Brevet FR2720284A1 — publié le 19951201

DISPOSITIF PARE-FLANMEB La présente invention concerne un dispositif pare-flammes qui est destiné à empêcher une propagation des flammes ou d'un front d'une explosion dans un endroit déterminé. De façon plus précise, l'invention concerne plus particulièrement un tel dispositif qui pourra être installé dans des canalisations qui servent à conduire une substance gazeuse ou un mélange de telles substances inflammables ou explosives. Dans les systèmes à récupération de vapeur d'hydrocarbures, par exemple dans ceux relatifs à la distribution de l'essence, il est obligatoire d'insérer dans les conduits parcourus par un mélange explosif d'air et d'hydrocarbures gazeux des pare-flammes afin d'empêcher la propagation de flammes ou d'un front d'explosions. Des flammes et, au pire, une explosion pourraient être créées au niveau d'autres appareils dans une telle pompe à essence et nécessitant une certaine puissance mécanique ou électrique pour leur fonctionnement. C'est notamment le cas des pompes où des éléments en mouvement relatif pouvant créer des étincelles par choc. De même une source de chaleur peut être à l'origine d'une déflagration dudit mélange gazeux explosif qu'il importe de limiter dans l'espace et empêcher de se propager. Dans ces pare-flammes on cherche à produire un effet de laminage des flammes en faisant passer les gaz incandescents dans plusieurs conduits de faible diamètre et de grande longueur relative à leur diamètre et réalisés avec des matériaux à haute conductivité thermique, haute chaleur spécifique et grande surface d'échange calorifique. Ce qui conduit immédiatement à un abaissement de la température du gaz et d'arrêt de la propagation. On souhaite dans tous les cas à réaliser des trous longs et de petit diamètre, ce qui est très difficile à réaliser par des moyens classiques. On connaît déjà de tels pare-flammes par empilement sous forme de fagot d'une certaine quantité de tubes métalliques de petit diamètre et maintenus ensemble par soudure ou collage. L'ensemble de tubes élémentaires pourra être fixé à l'intérieur d'un anneau, le pare-flammes monté prenant une forme essentiellement ronde et symétrique, par exemple celle d'une galette. Ces produits sont coûteux cependant. Un autre type connu de tels pare-flammes consiste à enrouler sur une pièce centrale cylindrique un ruban préalablement gaufré. Les enroulements sont maintenus écartés par enroulement simultané d'un ruban plat. Le ruban gaufré enroulé en spirale dont les spires sont séparées par le ruban plat forme une galette qui est fixée à l'intérieur d'un anneau. Le gaufrage pourra être parallèle à l'axe central du pare-flammes ce qui réalise des passages parallèles à la direction du flux de la substance transversante, ou encore être réalisé avec une inclinaison vis-à-vis de l'axe central. Ce procédé d'obtention d'un tel pare-flammes décrit demeure assez coûteux et possède le grave inconvénient de conduire à un dispositif qui pourrait être déformé par l'onde de pression d'une déflagration ou d'explosion, celle-ci tendant à extruder les spires élémentaires les unes par rapport aux autres par glissement. L'objet de la présente invention est donc de fournir un dispositif pare-flammes qui garantit sa fonctionnalité aussi sous conditions d'explosion grâce à sa stabilité et résistance contre les déformations et qui est quand même facile à fabriquer et donc moins cher. Pour atteindre ce but l'invention propose un dispositif pare-flammes muni de plusieurs ouvertures essentiellement parallèles par rapport à un flux d'une substance le traversant, le dispositif étant constitué d'un ensemble de plusieurs disques percés dont les ouvertures forment avec les ouvertures correspondantes voisines des canaux de passage. L'avantage d'un pare-flammes selon l'invention est qu'il pourrait être facilement adapté aux différentes conditions d'opérations vis-à-vis de sa durabilité, sa chaleur spécifique et surface d'échanges calorifiques. De plus l'invention permet de combiner des disques de différents matériaux afin de mieux adapter le pare-flammes inventif aux conditions d'opérations attendues. Pour cela un tel pare-flammes est constitué au moins d'un disque métallique et/ou au moins d'un disque céramique par exemple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront aux revendications dépendantes et de plus à la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles - la figure 1 est une vue en-dessus