Brevet FR2702534A1 — publié le 19940916

La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la mise à l'air libre d'une enceinte sous pression, ce dispositif permettant d'éviter une explosion de l'enceinte par suite d'une augmentation brutale de la pression dans cette dernière. Un tel dispositif constituant un clapet de décharge peut être utilisé notamment dans les réacteurs nucléaires ou il permet d'éviter une explosion, suite à un feu de sodium. On connalt un certain nombre d'exemples de réalisation de clapets de décharge répondant aux objectifs mentionnés cidessus. Parmi ces types de clapets, on peut citer les clapets à membrane métallique, les clapets à panneau éclatant et les clapets du type papillon à bascule avec contre-poids. D'une façon générale, et pour diverses raisons, ces solutions ne donnent pas satisfaction, soit pour des raisons de tolérance, soit pour des raisons de fiabilité. L'invention se propose d'apporter un clapet de décharge à fonctionnement automatique et fiable, totalement autonome, c' est-à-dire ne faisant pas appel à une source d'énergie extérieure pendant son cycle de fonctionnement. Cette invention a donc pour objet un dispositif assurant la mise à l'air libre d'une enceinte sous pression, lors d'une augmentation brutale de la pression dans l'enceinte, ce dispositif qui constitue un clapet de décharge étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un clapet unique articulé, formant moyen détecteur de pression, muni d'un moyen de rappel automatique en position de refermeture, ledit clapet unique étant maintenu fermé par un vérin équilibrant une pression correspondant au seuil de fonctionnement et ledit vérin comportant des moyens de mise à l'échappement actionnes par ledit clapet lorsque la pression dans l'enceinte excède ledit seuil de fonctionnement. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les moyens de mise à l'échappement dudit vérin consistent en une soupape à tiroir qui est commandée par le déplacement dudit clapet unique, par l'intermédiaire d'un doigt à ressort et d'un basculeur formant moyen de verrouillage. Selon l'invention, le clapet est articulé par rapport à un axe de rotation ou, selon une variante, il est réalisé sous la forme d'une soupape en translation. Selon l'invention, les moyens de rappel automatique du clapet unique en position de fermeture peuvent être réalisés soit sous la forme d'un ressort de rappel pouvant être incorporés dans le vérin, soit sous la forme d'un contre-poids agissant directement sur le clapet unique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins qui en illustrent deux modes de réalisation donnés à simple titre d'exemple, dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'un premier exemple de réalisation du clapet de décharge selon l'invention dans lequel le clapet unique est articulé en rotation autour d'un axe et ses moyens de rappel en position de refermeture sont constitués par un contre-poids et - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 illustrant un second exemple de réalisation du clapet de décharge selon l'invention, dans lequel le clapet est du type soupape à translation et ses moyens de rappel en position de refermeture sont constitués par un ressort de rappel. Dans les exemples de réalisation décrits maintenant, le dispositif selon l'invention a été défini de façon à remplir les fonctions suivantes - détecter un seuil de pression de fonctionnement fixé à une valeur déterminée - relayer l'information concernant cette détection de manière à libérer une énergie motrice - transformer cette énergie en un mouvement de déplacement du clapet provoquant son ouverture assurant la mise à l'air libre de l'enceinte sous pression et - assurer la refermeture automatique du clapet de décharge. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, le clapet du dispositif est constitué par un clapet unique 10 articulé sur un axe 12, ce clapet unique, disposé sur une ouverture ménagée dans la paroi 14 de l'enceinte sous pression, avec interposition de systèmes d'étanchéité classiques, étant maintenu en position fermée à l'aide d'un vérin par exemple à air comprimé désigné dans son ensemble par la référence 16, ce vérin équilibrant la pression correspondant au seuil de fonctionnement à l'aide d'un réservoir tampon 18. Dans cet exemple de réalisation, le clapet unique sert de détecteur de pression. Il comporte un moyen de rappel automatique en position de refermeture constitué ici par un contre-poids 32 qui est monté sur l'axe d'articulation 12 du clapet 10. Le dispositif comporte un levier basculant appelé ci-après basculeur 20 dont l'une des extrémités prend appui sur l'une des extrémités du clapet unique 10 et dont l'autre extrémité coopére avec un doigt à ressort 22 conçu de façon à pouvoir actionner le tiroir d'une soupape à tiroir 24. Cette soupape à tiroir 24 est connectée au cylindre du vérin 16 de manière à pouvoir mettre ce dernier à l'échappement par la voie de purge. Le dispositif est complété par un levier de réarmement 28 à commande manuelle qui agit directement sur la tige de liaison 30 entre le doigt à ressort 22 et le tiroir de la soupape 24. Le fonctionnement de ce premier exemple de l'invention est le suivant - lorsque la pression dans l'enceinte dépasse le seuil de fonctionnement prédéterminé, le clapet 10 détecte ce dépassement, il commence à se soulever et il libère, en repoussant le basculeur 20, le doigt à ressort 22 qui actionne la soupape à tiroir 24 mettant ainsi le vérin 16 à l'échappement. Le volet unique 10 peut donc s ouvrir totalement en un temps extrèmement court (de l'ordre de 0,5 secondes) assurant rapidement la mise à l'air libre de l'enceinte sous pression. On notera que la vitesse d'ouverture est contrôlée par le dash-pot à huile 34 du vérin 16. La refermeture du volet unique 10 est assurée de façon automatique, par le contrepoids 32 qui est taré à une valeur déterminée. L'exemple de réalisation illustré par la figure 2 diffère de celui décrit ci-dessus en référence à la figure 1 par le fait que le clapet unique 10' est une soupape à déplacement en translation et que son dispositif de refermeture automatique est réalisé sous la forme d'un ressort de rappel 36, taré à une valeur déterminée, ce ressort de rappel 36 étant positionné, dans cet exemple de réalisation non limitatif, dans le dash-pot 34 du vérin 16. Les autres composants de cette variante sont les mêmes que ceux du dispositif précédemment décrit en référence à la figure 1. On ne les décrira pas de nouveau et, sur la figure 2, ils ont été désignés par les mêmes références. De même, le fonctionnement de ce second exemple de réalisation est identique en tous points à celui décrit cidessus. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif assurant la mise à l'air libre d'une enceinte sous pression, lors d'une augmentation brutale de la pression dans l'enceinte, ce dispositif qui constitue un clapet de décharge étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un clapet unique (10, 10') articulé, formant moyen détecteur de pression, muni d'un moyen de rappel automatique en position de refermeture (32, 36) , ledit clapet unique étant maintenu fermé par un vérin (16) équilibrant une pression correspondant au seuil de fonctionnement et ledit vérin comportant des moyens de mise à l'échappement (20, 22, 24) actionnés par ledit clapet lorsque la pression dans l'enceinte excède ledit seuil de fonctionnement. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de mise à l'échappement dudit vérin (16) consistent en une soupape à tiroir (24) qui est commandée par le déplacement dudit clapet unique, par l'intermédiaire d'un doigt à ressort (22) et d'un basculeur (20) formant moyen de verrouillage. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le clapet (10) est articulé par rapport à un axe de rotation (12). 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le clapet (10') est réalisé sous la forme d'une soupape en translation. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens de rappel automatique du clapet unique (10) en position de refermeture sont réalisés sous la forme d'un contre-poids (32) agissant directement sur le clapet unique. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4 caractérisé en ce que les moyens de rappel automatique du clapet unique (10') en position de refermeture sont réalisés sous la forme d'un ressort de rappel positionné dans ledit vérin (16).