Brevet FR2138421A1 — publié le 19730105

L'invention est relative aux installations de télécommande pour les vannes de cargaison de navires pétroliers, installations du genre de celles qui comprennent une source de liquide sous pression commune à plusieurs vannes, un vérin disposé à proximité de chaque vanne et attelé à l'organe obturateur de celle-ci, et un distributeur associé à chaque vérin, au moins certains des distributeurs étant groupés dans un poste de manoeuvre centralisé. Sur un navire pétrolier, les susdites vannes servent à relier deux à deux certaines au moins des citernes ou "tanks" de ce navire. Lorsque celui-ci navigue avec les vannes ouvertes et qu'une explosion se produit à bord, les canalisations reliant les distributeurs aux divers vérins risquent d'être arrachées, ce qui empêche de refermer les vannes. Si l'explosion provoque, en outre, une voie d'eau jusqu'à l'une des citernes, toutes les citernes en communication se trouvent noyées de proche en proche, ce qui peut entraîner la perdition du navire. L'invention a pour but d'éliminer cet inconvénient tout en réduisant la longueur totale des canalisations des susdites installations. A cet effet, l'installation de télécommande du genre défini ci-dessus est caractérisée par le fait que chaque distributeur du poste de manoeuvre centralisé est relié par une canalisation unique à une chambre du vérin associé qui, lorsqu'elle re çoit du liquide sous pression, provoque l'ouyerture de la vanne contre l'action de moyens de rappel associés au seul vérin considéré et situés à proximité immédiate de celui-ci, et par le fait que chaque canalisation unique possède, au voisinage de son distributeur, un clapet anti-retour piloté par ce dernier et propre à empêcher normalement le reflux du liquide du vérin au distributeur. De cette manière, le distributeur permet de manoeuvrer la vanne correspondante, soit en envoyant du liquide sous pression vers son vérin à travers le clapet anti-retour (ouverture de la vanne), soit en pilotant ledapet anti-retour de façon qu'il s'ouvre et permette le reflux du liquide vers un réservoir sous l'action des moyens de rappel (fermeture de la vanne). De plus, chaque vanne est immobilisée à la position choisie par la présence du clapet anti-retour. Enfin, en cas d'explosion entraînant la rupture de la canalisation unique d'un vérin, la fuite due à cette rupture, qui se produit obligatoirement entre le vérin et le clapet anti-retour, permet aussi le reflux du liquide et assure automatiquement la fermeture de la vanne associée au vérin.Il faut souligner aussi que la présence d'une canalisation unique entre chaque distributeur et le vérin correspondant réduit considérablement la longueur totale des canalisations à monter sur le navire. L'invention pourra, de toute façon, être mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés. La figure 1, de ces dessins, montre schématiquement une installation de télécommande, établie conformément à l'invention, pour les vannes de cargaison d'un navire pétrolier La figure 2 montre, en coupe à plus grande échelle, un détail de la figure 1. Se proposant d'établir une installation pour la télécommande des organes obturateurs mobiles, tels que 1, des vannes associées aux citernes d'un navire pétrolier, on s'y prend comme suit ou de façon analogue. En ce qui concerne l'installation dans son ensemble, on lui fait comprendre une source de liquide sous pression ou centrale hydraulique A commune à plusieurs vannes, un vérin B disposé à proximité de chaque vanne et attelé à l'organe obturateur mobile 1 de celle-ci, et un distributeur C associé à chaque vérin, au moins certains des distributeurs C étant groupés dans un poste de manoeuvre centralisé D. La centrale hydraulique A est constituée essentiellement par au moins une pompe 2, entraînée par un moteur 3, qui puise de l'huile dans un réservoir 4 par l'intermédiaire d'un filtre 5 et qui la refoule dans une canalisation de refoulement 6. Cette canalisation est munie d'un clapet anti-retour 