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La -présente invention a pour objet un dispositif de fermeture pour récipient sous pression, dispositif du type dans lequel la force axiale exercée sur un bouchon.conique par la pres- sion intérieure tendant à expulser ce bouchon contribue à augmenter l'étanchéité. L'invention.vise en particulier un dispositif de fermeture pour raccords coudés ou coudes de tubes qui, comme c'est le cas dans les fours de distillation ou de craquage de l'industrie pétrolière, sont dudgeonnés chacun dans le trou d'un corps ou bottier de coude à parois épaisses et qui sont nettoyés de temps à autre,, après l'enlèvement du dispositif de fermeture.
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Dans un dispositif de fermeture connu, une bague d'étan- chéité conique est disposée entre le cône du bouchon et la paroi du boîtier, et remplit la fente annulaire conique, laquelle bague prend appuie par son.extrémité à paroi épaisse, contre la surface d'appui d'un anneau pouvant être retiré de l'orifice du dispositif de fermeture. La pression axiale du bouchon provoque la dilatation élastique de la bague d'étanchéité qui assure une meilleure étanchéi-' té en s'appliquant avec plus de force contre la paroi du bottier.
Toutefois, l'effet recherché n'est pas obtenu d'une manière satis- faisante en raison de la pression d'application relativement faible.
On a déjà muni la bague d'étanchéité d'arêtes obturatri- ces vives qui viennent en appui contre le cône du bouchon et contre la paroi du bottier. Toutefois, les arêtes d'étanchéité marquent la matière et y dessinent des rainures permanentes. La liaison par friction se transforme en. une liaison par correspondance de formes.
Ceci présente des inconvénients lorsque le dispositif de fermeture doit être ouvert à plusieurs reprises, étant donné que, lors du - serrage du bouchon, la bague d'étanchéité ne retourne presque jamais dans les mêmes petites rainures.
L'invention a pour but la réalisation d'un dispositif de fermeture du type précité qui est plus avantageux et qu'on peut ouvrir aussi souvent qu'on le désire.
Conformément à l'invention* la bague d'étanchéité présente une section transversale sensiblement circulaire, Le cône du bou- chon présente une génératrice telle que l'effort axial exercé sur le bouchon.par la pression intérieure du récipient augmente la résistance de frottement de la bague d'étanchéité contre la paroi du bottier dans une mesure telle que la surface d'appui amovible se trouve en grande partie déchargée de l'effort axial.
Grâce à la section transversale sensiblement circulaire de la bague d'étanchéité, non seulement on évite la formation de rainures malgré l'augmentation considérable de la pression d'appli- cation,, mais encore on conserve l'adhérence, par friction, à la paroi du boîtier. Cette adhérence est utilisée pour décharger d'une
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grande partie de l'effort axial sur le bouchon l'élément présentant la surface d'appui amovible., Etant donné que l'élément considéré est un élément démontable? on est ainsi amené à le faire relative- ment léger..
La paroi du bottier qui se trouve immédiatement devant, la zone d'étanchéité n'est pas exposée à des efforts exagérés due à l'action de la pression intérieure et présente en ce point une telle réserve de robustesse qu'elle peut absorber avec sûreté la charge provenant du bouchon. La conséquence en est que, grâce à l'invention? on obtient une meilleure utilisation de la fraction importante de la matière qui, jusqu'à ce jour,, était inutilisée à l'embouchure du bottier au profit d'une réalisation plus légère du dispositif de fermeture..
La génératrice, du cane peut être une ligne droite, c'est- à-dire que le cône est un cône pure Toutefois, pour diminuer les conditions de précision le fabrication, le cône peut également n'être qu'un cône approché, o'est-à-dire que la génératrice peut ête une ligne concave ou une ligne convexe. En. outre,, la section transversale de la bague d'étanchéité peut être ovale, afin que l'on obtienne, par suite du plus grand rayon de courbure des lignes de contact, une pression d'application qui ne soit pas trop élevée; .
La surface d'appui amovible peut être la surface frontale intérieure d'un anneau introduit dans l'embouchure du bottier, lequel anneau est avantageusement fixé d'une manière facilement. démontable grâce à un système à baïonnette. Il n'est toutefois pas nécessaire d'avoir toujours, comme surface d'appui un anneau spé- cial fermé.
