La présente invention concerne la réalisation d'une soupape de sécurité pour réservoirs de fluides sous pression.

Les réservoirs de fluides sous pression, notamment ceux qui contiennent des gaz de pétrole liquéfiés, sont protégés des surpressions éventuelles, qui pourraient entraîner leur destruction, par une ou plusieurs soupapes de sécurité, qui, en cas de nécessité, évacuent automatiquement une partie du produit qu'ils contiennent jusqu'à ce que la pression retombe à la pression de service pour laquelle le réservoir a été calculé et construit.

Ces soupapes sont constituées d'un corps tubulaire se vissant sur un bossage soudé sur le réservoir, ce corps tubulaire comportant un siège sur lequel vient reposer un clapet, muni d'un joint d'étanchéité, le clapet étant comprimé par un ressort de type hélicoïdal réglé en compression par un écrou ajouré se vissant dans le corps tubulaire jusqu'à obtention du tarage souhaité, correspondant à la pression à laquelle devra s'ouvrir la soupape en cas de surpression dans le réservoir. Ces soupapes sont en général montées sur une pièce intermédiaire entre elles et le réservoir. Cette pièce faisant office de clapet maintenu ouvert par vissage de la queue filetée de la soupape se referme sous l'action d'un ressort lorsqu'on dévisse celle-ci, ce qui permet d'échanger cette soupape contre une soupape neuve sur un réservoir en charge sans avoir à vider celui-ci.

Ce type de réalisation présente les inconvénients de ne pouvoir ni rénover cette soupape sur site, ni tester son bon fonctionnement en vérifiant si les caractéristiques de son réglage initial n'ont pas évolué avec le temps. De plus, ce système de clapet destiné à assurer le démontage en charge ne fonctionne pas régulièrement et se referme d'une façon aléatoire, ce qui présente de graves risques pour l'intervenant et l'environnement.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, afin d'améliorer la sécurité de fonctionnement et de maintenance, ainsi que d'offrir la possibilité de vérification du maintien des caractéristiques de la soupape dans le temps et de réduire tant les coûts de fabrication que de maintenance.

Plus particulièrement, la présente invention vise à proposer une structure nouvelle de soupape permettant la rénovation de la soupape, éventuellement sur site, c'est-à- dire en cours d'exploitation du réservoir, par l'échange d'une partie de ses éléments constitutifs.

L'invention vise également à ce que cette structure offre aussi la possibilité de contrôler, toujours sur site, si le fonctionnement de la soupape est correct par rapport aux normes et réglementations établies par les autorités compétentes.

A cet effet, l'invention a pour objet une soupape de sécurité contre les surpressions dans un réservoir de fluide sous pression, caractérisée en ce qu'elle comprend deux sous-ensembles distincts, à savoir : - un premier sous-ensemble statique, constituant l'ossature de la soupape, ce premier sous-ensemble comprenant une pièce supérieure reliée par au moins deux colonnes à une embase tubulaire apte à tre rendue rigidement solidaire du réservoir et à tre raccordée à l'intérieur de celui-ci, cette embase comportant une partie formant siège pour un clapet ; -un second sous ensemble actif et échangeable, comprenant un clapet apte à prendre appui de façon étanche sur le siège de l'embase tubulaire, un ressort sollicitant ce clapet en direction de son siège à l'encontre de moyens de réglage de sa tension, et une tige rigidement solidaire du clapet et faisant saillie à partir de sa surface externe dans une direction opposée à celle du siège, le ressort étant coaxial à la tige et celle-ci étant montée coulissante dans la pièce supérieure en liaison avec des moyens de réglage de la tension du ressort ;

lesdits premier et second sous-ensembles étant assemblés entre eux de manière amovible, l'un des moyens de réglage du second sous-ensemble prenant appui sur la pièce supérieure du premier sous-ensemble, sous la pression du ressort du second sous-ensemble.

Dans une forme de réalisation, le premier sous- ensemble comprend des colonnes parallèles fixées sur l'embase et montées solidaires par leur extrémité opposée à cette embase à ladite pièce supérieure, ladite pièce supérieure étant démontable de manière à permettre le changement du deuxième sous-ensemble actif.

Le moyen de réglage du second sous-ensemble qui prend appui sur la pièce supérieure du premier sous-ensemble est un écrou dans lequel est vissée une vis qui sollicite le ressort et permet de régler sa tension, la tige du clapet étant montée coulissante dans cette vis.

Ledit moyen de réglage peut tre une vis engagée en prise dans la pièce supérieure, montée coaxialement à la tige du clapet et portant contre l'extrémité du ressort, la tige de clapet étant montée coulissante à faible jeu dans cette vis.

Cette vis peut tre bloquée en position à l'aide d'un contre-écrou, lorsque le ressort est comprimé à la valeur désirée.

De préférence, l'extrémité libre de la tige du clapet est filetée, de manière à pouvoir recevoir temporairement un écrou, lorsque le deuxième sous-ensemble est désolidarisé du premier sous-ensemble, de manière à maintenir le ressort comprimé.