7 et d'une valve de ta rage réglable 8 propre à limiter à une certaine valeur P (40 bars, o par exemple) la pression dans cette canalisation 6. Chaque vérin B comprend un cylindre fixe 9 et un piston 10 à tige 11. Le piston 10 limite à l'intérieur du cylindre 9 une chambre 12 de surface active S relativement grande et une chambre 13 de surface active relativement petite, cette dernière étant traversée par la tige 11. On sait que toute pression établie dans la chambre 12 détermine sur le piston 10 une force égale au produit de cette pression par la surface transversale totale du piston (surface active) alors que toute pression établie dans la chambre 13 détermine sur le piston 10 une force opposée égale au produit de cette dernière pression par ce qu'il est convenu d'appeler ici "surface active" s, c'est-à-dire par la différence entre la surface transversale totale du piston et la section transversale de la tige 11. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, on a supposé que l'organe obturateur 1 était solidaire d'un arbre rotatif 14. Dans ce cas, pour atteler le piston 10 à l'organe 1, on peut, par exemple, agencer l'extrémité libre de la tige 11 sous la forme d'une crémaillère 11a en prise avec un pignon 15 calé sur l'arbre 14. Si l'organe obturateur 1 était du type coulissant, il suffirait de le lier en translation à la tige 11. Dans chaque vérin B commandé par un distributeur C, la chambre 12 de surface active relativement grande S est reliée par une canalisation unique 16 au distributeur C, lequel est agencé pour faire communiquer cette canalisation 16, soit avec la source A, soit avec un espace de décharge tel que le réservoir 4, ou éventuellement pour isoler cette canalisation 16. La chambre active 13 de surface active relativement petite s est branchée en permanence, par l'intermédiaire d'un canal 17, sur la chambre hydraulique 18 d'un accumulateur oléopneumatique E dont la chambre pneumatique, remplie d'un gaz tel que l'azote, est limitée par une membrane 19. Selon l'invention, l'ensemble est tel que l'alimentation de la chambre 12 en liquide sous pression provoque ltouver- ture de l'organe obturateur 1 qui commande un passage 42. En outre, un clapet anti-retour 43 est monté entre la chambre 12 du vérin et le canal 17 de façon à s'ouvrir lorsqu'une surpression s'établit dans la chambre 12, ce qui lui permet de laisser passer, à chaque fin de course du piston, du liquide propre à "regonfler" l'accumulateur E, c'est-à-dire à compenser les fuites qui auraient pu s'y produire et de maintenir dans celui-ci l'énergie nécessaire à la fermeture de la vanne. Comme on le voit sur la figure 1, l'accumulateur oléopneumatique E est fixé directement au corps du vérin B à l'aide, par exemple, de brides 44. Chaque distributeur C est réalisé sous la forme d'un distributeur à tiroir à trois positions dont une position neutre, c'est-à-dire d'un distributeur n'assurant pas par lui-même l'étanchéité du circuit dans cette position neutre, et un clapet antiretour piloté 20 est monté sur la canalisation unique 16 à proxi mité du distributeur C. A la figure 1, on a représenté de façon symbolique le clapet 20 et le tiroir 21 du seul distributeur C visible, et à la figure 2, à plus grande échelle, un mode de réalisation classique pour le clapet 20. Lorsqu'il est déplacé vers la gauche de la figure 1, le tiroir 21 détermine l'ouverture du clapet 20 pour lui permettre de faire communiquer la chambre 12 du vérin B avec l'espace de décharge ou réservoir 4, auquel cas la pression établie dans l'accumulateur oléopneumatique E déplace le piston 10 vers la droite de la figure 1. A cet effet, le tiroir 21 fait communiquer le conduit de refoulement 6 de la source A, par l'intermédiaire d'un raccord 22 et d'un canal 23, avec un conduit 24 qui est branché en permanence sur une chambre 25 (figure 2) qui est limitée, à l'intérieur d'un cylindre 26 appartenant au clapet piloté 20, par un piston 27. Ce piston, qui est soumis à l'action d'un ressort de rappel 28, porte un