Brevet FR2804738A1 — publié le 20010810

La présente invention concerne les appareils à pression soumis à l'action d'une pression interne, notamment mais non exclusivement les cuves d'autoclave. appareils à pression comportent une ouverture ou un trou d'homme surmonté d'une virole, ou cadre, sur laquelle vient s'appliquer une porte ouvre sur l'extérieur. porte est constituée d'un portillon monté à pivotement sur la virole au moyen d'une charnière, lequel est appliqué sur cette virole au moyen goujons filetés montés à pivotement sur le pourtour de ladite virole. écrou ou une manette est vissé sur chaque goujon et vient en appui sur une chape solidaire du portillon dans laquelle ledit goujon s'engage. Lors de l'ouverture de la porte, les goujons sont desserrés et, dès qu'il y a un jeu suffisant, ils sont dégagés de la chape. II peut en résulter une ouverture relativement rapide et brutale de la porte, qui peut être très dangereuse pour les opérateurs. plus, il arrive fréquemment que du gaz sous pression ou la vapeur a température élevée s'échappe brutalement de la cuve. la pression, et éventuellement la toxicité et/ou la chaleur de ces ou vapeurs, sont susceptibles de constituer également un danger pour l'opérateur. Actuellement, il existe des systèmes prévus pour l'évacuation gaz et des vapeurs, qui sont dissociés de l'ouverture selon que souhaite ouvrir la porte ou évacuer les gaz ou vapeurs. L'évacuation s'effectue généralement par des robinets à quart de tour. Ce est qu'après avoir évacué les gaz que l'on peut ouvrir la porte. II n'est prévu de dispositif de sécurité pour commander ou interdire l'ouverture des portes avant l'opération d'évacuation des vapeurs et gaz. tels systèmes connus ne constituent donc pas un dispositif de securité permettant d'éviter les accidents pourrait créer l'ouverture brutale du portillon ou l'échappement brutal gaz ou vapeurs. II est donc souhaitable concevoir un dispositif de sécurité qui impose l'ouverture progressive telles cuves sous pression, en provoquant tout d'abord l'évacuation gaz ou vapeurs sous pression ou à haute température, puis l'ouverture complète de la porte en dégageant les goujons des chapes du portillon. A cet effet, l'invention propose un dispositif de sécurité pour un appareil à pression destiné à être ' sous pression, tel qu'une cuve, comportant un portillon ouvrant vers l'extérieur et venant s'appliquer, avec interposition d'un joint d'étanchéite, sur une virole qui surmonte une ouverture de ladite cuve. Le dispositif comprend des goujons filetés de serrage montés à pivotement sur pourtour de ladite virole et munis d'une tête venant en appui sur une chape solidaire dudit portillon. On prévoit un dispositif de serrage/desserrage comportant une vis dont la tête est montée à rotation dans une pièce de liaison solidaire du portillon, par quoi ladite tête est liée en translation audit portillon, ladite vis s'engageant dans un bloc inférieur solidaire la virole de façon que ladite vis soit apte à être bloquée en translation rapport à ladite virole. Ce dispositif permet de realiser une ouverture contrôlée et progressive de la porte réalisant le décollement du joint d'étanchéité et un dégagement lent et non violent des gaz ou vapeurs sous pression subsistant dans la cuve, tout en évitant la projection violente du portillon. On comprend que la tête de la vis qui est liée en translation au portillon permet de visser le corps de ladite vis dans le bloc inférieur solidaire de ladite virole. En conséquence, en actionnant la tête de vis en rotation, le portillon est apte à être appliqué contre la virole ou à en être écarté sans que ladite tête puisse être dégagée de ladite pièce d'appui. On comprend également que le système de vissage permet d'appliquer une force importante sur le portillon, aussi bien pour la fermeture que pour l'ouverture, et que l'angle d'ouverture est contrôlé. La longueur de la vis de sécurité est suffisante pour que, durant l'ouverture progressive de la porte et jusqu'à