Avantageusement, un robinet d'arrt incorporé au pied de la soupape permet l'isolement, sur la soupape en service, de son sous-ensemble actif échangeable.

L'invention va tre décrite ci-après plus en détail, en référence aux dessins annexés, illustrant un mode de réalisation non limitatif. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue générale en coupe de la soupape.

La figure 2 est une vue en coupe de cette mme soupape munie de son robinet d'isolement incorporé.

La figure 3 est une vue éclatée en coupe, montrant les éléments constitutifs du sous-ensemble permanent.

La figure 4 est une vue éclatée en coupe, montrant les éléments constitutifs du sous-ensemble actif et échangeable.

La figure 5 est une vue en coupe de ces mmes éléments, assemblés, réglés et bloqués.

La figure 6 représente en coupe la soupape en exploitation ainsi que l'appareil de mesure permettant de vérifier sur site ses caractéristiques de fonctionnement.

Les figure 7, 7a et 7b représentent l'embase de la soupape avec sa vanne incorporée, respectivement dans les situations ouverte et fermée, ainsi que la clé de manoeuvre de cette vanne, avec son système de détrompeur, qui interdit le maintien de la vanne à l'état fermé après utilisation.

La figure 8 est une vue générale en coupe de la soupape selon une variante de réalisation.

Ces figures représentent donc la soupape (figures 1, 2,6 et 7), ainsi que les éléments qui la composent (figures 3,4 et 5).

Le sous-ensemble permanent (figure 3) constitue une sorte de cage composée d'une embase 1 en partie inférieure et d'une pièce 6 formant plafond en partie supérieure, ces pièces étant reliées entre elles par des colonnes 5 préférentiellement au nombre de trois ou quatre, faisant office d'entretoises, cette cage étant destinée à recevoir le sous-ensemble actif et échangeable (figure 5).

L'embase 1 est dotée d'une queue filetée tubulaire 2 destinée à assurer le montage sur un réservoir et servant de conduit de passage du fluide sous pression, ce conduit se terminant par un siège 4 destiné à recevoir le clapet 8 du sous-ensemble actif et échangeable (figure 5).

Les colonnes 5 sont assujetties à l'embase par un moyen approprié tel que vissage et ont une double fonction :

d'une part, maintenir à longueur constante la distance entre le siège 4 et la pièce 6 formant plafond et, d'autre part, guider extérieurement le clapet 8 lors de son déplacement, quand la soupape fonctionne.

La pièce supérieure 6 formant plafond de la cage, est fixée par des vis 7 au sommet des colonnes 5, de façon à tre démontable pour introduire dans la cage le sous- ensemble échangeable représenté sur la figure 5. Cette pièce 6 comporte en son centre un embrèvement dans lequel vient se loger en appui la pièce écrou 13 du sous-ensemble (figure 5).

Dans un autre mode de réalisation, l'embase 1 comporte une vanne d'arrt 3 du fluide (figure 2) incorporée à sa base. Cette vanne, du genre vanne à boisseau sphérique, est destinée à l'isolement du sous- ensemble actif de la figure 5, de façon à pouvoir l'échanger si nécessaire contre un ensemble neuf, ceci sur un réservoir en charge. Afin de pouvoir s'assurer du rétablissement du libre passage du fluide après cet échange, un système détrompeur, du genre verrou qui ne peut se manoeuvrer qu'avec une clé spéciale, interdit la refermeture du capot de protection des équipements du réservoir si la clé n'a pas été retirée du verrou, ce qui ne peut s'effectuer qu'en position vanne ouverte.

Ce verrou comprend une partie tubulaire 18 faisant partie intégrante de la vanne d'arrt du fluide 3, cette partie tubulaire 18 recevant la pièce 19 d'entraînement du boisseau sphérique 20, de façon à le positionner en positions ouverte (figure 7a) ou fermée (figure 7b).

L'extrémité extérieure de cette pièce 19 est dotée d'un profil particulier, avec un téton central 2 flanqué de deux rainures longitudinales 22 destinées à recevoir deux doigts 23 formant fourche prévus à l'extrémité de la clé 24 d'entraînement de la pièce 19. Le téton central 21, de cette pièce vient se loger dans l'alésage 25 de la clé 24, ce téton ayant pour fonction d'interdire l'introduction dans le verrou d'un outil quelconque, du genre pince,

tournevis ou autre, en vue de manoeuvrer le boisseau sphérique 20.

La clé 24 est dotée, dans le prolongement de la fourche formée par les deux doigts 23, d'un appendice latéral formant ergot 26, de façon à ce que la clé 24 ne puisse pénétrer dans le verrou que quand le boisseau sphérique 20 est en position ouverte, l'ergot 26 de la clé 24 coulissant dans une rainure 27 pratiquée longitudinalement à l'intérieur de la partie tubulaire 18 jusqu'à déboucher dans une saignée 28 pratiquée sur la partie tubulaire 18, perpendiculairement à son axe et sur un quart de sa circonférence, ce qui permet alors de tourner la clé 24 jusqu'à amener le boisseau sphérique 20 en position fermée. La clé 24 est alors prisonnière du verrou, l'ergot 26 engagé dans la saignée 28 interdisant son retrait. On ne peut retirer la clé du verrou qu'en la ramenant à la position vanne ouverte. La longueur de la clé 24 est établie de telle façon qu'elle interdit la refermeture du capot qui protège les accessoires. d'exploitation du réservoir, donc la remise en service de celui-ci.

