Brevet FR2486618A1 — publié le 19820115

La présente invention est relative à un dispositif de sécurité cali- bré fonctionnant par rupture associé à une capacité fermée contenant un fluide susceptible, sous une action extérieure ou intérieure de créer une surpression dangereuse pouvant aboutir à l'éclatement brutal de cette capacité. La rupture d'une pièce calibrée qui est provoquée par la déformation même d'une ou de deux parois de la capacité permet l'écoulement du fluide en surpression à l'air libre ou vers un récipient d'expansion. Il est connu que cette fonction peut être assumée par une soupape à ressort ou à un contrepoids sur des réservoirs de grand volume mais aussi que ce procédé n'est pas utilisable pratiquement sur des petites capacités. Il est connu aussi d'assurer sur les réservoirs la sécurité extrême par destruction d'une membrane de petite surface et d'épaisseur déterminée, mais alors les faibles épaisseurs imposées sont parfois in- compatibles avec une bonne tenue à la corrosion et entraînent des échanges périodiques onéreux. La présente invention se rapporte à une capacité fermée munie d'une pièce calibrée reliant deux parois dont une seule ou les deux sont défor- mables donc pouvant s'éloigner l'une de l'autre sous l'effet d'une aug- mentation de pression. Dans les conditions normales de pression et de température, soit donc en service habituella contrainte dans la pièce calibrée reste inférieure à la limite élastique du matériau constituant. Dans les conditions d'augmentation de pression, le déplacement des parois provoque par effort de traction un allongement de la pièce cali- brée et par suite sa rupture. Dans ce but, la pièce calibrée a préférentiellement l'aspect d'une éprouvette de traction avec volontairement une zone de section réduite. Cette rupture provoque la communication de l'intérieur de la capacité soit avec l'air ambiant soit vers tout réseau de détente approprié. La pièce calibrée peut préférentiellement être un tube usiné avec un affaiblissement local de la section, non obturé à ses deux extrémités ou obturé d'un seul côté. La pièce calibrée peut aussi être placée à l'intérieur d'un tube assurant la fonction d'étanchéité de.la capacité mais qui seul n'assu- rerait pas une tenue mécanique suffisante. Un tel dispositif de sécurité présente un certain nombre d'avantages tels que: - effort sur pièce calibrée indépendant de la dimension de celle-ci mais fonction de la surface et de la rigidité des parois déformables de la capacité. - la capacité peut être réalisée par soudure contrôlée et être absolument étanche tout en contenant un fluide approprié à l'utilisation. - l'ensemble du dispositif peut être réalisé en matériau inoxydable afin de réduire l'effet d'agressivité du milieu chimique interne ou externe et la pièce calibrée réalisable par usinage. - examers périodiques fréquents non obligatoires. Une application principale du dispositif objet de l'invention con- cerne des capacités juxtaposées de faibles dimensions contenant un flu- ide neutrophage entourant la protection gamma de conteneurs destinés au transport de produits radioactifs.. Par fonction, ces capacités sont soumises aux conditions climatiques, à un échauffement résultant des produits transportés et en cas d'acci- dent ou d'incendie à une élévation importante de température qui pourrait provoquer l'éclatement dangereux des capacités silce1les-ci n'étaient pas réalisées en conformité avec la présente invention. La rupture de la pièce calibrée tubulaire avec une seule sortie côté paroi provoque l'éva- cuation contrôlée du fluide avec bénéfiquement un effet endothermique. I. j E211 2486618 La présente invention est illustrée par les figures ci-jointes parmi lesquelles: - fig. 1: coupe montrant un dispositif de sécurité conforme à l'invention avec une pièce calibrée tubulaire fixée aux parois déformables d'une ca- pacité étanche i - fig. 2: coupe de ce même dispositif en surpression après rupture de la pièce calibrée et évacuation du fluide extérieur soit à l'air libre soit vers un réseau de détente approprié i - fig. 3 coupe d'un dispositif avec pièce calibrée assurant la tenue mécanique placée dans un tube qui assure la fonction d'étanchéité de la capacité - fig. 4 vue d'une application à un conteneur de transport pour pro- duit radioactif montrant la juxtaposition des dispositifs autour de la protection gamma. - fig. 5: schéma montrant l'association du dispositif de sécurité cali- bré à parois déformables avec un réseau principal; - fig. 6: application variante du dispositif avec pièce calibrée tubu- laire reliant d'une part un réservoir principal non déformable à la pa- roi d'une capacité délbrmable placée en position fixe dans ce récipient. Une augmentation de pression dans le réservoir provoque l'applatissement de la capacité, la traction de la pièce calibrée, la rupture de cette pièce et l'évacuation de la surpression vers l'extérieur. - fig. 7: coupe d'un dispositif conforme à l'invention constitué par une capacité dont les parois sur lesquelles est fixée la pièce calibrée peuvent s'écarter l'une de l'autre grâce à la déformation des ou d'une autre paroi rendant étanche cette capacité. -fig. 8: coupe d'une application variante, dans laquelle la pièce calibrée est placée entre une paroi fixe et une paroi mobile ou entre deux parois mobiles qui peuvent s'éloigner tout en conservant l'étanchéité à l'intérieur des autres parois fermant cette capacité. Tel qu'il est représenté sur la fig. 1, le dispositif comporte une pièce calibrée tubulaire 1 fixée étanche sur deux parois 2 et 3 de la capacité contenant un fluide. Sous une action extérieure ou inté- rieure la surpression produit la rupture de la pièce calibrée et tel que représenté fig. 2 permet par suite l'échappement du fluide par l'intérieur de cette pièce calibrée. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas o la sortie d'un fluide hors d'un récipient doit par sécu- rité être assurée lorsque la surpression interne atteint une limite prédéterminée. i i 2 48 66 1 8 REVENDICATIONS 1) Dispositif de sécurité constitué par une capacité avec une paroi déformable ou déplaçable et une paroi non déformable ou non dépla- çable soumise à une pression accidentelle et reliant ces parois par une pièce calibrée associée qui remplit le rôle d'une éprouvette de traction et se sectionne lorsque la surpression choisie est atteinte en dégageant une ouverture permettant l'échappement du fluide liquide ou gazeux soit à l'air libre soit vers un réservoir d'expansion approprié. 2) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que la capacité comporte deux parois déformables auxquelles est fixée la pièce calibrée. 3) Dispositif selon revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la pièce calibrée est tubulaire. 4) Dispositif selon revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la pièce calibrée est placée dans un tube sans rigidité mécanique qui n'assure qu'une fonction d'étanchéité de la capacité. 5) Dispositif selon revendications 1 et 3, ou 1 et 4, ou 2 et 3, ou 2 et 4, avec capacité absolument étanche constituant un ensemble autonome juxtaposable éventuellement à d'autres ensembles identiques. 6) Dispositif selon revendications 1 et 3, ou 1 et 4, ou 2 et 3, ou 2 et 4, pouvant être associé ou relié à un réservoir de grande capacité relative et assurer le rôle de protection nécessaire à la sécurité.