Brevet FR2612275A1 — publié le 19880916

ORGANE DE SECURITE CONTRE LES SURPRESSIONS DANS DES ENCEINTES DE FLUIDE SOUS PRESSION La présente invention est relative aux organes de sécurité dont sont équipés les canalisations et réservoirs sous pression de fluide pour protéger ceux-ci contre d'éventuelles surpressions de ce fluide. Ces organes de sécurité sont soit des disques de rupture soit des soupapes, ces dernières étant les plus couramment employées du fait qu'elles se referment après évacuation de l'excès de pression.La soupape classique se compose en général de - Un corps tubulaire compor zut en partie basse un organe de raccordement à l'enceinte ous pression, queue filetée ou bride, prolongée concentriJlement et intérieurement à la partie tubulaire par un siège sur lequel repose un clapet guidé en coulissement dans cette partie tubulaire périphé rique par glissement d'ailettes radiales solidaires du clapet, le fluide pouvant saéchapper dans les intervalles entre les ailettes, le clapet et la partie tubulaire périphérique.Le clapet est maintenu sous pression par un organe élastique, lui-même comprimé jusqu'à obtention de la pression de tarage désirée par un écrou ajouré se vissant dans le tube de guidage, le fluide s'échappantpar les orifices ménagés à cet effet dans le dit-crou. Un tel dispositif présente les inconvénients suivants i - Les ailettes radiales de guidage du clapet dans le tube réduisent la section de passage du fluide et engendrent une perte de charge qui réduit la capacité de débit de la soupape. - LOécrou de serrage ajouré réduit également la section de passage du fluide ce qui amoindrit le débit La présente invention vise à proposer une structure do soupape de sécurité limitant les pertes de charges et qui va etre décrite ci-après en référence aux deux figures 1 et 2 jointes en coupe et en plan du dispositif. L'ensemble de la soupape se compose de quatre éléments a - un corps (1) b - une lanterne (8) c - un clapet (4) d - un organe élastique (5) Le corps comporte une bride ou queue filetée (2) permettant le raccordement avec lenceinte contenant le fluide sous pression représenté en trait fin. En cas de raccordement par filetage la partie supérieure du corps est de section hexagonale ou carre pour permettre la préhension aisée à la clé pour vissage et serrage de lappareil sur l'enceinte Le corps comporte également un siège (3) sur lequel vient reposer le clapet (4) qui est maintenu à son contact par un organe élastique (5) de compression sgopposant à la pression interne de l'enceinte.Ce clapet (4) est muni deune queue (6) de guidage qui coulisse dans un guide (7) lui meame solidaire de la lanterne (8). La. lanterne est constituée en partie inférieure d'une partie tubulaire (9) qui se visse dans un filetage (IO) prévu en partie supérieure du corps (1), de façon périphérique au siège, afin de pouvoir assurer un réglage de compression de l'organe élastique (5). Cette partie tubulaire (9) est conçue de telle sorte que sa partie supérieure se trouve dans un plan situé à une hauteur supérieure à celui du siège (3) du clapet (4) de telle sorte que le fluide s'échappant du siège (3) est obligatoirement dirigé vers le haut, parallèlement à l'axe du dispositif, l'échappement du fluide s'effectuant au dessus de la pièce tubulaire (9). Cette partie tubulaire (9) est, pour la constitution de la lanterne elle même, prolongée par au minimum deux ou plusieurs colonnes (îi) reliées entre elles par une traverse (12) transversale dans le cas de 2 colonnes ou par plusieurs traverses rayonnantes disposées en étoile dans le cas de plusieurs colonnes.Cette structure ménage entre les colonnes (11) de larges surfaces d'échappement du fluide. Les traverses se raccordent sur une pièce circulaire (I3) concentrique à la partie tubulaire (9). Sur cette pièce circulaire (I3) vient s'appuyer l'organe élastique (5); La pièce circulaire (I3) est prolongée vers le clapet (4) par une partie tubulaire (I4) qui comporte en son centre le guide 7de la queue de clapet (6) centrant celui-ci sur son siège 3.Le diamètre extérieur de cette partie tubulaire (I4) maintient rectiligne l'organe élastique (5) en de flamber lors de la compression de réglage.De plus, l'extrémité (I5)inférieure de cette partie tubulaire (I4) remplit la fonction de butée de limitation de la course du clapet (4) lors de sa levée lorsque celui-ci se soulève sous la poussée du fluide quand la pression interne de l'enceinte s'élève au-dessus de la pression de tarage de l'organe élastique (5) évitant ainsi à celui-ci une déformation excessive qui peut modifier ses caractéristiques