Brevet FR2220040A1 — publié le 19740927

La présente invention est relative à la commande automatique du remplissage des citernes destinées à contenir des fluides présentant des risques d'explosion et notamment des gaz inflammables sous une pression telle qu'ils se trouvent à ltétat liquide Le transport de tels gaz comme par exemple le gaz butane à l1 état liquide se fait habituelTemèt à l'aidé de citernes montées sur des véhicules appropriés. Pour des raisons de sécurité évidentes, il est nécessaire de ne remplir les citernes que partiellement. De plus, pour éviter tout risque d'explosion, il est indispensable de prévoir des dispositifs de commande présentant une sécurité absolue. Jusqu'à présent, la commande de remplissage de telles citernes de gaz liquéfié se faisait manuellement ou au moyen de dispositifs de commande électrique utilisant un courant très faible. Dans les dispositifs à commande manuelle, un flotteur est disposé à l'intérieur de la citerne et se trouve relié au moyen d'une tige et d'un pignon à un barreau aimanté qui entre en rotation à la suite d'un mouvement du flotteur. Le barreau aimanté peut alors entraîneur magnétiquement une aiguille disposée à l'extérieur de la citerne de tel-le sorte que le niveau de remplissage-de la citerne puisse être déterminé à ltaide d'un cadran préétalonné. De cette manière, il est possible de détecter le niveau du gaz liquéfié sans nuire à l'étanchéité de la citerne. Il est cependant nécessaire de procéder à une surveillance visuelle constante de l'aiguille indicatrice pour procéder à l'arrêt du remplissage dès que le niveau prédéterminé est atteint. Pour éviter une telle surveillance continuelle, il a également été prévu d'utiliser un purgeur placé à'n niveau prédéterminé sur la citerne. Le niveau prédéterminé est alors détecté-lorsque le fluide de remplissage s'échappe par le purgeur à l'état liquide et non plus à l'état gazeux. Un tel dispositif de jaugeur à purge présente évidemment des dangers d'explosion non négligeables et présente par ailleurs l'inconvénient d'une perte continuelle en gaz lors du remplissage de la citerne. Enfin, il est également nécessaire de surveiller continuellement le purgeur de façon à détecter la sortie du liquide. Pour pallier les inconvénients de ces dispositifs essentiellement manuels, il a été également prévu de disposer sur la citerne un dispositif de commande automatique muni d'un interrupteur à lame souple fonctionnant magnétiquement et relié comme précédemment à un flotteur placé à l'intérieur de la citerne. Dans ufl tel dispositif de commande automatique utilisant le courant électrique pour détecter le niveau de remplissage, il est nécessaire de prévoir l'adjonction d'un bottier antidéflagrant pour limiter les risques d'une explosion en cas d'étincelle électrique. I1 en résulte que ces dispositifs de commande sont relativement onéreux sans que leur fonctionnement puisse être considéré comme absolument sûr et dénué de tout risque. La présente invention a pour objet la réalisation d'un dispositif de commande automatique d'arrAet de remplissage d'une citerne de gaz liquéfié dans lequel tout risque d'explosion est écarté et où il n'est pas nécessaire de prévoir un bottier antidéflagrant. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de commande entièrement pneumatique ne comportant aucune partie électrique et permettant une commande à distance. Selon la présente invention, le flotteur disposé à l'intérieur de la citerne est relié magnétiquement à un organe détecteur placé à l'extérieur de la citerne et le dispositif de commande est caractérisé par le fait que l'organe détecteur comprend une plaque munie d'une échancrure coopérant avec une cellule pneumatique détectrice de position qui est susceptible de piloter une valve de distribution agissant sur un vérin pneumatique de commande de la vanne de remplissage de la citerne. La cellule pneumatique, détectrice de position, est avantageusement reliée à un amplificateur pneumatique qui permet le pilotage de ladite valve de distribution. