<Desc/Clms Page number 1>
APPAREIL D'EMMAGASINAGE D'UN GAZ SOUS PRESSION AVEC DISPOSITIF D'
ETANCHEITE FONCTIONNANT A SEC.
Cette invention se rapporte aux appareils d'emmagasinage des gaz du type à piston et à dispositif d'étanchéité fonctionnant à sec du gen- re comprenant un récipient pourvu d'une paroi latérale cylindrique et rénfer- mant un piston mobile verticalement et constituant la paroi supérieure 'de l'espace d'emmagasinage de l'appareil, un dispositif d'étanchéisation de l'es- pace compris entre le piston et la paroi latérale du récipient, ce disposi- tif étant en étoffe étudiée pour être imperméable au gaz et affectant la forme d'un rideau souple suspendu entre le piston et ladite paroi latérale auxquels il est fixé, les proportions de ce rideau étant calculées de manié- re à lui permettre de laisser monter et descendre le piston,
et des organes d'adossement ou d'arrêt ou des surfaces de butées disposées dans une rela- tion telle par rapport à ce rideau d'étanchéité en étoffe que, pendant le cycle de travail du piston, lesdites surfaces de butée fassent office de dis- positifs d'arrêt qui absorbent la pression exercée sur le rideau par les gaz occlus dans la chambre d'emmagasinage de l'appareil.
En règle générale, dans les appareils de ce genre, la partie de la paroi latérale du récipient qui se trouve au-dessus du point de fixa- tion de l'étoffe d'étanchéité sur cette paroi est utilisée pour constituer un dispositif d'arrêt "externe" placé sur le bord externe du rideau et apte à absorber les pressions exercées sur celui-ci pendant la course ascendante du piston, et il est prévu un ou plusieurs dispositifs d'arrêt "internes" mobiles verticalement, ayant une forme tubulaire ou cylindrique et montés à l'intérieur du dispositif externe et concentriquement mais à quelque dis- tance de lui, de manière à absorber la pression exercée sur l'étoffe du ri- deau pendant la course descendante du piston.
Si le rideau en étoffe est constitué par un cylindre relativement long attaché à l'une de ses extrémi- tés au dispositif d'arrêt "externe" formé par la paroi latérale du récipient et attaché à son autre extrémité au piston, le dispositif d'arrêt "interne" sera formé par un organe tubulaire ou cylindrique rigidement combiné avec
<Desc/Clms Page number 2>
le piston et faisant saillie vers le haut à partir de celui-ci.
Si le rideau en étoffe est formé de deux parties cylindriques dont l'une est attachée à la paroi latérale du récipient et dont l'autre est attachée au piston, un dispositif d'arrêt supplémentaire verticalement mobile et de forme tubulaire ou cylindrique est disposé entre le piston et la paroi latérale du récipient et est attaché aux deux parties en question du rideau dans des conditions propres à soutenir la partie interne du rideau (c'est-à-dire celle qui est la plus voisine du piston) pendant la course ascendante du piston et à soute- nir la partie externe du rideau (c'est-à-dire celle qui est la plus voisine de la paroi latérale du récipient) pendant la course descendante du piston.
Les appareils d'emmagasinage du gaz appartenant au type géné- ral dont il vient d'être parlé sont généralement construits pour pouvoir ré- sister à des pressions s'élevant jusqu'à 0,0507 kg/cm2 et les rideaux d'étan- chéité des appareils de ce genre ont une hauteur qui varie entre 4,5 m et 15 mètres ou même supérieure.
