Brevet FR2543648A3 — publié le 19841005

FR 2543648 A3 19841005 FR 8305717 A 19830401 LIMITEUR DE SURPRESSION POUR INSTALLATION CONTENANT UN FLUIDE La présente invention a pour obje#t un limiteur de surpression pour installation contenant un fluide. Cet appareil constitue un organe de sécurité qui équipe des capacités telles que réservoirs, canalisations, organes de robinetterie, de sectionnement, vannes, dont la pression intérieure est susceptible de croître sous l'effet de la variation de la température du fluide qu'il contient ou encore sous l'effet d'une onde de choc. En l'absence de tout appareil, une surpression peut se traduire par la détérioration de l'installation avec les risques que cela comporte. Une solution permettant d'éviter les surpressions dans une installation, consiste à équiper celle-ci de soupape de décharge tarées, évacuant une partie du fluide à l'extérieur, lorsque la pression dépasse une valeur prédéterminée. Cette solution n'est pas satisfaisante, notamment lorsqu'il s'agit d'une surpression instantanée, du fait qu'elle se traduit par une perte de fluide, qui ne peut, en outre, être envisagée lorsque le fluide est pollué ou contaminant. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, l'appareil qu'elle concerne comprend une enceinte en communication avec la capacité à protéger, divisée en deux chambres séparées l'une de l'autre par une cloison mobile, dont l'une communique avec la capacité et dont l'autre contient des moyens élastiques agissant sur la cloison mobile à l'encontre de la pression régnant dans la capacité, la valeur des moyens élastiques étant telle que, lorsque la pression dans la capacité est inférieure à une valeur prédéterminée, le volume de la chambre communiquant avec la capacité est aussi réduit que possible. Lorsqu'il se produit une augmentation de pression dans la capacité, telle que la force résultant de la pression exercée sur la cloison est supérieure- à la force exercée par les moyens élastiques, le volume de la chambre communiquant avec la capacité augmente, tandis que le volume de la chambre contenant les moyens élastiques diminue. Le volume tampon ainsi dégagé dans la capacité permet d'absorber la surpression -et d'éviter la détérioration de la capacité. Dès que la pression dans cette dernière redescend en dessous du seuil de pression prédéterminé, les moyens élastiques provoquent le retour de la cloison mobile en position initiale. Selon une première forme d'exécution de cet appareil, l'enceinte en communication avec la capacité est constituée par un cylindre dans le fond duquel débouche un canal débouchant également dans la capacité, et à l'intérieur duquel est monté coulissant avec étanchéité, un piston dont la tige traverse l'autre extrémité du cylindre où il est guidé, ce piston étant soumis à l'action de moyens élastiques prenant appui, d'une part, sur sa face opposée à celle située du côté de la capacité et, d'autre part, sur le fond du cylindre traversé par la tige du piston. Avantageusement, le fond du cylindre dans lequel débouche le canal de mise en communication avec la capacité comporte une partie centrale en creux par rapport à la partie périphérique. Cela permet d'assurer, en permanence, une surface de contact relativement importante entre le fluide contenu dans la capacité et le piston, favorisant le déplacement de celui-ci lors d'une surpression à l'intérieur de la capacité. Conformément à une autre forme d'exécution, l'enceinte en communication avec la capacité est constituée par un cylindre dans le fond duquel débouche un canal débouchant également dans la capacité, et à l'intérieur duquel est monté un piston de diamètre inférieur à celui du cylindre, à la périphérie duquel est fixé, avec étanchéité, un soufflet métallique dont l'autre extrémité est fixée avec étanchéité sur l'autre fond du cylindre, ce piston étant soumis à l'action de moyens élastiques prenant appui, d'une part, sur la face du piston opposée à celle située du côté de la capacité et, d'autre part, sur le fond du cylindre opposé à celui situé du côté de la capacité. Le guidage de ce piston est réalisé, d'une part, par une tige traversant le fond du cylindre situé du côté opposé à la capacité et, d'autre part, par un organe de centrage faisant saillie de la face opposée du piston et pénétrant dans le canal de communication avec la capacité. Selon une possibilité, le fond du cylindre, situé du côté opposé à la capacité, comporte, dans sa face opposée à celle tournée vers le piston, un alésage cylindrique