1 DISPOSITIF DE DECHARGE DE PRESSION Domaine technique et art antérieur1 PRESSURE DISCHARGE DEVICE Technical field and prior art
L'invention concerne un dispositif de décharge de pression. Les dispositifs de décharge de pression équipent les appareillages placés sous pression de gaz. Ils sont prévus pour limiter la surpression du gaz dans le cas de défaut (s) interne (s) de l'appareillage. The invention relates to a pressure relief device. Pressure relief devices equip equipment placed under gas pressure. They are designed to limit the overpressure of the gas in the case of internal defect (s) of the equipment.
Dans le cas, par exemple, d'appareillages électriques, la survenue d'un arc électrique au sein d'une enveloppe scellée sous pression engendre l'apparition d'un plasma qui élève la température du gaz. Cette élévation de température conduit alors à une augmentation importante de la pression du gaz. La présence d'un dispositif de décharge de pression permet de limiter la surpression du gaz. Le dispositif de décharge de pression doit alors fonctionner dans un temps extrêmement court pour éviter que l'enveloppe n'explose avant le déclenchement des protections. Dans le domaine de l'appareillage électrique, les dispositifs de décharge de pression les plus connus sont : - les disques de rupture métalliques aptes à se déchirer sous l'effet d'une surpression (voir par exemple le brevet GB 748 953 et la demande de brevet EP 1 378 694) ; - les couvercles mobiles à boulon de rupture aptes à se déplacer, du fait de la rupture du boulon, sous l'effet d'une surpression (voir par exemple la demande de brevet US 2002/093146) ; 2910584 2 - les disques en graphite qui explosent sous l'effet d'une surpression (voir par exemple le brevet DE 41 25 591). Un problème rencontré par l'utilisation de 5 ces dispositifs de décharge de pression est la fragilité des éléments qui les constituent. Les disques de rupture métalliques et les disques en graphite sont des pièces mécaniques de faible épaisseur qu'il est nécessaire de protéger de la corrosion ou de la 10 pollution atmosphérique. Un autre problème est la nécessité qu'il y a à concevoir des déflecteurs pour évacuer les gaz chauds dans une direction précise afin d'éviter une détérioration des pièces environnantes et/ou que des personnes se situant à proximité de 15 l'appareil sous pression ne soient blessées. La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un dispositif de décharge de pression de l'art connu du type disque de rupture équipé d'un déflecteur. Un disque de rupture R ferme de façon 20 hermétique une cavité C formée dans une enceinte E. La cavité C contient un gaz sous pression. L'épaisseur du disque de rupture R est choisie suffisamment mince pour permettre à celui-ci de se déchirer sous l'effet d'une surpression du gaz. Un déflecteur D est placé au dessus 25 du disque de rupture R. Le déflecteur D présente une ouverture latérale O. En fonctionnement normal (c'est-à-dire en l'absence de surpression du gaz), l'ouverture latérale 0 est obstruée dans sa totalité par un clapet K. Le clapet K permet d'éviter que des éléments 30 extérieurs ne viennent polluer le disque de rupture R. Lorsqu'une surpression apparaît dans la cavité C, le 2910584 3 disque de rupture se déchire sous l'effet de la surpression. Le gaz qui s'échappe de la cavité est guidé dans la structure du déflecteur D et le clapet K est également détruit sous l'effet de la surpression du 5 gaz qui peut alors s'échapper vers l'extérieur. Un tel dispositif de décharge de pression est d'un assemblage complexe. Une fois le disque de rupture installé, il faut en effet fixer sur l'enveloppe E, par des vis V1, V2, l'ensemble constitué du déflecteur D et du clapet 10 K. L'invention ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. Exposé de l'invention 15 En effet, l'invention concerne un dispositif de décharge de pression d'un gaz sous pression contenu dans une enveloppe fermée par un couvercle, le dispositif comprenant un boulon de rupture qui maintient le couvercle fermé et qui est 20 apte à se rompre dès lors que la pression du gaz dépasse une valeur de seuil à l'intérieur de l'enveloppe, la rupture du boulon de rupture entraînant l'ouverture du couvercle, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce d'articulation qui relie le 25 couvercle et l'enveloppe, la pièce d'articulation ayant un axe autour duquel le couvercle pivote lorsque le couvercle s'ouvre de telle sorte que le couvercle forme un déflecteur pour le gaz. Selon une caractéristique supplémentaire de 30 l'invention, une butée d'ouverture est formée dans le 2910584 4 couvercle pour arrêter la course du couvercle lors de l'ouverture du couvercle. Selon une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, l'enveloppe est munie de 5 deux parois latérales situées dans deux plans parallèles sensiblement perpendiculaires à la direction de l'axe de la pièce d'articulation et qui sont situées de part et d'autre du couvercle, au plus près du