Brevet FR2193969A1 — publié le 19740222

la présente invention a pour objet un limiteur de remplissage destiné à éviter des débordements et la pollution qui s'en suit lors du remplissage de citernes à mazout ou à essence notamment. Ce dispositif a donc les mêmes buts que ceux décrits dans les demandes de Brevet Suisses Nos. 4027/72, 4659/72, 6477/72 et 8422/72 des 17/03/72, 29/03/72, 1/05/72 et 7/06/72 de la demanderesse. En outre, la présente invention a également pour but d'augmenter la longévité du limiteur de remplissage. Selon la présente invention, le limiteur de remplissage comporte, dans la conduite d'alimentation d'une citerne, un dispositif de fermeture comprenant une partie mobile et caractérisé par le fait que cette partie mobile tend à se placer en position de fermeture sous l'action de son seul poids propre. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple trois formes d'exécution d'un limiteur de remplissage selon l'invention. La figure 1 en est une vue en élévation et en coupe selon une première forme d'exécution. La figure 2 en est une vue en élévation et en coupe selon une seconde forme d'exécution. La figure 3 en est une vue en élévation et en coupe selon une troisième forme d'exécution. La figure 4 en est une vue en élévation et en coupe d'une quatrième forme d'exécution. La figure 5 illustre en coupe le siège d'obturation de cette quatrième forme d'exécution. Le limiteur de remplissage illustré par le dessin est destiné à être monté sur le trou d'homme d'une citerne et à être raccordé à une conduite d'alimentation de la citerne. Cette conduite d'alimentation est elle-meAme raccordée à un camion citerne débiteur disposé à une certaine hauteur au-dessus du limiteur de manière à créer un écoulement par gravité du liquide destiné à être introduit dans la citerne. Dans sa première forme d'exécution illustrée par la figure 1, le limiteur de remplissage comprend un carter 1 de forme circulaire qui comporte un orifice d'entrée 2 muni d'un raccord destiné à recevoir la conduite de remplissage et un orifice de sortie 3 raccordé à la partie de la conduite de remplissage 4 qui plonge dans la citerne 5. Le camion citerne est disposé à une hauteur H au-dessus du carter 1, de manière à créer un écoulement par gravité du liquide destiné à entre introduit dans la citerne 5. Un dispositif de fermeture de la conduite d'alimentation, ainsi qu'une partie de dispositifs de commande de cette fermeture sont montés dans le carter 1. Le dispositif de fermeture comprend un clapet ou organe d'obturation 6 déplaçable dans le carter 1, par l'action d'un piston 7. Le piston 7 se déplace axialement dans un cylindre 8 fixé sur le carter 1 et relié à celui-ci par un conduit 9. Un jeu calibré est prévu entre le piston 7 et le cylindre 8, de manière à constituer un étranglement permettant au liquide de remplissage de pénétrer dans la partie du cylindre 8 comprise entre la face supérieure du piston 7 et un couvercle 10 d'obturation du cylindre 8. L'organe d'obturation 6 est normalement maintenu en contact avec le siège 11 par l'action de son poids propre. Le couvercle 10 comporte un premier orifice d'échappement 12 relié par un conduit ou tuyau 13 à un clapet de fermeture 14 monté sur la citerne 5 et actionné par un flotteur 15 logé dans la citerne. Ce flotteur 15 agit par l'intermédiaire du tube 16 sur le clapet de fermeture 14. Ce clapet de fermeture 14 est lui-même relié à la citerne par un conduit 17, en vue de délivrer à la citerne le liquide contenu dans la partie du cylindre 8 comprise entre le piston et le couvercle. Le couvercle 10 comporte encore un second orifice d'échappement 18 qui est obturé par une soupape 19. La soupape 19 est appliquée contre le couvercle par le ressort 27. L'orifice d'échappement 18 est relié par un conduit ou tuyau 20 à un second clapet de fermeture 21 monté sur la citerne 5 et actionné par un second flotteur 22. Les clapets 14 et 21 