FR2517409A1 - Dispositif de desaccouplement d'urgence de canalisations de chargement et de dechargement de fluide - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE DES DISPOSITIFS DE DESACCOUPLEMENT D'URGENCE DE CANALISATIONS. ELLE SE RAPPORTE A UN DISPOSITIF DANS LEQUEL DES TIROIRS 16, 17 SONT MAINTENUS EN POSITION D'OUVERTURE, MALGRE LA FORCE DE RAPPEL DE RESSORTS 20, 21, PAR DES TIGES D'ENTRETOISE 28, 29. DES GARNITURES AMOVIBLES D'ETANCHEITE 34, 35 SONT RETENUES SUR LES TETES DES TIROIRS ET VIENNENT FERMER LES ORIFICES 14, 15 DE CIRCULATION DE FLUIDE. LA SECTION DE CIRCULATION DU FLUIDE DANS LES DIFFERENTES PARTIES DU DISPOSITIF EST PRATIQUEMENT CONSTANTE, SI BIEN QUE LA PERTE DE CHARGE EST FAIBLE. APPLICATION AU CHARGEMENT ET AU DECHARGEMENT DU GAZ NATUREL LIQUEFIE.

Description

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La présente invention concerne un dispositif de désaccouplement d'urgence d'-une canalisation de fluide

afin que la circulation d'un fluide transporté dans la ca-

nalisation soit interrompue.

On utilise des canalisations de chargement et de déchargement de fluide dans des applications telles que le déchargement du gaz naturel liquéfié d'un méthanier placé le long d'un appontement en mer à un réservoir de stockage, ou le chargement de gaz naturel liquéfié d'un réservoir de

stockage au méthanier.

Par mauvais temps, le méthanier a tendance à se séparer de l'appontement sous l'action de vents violents ou

de vagues importantes, pendant le chargement ou le décharge-

ment du gaz naturel liquéfié En cas d'urgence, il est néces-

saire que les raccords de la canalisation de fluide soient désaccouplés afin que la connexion soit séparée et que le gaz naturel liquéfié qui est dangereux ne puisse pas circu-a ler et ne puisse pas fuir A cet effet, la canalisation de fluide comporte en général un dispositif de désaccouplement

d'urgence destiné à désaccoupler la canalisation et à inter-

rompre rapidement la circulation du fluide.

Les figures 4 A et 4 B représentent un dispositif classique de désaccouplement de canalisations d'urgence Ce dispositif comporte deux dispositifs d'accouplement C 1 et C 2

reliés par un raccord et ayant deux tiroirs V 1, V 2 respective-

ment Le dispositif C 1 d'accouplement a une bague R de butée destinée à limiter le coulissement du tiroir V 1 Le tiroir V 2

a une tige L d'entretoise destinée à venir au contact du ti-

roir V 1 afin cu'ellemaintienne les deux tiroirs Vl et V 2 à distance l'un de l'autre, si bien qu'un espace intermédiaire

constitue un passage de circulation de fluide entre les dis-

positifs Cl, C d'accouplement et, en conséquence, entre les tiroirs V 1 et V 2 * Ces derniers sont normalement repoussés par des ressorts de compression afin qu'ils se déplacent vers

les extrémités ouvertes des dispositifs d'accouplement C, C 2.

Les tiroirs V 1, V 2 ont, sur leur tète, des garnitures S de

caoutchouc qui y sont fixées par traitement thermique.

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Lors du fonctionnement normal, avec transport d'un fluide, celui-ci s'écoule à partir du dispositif C, de raccordement dans des fentes SL formées dans le tiroir VI et dans le dispositif C 1 d'accouplement à partir duquel le fluide est évacué comme indiqué sur la figure 4 A En cas d'urgence nécessitant une interruption de la circulation du fluide, le raccord B est retiré afin que les dispositifs

d'accouplement C 1 et C 2 puissent être désaccouplés comme in-

diqué sur la figure 4 B, les têtes des tiroirs V 1 et V 2

étant mises en butée contre les bords des extrémités ouver-

tes des dispositifs d'accouplement C 1, C 2 respectivement,

sous l'action de la force d 'élasticité exercée par les res-

sorts de compression, si bien que le fluide ne peut plus circuler.

Dans ce dispositif connu de désaccouplement d'ur-

gence, le fluide, bien qu'il soit normalement transporté, s'écoule par un passage de section variable comme l'indique la figure 4 A, si bien qu'il apparait une perte de charge élevée lors du transport d'un fluide très visqueux Puisqu'une

bague R de butée est placée dans le seul dispositif d'accou-

plement Cl, sans qu'une telle bague existe dans le dispositif C 2, le fluide, en s'écoulant en sens opposé à celui qui est représenté sur la figure 4 A, pourrait repousser le tiroir

V 2 vers l'arrière au-delà d'une position prédéterminée, jus-

qu'à ce que les fentes SL soient totalement fermées par la paroi interne du dispositif C 2 d'accouplement, si bien que

la circulation du fluide serait alors interrompue En con-

séquence, deux canalisations de chargement et de décharge-

ment de fluide ayant chacune un dispositif de désaccouple-

ment d'urgence du type précité, ont été nécessaires pour

le chargement et le déchargement respectivement des fluides.

En outre, la tige d'entretoise L dépasse d'une

grande distance du dispositif C 2 lorsque les deux disposi-

tifs C 1 et C 2 d'accouplement sont séparés en cas d'urgence, et elle peut être accrochée dans le dispositif C 1 Dans ce cas, il faut beaucoup de temps pour séparer la tige L

du dispositif C d'accouplement Comme la garniture S d'étan-

chéité est fixé aux têtes des tiroirs V 1, V 2, leur remplace-

ment à la suite d'une détérioration ou d'une usure nécessite le remplacement des tiroirs V 1, V 2 par d'autres tiroirs, cette opération étant peu commode et très cofteuse De plus, on n'a pas encore utilisé des mesures permettant aux gar-

nitures d'étanchéité utilisées de supporter une utilisa-

tion permanente à des températures extrêmement faibles, telles que -1960 C ou moins, couramment rencontrées lors du

transport du gaz naturel liquéfié.

En outre, comme les dispositifs d'accouplement du dispositif de désaccouplement d'urgence indiqué précédemment sont fermés de manière étanche en un temps très court après leur séparation, sous l'action de la force d'élasticité

des ressorts et de la pression du fluide, l'énergie ciné-

tique du fluide qui s'écoule dans la canalisation se trans-

forme en pression après la coupure brutale de la circulation de fluide, si bien que des problèmes se posent, notamment

celui d'un bélier hydraulique.

Compte tenu des inconvénients précités, l'inven-

tion concerne un dispositif de désaccouplement d'urgence de canalisations de chargement et de déchargement de fluide, empêchant l'apparition d'une perte de charge élevée lors

du transport d'un fluide de viscosité élevée en utilisa-

tion normale, le dispositif permettant un transport du flui-

de dans les deux sens, comportant des tiges d'entretoise

quidépassent peu des dispositifs d'accouplement et qui per-

mettent une séparation facile, et qui possèdent aussi des

garnitures d'étanchéité qui peuvent être facilement rempla-

cées et qui sont peu coateuses.

Plus précisément, l'invention concerne un disposi-

tif de désaccouplement d'urgence de deux dispositifs d'ac-

couplement montés dans une canalisation de fluide, en cas

d'urgence, afin que la circulation du fluide dans la cana-

lisation soit interrompue, le dispositif comprenant deux

dispositifs d'accouplement ayant deux ouvertures de raccorde-

ment délimitées par des bords et deux passages de circulation de fluide, deux tiroirs destinés à coulisser axialement dans les dispositifs d'accouplement et ayant deux têtes dont

dépassent deux tiges d'entretoise, tournées l'une vers l'au-

tre, deux dispositifs destinés à repousser les tiroirs vers

les ouvertures de raccordement, à l'intérieur des disposi-

tifs d'accouplement, les tiroirs étant mobiles sous l'ac-

tion du dispositif de rappel afin qu'ils viennent en bu-

tée contre les bords précités et ferment les passages de circulation de fluide, les tiges d'entretoise dépassant

d'une distance minimale des orifices de raccordement lors-

que les dispositifs d'accouplement sont séparés l'un de l'autre, les tiroirs étant aussi mobiles malgré la force exercée par les dispositifs de rappel, lorsque les tiges d'entretoise sont maintenues l'une contre l'autre, si bien

que les passages de circulation de fluide sont ouverts lors-

que les dispositifs d'accouplement sont raccordés, et deux bagues de butée montées dans les dispositifs d'accouplement et destinées à limiter la course des tiroirs afin que les passages de circulation de fluide restent ouverts lorsque les dispositifs d'accouplement sont raccordés, les tiroirs ayant une forme telle qu'ils délimitent un espace de section

sensiblement uniforme entre les surfaces internes des dis-

positifs d'accouplement et les tiroirs, les têtes des tiroirs ayant deux garnitures amovibles disposées sur toute leur circonférence et destinées à être appuyées contre les bords

des orifices de raccordement.