couvercle, de telle sorte que, lorsque le couvercle 10 s'ouvre, les parois latérales participent à la formation du déflecteur. Selon encore une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, les parois latérales sont dimensionnées de telle sorte que, lorsque le 15 couvercle s'ouvre jusqu'à atteindre une position d'ouverture maximale, le couvercle est entièrement compris dans l'espace qui sépare les deux parois. Selon encore une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, la forme des parois 20 latérales épouse la forme de l'excursion angulaire du couvercle. Le dispositif de décharge de pression de l'invention est avantageusement un dispositif mécaniquement robuste et peu coûteux. In the case, for example, of electrical equipment, the occurrence of an electric arc within a sealed envelope under pressure causes the appearance of a plasma that raises the temperature of the gas. This rise in temperature then leads to a significant increase in the pressure of the gas. The presence of a pressure relief device makes it possible to limit the overpressure of the gas. The pressure relief device must then operate in an extremely short time to prevent the envelope from exploding before the protections are triggered. In the field of electrical equipment, the most known pressure relief devices are: - metal rupture discs that can tear under the effect of an overpressure (see, for example, patent GB 748 953 and the application EP 1 378 694); - Movable bolt lids movable, due to the breaking of the bolt, under the effect of an overpressure (see for example the US patent application 2002/093146); 2910584 2 - graphite discs which explode under the effect of an overpressure (see, for example, DE 41 25 591). A problem with the use of these pressure relief devices is the fragility of the constituent elements. Metal rupture discs and graphite discs are thin mechanical parts that need to be protected from corrosion or atmospheric pollution. Another problem is the need to design deflectors for exhausting hot gases in a specific direction to avoid damage to surrounding rooms and / or people in the vicinity of the pressure vessel. are injured. Figure 1 shows a cross-sectional view of a pressure relief device of the known art of the rupture disc type equipped with a deflector. A rupture disk R hermetically closes a cavity C formed in an enclosure E. The cavity C contains a gas under pressure. The thickness of the rupture disk R is chosen to be sufficiently thin to allow it to tear under the effect of an overpressure of the gas. A deflector D is placed above the rupture disk R. The deflector D has a lateral opening O. In normal operation (that is to say in the absence of overpressure of the gas), the lateral opening 0 is The valve K prevents external elements from polluting the rupture disc R. When an overpressure appears in the cavity C, the rupture disc 3 ruptures under the pressure of the disc. effect of overpressure. The gas escaping from the cavity is guided into the deflector structure D and the valve K is also destroyed by the overpressure of the gas which can then escape to the outside. Such a pressure relief device is of a complex assembly. Once the rupture disk is installed, it is indeed necessary to fix on the envelope E, by screws V1, V2, the assembly consisting of the deflector D and the valve 10 K. The invention does not have the drawbacks mentioned below. above. The invention relates to a device for discharging the pressure of a pressurized gas contained in an envelope closed by a cover, the device comprising a rupture bolt which holds the lid closed and which is capable of breaking when the pressure of the gas exceeds a threshold value inside the casing, rupture of the bolt breaking causing the opening of the cover, characterized in that it comprises a hinge piece which connects the lid and the casing, the hinge piece having an axis about which the lid pivots when the lid opens so that the lid forms a deflector for the gas. According to a further feature of the invention, an aperture stop is formed in the cover to stop the stroke of the cover when the cover is opened. According to another additional characteristic of the invention, the envelope is provided with two lateral walls located in two parallel planes substantially perpendicular to the direction of the axis of the articulation part and which are located on either side of the lid, as close to the lid, so that when the lid 10 opens, the side walls participate in the formation of the baffle. According to yet another additional feature of the invention, the sidewalls are dimensioned such that when the lid opens to a maximum open position, the lid is fully enclosed in the space between them. both walls. According to yet another additional characteristic of the invention, the shape of the side walls follows the shape of the angular excursion of the lid. The pressure relief device of the invention is advantageously a mechanically robust and inexpensive device.