sont montés dans un mEme corps 23 solidaire de la citerne 5. Le clapet de fermeture 21 est actionné par le flotteur 22 par l'intermédiaire d'une tige 24 coulissant dans le tube 16 du premier flotteur 15. Ce second flotteur prend appuis sur une goupille 25 traversant le tube 16 par deux lumières oblongues opposées permettant un déplacement relatif de la tige 24 et du tube 16. Le couvercle 10 est encore muni d'un passage 28 permettant de provoquer l'ouverture manuelle de la soupape 19 contre son ressort 27, par l'envoi d'air comprimé dans le raccord 26. Le fonctionnement du dispositif de fermeture automatique lors du remplissage de la citerne est le suivant Le camion citerne est relié par un tube flexible à l'ori- fice 2 du carter 1. Le liquide sous la pression statique H pénètre dans le carter 1 e; passe par le conduit 9 dans le cyclindre 8 provoquant un déplacement vers le haut du piston 7, la surface de celui-ci étant plus grande que celle de l'organe d'obturation 6 et le poids de l'ensemble mobile 6, 7 étant insuffisant pour contrecarrer a pression du liquide. Ceci provoque donc l'ouver- ture de l'organe d'obturation et le remplissage de la citerne par son orifice 3. Le piston 7 prend une position haute (illustrée à la figure 1) pour laquelle le conduit de remplissage 3 est complètement ouvert. La soupape 19 étant appliquée en position de fermeture contre le couvercle par son ressort 27. Du fait de la fuite caliDrée existant entre le piston 7 et le cylindre 8, du liquide s'écoule également dans la citerne en empruntant le conduit 13 et les clapets 14 et 21 ouverts, puis le conduit 17. Lorsque le liquide atteint un premier niveau déterminé dans la citerne, niveau déterminé de telle sorte que le volume libre restant dans la citerne soit plus important que le volume de liquide contenu dans les conduites fixes ou flexibles reliant le camion citerne à la citerne, le flotteur 15 est soulevé, provoquant la fermeture du clapet 14 par l'intermédiaire du tube 16. Ce faisant la tige 24 n'est pas actionnée, la goupille 25 couiis- sant dans lesdites lumières opposés du tube 16. La fermeture du clapet 14 provoque l'obturation du conduit 13, de sorte que la pression s'équilibre des deux cotés du piston 7 et que celui-ci descend sous l'action de son propre poids et de la pression s'exerçant sur l'organe de fermeture 6. Cet organe de fermeture 6 est donc appliqué contre son siège 11 et l'alimentation de la citerne stoppée. L'opérateur ferme alors la vanne du camion citerne puis envoie de l'air comprimé dans la chambre 28 pendant la vidange des tuyaux flexibles et fixes. En effet, dès l'instant où la soupape 19 est ouvertes le liquide situé au-dessus du piston 7 s coule à nouveau dans la citerne, par le conduit 20, le clapet 21 resté ouvert et le conduit 17. Le piston 7 peut dès cet instant se déplacer vers le haut comme précédemment décrit et l'orifice de remplissage 3 est à nouveau ouvert. Lorsque la vidange des conduits fixes ou flexibles reliant le camion à la citerne est terminée, le piston 7 n'est plus soumis à aucune pression du liquide et il retombe en position de fermeture de l'organe d'obturation 6. Si par inadvertance le volume de liquide ainsi introduit est excessif un second niveau déterminé sera atteint dans la citerne et le flotteur 22 sera soulevé provoquant par l'intermédiaire de la tige 24 la fermeture du second clapet 21. De ce fait l'écoulement du liquide situé en-dessus du piston 7 ne pourra plus se faire et ce piston retombera en position de fermeture de l'organe d'obturation 6 comme décrit précédemment. L'alimentation en liquide de ia citerne sera ainsi arrêtée. I1 est évident que l'ouverture de la soupape 19 peut être obtenue de manière autonome par une pompe à pied mais on peut aussi utiliser l'air comprimé d'une installation existante avec un robinet manuel à 3 voies et deux positions (1: dépotage=rem lissage, et 2: vidange flexibles). Les gonfleurs