FR2796125A1 - BREAKING-RESISTANT TANK WITH A PARTITION BREAKING BEYOND A CERTAIN PRESSURE - Google Patents

BREAKING-RESISTANT TANK WITH A PARTITION BREAKING BEYOND A CERTAIN PRESSURE Download PDF

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Abstract

Dans ce réservoir profilé résistant à l'éclatement tant qu'il n'y règne pas une pression d'éclatement, une cloison (2) reliant les génératrices des deux extrémités de deux profilés en C (1, 11) a une amorce (3) de déchirure. Ce réservoir peut servir à contenir du gaz de pétrole liquéfié comme carburant d'un véhicule automobile.In this profiled tank resistant to bursting as long as there is no burst pressure, a partition (2) connecting the generatrices of the two ends of two C-sections (1, 11) has a starter (3 ) tear. This tank can be used to contain liquefied petroleum gas as fuel for a motor vehicle.

Description

Réservoir résistant à l'éclatement dont une cloison se rompt au-delà d'uneBurst resistant tank with a partition ruptures beyond a

certaine pression La présente invention se rapporte aux réservoirs résistant à la pression et, plus particulièrement, à ceux destinés à contenir du gaz de pétrole liquéfié et à être montés sur un véhicule automobile. La sécurité de ces réservoirs est assurée par le fait que tout d'abord, ils résistent à une pression, généralement de 30 bar, dite "pression d'épreuve" sans se déformer et sans présenter de fuite. Cette pression est définie pour être supérieure à la pression de vapeur que le gaz est io susceptible d'atteindre à la température maximum prévue en usage normal du réservoir. La relation entre la température et la pression de vapeur saturante du gaz n'est vraie que si une partie seulement du réservoir contient du gaz liquide et le reste du gaz "gazeux". Cette hypothèse n'est pas toujours satisfaite, car il se peut qu'accidentellement, le réservoir soit plein de gaz liquide. Ce gaz liquide étant pratiquement incompressible, sa pression devient rapidement très importante si le réservoir n'a pas la capacité de se dilater en même temps que lui. Les réglementations en vigueur prévoient, avant l'éclatement des réservoirs sous l'effet de la pression, qu'ils soient capables de gonfler, ce que l'on appelle généralement "l'augmentation volumétrique". On souhaite donc qu'un réservoir résistant à la pression n'éclate pas tant qu'il n'y règne pas une pression d'éclatement. On souhaite être averti, bien avant que la pression d'éclatement ne soit atteinte, que la pression a  certain pressure The present invention relates to tanks resistant to pressure and, more particularly, to those intended to contain liquefied petroleum gas and to be mounted on a motor vehicle. The safety of these tanks is ensured by the fact that, first of all, they resist a pressure, generally of 30 bar, called "test pressure" without deforming and without presenting a leak. This pressure is defined to be greater than the vapor pressure that the gas is capable of reaching at the maximum temperature expected in normal use of the tank. The relationship between temperature and saturated vapor pressure of the gas is only true if only part of the tank contains liquid gas and the rest of the "gaseous" gas. This assumption is not always satisfied, because it is possible that accidentally, the tank is full of liquid gas. This liquid gas being practically incompressible, its pressure quickly becomes very high if the reservoir does not have the capacity to expand at the same time as it. The regulations in force provide, before the tanks burst under the effect of the pressure, that they are capable of inflating, what is generally called "volumetric increase". It is therefore desired that a pressure-resistant tank does not burst until there is a burst pressure there. We wish to be warned, well before the burst pressure is reached, that the pressure has

augmenté au-delà de la pression d'épreuve.  increased beyond the test pressure.

L'invention y pourvoit d'une manière simple par un réservoir résistant à la pression comportant une paroi extérieure et au moins une cloison intérieure reliant deux emplacements de la paroi extérieure de manière que ladite au moins une cloison participe à la résistance à une pression d'épreuve régnant dans le réservoir et à partir de laquelle la paroi extérieure se déforme, ladite au moins une cloison comportant un affaiblissement tel qu'elle  The invention provides for this in a simple manner by means of a pressure-resistant reservoir comprising an external wall and at least one internal partition connecting two locations of the external wall so that said at least one partition contributes to the resistance to a pressure d test prevailing in the tank and from which the outer wall deforms, said at least one partition having a weakening such that

se rompt au-delà de la pression d'épreuve.  breaks beyond the test pressure.

De préférence, les deux emplacements sont des parties concaves de la paroi extérieure en sorte que cette paroi ait bien tendance à s'écarter vers  Preferably, the two locations are concave parts of the outer wall so that this wall tends to deviate towards

l'extérieur lorsque la cloison se rompt.  the outside when the partition ruptures.