Les recherches qui ont conduit à la présente invention ont per- mis de constater que, quand le piston se meut verticalement sur une distance relativement grande, il y a tendance de la part de l'étoffe du rideau à -se' déplacer circonférentiellement à certains endroits. Le résultat c'est que les rides de dimensions normales qui prennent naissance dans les parties du ri- deau en contact avec le dispositif d'arrêt interne deviennent de plus en plus grandes et se trouvent finalement transformées en un pli composé de trois épaisseurs d'étoffe superposées et légèrement comprimées contre le disposi- tif d'arrêt par la pression du gaz. Pendant la course ascendante du piston, le rideau d'étanchéité est progressivement détaché du dispositif d'arrêt in- terne et progressivement appliqué contre le dispositif d'arrêt externe.
Dans les cas où des plis comme ceux dont il vient d'être parlé se sont formés dans l'étoffe, les épaisseurs d'étoffe qui constituent ces plis restent superpo- sées,même après que le rideau est venu en contact avec le dispositif d'arrêt externe du fait que la tension circonférentielle de l'étoffe n'est pas suffi- samment grande pour la redresser et pour supprimer les plis en question. Le résultat c'est que le rideau d'étanchéité est effectivement raccourci et qu'il subit des fatigues qui le distendent. Ce processus continue jusqu'à ce qu'il y ait suffisamment de plis formés avec le temps pour que l'élément d'étanchéi- sation soit tendu jusqu'à ce qu'il se rompe par suite d'une tension périphé- rique excessive.
L'un des buts de l'invention est de permettre la réalisation d'un appareil d'emmagasinage d'un gaz sous pression avec dispositif d'étan- chéité fonctionnant à sec du type général considéré, qui soit de construc- tion telle que des plis ou rides nuisibles ne se forment pas dans le rideau en étoffe quand celui-ci se trouve en contact avec le dispositif d'arrêt ou de butée interne de l'appareil.
L'invention a également pour but de créer un dispositif effi- cace de construction simple et peu coûteuse éliminant la formation de rides périphériques sur le rideau en étoffe d'un appareil du type général considé- ré.
D'autres buts et caractéristiques désirables de l'invention apparaîtront à la lecture de ce qui va suivre.
On a représenté ici l'invention dans son application à un dis- positif d'arrêt ou de butée cylindrique porté par le piston d'un appareil d'emmagasinage de gaz sous pression dont l'étoffe d'étanchéisation a la for- me d'un cylindre relativement long et profond fixé par son extrémité externe à la paroi latérale du récipient de l'appareil et dont l'extrémité interne est fixée sur le piston au voisinage de l'extrémité inférieure du dispositif d'arrêt porté par le piston,
mais il va de soi que l'invention est -applica= ble à n'importe quel type de surface d'arrêt ou de butée utilisée dans un appareil d'emmagasinage de gaz sous pression du type à dispositif d'étanchéi- té fonctionnant à sec afin d'absorber la pression exercée par les gaz sur l'étoffe et pour faciliter la détermination de la forme approximative de cet élément d'étanchéité lors de l'utilisation de l'appareil.
<Desc/Clms Page number 3>
Sur les dessins : -
La fig. 1 est une vue en coupe horizontale partielle à travers la paroi latérale du récipient de l'appareil; sensiblement par la ligne 1-1 de la fig. 2, en regardant vers le bas en direction de l'extrémité supérieure de la butée interne portée par le piston, l'élément d'étanchéité en étoffe étant supprimé de manière à montrer plus clairement la forme de cette butée.
La fig. 2 est une vue en coupe verticale partielle sensiblement par la ligne 2-2 de la fige 3 en regardant dans la direction indiquée par les flèches.
La fige 3 est une vue en coupe verticale partielle montrant la paroi latérale du récipient, le piston, la butée interne et l'étoffe d'é- tanchéisation, le plan de cette coupe étant indiqué par la ligne 3-3 sur la fig. l.
La fige 4 est une vue à plus grande échelle de certaines des parties représentées sur la fig. 3, montrant comment l'élément d'étanchéité en étoffe repose contre la surface cannelée de la butée interne portée par le piston.
La fig. 5 est une vue en coupe horizontale partielle à plus grande échelle par la ligne 5-5 de la fig. 2.
