Brevet FR2727941A1 — publié le 19960614

Procédé et dispositif de sécurité pour la fermeture hermétique de récipients. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de sécurité ou joint-soupape hydraulique pour la fermeture hermétique de récipients de contenances diverses, du genre comprenant un contenant comportant une ouverture supérieure et un couvercle ou chapeau destiné à assurer la fermeture étanche dudit contenant. Le joint-soupape hydraulique selon L'invention peut etre utilisé pour isoler un liquide de l'air environnant afin d'éviter l'oxydation de ce liquide, pour la fermeture étanche de récipients sous vide, ou, de manière avantageuse, pour la fermeture hermétique de récipients sous basse pression, tels que, par exemple, les cuves ou les bennes autoclaves de distillation. Plus précisément, dans cette application très intéressante, le procédé et le joint-soupape hydraulique selon l'invention ont pour but d'assurer l'étanchéité entre le caisson et son chapeau ou couvercle de fermeture, tout en assurant efficacement la sécurité des installations en cas d'apparition d'une surpression dans les récipients. Dans le domaine d'application susmentionné, les joints habituellement utilisés sont de différentes compositions (caoutchouc, élastomères synthétiques et autres matières plastiques) et ont des conformations variées plus ou moins complexes, lesquelles doivent obligatoirement correspondre à la forne et au périmètre des caissons. Ils sont difficiles à mettre en place en raison de la précision souhaitable et ils se détériorent rapidement compte tenu de l'action "agressive" ou corrosive des vapeurs de distillation. D'autre part, les soupapes équipant les cuves, caissons ou bennes autoclaves de distillation, ont de faibles débits ; elles sont généralement sous-dinensionnées et mal adaptées pour assurer l'échappement de grands volumes de vapeur, et elles ne fonctionnent pas toujours parfaitement. L'invention a notamment pour objet de remédier aux inconvénients des joints et des soupapes actuellenent utilisés pour assurer la fermeture hermétique et la sécurité des récipients sous pression de grande contenance, tels que les cuves, caissons ou bennes autoclaves de distillation de plantes à parfums et de plantes aromatiques. Dans cette application, les plantes à distiller sont introduites, lors de leur récolte ou ultérieurement, dans le caisson de distillation dans lequel on envoie ensuite, sur le lieu de distillation, de la vapeur d'eau qui entraine les composants de l'huile essentielle jusqu'à la sortie dudit caisson lequel se trouve donc sous faible pression durant cette opération. Selon l'invention, l'objectif susmentionné est atteint au moyen d'un procédé et d'un dispositif selon lesquels le récipient ou contenant est muni, à sa partie supérieure, d'une gorge ou canal périphérique contenant ou apte à contenir une coLonne périphérique dun Liquide qui peut etre avantageusement de l'eau, tandis que le couvercle ou chapeau est muni d'une jupe périphérique engagée ou apte à etre engagée dans ledit canal périphérique et plongée dans ladite colonne périphérique de liquide. Grâce au procédé et au dispositif selon L'invention, il est possible de réaliser la fermeture hermétique de récipients de contenances diverses, de manière simple, rapide, économique et pratiquement inusable ou indestructible. Seul, le liquide devra etre compatible avec le produit contenu dans le récipient étanche. D'autre part, le procédé et le dispositif de joint-soupape hydraulique procurent une grande sécurité en cas de surpression dans les enceintes de distillation, en raison du grand débit d'échappement et du fonctionnement simple et indéréglable. L'invention concerne également les cuves, caissons ou bennes autoclaves de distillation de plantes à parfuns ou de plantes aromatiques équipés du joint-soupape hydraulique ou agencés pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective illustrant un exemple d'application du procédé et du dispositif de joint soupape hydraulique selon l'invention, à un caisson de distillation dont le couvercle ou chapeau est partiellenent représenté. La figure 2 est une vue partielle, en coupe, et à plus grande échelle, de l'exemple de mise en oeuvre du dispositif et du procédé