<Desc/Clms Page number 1>
Fermeture pour récipient stable aux hautes pressions.
Pour obturer de façon étanche .au moyen d'un couvercle un récipient stable aux hautes pressions, on emploie avan- tageusement des anneaux de joint élastiques à serrage automatique. Avec de tels anneaux la pression sur les' surfaces d'étanchage proprement dites augmente à mesure que la pression augmente à l'intérieur du récipient. Il suffit donc d'une pression initiale modérée sur les surfaces d'étanchage lors de la fermeture du récipient stable aux hautes pressions.
Les types d'anneau de joint peuvent pour la plupart
<Desc/Clms Page number 2>
se classer en deux groupes, comme suit :
Le premier comprend des anneaux à section en U ou en V ( voir les coupes représentées aux figs. 1 et 2 des dessins ci-annexés)., auquel cas les faces extérieures des deux branches s'ajustent sur les surfaces d'étanchage du récipient stable aux hautes pressions et du couvercle. La déformation élastique ( ou également plastique) que subissent ces anneaux lors du serrage ou à cause de la pression à l'intérieur du récipient prend principalement la forme d'une déformation de flexion de la section de l'anneau.
Pour servir sous de très hautes pressions il faut que ces .anneaux soient fabriqués avec une grande précision, et la déformation élastique est faible car dans le cas de très hautes pressions on ne peut donner aux sections une trop grande minceur si l'on veut que les anneaux supportent les efforts impliqués.
Le second groupe comprend les anneaux qui ont la forme d'un court tube reliant entre eux les éléments à rendre étanches. Les deux surfaces d'étanchage d'un tel anneau se trouvent sur sa circonférence extérieure. Ce sont soit des surfaces cylindriques soit des surfaces coniques, comme le montrent les figs. 3 et 4 des dessins ci-annexés.
Dans le mode de construction suivant la fig. 3, la pression initiale sur les surfaces d'étanchage est due au fait que l'on donne à l'anneau un diamètre extérieur légèrement plus grand qu'aux surfaces d'étanchage correspondantes du récipient et de son couvercle. D'autre part, dans le cas de la construction suivant la fig. 4, la pression initiale sur les surfaces d'étanchage est engendrée en serrant le couvercle contre le récipient stable aux hautes pressions du fait que les surfaces d'étanchage coniques fonctionnent comme un coin.
<Desc/Clms Page number 3>
Les anneaux du second groupe sont en conséquence toujours comprimés et de ce fait sollicités dans toutes les parties de leur section mais principalement dans la direction de leur circonférence. Si une pression se trouve engendrée dans le récipient de réaction stable ;aux hautes pressions, il se produit une diminution de la tension dans la section dans la direction de la circonférence. La pression hydraulique agissant sur l'anneau par suite de la pression régnant dans le récipient produit un effort de flexion supplémentaire dans la section de l'anneau; il demeure toutefois dans des limites modérées, car on peut rendre l'anneau suffisamment robuste sans qu'il en résulte une diminution sensible de ses propriétés élastiques.
Les anneaux d'ëtanchage du second groupe sont bien meilleurs sous maints rapports que ceux du premier groupe.
Toutefois,les deux formes de construction suivant les figs.3 et 4, en outre d'avantages particuliers, présentent aussi des défauts caractéristiques. L'avantage de la construction suivant la fig. 3 réside dans le fait que la pression ini= tiale des anneaux d'étanchage lors de la fermeture du cou= vercle est entièrement indépendante de la force avec laquelle on serre celui-ci sur le récipient stable .aux hautes pressions.
Par contre,le défaut est que les surfaces d'étanchage ne peuvent 'être réusinées que dans une faible mesure lorsqu'elles ont subi une usure, si bien qu'âpres une remise en état peu importante il est déjà nécessaire de remplacer l'anneau d'étanchage par un autre de diamètre extérieur plus grand. Un autre inconvénient est le fait que lorsqu'on assemble l'appareil, les surfaces d'étanchage glissent sous pression l'une sur l'autre, ce qui donne naissance à des sillons nuisibles sur les surfaces.