la libération la vis par le bloc inférieur, la totalité des gaz contenus dans la cuve soit evacuée. On peut alors procéder à l'ouverture complète en dégageant les goujons sans risque d'ouverture violente du portillon ou de projection de gaz. Avantageusement, le bloc inférieur est monté sur la virole, avec possibilité de pivotement autour d'un axe orthogonal à l'axe de la trappe. Une telle disposition permet d'améliorer le positionnement de la vis de serrage dans le bloc inférieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bloc inférieur est soumis à l'action d'un ressort tendant à soulever l'extrémité opposée à la virole du bloc inférieur en direction de la trappe. Cette disposition permet de bien positionner le bloc inférieur. Avantageusement, l'extrémité de la vis de serrage est en forme de téton et présente une surface périphérique lisse, c'est-à-dire qu'elle n'est pas filetée. Cette disposition permet d'éviter d'endommager l'extrémité filetee de la vis de serrage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la tête de la vis solidaire d'une molette qui permet de mieux contrôler sa rotation. Avantageusement, cette molette est maintenue dans la chape avec jeu longitudinal de façon à permettre à la vis de serrage de pivoter et de s'écarter de la paroi de la cuve. Avantageusement, la tige de la vis de serrage est soumise à l'action d'un ressort de rappel tendant à l'écarter de la virole. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la Figure 1 est une vue de dessus d'une trappe de cuve sous pression conforme à l'invention ; - la Figure 2 est une vue de côté en coupe selon la ligne 11-1I de la Figure 1 montrant les goujons de serrage ; - la Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 111-111 de la Figure 1 montrant la trappe en position de fermeture avec son dispositif de sécurité ; - la Figure 4 est une vue correspondant à la Figure 3 avec la trappe en position d'ouverture ; - Figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble dispositif sécurité selon l'invention ; - Figures 6 et 7 sont respectivement une vue en coupe de côte et de dessus de la chape supérieure solidaire de la trappe ; - Figures 8 et 9 sont respectivement des vues en coupe dessus en coupe de côté de la pièce filetée fixée sur la virole ; et - Figure 10 montre la position des éléments du dispositif de sécurité lorsque la trappe est ouverte. On voit sur la Figure 1 une porte qui constitue la fermeture d'une ouverture ménagée dans une cuve non représentée, destinée à contenir un gaz sous pression. Cette ouverture est délimitée par une virole 2 (voir Figure 2) porte une charnière 3 sur laquelle pivote le portillon 1. fermeture etanche est réalisée au moyen de goujons filetés 4 représentes sur la Figure 2 qui est une vue en coupe selon la ligne II-II de la Figure Ces goujons s'engagent dans et sont solidaires d'une pièce en forme de U fixée sur la virole 2. La tête dont ils sont munis comporte une manette 6 qui vient en appui sur une chape 7 en forme de fourche elle-même fixee sur le portillon 1. Pour réaliser la fermeture étanche de la cuve, on met en place goujons 4 dans la chape 7 et on tourne la manette 6 pour obtenir pression de fermeture suffisante. L'étanchéité est réalisée au moyen d'un joint d'étanchéité 8 qui est logé dans une gorge annulaire périphérique du portillon 1 et qui vient en appui sur le bord de la virole 2. Conformément à l'invention, on prévoit, dans une position sensiblement diamétralement opposée à la charnière 3, un dispositif de serrage 9, représenté en coupe longitudinale sur la Figure 5. Ce dispositif serrage ou de desserrage est constitué essentiellement d'une vis 11 s'engage dans un trou fileté d'un bloc inférieur 12, ce dernier étant fixé la virole 2, et d'une tête de vis 13 en forme de molette qui est montée rotation dans une pièce de liaison 14, elle-même fixée sur le portillon 1. La molette 13 est liée en translation à la pièce de liaison 14 selon la direction de la vis 11 et permet ainsi de