L'invention concerne aussi un dispositif de désac-

couplement d'urgence qui, en cas d'urgence, peut séparer une canalisation de chargement et de déchargement de fluide

en interrompant de manière fiable la circulation d'un flui-

de et en particulier d'un fluide à température extrêmement

basse, lorsque le fluide est transporté dans la canalisation.

Cette caractéristique est ainsi obtenue par utilisation d'undispositif de désaccouplement d'urgence de deux dispositifs d'accouplement montés dans une canalisation de chargement et de déchargement de fluide en cas d'urgence afin que la circulation du fluide dans la canalisation soit interrompue, le dispositif de désaccouplement comportant deux dispositifs d'accouplement ayant chacun un passage de circulation de fluide formé dans un corps de section uniforme destiné à être raccordé à une première extrémité de la canalisation de chargement et de déchargement de fluide débouchant à un orifice de raccordement, une première paroi conique interne placée dans le passage de circulation de fluide et ayant une extrémité interne plus proche du corps et de plus grand diamètre et une seconde paroi conique interne placée dans le passage de circulation de fluide et plus proche du corps que la première paroi conique interne et ayant une extrémité interne de plus grand diamètre et une extrémité opposée de diamètre égal ou supérieur au plus grand diamètre de la première paroi conique interne, deux tiroirs disposés dans les dispositifs d'accouplement afin

qu'ils soient mobiles axialement et ayant des têtes en re-

gard, chaque tiroir ayant un disque de retenue fixé de fa-

çon amovible à chaque tête, et une garniture annulaire d'étanchéité montée circonférentiellement autour de la tête

et ayant une partie qui en dépasse radialement vers l'exté-

rieur, chaque tiroir pouvant coulisser sous la commande

d'un dispositif de rappel, lorsque les dispositifs d'accou-

plement sont séparés l'un de l'autre, afin qu'ils repoussent la seconde garniture d'étanchéité contre la seconde paroi

conique interne et repoussent aussi une-face circonférentiel-

le conique du disque de retenue contre la première paroi conique interne afin que les orifices de raccordement des

dispositifs d'accouplement soient fermés, les tiroirs pou-

vant être retenus à distance l'un de l'autre, malgré la force exercée par les dispositifs de rappel, lorsque les dispositifs d'accouplement sont raccordés, par des tiges d'entretoise qui dépassent axialement du centre des disques de retenue et qui sont maintenues en butée l'une contre l'autre afin qu'elles ouvrent les ouvertures de raccordement

des dispositifs d'accouplement, deux bagues de butées desti-

nées à limiter la course de coulissement des tiroirs afin que les passages de circulation de fluide des dispositifs d'accouplement communiquent lorsque ces dispositifs sont raccordés, et deux bagues de recouvrement montées sur les parois internes délimitant les passages de fluide entre les corps des dispositifs d'accouplement et les secondes parois tronconiques internes et ayant des passages de circulation de fluide qui prolongent les passages formés dans les dis-

positifs d'accouplement, les bagues de couverture étant-

destinées à coopérer avec les surfaces périphériques exter-

nes des garnitures d'étanchéité des tiroirs, chaque garni-

ture étant formée d'un organe allongé de recouvrement -et d'étanchéité qui présente une élasticité à des températures extrêmement basses et un corps élastique passant à travers le dispositif de recouvrement et d'étanchéité sur toute

sa longueur.

L'invention concerne aussi un dispositif de désac-

couplement d'urgence destiné à des canalisations de charge-

ment et de déchargement de fluide et quij peut fermer des dispositifs d'accouplement un temps prédéterminé après que ces dispositifs ont été séparés l'un de l'autre, sans

interruption brutale de l'énergie cinétique du fluide trans-

porté dans la canalisation, si bien que les problèmes de bé-

lier hydraulique peuvent ttre supprimés.

Cette caractéristique est obtenue à l'aide d'un dispositif de désaccouplement d'urgence qui, en cas d'urgence est destiné à séparer deux dispositifs d'accouplement montés dans une canalisation de chargement et de déchargement de fluide afin que, sous l'action d'une force de rappel et de la pression du fluide, des tiroirs coulissent dans les dispositifs d'accouplement et ferment deux-ci en interrompant

la circulation d'un fluide chargé ou déchargé par la canali-

sation, le dispositif de désaccouplement d'urgence compre-

nant deux bagues de guidage montées sur les tiroirs à leur

circonférence à desemplacements auxquels le fluide peut pé-

nétrer, et deux bagues externes montées sur les parois internes des corps externes des dispositifs d'accouplement,

les bagues de guidage et les parois internes des corps ex-

ternes et les bagues externes et les tiroirs délimitant entre eux des espaces jouant le rôle d'organes d'étranglement de fluide ou de trous séparés d'étranglement, les bagues de guidage, les bagues externes, les bagues des tiroirs et

les parois internes des corps externes pouvant ainsi dé-

limiter des chambres d'étanchéité de fluide lorsque les tiroirs se déplacent.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif

de désaccouplement d'urgence d'une canalisation de charge-

ment et de déchargement de fluide selon l'invention; la figure 2 est une coupe partielle agrandie de

la partie cerclée A de la figure 1, représentant une gar-

niture d'étanchéité fixée à un tiroir; la figure 3 est une coupe partielle du dispositif de désaccouplement d'urgence représentant les dispositifs d'accouplement sous forme séparée; la figure 4 A est une coupe axiale d'un dispositif de désaccouplement d'urgence de type classique la figure 48 est une coupe axiale du dispositif

de la figure 4 A, dans laquelle les dispositifs d'accouple-

ment sont séparés; la figure 5 est une coupe axiale d'un second mode de réalisation d'un dispositif de désaccouplement d'urgence de canalisations de chargement et de déchargement de fluide la figure 6 est une coupe axiale du dispositif de désaccouplement d'urgence lorsqu'il est désaccouplé; la figure 7 est une perspective d'une bague de recouvrement la figure 8 est une perspective d'une garniture d'étanchéité; la figure 9 A est une coupe partielle d'une partie voisine de la garniture d'étanchéité, dans la position de raccordement des dispositifs d'accouplement;

la figure 9 B est une coupe partielle d'une par-

tie voisine de la garniture d'étanchéité, occupant la position de séparation des dispositifs d'accouplement

la figure 10 est une coupe agrandie de la garni-

ture d'étanchéité de la figure 9 A et d'une partie voisine

la figure li A est une coupe agrandie de la garni-

ture d'étanchéité maintenue contre une seconde paroi coni- que interne

la figure ll B est une coupe agrandie de la garni-

ture d'étanchéité de la figure 98 et de parties voisines; la figure 12 est une coupe axiale d'un troisième dispositif de désaccouplement d'urgence d'une canalisation

de chargement et de déchargement de fluide selon l'inven-

tion; la figure 13 est une coupe agrandie d'une chambre destinée à enfermer du fluide; la figure 14 est une coupe partielle montrant comment du fluide commence à être enfermé dans la chambre après la séparation des dispositifs d'accouplement; la figure 15 est une coupe partielle montrant comment le fluide s'échappe de la chambre afin que le tiroir puisse être maintenu contre une surface d'étanchéité; et la figure 16 est une élévation latérale avec des parties arrachées de dispositifs d'accouplement, lorsqu'ils

sont séparés.

La figure 1 représente en coupe axiale un premier dispositif de désaccouplement d'urgence -de canalisations selon l'invention, comprenant une paire de dispositifs d'accouplement 1, 2 ayant une même forme cylindrique Ces dispositifs 1, 2 ont des corps 3, 4 de forme cylindrique

ayant, à leurs extrémités opposées, deux brides complémen-

taires 5, 6 et deux brides de raccordement 7, 8 Les brides complémentaires 5, 6 sont raccordées l'une à l'autre par

une pince annulaire 9 placée tout autour des bords circon-

férentiels des brides 5, 6 En cas de séparation d'urgence des dispositifs 1, 2 d'accouplement, la pince 9 peut être détachée immédiatement des brides 5, 6 par un vérin (non

représenté) commandé par un signal de manoeuvre créé lors-

de l'apparition d'une telle condition d'urgence.