mécaniques d'origine. De plus, cette disposition permet d'intercaller un organe élastique (I6), tel qu'un empilage de rondelles Belleville par exemple, entre la partie supérieure du clapet (4) et l'extrémité (I5) de la partie tubulaire (I4) afin de jouer le rôle d'amortisseur limitant le choc brutal entre ces 2 éléments lors de l'ouverture du clapet et de leur éviter ainsi tout risque de déterioration. Il résulte d'une telle structure que les pertes de charges en aval du clapet (4) se trouvent réduites au minimum du fait que les surfaces périphériques faisant obstacle à l'évacuation du fluide sont réduites au minimum. Il résulte également d'une telle structure que la lanterne (8) remplit sumultanément les fonctions suivantes - Compression de organe élastique (5) de tarage. - Guide d'orientation du fluide vers le haut avec grandes surfaces d'échappement du fluide entre les colonnes (ii) afin de réduire au minimum les pertes de charge en aval du clapet. - Maintien de la rectituc- de l'organe élastique (5), ce qui assure à celui-ci L fonctionnement. - Guide de centrage du clapet (4) sur son siège (3). - Limitation de la course du clapet (4) donc de compression de l'organe élastique (5) supprimant le risque de détérioration de ses caractéristiques mécaniques. - La réalisation de la lanterne (8) sous forme d'une pièce monobloc assure par usinage sans démontage de la pièce la concentricité des différents éléments ci-dessus,-soit de la partie tubulaire (9) avec le quide de centrage (7) du clapet (4 ainsi qu'avec le guide (14) de l'organe élastique (5 . REVENDICATIONS 1) Dispositif de sécurité contre les surpressions éventuelles pouvant se produire dans les réservoirs ou des canalisations de fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte, outre le clapet (4) et l'organe élastique (5), deux pieces, une embase (1) de raccordement à l'enceinte sous pression et une lanterne (8) monobloc se vissant sur l'embase (1) pour assurer la compression de l'organe élastique (5) afin de régler la pression de tarage souhaitée et pourvue de moyen de guidage de l'organe élastique. 2) Dispositif selon la revendicåttonl caracterisé en ce que la dite lanterne ci-dessus (8, est constituee dune partie tuDu laire filetée (9) se vissant sur l'embase de façon a ce que son niveau superieur se trouve ju dessus du niveau du siège de clapet (3) faisant partie de l'embase (1) de sorte à ce que le fluide sortant du siège (3) lors de la levée du clapet (4) soit obliga toirement dirigé vers le haut, parrallélement å l'axe du dispositif. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la partie tubulaire (9) est prolongée par deux ou plusieurs colon nes (11), le fluide sortant du siège (3) et orienté vers le haut par la partie tubulaire (9) s'échappant par les intervalles de grande surface entre ces colonnes (11), ceci afin de réduire au minimum les pertes de charge en aval du clapet. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les colonnes (11) sont reliées entre elles par une ou plusieurs traverses rayonnant vers le centre de la lanterne (8) ou elles se raccordent a une pièce circulaire (13) sur laquelle vient s'appuyer une extremité de l'organe élastique C5), son autre extrémité s'ap puyant sur le clapet (4). 5) Dispositif selon l'une quelconque des renvendications précédentes caractérisé en ce que la pièce circulaire (13) est prolongee vers le bas par un tube (14) concentrique aux colonnes (11) dont le diamètre intérieur (7) sert de guide de centrage du clapet (4) sur son siege (3) par l'intermédiaire de sa queue (6) qui coulisse dans le tube (7). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cémentes caractérisé en ce que le diametre extérieur de ce tube (14) sert de cuide maintenant rectiligne l'organe élastique (5). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'extrémité (15) du tube (14) sert de butée de limitation de course,donc de limitation de compression de l'organe elastique (5), ceci afin d'eliminer le risque de détérioration des caractéristiques mécaniques de celui-ci en cas de compression brutale. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications préce dentes caractérisé en ce que la structure permet d interposer un organe élastique (lb' comme amortisseur de choc entre le clapet (4) et l'extrémf é (15) du tube 14) afin d'éviter les risques de détérioratic., de ces éléments. 9) Dispositif selon l une quelconque des revendications pre cedentes caractérisé en ce que la structure largement ajourée de la lanterne (8j permet l'examen visuel de l'organe élas- tique (5) ce qui permet de contrôler la qualite de son état.