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention, la cellule détectrice est montée dans le circuit de telle sorte que sa sortie délivre un signal tant que l'échancrure se trouve en face de la cellule détectrice, c'est-à-dire tant que le niveau de remplissage prédéterminé de la citerne n'est pas atteint. De la même manière, la valve de distribution et le vérin de commande précités sont montés dans le circuit de façon qu'une chute de pression commandée ou accidentelle dans les circuits de commande provoque la fermeture de la vanne de remplissage de la citerne. De cette manière, le dispositif de commande pneumatique de l'inventon présente une sécurité accrue étant donné que tout incident se traduit obligatoirement par un arrêt automa- tique au remplissage de la citerne. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif comporte de plus une cellule logique pneumatique à fonction d'inhibition dont les deux entrées sont reliées respectivement à l'entrée et à la sortie de l'amplificateur pneumatique précité afin de délivrer un signal de sortie lorsque sortie dudit amplificateur ne délivre aucun signal, c'est-à-dire lorsque l'échancrure de l a plaque précitée ne se trouve plus en face de @ a cellule détectrice de position. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'étude d'un mode de réalisation particulier décrit à titre d'exemple nullement limitatif d'un dispositif d commande pneumatique conforme à la présente invention et illustre par les dessins, sur lesquels la figure @ représente une vue en coupe partiel le de l'organe détecteur du niveau de remplissage et de la cellule détectrice de position la figure 2 est une vue de dessus partielle mode trant a cellule détectrice de la figure 1, et a fi figure 5 est un schéma montrant le circuit ce commande pneumatique du dispositif de l'invention. Tel qu'il est représenté sur les figures 1 et ., or Oit que l'organe détecteur de niveau du dispositif de commande pneumatique de a présente invention est monté au moyen d'une bride 2, sur une citerne 1 destinée à contenir un fluide présentant des risques d'explosion tel qu'un gaz inflammable liquéfié sous pression. @ne contrebride 8 est fixée de manière étanche par l'in @ermédiaire d'@n Joint 3 sur a bride 2. @n flotteur 3 se@trouve disposé à l'intérieur de la c terne T et relié à @@e tige 4 qui provoque, par l'inter- méd@aire d'un engrenage place dans un boîtier 5, la rotation d'@@@ ti@e solidaire d'un barreau aimanté 7. Un barreau ferromagnétique @ est solidaire d'une tige 11 sur laquelle se trouve fixée une plaque 12 a moyen d'écrous de fixation 15. lia plaque 12 comporte, comme e on peut le voir sur la figure 2, une échancrure T 4 qui peut coopérer avec une cellule détectrice de position 15 qi est ali mentée @@ @@@ comprimé par une canalisation d'entrée 1. Lut air comprimé, qui peut être par exemple, à une pression d'environ 100 milibars est éjecté par la buse 17 de la cellule 15 de façon à délivrer un signal de sortie par la canalisation de sortie 18 de la cellule détectrice 15 lorsque l'échancrure 14 se trouve en face de la buse 17. L'organe détecteur fonctionne alors de la manière suivante : le flotteur se déplace pendant le remplissage en fonction du niveau du gaz liquéfié dans la citerne 1. Ce déplacement du flotteur 3 entraîne une rotation correspondante du barreau aimanté 7 qui provoque magnétiquement une rotation de la plaque 12. Sur son axe, celle-ci est positionnée sur la tige 11 de façon que la fin de l'échancrure 14 arrive en face de la buse 17 lorsque le niveau de remplissage predéter- miné est atteint.Une partie pleine de la plaque 12 vient alors interrompre le flux d'air comprimé émis par la buse 17 et la cellule détectrice 15 ne délivre plus alors aucun signal par sa sortie 18. En se reportant maintenant à la figure 3, on voit que l'air comprimé à la pression d'alimentation par exemple de 9 bars, parvient au dispositif de commande par l'orifice d'alimentation 19, le filtre 20 et une valve de distribution 21 qui est une valve à trois voies et à deux positions à commande manuelle ét à retour par ressort. La valve 21 dont les deux positions sont stables permet la mise sous pression de l'ensemble du circuit de commande. L'air comprimé à la pression de 9 bars est alors introduit dans un premier détendeur 22 qui délivre par sa sortie 23 une pression intermédiaire qui peut être par exemple de l'or- dre de 4 bars. Un deuxième détendeur 24 délivre à sa sortie une pression d'alimentation nettement plus faible de l'ordre de 100 millibars qui permet l'alimentation de la cellule détectrice 15. Dans ce but, la sortie du détendeur 24 se trouve reliée directement à l'entrée 16 de ladite cellule détectrice 15. L'air comprimé provenant de la sortie 23 du détendeur 22 alimente un amplificateur pneumatique 25 qui est relié