La bride 7 de raccordement du dispositif 1 d'ac-

couplement est boulonnée sur une bride i d'une tuyauterie de raccordement dépassant d'un côté d'un méthanier (non représenté) La bride 8 de raccordement du dispositif 2 d'accouplement est boulonnée sur une bride 13 de raccorde-

ment d'une tuyauterie 12 de transport d'un bras de charge-

ment (non représenté) qui constitue une partie de la cana-

lisation de chargement et de déchargement de fluide La tuyauterie 12 de transport est raccordée à un réservoir de stockage (non représenté) Le bras de chargement peut

déplacer et positionner librement le dispositif 2 d'accou-

plement avec 30 de liberté afin qu'il vienne dans l'aligne-

ment axial du dispositif 1 d'accouplement.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement ont des pas-

sages la, 2 a de circulation de fluide ayant des parois in-

ternes de même configuration Des parties des passages la, 2 a partant des brides 7, 8 et rejoignant les corps 3, 4

ont une section uniforme de diamètre interne R 1 et des par-

ties des passages la, 2 a disposées entre les corps 3, 4 et les orifices 14, 15 de raccordement formés dans les brides , 6 ont une section qui augmente progressivement jusqu'à

un diamètre interne R 2 (supérieur b R 1) et une autre sec-

tion de diamètre diminuant progressivement jusqu'à un dia-

mètre interne R 3 qui est inférieur au diamètre RI Les

dispositifs 1, 2 d'accouplement sont maintenus en communi-

cation mutuelle par les orifices 14, 15 de raccordement qui ont

un diamètre interne R 3.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement contiennent, dans les passages la, 2 a, deux tiroirs 16, 17, deux bagues de butée 18, 19 fixées aux parois internes des corps 3, 4 et destinées à limiter les courses des tiroirs 16, 17 qui

sont mobiles en translation, deux ressorts 20, 21 de compres-

sion repoussant les tiroirs 16, 17 conrtre les bords des parois internes 14 a, 15 a des orifices 14, 15 de raccordement,

et deux butées annulaires 20 a, 21 a fixées aux parois inter-

nes des corps 13, 4 et contre lesquelles les extrémités des ressorts 20, 21 sont en appui Les tiroirs 16, 17 ont -a 2517409

une même configuration cylindrique et ils ont leurs extré-

mités fermées par deux têtes 22, 23 alors que les autres extrémités sont ouvertes et forment des orifices d'entrée

24, 25 permettant l'entrée d'un fluide Les surfaces cy-

lindriques des tiroirs 16, 17 ont des fentes 26, 27 allon-

gées axialement, formées à intervalles réguliers en di-

rection circonférentielle Les tiroirs 16, 17 ont un diamè-

tre externe choisi de manière qu'ils puissent pénétrer dans les corps 3, 4 de diamètre interne R 1 avec une tolérance

dimensionnelle prédéterminée.

Deux tiges d'entretoise 28, 29 dépassent axiale-

ment des tiroirs 16, 17, plus précisément des parties cen-

trales des têtes 22, 23 Ces tiges 28, 29 ont une longueur

axiale telle que, lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouple-

ment sont raccordés, les tiges 28, 29 se repoussent mutuel-

lement et écartent les tiroirs 16, 17 vers les bagues 18, 29 de butée, malgré la force exercée par les ressorts de compression 20, 21, si bien que des espaces de circulation de fluide sont formés entre les têtes 22, 23 des tiroirs 16, 17 et les bords internes 14 a, 15 a des orifices 14, 15 de raccordement Des cônes 30, 31, 32, 33 sort placés sur

les tiges 28, 29 d'entretoise et dans les tiroirs 16, 17.

Ces cônes 30, 33 sont montés sur les faces internes des têtes 22, 23, leur extrémité pointue étant dirigée vers les brides 7, 8 de raccordement Les cônes 31, 32 sont disposés entre la tête 22 du tiroir et la tige 28 d'entretoise et entre la tête 23 du tiroir et la tige 29 d'entretoise Deux

garnitures annulaires remplaçables d'étanchéité 34, 35 for-

mées d'une matière élastique telle que le caoutchouc nitrile, fixées à des bagues b et fixées aux tètes 22, 23 des tiroirs

par des vis a sont placées au coin des têtes 22, 23 et au-

tour de ces têtes.

Les bagues 18, 19 de butée sont disposées de ma-

nière que, lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés et lorsque les tiges 28, 29 sont repoussées l'une contre l'autre, les tiroirs 16, 17 se déplacent jusqu'à une position de butée contre les bagues de butée 18, 19, et les

orifices 14, 15 de raccordement communiquent par l'intermé-

diaire des fentes 26, 27, avec les passages la, 2 a de cir-

culation de fluide Les cônes 30, 31, 32, 33 ont des parois tronconiques formant un angle e par rapport à l'axe des cônes, l'angle 6 étant choisi de manière que, lorsque lés dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés, les parois inclinées des cônes 30, 31, 32, 33 soient séparées des parois internes des passages la, 2 a par une distance uniforme, les passages la, lb de circulation de fluide ayant, sur

leur longueur, une section pratiquement uniforme.

On considère maintenant le fonctionnement du dis-

positif de désaccouplement d'urgence de canalisations ayant

la construction indiquée précédemment.

Dans les conditions normales d'utilisation dans

lesquelles les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccor-

dés, les brides complémentaires 5, 6 étant raccordées l'une

à l'autre par la pince annulaire 9, les tiges 28, 29 d'en-

tretoise sont repoussées l'une contre l'autre et font cou-

lisser les tiroirs 16, 17 vers les brides 7, 8, malgré la force d'élasticité des ressorts 20, 21, jusqu'à ce que le coulissement des tiroirs 16, 17 soit interrompu par les

bagues 18, 19 de butée Les tiroirs 16, 17 sont ainsi rete-

nus en position fixe entre les bagues 18, 19 de butée.

Lorsqu'un fluide dangereux tel que le gaz naturel

liquéfié, doit être chargé du réservoir de stockage au métha-

nier, le fluide s'écoule de la canalisation 12 de transport dans le passage 2 a de fluide formé dans le dispositif 2 d'accouplement et par l'orifice 25 d'entrée du tiroir 17,

dans la direction des flèches Le courant de fluide, lors-

qu'il sort du tiroir 17, subit une faible résistance étant donné la présence du cône 33, et il est réparti de cette manière en direction divergente par les fentes 27 Le fluide

circule alors dans les espaces délimités entre le bord in-

terne 15 a d'orifice 15 et le céne 32 et entre le bord interne

14 a de l'orifice 14 formé dans le dispositif 1 d'accouple-

ment et le cône 31, puis il s'écoule dans les fentes 26 formées dans le tiroir 16 et dans l'orifice d'entrée 24 de celui-ci, le fluide étant alors chargé dans le méthanier

par l'intermédiaire de la tuyauterie 10 de raccordement.

Lors du déchargement du fluide du méthanier au réservoir de stockage, le fluide s'écoule en sens opposé à partir de la tuyauterie 10 de raccordement, puis dans le. passage la formé dans le dispositif 1 d'accouplement et dans l'orifice 24 d'entrée du tiroir 16, en sens opposé de celui des flèches Le courant de fluide, lorsqu'il quitte le tiroir 16, subit une résistance réduite à cause de la

présence du cône 30 et il est réparti en direction divergen-

te afin qu'il s'écoule par les fentes 26 Le fluide passe alors dans les espaces délimités entre le bord interne 14 a de l'orifice 14 et le cône 31 et entre le bord interne 15 a de l'orifice 15 formé dans le dispositif d'accouplement 2 et le cône 32, et il s'écoule alors par les fentes 27 formées dans le tiroir 16 et par l'orifice 25 d'entrée de celui-ci, le fluide étant alors déchargé vers le réservoir de stockage

par l'intermédiaire de la tuyauterie 12 de transport.

Dans tous les cas, la section sensiblement unifor-

me de circulation du fluide entre les tiroirs 16, 17 réduit

au minimum la perte de charge due au frottement même lors-

que le fluide à charger ou décharger a une viscosité élevée,

et ne réduit pas la vitesse à laquelle le fluide s'écoule.

Comme les tiroirs 16, 17 sont retenus en position fixe contre les bagues 18, 19 de butée, le fluide peut s'écouler d'une manière stable dans les deux sens, dans le dispositif

de désaccouplement.

En cas d'urgence, lorsque par exemple le méthanier s'écarte de l'appontement lorsqu'il charge ou décharge du fluide, la pince 9 estimmédiatement séparée des brides 5, 6 par un vérin (non représenté), et les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont déconnectés comme représenté sur la figure 3 Après déconnexion des dispositifs 1, 2, les tiroirs 16, 17 glissent sous l'action de la force exercée par les ressorts 20, 21 de compression jusqu'à ce que les têtes 22, 23 des tiroirs soient repoussées contre les bords internes 14 a, 15 a des orifices 14, 15 Plus précisément, des garnitures

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d'étanchéité 34, 35 ferment les espaces délimités entre la tête 22 et l'orifice 14 d'une part et entre la tête 23 et l'orifice 15 d'autre part, les tiges 28, 29 d'entretoise

dépassant légèrement des orifices 14, 15 de raccordement.

Le fluide qui se trouve dans la canalisation 12 de trans-

port et dans le dispositif 2 d'accouplement cesse de cir-

culer sous la commande du tiroir 17 et ne peut pas fuir par l'orifice 15 du dispositif 2 d'accouplement De même,

le fluide qui se trouve dans la tuyauterie 10 de raccorde-

ment et dans le dispositif 1 d'accouplement ne peut plus

s'écouler puisque le tiroir 16 empoche les fuites par l'ori-

fice 14 du dispositif 1 En conséquence, la canalisation de fluide est totalement désaccouplée en même temps que les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont séparés Comme les tiges 28, 29 d'entretoise ne dépassent que légèrement

des dispositifs 1, 2 d'accouplement, ces tiges 28, 29 ne ris-

* que pas de s'accrocher dans les dispositifs d'accouplement

2, 1 respectivement, si bien que ces dispositifs sont obli-

gés de se séparer.

Les garnitures d'étanchéité 34, 35 peuvent être

remplacées facilement et rapidement par de nouvelles lors-

qu'elles sont usées ou détériorées par simple démontage des vis a sans que les tiroirs eux-mêmes doivent être remplacés

comme dans le cas du dispositif classique de désaccouplement.