25 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures 30 jointes, parmi lesquelles : 2910584 5 la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un dispositif de décharge de pression muni d'un déflecteur selon l'art antérieur ; 5 les figures 2A et 2B représentent, respectivement, une vue en coupe et une vue en perspective d'un premier exemple de dispositif de décharge de pression de l'invention en position fermée; les figures 3A et 3B représentent, respectivement, 10 une vue en coupe et une vue en perspective du premier exemple de dispositif de décharge de pression de l'invention en position ouverte ; la figure 4 représente une vue en coupe, en position ouverte, d'un premier exemple de 15 dispositif selon un perfectionnement de l'invention, et les figures 5A et 5B représentent, respectivement, une vue en coupe et une vue en perspective, en position ouverte, d'un deuxième exemple de 20 dispositif selon le perfectionnement de l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading a preferred embodiment with reference to the accompanying figures, in which: FIG. 1 shows a cross-sectional view of FIG. a pressure relief device provided with a deflector according to the prior art; Figures 2A and 2B show, respectively, a sectional view and a perspective view of a first example of a pressure relief device of the invention in the closed position; Figures 3A and 3B show, respectively, a sectional view and a perspective view of the first example of a pressure relief device of the invention in an open position; FIG. 4 is a sectional view, in the open position, of a first exemplary device according to an improvement of the invention, and FIGS. 5A and 5B show, respectively, a sectional view and a perspective view, open position of a second example of a device according to the improvement of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
25 Les figures 2A et 2B représentent, respectivement, une vue en coupe et une vue en perspective d'un premier exemple de dispositif de décharge de pression de l'invention en position fermée. Une enveloppe 1 sous pression est fermée 30 par un couvercle 2. Un boulon de rupture 5 ferme et maintient fermé le couvercle 2. Un ou plusieurs joints 2910584 6 circulaires 4a, 4b assurent l'étanchéité du couvercle. Une pièce d'articulation 3, par exemple une cheville, relie le couvercle 2 à l'enveloppe 1. La pièce d'articulation 3 présente un axe autour duquel le 5 couvercle est susceptible de pivoter. Le boulon de rupture 5 est conçu pour se rompre lorsque la pression du gaz atteint une valeur de seuil. Lorsque le boulon de rupture 5 se rompt, le couvercle 2 pivote autour de l'axe de la pièce d'articulation 3 de telle sorte qu'il 10 forme, du fait de son orientation par rapport à l'ouverture de l'enveloppe, un déflecteur pour le gaz qui s'échappe. Une butée 6 formée sur le couvercle 2 limite l'excursion de celui-ci en venant s'appuyer, par exemple, sur la structure de l'enveloppe 1.Figures 2A and 2B show, respectively, a sectional view and a perspective view of a first example of a pressure relief device of the invention in the closed position. A casing 1 under pressure is closed by a cover 2. A breaking bolt 5 closes and holds the cover 2 closed. One or more circular seals 4a, 4b seal the cover. A hinge piece 3, for example a peg, connects the cover 2 to the casing 1. The hinge piece 3 has an axis about which the lid is pivotable. The break bolt 5 is designed to break when the gas pressure reaches a threshold value. When the rupture bolt 5 breaks, the cover 2 pivots about the axis of the articulation part 3 so that it forms, because of its orientation relative to the opening of the envelope, a baffle for escaping gas. A stop 6 formed on the cover 2 limits the excursion thereof by coming to rest, for example, on the structure of the casing 1.
