendiculaire à son axe sensiblement circulaire, un dessus et un dessous; b) une admission pratiquée dans la paroi latérale, l'axe de cette admission étant tangent à un diamètre de la paroi latérale de section cylindrique de sorte que le fluide enfermé pénétrant par cette entrée dans le ré- ceptacle forme un tourbillon en un endroit sis entre le fond et le-dessus; c) une sortie s'étendant à travers le fond; d) et un orifice pour le fluide s'ouvrant dans le dessus en alignement avec le tourbillon. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est associé à un appareil réduisant la vitesse du fluide comportant une entrée reliée à la sortie du dispo- sitif dissipateur de pression. 3 - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que la section droite sensiblement circulaire possède la forme géométrique d'une volute. 4 - Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3, carac- térisé en ce que la section droite sensiblement circulaire possède la forme géométrique d'une spirale. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la forme spirale possède la forme géométrique d'une volute.