Comme les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont formés d'élé- ments pratiquement identiques et permettant une circulation

bidirectionnelle du fluide, ils peuvent être montés sans prise en considération du sens de circulation du fluide à charger ou décharger par l'intermédiaire du dispositif de

désaccouplement.

Grâce à l'arrangement selon l'invention tel que

décrit précédemment, le dispositif de désaccouplement d'ur-

gence, destiné à séparer le dispositif d'accouplement d'une canalisation de chargement et de déchargement de fluide

en cas d'urgence afin que le fluide ne puisse plus s'écou-

ler dans la canalisation, comporte deux dispositifs d'accou-

plement ayant deux orifices de raccordement délimités par

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des bords, et deux passages de circulation de fluide, deux

tiroirs qui peuvent coulisser axialement dans les disp Gsi-

tifs d'accouplement et qui ont des têtes dont dépassent des tiges d'entretoise, ces tiges étant tournées l'une vers l'autre, deux dispositifs étant destinés à repousser les tiroirs vers les orifices de raccordement formés dans

les dispositifs d'accouplement, les deux tiroirs étant mo-

biles sous l'action du dispositif de rappel afin qu'ils

viennent en butée contre les bords et interrompent la cir-

lû culation du fluide alors que les tiges d'entretoise dépas-

sent d'une distance minimale des orifices de raccordement lorsque les dispositifs d'accouplement sont séparés l'un de l'autre, les tiroirs étant aussi mobiles, malgré la force du dispositif de rappel, lorsque les tiges d'entretoise

sont maintenues l'une contre l'autre et provoquent l'ouver-

ture des passages de circulation de fluide pendant le rac-

cordement des dispositifs d'accouplement, deux bagues de butée

étant montées dans les dispositifs d'accouplement afin qu'el-

les limitent les courses des tiroirs mobiles afin que les passages de circulation de fluide restent ouverts lorsque les dispositifs d'accouplement sont raccordés, les tiroirs

ayant une forme telle qu'ils délimitent un espace de sec-

tion sensiblement uniforme entre les surfaces internes des dispositifs d'accouplement et les tiroirs, les têtes des tiroirs ayant des garnitures amovibles d'étanchéité, disposées sur toute leur circonférence et destinées à être appuyées

contre les bords des orifices de raccordement Dans les con-

ditions normales d'utilisation, le dispositif de désaccou-

plement d'urgence selon l'invention peut empêcher en grande partie l'apparition d'ine perte de charge lorsqu'un fluide de viscosité faible ou élevée y circule Ce dispositif de désaccouplement d'urgence permet un transport du fluide

dans les deux sens Ainsi, le fluide peut être chargé et dé-

chargé avec un rendement très élevé En cas d'urgence, les

deux tiges d'entretoise dépassent chacune d'une faible dis-

tance seulement, si bien que les dispositifs d'accouplement

peuvent être séparés progressivement et d'une manière fiable.

La garniture d'étanchéité peut être facilement remplacée

par de nouvelles à un coût réduit et il n'est pas néces-

saire que les tiroirs soient remplacés dans leur totalité.

Les dispositifs d'accouplement qui sont construits de ma-

nière pratiquement identique, peuvent être fabriqués, mon-

tés et mis en place avec un rendement élevé.

La figure 5 représente un appareil de désaccou-

plement selon un second mode de réalisation de l'inven-

tion, dans lequel des références identiques désignent des

éléments analogues.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement ont des pas-

sages la, 2 a de circulation de fluide dont les parois inter-

nes ont des configurations identiques Des parties des pas-

sages la, 2 a de circulation de fluide qui partent des brides 7, 8 de raccordement et qui rejoignent les corps 3, 4, ont une section uniforme de diamètre interne R 1, et des parties des passages la, 2 a qui partent des corps 3, 4 et rejoignent les orifices 14, 15 de raccordement formés dans les bagues , 6 d'étanchéité, ont une section qui augmente progressivement jusqu'à un diamètre interne R 2 supérieur à R 1, puis unesection qui diminue progressivement jusqu'à un diamètre

R 3, au niveau des orifices 14, 15, ce diamètre R 3 étant in-

férieur au diamètre R 1 Les parties de diamètre interne R 2 forment des parties internes 217,218 auxquelles sont fixées des bagues 216 de recouvrement Les dispositifs 1, 2 d'accouplh

ment sont raccordés par la pince 9 et maintenus en communi-

cation mutuelle par les orifices 14, 15, ayant-le diamètre

interne R 3.

On considère maintenant les bagues de recouvrement 216 Comme l'indique la figure 7, chacune des bagues 216 a

un organe externe annulaire 216 a et un organe annulaire in-

terne 216 b, avec plusieurs montants radiaux 216 c placés

entre les deux organes et régulièrement répartis à des in-

tervalles angulaires égaux 0, les organes externe et interne 216 a et 216 b étant concentriques L'organe annulaire interne 216 b comporte, à sa surface périphérique interne, un flasque 216 d qui en dépasse radialement vers l'intérieur Les organes externe et interne 216 a, 216 b ont des largeurs ou longueurs axiales t égales Le flasque 216 d de l'organe interne 216 b a un diamètre interne D légèrement supérieur au diamètre externe E des tiroirs 221, 222 (décrits dans la suite du présent mémoire) L es parties 217, 218 de paroi interne ont deux gorges 219, 220 de fixation placées entre les corps 3, 4 et les bagues d'étanchéité 5, 6 Les organes annulaires externes 216 a des bagues 216 sont ajustés dans des gorges 219, 220 de fixation afin que les bagues 216 soient fixées

aux parties 217 a, 218 Les flasques 216 d des organes inter-

nes 216 b des bagues 216 sont plus proches des corps 3, 4 et les organes externes 216 a ont leur surface périphérique

interne au niveau des parties internes 217, 218 La périphé-

rie externe de l'organe annulaire interne 216 b et les

montants 216 e ont des coins axiaux avant et arrière chanfrei-

nés afin qu'ils forment plusieurs passages réguliers 216 e de circulation de fluide entre l'organe annulaire externe

216 a, l'organe annulaire interne 216 b et les montants 216 c.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement ont, dans leurs passages la, 2 a de circulation de fluide, des tiroirs 221, 222, des bagues de butée 223, 224 fixées aux parois internes

des corps 3 et 4 et destinées à limiter la course des ti-

roirs 221, 222, des ressorts hélicoïdaux 227, 228 de compres-

sion repoussant les tiroirs 221, 222 vers des premières pa-

rois coniques internes 225, 226 des bagues d'étanchéité 5, 6, et deux butées annulaires élastiques 229, 230 fixées aux parois internes des corps 3, 4 et contre lesquelles les extrémités des ressorts 227, 228 sont maintenues Les tiroirs 221, 222 ont une même configuration cylindrique et ils ont des extrémités fermées par deux tètes 231, 232, alors que leurs autres extrémités débouchent à des orifices d'entrée

233, 234 permettant la pénétration d'un fluide Les surfa-

ces cylindriques des tiroirs 221, 222 ont des fentes allon-

gées axialement 235, 236 délimitées à intervalles réguliers en direction circonférentielle Les tiroirs 221, 222 ont un diamètre externe F choisi de manière qu'ils puissent ètre introduits dans les corps 3, 4 de diamètre interne R 1 avec

une tolérance dimensionnelle déterminée.

Les premières parois coniques internes 225, 223

ont des extrémités internes axiales de diamètre accru.

Deux disques 237, 238 de retenue sont boulonnes sur les t tes 231, 232 et ils ont un diamètre égal au diamètre externe F des tiroirs 221, 222, et ils supportent deux tiges d'ern-

tretoise 239, 240 placées en regard et dépassant des cen-

tres des disques 237, 238 Ces derniers ont des faces tron-

coniques d'extrémité 237 a, 238 a disposées sur toute la

circonférence et de forme complémentaire des premières pa-

rois tronconiques internes 225, 226 des bagues 5, 6 d'étan-

chéité. Les têtes 231, 232 des tiroirs ont, à leur coin, des gradins qui dépassent sur toute leur circonférence Ces têtes 231, 232 et les disques 237, 238 de retenue délimitent ensemble entre eux, le long des gradins, deux fentes 243, 244 de retenue dans lesquelles sont placées deux garnitures annulaires d'étanchéité 241, 242 qui peuvent supporter des

températures extrêmement basses Comme l'indiquent les figu-

res 8, 10 et 11, les garnitures 241, 242 sont formées d'une

matière telle que le "Teflon" capable de supporter des tem-

pératures très basses (par exemple -1960 C pour le gaz na-

turel liquéfié) et gardant son élasticité à de telles tem-

pératures très basses, sans détérioration Chacune des

garnitures 241, 242 a une ouverture allongée 245 d'étan-

chéité de section sensiblement en U et un ressort spiralé 246 placé dans le corps élastique, dans le revêtement 245

et sur toute sa longueur Ce revêtement 245 a des bords op-

posés dont les faces externes forment deux organes 248 de pression qui dépassent dos à dos et qui sont placés le long de ce dispositif 245 de recouvrement Celui-ci a une largeur maximale Li, au niveau des organes 248 de pression, cette largeur étant supérieure à la profondeur L 2 des tfrtes 243, 244 de retenue Les garnitures 241, 242 sont logées et positionnées axialement dans les fentes 243, 244 formées dans les tiroirs 221, 222 sur toute la circonférence des

bagues 241, 242 Les organes 248 de pression des garnitiu-

res 241, 242 dépassent des fentes 243, 244, les cotés ouverts des organes 245 étant tournés vers les corps 3,

4 des dispositifs 1, 2 d'accouplement.

Lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés en cours d'utilisation normale, les tiroirs 221, 222 sont maintenus à distance l'un de l'autre par lea tiges 239, 240, malgré la force des ressorts 227, 228 L 2 rsque

les tiroirs 221, 222 sont maintenus en position par les ba-

gues 223, 224 de butée, les organes 248 de pression des

garnitures 241, 242 sont repoussés contre les surfaces péri-

phériques internes des parties annulaires internes 216 b et les flasques 216 d des bagues 216 Lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont séparés l'un de l'autre en

cas d'urgence, les tiroirs 22 l, 222 coulissent sous l'ac-

tion des forces exercées par les ressorts 227, 228 et re-

poussent les dispositifs 248 de pression des garnitures 241, 242 en butée contre les secondes parois coniques internes 248, 250 qui sont disposées axialement vers l'intérieur des premières parois internes coniques 225, 226 Les secondes

parois internes coniques 249, 250 ont leurs extrémités in-

ternes proches des corps 3, 4 de plus grand diamètre et

des extrémités opposées de plus petit diamètre égal ou su-

périeur au plus grand diamètre des premières parois coni-

ques internes 225, 226.

Des cônes 251, 252, 253, 254 sont placés sur les tiges 239, 240 d'entretoise et dans les tiroirs 221, 222

respectivement Les cônes 251, 252 sont montés sur les fa-

ces internes des têtes 231, 232, les extrémités pointues

étant dirigées vers les brides 7, 8 respectivement Les cô-

nes 253, 254 dépassent entre le disque 237 de retenue et la tige 239 d'entretoise, et entre le disque 238 de retenue

et la tige 240 d'entretoise.

Les bagues de butée 223, 224 sont disposées de manière que, lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés, les tiges 239, 240 étant en butée l'une contre l'autre et faisant coulisser les tiroirs 221, 222 jusqu'à ce qu'ils soient en butée contre les bagues 223 224, les orifices 14, 15 communiquent avec les fentes 235, 236

19 2517409

et les passages la, 2 a Les cônes 251 à 254 ont des parois inclinées d'angle 8 par rapport à l'axe des cônes, cet

angle 6 étant choisi de manière que, lorsque les disposi-

tifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés, les parois des cônes 251 à 254 soient séparées des parois internes des

passages la, 2 a de fluide d'une distance sensiblement uni-

forme afin que la section des passages la, 2 a soit sensible-

ment uniforme sur toute leur longueur.

Le fonctionnement du dispositif de désaccouple-

ment de canalisation d'urgence ayant la construction qui

précède, est le suivant.

Dans les conditions normales d'utilisation dans

lesquelles les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont rac-

cordés, les bagues 5, 6 d'étanchéité étant raccordées l'une à l'autre par la pince annulaire 9, les tiges 239, 240 d'entretoise sont repoussées l'une contre l'autre et repous-e sent les tiroirs 221, 222 qui coulissent vers les brides 7, 8, malgré les forces de rappel des ressortshélicoldaux 227, 228, jusqu'à ce que le coulissement des tiroirs 221, 222 soit limité par les bagues 223, 224 de butée Les tiroirs

221, 222 sont ainsi retenus en position fixe entre les ba-

gues 223, 224 Comme l'indiquent les figures 9 A et 10, la garniture 241 d'étanchéité portée par le tiroir 221 est maintenue contre la surface périphérique interne de l'organe annulaire interne 216 b et le flasque 216 d de la bague 216,

et l'organe 248 de pression de la garniture 241 est repous-

sé contre l'organe annulaire interne 216 b sous l'action

du ressort 246 de la garniture 241 qui est repoussée radia-

lement vers l'intérieur De même, l'organe 248 de pres-

sion de la garniture 242 montée sur le tiroir 222 est repous-

sé contre l'organe annulaire interne 216 b En conséquence, les garnitures 241, 242 sont maintenues en contact intime avec

les bagues 216 et les tiroirs 221, 222.

Lorsqu'un fluide dangereux telq ue le gaz naturel

liquéfié peut être chargé d'un réservoir de stockage au métha-

nier, le fluide s'écoule par la canalisation 12 de transport, le passage 2 a du dispositif 2 d'accouplement et l'orifice 234 d'entrée du tiroir 222, dans le sens des flèches Le courant de fluide, lorsqu'il quitte le tiroir 222, subit une résistance réduite du fait de la présence du cône 252 et il est réparti en direction divergente vers les fentes 236 et s'écoule dans le passage 216 e formé dans la bague 216 Le fluide passe alors dans les espaces délimités entre la première et la seconde paroi tronconique interne 226, 250 de la bague 16 et du cône 254 et entre la première et la seconde paroi interne 225, 249 de la bague 5 et du cône 253, et il circule dans les passages 216 e de la bague 216 qui se trouve dans le dispositif 1 d'accouplement et dans les fentes 235 du tiroir 221, vers l'orifice d'entrée 233 de ce tiroir à partir duquel le fluide est chargé

dans le méthanier par la tuyauterie 10 de raccordement.

Lorsque le fluide doit être déchargé du méthanier au réservoir de stockage, il s'écoule en sens opposé, de

la tuyauterie 10 de raccordement aux passages la du disposi-

tif 1 d'accouplement et à l'orifice 233 d'entrée du tiroir

221, en sens opposé à celui des flèches Le courant de flui-

de, lorsqu'il sort du tiroir 221, subit une résistance ré-

duite du fait du cône 251 et il se répartit en direction divergente par les fentes 235 et s'écoule dans les passages

216 e de la bague 216 Le fluide s'écoule alors dans l'espa-

ce compris entre les seconde et première parois coniques internes 249, 225 de la bague 5 et du cône 153 et s'écoule

dans les passages 216 e de la bague 216 du dispositif 2 d'ac-

couplement puis dans les fentes 236 du tiroir 222 et dans l'orifice 234 d'entrée de celui-ci, le fluide étant alors

déchaegé dans le réservoir de stockage par le bras de charge-

-ment.

Dans tous les cas, les garnitures d'étanchéité 241, 242 ne risquent pas de se déformer ou d'être détériorées sous l'action de la force axiale exercée par le fluide qui circule puisque les organes de pression 248 des garnitures

sont protégés parles bagues de couverture.

La section sensiblement uniforme du passage de dir-

culation de fluide formé entre les tiroirs 221 et 222

17409

réduit au minimum la perte de charge due au frottement

même lorsque le fluide à charger ou décharger a une visco-

sité élevée, et ne réduit pas la vitesse de circulation du fluide Comme les tiroirs 221, 222 sont retenus en position fixe contre les bagues de butée 223, 224, le fluide peut s'écouler d'une manière stable en sens opposés dans le dispositif de désaccouplement En cas d'urgence, lorsque le méthanier s'écarte de l'appontement lors du chargement ou du déchargement d'un fluide par exemple, et lorsque la canalisation de chargement et de déchargement de fluide doit être rapidement désaccouplée, la pince est retirée immédiatement des bagues 5, 6 par un vérin non représenté et les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont séparés comme

représenté sur la figure 6 Après la séparation des dispo-

sitifs 1, 2, les tiroirs 221, 222 coulissent sous l'action

des ressorts 227, 228 vers les orifices 14, 15 de raccorde-

ment Comme l'indique la figure ll A, l'organe 248 de pres-

sion de la garniture 241 est mis au contact de la seconde paroi conique interne 249 de la bague 5 et demême, l'organe 248 de pression de la garniture 242 est repoussé contre la seconde paroi conique interne 250 de la bague 6 A ce moment, la face conique d'extrémité 237 a du disque 237 de retenue n'est pas en butée contre la première paroi interne 225 de la bague 5 et la face d'extrémité 238 a du disque 238 n'est pas en butée contre la première paroi interne 226 de la bague 6 Les tiroirs 221, 222 sont repoussés sous l'action des ressorts 227, 228 afin que les organes 248 de pression des garnitures 241, 242 soient appuyés sur les

secondes parois internes 249, 250 des bagues 5, 6 respective-

ment, malgré la force des ressorts 248, alors que les orga-

nes 248 sont repoussés radialement vers l'intérieur du fait de la différence dimensionnelle radiale T entre le diamètre minimal des secondes parois internes 249, 250 des bagues , 6 et le diamètre interne des parties de paroi sur les quelles les organes 248 de pression des garnitures 241,

242 ont été placés.

Lorsque les garnitures 241, 242 d'étanchéité sont repousséescontre les secondes parois coniques internes 249 250 en laissant une distance suffisante, la face conique

d'extrémité 237 a du disque 237 vient au contact de la pre-

mière paroi conique interne 225 de la bague 5 qui la posi-

tionne et, de même, la face conique d'extrémité 238 a du disque 238 vient au contact de la première paroi interne 226 de la bague 6 qui la positionne, comme représenté sur

les figures 9 B et 118.

