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Fermeture pour récipients sous pression.
Il est connu d'appliquer au moyen de forces hydrauliques ou pneumatiques les garnitures d'étanchéité de récipients sous pres- sion ; on utilise alors pour produire la force de fermeture soit des pressions quelconques et des fluides sous pression quelconques, soit aussi la pression et le fluide sous pression du récipient même à rendre étanche, ce qui donne alors les fermetures dites à étanchéité automatique. La transmissions de la force de pression à l'organe d'obturation se fait au moyen d'un piston dont la sur- face doit avoir des dimensions déterminées d'après la valeur de la pression de fermeture employée, par rapport a la pression de service à rendre étanche. Dans tous les cas, le piston doit être rendu étanche par rapport à la pression extérieure suivant sa périphérie extérieure.
Dans le cas de petits diamètres et de pressions modérées, on peut atteindre ce résultat au moyen de gui- dages rectifiés, à frottement doux, mais pour les grands diamètres et les fortes pressions il est indispensable d'avoir recours à des boites à bourrage. Or pour les conditions extrêmes de fonction- ' nement, ces boîtes à bourrage sont très difficilement réalisables avec un fonctionnement sûr; elles provoquent en outre, suivant l'état du bourrage et le degré de serrage des vis, des résistances
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au mouvement qui varient et sont impossibles à contrôler, et si l'on ne travaille pas avec un excès considérable pour la surface d'ap- plication du piston ou pour la valeur de la pression d'application, l'étanchéité de la chambre de,pression peut être compromise aisé- ment par le fait que le piston d'application reste coincé.
Ces inconvénients sont écartés par la présente invention . Sui- vant celle-ci, le fluide d'application de la pression ne vient pas directement en contact avec la surface de pression sur le piston; le fluide de pression.est au contraire enfermé dans une poche de pression en une matière élastique et cette poche n'applique sur la surface au piston la force d'obturation que par le fait qu'elle se ailate sous l'action du fluide de pression qui y est introduit. On supprime ainsi la création d'une étanchéité par rapport à l'air extérieur au moyen de grandes boîtes à bourrage de piston et par conséquent aussi les inconvénients qui en résultent. L'étanchéité vers l'extérieur est produite par la poche de pression.
Le dessin annexé représente un exemple de réalisation de 1' idée qui est la base de la présente invention. On a désigné par 1 le récipient sous pression à fermer, par 2 le couvercle de ferme- ture, par 3 une nouvelle plaque d'appui, par 4 une poche en une matière élastique, par exemple en cuivre,-en aluminium, en plomb, en fer doux, etc., pourvue d'une tubulure, par 5 une conduite de liaison entre l'intérieur du récipient sous pression et la poche de pression, et par 6 un écrou à rebord pour fournir une butée à la plaque d'appui 3 au moyen du récipient 1. Lorsque le dispositif est assemblé, on serre l'écrou 6 de façon à produire une légère pres- sion d'application. Si alors l'espace intérieur 1 se trouve sous pression, la même pression règne dans la poche 4.
Il en résulte que la paroi de la poche s'applique exactement contre les surfaces du couvercle 2 et de la plaque d'appui 3 et que la pression est donc transmise à ces pièces. Si alors le diamètre intérieur de la poche est plus grand que le diamètre d'étanchéité du couvercle,
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la pression de fermeture exercée sur le couvercle est plus grande que la force qui refoule le couvercle vers l'extérieur. Lorsqu'on veut ouvrir le récipient il suffit de desserrer l'écrou à rebord après avoir fait s'échapper la pression intérieure.
Les déplacements du couvercle dans le sens axial lors de l'ouverture et de la fermeture sont très petits, une fois que la garniture d'étanchéité a pris sa forme, pour autant que ces dépla- cements doivent être produits par les déformations de la poche.
Les déformations permanentes de la poche lors de chaque application du couvercle sont donc aussi très minimes de sorte qu'une poche peut supporter un grand nombre d'opérations d'application. Le dispositif peut en outre être construit de telle manière qu'après l'ouverture du dispositif d'obturation, la poche est comprimée dans la mesure dans laquelle ses parois latérales se sont allongées, les parois latérales se repliant alors en bourrelet vers l'intérieur.
Lors d'une nouvelle application, la paroi latérale redevient lisse.
Il est important, en particulier dans le cas de pressions élevées, que les parois du couvercle et de la plaque d'appui aient une forme telle que les parois de la poche puissent s'y appliquer complètement pour qu'il ne se produise dans ces parois aucune sollicitation à la traction ou à la flexion, en dehors de celles qui se produisent inévitablement par suite du déplacement axial du couvercle.
Le pas de vis au moyen duquel l'écrou à rebord fixe le dispo- sitif d'application à la paroi du récipient ne doit être serré qu'avec une force telle qu'une minime pression d'étanchéité est exercée sur le couvercle. Les sollicitations des surfaces du pas de vis pendant la rotation de l'écrou sont par conséquent minimes; elles sont beaucoup plus grandes dès que le récipient est sous pression, mais pendant ce temps il ne se produit aucun mouvement de l'écrou. Le trajet axial qui est nécessaire pour l'application du couvercle est tellement petit qu'il ne faut faire tourner 1' écrou que d'une fraction de sa périphérie.