par ailleurs à la sortie 18 de la cellule détectrice 15 et qui a pour fonction d'amplifier le signal de sortie de ladite cellule détectrice 15. La sortie de l'amplificateur 25 est reliée à une valve de distribution 26 qui est une valve à trois voies et à deux positions stables pilotées pneumatiquement et dont la sortie 27 est reliée à l'entrée 28 d'un vérin pneumatique à simple effet non représenté qui agit directement sur la vanne de remplissage de la citerne également non représentée sur les figures. L'air comprimé à 4 bars provenant de la sortie 23 du dé tendeur 22 alimente également une valve de distribution 29 à trois voies et deux positions à commande manuelle et retour automatique par ressort. Ladite valve de distribution 29 permet la mise en marche du remplissage automatique, sa sortie 30 pilotant la valve de distribution 26 dans une position où celle-ci délivre à sa sortie 27 la pression provenant du détendeur 22 par l'intermédiaire de l'amplificateur 25 au verin pneumatique de commande de la vanne de remplissage, de façon à ouvrir cette dernière pour commencer le remplissage de la citerne. La canalisation d'entrée 31 de l'amplificateur 25 est de plus reliée à- l-'une des entrées 32 d'une cellule logique pneumatique à fonction d'inhibition 33. La sortie 34 de l'amplificapteur 25 est reliée à l'autre entrée 35 de la même cellule 33. Du point de vue purement logique, on peut dire que la cellule à fonction d'inhibition 33 réalise en fait une fonction ET, son entrée 32 étant munie d'un élément à f-onction NON 36. On voit donc que la cellule 33 délivre à sa sortie 37 un signal de pression lorsque son entrée 35 n'est soumise à auc-un-signal de pression tandis que l'entrée 31 de l'amplificateur 25 est sous pression. Au contraire lorsque l'entrée 31 de l'amplificateur 25 est toujours sous pression tandis que la sortie 34 de iramplificateur 25 est également sous pression, la cellule 33 ne délivre à sa sortie 37 aucun signal de pression. La sortie 37 de la cellule d'inhibition 33 est reliée à l'une des entrées 38 d'une cellule logique pneumatique à fonction OU 39 dont la sortie 40 pilote la valve de distribution 26 dans le sens opposé au pilotage provoqué par une action manuelle sur la valve 29. Dans le but de provoquer en cas d'urgence un arrêt manuel du remplissage, le dispositif de commande comporte également une valve d'arrêt d'urgence 41 qui est une valve de distribution à trois voies et deux positions à commande manuelle et retour automatique par ressort. Ladite valve est alimentée à son entrée 42 par la sortie 23 du détendeur 22. La sortie 43 de la valve 41 est reliée à la deuxième entrée 44 de la cellule OU 39. On voit que recette manière une action manuelle sur la valve 41 provoque la mme action qu'une détection par la cellule 15 du niveau de remplissage prédéterminé de la citerne I. Le dispositif de commande pneumatique conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante L'ensemble du dispositif est tout d'abord mis sous pression par une action manuelle sur la valve distributrice 21 qui reste en position ouverte. La cellule détectrice 15 est alors alimentée par son entrée 16 par l'intermédiaire du détendeur 24. La vanne de remplissage de la citerne reste cependant toujours fermée.Une action manuelle sur le bouton de la valve distributrice 29 ouvre celle-ci pendant un court instant suffisant pour provoquer un pilotage de la valve de distribution 26 qui laisse alors passer l'air comprimé provenant du détendeur 22 et ayant traversé l'amplificateur 25. I1 est à noter que la sortie 34 de l'amplificateur 25 délivre un signal de pression étant donné que la cellule détectrice 15 délivre ellemême un signal de pression par sa sortie 18 du fait que la citerne est vide et que l'échancrure 14 se trouve en face de la buse 17 de la cellule détectrice 15. Le vérin pneumatique de commande soumis à la pression de l'air comprimé traversant la valve de distribution 26 ouvre alors la vanne de remplissage de la citerne1 ce qui provoque le début du remplissage de celle-ci. Entre-temps, la valve de distribution 29 est revenue dans sa position initiale, la valve de distribution 26 restant cependant en position stable, ce qui maintient la vanne de remplissage ouverte tant que l'air comprimé peut traverser la valve 26. Pendant le remplissage, le flotteur se déplace en fonction du niveau du gaz liquéfié dans la citerne 1 provoquant ainsi une rotation lente de la