Brevet FR2846391A1 — publié le 20040430

Soupape de sécurité contre les surpressions notamment pour les réservoirs de fluides sous pression. La présente invention concerne la réalisation d'une soupape de sécurité pour réservoirs de fluides sous pression. Les réservoirs de fluides sous pression, notamment ceux qui contiennent des gaz de pétrole liquéfiés, sont protégés des surpressions éventuelles, qui pourraient entraîner leur destruction, par une ou plusieurs soupapes de sécurité qui, en cas de nécessité, évacuent automatiquement une partie du produit qu'ils contiennent jusqu'à ce 10 que la pression retombe à la pression de service pour laquelle le réservoir a été calculé et construit. Ces soupapes sont constituées d'un corps tubulaire se vissant sur un bossage soudé sur le réservoir, ce corps tubulaire comportant un siège métallique sur lequel vient reposer un clapet plat, muni d'un 15 joint d'étanchéité, le clapet étant comprimé par un ressort de type hélicodal réglé en compression dans le corps tubulaire jusqu'à l'obtention d'un tarage correspondant à la pression à laquelle devra s'ouvrir la soupape en cas de surpression dans le réservoir. Ce type de réalisation présente l'inconvénient que sous la 20 pression du ressort, le siège métallique de la soupape s'incruste dans le joint. Ce joint généralement en matériau de type élastomère synthétique résistant aux hydrocarbures, est alors déformé de façon irréversible, ce qui a tendance à provoquer dans le temps un collage entre le siège et le joint, collage qui augmente la résistance à l'ouverture de la soupape, qui 25 sort alors des limites de tolérance de fonctionnement admises par la réglementation. L'invention vise à éliminer les risques de collage du joint du clapet sur le siège de la soupape et d'interdire au siège de la soupape de s'incruster dans le joint d'étanchéité du clapet. A cet effet, l'invention a pour objet une soupape de sécurité contre les surpressions, notamment pour les réservoirs de fluides sous pression, du type, constitué d'un corps tubulaire se vissant sur un bossage soudé sur le réservoir, ce corps tubulaire comportant un siège métallique sur lequel vient reposer en fermeture un clapet plat muni 35 d'un joint d'étanchéité, le clapet étant comprimé par un ressort de type hélicodal réglé en compression dans le corps tubulaire jusqu'à l'obtention d'un tarage correspondant à la pression à laquelle devra s'ouvrir la soupape en cas de surpression dans le réservoir, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité du clapet est un joint annulaire enserré dans une gorge ménagée dans le clapet, de manière à ce que le flux du gaz de sortie ne puisse l'en dégager, ce clapet étant lui-même formé avec 5 une partie d'appui venant en butée sur le siège afin de limiter l'écrasement du joint sur le siège à ce qui est nécessaire pour assurer l'étanchéité sans risque de détérioration du joint. A cet effet, le clapet est avantageusement composé de deux pièces s'emboîtant coaxialement l'une dans l'autre et ménageant 10 assemblées la gorge qui enserre le joint. L'invention va être décrite ci-après plus en détail, en référence aux dessins annexés, illustrant un mode de réalisation non limitatif. Sur ces dessins: la figure 1 est une vue en élévation en coupe de la soupape, la figure 2 est une vue en coupe du siège de la soupape et de son clapet, et la figure 3 est un éclaté des pièces constituant le clapet et le siège de la soupape selon l'invention. Avec référence au dessin, la soupape représentée selon 20 l'invention destinée à protéger des surpressions les réservoirs de fluides sous pression, notamment ceux contenant des gaz de pétrole liquéfiés, comporte un corps tubulaire 1 avec une embase inférieure 3 destinée à être vissée sur le réservoir et une pièce plafond supérieure 5, entre lesquelles est monté un ressort hélicodal 7 et la soupape proprement 25 dite 9. Cette dernière comporte une partie clapet inférieure 11 portant sur le siège 13 de soupape formé sur l'embase et une tige supérieure 15 montée coaxialement au ressort 7 et coulissante dans la pièce plafond 5. Le ressort 7 comprime la partie clapet en direction du siège 13, en vue de la fermeture, étant réglé à un tarage déterminé correspondant à 30 la pression à laquelle devra s'ouvrir la soupape 9 en cas de surpession. Le clapet 11 (figures 2, 3) est composé lui-même de deux pièces 17, 19 emboîtées coaxialement l'une dans l'autre et d'un joint torique 21 maintenu prisonnier pour la majeure partie de la circonférence de son tore (au moins les deux tiers) dans une gorge 23 ne laissant 35 apparaître que la surface inférieure du joint nécessaire pour porter en pression sur le siège et assurer l'étanchéité entre celui-ci et le clapet face à la pression du fluide du réservoir. L'originalité de la conception particulière du clapet représenté, tient à ce que ce clapet est constitué de deux pièces, interne 17 et externe 19 respectivement, dans chacune desquelles a été ménagée une partie de la gorge 23a, 23b destinée à recevoir l'une avec l'autre le joint 5 torique 21 de façon à ce que celui-ci soit suffisamment emprisonné pour ne pas pouvoir sortir de son logement sous la pression du flux de sortie, la pièce externe 19 comportant une partie d'appui 25 adjacente au joint 21, venant à la compression buter sur le siège 13 de l'embase de façon à limiter la compression du joint à une valeur suffisante au bon 10 fonctionnement, sans risque de détérioration de ce joint ni d'adhérence excessive de celui-ci sur le siège 13. En effet, la pièce interne 17 est à forme de disque, étant pourvue d'une partie de gorge externe périphérique 23a. Elle s'emboîte dans la seconde pièce externe 19 formant le corps du clapet et pourvue elle 15 même d'une partie de gorge interne 23b complémentaire. L'assemblage est réalisé jusque sensiblement au