Après contact des faces 237 a, 238 a et des premières parois internes 225, 226, les garnitures 241, 242 sont positionnées dans la direction axiale des dispositifs 1, 2 d'accouplement et les orifices 14, 15 de raccordement formés dans les bagues 5, 6 sont fermés par les garnitures 241, 242, simultanément au désaccouplement des dispositifs 1, 2 En conséquence, l'écoulement du fluide qui a été

transporté dans les dispositifs 1, 2 est interrompu immé-

diatement et de manière fiable sans risque de fuite de

fluide des dispositifs 1, 2 d'accouplement.

En cas d'urgence, comme décrit précédemment, lés

faces d'extrémité 237 a, 238 a des disques 237, 238 sont re-

poussées contre les premières parois coniques internes 225, 226, si bien que les garnitures d'étanchéité 241, 242 sont

mises à un emplacement prédéterminé dans la direction axia-

le des dispositifs 1, 2 d'accouplement Même lorsque les g 3 r-

nitures 241, 242 et les bagues 5, 6 subissent un retrait

dimensionnel différent sous l'action d'un fluide à tempéra-

ture extrêmement basse, la différence de dimension produite peut être compensée par la différence de dimension radiale T des secondes parois internes 249, 250 contre lesquelles

les garnitures 241, 242 peuvent être repoussées radialement.

Il n'y a donc aucun risque pour que les bagues 5, 6 subis-

sent des contraintes indésirables lorsque les tiroirs 221, 222 viennent frapper les bagues 5, 6 Les garnitures 241, 242 peuvent garder leur élasticité lorsqu'elles sont au contact du fluide à température très basse et elles ne sont donc pas détériorées, des détériorations pouvant provoquer des fuites de fluide des dispositifs 1, 2 d'accouplement, Le dispositif de désaccouplement d'urgence de deux dispositifs d'accouplement d'une canalisation de chargement et de déchargement de fluide en cas d'urgence, destiné à interrompre la circulation d'un fluide dans cette canalisation, comporte, dans ce mode de réalisation, deux dispositifs d'accouplement ayant chacun un passage de circulation de fluide formé dans un corps de section uniforme destiné à être raccordé à une première extrémité de la canalisation de chargement et de déchargement de

fluide, à un orifice d'extrémité de raccordement, une pre-

mière paroi conique interne placée dans le passage de cir-

culation de fluide et ayant une extrémité interne plus proche du corps et de plus grand diamètre et une seconde

paroi conique interne placée dans le passage de circula-

tion de fluide et plus proche du corps que la première pa-

roi conique interne et ayant une extrémité interne de plus grand diamètre et une extrémité opposée de diamètre égal ou supérieur au plus grand diamètre de la première paroi conique interne, deux tiroirs qui peuvent coulisser axialement, placés dans les dispositifs d'accouplement et ayant deux têtes en regard, chaque tiroir ayant un disque

de retenue fixé de façon amovible sur la tête, une garni-

ture annulaire d'étanchéité montée circonférentiellement

autour de la tête et ayant une partie qui dépasse radiale-

ment vers l'extérieur de la tête, chaque tiroir pouvant coulisser sous l'action d'un dispositif de rappel, lorsque

les dispositifs d'accouplement sont séparés l'un de l'au-

tre, afin que la seconde garniture d'étanchéité soit re-

poussée contre la seconde paroi qui repousse aussi une face conique circonférentielle d'extrémité du disque de retenue

contre la première paroi afin que les orifices de raccorde-

ment des dispositifs d'accouplement soient fermés, les tiroirs pouvant être retenus à distance l'un de l'autre

malgré la force des dispositifs de rappel, lorsque les dis-

positifs d'accouplement sont raccordés, par des tiges d'en-

tretoise qui dépassent axialement des centres des disques de retenue et qui sont en butée l'une contre l'autre afin e

2 2517409

que les orifices de raccordement des dispositifs d'accou-

plement soient ouverts, deux bagues de butée destinées à limiter la course de coulissement des tiroirs, et deux

bagues de couverture montées sur les parois internes déli-

mitant les passages de circulation de fluide, entre les corps des dispositifs-d'accouplement et les secondes parois et ayant des passages de circulation de fluide contigus aux

passages de circulation de fluide formés dans les disposi-

tifs d'accouplement, les bagues de couverture étant desti-

nées à coopérer avec les surfaces périphériques externes des garnitures d'étanchéité des tiroirs, chaque garniture d'étanchéité comprenant un organe allongé de couverture

d'étanchéité qui conserve une élasticité à température ex-

trêmement basse et un corps élastique disposé dans l'orga-

ne de couverture d'étanchéité sur toute la longueur de

celui-ci Lorsque les dispositifs d'accouplement sont rac-

cordés, les garnitures d'étanchéité sont protégées contre

le fluide par les bagues de couverture Lorsque les dispo-

sitifs d'accouplement sont séparés l'un de l'autre, les garnitures d'étanchéité, à l'intérieur desquelles sont placés les corps élastiques, ne sont pas repoussées dans la direction de l'axe des dispositifs d'accouplement lorsqu'ils assurent l'étanchéité mais sont repoussées radialement

du fait de la différence de dimension radiale avec les se-

condes parois En cas d'urgence, le dispositif de désaccou-

plement d'urgence selon l'invention peut interrompre la circulation d'un fluide à température extrêmement basse ainsi que d'un fluide ordinaire transporté avec une fiabilité -accrue. La figure 12 est une coupe axiale d'un troisième mode de réalisation de dispositif de désaccouplement d'une canalisation d'urgence selon l'invention, comprenant aussi deux dispositifs d'accouplement 1, 2 ayant une même forme cylindrique.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement ont des pas-

sages 113, 114 de circulation de fluide de même configura-

tion Les passages 113, 114 ont des premières parois inter-

nes 115, 116 partant de brides 7, 8 et rejoignant des parties intermédiaires des bords externes 3, 4 de diamètre interne R, et des secondes parois internes 117, 118 de diamètre interne D 2 supérieur au diamètre R, et des troisièmes

parois internes 119, 120 ayant un diamètre interne D 3 su-

périeur au diamètre D 2, les seconde et troisième parois internes partant des parties intermédiaires des corps

externes 3, 4 vers les bagues d'étanchéité 5, 6 Les par-

ties des passages de circulation de fluide qui partent des

troisièmes parois internes 119, 120 et rejoignent les ori-

fices 121, 122 de raccordement formés dans les bagues 5, 6, ont une section qui diminue d'une manière relativement progressive et comportent des surfaces coniques d'étanchéité 123, 124 avec lesquelles les tiroirs 127, 128 sont destinés à coopérer Les troisièmes parois internes 119, 120 et

les secondes parois internes 117, 118 ont des gradins inter-

médiaires auxquels sont fixées des bagues externes 125, 126.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés par une pince 9, les passages de circulation de fluide

* étant maintenus en communication par les orifices de raccor-

dement.

Les dispositifs 1, 2 d'accouplement contiennent,

dans les passages 113, 114, des tiroirs 127, 128, des res-

sorts 129, 130 destinés à repousser les tiroirs 127, 128 contre les surfaces d'étanchéité 123, 124 des bagues 5, 6, et des bagues de butée 13, 132 fixées aux premières parois internes 115, 116 et contre lesquelles sont maintenues les

extrémités des ressorts 129, 130.

Les tiroirs 127, 128 qui ont la même forme cy-

lindrique,ont une première extrémité fermée par une tête 133, 134 et une autre extrémité formant un orifice 135, 136 permettant la circulation d'un fluide Les tiroirs ont

des bagues coulissantes 137, 138 de diamètre externe D 1 in-

férieur au diamètre interne D 2 des secondes parois internes 117, 118 et inférieur aussi au diamètre interne H des bagues externes 125, 126, un espace prédéterminé A 51 étant délimité entre elles, comme indiqué sur la figure 13 Les bagues 137, 138 ont des fentes axiales 139, 140 réparties autour de leur circonférence Les bagues 135, 138 ont aussi, a leur surface périphérique, des gradins 141, 142 maintenus en coopération avec les autres extrémités des ressorts Deux bagues de guidage 143, 144 sont montées à demeure sur une face externe des bagues 137, 138, aux orifices135, 136 et aux extrémités arrière, et elles ont un diamètre

externe inférieur au diamètre interne D 2 des secondes pa-

rois internes 117, 118, des espaces prédéterminés LS 2 étant

délimités sous forme d'espaces d'étranglement entre les ba-

ID gues de guidage des secondes parois internes Ces esoaces A 52 d'étranglement ont une longueur axiale L.

Deux tiges centrales d'entretoise 147, 148 dépas-

sent en regard des tètes des tiroirs Des c 8 nes 149, 150, 151, 152 sont montés sur les tiges d'entretoise et dans les bagues 137, 138 respectivement Les tètes 133, 1,34 ont

deux garnitures d'étanchéité 153, 154 fixées à leurs ex-

trémités et formées sur toute leur circonférence.