plaque 12, par exemple dans le sens de la flèche 12a. Au moment où l'échancrure 14 cesse de se trouver en face de la buse 17 de la cellule détectrice 15 et se trouve remplacée par une partie pleine de la plaque 12, la cellule 15 cesse de délivrer un signal par sa sortie 18. Aucune pression ntest alors délivrée par la sortie 34 de l'am plilicateur 25. Par contre, l'entrée 31 de l'amplificateur 25 est toujours soumise à une pression. Ces deux conditions réunies provoquent donc un signal positif à la sortie 37 de la cellule logique d'inhibition 33, ce qui entraîne un signal positif à la sortie 40 de la cellule OU 39 et un pilotage de la valve de distribution 26, de façon à fermer celle-ci, ce qui provoque un retour du vérin pneumatique de commande sous l'action de son ressort de rappel et une fermeture de la vanne de remplissage ayant pour résultat 1 arrêt du remplissage de la citerne. lia présente invention peut etre appliquée au remplissage automatique de toute citerne pour fluides présentant des risques d'explosion et notamment des citernes pour gaz inflammables liquéfiés qui sont montées sur des véhicules de transport. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pneumatique d'arrêt de remplissage d'une citerne destinée à contenir un fluide présentant un risque d'explosion et notamment un gaz inflammable liquéfié, comportant un flotteur disposé à l'intérieur de la citerne et relié magnétiquement à un organe détecteur placé à l'extérieur de la citerne de façon qu'un mouvement du u flotteur se traduise par une rotation dudit organe détecteur, caractérisé par le fait que ledit organe détecteur comprend une plaque munie d'une échancrure coopérant avec une cellule pneumatique détectrice de position qui est susceptible de piloter une valve de distribution (26) agissant sur un vérin pneumatique de commande de la vanne de remplissage de la citerne. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cellule pneumatique détectrice de position est reliée à un amplificateur pneumatique (25) pilotant ladite valve de distribution (26). 3. Dispositif de commande selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cellule détectrice est montée de façon que sa sortie délivre un signal tant que l'échancrure se trouve en face de ladite cellule, c'est-à-dire tant que la citerne n'est pas remplie. 4. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valve de distribution (26) et le vérin de commande précités sont montés de façon qu'une chute de pression commandée ou accidentelle dans les circuits provoque la fermeture de la vanne de remplissage de la citerne. 5. Dispositif de commande selon les revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il comporte de plusune cellule logique pneumatique d'inhibition (33) dont les deux entrées sont reliées respectivement à l'entrée et à la sortie de l'amplificateur pneumatique précité (25) de façon à délivrer un signal de sortie lorsque la sqrtie dudit amplificateur ne délivre aucun signal, c'est-à-dire lorsque l'échancrure précitée ne se trouve plus en face de la cellule détectrice. 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la sortie de la cellule d'inhibition (33) est reliée en vue d'un pilotage à la valve de distribution (26) précitée, de façon à agir sur le vérin pneumatique de commande de la vanne de remplissage de la citerne pour fermer celle-ci et provoquer l'arrêt du remplissage. 7. Dispositif de commande selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait outil comporte une valve à retour automatique (29) montée de façon à piloter la valve de distribution précitée (26) pour agir sur le vérin pneumatique de commande de la vanne de remplissage de la citerne afin d'ouvrir celle-ci. 8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valve de distribution précitée (26) est une valve à trois voies et à deux positions stables. 9. Dispositif de commande selon les revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une valve d'arrêt d'urgence (41) et une cellule logique pneumatique à fonction OU (40) montées dans le circuit de façon que les deux entrées de ladite cellule OU soient reliées respectivement à ladite valve d'arrêt d'urgence (41) et à la sortie de la cellule logique d'inhibition précitée (33), la sortie de ladite cellule OU étant reliée en vue d'un pilotage à la valve de distribution précitée (26) de façon qu'un signal de sortie de la cellule OU provoque l'arrêt du remplissage.