Brevet FR2505980A1 — publié le 19821119

PERFECTIONNEMENTS AUX COUVERCLES POUR RESERVOIRS SOUS PRESSION La présente invention concerne un couvercle pour un réservoir sous pression. Les réservoirs et cuves sous pression sont en gé- néral équipés de couvercles de trou d'homme, qui, de façon typique, sont circulaires et sont fixés avec possibilité de rotation à un anneau en forme de col qui est fixé au réservoir Des ensembles de boulons à rotule fixés à l'an- neau en forme de col sur des supports en console formant pivots engrènent avec des pattes fixées au couvercle de manière à serrer ce dernier de façon étanche sur l'anneau en forme de col Un couvercle connu de trou d'homme est fa- briqué sous une forme de réalisation dans laquelle une ba- gue annulaire est soudée sur la circonférence d'une plaque circulaire en forme de dôme Les pattes engrenant avec les boutons à rotule sont soudées sur cette bague annulaire et une gorge est usinée dans cette dernière de manière à rece- voir un joint d'étanchéité La retenue du joint d'étanchéi- té est assurée par le fait qu'on réalise par usinage l'ou- verture de la gorge plus étroite que sa base La plaque en forme de dôme est nécessairement d'une constitution lourde afin de résister aux pressions intervenant en cours d'uti- lisation, et la soudure la fixant à la bague annulaire doit être de haute qualité étant donné qu'elle est également soumise à la pression régnant dans le réservoir La fabri- cation d'un couvercle réalisé de cette manière est onéreu- se et simultanément prend du temps. Un autre couvercle Pour trou d'homme est réalisé sous la forme d'une pièce coulée Cependant ce couvercle est également d'une fabrication onéreuse. Un but de la présente invention est de fournir un couvercle supprimant les inconvénients cités précédemment et pouvant être par conséquent fabriqué d'une manière plus rapide et économique. Conformément à un aspect de la présente invention, le couvercle prévu pour un réservoir sous pression compor- te une première enveloppe possédant, sur son pourtour, une gorge pour joint d'étanchéité formée par emboutissage, et un organe de renforcement qui est contigu à au moins une partie de la première enveloppe. De préférence la gorae pour joint d'étanchéité pos- sède dans son ensemble la forme d'un U, les côtés de ladi- te gorge convergeant vers l'ouverture de cette dernière. Dans une forme de réalisation, la première enveloppe com- porte une partie centrale convexe ou en forme d'élément de sphère, entourée par la gorge en forme de U pour joint d' étanchéité Dans une forme de réalisation préférée, l'orga- ne de renforcement comporte une partie centrale convexe ou en forme d'élément de sphère, reliée par une collerette pé- riphérique s'étendant dans son ensemble parallèlement à 1 ' axe central du couvercle et, sous cette forme, constitue une enveloppe extérieure comportant une surface concave et à l'intérieur de laquelle est logée la première enveloppe emboutie ou enveloppe emboutie intérieure L'enveloppe in- térieuraest de façon appropriée formée par emboutissage à partir d'un matériau d'un calibre plus mince que celui de l'enveloppe extérieurequi est également formé par un élé- ment embouti Dans la forme de réalisation préférée, les parties centrales en forme d'éléments de sphère de l'enve- loppe intérieure et de l'enveloppe extérieure sont adja- centes et peuvent être placées en contact réciproque in- time Une partie du bord extérieur périphérique de l'or- qane de renforcement extérieur est en contact contre au moins une partie de la zone extérieure de l'enveloppe in- térieure, au niveau de la gorge pour joint d'étanchéité. Il existe un espace d'air intercalaire entre les deux en- veloppes dans une zone située radialement directement sur le côté intérieur de la gorge pour joint d'étanchéité C' est pourquoi, conformément à une forme de réalisation pré- férée de l'invention, il est prévu un couvercle pour un réservoir sous pression comportant une enveloppe intérieu- re possédant, sur son pourtour, une gorge pour joint d' étanchéité réalisée par emboutissage, et une enveloppe ex- térieure de renforcement contiguë à l'enveloppe intérieu- re. 3. Dans une forme de réalisation préférée, le bord radialement situé le plus à l'extérieur de l'enveloppe in térieure est soudé à l'enveloppe extérieure. De préférence les pattes, auxquelles les boulons