La figo 6 est une vue en élévation partielle d'un appareil d'em- magasinage du gaz dans lequel on utilise un organe d'étanchéisation en étoffe formé par deux éléments cylindriques séparés. pur les dessins,la référence désigne la paroi latérale cylin- drique du récipient d'un appareil d'emmagasinage de gaz sous pression avec dispositif d'étanchéité fonctionnant à sec, et les références 10 et 11 dési- gnent le fond supérieur et le fond inférieur de ce récipient.
Le piston B est écarté de la paroi latérale du récipient et l'intervalle ménagé entre le pis- ton et cette paroi latérale est rendu étanche par un rideau souple C en étof- fe étanche aux gaz ayant une forme de cylindre fixé par une extrémité sur la périphérie du piston et fixé à son autre extrémité sur la paroi latérale 2 du récipient au voisinage du centre ou de la partie médiane de cette paroi latérale. On peut assurer de toute manière convenable un joint étanche aux gaz entre le rideau et les parties sur lesquelles il est fixé, par exemple au moyen de baguettes 4 maintenues en place par des boulons 5.
Comme cela est usuel dans les appareils d'emmagasinage de gaz sous pression à disposi- tif d'étanchéité fonctionnant à sec du type général considéré, des disposi- tifs d'arrêt ou butées rigides sont disposés au voisinage de la trajectoire décrite par le rideau en étoffe C de manière à déterminer la forme de ce ri- deau et à absorber une partie de la pression exercée par les gaz sur ce ri- deau pendant le mouvement ascendant et descendant du piston.
Il est prévu dans le mode de réalisation particulier représenté ici deux dispositifs d'ar- rêt ou butées du type précitéà savoir un dispositif d'arrêt mobile verti- calement A de forme cylindrique ou tubulaire porté par le piston et faisant saillie vers le haut depuis sa périphérie, et un dispositif d'arrêt fixe A' de forme cylindrique ou tubulaire entourant le dispositif d'arrêt A et écar- té de celui-ci en étant disposé concentriquement à lui, ce dispositif d'arrêt A' étant formé par la partie de la paroi latérale 9 du récipient disposée au-dessus du p.oint où le rideau Ç est fixé sur cette paroi.
Quand le piston est dans sa position inférieure, la pression des gaz dans la chambre d'emma- gasinage de l'appareil applique étroitement le rideau C contre le dispositif d'arrêt A, et pendant le mouvement vers le haut du piston ce rideau est dé- taché progressivement du dispositif d'arrêt interne A et est appliqué progres- sivement contre le dispositif d'arrêt externe A'.. Pendant la coprse vers le bas du piston, le rideau C est détaché progressivement du dispositif d'arrêt externe A' et est appliqué progressivement contre le dispositif d'arrêt in- terne A.
L'invention consiste à construire le dispositif d'arrêt interne A de manière (a) à empêcher des rides ou plis de dimensions inacceptables de
<Desc/Clms Page number 4>
se former dans le rideau d'étanchéité C quand celui-ci repose contre le dispositif d'arrêt interne A, et (b) à empêcher que le rideau d'étanchéité C ne se ride circonférentiellement autour de l'appareil d'emmagasinage. On élimine de cette manière toute extension périphérique inacceptable de l'étof- fe formant le rideau Ç et on empêche ainsi de façon efficace toute rupture du rideau.
En bref, on parvient à ces résultats désirables en munissant le dispositif d'arrêt interne A d'une surface de contact cannelée, gaufrée, den- telée ou sinueuse pour le rideau, dont la longueur périphérique est sensi- blement la même que la longueur périphérique de la surface du dispositif d'ar- rêt externe A'. Il n'est pas essentiel que la surface cannelée, dentelée ou sinueuse du dispositif d'arrêt interne A ait exactement la même longueur périphérique que le dispositif d'arrêt externe A'. Il peut être de 1 à 2% plus long et on a utilisé ici l'expression "sensiblement la même longueur périphérique" pour désigner une surface avec laquelle le rideau vient en contact, formée sur le dispositif d'arrêt interne, qui ait la même longueur que la surface de contact du dispositif d'arrêt externe ou qui soit légère- ment plus longue.
