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FERMETURE POUR RECIPIENTS A PRESSION.
La présente invention a pour objet une fermeture qui convient à tout genre de récipients à pression, tout en étant particulièrement destinée aux colonnes de synthèse à haute pression, par ex pour la synthèse de l'ammo- niac, qui exigent un système capable de résister à des pressions non inférieu- res à 300 Kg/cm2 et qui soit en même temps pratique à monter et à démonter.
Jusqu'à présent, on appliquait surtout le système à boulons, traver- sant la pièce ou prisonniers. Puisque dans ce système connu le couvercle s'ap- puie sur l'extérieur de la colonne, l'épaisseur et le poids de l'ensemble doi- vent être considérables. Pour effectuer la fermeture, il faut manoeuvrer de nombreux boulons et leur serrage exige un effort considérable, ce qui est un inconvénient très sérieux, surtout dans le cas des colonnes de synthèse.
Pour résoudre ce problème, on a aussi proposé d'autres types de fermetures, avec un couvercle s'appuyant sur l'intérieur de la colonne. Une solution connue est celle du couvercle à vis, présentant un certain nombre d'interruptions du filetage du couvercle et de la colonne. Le couvercle est introduit en glissant ses parties filetées dans les parties non filetées de la colonne ; pour produire le serrage, on tourne d'une fraction de tour. Le bourrage peut être interne ou externe. Cette solution a l'inconvénient de per- mettre le coincement éventuel des deux organes et de présenter, comme partie résistante, seulement la moitié de la partie filetée; il faut donc donner une hauteur considérable à cette partie filetée et, par conséquent, au couvercle.
En outre, la distribution uniforme de,la charge est impossible dans ce cas.
Une autre solution connue est l'ancrage du couvercle par des sec- teurs d'anneau que l'on peut faire sortir d'un logement du couvercle. Une bague de bourrage en acier à section cunéiforme est.comprimée entre ces sec- teurs et le couvercle de sorte que l'effort total est transmis à la colonne par la bague de bourrage. Cette solution présente l'inconvénient d'exiger l'usinage de précision d'une bague d'acier de grand diamètre, ainsi que du siège correspondant prévu dans la colonne. Son emploi ne serait d'ailleurs
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pas pratique pour des récipients, tels que les colonnes de synthèse, qu'il faut ouvrir et fermer périodiquement, et à cause de l'usure inévitable des parties usinées pendant le montage et le démontage.
En outre, si pendant le fonctionnement une fuite se produisait pour une raion quelconque, il fau- drait arrêter toute l'installation, démonter le couvercle et réajuster en- core la bague et son siège. Enfin, les secteurs d'anneau prenant appui sur la bague de bourrage présentant l'inconvénient d'avoir tendance à glisser sur la face correspondante de la dite bague et à basculer autour d'un axe.
Les inconvénients des types connus sont éliminés par la fermeture suivant l'invention, qui est du genre à secteurs d'anneau mobiles d'ancrage e n- tre le couvercle et la colonne, mais comportant une garniture extérieure indé- pendante de l'accouplement mécanique. Par conséquent, le bourrage n'est pas soumis à l'effort qui agit sur la colonne. Autrement dit, selon l'invention, les avantages du couvercle interne vis-à-vis du système à boulons sont sauve- gardés, (poids et coût réduits, plus grande simplicité et facilité des manoeu- vres de montage et de démontage), sans toutefois conserver les désavantages du couvercle à vise d'une part, et des secteurs auto-scellants, d'autre part.
Contrairement à ce qui se produit dans les systèmes connus, les secteurs bu- tent après la fermeture contre le couvercle et sont pressés par celui-ci di- rectement contre la colonne, de sorte qu'ils sont soumis seulement à l'effort de cisaillement. Les secteurs sont façonnés de telle manière qu'on puisse les manoeuvrer, en cours de montage, avec un effort correspondant seulement au frottement résultant de leur propre poids, et que tout mouvement de transla- tion ou de rotation des secteurs soit exclu après serrage du couvercle.
Ce but est atteint en prévoyant un siège au bord supérieur- externe des secteurs et un autre siège à leur bord inférieur-interne (sièges diagonalement oppo- sés) ces sièges pouvant être amenés en engagement avec des sièges correspon- dants de la colonne et du couvercle respectivement, de manière à assurer l'an- crage mutuel de la colonne et du couvercle. Si le couvercle est descendu dans la colonne et si les secteurs sont sortis radialement, le siège supérieur des secteurs se place en regard d'un siège correspondant de la colonne; si, ensuite, le couvercle est remonté, le siège inférieur des secteurs est pressé contre un siège prévu au bord inférieur-externe de la rainure du couvercle qui sert de logement aux secteurs et d'où ceux-ci sont sortis.
La course de soulèvement du couvercle est légèrement plus grande que la profondeur des siè- ges des secteurs ; que, dans la position du plus grand abaissement du couvercle (Fig. 1 à droite), la distance verticale entre les dits sièges dans la colonne et le couvercle est légèrement plus grande que la distance ver- ticale entre le bord inférieur du siège supérieur et le bord inférieur du siè- ge inférieur des dits secteurs.
