Brevet FR2670470A1 — publié le 19920619

L'invention se rapporte à un dispositif d'obturation d'une ouverture ménagée dans la paroi d'un réservoir soufis à la pression d'un fluide interne. L'invention concerne plus particuliérement mais non exclusivement un dispositif d'obturation d'une ouverture de visite managée dans la partie extrême d'un réservoir allongé et d'axe horizontal d'un wagon citerne pour le transport de fluide sous pression. De tels reservoirs de transport de fluide sous pression comprennent classiquement au toi nus une ouverture de visite qui est obturée de manière étanche par un dispositif spécifique. Classiquement, le dispositif d'obturation comprend - un couvercle épais doté d'au WiGi ns une portée d'étanchéité contre un siège porte par le réservoir, - une pièce rassi ve sensibleeient annulaire dans laquelle est aménagée l'ouverture de visite et qui, d'une part, est raccordée de mani ére étanche par soudure au bord d'une decoupe prevue dans la paroi du rzservoir et, d'autre part, présente une surface realisant le siège d'appui étanche du couvercle, - des moyens d'application énergique du couvercle par sa portee d'étanchéité contre le siège de la pièce annulaire tels des goujons et des écrous. Classiquement, la pièce massive annulaire qui est sensiblement plate, peut, pour être raccordez par soudure au bord de la découpe prévue dans la paroi du reservoir, être pourvue d'une collerette de raccordement. Généralement, l'épaisseur de la pièce massive est sensiblement centrée sur celles de la collerette et de la paroi. Evidemment, les éléments mécaniques précités sont en matériau de nature telle et surtout dirgensionnes de In an i ere telle qu'aucune déformation du siège et/ou du couvercle ne puisse être engendrée, d'une part, par les contraintes dues aux efforts d'application du dit couvercle sur le siege et, d'autre part, par les éventuelles sollicitations de la paroi du réservoir au droit de l'ouverture et précisénent du siège précité notamment sous l'effet de la pression régnant dans le reservoir. Précisément, l'épaisseur du couvercle et celle de la pièce qui porte le siège sont largerent supérieures à celle de la paroi cylindrique du réservoir. Notamment, dans de nombreuses applications, telles celles précitées, les diamètres, les passeurs du couvercle et de la piece annulaire ainsi que les états de surface de leurs faces de contact sont fixés par des normes strictes. Classiquement, par rapport à la face externe d'un réservoir dépourvu de trou d'hoe en cet endroit, le couvercle massif et la pièce annulaire qui porte le siege ainsi que les goujons forment une saillie d'iinportance notable. Que ce soit au sommet ou en extrémité des réservoirs de transport de fluide sous pression, cette protuberance est gênante car le réservoir, notamment pour wagon citerne, doit s'inscrire dans un gabarit d'encovtibrement strictement défini et, à dimensions externes egales, en cas de bride de trou d'honme, les dimensions maximale du réservoir doivent être duites. Par exemple, pour un réservoir d'environ trois mètres de diamètre, l'importance de la protubérance est généralement supérieure à cent millimètres. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est précisément un dispositif d'obturation qui, sur la face externe d'un réservoir du type précite ne forne pas l'importante saillie que forment les dispositifs connus. D'autres résultants que l'invention perret d'obtenir apparaîtront à la lecture de la description qui suit. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'obturation du type précite notamment caractérisé en ce que la collerette de la pièce annulaire est concave et tourne sa concavité vers l'extérieur du reservoir de manière à former une cuvette, d'une part, dont tant le bord interne que le bord externe se raccordent sans solution de continuité avec respectivement la pièce annulaire pressentant le siège et le bord de la découpe de la paroi et d'autre part, dont la profondeur est au moins suffisante pour permettre le 1 logement du couvercle lorsque le dit couvercle se trouve applique sur son siège et ses moyens d'application sur le dit siège. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente scher,iatiquei,nent - figure 1 : une coupe transversale partielle de l'extrémité d'un réservoir équipé du dispositif selon l'invention, - figure 2 : à plus grande échelle, un detail de realisation. En se reportant au dessin, on voit en coupe transversale la partie extrême d'un réservoir métallique 1 à paroi 2 délimitant un corps sensiblement cylindrique qui présente une ouverture 3 dotée d'un dispositif d'obturation 4. Le reservoir est par exemple du type destiné à contenir un fluide sous pression tel un fluide comprenant une phase gazeuse et une phase liquide. Par exemple, l'ouverture est du type permettant à une personne (non représentée) d'avoir accés à l'intérieur du réservoir notamment en vue d'une visite de contrôle et/ou d'entretien évidemment après vidange du réservoir. Tel que cela apparat au dessin, le dispositif d'obturation 4 comprend - un couvercle 8 épais et présentant au moins une portee d'étanchéité 9 contre un siège 10 quant à lui au moins indirectement solidaire du reservoir 1, - une pièce massive 11 sensiblement annulaire dans laquelle et aménagée l'ouverture 3 et dont l'épaisseur est, au moins au droit de cette ouverture, largement supérieure à celle de la paroi 2 du réservoir, laquelle pièce 11, d'une part, est raccordée de manière étanche au bord 13 d'une coupe 14 prevue dans la paroi 2 du réservoir et, d'autre part, presente une surface qui est organisé autour de l'ouverture 3 pour constituer le siège d'appui étanche de la portée 9 compléientaire du couvercle 8, - au moins un moyen 15 d'application énergique du couvercle 8, par sa portée 9, contre le siège 10 de la piece annulaire 11. La différence signalée entre l'épaisseur de la paroi 2 du réservoir 1 et l'épaisseur de la pièce annulaire ll est classique et due à la différence des types