Suivant un mode de réalisation préféré, le réservoir est profilé et son contour transversal inclut la forme de deux C. Les extrémités libres de l'un des C sont reliées à celles de l'autre C avec éventuellement interposition d'au moins une ligne convexe. La cloison relie les génératrices des deux extrémités de l'un des C. La cloison comporte, comme affaiblissement, une moindre épaisseur que la paroi extérieure ou une amorce de déchirure qui en provoque la rupture lorsqu'il règne dans le réservoir une pression de rupture inférieure à la pression d'éclatement, mais supérieure à un seuil prescrit de  According to a preferred embodiment, the reservoir is profiled and its transverse contour includes the shape of two C. The free ends of one of the Cs are connected to those of the other C with possibly the interposition of at least one convex line . The partition connects the generators of the two ends of one of the C. The partition comprises, as a weakening, a lesser thickness than the outer wall or a tear primer which causes its rupture when there prevails in the tank a rupture pressure lower than the burst pressure, but greater than a prescribed threshold of

pression d'épreuve.pressure's test.

Lorsque la pression dans le réservoir dépasse la pression d'épreuve, la cloison se rompt et, en raison de la position de la cloison en regard d'une partie concave de la paroi extérieure du réservoir, cette paroi se déforme en cet endroit, ce qui constitue le signe visible à l'oeil nu que la pression  When the pressure in the tank exceeds the test pressure, the partition ruptures and, due to the position of the partition opposite a concave part of the external wall of the tank, this wall deforms in this place, this which is the visible sign to the naked eye that the pressure

dépasse la pression d'épreuve.exceeds the test pressure.

Comme amorce de déchirure on peut prévoir une rangée longitudinale de trous, une ouverture longitudinale en forme de fente ou également le fait  As a starting point for tearing, a longitudinal row of holes can be provided, a longitudinal opening in the form of a slit or also the fact

que la soudure de fermeture de l'un des C par la cloison est discontinue.  that the closing weld of one of the Cs by the partition is discontinuous.

L'invention vise également un procédé pour faire en sorte qu'au moins un réservoir résistant à la pression se déforme à l'oeil nu lorsqu'il y règne une pression dépassant une pression d'épreuve mais inférieure à la pression à laquelle il éclate en constituant le réservoir comme défini cidessus, l'affaiblissement pouvant être une amorce de déchirure ou une épaisseur de  The invention also relates to a method for ensuring that at least one pressure-resistant reservoir deforms with the naked eye when there prevails a pressure exceeding a test pressure but lower than the pressure at which it bursts by constituting the reservoir as defined above, the weakening being able to be a tear initiation or a thickness of

la cloison moindre que celle de sa paroi extérieure.  the partition smaller than that of its outer wall.

Selon l'invention, les cloisons, notamment en acier, sont ainsi calculées de façon à ce que la contrainte à laquelle elles sont soumises ne dépasse pas par exemple les trois quarts de la limite élastique garantie de l'acier quand le réservoir est soumis à la pression d'épreuve. Ce calcul  According to the invention, the partitions, in particular made of steel, are thus calculated so that the stress to which they are subjected does not exceed, for example, three quarters of the guaranteed elastic limit of the steel when the tank is subjected to test pressure. This calculation

permet de définir une section minimum "Sm" de la cloison.  allows to define a minimum section "Sm" of the partition.

On calcule ensuite les contraintes de manière à ce qu'elles soient supérieures à la limite de rupture de l'acier quand le réservoir est soumis à une pression équivalente à la pression minimale de rupture. Ce calcul permet  The stresses are then calculated so that they are higher than the steel rupture limit when the tank is subjected to a pressure equivalent to the minimum rupture pressure. This calculation allows

de définir une section maximum "SM" de la cloison.  to define a maximum section "SM" of the partition.

On construit ensuite un prototype de réservoir que l'on teste. L'invention vise donc également un procédé de fabrication d'un  We then build a prototype tank that we test. The invention therefore also relates to a method of manufacturing a

réservoir consistant à fabriquer un prototype de réservoir du type défini ci-  tank consisting in manufacturing a prototype tank of the type defined above

dessus, mais dont la résistance à la rupture de la cloison n'est pas connue, à soumettre le prototype à un essai de pression et, selon le résultat de l'essai, à affaiblir ou à renforcer la cloison et/ou, pour obtenir au moins  above, but of which the breaking strength of the partition is not known, to subject the prototype to a pressure test and, depending on the result of the test, to weaken or strengthen the partition and / or, to obtain at least

l'augmentation volumétrique souhaitée, à prévoir d'affaiblir une autre cloison.  the desired volume increase, to be expected to weaken another partition.