Le sous-ensemble actif et échangeable est constitué d'un clapet 8, d'un ressort 10 et de plusieurs pièces 11, 12,13 et 17 dont le rôle sera décrit ci-après et qui constituent les moyens de compression et de réglage du ressort, ainsi que de maintien de ce réglage.

Le clapet 8 est doté, sur une face, d'un joint d'étanchéité 9 et, au centre de l'autre face, d'une tige 15 du genre queue de soupape de moteur à explosion, dont l'extrémité libre 16 est filetée. Cette tige 15 coulisse à faible jeu dans l'alésage d'une vis de réglage 11 qui se visse dans une pièce écrou 13, lequel écrou 13 s'encastre en appui dans l'embrèvement prévu à cet effet dans la pièce 6, rendant ainsi la vis 11 et son écrou 13 solidaires du sous-ensemble permanent (figure 3).

Le réglage de la soupape s'obtient par la compression du ressort 10 par cette vis 11, qui, en se vissant dans

l'écrou 13, appuie sur la tte du ressort 10 par l'intermédiaire de la rondelle d'appui 12. Un contre-écrou 14 bloque la vis de réglage 11 une fois le tarage désiré obtenu. Un écrou 17 provisoire ou un écrou manivelle peut tre vissé sur l'extrémité 16 de la tige 15 et bloqué sur la vis de réglage 11 de façon à maintenir le ressort 10 comprimé. Le sous-ensemble de la figure 5 peut alors tre extrait de la cage (figure 3), puis monté sur une autre soupape en échange de celui existant sur cette soupape.

Après mise en place, il suffit de dévisser et enlever l'écrou de blocage 17 pour libérer le ressort 10 et rendre la soupape opérationnelle.

La vis de réglage 11 solidaire de l'écrou 13, lui- mme solidaire de la pièce 6 fixe du sous-ensemble (figure 3), fait office de guide de la tige 15 du clapet 8 et maintient celui-ci dans sa position axiale verticale ainsi que dans son plan horizontal lors de son fonctionnement. Le filetage 16 de l'extrémité de la tige 15 assure une possibilité de préhension, ce qui permet également de raccorder la tige 15 à un appareil de mesure du genre dynamomètre, qui, en tirant sur la tige 15 mesure la force nécessaire pour décoller le clapet 8 de son siège 4, afin de vérifier en exploitation la pression d'ouverture de la soupape.

La tige 15 remplit donc plusieurs fonctions différentes : elle guide et maintient suivant son axe vertical et dans son plan horizontal le clapet 8 dans son déplacement aller-retour lors du fonctionnement de la soupape ; elle permet de mesurer en cours d'exploitation la pression d'ouverture de la soupape par soulèvement à l'aide d'un dynamomètre de l'extrémité 16 du clapet ; elle permet de comprimer provisoirement le ressort 10 par vissage de l'écrou 17 sur son extrémité 16, portant sur l'écrou 14 afin de

libérer les colonnes 5 de la tension du ressort 10, ce qui permet de désaccoupler le sous-ensemble actif du sous-ensemble permanent afin de remplacer le sous-ensemble actif.

Comme on le voit sur la figure 6, il est possible de vérifier sur site les caractéristiques de fonctionnement de la soupape avec un appareil de mesure 29 approprié.

Il est à noter selon une variante de réalisation représentée à la figure 8, que l'ensemble de la pièce écrou 13 en appui sur la pièce supérieure 6 et recevant la vis 11 en appui sur le ressort de clapet, peut tre remplacé par une seule vis 11'vissée sur la pièce supérieure 6', bloquée au tarage de ressort souhaité par un contre-écrou 14', cette vis 11'étant en appui direct sur le ressort 10', et que les colonnes 5'peuvent tre montées encliquetées sur l'embase 2'à leur extrémité inférieure et de mme sur la pièce supérieure 6'à leur extrémité supérieure, et maintenues dressées verticalement sous la pression du ressort en appui contre la vis 11'et sur le clapet 8'.

Enfin, le tarage du ressort peut tre obtenu directement sous une traction de la tige 15 de clapet à la valeur désirée par un dynamomètre, avec mise à hauteur directe de la pièce supérieure 6 au moyen du vissage à profondeur variable des colonnes 5 dans l'embase 1 de soupape ou la pose de cales ou d'entretoises (non représentées) d'épaisseur variable au niveau du point de fixation de l'extrémité supérieure des colonnes à la pièce supérieure, ceci avec ou sans les moyens de réglage supérieurs.