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Brevet d'invention Soupape de sûreté L'objet de l'invention est une soupape de sûreté de nature à garder indéfiniment une étanohéité parfaite tant que la pression maximum prévue n'est pas atteinte e à per- mettre d'assurer la continuation du service des appareils protégés par ce dispositif après qu'il a fonctionné et que la pression a été ramenée en-dessous du maximum prévu.
Ce dispositif est particulièrement utile pour des fluides sous pressions très élevées, pour lesquels il est difficile d'avoir des soupapes à clapet qui sont et restent étanches.
Il est plus utile encore dans des cas particuliers tels que celui d'une chaudière à chauffage indirect par un fluide évoluant en circuit primaire fermé,dans lequel il est important que la quantité de ce fluide reste constante,donc que toute fuite soit évitée.
Son application n'est toutefois pas limitée à ces cas.
La description qui va suivre,en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple,fera bien comprendre comment
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l'invention peut être réalisée.
La fig.I représente en coupe par son axe général un dispositif conforme à l'invention,dont la fig. 2 repré- sente un détail.
La fig. 3 représente également en coupe un autre mode de réalisation.
Dans la fig.I,sur la paroi 1 du récipient à pro- téger contenant un fluide sous pression,est montée la sou- pape dont l'ensemble est désigné par 2 et qui,lorsque la pression dans le récipient 1 devient excessive,met ce réci- pient en communication avec l'atmosphère un tuyau 3 avec ou sans interposition de dispositifs avertisseurs.
En service normal,la communication avec l'atmos- phère est empêchée par un clapet 4 posant sur un siège 5 ménagé dans la buselure 6.Un ressort 7 dont la tension est réglable selbn la pression maximum qu'on s'est assignée et que nous appellerons A,presse le clapet sur son siège au moyen d'une rondelle 8 portant sur un épaulement de la tige 9.
Il est connu qu'un clapet de ce genre garde dif- ficilement son étanchéité: en cas de pression très élevée, toute perte d'étanchéité est particulièrement grave parce que la perte de fluide devient vite importante et parce que ce fluide an passant détériore le clapet et son siège ; fois que la soupape a fonctionné,son étanchéité ne peut gé- néralement être rétablie que par un rodage.
C'est pourquoi,dans l'invention,la communication entre le récipient 1 et l'atmosphère est empêchée en outre par un obturateur 10 serré de façon étanche encre le bas de la buselure 6 et le dessus ddune bague II dont la face inférieure 12 a de préférence une forma sphérique et est
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pressée sur un siège conique 13 ménagé dans le piètement 14 fixé sur le récipient I.
La pression nécessaire pour assurer l'étanohéité entre 6 et 10,entre 10 et II,entre II et 14,est assurée par des boulons 15 assemblant la bride 16 du corps de la soupape avec la bride 17 du piètement 14.
L'obturateur est fait en toute matière appropriée, de forme et d'épaisseur telles qu'il se rompe sous l'effet de la pression du fluide dans le récipient I lorsqu'elle at- teint un taux que nous appellerons B,supérieur à la pression normale de service ,mais inférieur à la pression maximum A qui doit déterminer la levée du clapet 4.
De la sorte, tant que la pression B n'est pas atteinte le clapet 4 n'est pas en contact avec le fluide sous pression et toute fuite est impossible.Dès que la'pression B est dépas- sée, l'obturateur 10 est rompu et la soupape se comporte comme une soupape de sûreté ordinaire .Lorsque la pression maximum A est atteinte.le clapet 4 se soulève et du fluide sous pres- sion s'échappe par le tuyau 3 jusqu'à ce que la pression soit inférieure au maximum A; le clapet 4 retombe alors et referme la soupape.
A partir de ce moment,il se peut que, comme nous l'avons dit plus haut,IL soupape ne soit,plus parfaitement étanche, mais les fuites qui peuvent alors exister n'empêche- ront pas la continuation du service tout au moins pendant un certain temps, jusqu'à ce qu'or, puisse l'interrompre sans inconvénient.
Par exemple, si l'appareil protégé par la soupape est une chaudière de locomotive, on pourra poursuivre la marche jusqu'à une station ou un dépôt, où l'on pourra remplacer l'obturateur 10. S'il s'agit d'une chaudière à circuit primaire fermé, on profitera de cet arrêt pour rem- placer dans ce circuit le fluide perdu du fait de l'ouverture @
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de la soupape et des fuites ultérieures éventuelles.
L'obturateur 10 peut être un simple disque d'épaisseur unif orme . Cependant, on peut lui donner toute forme convenable pour assurer que sa rupture se produise d'une façon déterminée. Dans le cas représenté, on a assuré sa rupture par cisaillement circulaire le long de la paroi interne de la buselure 6 en lui donnant la forme représentée en coupe, fig. 2, qui comporte une surépaisseur central e limitée par un épaule ment 10a dont le diamètre correspond au diamètre interne de la buaelure 6.
Afin d'éviter que la portion ainsi cisaillée puisse être projetée contre le clapet 4 et puisse se coincer entre celui-ci et son siège, on a disposé en travers de la buselure 6 une goupille 18, maintenue en place par soudure en 19 et 20.
Dans le mode de réalisation représenté par la fig.
3, on retrouve sous des formes quelque peu différentes, avec les mêmes numéros de référence., la plupart des organes de celui représenté par la fig. 1. La bride 17 est reliée au récipient sous pression par une lyre ou col de cygne 34.
La différence essentielle entre ces deux modes de réalisation consiste dans la forme et la disposition de l'obturateur, désigné par 21 sur la fig. 3.
Dans ce dernier cas, l'obturateur est circulaire, d'épaisseur uniforme, pourvu en son centre d'une ouverture circulaire que traverse le téton fileté 22 d'un blochet 23 portant un écrou 25 servant à assembler ce blochet avec une rondelle 26 ; l'obturateur 21 est serré de façon étanche entre le blochet et la rondelle, qui peuvent être pourvus de rainures 27 aidant à assurer l'étanchéité, ou de tous autres moyens connus.
Le bord externe de l'obturateur 21 est de même encastré de façon étanche entre des portées 28 et 29 dont sont pourvues les brides 16 et 17, et qui peuvent aussi être
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rainurées ou pourvues d'autres moyens d'étanohéité.
Le bloohet 23 et la rondelle 26 ont un diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'enaastrement de l'obturateur afin d'assurer la rupture par cisaillement selon une circonférence invariable.
Au-dessus de cet encastrement, la chambre 30 contenant le bloohet 23 est élargie pour ménager un passage au fluide sous pression après rupture de l'obturateur; à cet effet également, le bloohet 23 est percé de passages 310
Un ressort 33, par exenple une ou plusieurs rondelles Belleville, disposé au-dessus du bloohet 23, est destiné à amortir le choc contre le fond de la chambre 30 lors de la rupture de l'obturateur.
En pratique, lors de l'application de l'invention à un générateur de vapeur, la pression du ressort sur le clapet sera réglée pour la pression du timbre ; l'obturateursera calculé pour se rompre sous une pression comprise entre la pression de service et oelle du timbre.
Des modifications de détail peuvent être apportées à la réalisation de l'invention, sans que pour cela on sorte nécessairement du cadre de l'invention.