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Le dispositif qui vient d'être décrit présente cet avantage particulier que l'ouverture et la fermeture se font très rapide- ment et que l'étanchéité est obtenue avec une sécurité complète.
La construction et la manoeuvre de très grands couvercles pour des récipients destinés à des pressions très considérables sont notablement facilitées par la présente invention, car ainsi que l'expérience l'a montré, la disposition des nombreuses vis néces- saires jusqu'à présent pour l'application du couvercle est très difficile pour de grands diamètres et de fortes pressions et 1' ouverture et la fermeture durent chaque fois longtemps. La pré- sente invention est donc particulièrement précieuse pour les ré- cipients qui doivent être ouverts et fermés à intervalles réguliers lorsqu'on attache de l'importance à ce que la perte de temps néces- saire soit aussi minime que possible.
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Closure for pressure vessels.
It is known to apply the seals of pressure vessels by means of hydraulic or pneumatic forces; to produce the closing force is then used either any pressures and any pressurized fluids, or also the pressure and the pressurized fluid of the container itself to be sealed, which then gives the so-called self-sealing closures. The pressure force is transmitted to the shut-off member by means of a piston, the surface of which must have dimensions determined according to the value of the closing pressure employed, with respect to the pressure of service to be sealed. In all cases, the piston must be sealed against the external pressure along its external periphery.
In the case of small diameters and moderate pressures, this result can be achieved by means of rectified guides, with gentle friction, but for large diameters and high pressures it is essential to use stuffing boxes. Now, for extreme operating conditions, these stuffing boxes are very difficult to produce with safe operation; they also cause, depending on the state of the jam and the degree of tightening of the screws, resistance
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to the movement which vary and are impossible to control, and if one does not work with a considerable excess for the application surface of the piston or for the value of the application pressure, the sealing of the chamber of , pressure can easily be compromised by the application piston getting stuck.
These drawbacks are avoided by the present invention. Following this, the pressure applying fluid does not come into direct contact with the pressure surface on the piston; the pressure fluid. is on the contrary enclosed in a pressure pocket made of an elastic material and this pocket only applies the sealing force to the piston surface by the fact that it expands under the action of the pressure fluid. pressure introduced into it. This eliminates the creation of a seal with respect to the outside air by means of large piston-stuffed boxes and consequently also the resulting drawbacks. The outward seal is produced by the pressure pocket.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the idea which is the basis of the present invention. The pressure vessel to be closed is designated by 1, by 2 the closing cover, by 3 a new support plate, by 4 a pocket made of an elastic material, for example copper, aluminum, lead , of soft iron, etc., provided with a tubing, by 5 a connecting pipe between the interior of the pressure vessel and the pressure bag, and by 6 a flanged nut to provide a stopper to the pressure plate. support 3 by means of the container 1. When the device is assembled, the nut 6 is tightened so as to produce a slight application pressure. If then the interior space 1 is under pressure, the same pressure reigns in the pocket 4.
The result is that the wall of the pocket is exactly against the surfaces of the cover 2 and of the support plate 3 and that the pressure is therefore transmitted to these parts. If then the inside diameter of the bag is larger than the sealing diameter of the lid,
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the closing pressure exerted on the cover is greater than the force which forces the cover outwards. When you want to open the container, you just have to loosen the flanged nut after releasing the internal pressure.
The movements of the cover in the axial direction during opening and closing are very small, once the seal has taken its shape, provided that these movements must be produced by the deformations of the pocket. .
The permanent deformations of the pouch during each application of the cover are therefore also very minimal so that a pouch can withstand a large number of application operations. The device may further be constructed in such a way that after opening of the closure device the pouch is compressed to the extent that its side walls have elongated, the side walls then bending inwardly. .
When re-applied, the side wall becomes smooth again.
It is important, especially in the case of high pressures, that the walls of the cover and the backing plate have a shape such that the walls of the pocket can be fully applied to them so that it does not occur in these. walls no tensile or bending stress, apart from those which inevitably occur as a result of the axial displacement of the cover.
The thread by means of which the flanged nut secures the applicator device to the wall of the container should only be tightened with such force that minimal sealing pressure is exerted on the cover. The stresses on the surfaces of the thread during the rotation of the nut are therefore minimal; they are much larger as soon as the container is under pressure, but during this time there is no movement of the nut. The axial path which is necessary for the application of the cover is so small that the nut only needs to be turned a fraction of its periphery.
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The device which has just been described has this particular advantage that the opening and closing are done very quickly and that the seal is obtained with complete safety.
The construction and operation of very large lids for receptacles intended for very considerable pressures is notably facilitated by the present invention, since, as experience has shown, the arrangement of the numerous screws necessary heretofore for the application of the cover is very difficult for large diameters and high pressures and the opening and closing takes a long time each time. The present invention is therefore particularly valuable for containers which must be opened and closed at regular intervals when importance is attached that the necessary loss of time is as minimal as possible.