de sollicitations mécaniques auxquelles sont sujets ces e;le,.lents. En effet, on rappelle que l'épaisseur de la paroi 2 du réservoir 1 est calculee essentiellerent pour resister à la traction alors que l'épaisseur de la piece annulaire 11 est, au moins au droit de l'ouverture 3 qu'elle comporte, calculée pour résister à la flexion et notamment de lanière à n'autoriser aucune déformation susceptible d'engendrer un défaut d'application entre couvercle 8 et siège 10. Compte tenu de cette différence d'épaisseur, entre le bord périphérique 16 de la pièce annulaire ll et le bord 13 de la découpe 14 aménagée dans la paroi 2, est interposée une collerette 17 dont la section transversale est ajustee de manière à compenser la différence d'épaisseur signale et ce en vue de permettre l'asserblage optimum par soudage. En outre, cette collerette 17 a un galbe adapté pour que son bord périphérique lo 18 puisse puisse se raccorder avec le bord 13 de la paroi galbe du réservoir 1. Toutefois au lieu que le galbe de la collerette corresponde sensiblement à celui qu'aurait la paroi en l'absence de dispositif, selon l'invention, la collerette de la piece annulaire 11 est concave et tourne sa concave vers l'extérieur du réservoir de manière à former une cuvette 19, d'une part, dont tant le bord interne 20 que le bord périphérique 18 se raccordent sans solution de continuité avec respectivement la pièce annulaire 11 présentant le siège 10 et le bord 13 de la découpe 14 de la paroi 2 et d'autre part, dont la profondeur est au moins suffisante pour permettre le logement non seuleluent du couvercle 8 lorsque le dit couvercle se trouve appliqué sur son siège mais egalement de ses moyens 15 d'application sur le dit siège. Cette particularite du dispositif d'obturation permet d'inscrire sensiblement ce dispositif à l'intérieur de l'enveloppe externe de la paroi du réservoir. Tous les éléments constitutifs du dispositif viennent sensiblement affleurer un plan tangeant au pôle ou sommet de la paroi du réservoir en l'absence du dit dispositif. Avantageusernent, la collerette ne présente la forme en cuvette dont la concavité est tournée vers l'extérieur du réservoir que sur une partie 21 de sa surface à savoir celle situee du côté du siège 1G. Sur sa partie externe 22, la collerette présente une courbure inverse amenant sa face interne 23 dans la continuité de la face interne 24 de la paroi du réservoir, sa face externe 25 formant a alors, étant donné l'épaisseur croissante de la collerette, un léger renflement par rapport à la courbure de la face externe 26 de la paroi (figure 2). La section transversale et notamment les dimensions et la forme de la collerette confèrent au dispositif l'avantage que toutes les actions susceptibles d'être développées par la pression dans le réservoir sur le dispositif qui sont orientées selon une direction axiale à la pièce annulaire induisent principalement une déformation de la collerette qui est orientée essentiellement radialement à cette pièce. Cette caractéristique technique permet que les contraintes mécaniques imprimées à la pièce annulaire par la pression d'un fluide interne n'engendrent qu'un très faible déport. Compte tenu du gabarit itiaximal admissible en charge, cela permet d'optimiser le diamètre maxi mal du réservoir par rapport aux realisations connues. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'obturation (4) d'une ouverture notamnient de visite aménagé dans une paroi cylindrique (2) telle celle d'un réservoir de transport de fluide (5) sous pression, lequel dispositif d'obturation comprend - un couvercle (8) épais et pressentant au moins une portée d'étanchéité (9) contre un siège (10) quant à lui au moins indirectement solidaire du réservoir (1), - une pièce massive (11) sensiblement annulaire dans laquelle et amêflagée l'ouverture (3) et dont l'épaisseur est, au moins au droit de cette ouverture, largement supérieure à celle de la paroi (2) du réservoir, laquelle pièce (11), d'une part, est raccordée de manière etanc,he au bord (13) d'une découpe (14) prévue dans la paroi (2) du réservoir et, d'autre part, presente une surface qui est organisé autour de l'ouverture (3) pour constituer le siège d'appui étanche de la portée (9) complémentaire du couvercle (8), - au moins un moyen (15) d'application énergique du couvercle (8), par sa portée (9), contre le siège (10) de la pièce annulaire (11), entre le bord périphérique (16) de la piece annulaire (11) et le bord (13) de la découpe (14) aflénagée dans ld paroi (2), est interposée une collerette (17) dont la section transversale est ajustée de manière à compenser la différence d'épaisseur signalée et ce en vue de permettre 1 'assemblage optillum par soudage, lequel dispositif étant CARACTERISE en ce que la collerette de la pièce annulaire !11) est concave et tourne sa concavité vers l'extérieur du rservoir de manière à former une cuvette (19) - d'une part, dont tant le bord interne (20) que le bord périphérique (18) se raccordent sans solution de continuité avec respectivement la pièce annulaire (11) présentant le siège (10) et le bord (13) de la découpe (14) de la paroi (2) et - d'autre part, dont la profondeur est au moins suffisante pour permettre le logement non seulement du couvercle (8) lorsque le dit couvercle se trouve applique sur son siège mais également de ses moyens (15) d'application sur le dit siège. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la collerette ne présente la fore en cuvette dont la concavité est tournée vers l'extérieur du réservoir que sur une partie (21) de sa surface à savoir celle située du côté du siège (10) et en ce que sur sa partie externe (22), la collerette presente une courbure inverse aienant sa face interne (23) dans la continuité de la face interne (24) de la paroi du réservoir, sa face externe (25) formant alors, étant donné l'épaisseur croissante de la collerette, un lécher renflement par rapport à la courbure de la face externe (26) de la paroi.