Les premières parois internes 115, 116 et les secondes parois internes 117, 118 ont des gradins 145, 146

délimités entre elles et constituant des butées contre les-

quelles les bagues 143, 144 des tiroirs peuvent être main-

tenues afin que le coulissement des tiroirs soit limité.

Les secondes parois internes 117, 118, les bagues 137, 138 des tiroirs 127, 128, les bagues de guidage 143, 144 et

les bagues externes 125, 126 délimitent ensemble des cham-

bres 155, 156 destinées à contenir du fluide Comme l'indi-

quent les fîqures 12 et 13, lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont raccordés lors d'une utilisation normale, les tiroirs étant repoussés malgré la force de rappel des ressorts et les bagues 143, 144 étant au contact des gradins , 146, les chambres 155, 156 de fluide communiquent avec les fentes 139 par une largeur d'ouverture xl comme indiqué sur la figure 13 Les bagues de guidage 143, 144 sont séparées

des bagues externes 125, 126 par une distance E qui est supé-

rieure à la distance x comprise entre les bagues d'étanchéité

153, 154 et les surfaces d'étanchéité 123, 124.

Les cônes 149, 150, 151, 152 ont des surfaces coni-

ques formant un angle S avec l'axe des dispositifs 1, 2 de raccordement, l'angle étant choisi de manière que le

fluide puisse s'écouler dans une section sensiblement uni-

forme formée dans les dispositifs assemblés d'accouplement

1, 2.

On considère maintenant le fonctionnement du dis-

positif de désaccouplement d'urgence ainsi construit.

Lorsque les dispositifs 1, 2 d'accouplement sont

raccordés par la pince 9 pour le chargement et le décharge-

ment normal d'un fluide, les tiroirs sont éloignés par les tiges d'entretoise malgré la force de rappel des ressorts,

et ils viennent contre les gradins 145, 146 qui les maintien-

nent en position prédéterminée Les fentes 139, 140 formées dans lestiroirs sont ouvertes en partie vers l'intérieur

des chambres de fluide 155, 156.

Lors du chargement du fluide provenant du raser-

voir de stockage et dirigé vers le méthanier, le fluide s'écoule du bras de chargement, à l'intérieur de la première paroi interne 116 du dispositif 2 d'accouplement et dans l'orifice 136 du tiroir 128, dans le sens des flèches, et le fluide passe alors dans les fentes 140, puis dans un espace délimité entre la troisième paroi interne 120 et le tiroir 128, dans un espace délimité entre le cône 150 et la bague 6 et dans les orifice S 121, 122 de raccordement vers

le passage 113 de circulation de fluide du dispositif 1 d'ac-

couplement Le fluide introduit dans le passage 113 s'écou-

le dans un espace formé entre les cônes 149 et la bague 5, dans un espace compris entre la troisième paroi interne 119 et le tiroir 127, dans les fentes 139, dans l'orifice 135 et à l'intérieur de la première paroi interne 115, vers la tuyauterie 10 de raccordement à partir de laquelle le

fluide est chargé dans le méthanier.

Inversement, lorsque le fluide doit être dé-

chargé du méthanier dans le réservoir de stockage, il s'écoule en sens opposé au sens indiqué précédemment Plus précisément, le fluide s'écoule en sens opposé à celui des flèches, à partir de la tuyauterie 10 de raccordement, puis

dans les fentes 139, les orifices 121, 122, les fentes 11.

et le bras de chargement, jusqu'au réservoir de stockage.

En conséquence, le fluide peut être chargé et déchargé dans les deux sens, de manière stable, dans les dispositifs raccordés d'accouplement 1, 2 'Comme les fentes 139, 140 sont toujours ouvertes vers les chambres de fluide , 156 lorsque le fluide est chargé ou déchargé, ces

chambres de fluide sont toujours remplies de fluide.

En cas d'urgence, lorsque la canalisation de char-

gement ou de déchargement doit être désaccouplée immédiate-

ment, la pince 9 est détachée comme représenté sur les fi-

gures 14 et 15 afin que les dispositifs 1, 2 d'accouplement

se séparent.

Simultanément au désaccouplement des dispositifs 1, 2, les tiroirs sont repoussés sous l'action de la force de réaction des ressorts 129, 130 et de la pression du fluide

si bien que les bagues 137, 138 des tiroirs 127, 128 coulis-

sent vers la droite (figure 13) de la largeur x 1 d'ouverture, si bien que les chambres 155, 156 sont délimitées entre les bagues 143, 144 de guidage, les bagues externes 125, 126, les corps externes 3, 4 et les bagues 137, 138 des tiroirs, une masse M de fluide restant piégée dans chacune des chambres A ce moment, les garnitures 153, 154 sont encore séparées par une distance x 2 des surfaces 123, 124

d'étanchéité.

Lorsque les tiroirs et leurs bagues coulissent encore, la distance comprise entre les bagues de guidage

143, 144 et les bagues externes 125, 126 diminue et la mas-

se M de fluide contenue dans les chambres 155, 156 est mise sous pression Cette masse de fluide sous pression crée un

effet d'amortissement sur les bagues de guidage 143, 144-

et les bagues externes 125, 126 La masse M de fluide commence alors à fuir hors des chambres par les espaces A 51, L 52 qui jouent le rôle cependant d'étranglements qui limitent la quantité de fluide qui s'échappe En conséquence, il faut un certain temps pour que les tiroirs coulissent jusqu'à la mise en contact des garnitures 153, 154 avec les surfaces

d'étanchéité 123, 124, après coulissement de la distance x,.

Il n'y a pas de risque de coulissement libre et brutal des tiroirs sous l'action des ressorts 129, 130 et de la pression du fluide, si bien que les dispositifs 1, 2 d'accouplement peuvent être désaccouplés brutalement Les tirois peuvent donc coulisser à vitesse réduite et ne présentent plus le

problème du bélier hydraulique, par exemple, dans les dis-

positifs 1, 2 d'accouplement Après un certain temps néces-

saire pour que les tiroirs 127, 128 atteignent l'extrémité de leur course, les garnitures 153, 154 des tiroirs sont maintenues contre les surfaces d'étanchéité 123, 124, les

dispositifs d'accouplement étant alors totalement fermés.

1) La pression du fluide lorsqu'il est enfermé est

P F ( 1)

4 (D 2 D 2)

4 2 1

F étant la combinaison de la force de réaction du ressort et de la pression du fluide, Dl, le diamètre externe de la bague coulissante du tiroir, et

D 2, le diamètre interne de la seconde paroi interne.

2) La quantité de fluide Q qui fuit par les espaces A 51, A 52 est

OR- A 53 P ( 2)

= ( 2)

6 qu L dans laquelle R représente le diamètre de l'espace D 1/2 ou D 2/2, l J la viscosité du fluide et L la longueur de l'espace d'étranglement. 3) Le volume V de fluide évacué de la chambre est V = l T (D 2 _ D 2 ( 3)

4 1 1 2

dans laquelle x 2 désigne l'espace compris entre la garni-

ture d'étanchéité et la surface d'étanchéité au moment o

le fluide commence à fuir.

Si l'on suppose que les équations ( 1) à ( 3) équi-

valent aux effets d'étranglement donnés par les espaces A 51, Ls 2 Y le temps t de coulissement des tiroirs, pour l'espace x 2, peut être représenté par l'équation t = M 2 Q Des calculs réels pour lesquels AS = 0,05 mm, L = 12 mm dans le cas de tuyauteries de 76 mm de diamètre, le temps

t est égal à 1,16 seconde lorsque le fluide est l'eau.

La formation des espaces L 51, A 52 sous forme d'étranglement entre les bagues de guidage 143, 144, les corps externes 3, 4, les bagues externes 125, 126 et les bagues 137, 138, peut être remplacée par la formation de trous d'étranglement dans les bagues de guidage, les baques coulissantes ou les bagues externes elles-mêmes par exemple

afin que la vitesse de coulissement des tiroirs soit limitée.

Dans ce mode de réalisation de l'invention, les

bagues de guidage et les bagues externes sont montées cir-

conférentiellement autour des tiroirs dans des régions dans lesquelles le fluide peut pénétrer, et les trous ou espaces d'étranglement du fluide sont délimités entre les bagues de

guidage et les parois internes du dispositif d'accouple-

ment et entre les bagues externes et les tiroirs Lorsque

ceux-ci coulissent, les bagues de guidage, les bagues exter-

nes, les tiroirs et les parois internes des corps externes

des dispositifs d'accouplement délimitent ensemble des cham-

bres de fluide Après que les dispositifs d'accouplement

ont été séparés l'un de l'autre, la masse de fluide conser-

vée dans les chambres de fluide entre les anneaux de guidage

et les anneaux externes peut donner un effet-d'ambrtissement.