Le réservoir représenté à la figure 1 est constitué de profilés en acier.  The tank shown in Figure 1 is made of steel profiles.

Un premier profilé 1 latéral a une section transversal en forme de C fermé par une hampe 2. Le profilé est fermé par une soudure 3 qui n'est présente que partiellement le long du profilé. Il est prévu un premier profilé intermédiaire de section transversale en forme de U dont les branches 4, 5 sont convexes. Les extrémités des branches 4, 5 sont soudées par des retours 6 aux extrémités de la hampe 2 du profilé 1. Le premier profilé intermédiaire a une âme 7 qui s'étend parallèlement à la cloison représentée en section transversale par la hampe 2. Un deuxième profilé intermédiaire est de forme identique au premier profilé intermédiaire. Les extrémités de ses branches 8, 9 sont soudées aux extrémités de l'âme 7 du premier profilé intermédiaire. Les soudures s'étendant le long de toutes les génératrices. Le deuxième profilé intermédiaire a une âme 10. Il est prévu enfin un second profilé 1 latéral en forme de C ouvert dont les extrémités sont soudées à nouveau par des  A first lateral profile 1 has a C-shaped cross section closed by a shaft 2. The profile is closed by a weld 3 which is only partially present along the profile. A first intermediate section of U-shaped cross section is provided, the branches 4, 5 of which are convex. The ends of the branches 4, 5 are welded by returns 6 to the ends of the pole 2 of the profile 1. The first intermediate profile has a core 7 which extends parallel to the partition represented in cross section by the pole 2. A second intermediate profile is identical in shape to the first intermediate profile. The ends of its branches 8, 9 are welded to the ends of the core 7 of the first intermediate section. The welds extending along all the generators. The second intermediate profile has a core 10. Finally, a second lateral profile 1 in the form of an open C is provided, the ends of which are welded again by means of

retours aux extrémités de l'âme 10 du deuxième profilé intermédiaire.  returns to the ends of the core 10 of the second intermediate profile.

En bout, les profilés sont fermés par des couvercles qui sont soudés sur leur bord. On prévoit dans le profilé une ouverture de remplissage qui n'est pas représentée. Si, comme à la figure 1, les quatre compartiments, définis par les profilés, ne communiquent pas entre eux, il y a autant  At the end, the profiles are closed by covers which are welded on their edge. A filling opening is provided in the profile which is not shown. If, as in Figure 1, the four compartments, defined by the profiles, do not communicate with each other, there are as many

d'ouvertures de remplissage que de compartiments.  filling openings as compartments.

Mais le plus souvent, et comme représenté à la figure 2, il est prévu  But most often, and as shown in Figure 2, it is expected

une ouverture 16 permettant une communication entre deux compartiments.  an opening 16 allowing communication between two compartments.

Cette ouverture est pratiquée dans la cloison représentée par la hampe 2 ou dans la cloison représentée par les âmes 7 et 10. En outre, et comme symbolisé à la figure 2, la soudure 12 n'est que partielle et créée une amorce de déchirure, de telle manière à ce que la section soudée soit plus grande que "Sm" tout en étant plus petite que "SM". Cette ligne peut être aussi  This opening is made in the partition represented by the pole 2 or in the partition represented by the cores 7 and 10. In addition, and as symbolized in FIG. 2, the weld 12 is only partial and creates a tear initiation, so that the welded section is larger than "Sm" while being smaller than "SM". This line can also be

constituée par une rangée longitudinale d'évidements 13.  formed by a longitudinal row of recesses 13.

A la figure 3, I'amorce de déchirure est constituée par trois rangées  In FIG. 3, the tear initiation consists of three rows

de trous 14.of holes 14.

A la figure 4, I'amorce de déchirure est constituée par une fente 15 longitudinale, tandis qu'un trou 16 de communication entre les compartiments  In FIG. 4, the tear initiation is constituted by a longitudinal slot 15, while a hole 16 for communication between the compartments

est prévu en dessous de la fente 15.  is provided below the slot 15.

Ces affaiblissements ne sont prévus, sur le premier prototype réalisé,  These losses are not expected, on the first prototype produced,

que sur une seule des cloisons.only on one of the partitions.

Le prototype ainsi constitué est soumis à un essai de pression conduit de la manière suivante: - le réservoir est rempli d'eau, - à l'aide d'une pompe volumétrique, on le porte à la pression  The prototype thus formed is subjected to a pressure test carried out in the following manner: - the tank is filled with water, - using a positive displacement pump, it is brought to pressure

d'épreuve Pe. On vérifie l'absence de déformation et de fuite.  Pe proof. One checks the absence of deformation and leakage.