15 Deux parois latérales parallèles P1, P2 encadrent au plus près le couvercle 2. Les parois latérales sont situées dans deux plans parallèles sensiblement perpendiculaires à la direction de l'axe de la pièce d'articulation 3. Selon le mode de 20 réalisation préférentiel de l'invention, les parois latérales P1 et P2 participent à la formation du déflecteur. Les figures 3A et 3B représentent, respectivement, une vue en coupe et une vue en 25 perspective du premier exemple de dispositif de décharge de pression de l'invention en position ouverte. En position ouverte, le couvercle 2 continue d'assurer, du fait de son orientation angulaire, un rôle de déflecteur pour le gaz. Selon le mode de 30 réalisation préférentiel de l'invention, les parois latérales P1 et P2 participent également au déflecteur 2910584 7 et font obstacle à une propagation latérale du gaz. Toute la zone d'espace située du côté de la face supérieure du couvercle est alors à l'abri d'un contact direct avec le gaz qui s'échappe et se trouve ainsi 5 protégée. Un perfectionnement de l'invention va maintenant être décrit. Selon le perfectionnement de l'invention, les parois latérales P1, P2 ont une hauteur telle que, lorsque le couvercle s'ouvre, la 10 course du couvercle est entièrement comprise dans l'espace qui sépare les parois, empêchant ainsi totalement le gaz de s'échapper latéralement. La figure 4 représente une vue en coupe d'un premier exemple de dispositif selon le 15 perfectionnement de l'invention. Les parois P1 et P2 ont une hauteur H uniforme. A titre d'exemple non limitatif, le couvercle 2 en position ouverte est sensiblement incliné de 45 par rapport à l'horizontale.Two parallel side walls P1, P2 closely surround the lid 2. The side walls are located in two parallel planes substantially perpendicular to the direction of the axis of the hinge part 3. According to the preferred embodiment of FIG. the invention, the side walls P1 and P2 participate in the formation of the deflector. Figs. 3A and 3B show, respectively, a sectional view and a perspective view of the first example of a pressure relief device of the invention in the open position. In the open position, the cover 2 continues to ensure, because of its angular orientation, a deflector role for the gas. According to the preferred embodiment of the invention, the side walls P1 and P2 also participate in the deflector 2910584 7 and prevent lateral propagation of the gas. The entire area of space on the side of the upper face of the lid is then protected from direct contact with the gas escaping and is thus protected. An improvement of the invention will now be described. According to the refinement of the invention, the side walls P1, P2 have a height such that, when the lid opens, the stroke of the lid is entirely within the space separating the walls, thus completely preventing the gas from escape laterally. Figure 4 shows a sectional view of a first exemplary device according to the refinement of the invention. The walls P1 and P2 have a uniform height H. By way of non-limiting example, the lid 2 in the open position is substantially inclined 45 relative to the horizontal.
20 Les figures 5A et 5B représentent, respectivement, une vue en coupe et une vue en perspective, en position ouverte, d'un deuxième exemple de dispositif selon le perfectionnement de l'invention. Selon ce deuxième exemple, la forme des parois P1 et P2 25 épouse la forme de l'excursion angulaire e du couvercle. Une telle forme pour les parois P1 et P2 permet de réaliser un enveloppe moins lourde et moins encombrante que celle de la figure 4 et, partant, d'un coût moins élevé.Figs. 5A and 5B show, respectively, a cross-sectional and perspective view, in the open position, of a second exemplary device according to the inventive improvement. According to this second example, the shape of the walls P1 and P2 25 matches the shape of the angular excursion e of the lid. Such a shape for the walls P1 and P2 makes it possible to produce a lighter and less bulky envelope than that of FIG. 4 and, consequently, of a lower cost.