guider le portillon lorsque l'on actionne la molette 13 en rotation. En effet, lorsque la vis est entraînée en rotation, la distance entre la molette 13 et le bloc inférieur 12 est augmentée ou diminuée et provoque respectivement l'ouverture ou la fermeture du portillon 1. Ce dispositif de sécurité permet d'ouvrir lentement le portillon 1 du coté opposé à la charnière 3, de manière à décoller le joint 8 et à permettre la mise à l'atmosphère de la cuve pour évacuer des gaz ou vapeurs résiduels se trouvant dans la cuve avant son ouverture complète moyen des goujons filetés 4. La longueur de la vis 11 est suffisante pour que la totalité des gaz contenus dans la cuve s'évacue avant que ladite vis 11 soit libérée du bloc inférieur 12. La pièce de liaison 14 est représentée en détail sur les Figures et 7. Elle comporte essentiellement une chape 21 qui est fixée sur portillon 1 et dont la face supérieure comporte un trou 22 de manière a présenter la forme d'un "U" dont la base est fixée sur le portillon 1. Les deux branches du "U", référencées 23, qui délimitent le trou 22 sont légèrement en retrait dans leur partie centrale et leur extrémité libre 24 est relevée au niveau du plan général de la chape 21 de telle sorte que le fond du trou est disposé dans une sorte de cuvette. Au-dessus du trou 22 se trouve une pièce formant glissière 31 qui la forme générale d'un "U" horizontal dont le fond est opposé au portillon 1. Cette pièce 31 comporte deux rebords 32 recourbés vers le et vers l'intérieur qui sont fixés sur la chape 21 des deux côtés du trou sur les branches 23 du "U" de la chape 21 qui délimitent le trou 22. La molette 13 terminée à sa partie inférieure par une gorge annulaire périphérique (voir Figure 5) permettant d'engager cette partie inférieure dans la glissiere 31. Par ailleurs, la molette 13 comporte un trou transversal 34 destiné au passage d'une goupille servant à la fixation de la vis 11 qui présente, dans sa partie supérieure, un trou correspondant 35. Comme on peut voir sur la Figure 5, un ressort à lame 36 est disposé dans la pièce liaison 14 entre le bord du portillon 1 et la vis 11 de manière à exercer pression sur la vis 11 pour éloigner son extrémité libre de la virole 2, comme cela est représenté sur la Figure 4. Le bloc inférieur 12 est fixé sur la virole 2 de manière à pouvoir pivoter autour d'un horizontal, c'est-à-dire un axe perpendiculaire à l'axe 37 de la virole 2. A cet effet, on fixe sur la paroi extérieure de la virole 2 une pièce en forme de "U" 41 dont la paroi opposée à la paroi de fond est solidaire de la virole 2 et dont les deux branches, ou pattes, sont situées dans le plan de la virole (2) . Le bloc inférieur 12 est de forme générale parallélépipédique et présente sur sa face en regard de la virole 2 deux fentes 42 permettant son engagement sur branches de la pièce 41. Les deux parois latérales du bloc inférieur 2 parallèles aux fentes 42 et les deux branches de la pièce 41 présentent des trous alignés disposés en regard et dans lesquels s'engage un elément cylindrique de pivotement 43 qui est solidarisé au bloc inférieur 12 au moyen d'une vis pointeau. Cette vis pointeau s'engage dans taraudage 44 ménagé dans la face opposée à la virole 2 du bloc inférieur 12. Ce dernier présente, sur sa face supérieure, un trou taraudé 45 dans lequel s'engage la vis 11. Le bloc inférieur 12 comporte, sur sa partie en regard de la virole 2, un logement 46 dans lequel est disposé un ressort hélicoïdal 47, vient en appui sur la face interne de la pièce 41. Ce trou 46 est dispose en dessous de l'axe des pièces cylindriques 43 qui constitue un axe d'articulation pour le bloc inférieur 12, de telle sorte que, sous l'action du ressort 47, l'extrémité libre extérieure du bloc inférieur 12 est soulevée afin que cette pièce 12 se trouve inclinée par rapport à la virole 2. Sur la Figure 10, on a représenté l'extrémité du portillon 1 opposée à la charnière 3 en position d'ouverture. On voit que, sous l'action des deux ressorts