- on le porte ensuite à la pression minimale de rupture Pr. On vérifie qu'il ne présente toujours pas de fuite et on mesure son  - it is then brought to the minimum rupture pressure Pr. We check that it still does not have a leak and measure its

augmentation volumétrique: AVr.volumetric increase: AVr.

- on le porte ensuite à la rupture et l'on mesure la pression réelle  - it is then brought to rupture and the actual pressure is measured

de rupture PR et l'augmentation volumétrique AVR.  of rupture PR and the volume increase AVR.

En fonction des pressions réellement constatées, on augmente ou on diminue le nombre de trous de façon à obtenir réellement la résistance  Depending on the pressures actually observed, the number of holes is increased or decreased so as to actually obtain the resistance

souhaitée de la cloison.desired partition.

En fonction de l'augmentation volumétrique AVR obtenue, on crée, si elle est insuffisante, des affaiblissements qui sont réalisés dans autant de  Depending on the volumetric increase AVR obtained, we create, if it is insufficient, attenuations which are carried out in as many

cloisons qu'il est nécessaire pour obtenir l'augmentation volumétrique voulue.  partitions that it is necessary to obtain the desired volumetric increase.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Réservoir résistant à la pression, comportant une paroi extérieure et au moins une cloison intérieure reliant deux emplacements de la paroi extérieure de manière que ladite au moins une cloison (2) participe à la résistance à une pression d'épreuve, notamment de 30 bar, régnant dans le réservoir et au-delà de laquelle la paroi extérieure se déforme, caractérisé en ce que ladite au moins une cloison (2) comporte un affaiblissement (3) tel  1. Pressure-resistant tank, comprising an external wall and at least one internal partition connecting two locations of the external wall so that said at least one partition (2) contributes to the resistance to a test pressure, in particular 30 bar, prevailing in the tank and beyond which the outer wall is deformed, characterized in that said at least one partition (2) has a weakening (3) such qu'elle se rompt à partir de la pression d'épreuve.  that it breaks from the test pressure. 2. Réservoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux  2. Tank according to claim 1, characterized in that the two o emplacements sont des parties concaves de la paroi extérieure.  o locations are concave parts of the outer wall. 3. Réservoir suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contour transversal du réservoir inclut la forme de deux C (1,11), les extrémités libres de l'un des C étant reliées à celles de l'autre C, avec éventuellement interposition d'au moins une ligne (4,8) convexe, la cloison (2) i5 reliant les génératrices des deux extrémités de l'un des C.  3. Reservoir according to claim 1 or 2, characterized in that the transverse contour of the reservoir includes the shape of two Cs (1,11), the free ends of one of the Cs being connected to those of the other C, with possibly the interposition of at least one convex line (4,8), the partition (2) i5 connecting the generatrices of the two ends of one of the C. 4. Réservoir suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que4. Tank according to claim 1, 2 or 3, characterized in that l'affaiblissement est une amorce de déchirure.  weakening is the beginning of a tear. 5. Réservoir suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce  5. Tank according to one of claims 1 to 4, characterized in that que l'amorce de déchirure est constituée par le fait que la cloison comporte une soudure ayant des discontinuités, une rangée de trous ou une fente, de  that the tear initiation is constituted by the fact that the partition comprises a weld having discontinuities, a row of holes or a slot, of préférence longitudinale.longitudinal preference. 6. Réservoir suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'affaiblissement est constitué par le fait que la cloison est moins épaisse que  6. Tank according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the weakening is constituted by the fact that the partition is thinner than la paroi extérieure.the outer wall. 7. Utilisation d'un réservoir suivant les revendications 1 à 6 comme  7. Use of a reservoir according to claims 1 to 6 as réservoir de sécurité se déformant à l'oeil nu avant d'éclater  safety tank deforms with the naked eye before bursting 8. Procédé de fabrication d'un réservoir suivant les revendications 1 à 5,  8. A method of manufacturing a reservoir according to claims 1 to 5, caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer un prototype de réservoir du type  characterized in that it consists in manufacturing a prototype tank of the type défini aux revendications 1 à 5, mais dont la résistance à la rupture de la  defined in claims 1 to 5, but the breaking strength of which cloison n'est pas connue, à soumettre le prototype à un essai de pression et, selon le résultat de l'essai, à affaiblir ou à renforcer la cloison et/ou, pour obtenir l'augmentation volumétrique souhaitée, à prévoir d'affaiblir une autre cloison.  partition is not known, to submit the prototype to a pressure test and, depending on the result of the test, to weaken or strengthen the partition and / or, to obtain the desired volumetric increase, to plan to weaken another partition.
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