de pneumatiques couramment employés dans les stations service donnent aussi satisfaction pour cette commande. I1 suffit en effet d'introduire une pression dans la clocne 28 pour provoquer l'ouverture de la soupape 19. ID faut noter les points particuliers suivants de la cons- tructlon visant notamment à assurer la sécurité et la longévité qui sont les suivants a) Les métaux employés ainsi que la matière flexible de la soupape 19 sont insensibles à l'action des liquides véhiculés. b) Les éléments mobiles sont montés très librement ce qui leur assure un déplacement aisé dans des liquides non lubrifiants. Les surfaces en contact glissant ne sont soumises à aucun autre effort que celui d'un simple guidage. c) L'appareil ne comporte pas d'éléments d'étanchéité dynamiques en matière synthétique. Le piston semi étanche comporte un labyrinthe à gorge hélicotdale permettant un mouillage régulier de sa périphérie (élimination des contacts à sec) ainsi que l'évacuation constante d'éventuelles particules étrangères. (Ce type de gorge hélicorda- le est d'ailleurs obtenu plus économiquement qu'une série de gorges circulaires, sur un tour standard). d) La membrane 29 de la soupape 19 (incorporée à la culasse du cylindre) n'est en contact avec le liquide véhiculé que pendant la vidange des canalisations flexibles, ce qui est occasionnel et de courte durée. Il en résulte une très grande longévité. Cette membrane ne comporte pas de trou à sa partie centrale ce qui réduit le risque de déchirure et elle peut être remplacée sans provoquer d'écoulement de liquide en dehors de l'appareil mEme si celui-ci est plein et sous pression. e) Le détecteur des niveaux N1 et N2 comporte deux clapets à sa partie supérieure, destinés à interrompre l'écoulement des fuites du piston comme décrit précédemment. Ce montage en série des clapets augmente la sécurité antidébordement car une éventuelle défaillance au premier niveau N1 sera corrigée par le second clapet au niveau N2. Le flotteur agissant au niveau N2 a une position fixe. Le flotteur agissant au niveau N1 a une position mobile en raison des dimensions et capacités variables des cuves dont résultent des niveaux différents pour une même réserve de volume libre destinée à la vidange des tuyauteries flexibles. Le changement de position par épingle mobile 30 permet d'utiliser un équipement standard pour toutes les citernes. La disposition des clapets, des flotteurs et de leur liaison permet le montage du détecteur dans un manchon fileté standard de 22" soudé sur le trou d'homme de la cuve. La sortie commune des deux clapets est reliée à la base du limiteur, permettant ainsi l'introduction des fuites dans le tube plongeur et évitant tout écoulement en forme de pluie dans la cuve et par suite tout risque de productions d'électricité statique. f) Le liquide pénétrant dans le circuit de commande du clapet principal et dans le détecteur de niveau est filtré à l'aide d'une toile métallique 31 assez fine pour ne laisser passer que des particules de dimension inférieure au plus petit jeu de montage glissant des éléments mobiles. Ceci diminue considérablement le risque de coincement par corps étranger. g) L'arrêt du remplissage ne provoque pas de "coup de bélier" en raison du puissant amortissement de fin de course (de construction classique par passage réduit et clapet antiretour) incorporé à la base du piston et au centre de la cuvette de guidage. h) Le clapet principal est du type normalement fermé, ce qui isole la cuve de l'extérieur entre les périodes de remplissage. Ce clapet ne comporte pas de ressort de rappel, c'est le poids propre de l'ensemble mobile, dit à piston lourd, qui provoque la fermeture du clapet. Ce système est un important facteur de fiabilité (pas de risque de rupture de ressort). i) La soupape 19 alimentée par une pompe ou tout autre circuit d'air comprimé-requiert peu d'air et a une faible pressiez Ceci permet de commander