illustré à la figure 1, et qui correspond à un mode d'exécution dit "å débit proportionnel" ou "à débit variable", le dispositif étant représenté dans une position correspondant à une pression normale. La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 et illustrant le fonctionnement du dispositif en cas d'apparition d'une surpression à l'intérieur du récipient. La figure 4 est une vue partielle, en coupe, d'un autre exemple de mise en oeuvre du procédé et du dispositif selon l'invention, et qui correspond à un mode d'exécution dit "à débit et à pression détermines". La figure 5 est une vue partielle et en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4. On se reporte auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants, quoique nullement limitatifs, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation du dispositif de l'invention. Ces exemples illustrent une application très avantageuse de l'invention aux installations de distillation de plantes à parfums ou de plantes aromatiques. Dans cette application, le récipient ou contenant est constitué par un caisson ou benne de distillation. Pour cette raison, on emploie ci-après le mot "caisson", mais il est évident qu'il pourrait s'agir de tout autre type de récipient ou contenant pourvu d'une ouverture obturée par un couvercle tel que cuve, citerne, réservoir, etc. Selon le procédé et le dispositif de l'invention, le caisson 1 est muni, à sa partie supérieure, d'une gorge ou canal périphérique 2 contenant ou apte à contenir une colonne périphérique d'eau 3 ou autre liquide, et le couvercle ou chapeau 4 est muni d'une jupe périphérique 5 engagée ou apte à être engagée dans ledit canal périphérique et plongée dans ladite colonne périphérique d'eau. Le caisson est ouvert à son sommet, sur la totalité de sa surface, ou sur une partie seulement de celle-ci, et il peut avoir des formes et dimensions variées et être muni, intérieurement, de divers équipements appropriés à son utilisation, tels que, par exemple, d'une ou plusieurs arrivées de vapeur d'eau ou autres fluides chauffants, d'un ou plusieurs orifices d'évacuation d'eau, d'une ou plusieurs vannes, d'un ou plusieurs capteurs de température, etc. La figure 1 représente un caisson de distillation de forme parallélépipédique qui peut, par exemple, avoir une longueur de 650 cm, une largeur de 250 cm et une hauteur de l'ordre de 200 cm. Suivant le mode d'exécution illustré aux figures 1 à 3, le caisson 1 est muni, à sa partie supérieure, d'un profond canal périphérique 2 délimité par un fond plat 6 et par deux parois LatéraLes parallèles 7a, 7b perpendiculaire audit fond. Ce canal périphérique 2 qui délimite l'ouverture supérieure 12 du caisson, peut avoir une profondeur de l'ordre de 20 cm et une largeur de 6 cm. Le couvercle 4 comporte une jupe périphérique 5 orientée vers le bas. La partie inférieure de cette jupe périphérique est munie d'un rebord périphérique 8 orienté perpendiculairement à la jupe 5, de préférence en direction de L'extérieur. Ce rebord périphérique 8 peut avoir une largeur correspondant approximativement à un tiers de la largeur du canal 2. Le périmètre de L'espace délimité par la face interne de la jupe périphérique 5 a des dimensions plus importantes que celles du périmètre de la surface délimitée par la face externe de la paroi interne 7b du canal 2. De la sorte, un espace e se trouve ménagé entre les faces en regard de ladite jupe et de ladite paroi, lorsque le couvercle 4 est en place. Le canal 2 renferme une colonne annulaire de liquide 3 qui peut être simplement constitué par de L'eau, et dont la hauteur peut être facilement ajustée, en fonction de la profondeur du canal et du seuil prédéterminé de surpression. La jupe 5 du couvercle ou chapeau 4 est engagée dans le canal 2 et plonge dans la colonne d'eau 3 ou autre liquide. En l'absence de surpression dans le récipient 1, le couvercle repose, par l'intermédiaire de son rebord 8 formant une semelle périphérique d'appui, sur le fond 6 du canal 2 (figure 2). Un espace e" est aussi réservé entre les faces en regard de la jupe périphérique 5 et de la paroi externe 7a du canal périphérique 2. On comprend que le dispositif selon l'invention constitue un joint hydraulique assurant l'étanchéité