En ce qui concerne l'idée fondamentale de l'invention, le dispositif d'arrêt A peut avoir toute forme convenable pour autant que la surface contre laquelle le rideau est appliqué par les gaz soit pourvue de parties en saillie et de dépressions augmentant la longueur périphérique de la partie de ce dispositif d'arrêt avec laquelle le rideau vient en contact, et qui tende à retarder la formation de rides périphériques sur ce rideau.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté, la surface de contact du dispositif d'arrêt A est formée par une série de plaques parallèles 1 dis- posées verticalement, ayant sensiblement en section droite horizontale la forme de secteurs, dont les faces convexes sont dirigées vers l'extérieur comme montré sur la fig. 1. Ces plaques 1 sont montées sur un support porté par le piston B et constitué dans le mode de réalisation représenté par des montants verticaux 3 prévus sur le piston et portant deux anneaux horizon- taux 2 sur lesquels ces plaques sont fixées, de préférence de manière telle que lesdites plaques puissent être détachées aisément de'ces supports 2 et qu'il soit possible de régler leur position latérale relative.
Dans l'exem- ple représenté ici, les plaques 1 sont serrées sur les supports horizontaux 2 par des pattes de retenue verticales 6 prévues aux extrémités supérieure et inférieure des plaques 1, chacune de ces pattes 6 étant maintenue dans une position de chevauchement par rapport au support 2 avec lequel elle vient coopérer par un élément de fixation 7 en prise avec une patte transversale horizontale 8 fixée de façon permanente sur la face postérieure de la plaque 1, comme montré sur les figs. 2 et 3.
La surface cannelée, gaufrée oq sinueuse du dispositif d'arrêt interne A a sensiblement la même longueur périphérique totale que la surface interne du dispositif d'arrêt externe A'. Ainsi, quand le rideau d'étanchéi- té C est appliqué contre la surface cannelée du dispositif d'arrêt A, aucune ride ne se forme dans ce rideau, bien que le rayon moyen des parties incur- vées de cette surface soit inférieur au rayon du dispositif d'arrêt cylindri- que externe A'.
Des recherches ont montré que le mouvement latéral périphé- rique précédemment cité du rideau C est dû en partie au changement de rayon local entre les dispositifs d'arrêt externe A' et interne A.. Afin de démon- trer clairement comment la surface cannelée du dispositif d'arrêt A empêche ou limite le glissement progressif et continu du rideau C, on se reportera à la fig. 5 du dessin. On suppose que la pression du gaz est égale à 0,0507 kg/ cm2. La tension circonférentielle résultant d'un rayon de 25,4 mm est alors égale à 2,54 cm x 0,0507 soit 0,129 kg/cm.
S'il se produit maintenant un glis- sement latéral du rideau d'étanchéité de manière à tendre à former une ride indiquée en pointillé sur la fig. 5, la partie du rideau disposée dans la concavité droite va alors être plus courte et être tendue entre les crê- tes, de sorte qu'elle est écartée légèrement vers l'extérieur de la surface de contact du dispositif d'arrêt comme indiqué par le pointillé E sur la fig. 5. Si ceci tente de se produire, le rayon R3 de la fig. 5 devient immé- diatement plusieurs fois supérieur au rayon R2, pour un glissement latéral égal par exemple à 3,175 mm vers la gauche dans la concavité voisine. On sup- posera que le rayon R3 est égal à 15,24 cm. On voit ainsi que la tension
<Desc/Clms Page number 5>
dans la partie E est égale à 6 x 0,129 kg/cm soit 0,774 kg/cm.