à rotule sont fixés, sont soudées sur le pourtour de l'en- veloppe extérieure Sinon les pattes peuvent être réali- sées d'un seul tenant avec l'enveloppe extérieure. La construction conforme à l'invention possède com- me avantage le fait que l'enveloppe intérieure est réali- sée d'une seule pièce et qu'il n'existe aucune liaison sou- dée située radialement sur le côté intérieur du joint d' étanchéité Ceci sert à éviter la nécessité de vérifier soigneusement si la soudure présente des fuites En outre il peut se produire une altération de certaines charges utiles lorsque la soudure se trouve en-deçà du joint d' étanchéité étant donné la difficulté qu'il y a de polir la surface soudée On peut également obtenir la résistan- ce requise du couvercle en prévoyant l'enveloppe extérieu- re qui est plus épaisse que l'enveloppe intérieure et qui, par suite de sa forme simple, peut être constituée par une pièce emboutie En outre, étant donné que l'enveloppe intérieure n'est pas tenue de supporter toute la charge de pression, il est possible de la réaliser avec une cons- titution plus mince de sorte que la forme complexe néces- saire pour l'aménagement de la gorge pour joint d'étan- chéité peut être aisément obtenue par emboutissage. La résistance requise est obtenue par la combinai- son de l'enveloppe intérieure et de l'organe de renforce ment La forme de l'enveloppe intérieure emboutie fournit, en liaison avec l'organe de renforcement extérieur, un mo- ment d'inertie plus élevé que la forme des couvercles connus constitués avec une épaisseur équivalente de matériau, et par conséquent la résistance requise est obtenue avec une quantité moindre de matériau. Dans une forme de réalisation, l'enveloppe inté- rieure est contiauë à l'organe de renforcement extérieur uniquement dans la région de la gorge pour joint d'étan- chéité, tandis que la partie centrale en forme d'élément de sphère de l'enveloppe intérieure et l'organe de renfor- ce sont distants et approximativement parallèles l'un à Il autre Un matériau isolant peut être disposé à l'intérieur de l'espace ou vide ainsi formé. Dans une autre forme de réalisation, l'organe de renforcement se compose d'un anneau en forme générale de L, qui peut être une pièce emboutie, laminée ou coulée. L'anneau en forme de L est disposé à l'extérieur de la gor- ge pour joint d'étanchéité de manière à faciliter et con- tribuer au renforcement du couvercle dans la région de cet- te gorge L'anneau est soudé à l'enveloppe intérieure au niveau de ses extrémités intérieure et extérieure Le pour- tour intérieur de l'organe de renforcement s'étend vers 1 ' intérieur au delà de la gorge pour joint d'étanchéité et contacte la partie centrale en forme d'élément de sphère dans l'enveloppe intérieure, dans une zone o il est sou- dé à cette dernière Un vide d'air existe radialement sur le coté intérieur de la gorge pour joint d'étanchéité en- tre l'anneau de renforcement et l'enveloppe intérieure, ce qui fournit un moment d'inertie supérieur à celui des dispositifs connus. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif pris en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe montrant une partie du couvercle selon une première forme de réa- lisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe d'une seconde for- me de réalisation d'un couvercle conforme à l'invention; la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 2, montrant une autre forme de réalisation de l'in- vention; et la figure 4 est une vue en coupe montrant une par- tie du couvercle d'une autre forme de réalisation de l'in- vention. En se référant au dessin de la figure 1, on y voit représentée, en coupe, approximativement une moitié d'un couvercle I destiné à un réservoir Le couvercle possède une enveloppe intérieure 3 et une enveloppe extérieure 5, qui sont toutes les deux en forme de dôme ou d'élément de sphère L'enveloppe intérieure 3 est constituée en un-ma- tériau plus mince que l'enveloppe extérieure et est réali- sée sous la forme d'une pièce emboutie possédant une gorge 7 pour joint d'étanchéité, située sur le pourtour extérieur du couvercle La gorge 7 reçoit un joint d'étanchéité annu- laire 9 qui, en cours d'utilisation, contacte le bord d'un anneau formant col 11 fixé au réservoir. La gorge 7 pour joint d'étanchéité possède une sec- tion en coupe transversale rétrécie telle que son