Lorsqu'on utilise, par exemple,, pour le serrage du bouchon une traverse pivotante à trois branches, la somme des par- ties correspondantes des surfaces (dirigées vers l'intérieur) des bras de la traverse peut constituer simultanément surface d'appui de la bague d'étanchéité,
Dans un dispositif de fermeture pour récipient sous pres- sion ou coude exposé à des températures de service élevées, la bague d'étanchéité est avantageusement faite en matière austénitique.
La
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matière austénitique présentant un coefficient de dilatation supé- rieur à celui de la matière ferritique de la paroi du récipient et du bouchon, fait que, lors de l'ouverture du dispositif de fermetu- re. la bague d'étanchéité se sépare plus facilement de la paroi du bottier et peut par conséquent être retirée plus aisément lorsque le récipient ou le coude sont froids,
Sur le dessin annexé, on a représenté plusieurs exemples de réalisation du dispositif faisant.l'objet de l'invention.
Sur ce dessin : la fig.1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un coude avec raccord de tube et dispositif de fermeture.
La fig. 2 est une vue analogue à la fig.l,. le couvercle de fermeture étant toutefois agencé avec un creux formant six pans.
La fig..3 est une vue analogue à la fig,l dans laquelle toutefois l'anneau présentant la surface d'appui est en même temps le couvercle.
Un récipient sous pression 1 servant de coude d'un four de distillation de l'industrie pétrolière; présente un orifice 2 dans lequel est creusée une gorge annulaire 3, La gorge annulaire est utilisée pour le dudgeonnage d'un tube non représenté sur le dessin et introduit dans l'orifice précité. Le dudgeon est intro- duit par un orifice opposé 4. L'orifice 4 comporte un dispositifde fermeture conforme à l'invention.et pouvant être ouvert un nombre quelconque de fois. Ce dispositif comprend un bouchon 5 dont le plateau est un cône 6 ayant sa grande base tournée vers l'intérieur du coude. La génératrice 6' du cône est, dans l'exemple représentée une ligne droite.
Le c8ne 6 est relié à une tige filetée 7 venue d'une pièce avec lui et dont la partie inférieure forme un carré, la partie filetée de la tige étant de plus petit diamètre. Un écrou 8 se trouve au-dessus d'un couvercle 9 qui repose, par l'intermé- diaire d'une surface sphérique 10, dans un chambrage 11 de l'embou- chure 12 du bottier. Le trou ménagé dans le couvercle 9 pour le passage de la tige filetée 7 est également en gradins et sa partie inférieure comprend des parois planes. Sur le cône 6 repose une
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bague d'étanchéité 13 de section transversale ovale,, bague qui, lorsque le dispositif obturateur est en service, se trouve en con- tact avec une surface d'appui 14 et avec la paroi 15 du bottier.
La surface d'appui 14 est constituée par la surface inférieure d'un anneau 16 dont la périphérie porte la denture d'une fermeture à baïonnette ou d'une fermeture analogue et dont les parties saillan- tes sont logées dans une gorge annulaire dans la paroi supérieure de laquelle débouchent les rainures longitudinales correspondantes d'un système à baïonnette 17.
Pour fermer l'orifice 4, on introduit le bouchon 5, avec la bague d'étanchéité 13 reposant dessus ainsi que l'anneau 16 dans l'orifice en question. On fait ensuite tourner l'anneau, pour le sortir de la z8ne des rainures longitudinales 17 et l'amener à la position de verrouillage. Après mise en place du couvercle 9 sur la tige filetée 7, on visse l'écrou 8 et on le serre. Au cours de cette opération, la bague d'étanchéité 13 s'applique fortement contre la surface d'appui 14 et contre la paroi 15 du boîtier. Le carré prévu sur la tige filetée 7 s'oppose à un entraînement, par rotation, du cône lors du serrage de l'écrou. Pour la même raison, le couvercle 9 comporte un dispositif (non représenté sur le dessin) l'empêchant de tourner par rapport à l'embouchure 12.
A la place d'un carré, la tige filetée 7 peut également ne comporter qu'un ou deux plats opposés. Il existe d'ailleurs d'autres types de dispositifs de ce genre connus en soi, s'opposant à la rotation et qui sont plus ou moins avantageux du point de vue de la réalisation technique.
Dans la position'considérée ci-dessus, le dispositif obturateur est pré-serré. Lorsqu'il existe une pression intérieure dans le récipient ou coude, cella-ci tend à chasser le bouchon 5 lors de l'orifice 4. Chaque force axiale s'exerçant sur le bouchon et produite par la pression intérieure se traduit par un accroisse- ment de serrage de la bague d'étanchéité 13. Cette bague est dilatée davantage par le cône 6 et serrée avec plus de force contre la paroi 15 du bottier.