dans lequel est monté coulissant avec étanchéité un second piston solidaire de# l'extrémité libre de la tige du premier piston. Cet agencement est particulièrement intéressant car permettant le fonctionnement de l'appareil, même s'il se produit un défaut d'étan chéité au niveau du soufflet. En effet, dans ce cas, le fluide, pénétrant à l'intérieur du soufflet, s'écoule le long de la tige du piston, dans la zone où celle-ci traverse le fond du cylindre, et pénètre# dans l'alésage débouchant dans la face extérieure du fond du cylindre,- poussant ainsi le second piston vers l'extérieur, et augmentant le volume de la chambre communiquant avec la capacité à protéger. Selon une autre forme d'exécution, la cloison mobile est constituée par une membrane déformable, soumise aux actions antagonistes de la pression régnant dans la capacité, et de moyens élastiques. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représen tant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cet appareil Figure I est une vue en coupe transversale d'une capacité équi pée d'un premier type d'appareil, les parties droite et gauche du dessin représentant cet appareil dans deux états différents, comme tel est d'ailleurs le cas dans toutes les figures suivantes ; Figures 2 à 5 sont quatre vues longitudinales de quatre variantes d'exécution de cet appareil. La figure l du dessin représente une capacité (2) contenant un liquide (3). Cette capacité (2) communique avec une enceinte (4) de forme cylindrique par l'intermédiaire d'un canal (5). L'enceinte (4) est partagée en deux chambres, respectivement (6), communiquant avec la capacité (2), et (7), par une cloison mobile constituée par un piston (8) de section inférieure à celle de l'enceinte (4) et un soufflet métallique (9). Ce soufflet métallique (9) est fixé avec étanchéité, d'une part, sur le piston (8) et, d'autre part, sur le fond (10) du cylindre (4) opposé à celui dans lequel débouche le canal (5). Le piston (8) est guidé axialement, d'une part, par une tige (12) traversant avec étanché ité, grâce à des joints (13), le fond (10) et, d'autre part, par un organe de centrage (14) qui, dépassant de sa face opposée, pénètre dans -le canal (5). A l'intérieur de la chambre (7) est monté un ressort hélicoldal (15) exerçant un appui sur le piston (8), de manière à maintenir celui-ci dans la position représentée à gauche au dessin, lorsque la pression régnant dans la capacité (2) est inférieure à une valeur prédéterminée Un canal (16), débouchant dans l'orifice de passage de la tige (12) du piston, normalement obturé par une vis (17), permet de détecter d'éventuelles fuites au niveau du soufflet (9). D'un point de vue pratique, lorsqu'il se produit une surpression dans la capacité (2), et que la force exercée par le fluide sur le piston (8) dépasse celle antagoniste exercée par le ressort (15), le piston (8) se déplace en direction du fond (10) du cylindre, ce qui se traduit par une diminution du volume de la chambre (7) et une augmentation du volume de la chambre (6) permettant l'absorption de cette surpression sans dommages pour l'installation. Quand la pression redescend en-dessous de son seuil prédéterminé, le piston (8) revient dans sa position initiale. La figure 2 représente un dispositif similaire à celui de figure 1, dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références. Cet appareil se distingue en ce qu'un alésage (18) est ménagé dans la face du fond (10) du cylindre (4) tourné du côté opposé à celui-ci. Dans cet alésage (18) est monté coulissant avec étanchéité un piston (19) fixé à l'extrémité libre de la tige (12) du piston (8). D'un point de vue pratique, le piston (19) va se déplacer en même temps que le piston (8), ce qui permettra de vérifier le bon fonctionnement de l'appareil. En outre, en- cas de défaut d'étanchéité au niveau du soufflet (9), le fluide s'écoulera le long des la tige (12) jusque dans l'alésage (18) où il - exercera sur le piston (19) une pression tendant à déplacer celui-ci vers l'extérieur, et assurant ainsi le maintien en fonction de l'appareil. L'appareil représenté à la figure 5 est similaire à celui représenté à la figure 1, n'en différant que par le fait que les moyens élastiques agissant sur le piston (8) sont constitués par un empilement de rondelles (20), et par le fait que la tige (12) du piston ne traverse pas le fond (10). Une détection de fuites éventuelles au niveau du soufflet (9) est visualisée lors du retrait d'une vis (22) engagée dans le fond de l'alésage (23) servant au guidage de l'extrémité libre de la tige (12). Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, le cylindre (4) sert au montage avec étanchéité d'un piston (24). Afin de permettre une surface d'action suffisante du fluide contenu dans la capacité, sur le piston, le fond du cylindre dans lequel débouche le canal (5) comprend une partie centrale (25) située en retrait par rapport à la partie périphérique (26) qui sert de siège au piston (24), comme montré à la partie gauche de la figure 3, lorsque la pression régnant dans la capacité est inférieure à une valeur prédéterminée. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, la cloison mobile, située dans la chambre (27) communiquant avec la capacité (2), est constituée par une membrane souple (28) dont la partie centrale (29) est équipée d'un renfort rigide duquel font saillie, d'une part, une tige de guidage (30) traversant le fond de l'enceinte (27)et, d'autre part, un doigt de centrage (32) engagé dans le canal (5) de mise en communication avec la capacité. La membrane (28) est contrainte, du côté du canal (5), par l'intermédiaire d'un empilement de rondelles (33), lorsque la pression régnant dans la capacité est inférieure à une pression prédéterminée. Lorsque cette pression est dépassée, la membrane se déforme venant dans une position représentée à la partie droite de la figure 4 pour ménager un volume communiquant avec la capacité. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un appareil de conception simple, permettant à une capacité d'absorber des surpressions temporaires sans aucune dégradation et sans perte de fluide. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil, décrites ci-dessus à titre d'exemplues; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. - Appareil limiteur de surpression, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (4) en communication avec la capacité (2) à protéger, divisée en deux chambres (6, 7) séparées l'une de l'autre par une cloison mobile (8, 9), dont l'une (6) communique avec la capacité et dont l'autre (7) contient des moyens élastiques (15) agissant sur la cloison mobile à l'encontre de la pression régnant dans la capacité, la valeur des moyens élastiques étant telle que, lorsque la pression dans la capacité est inférieure à une valeur prédéterminée, le volume de la chambre communiquant avec la capacité est aussi réduit que possible. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte en communication avec la capacité est constituée par un cylindre (4) dans le fond duquel débouche un canal (5) débouchant égale ment dans la capacité (2), et à l'intérieur duquel est monté coulissant avec étanchéité, un piston (24) dont la tige (12) traverse l'autre extrémité du cylindre où il est guidé, ce piston étant soumis à l'action de moyens élastiques (15) prenant appui, d'une part, sur sa face opposée à celle située du côté de la capacité et, d'autre part, sur le fond du cylindre traversé par la tige du piston. 3. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fond du cylindre dans lequel débouche le canal de mise en communication avec la capacité comporte une partie centrale (25) en creux par rapport à la partie périphérique (26). 4. - Appareil selon la revendication l, caractérisé en ce que l'enceinte en communication avec la capacité est constituée par un cylindre (4) dans le fond duquel débouche un canal (5) débouchant également dans la capacité (2), et à l'intérieur duquel est monté un piston (8) de diamètre inférieur à celui du cylindre, à la périphérie duquel est fixé, avec étanchéité, un soufflet métallique (9) dont l'autre extremi- té est fixée avec étanchéité sur l'autre fond (10) du cylindre, ce piston étant soumis à l'action de moyens élastiques (15) prenant appui, d'une part, sur la face du piston opposée à celle située du côté de la capacité et, d'autre part, sur le fond (10) du cylindre opposé à celui situé du côté de la capacité. 5. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fond (10) du cylindre, situé du côté opposé à la capacité (2), comporte, dans sa face opposée à celle tournée vers le piston (8), un alésage- cylindrique (18) dans lequel est monté coulissant avec étanchéité un second piston (19) solidaire de l'extrémité libre de- la tige (12) du premier piston. 6. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce- que la cloison mobile est constituée par une membrane déformable (28, 29), soumise aux actions antagonistes de la pression régnant dans la capacité, et des moyens élastiques (33).