poussoir 29 qui agit sur un organe obturateur mobile 30.Ce dernier est rappelé par un ressort 31 contre un siège 32 établi entre deux canaux 33 et 34 reliés respectivement à deux tronçons successifs de la canalisation 16. Le canal 33 communique en permanence avec celui des tronçons de la canalisation 16 qui aboutit au distributeur C et le canal 34 avec l'autre tronçon. Le piston 27 limite à l'intérieur du cylindre 26, à l'opposé de la chambre 25, une deuxième chambre 35 qui est reliée à une canalisation 36 de retour des fuites.Si, comme indiqué ci-dessus, la chambre 25 est reliée par le distributeur C à la canalisation de refoulement 6, le piston 27 se soulève contre l'action du ressort 28, ouvre l'organe obturateur 30 contre l'action supplémentaire du ressort 31 et assure ainsi la continuité de la canalisation unique 16 que le distributeur C relie alors au réservoir 4 par un canal 37 de son tiroir 21 et par une canalisation 38 aboutissant audit réservoir. Dans la position neutre représentée à la figure ff,le tiroir 21 isole le raccord 22 et, par un double canal 39, relie à la canalisation d'échappement 38 le conduit 24, ce qui amène et maintient le piston 27 à la position de la figure 2 pour laquelle il détermine la fermeture du siège 32 par l'organe obturateur 30. La canalisation unique 16 est alors coupée, ce qui assure, aux fuites éventuelles près, l'immobilisation du piston 10. En même temps, le double canal 39 relie à la canalisation de décharge 38 le tronçon de la canalisation 16 aboutissant au distributeur C. Lorsque le tiroir 21 est déplacé vers la droite de la figure 1, le conduit de refoulement 6 de la source A est relié par un canal 40 au canal 33 du clapet piloté 20, ce grâce à quoi le liquide à la pression P agissant, contre l'action du ressort 31, o sur l'organe 30 soulève celui-ci de son siège 32. En même temps, un conduit 45 du tiroir 21, en réunissant la chambre 25 au réservoir 4, permet au piston 27 de revenir à la position de repos montrée à la figure 2. Le liquide arrivant par le conduit 6 parvient alors par la canalisation unique 16 à la chambre 12 du vérin B. Cette pression P agit ainsi, dans la chambre 12, sur la surface o active S et provoque le déplacement du piston 10 vers la gauche de la figure 1. Ceci refoule le liquide contenu dans la chambre 13 du vérin B, par l'intermédiaire du canal 17, dans la chambre hydraulique 18 de l'accumulateur oléopneumatique E et comprime le gaz maintenu par la membrane 19 de cet accumulateur. La pression ainsi établie dans l'accumulateur fait ensuite revenir le piston 10 vers sa position de départ lorsque le tiroir 21 est déplacé, comme indiqué ci-dessus, vers la gauche de la figure t. Dans la position neutre décrite ci-dessus, il a été dit que le distributeur C assurait, aux fuites éventuelles près, l'immobilisation du piston 10. Il est essentiel de souligner ici que ces fuites, que le distributeur C pourrait tolérer, sont en fait supprimées par le clapet anti-retour piloté 20. Enfin, pour régler la vitesse de déplacement de l'organe obturateur 1, on peut monter sur chaque canalisation unique 16, entre le distributeur C et le clapet anti-retour piloté 20, soit, comme montré figure 1, un étrangleur unique 41, de préférence réglable, fonctionnant dans les deux sens d'écoulement, soit deux étrangleurs en parallèle fonctionnant respectivement dans ces deux sens, grâce à la présence de clapets anti-retour propres à courtcircuiter respectivement les deux étranglements selon le sens d'écoulement. Dans le premier cas (figure 1), la vitesse de déplacement de l'organe 1 ne péut être réglée qu'à une valeur moyenne optimale alors que, dans l'autre cas, la vitesse de déplacement peut être réglée séparément à deux vitesses optimales selon le sens d'écoulement. En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient une installation de télécommande dont le fonctionnement est le suivant. Lorsque l'un des distributeurs C est en position neutre, il isole la chambre 12 du vérin associé B, ce qui immobilise