de l'enceinte 1-4 à des pressions normales prédéterminées, à la pression atmosphérique, ou sous vide, en fonction des applications, et aussi une soupape de sécurité efficace en cas d'apparition d'une surpression dans ladite enceinte. En effet, dans ce cas, cette surpression provoque un soulèvement du couvercle 4, ce qui crée un espace e' (figure 3) entre la semelle d'appui 8 dudit couvercle et le fond 6 du canal 2, lequel met en communication les espaces e et e On conçoit donc que, dans cette situation, le passage e-e'-e" permet l'évacuation du volume excédentaire de gaz ou de vapeur, selon flèches. Le mode d'exécution illustré aux figures 1 à 3, suivant lequel le chapeau 4 est engagé dans le canal 2, avec une liberté de mouvement vertical, est dit "å débit proportionnel". Selon ce mode d'exécution, le volume de gaz ou vapeur qui peut s'échapper de L'enceinte délimitée par le caisson 1 et Le chapeau 4, en cas d'apparition d'une surpression à l'intérieur de ladite enceinte, est fonction, d'une part, de la hauteur de la colonne d'eau 3 contenue dans le canal 2, et, d'autre part, du poids dudit chapeau par rapport à une surface donnée. Par exemple, pour une surface couverte de 16,25 m2 (caisson de 6,5 m x 2,5 m), le poids du couvercle devra être de 1625 kg et la hauteur de la colonne d'eau de 100 mm qui équivaut à 100 g/cm2 de poussée. Ainsi, pour 1m2 de surface couverte, les paramètres suivants peuvent être retenus Pression Poids du couvercLe Hauteur d'eau 50g/cn2 50 kg 50 mm 100g/cm2 100 kg 100 mi 200g/cm2 200 kg 200 mm Selon ce mode de mise en oeuvre - le joint hydraulique 3 assure l'étanchéité de la fermeture du caisson, jusqu'à la pression correspondant à la hauteur de la colonne d'eau ; - le couvercle 4 monté avec une latitude de mouvement vertical assure la sécurité à partir de la limite de pression définie lors de la mise en service du caisson. Le mode d'exécution illustré aux figures 4 et 5 diffère de celui qui vient d'être décrit, principalement par le fait que lors de la fermeture du caisson, le couvercle est positionné fixement sur le sommet dudit caisson. Sur cette figure, les différentes parties constituantes identiques au mode d'exécution représenté à la figure 2, sont désignées par les mêmes références. Dans ce cas, le dispositif est dit "å débit déterminé". Le couvercle 4 est placé en appui, sur le fond 6 du canal 2, par l'intermédiaire de son rebord périphérique 8 et de taquets d'appui espacés 9, de manière à ménager des passages e' délimités par les faces verticales en regard de deux taquets 9 voisins, le fond 6 du canal 2 et la face inférieure de la semelle 8. Les taquets 9 peuvent avoir une hauteur de 1 cm, une largeur de 1 à 10 cm et être séparés par des intervalles de L'ordre de 100 cm. De manière préférée, les taquets 9 sont solidaires, à demeure, de la surface inférieure du rebord périphérique 8. Dans ce cas, ils peuvent être constitués par de petits plots métalliques fixés, par soudure, sur ladite surface inférieure. D'autre part, le couvercle 4 est assemblé fixement et de manière démontable, au caisson 1. Par exemple, le caisson 1 et le couvercle 4 sont munis, à Leur partie supérieure et sur leur périphérie, de pattes d'assemblages 10a, 10b, respectivement, comportant des trous susceptibles d'être alignés. L'assemblage rigide est réalisé au moyen d'organes de liaison tels que, par exemple, des boulons il comportant une tige filetée de grande longueur et traversant les trous alignés desdites pattes d'assemblage 10a, 10b. On conçoit que le débit d'échappement est proportionnel à la hauteur et à l'écartement des taquets 9, c'est-à-dire aux dimensions des espaces délimités par les faces verticales en regard desdits taquets 9, le fond du canal 2 et la face inférieure de la semelle 8. Par exemple pour des taquets ayant une hauteur et une longueur de 1 cm et distants de 100 cm, les passages d'échappement ont une section de 100 cm2, c'est-à-dire un débit équivalent à un tube de 112 mi de diamètre. On indique ci-apres quelques exemples de paramètres susceptibles d'être retenus Hauteur caLes Longueur surface Diamètre de tube Linéaire joint équivaLente équivalent 2 cm 1m 200 cm2 159 mi 3 cm 1m 300 cm2 195 mi 4 cm 1m 400 cm2 225 mi 5 cm 1m 500 cm2 252 mi Par