d'un premier mode de réalisation d'un dispositif pare-flammes selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté du dispositif selon la figure 1 - la figure 3 est une vue de côté d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe -en échelle agrandie d'une particularité du dispositif selon la figure 3 dont la ligne de coupure dans la figure 3 est indiquée par IV-IV ; - la figure 5 est une vue de côté d'un troisième mode de réalisation de l'invention et - la figure 6 est une vue en coupe -en échelle agrandie d'une particularité du dispositif selon la figure 2 dont la ligne de coupure dans la figure 2 est indiquée par VI-VI. La figure 1 montre un dispositif pare-flammes 10 dont on voit un disque 12, préférablement en métal, muni d'une pluralité de trous 14. Les trous 14 sont fabriqués par forage ou estampage, matricage poinçonnage ou moulage.Les diamètres des trous 14 sont préférablement identiques et relativement faibles par rapport au diamètre du disque 12. L'ensemble desdits trous 14 devra empêcher la propagation des flammes ou d'un front d'explosions mais devra également permettre de passer la substance fluante sans gêner son passage. Au cas où il s'agit d'un dispositif pare-flammes 10 destiné à un système de récupération de vapeur d'hydrocarbure et ayant un rayon R des disques 12 de l'ordre de 15 mm, on réalise préférablement quelques centaines de trous 14 d'un diamètre de l'ordre de 0,6 ou 0,7 mm. Comme le montre la figure 2, le dispositif pare-flammes 10 est constitué de plusieurs disques 12 percés qui forment un paquet par empilement. Afin de mieux monter les disques 12, d'une façon que les trous 14 s'alignent et forment des canaux essentiellement parallèles par rapport à la ligne centrale LC, plusieurs repères sont préférablement placés sur les disques 12. Les repères les plus faciles à réaliser sont des trous d'un diamètre raisonnable plus grand que celui des autres trous 14 qui sont également parallèles à la ligne centrale LC. La figure 1 montre par exemple deux repères qui enfin servent à recevoir deux rivets 16 -comme l'illustre également la figure 2- qui fixent l'ensemble des disques 12. Une autre méthode selon l'invention consiste à fixer les disques 12 et à les attacher l'un à l'autre par des picots 18 comme le montrent les figures 3 et 4. En particulier la figure 4 indique comment les picots 18 par semi-crevés servent de repères pour ajuster la position d'un disque 12a par rapport à l'autre 12b ou de 12b à 12c par exemple et également à s'emboiter et réaliser le paquet formant le dispositif pare-flammes 10. Par ailleurs, la figure 5 enseigne un troisième mode pour fixer plusieurs disques 12 dans un anneau 20, afin de les empiler et constituer le dispositif pare-flammes selon l'invention. I1 s'agit dans ce cas là d'un cercle métallique, par exemple, qui entoure le périphérique des disques 12 et dont les parties extrèmes 22 sont placées d'une façon qu'elles visent la ligne centrale LC et enlacent et fixent les disques 12. Bien que la figure 5 ne le montre pas car c'est évident, les disques 12 portent des repères comme déjà expliqué ci-dessus. Tous modes de réalisation de l'invention présentés jusqu'ici ont été reliés aux dispositifs pare-flammes sous forme d'une galette : avec un contour extérieur homogène, doux et aplani. Les tels pare-flammes sont typiquement utilisés à l'intérieur des tuyaux où ils sont placés dans des lieux conformes. Mais on peut imaginer également un dispositif pare-flammes selon l'invention où un anneau ne sert qu'à fixer les disques mais aussi comporte des parties d'extrémité 22 éloignées qui comme des manchons pourront recevoir elles-mêmes des tuyaux. Dans ce cas là le pare-flammes 10 est muni d'au moins un des disques avec un diamètre supérieur à celui des autres. De plus, une autre possibilité d'intégrer un dispositif pare-flammes 10 selon l'invention dans un système de tuyaux est indiquée par la figure 3. Dans cet exemple, deux disques 12X positionnés environ au milieu du pare-flammes 10 possèdent un diamètre extérieur supérieur par rapport aux diamètres des autres disques 12. Les sections périphériques des disques 12 à côté des disques 12X peuvent donc servir comme sièges de deux tuyaux 24 et 26. Le pareflammes 10 réalise encore lui-même une connection entre les deux tuyaux 24, 26 sans aucun défaut de sa fonctionnalité principale. La figure 6 montre enfin un autre mode de réalisation de l'invention. Afin de faciliter l'illustration de la figure 