Les trous ou espaces d'étranglement limitent les fuites du

fluide Ainsi, il faut un certain temps avant que les garni-

tures d'étanchéité des tiroirsviennent au contact des sur-

faces d'étanchéité Il n'y a donc aucun risque d'interruption brutale de l'énergie cinétique du fluide chargé ou déchargé

par les tiroirs Les dispositifs d'accouplement sont totale-

ment fermés et la cause du bélier hydraulique est éliminée.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs,

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (16)

REVENDI CATIONS

1 Appareil de désaccouplement d'urgence d'une canalisation de chargement et de déchargement de fluide,

caractérisée en ce qu'elle comprend deux dispositifs d'ac-

couplement ( 1, 2) ayant des orifices de raccordement ( 14, et des passages de circulation de fluide, deux organes coulissants ( 16, 17) destinés à coulisser axialement dans

les dispositifs d'accouplement et ayant des tètes dont dé-

passent des dispositifs d'entretoise ( 28, 29) dirigés l'un vers l'autre, des dispositifs ( 20, 21) destinés à repousser les organes coulissants vers les orifices de raccordement, ces organes coulissants pouvant se déplacer sous l'action des dispositifs de rappel vers les orifices de raccordement afin qu'ils interrompent les passages de circulation de fluide, les organes coulissantsayant une forme telle qu'ils délimitent un espace de section sensiblement uniforme entre les surfaces internes des dispositifs d'accouplement et les

organes coulissants.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que les orifices de raccordement ( 14, 15) sont dé-

limités par des bords ( 14 a, 15 a), les organes coulissants

( 16, 17) étant en butée contre ces bords afin qu'ils inter-

rompent la circulation du fluide.

3 Dispositif selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce que les organes coulissants sont des tiroirs ( 16,

17) et les têtes des tiroirs comportent des dispositifs élas-

tiques d'étanchéité ( 34, 35).

4 Dispositif selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que les dispositifs d'entretoise sont des tiges ( 28,

29) ayant des surfaces en contact lorsque lespassagesde cir-

culation de fluide sont ouverts, et assurant le positionnement

des organes coulissants ( 16, 17) malgré la force des disposi-

tifs de rappel.

Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que les tiges d'entretoise ( 28, 29) dépassent d'une

faible distance des orifices de raccordement lorsque les dis-

positifs d'accouplement sont séparés l'un de l'autre.

6 Dispositif selon la revendication 1, carac:d-

risé en ce qu'il comporte en outre des bagues de butée ( 18, 19) montées dans les dispositifs d'accouplement et destinées à limiter la course des organes coulissants à l'intérieur des dispositifs d'accouplement.

7 Dispositif selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que les bagues de butée ( 18, 19) ont un espace-

ment tel que les organes coulissants ( 16, 17) sont au contact de ces bagues lorsque les dispositifs d'entretoise ( 28, 29)

sont en contact mutuel.

8 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les têtes des organes coulissants comportent des dispositifs amovibles d'étanchéité ( 34, 35) disposés

autour de leur circonférence.

9 Dispositif selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que le dispositif d'étanchéité est fixé à un or-

gane annulaire (b) monté de façon amovible sur la tête de

l'organe coulissant ( 22, 23).

Dispositif selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que le dispositif d'étanchéité ( 34, 35) est mobi-

le avec les organes coulissants lors de la fermeture des orifices de raccordement ( 14, 15) et vient coopérer de manière étanche avec une surface interne des dispositifs d'accouplement.

11 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre une paire de bagues de couverture ( 216) montées sur les parois internes délimitant les passages de circulation de fluide et ayant des passages de circulation de Fluide ( 216 e) qui prolongent les passages

de circulation de rluide des dispositifs d'accouplement.

12 Dispositif selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que les bagues de couverture ( 216) ont des surfaces périphériques internes, et les organes coulissants ( 221,222) portent des dispositifs d'étanchéité ( 245, 246) qui sont normalement au contact des surfaces internes des bagues de

couverture ( 216).

13 Dispositif selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que les dispositifs d'étanchéité comportent un élément allongé et ouvert ( 245) capable de présenter une élasticité importante à des températures très faibles, et un corps tubulaire ( 246) placé à l'intérieur de l'organe allongé ouvert.

14 Dispositif selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que les organes coulissants ( 221, 222) sont mobi-

les pendant la fermeture des passages de circulation de fluide afin qu'ils mettent les dispositifs d'étanchéité ( 245) en butée contre des surfaces internes des passages

de circulation de fluide et interrompent ainsi ces passages.

Dispositif selon la revendication i 4, caracté-

risé en ce que les têtes des organes coulissants comportent des disques de retenue ( 237, 238) qui sont en butée contre des secondes surfaces internes des passages de circulation de fluide lorsque les dispositifs d'étanchéité sont au

contact des surfaces internes.

16 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les organes coulissants ( 127, 128) comportent chacun une bague de guidage ( 143, 144) montée sur l'organe coulissant et dépassant radialement vers l'extérieur du corps

de cet organe.

17 Dispositif selon la revendication 16, caracté-

risé en ce que les corps externes des dispositifs de rac-

cordement ont des bagues externes ( 125, 126), une paroi interne des corps externe, les bagues de guidage ( 143, 144), les bagues externes ( 125, 126) et la surface externe des organes coulissants délimitant ensemble des réservoirs de

fluide ( 155, 156).

18 Dispositif selon la revendication 17, caracté-

risé en ce que les réservoirs de fluide ( 155, 156) sont pra-

tiquement fermés lorsque les organes coulissants se dépla-

cent afin qu'ils interrompent les passages de circulation

de fluide, ces réservoirs formant un dispositif d'amortis-

sement qui retarde le déplacement des organes coulissants et

comprenant des sorties étranglées qui règlent l'amortis-

sement du déplacement des organes coulissants.

19 Dispositif de désaccouplement d'urgence de dispositifs d'accouplement d'une canalisation de chargement et de déchargement de fluide, destiné à interrompre la circulation d'un fluide dans la canalisation, le dispositif étant caractérisé en ce-qu'il comprend deux dispositifs d'accouplement ( 1, 2) ayant chacun un passage de circulation defluide formé dans un corps de section uniforme, une première paroi interne placée dans le passage et ayant une extrémité interne plus proche du corps et une seconde paroi interne placée dans le passage de circulation de fluide qui est plus proche du corps que la première paroi interne et ayant une extrémité interne de plus grand diamètre et une extrémité opposée dont le diamètre est égal ou supérieur au diamètre le plus grand de la première paroi interne, deux tiroirs

( 221, 222) qui peuvent coulisser axialement dans les disposi-

tifs d'accouplement et ayant des têtes placées en regard, chacun des tiroirs ayant un disque de retenue ( 237, 238) fixé de façon amovible à l'une des têtes et une garniture annulaire d'étanchéité ( 245) montée circonférentiellement

autour de la tête et ayant une partie qui dépasse radiale-

ment vers l'extérieur de la tète, chaque tiroir pouvant cou-

lisser lorsque les dispositifs d'accouplement sont séparés

l'un de l'autre afin qu'ils repoussent la garniture d'étan-

chéité contre la seconde paroi interne et repoussent aussi la face circonférentielle d'extrémité du disque de retenue

contre la première paroi interne et ferment ainsi les orifi-

ces de raccordement des dispositifs d'accouplement.

Dispositif de déconnexion d'urgence selon la revendication 19, caractérisé en ce que les tiroirs ( 221, 222) peuvent être retenus à distance l'un de l'autre malgré la force exercée par les dispositifs de rappel ( 227, 228) lorsque les dispositifs d'accouplement sont raccordés, par des tiges d'entretoise ( 239, 240) qui dépassent axialement des centres des disques de retenue et qui sont maintenues

en butée l'une contre l'autre afin que les orifices de rac-

cordement des dispositifs d'accouplement soient ouverts, et le dispositif de désaccouplement comprend en outre des bagues de butée ( 223, 224) destinées à limiter la course de coulissement des tiroirs, et deux bagues de couverture ( 216) montées sur les parois internes et délimitant des

passages de circulation de fluide entre les corps des dis-

positifs d'accouplement et les secondes parois internes et ayant des passages de circulation de fluide contigus

aux passages de circulation de fluide formés dans les dis-

positifs d'accouplement, les bagues de couverture étant

destinées à coopérer avec les surfaces périphériques exter-

nes des garnitures d'étanchéité comprenant un organe allon-

gé de revêtement d'étanchéité qui conserve une élasticité importante à température extrêmement faible et un corps élastique disposé dans l'organe de revêtement d'étanchéité sur toute sa longueur; 21 Dispositif de désaccouplement d'urgence d'une canalisation de chargement et de déchargement de fluide,

caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs d'accou-

plement ( 1, 2) ayant des orifices de raccordement ( 14,-15),

des tiroirs ( 127, 128) disposés dans les dispositifs d'ac-

couplement, des dispositifs rappelant les tiroirs dans le sens de fermeture des dispositifs d'accouplement afin que

la circulation d'un fluide chargé ou déchargé par l'intermé-

diaire de la canalisation soit interrompue, deux bagues de

guidage ( 143, 144) montées sur les tiroirs à leur circonfé-

rence, et deux bagues externes ( 125, 126) montées sur les

parois internes des corps externes des dispositifs d'accou-

plement, les bagues de guidage et les parois internes des

corps externes, et les bagues externes et les tiroirs déli-

mitant respectivement entre eux des espaces constituant des dispositifs d'étranglement, les bagues de guidage ( 143, 144), les bagues externes ( 125, 126), les tiroirs ( 127, 128) et

les parois internes des corps externes délimitant des cham-

bres de fluide ( 155, 156) lors du coulissement des tiroirs.