Il en résulte que la bague d'étanchéité 13 oppose, au mouvement ascendant que tend à exécuter le bouchon, la
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résistance de frottement contre la paroi 15, de sorte que l'on' obtient simultanément une étanchéité plus grande, en même temps que la surface d'appui 14 n'a besoin de supporter qu'une partie de la force axiale du bouchon 5.
La conséquence en est que l'épaisseur de l'anneau 16 et son diamètre extérieur peuvent être relativement petits, de sorte que l'anneau et l'embouchure du bottier peuvent être allégés.
'L'épaisseur de paroi,, au voisinage de la paroi de bottier 15, est généralement suffisamment grande pour qu'elle puisse résister commo- dément à l'effort complémentaire produit par la bague d'étanchéité 13. La paroi 15 est en effet toujours usinée, dans les dispositifs obturateurs du type connu, pour résister à des contraintes et pré- sente par conséquent une épaisseur particulière.
L'ouverture du dispositif de fermeture s'effectue dans, l'ordre de succession inverse. Si le bouchon 5 est coincé, un léger coup sur la tige filetée 7 est suffisant pour le décoincer. La bague d'étanchéité 13 reste alors toutefois coincée ; on devra, éventuellement, la retirer de l'embouchure du bottier au moyen d'un dispositif d'extraction. Si toutefois la bague d'étanchéité 13 est en matière austénitique, elle se contracte, lors du refroidissement du bottier et du bouchon en matière ferritique, plus fortement que ces dernières parties. Il en résulte que la bague d'étanchéité peut être retirée plus facilement. Il importe alors peu que la bague d'étanchéité enserre le bouchon,, car il peut être remonté en conser- vant la même position par rapport au bouchon.
Pour l'invention, il importe que l'angle que fait la géné- ratrice 6' avec la verticale ne soit ni trop grand et ni trop petit.
Il existe un angle optimum qui est lié aux dimensions et à la forme de la section transversale de la basue d'étanchéité 13. On donne avantageusement à la génératrice 6' une légère courbure telle que la surface latérale du c8ne soit légèrement concave.
Dans l'agencement représenté sur la figure 2, la forme de réalisation modifiée du couvercle 18 fait que celui-ci constitue simultanément l'écrou pour la tige filetée 19. Dans, cet exemple, la
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@ surface inférieure est sphérique. Pbur le serrage, il existe un six pans intérieur 21. Un tel dispositif de fermeture simplifié et ne disant que faiblement saillie hors de l'orifice 4 peut être utilisé sans inconvénient, même si l'efficacité d'un écrou à grande surface d'appui est moins bonne. Il suffit simplement de serrer préalablement avec modération le dispositif de fermeture. L'étan- chéité est assurée principalement par la pression intérieure.
Dans la forme de réalisation de petite hauteur représen- tée à la figure 3, l'anneau 16 de la figure 1 est supprimé. Le cou- vercle 22 est montée à baïonnette dans l'embouchure 23 du bottier et sa surface inférieure 24 assure simultanément la fonction de l'anneau 16. La forme de réalisation de la figure 3 présente un autre avantage qui est que 1'écrou 25 n'a pas besoin d'être enlevé.
Toutes les parties du dispositif de fermeture restent assemblées pendant son enlèvement de l'orifice 4 et pendant son introduction.
Dans la forme de réalisation conforme à la figure 1, il faut enle- ver le couvercle 9 pour qu'on puisse amener l'anneau 16 dans la position de verrouillage du dispositif de fermeture à baïonnette et pour qu'on puisse de nouveau l'écarter de cette position en vue de l'ouverture.
A la place du couvercle 22 à paroi pleine, on peut utiliser une traverse de laquelle partent radialement deux, trois ou un plus grand nombre de bras. Il ne subsiste alors, il est vrai, plus de surface d'appui ininterrompue 24. Ceci ne présente aucun inconvénient parce que, en raison.de l'action du dispositif de - fermeture conforme à l'invention, la force d'application de la bague d'étanchéité 13 contre la surface d'appui n'est pas sensible- ment plus grande que la force de serrage préalable provenant de la vis
L'agencement du couvercle sous la forme d'une traverse présente l'avantage d'un poids plus faible et d'un meilleur agence- ment des moyens s'opposant à la rotation entre cône et traverse, d'une part, et entre traverse et embouchure du bottier, d'autre part.
Le couvercle représenté sur la fig.l peut également être une traverse.