30 De façon plus générale, le perfectionnement de l'invention concerne de nombreuses autres formes 2910584 8 pour les parois P1 et P2, la seule condition à réaliser étant la condition mentionnée précédemment selon laquelle, en position ouverte, le couvercle ne déborde pas de l'espace défini entre les parois P1 et P2.More generally, the improvement of the invention concerns many other forms for the walls P1 and P2, the only condition to be fulfilled being the condition mentioned previously that, in the open position, the lid does not overflow from the wall. defined space between the walls P1 and P2.
5 Dans le cas d'une surpression du gaz due à un arc de fort courant à l'intérieur de l'enveloppe, le couvercle formant déflecteur résiste avantageusement à l'abrasion de l'arc du fait de son épaisseur. Ceci représente un avantage par rapport aux dispositifs de 10 l'art antérieur. En effet, les déflecteurs de l'art antérieurs sont très détériorés, voire détruits, suite à la formation de l'arc. Un autre avantage du dispositif de l'invention est sa capacité à très bien résister au 15 vide. L'appareil qui contient le gaz doit en effet être mis sous vide avant son remplissage par le gaz. Selon l'art antérieur, les pièces mécaniques qui constituent le dispositif de décharge peuvent être détériorées lors de leur mise sous vide du fait de leur fragilité. Ce 20 n'est pas le cas de l'invention. Selon l'invention, les pièces qui constituent le dispositif de décharge de pression sont également suffisamment robustes pour supporter d'être placées dans des atmosphères corrosives, ce qui n'est 25 pas le cas de certaines des pièces qui constituent les dispositifs de décharge de pression de l'art antérieur (disques métalliques, disques en graphite, déflecteurs). Un autre avantage de l'invention est de 30 pouvoir positionner le déflecteur, et donc l'enveloppe, selon n'importe quelle orientation de l'espace. Ceci 2910584 9 est particulièrement avantageux lorsque l'enveloppe est placée à l'extérieur, dans une zone non protégée des intempéries. En effet, dans le cadre de l'art antérieur, lors du montage d'une enveloppe à 5 l'extérieur, les disques déflecteurs doivent être orientés dans certaines directions privilégiées, sous peine de détériorations dues à l'humidité (eau, neige, etc.). Dans certains cas, un montage extérieur s'avère même impossible. Le dispositif de l'invention ne 10 présente pas cet inconvénient : un montage extérieur est toujours possible, quelle que soit l'orientation de l'enveloppe.In the case of an overpressure of the gas due to a strong current arc inside the envelope, the baffle cover advantageously resists the abrasion of the arc because of its thickness. This is an advantage over the devices of the prior art. Indeed, the deflectors of the prior art are very deteriorated or destroyed, following the formation of the arc. Another advantage of the device of the invention is its ability to withstand very good vacuum. The apparatus which contains the gas must indeed be evacuated before being filled with the gas. According to the prior art, the mechanical parts that constitute the discharge device can be damaged during their evacuation due to their fragility. This is not the case of the invention. According to the invention, the parts which constitute the pressure relief device are also sufficiently robust to withstand being placed in corrosive atmospheres, which is not the case with some of the parts which constitute the discharge devices of the pressure relief device. pressure of the prior art (metal discs, graphite discs, baffles). Another advantage of the invention is to be able to position the deflector, and therefore the envelope, in any orientation of the space. This is particularly advantageous when the casing is placed outside, in an area not protected from the weather. Indeed, in the context of the prior art, when mounting an envelope to the outside, the deflector discs must be oriented in certain preferred directions, under penalty of damage due to moisture (water, snow, etc.). In some cases, external mounting is even impossible. The device of the invention does not have this drawback: an external assembly is always possible, whatever the orientation of the envelope.