plusieurs limiteurs à l'aide d'une pompe et d'un robinet à trois voies, simplifiant ainsi l'installation et la manipulation dans les stations services à cuves et compartiments de cuves multiples. j) Le modèle représenté est adaptable aux diamètres 3" et 4", son encombrement, raccords montés est égal à celui des coudes grand rayon utilisés habituellement dans ce genre d'instal- lations. k) Les pressions de service de ce limiteur s'étendent de 0,04 kg/cm jusqu'à la pression d'épreuve qui n'est en fait pas limitée puisqu'elle ne dépend que de l'épaisseur des cons tituants et des matériaux employés. Le limiteur décrit demande une opération manuelle pour la réouverture du clapet principal et la vidange des tuyauteries flexibles. Le limiteur selon la seconde forme d'exécution fonctionne sans intervention manuelle mais demande la surveillance de l'opérateur. Sa construction est plus simple que celle du limiteur décrit précédemment. Dans cette seconde forme d'exécution du limiteur de remplissage seul le couvercle 10 du cylindre 8 est différent de la forme d'exécution déjà décrite. Les organes et pièces de cette nouvelle forme d'exécution déjà décrits en référence à la première portent les mêmes chiffres de référence. Comme on le voit à la figure 2 le couvercle 32 du cylindre 8 de cette seconde forme d'exécution est très simple parce qu'il ne comporte plus de soupape mais seulement l'orifice 12 relié au premier clapet 14. Le fonctionnement de cette seconde exécution est le suivant : Lorsque le remplissage a été arrêté au niveau N1, comme décrits én référence à l'exécution précédente, un écoulement subsiste par un canal 33 reliant le vide interne du corps 23 des clapets, en aval du clapet 14, à l'orifice de remplissage 3. L'opérateur qui surveille le remplissage ayant constaté un très net ralentissement du débit de remplissage, ferme la vanne V du camion et vidange ses tuyauteries flexibles par la méthode habituelle. Cette vidange s'opère par le canal 33 à débit réduit. En cas de retard excessif dans la manoeuvre de l'opéra- tion l'écoulement sera arrêté au niveau N2 grâce à l'action du flotteur 22. La sécurité antidébordement est donc réalisée. Dans cette réalisation tout en réduisant l'encombrement en hauteur, on a augmenté le poids du piston pour accrortre la vitesse de fermeture du clapet 6. D'autre part, l'ensemble ne comportant plus aucune pièce élastique (ni membrane, ni ressort) la longévité de l'ensemble devient considérable. La troisième forme d'exécution illustrée à la figure 3 est une forme simplifiée qui convient au meme usage mais avec une sécurité antidébordement non absolue si l'on applique la règle dite de l'homme mort. Il peut toutefois être considéré comme très satisfaisant dans sa version à égouttage, destinée au remplissage des cuves à l'aide de flexibles possèdant une vanne à leur extrémité. Dans cette exécution le limiteur de remplissage ne comporte qu'un flotteur situé dans l'axe de l'organe d'obturation de sorte que tout le dispositif peut être logé sur la citerne par une seule entrée pratiquée dans le couvercle du trou d'homme. Ici également les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour des organes correspondant des premières formes d'exécution décrites. Le piston 7 et son organe de fermeture associés 6 sont monté coulissant sur un tube 34 coaxial au carter 1 débouchant dans une chambre 35 dont l'orifice de sortie allant vers la citerne 5 peut être obturé à l'aide d'un clapet 36 actionné par un flotteur 37 soumis à l'action du liquide dans la citerne. Dans cette forme d'exécution le haut du cylindre 8 est obturé par un couvercle 38. Le haut du piston lourd 7 présente un évidement 39 pour que l'ouverture du tube 34 soit toujours accessible au liquide quelle que soit la position du piston 7. Enfin l'organe d'obturation comporte un passage 40. Le fonctionnement de cette dernière forme d'exécution est le suivant Le liquide est délivré par