Il en ré- sulte que le rideau est ramené dans sa concavité avant de pouvoir s'en échap- per. Dès qu'une condition de travail particulière tend à déplacer le rideau latéralement dans cette concavité, des forces empêchant ce mouvement sont immédiatement engendrées dans la concavité voisine. On remarquera .également que si une ride telle que la ride Il de la fig. 5 tend à commencer à se for- mer, la pression du gaz emmagasiné engendre dans cette ride D des forces qui tendent à refouler l'étoffe en excès vers la partie désignée par E.. Ain- si, la tension en E et la poussée en D coopèrent pour maintenir judicieuse- ment le rideau dans la concavité du dispositif d'arrêt A, c'est-à-dire dans la position convenable.
Il est préférable que l'écartement entre les crêtes du gaufrage ainsi formé soit approximativement de 254 mm ou plus, et que la profondeur des ondulations varie de 25,40 mm à 50,80 mm environ, mais ces dimensions peuvent naturellement varier suivant la taille de l'appareil' d'em- magasinage. Quand on se reporte à une surface cannelée, gaufrée ou sinueuse, on entend toute surface formée alternativement de crêtes et de dépressions disposées verticalement ou longitudinalement, ou parallèles au sens de dépla- cement du piston.
Comme indiqué précédemment, n'importe quel moyen constructif peut être utilisé pour obtenir cette forme cannelée, gaufrée, dentelée ou sinueuse de la surface du dispositif d'arrêt interne soutenant le rideau d'étanchéité C, mais une particularité désirable du mode de construction particulier représenté ici dans lequel des plaques convexes ou en forme de secteurs sont serrées en position de fonctionnement sur un support porté par le piston est la facilité avec laquelle les plaques 1 peuvent être démontées en vue de l'examen du rideau.
Avec une construction de ce type, il n'est pas nécessaire de démonter toutes les plaqués ensemble pour examiner en détail le rideau, car après qu'une plaque 1. a été démontée du support, il suffit de desserrer suffisamment les organes de blocage des autres plaques 1 pour pouvoir déplacer une plaque latéralement dans une direction découvrant une partie du rideau, puis de la ramener dans sa position première après cet examen, ce qui permet d'examiner le rideau sur la totalité de sa périphérie en démontant et en replaçant une seule des plaques 1. formant la surface du dispositif d'arrêt A contre laquelle ce rideau vient s'appliquer.
Sur la fig. 6 est représentée une vue partielle en élévation d'un appareil d'emmagasinage de gaz dans lequel le rideau d'étanchéité en étoffe est formé de deux parties cylindriques disposées de part et d'autre d'un dispositif d'arrêt additionnel à mobilité verticale sur lequel elles sont fixées, ce dispositif étant disposé entre le piston et la paroi latéra- le du récipient et étant étudié de manière à être entraîné alternativement par le piston pendant le cycle de fonctionnement de ce dernier.
On a repré- senté sur cette fig. 6 un appareil d'emmagasinage du gaz du type dans lequel le rideau d'étanchéité en étoffe est formé de deux parties cylindriques C et D disposées de part et d'autre d'un dispositif d'arrêt additionnel à mo- bilité verticale interposé entre le piston B et la paroi latérale 3. du réci- pient, la partie "externe" D du rideau étant fixée par une barre de serrage 5 sur un fer cornière solidaire de la paroi latérale du récipient et la partie "interne" C du rideau étant fixée sur le piston. Le dispositif d'arrêt prévu sur le piston B est constitué de la manière précédemment décrite en re- gard des figs. 1 à 5.