Les dits sièges peuvent avoir la forme d'évidements diagonalement opposés dans les secteurs et aptes à se mettre en prise avec des angles sail- lants correspondants de la colonne et du couvercle respectivement, ou de chanfreins diagonalement opposés dans les secteurs et aptes à être mise en engagement avec des chanfreins prévus sur la colonne et le couvercle respec- tivement. Les sièges dans la colonne sont prévus au bord supérieur d'une rainure correspondante à la rainure du couvercle qui sert de logement aux sec- teurs.
Selon l'invention également, la rainure du couvercle servant de lo- gement aux secteurs a la forme d'un canal périphérique prévu dans la surface cylindrique du dit couvercle. Le bourrage est interposé entre le couvercle et la colonne, au-dessus du dit canal, et un seul organe annulaire agit comme presse-étoupe et comme organe de soulèvement du couvercle et de serrage.
La description ci-après d'une forme d'exécution de l'invention est donnée seulement à titre d'exemple non limitatif. Dans le dessin annexé, la Fig 1 représente la tête de la colonne avec le couvercle en coupe longitudi- nale suivant la ligne brisée I-I-I de la Figo 2; la Figo 2 représente la tête de la colonne avec le couvercle, vue d'en haut, partiellement en coupe sui- vant la ligne II-II de la Fig. 1 La moitié droite des Figures 1 et 2 mon- tre la tête de la colonne et le couvercle pendant ,son montage; la moitié gau- che des Figures 1 et 2 montre la tête de la colonne avec le couvercle appli- qué en position de service.
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Les secteurs 1, qui constituent les organes d'accouplement méca- nique entre le couvercle et la colonne, sont découpés d'un anneau façonné au tour avec deux rainures diagonalement opposées dans sa section et formées de telle façon que la surface verticale de la rainure externe-supérieure est tcu r- née au même diamètre que la partie de la colonne avec laquelle elle doit venir en contact, tandis que la surface verticale de la rainure interne-inférieure est tournée au même diamètre que la partie du couvercle avec laquelle elle doit venir en contact.
La distance verticale entre les dites parties ou surfaces d'appui de la colonne et du couvercle a déjà été définie ci-dessuso Les sec- teurs sont par exemple au nombre de huit et le développement de leur arc est tel qu'ils peuvent prendre la position représentée dans la moitié droite de la Fig 2 sans que leurs extrémités se touchent. Le couvercle 2 est monté avec les secteurs 1 en position rentrée, jusqu'à ce que ses saillies 3 vien- nent s'appuyer sur un gradin prévu dans la colonne 4 (Figo 1 à droite). Les secteurs sont ensuite sortis radialement en manoeuvrant les clefs d'extrac- tion 5 jusqu'à ce qu'ils viennent buter contre la colonne 4 Après cette opé- ration, on agit sur les écrous supérieurs 6 des prisonniers 7, et on remonte le couvercle jusqu'à ce que les secteurs 1 viennent buter contre une saillie prévue à cet effet sur le dit couvercle.
L'obturation étanche est obtenue dans la partie supérieure en serrant davantage les écrous des prisonniers 7, c'est- à-dire en serrant le presse-étoupe 8 qui comprime le bourrage 90
Le démontage s'effectue en procédant en ordre inverse, les opérations décrites étant alors accomplies en sens inverse.
Les trous 10 sont prévus dans la colonne pour offrir un passage aux clefs d'extraction 5 et ils sont obturés pendant le fonctionnement de la colon- ne par un nombre égal de brides 11
Les secteurs 1 sont soumis presque exclusivement à l'effort de coin cement, l'effort de flexion étant réduit au minimum.
Les prisonniers 7 sont vissés dans le couvercle 2, dans une zone où aucun effort n'agit sur le dit couvercle, ce qui est conforme à une utili- sation rationnelle de l'espaceo
Les surfaces horizontales des rainures des secteurs illustrés à la Figo 1 peuvent être remplacées par des surfaces inclinées s'appliquant contre des chanfreins prévus aux bords correspondants de la colonne et du couvercle respectivement. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les di- tes rainures sont entièrement remplacées par des chanfreins.
Suivant l'invention, pour éviter toute tendance des secteurs à bas- culer (une telle tendance aurait pour conséquence de détruire la forme correc- te des secteurs sous l'effet de la pression agissant sur ceux-ci), il faut travailler au tour le diamètre extérieur de l'anneau dont les secteurs sont découpés, pour qu'il soit égal aux diamètres de contact de la colonne et du couvercle, comme expliqué ci-dessus pour le cas des rainures à surface de siège horizontale. Cela n'est pas nécessaire dans le cas des sièges formés par des chanfreins, parce que dans ce cas la dite tendance est supprimée par le choix d'une inclinaison des chanfreins telle que les résultantes des lignes des forces agissant sur les chanfreins respectifs (perpendiculaires aux chan- freins sur les lignes médianes de ceux-ci) viennent coïncider.