l'orifice 2, passe par le conduit 9 et provoque la levée du piston 8 et donc l'ouverture de l'orifice de remplissage 3. Pendant le remplissage un écoulement de liquide a lieu par la fuite calibrée existant entre le piston 7 et le cylindre 8, cet écoulement revenant dans la citerne par le tube central 34 et la chambre 35. Lorsque le niveau N1 déterminé est atteint, le flotteur 37 est soulevé et le clapet 36 obture la chambre 35 empêchant l'écoulement du liquide par le tube central 34. Dès cet instant la pression étant équilibrée sur les deux faces du piston 7, celui-ci tombe sous l'action de son poids propre ce qui provoque la fermeture de l'organe d'obturation 6. L'opérateur constate l'arrezt quasi total du remplissage et ferme la vanne du flexible ou du camion citerne. I1 déconnecte le flexible du raccord et le remplace par l'obturation habituelle le remplissage est terminé. Le liquide contenu dans la canalisation rigide va s'égoutter par le passage 40 dans la cuve dès que se produira une entrée d'air par un trou de désamorçage 41. L'utilisation d'un seul flotteur autorise une construction intégrée dans laquelle le flotteur, placé au centre du tube plongeur loualement élargi, permet une installation sur les plateaux de trou d'homme sans trou de réserve et sans adjonction d'un trou supplémentaire. Dans la quatrième forme d'exécution illustrée à la figure 4 un canal d'air 42 relie le tube plongeur 3 à l'air libre par orifice 43. Ceci permet d'annuler la force de dépression sous le clapet 6, qui est ici de forme sphérique, lors de son ouverture. En outre le canal de sortie 43 du clapet de pilotage 14 est ici séparé de celui (44) de la vidange du flexible. Le canal d'entrée 45 du clapet 14; actionné par le flotteur 15 le relie à la chambre supérieure du cylindre où se déplace le piston 7. La vidange du flexible s'effectue par le canal 46 qui communique avec l'orifice 2 même lorsque le clapet 6 est fermé, le clapet 21 commandé par le second flotteur 22 et le canal 44 relient la sortie du clapet 21 au tube plongeur 3, en-dessous du clapet 6. Dans cette forme d'exécution les clapets 14 et 21 sont indépendants l'un de l'autre. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Limiteur de remplissage comportant, monté dans la conduite d'alimentation d'une citerne, un dispositif de fermeture comprenant une partie mobile formée d'un organe d'obturation coopérant avec un siège fixe et un piston coulissant avec jeu dans un cylindre formant ainsi une fuite calibrée, la chambre inférieure du cylindre étant reliée au canal d'arrivée du liquide tandis que la chambre supérieure du cylindre est reliée par un conduit muni d'un clapet, commandé par un flotteur situé dans la citerne, à l'intérieur de cette citerne, caractérisé par le fait qu'il comporte encore un second clapet, commandé par un second flotteur situé dans la citerne mais au-dessus du premier flotteur, situé dans un conduit reliant le cylindre à l'intérieur de la citerne. 2. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit muni du second clapet relie la chambre inférieure du cylindre à l'intérieur de la citerne. 3. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amont du second clapet est relié, par l'intermédiaire d'une soupape normalement fermée à la chambre supérieure du cylindre. 4. Limiteur selon la revendication 1 ou l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les deux clapets sont montés en série. 5. Limiteur selon la revendication 1 et la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif manuel, hydraulique ou pneumatique d'ouverture de la soupape. 6. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube plongeur est relié à l'air libre. 7. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier clapet (de pilotage) est équilibré hydrauliquement. 8. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second clapet (de vidange des flexibles) comporte un amortisseur anti-battement.