Il comporte donc une surface de contact sensiblement cannelée, gaufrée ou sinueuse pour le rideau, formée par une série d'éléments ou de plaques 1 disposés verticalement, montés sur deux anneaux horizontaux 1 portés par des montants 3. solidaires du piston. Le dispositif d'arrêt addi- tionnel interposé entre le piston et la paroi latérale du récipient comprend un élément inférieur annulaire 13 sur lequel sont fixés des montants verti- caux 3a portant des anneaux horizontaux 2a. Des plaques ou barres parallèles verticales la sont fixées sur les anneaux 2a de manière à former une surface de contact cannelée, gaufrée ou sinueuse pour la partie D du rideau en étoffe.
Un dispositif d'arrêt tubulaire 14 est fixé sur les montants 3a de manière à former une surface interne unie ou non gaufrée servant de'contact pour'la partie interne Ç du rideau d'étanchéité en étoffe.
<Desc/Clms Page number 6>
Le dispositif d'arrêt additionnel décrit ci-avant est muni à son extrémité supérieure d'un rebord annulaire 16 qui surplombe le piston B ou pénètre dans la trajectoire de déplacement de ce piston, de sorte que quand le piston atteint un certain point de sa course ascendante,comme mon- tré en pointillé sur la fig. 6, le dispositif d'arrêt prévu sur le piston vient en prise avec ce rebord annulaire 16 et provoque le déplacement ver- tical du dispositif d'arrêt sur lequel ce rebord est fixé, en assurant ain- si le mouvement ascendant ou descendant du dispositif d'arrêt additionnel interposé entre les deux parties C et D du rideau d'étanchéité en étoffe avec le piston.
Quand le piston se trouve dans sa position inférieure, l'élé- ment inférieur 13 de ce dispositif d'arrêt additionnel repose sur un support fixe 12 comme visible sur la fig. 6. A ce moment, les gaz présents dans la chambre d'emmagasinage appliquent étroitement la partie C du rideau en étoffe sur la surface de contact cannelée du dispositif d'arrêt additionnel inter- posé entre le piston et la paroi latérale du récipient.
Pendant la première partie de la course ascendante du piston, le dispositif d'arrêt additionnel ou intermédiaire demeure au repos sur le support 12 et le mouvement ascen- dant du piston détache progressivement la partie C du rideau en étoffe de la surface cannelée du dispositif d'arrêt prévu sur le piston, pour l'appli- quer progressivement contre la surface de contact 14 de ce dispositif d'ar- rêt intermédiaire.
Quand le piston atteint une hauteur telle que le dispo- sitif d'arrêt prévu sur ce piston vienne en prise avec le rebord annulaire 16 du dispositif d'arrêt intermédiaire, ce dispositif intermédiaire commence à se déplacer vers le haut avec le piston, et, pendant le reste de la course ascendante du piston, la partie D du rideau est détachée progressivement de la surface cannelée formée par les éléments verticaux la du dispositif d'ar- rêt intermédiaire et est appliquée progressivement contre la partie supérieu- re de la paroi latérale du récipient.
Quand ensuite le piston -se déplace vers le bas, la partie D du rideau est détachée de la paroi latérale du récipient et est appliquée contre la surface cannelée du dispositif d'arrêt intermé- diaire, et la partie C du rideau est détachée de la surface 14 du dispositif d'arrêt intermédiaire et est appliquée contre la surface cannelée du dispo- sitif d'arrêt prévu sur le piston.
Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisa- tion décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil d'emmagasinage du gaz sous pression avec dispo- sitif d'étanchéité fonctionnant à sec, dans lequel un piston verticalement mobile est logé dans un récipient de diamètre supérieur à celui du piston, un organe d'étanchéité en étoffe en forme de rideau étant disposé dans l'in--' tervalle annulaire ménagé entre la paroi du récipient et le piston en étant fixé sur ces parties,caractérisé en ce qu'il est prévu pour le rideau d'é- tanchéité en étoffe un dispositif d'arrêt verticalement mobile présentant une surface sensiblement cannelée, gaufrée, dentelée ou sinueuse contre la- quelle ce rideau est appliqué par les gaz présents dans la chambre d'emma- gasinage du récipient pour certaines positions du piston.