l'organe obturateur 1. Lorsque le distributeur est amené à l'une ou l'autre de ses deux autres positions, il provoque la mise en communication de la chambre 12, soit avec le réservoir 4, soit avec le conduit de refoulement 6, ce qui provoque le déplacement du piston 10 vers lc droite ou la gauche de la figure 1 pour les raisons exposées cidessus. Les vitesses de déplacement sont réglées avec précision, notamment par l'étrangleur unique 41. L'avantage essentiel de cette installation est le sui vantez Lorsque le navire pétrolier navigue avec ses vannes ouvertes le piston 10 de chaque vérin B occupe sa position la plus à gauche sur la figure 1 et l'accumulateur oléopneumatique E est sous pression. De plus, du liquide sous pression est emprisonné dans la majeure partie de la canalisation 16, c'est-à-dire entre la chambre 12 du vérin B et le clapet anti-retour piloté 20. Si une explosior ou tout autre incident, crée une fuite sur la canalisation 16, le liquide contenu dans cette canalisation s'en échappe, la pression disponible dans l'accumulateur oléopneumatique ramène alors le piston 10 à la position de la figure 1 puisqu'il ne s'exerce plus de contre-pression dans la chambre 12. I1 en résulte une fermeture automatique de l'organe obturateur 1 de la vanne. Un autre avantage de l'installation est un raccourcissement substantiel des canalisations. En effet, à la double canalisation usuelle reliant chaque distributeur C au vérin correspondant B est substituée une canalisation unique 16. L'installation conforme à l'invention n'exclut nullement que certains des vérins B soient commandés par des distributeurs C éloignés du poste D. Tous les vérins B peuvent être commandés simultanément mais d'une façon indépendante l'un de l'autre. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, les moyens de rappel agissant sur le piston 10, au lieu d'être constitués par un accumulateur oléopneumatique E,pour- raient être constitués par un ressort métallique ou tout autre organe équivalent attelé au piston du vérin ou à un organe lié mécaniquement à ce piston. REVENDICATIONS 1. Installation de télécommande, pour les vannes de cargaison d'un navire pétrolier, comprenant une source de liquide sous pression commune à plusieurs vannes, un vérin disposé à proximité de chaque vanne et attelé à l'organe obturateur de celleci, et un distributeur associé à chaque vérin, au moins certains des distributeurs étant groupés dans un poste de manoeuvre centralisé, caractérisée par le fait que chaque distributeur du poste de manoeuvre centralisé est relié par une canalisation unique à une chambre du vérin associé qui, lorsqu'elle reçoit du liquide sous pression, provoque l'ouverture de la vanne contre l'action de moyens de rappel associés au seul vérin considéré et situés à proximité immédiate de celui-ci, et par le fait que chaque canalisation unique possède, au voisinage de son distributeur, un clapet anti-retour piloté par ce dernier et propre à empêcher normalement le reflux du liquide du vérin au distributeur. 2. Installation de télécommande selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de rappel sont constitués par un accumulateur oléopneumatique branché sur une deuxième chambre du vérin travaillant en opposition avec la première chambre susdite. 3. Installation de télécommande selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'entre les deux chambres de chaque vérin est monté un clapet anti-retour propre à s'ouvrir vers la deuxième chambre. 4. Installation de télécommande selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de rappel sont constitués par un ressort attelé au piston du vérin ou à un organe lié mécaniquement à ce piston. 5. Installation de télécommande selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte sur chaque canalisation unique, entre le distributeur et le clapet anti-retour piloté, soit un étrangleur unique fonctionnant dans les deux sens d'écoulement, soit deux étrangleurs en parallèle fonctionnant respectivement dans ces deux sens.