ouvertu- re est plus étroite que sa base, ce qui sert à retenir en position le joint d'étanchéité. L'enveloppe extérieure 5 sert d'organe de renforce- ment et possède un rebord ou une collerette extérieure 13 qui est disposé essentiellement parallèlement à l'axe du couvercle, qui est de forme générale circulaire L'enve- loppe extérieure est également formée par emboutissage. L'enveloppe intérieure 3 est agencée de manière à s'adap- ter à l'intérieur de l'enveloppe extérieure de sorte que la surface extérieure convexe de l'enveloppe intérieure 3 est contiguë à la surface intérieure concave de l'envelop- pe extérieure 5 La surface radiale extérieure de la gorge pour joint d'étanchéité est contiguë à la face radia- le intérieure du rebord 13 de l'enveloppe extérieure Une soudu- re esthétique 15 est réalisée entre le bord de la gorge 7 pour joint d'étanchéité et le rebord 13 de manière à posi- tionner de façon précise les deux composants De cette ma- nière la forme complexe de l'enveloppe intérieurepeut être aisément obtenue par emboutissage à partir d'un matériau en forme de tôle et la résistance requise du couvercle est obtenue sous l'effet de la combinaison de l'enveloppe in- térieure et de l'enveloppe extérieure de renforcement, qui peut être également réalisée par emboutissage à partir d' un matériau en forme de tôle De façon typique le couver- cle est réalisé en acier inoxydable, mais pour des appli- cations moins contraignantes, il est possible d'utiliser de l'aluminium ou de l'acier doux. Un vide d'air 16 existe entre l'enveloppe inté- rieure 3 et l'enveloppe extérieure 5 et confère au couver- cle un moment d'inertie plus important qu'une épaisseur équivalente d'une structure connue de couvercle C'est pourquoi la résistance requise est obtenue avec une quan- tité moins importante de matériau. Le couvercle est muni de pattes répartiessur son pourtour et dans lesquelles s'engagent des boulons à rotu- le de manière à permettre le positionnement du couvercle. Dans la forme de réalisation illustrée, on a représenté une patte 17 qui est soudée au rebord 13 de l'enveloppe extérieure 5 Dans une autre forme de réalisation, non représentée, les pattes peuvent faire partie intégrante de l'enveloppe extérieure 5 Le couvercle peut être fixé avec possibilité de rotation sur l'anneau en forme de col 11. En se référant maintenant à la figure 2, on y voit représentée, en coupe, une moitié d'une seconde forme de réalisation de l'invention Dans cette forme de réalisation, on a utilisé les mêmes chiffres de référence pour repérer des parties identiques. L'enveloppe intérieure 5 est écartée de la surfa- ce concave intérieure de l'enveloppe extérieure 3 de ma- nière à fournir un espace ou vide d'air 19 qui sert à conférer des propriétés isolantes au couvercle La par- tie centrale 23 de l'enveloppe intérieure est plate dans cette forme de réalisation, mais comme dans le cas de la figure 1, l'enveloppe intérieure 3 contacte l'enveloppe extérieure 5 en 21 en créant un vide d'air 16 situé ra- dialement sur le côté intérieur de la gorge pour joint d' étanchéité, et donc le couvercle possède un moment d'inertie amélioré étant donné que, dans la région de la gorge pour joint d'étanchéité, sa forme correspond à celle de la réalisation de la figure 1 Un matériau isolant, comme par exemple une mousse de matière plastique, des fibres de ver- re ou de l'amiante, peut être insérée entre l'enveloppe in- térieure et l'enveloppe extérieure de manière à améliorer plus encore les propriétés d'isolation. La figure 3 montre une autre variante d'un couver- cle isolé pour trou d'homme Dans cette version, à la fois l'enveloppe intérieure 3 et l'enveloppe extérieure 5 possè- dent une partie centrale en forme d'élément de sphère, mais 'ces parties centrales sont distantes l'une de l'autre en étant approximativement parallèles entre elles Dans cette forme de réalisation l'enveloppe intérieure ne contacte pas l'enveloppe extérieure, hormis au-dessus d'un anneau en forme de L entourant la gorge pour joint d'étanchéi- té. La figure 4 montre une vue en coupe d'une partie d'un couvercle, similaire à la forme de réalisation de la figure 1, et l'on a utilisé des chiffres de référence iden- tiques pour repérer des pièces se correspondant Cette forme de réalisation utilise une enveloppe intérieure 3 réalisée sous la forme d'une seule pièce par