dessus du niveau du plan inférieur de la pièce externe. Cette pièce externe, sensiblement à forme de disque également mais de dimensions plus importantes que celles de la pièce interne est pourvue d'un évidement interne 27 recevant coaxialement 20 cette dernière. Cet évidement 27 est pourvu de ladite partie de gorge interne 23b définissant en continuité avec celle externe 23a de la pièce interne la gorge 23 de logement du joint. La pièce externe 19 comporte une rampe externe annulaire inférieure (ladite partie d'appui 25) dont la partie adjacente à la gorge 25 précitée est destinée à porter en butée sur le siège. Elle est en outre pourvue d'un alésage central 29 recevant à faible jeu la partie tige filetée axiale 31 de la pièce interne. Cette partie tige 31 est reliée coaxialement à la tige ou queue 15 de soupape au moyen d'un écrou long 33 serré en prise sur la queue 15 de soupape et 30 sur ladite partie tige filetée 31. Le joint torique 21 est en matière élastomère synthétique résistant aux solvants et produits pétroliers. Il dépasse de sa gorge de logement 23 vers le bas, selon une surface apte à recevoir la partie d'extrémité annulaire supérieure du siège. A la fermeture, il s'écrase 35 légèrement sur cette partie de siège, étant protégé de l'écrasement par la mise en butée du clapet sur le siège par sa rampe inférieure adjacente extérieurement au joint. La pression du réservoir l'amène à remplir l'espace de fuite externe entre le siège et le clapet et à contribuer à l'étanchéité de la fermeture. A l'ouverture, il reprend sa forme d'origine, d'autant mieux qu'il a été peu écrasé et déformé. La fiabilité et la longévité de la soupape telle que définie ci-dessus en sont donc accrues. Son montage est réalisé de façon aisée en l'appliquant sur la partie de gorge interne 23b de la pièce externe de clapet, puis en l'emprisonnement par l'assemblage d'emboîtement de la pièce interne serré par l'écrou 33 sur la pièce externe. Naturellement, selon des variations de réalisation de l'invention, le joint torique peut être remplacé par un joint d'une autre conformation, par exemple plat, et son emprisonnement dans le clapet peut être réalisé par un autre assemblage mécanique que celui à deux parties emboîtées l'un dans l'autre du clapet, tel que décrit ci-dessus. 15 REVENDICATIONS 1. Soupape de sécurité contre les surpressions, notamment pour les réservoirs de fluides sous pression, du type, constitué d'un corps tubulaire (1) se vissant sur un bossage soudé sur le réservoir, ce corps 5 tubulaire (1) comportant un siège métallique (13) sur lequel vient reposer en fermeture un clapet plat (11) muni d'un joint d'étanchéité (21) , le clapet (11) étant comprimé par un ressort de type hélicodal (7) réglé en compression dans le corps tubulaire (1) jusqu'à l'obtention d'un tarage correspondant à la pression à laquelle devra s'ouvrir la soupape 10 en cas de surpression dans le réservoir, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité (21) du clapet est un joint annulaire enserré dans une gorge (23) ménagée dans le clapet (11), de manière à ce que le flux du gaz de sortie ne puisse l'en dégager, ce clapet étant lui-même formé avec une partie d'appui (25) venant en butée sur le siège (13) afin de limiter 15 l'écrasement du joint sur le siège à ce qui est nécessaire pour assurer l'étanchéité sans risque de détérioration du joint. 2. Soupape de sécurité, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit joint annulaire (21) est un joint torique enserré au moins dans les deux tiers du périmètre de sa section dans ladite gorge de 20 logement (23). 3. Soupape de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le clapet (11) est constitué de deux pièces (17, 19) s'emboîtant coaxialement l'une sur l'autre et ménageant assemblées la gorge (23) qui enserre le joint (21). 4. Soupape de sécurité selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites deux pièces du clapet consistent en une pièce extérieure (19) et une pièce intérieure (17), dans chacune desquelles a été ménagée une partie (23a, 23b) de ladite gorge (23), les parties de gorge (23a, 23b) venant en continuité l'une de l'autre à l'assemblage desdites deux 30 pièces, en sorte d'emprisonner le joint (21) pour qu'il ne sorte pas de son logement, sous la pression du flux de sortie, la pièce extérieure (19) comportant une partie d'appui (25) adjacente extérieurement au joint (21) venant à la compression de celui-ci buter sur le siège (13) de l'embase de façon à limiter sa compression à une valeur suffisante pour 35 le bon fonctionnement de la soupape sans risque de détérioration du joint ni d'adhérence excessive de celui-ci sur le siège. 5. Soupape de sécurité selon l'une des revendications 3-4, caractérisée en ce que ladite pièce interne (17) est à forme de disque, pourvue d'une partie de gorge (23a) à sa périphérie et la seconde pièce externe (19) formant le corps du clapet est pourvue de ladite seconde 5 gorge (23b) et reçoit en emboîtement coaxial inférieur et par un évidement axial adéquat (27) la pièce interne (17), sensiblement au dessus du niveau de son plan inférieur. 6. Soupape de sécurité selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit évidement (27) est pourvu d'une partie de gorge 10 périphérique interne (23b) définissant en continuité avec la partie de gorge (23a) de la pièce interne la gorge (23) de logement du joint. 7. Soupape de sécurité selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que ledit évidement (27) est en outre pourvu d'un alésage central (29) recevant à faible jeu la partie tige filetée axiale (31) 15 de la pièce interne, laquelle est montée reliée coaxialement à la tige ou queue (15) de soupape au moyen d'un écrou (33) serré en prise de vissage sur la queue (15) de soupape et sur ladite partie tige filetée (31) de la pièce interne.