6 et en se restreignant aux détails essentiels, la figure 6 ne montre que cinq disques 12a, b, c, d, e et deux séries de trous voisins 14.la-e et 14.2a-e à titre d'exemples de l'ensemble qui forme le pare-flammes 10. Ici les disques 12a-e sont légèrement décalés l'un par rapport à l'autre et de même les trous 14.1 a, b, c, d, e et 14.2 a-e. Par conséquent, la canalisation formée par la série des trous 14.1 a-e est légèrement inclinée par rapport à la ligne centrale LC du pare-flammes 10, ce qui est indiqué par l'angle a. Vis-à-vis du but du pare-flammes 10 un tel agencement selon la figure 6 donne l'avantage que la vitesse d'un front de flammes ou d'une explosion arrivant jusqu'au pare-flammes ne pourra plus se propager sur une même ligne. L'inclinaison de la direction de la propagation des flammes affaiblit l'énergie de ce front en combinaison avec les obstacles créés par lesdits côtés formés par les bords des trous 14.1 et 14.2 qui se projettent à l'intérieur des canalisations. Egalement l'augmentation de la surface interne de chaque canalisation créée par un tel décalage des disques 12 supporte l'effet de diminuer l'énergie des flammes (ou de l'explosion) par échange de la chaleur. Pour agrandir la chaleur spécifique du pare-flammes 10 selon l'invention, on pourrait intégrer parmi les disques 12c et 12e, comme le montre par exemple la figure 6, un disque 12d d'un matériau non-métallique, préférablement céramique. Sans limiter aucunement l'idée de l'invention, il est évident qu'on peut utiliser aussi une pluralité de disques céramiques ou en général non-métalliques. Avec tous ces modes de réalisation de la présente invention déjà discutés ci-dessus et qui s'appliquent grosso-modo aux formes cylindriques on peut facilement imaginer une construction d'un tel pare-flammes sous d'autres formes rectangulaires par exemple, afin de mieux l'adapter à d'autres types de canaux que ceux qui sont de forme ronde. En tous cas, l'avantage d'un dispositif pare-flammes selon l'invention consiste d'une part en son bas prix de revient, d'autre part en sa solidité. Aucune déformation du pareflammes n'est à craindre lorsqu'une onde de pression provenant d'une explosion agit sur une face du dispositif. REVENDICATIONS 1) Dispositif pare-flammes muni de plusieurs ouvertures essentiellement parallèles par rapport à un flux d'une substance le traversant, caractérisé en ce, que le dispositif est constitué d'un ensemble de plusieurs disques percés dont les ouvertures forment avec les ouvertures correspondantes voisines des canaux de passage. 2) Dispositif pare-flammes selon la revendication 1 caractérisé en ce, que chaque disque est muni du même nombre d'ouvertures arrangé selon le même plan. 3) Dispositif pare-flammes selon la revendication 2 caractérisé en ce, que les ouvertures sont des trous de même diamètre. 4) Dispositif pare-flammes selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce, que les ouvertures dans les disques sont fabriquées par forage ou estampage, matricage, poinçonnage ou moulage. 5) Dispositif pare-flammes selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce, qu'au moins un des disques est constitué de matériau métallique. 6) Dispositif pare-flammes selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce, qu'au moins un des disques est en matériau céramique. 7) Dispositif pare-flammes selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce, qu'au moins un des disques a un diamètre supérieur à celui des autres. 8) Dispositif pare-flammes selon une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce, que chaque ouverture d'un disque est parfaitement alignée avec l'ouverture conforme et voisine du disque voisin. 9) Dispositif pare-flammes selon une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce, que chaque ouverture d'un disque est légèrement décalée par rapport à celle conforme et voisine du disque voisin. 10) Dispositif pare-flammes selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce, que les disques formant ledit dispositif sont fixés l'un à l'autre d'une manière démontable. 11) Dispositif pare-flammes selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce, que les disques formant ledit dispositif sont fixés l'un à l'autre par des rivets et/ou des picots. 12) Dispositif pare-flammes selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce, que les disques formant ledit dispositif sont fixés par un anneau qui enveloppe l'ensemble des disques à la périphérie.