de rappel 36 d'une part, et 47 d'autre part (voir Figure 9), la vis 11 et le bloc inférieur 12 sont inclinés, l'extrémité 10 de la vis 11 étant éloignée de la virole 2 et l'extrémité opposée à la virole 2 du bloc inférieur 12 étant soulevée en direction du portillon 1. Par ailleurs, on voit que l'extrémité 10 de la vis 11 forme un téton et ne présente pas de filetage. Grâce à ces inclinaisons respectives de la vis 11 et du bloc inférieur 12, en position de repos l'extrémité 10 de la vis 11 est déplacée vers l'extrémité libre du bloc inférieur 2. Cette disposition permet notamment de limiter l'usure du filetage de vis 11 qui serait endommagé par une insertion trop brutale dans le trou du bloc inférieur 12 dans lequel la vis 11 vient ensuite s'engager. plus, le téton 10 de la vis 11 constitue une "zone de sécurité" qui n' filetée et dont l'usure sera de moindre importance au contact souvent violent avec le bloc inférieur 12 puisqu'il porte sur une partie "pleine" de la Une fois que la vis 11 est positionnée dans le bloc inférieur 12, on peut commercer l'opération de fermeture portillon 1. Cette fermeture est réalisée en plaçant les manettes 6 sur chapes 7 et en les faisant tourner pour obtenir un serrage résistant pressions régnant dans la cuve. En ce qui concerne le dispositif de sécurité 9, le serrage s'effectue en vissant la molette 13. La largeur de la gorge annulaire périphérique 33 de la molette 13 est supérieure à l'épaisseur de la glissière 31 et la hauteur de l'espace de guidage ménagé entre la glissière 31 et la chape supérieure 21 est suffisante pour que l'ensemble de la vis 11 et de sa molette 13 puisse se translater sur une faible course dans la direction de l'axe de la vis 11 de manière à obtenir un jeu vertical qui facilite les opérations de serrage des goujons et du dispositif de sécurité. On décrira ci-après le montage du dispositif de sécurité selon l'invention. On place tout d'abord la molette 13 dans la pièce de liaison en introduisant dans la glissière 31 sa partie inférieure comprenant gorge 33. Cette introduction ne peut se faire qu'en partant du côté portillon 1. Lorsque la molette 13 est en place, on introduit la vis 11 par en dessous en passant par le trou 22 de la chape 21. La vis 11 est bloquée dans la molette 13 au moyen d'une goupille que l'on engage dans le trou 34 de la molette 13 et dans le trou 35 de la partie supérieure de la vis 11. On peut également utiliser une vis pour bloquer la vis dans la molette. partir de cette disposition représentée en Figure 10, l'opérateur peut facilement mettre la vis en place dans le trou taraudé 45. Lorsque l'on désire ouvrir la cuve, on la met tout d'abord hors pression, par exemple en ouvrant un clapet. Pour l'opération desserrage, on commence par dévisser les deux goujons 4 voisins dispositif de sécurité 9. De toute façon, il est impossible de procéder a l'ouverture du portillon 1 sans avoir au préalable réalisé entièrement l'opération de desserrage du dispositif de sécurité 9. Cette opération est contrôlée et s'effectue lentement du fait qu'elle est réalisée au moyen d'un système de vissage et on effectue idéalement, au niveau de ce dispositif de sécurité, c'est-à-dire à un endroit sensiblement diamétralement opposé à la charnière 3 où la possibilité d'ouverture du portillon 1 est la plus grande, le décollement du joint d'étanchéité 8, ce qui permet la mise à l'atmosphère de la cuve et l'échappement des gaz ou vapeurs sous pression résiduels pendant que l'on finit desserrer la molette 13. On peut alors procéder à l'opération d'ouverture complète en desserrant et en basculant les goujons de serrage 4 manière connue. On voit que le dispositif selon l'invention constitue véritablement un dispositif de sécurité puisqu'il empêche l'ouverture du portillon 1 aussi longtemps que l'on n'a pas complètement desserré la molette 13 et dégagé la vis 11 du bloc 12, ce qui permet une mise à l'atmosphère progressive de la cuve et l'échappement des gaz résiduels. dispositif de