<Desc/Clms Page number 4>
Un anneau suivant la fig. 4 offre au contraire l'avantage qu'ici le danger d'une formation de sillons n'existe pas, car les surfaces ne glissent l'une sur l'autre qu'à un degré extrêmement faible lorsqu'on serre les pièces, et cet autre avantage qu'un réusinage même relativement considérable des surfaces d'étanchage est permissible. Lorsqu'on ferme le récipient le couvercle n'est pas immédiatement serré sur le bord du récipient stable aux hautes pressions, les efforts de réaction étant au contraire transmis à travers la masse de l'anneau d'étanchage.
Toutefois, il en résulte nécessairement cet inconvénient que les efforts qui se produisent tangentiellement dans l'anneau d'étanchage peuvent, lorsqu'on serre le couvercle plutôt fortement, prendre une valeur inadmissible,si bien que l'anneau se trouve endommagé.
Or on a trouvé que dans l'emploi d'un anneau d'étanchage élastique à serrage automatique s'ajustant par des surfaces d'étanchage coniques ou conoïdes contre des surfaces coniques ou conoïdes de l'ouverture d'un récipient stable aux hautes pressions et d'un couvercle serré de l'extérieur contre l'ouverture du dit récipient, on peut éviter les inconvénients exposés pour la forme d'exécution suivant la fig.4 si l'on prévoit à l'intérieur de l'anneau d'étanchage un élément d'appui contre lequel l'anneau d'étanchéité vient se coincer lorsqu'il a été radialement déformé.
De préférence on donne à la construction des dimensions telles que l'anneau d'étanchage porte déjà lorsqu'il est radialement déformé par les forces engendrées par le serrage élastique préliminaire.
Une variante de la fermeture pour récipients stables aux hautes pressions suivant l'invention est représentée à
<Desc/Clms Page number 5>
la fig. 5, mais l'invention ne se limite pas à la fermeture représentée. Entre la paroi du récipient A et le couvercle B est interpose 1'.anneau d'étanchage C qui s'adapte par des surfaces coniques contre le récipient et le couvercle. A l'intérieur de l'anneau d'étanchage est prévu l'élément d'appui D, le jeu entre l'un et l'autre étant faible. Cet élément d'appui est constitué, dans la forme de construction représentée ici, par une annexe cylindrique du couvercle.
Le diamètre extérieur de l'élément d'appui est utilement inférieur d'environ 1/1000 au diamètre intérieur de l'anneau d'étanchage; par exemple, si le diamètre Intérieur de l'anneau est de 500 mm., le diamètre extérieur de l'élément d'appui sera de 499,5 mm.
Lorsqu'on serre le couvercle B sur le récipient A l'anneau se trouve comprime par suite de l'effet de coin des surf.aces coniques, ce qui a pour conséquence de diminuer son diamètre et d'engendrer dans sa section un effort de compression dans la direction tangentielle. Lorsque cet effort de compression a atteint une valeur d'environ 2000 kg. par cen- timètre carré l'anneau vient porter par sa surface intérieure cylindrique contre l'élément d'appui. Un serrage plus énergique du couvercle contre le récipient ne peut donc pas occasionner un nouvel accroissement de l'effort de compression dans la section de l'anneau dans la direction tangentielle, et seules augmentent les pressions agissant sur les surfaces coniques et sur la surface intérieure de l'anneau.
On évite ainsi d'imposer à l'anneau des efforts exagérés nuisibles.
L'anneau est utilement fait d'un matériau durci, -élastique et de haute qualité.
Au lieu de surfaces coniques complètement façonnées comme le montre la fig. 5 les éléments d'étanchage peuvent
<Desc/Clms Page number 6>
aussi avoir des surfaces conoïdes qui sont arrondies comme une sphère, ou bien l'une des surfaces coniques peut former joint avec l'autre par l'intermédiaire d'une arête obtuse.
De telles formes de construction sont représentées aux figs 6, 7 et 8. Lorsqu'on opère soue de très hautes pressions il est toutefois avantageux en général d'employer des surfaces véritablement coniques et portant entièrement.
Le mode de fermeture de récipients stables aux hautes pressions suivant la présente invention peut s'appli- quer d'une façon très avantageuse dans des appareils pour le traitement de matières carbonées distillables au moyen de gaz hydrogénants, tel que l'hydrogénation destructive du charbon, du pétrole,, etc.