exemple, pour un caisson 1 ayant une longueur de 650 cm et une largeur de 250 cm, le joint hydraulique a une longueur de (650 cm + 250 cm x 2) 1800 cm, ce qui, avec des taquets de 1 cm d'épaisseur et de longueur, permet d'obtenir une surface d'échappement de 1800 cm x 1 cm, soit 1800 cs2, ce qui correspond à un tube d'un diamètre de 478 mi. On comprend, qu'en cas d'apparition d'une surpression dans le récipient 1, le volume de gaz ou de vapeur excédentaire, peut être évacué, comme indiqué précédemment, par le passage d'échappement périphérique e-e' -e", le débit d'échappement étant, dans ce cas, prédéterminé et fixe. On souligne que l'espace e" doit être égal ou supérieur aux espaces e et e' et que les passages e et e' peuvent être égaux. L'avantage de ce système provient du fait que le poids du couvercle n'a aucune importance, et qu'il est sans cesse bridé sur le caisson, ce qui évite, pour de grandes surfaces, d'avoir à réaliser des couvercles ou chapeaux de poids très élevés. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de sécurité pour La fermeture hermétique de récipients, du genre comprenant un contenant comportant une ouverture supérieure, et un couvercle ou chapeau destiné à assurer La fermeture étanche dudit contenant, caractérisé en ce que le contenant (1) est muni, à sa partie supérieure, d'un canal périphérique (2) contenant ou apte à contenir une colonne périphérique d'eau (3) ou autre Liquide, et en ce que le couvercle ou chapeau (4) est muni d'une jupe périphérique (5) engagée ou apte à être engagée dans ledit canal périphérique (2) et plongée dans ladite colonne périphérique d'eau (3). 2. - Dispositif ou joint-soupape hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe périphérique (5) du couvercle ou chapeau (4) et le canal périphérique (2) sont conformés ou agencés de manière à ce qu'au moins un espace d'échappement rempli d'eau (e-e'-e") soit ménagé entre Ladite jupe périphérique (5) et les parois (6, 7a, 7b) dudit canal périphérique (2). 3. - Joint-soupape hydraulique suivant L'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie inférieure de la jupe périphérique (5) du chapeau (4) est munie d'un rebord périphérique (8) orienté perpendiculairement à ladite jupe périphérique. 4. - Joint-soupape hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chapeau (4) est engagé dans le canal périphérique (2), par L'intermédiaire de sa jupe périphérique (5), avec une liberté de mouvement vertical. 5. - Joint-soupape hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chapeau (4) et le contenant (1) sont pourvus de moyens d'attache (10a, 10b) permettant de les assembler fixement et de manière démontable, par L'intermédiaire de dispositifs de liaison (11) appropriés. 6. - Joint-soupape hydraulique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le chapeau ou couvercle (4) est pLacé en appui, par l'intermédiaire de taquets espacés (9), dans le fond du canal périphérique (2) du contenant (1), ces taquets étant, de préférence, solidaires à demeure, de la jupe périphérique (5) dudit couvercle. 7. - Procédé pour assurer la fermeture hermétique de récipients, du genre comprenant un contenant comportant une ouverture supérieure et un couvercle ou chapeau, ainsi que la sécurité de cette fermeture hermétique, caractérisé en ce que ledit couvercle ou chapeau (4) est plongé, par l'intermédiaire d'une jupe périphérique (5), dans une colonne périphérique d'eau (3) ou autre liquide, disposée à la partie supérieure (2) du contenant (1). 8. - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on ménage au moins un espace d'échappement rempli d'eau (e-e'-e") entre la jupe périphérique (5) du chapeau (4) et les parois (6, 7a, 7b) du canal périphérique (2). 9. - Procédé suivant l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que L'on engage le chapeau (4) dans Le canal périphérique (2), par l'intermédiaire de sa jupe périphérique (5), avec une Liberté de mouvement vertical. 10. - Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on fixe le chapeau (4) sur le contenant (1). 11. - Cuves, caissons ou bennes autoclaves de distillation, caractérisées en ce qu'elles sont équipées d'un dispositif de joint-soupape hydraulique selon L'une quelconque des revendications 1 à 6.