sécurité selon l'invention n'est pas tout conçu pour résister à la pression de service de la cuve si bien l'on peut utiliser vis d'un diamètre relativement faible. Avantageusement, la longueur de la vis doit autoriser une distance de 5 à 20 mm entre la virole 2 et le joint 8 lorsque la vis 11 est en butée sur le bloc inférieur 12. Ceci est facilité par le fait que le dispositif de sécurité est fixé dans une position sensiblement diamétralement opposée à la charnière 3 ou à tout le moins proche cette position. ressort de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée aux modes mise en oeuvre qui ont été spécifiquement décrits dans le courant des exemples ci-dessus et qu'elle s'étend au contraire à toute variante passant par le biais de moyens équivalents. En particulier, la vis 11 peut être solidarisée de la molette 13 au moyen d'une vis au lieu d'une goupille. Par ailleurs, ce dispositif de sécurité pourrait être utilisé pour l'ouverture d'une cuve sous vide. REVENDICATIONS 1. Dispositif sécurité pour un appareil à pression destiné à être mis sous pression, telle qu'une cuve, comportant un portillon (1) ouvrant vers l'extérieur venant s'appliquer, avec interposition d'un joint d'étanchéité (8), sur virole (2) qui surmonte une ouverture de ladite cuve, ledit dispositif comprenant des goujons filetés (4) de serrage montés à pivotement sur le pourtour de ladite virole et munis d'une tête (6) venant en appui sur une chape solidaire dudit portillon, caractérisé en ce que l'on prévoit un dispositif de serrage/desserrage (9) comportant une vis (11) dont la tête (13) est montée à rotation dans une pièce de liaison (14) solidaire du portillon par quoi ladite tête (6) est liée en translation audit portillon (1), ladite vis engageant dans un bloc inférieur (12) solidaire de la virole (2) de façon ladite vis soit apte à être bloquée en translation par rapport à ladite virole (2). 2. Dispositif sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc inférieur 2) est monté, sur la virole (2), avec possibilité de pivotement autour axe orthogonal à l'axe du portillon (1). 3. Dispositif sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bloc inférieur (12) est soumis à l'action d'un ressort (47) tendant à soulever l'extrémité opposée à la virole du bloc inférieur (12) en direction du portillon ). 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (1 de la vis de serrage (11) est en forme de téton. 5. Dispositif sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de la vis serrage (11) comporte une molette (13). 6. Dispositif sécurité selon la revendication 5, caractérisé en ce que la molette (1 est fixée dans la pièce de liaison (14) avec un jeu dans la direction longitudinale de la vis de serrage (11). 7. Dispositif sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ressort de rappel (36) est disposé dans la pièce de liaison (14) entre le portillon (1) et la vis (11) de manière à éloigner l'extrémité (10) de la vis (11) de la virole (2). 8. Dispositif de sécurité selon la revendication , caractérisé en ce que le bloc inférieur (12) est de forme parallélépipédique et comporte deux fentes verticales (14) parallèles destinées à s'engager sur deux pattes verticales solidaires (41) de la virole (2) et en que les deux pattes et parois extérieures du bloc inférieur parallèles fentes (42) présentent trous alignés correspondants dont l'axe est sensiblement tangent à virole (2) à cet endroit et dans lesquels sont placés des éléments cylindriques de pivotement (43). 9. Dispositif de sécurité selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments cylindriques de pivotement (43) sont fixés sur le bloc inférieur (1 au moyen de vis pointeaux traversant ledit bloc inférieur (12) et se bloquant dans l'élément cylindrique de pivotement (13). 10. Dispositif de sécurité selon la revendication 8, caractérisé en ce que pattes sont constituées par les branches d'une pièce (41) en forme dont la paroi opposée à la paroi de fond est fixée sur la virole