emboutissa- ge et possédant une gorge 7 pour joint d'étanchéité et une partie centrale 4 en forme d'élément de sphère Cepen- dant l'enveloppe extérieure 5 de la forme de réalisation de la figure 1, qui entourait extérieurement l'enveloppe intérieure 3, a été remplacée par un organe de renforce- ment qui est de forme annulaire et possède une section en coupe transversale essentiellement en forme de L L'anneau de renforcement en forme de L 25 est en contact direct avec une partoie de l'extérieur de la gorge 7 pour joint d' étanchéité sur une surface annulaire en forme de L, et contacte l'enveloppe intérieure en un point 27 situé radia- lement en-deçà de la gorge pour joint d'étanchéité et y est soudée avec une soudure esthétique 27 Une autre soudu- re esthétique est réalisée entre le bord libre de la gorge pour joint d'étanchéité et le bord libre, extérieur radia- lement, de l'anneau de renforcement en forme de L 25 Un vide d'air 16 existe entre l'enveloppe intérieure 3 et 1 ' anneau de renforcement 25, radialement sur le côté inté- rieur de la gorge pour joint d'étanchéité, ce qui sert à conférer la résistance requise au couvercle. REVENDICATIONS 1 Couvercle pour réservoir sous pression, carac- térisé en ce qu'il comporte une première enveloppe ( 3) possédant sur son pourtour une gorge ( 7) pour joint d' étanchéité, réalisée par emboutissage, et un organe de renforcement ( 5,25) qui est contigu à au moins une partie de la première enveloppe ( 3). 2 Couvercle selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'organe de renforcement comporte un anneau en forme de L ( 25) qui est contigu à la gorge ( 7) pour joint d'étanchéité, sur une surface annulaire en forme de L. 3 Couvercle selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que l'anneau ( 25) est soudé à l'enveloppe inté- rieure ( 3) au niveau des régions ( 27,15), situéesradiale- ment sur le côté intérieur et suzlté extérieur de l'anneau. 4 Couvercle selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la première envelop- pe ( 3) comporte une partie centrale ( 4) en fcrme d'élément de sphère, qui est entourée par la gorge ( 7) pour joint d' étanchéité. Couvercle selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce qu'un vide d'air annu- laire ( 16) est ménagé radialement sur le côté intérieur de la gorge ( 7) pour joint d'étanchéité entre la premiè- re enveloppe ( 3) et l'organe de renforcement ( 5,25). 6 Couvercle selon l'une quelconque des revendi- cations 1,3 à 5, caractérisé en ce que l'organe de ren- forcement ( 5) recouvre complètement la première envelop- pe ( 3). 7 Couvercle selon la revendication 6, caractéri- sé en ce que l'organe de renforcement ( 5) comporte une partie centrale en forme d'élément de sphère reliée à une collerette ( 13) qui s'étend essentiellement parallè- lement à l'axe de symétrie du couvercle. 8 Couvercle selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que l'enveloppe intérieure ( 3) est soudée à la collerette ( 13) de l'organe de renforcement ( 5), radiale- ment sur le côté extérieur de la gorge ( 7) pour joint d' étanchéité. 9 Couvercle selon l'une quelconque des revendica- tions 6 à 8, caractérisé en ce que la partie centrale de l'organe de renforcement ( 5) est distante de la partie centrale de la première enveloppe ( 3) de manière à créer un espace d'air ( 19). Couvercle selon la revendication 9, caractéri- sé en ce qu'un matériau isolant est disposé dans l'espa- ce d'air ( 19). 11 Couvercle selon la revendication 10, caractéri- sé en ce que le matériau isolant est formé par une mousse de matériau plastique, par des fibres de verre ou par des fibres minéralesou de l'amiante. 12 Couvercle selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 11, caractérisé en ce que des pattes de fixation ( 17) sont disposées en des emplacements répartis sur le pourtour de l'organe de renforcement ( 5,25). 13 Couvercle selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 12,caractérisé en ce que l'organe de renforcement ( 5,25) est constitué par une pièce emboutie. 14 Couvercle selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 13, caractérisé en ce que la gorge ( 7) pour joint d'étanchéité possède en coupe transversale essentiellement la forme d'un U et que les côtés de la gorge convergent vers l'ouverture de cette dernière de manière à faciliter la retenue du joint d'étanchéité.