Brevet FR2279999A1 — publié le 19760220

La presente invention, à laquelle a collaboré Monsieur Robert ?REBEEVIN, concerne une nouvelle vanne pour ltécoulement d'un fluide ; elle concerne également l'application particulière de cette vanne au remplissage de réservoirs pour produits liquides. On connatt déjà des vannes automatiques possédant plusieurs chambres dans lesquelles, pendant-lutilisation de ladite vanne, s'établissent des pressions égales ou distinctes. La fermeture ou l'ouverture de la vanne est, en fait, commandée par la différence de pression existant entre les chambres. Ces vannes sont appelées communement "vannes à membrane", ladite membrane - souple, en général - séparant le corps de la vanne en deux chambres et étant reliée à un clapet obturateur0 Une telle vanne est par exemple décrite dans la demande de brevet français nO 74 20826, déposée le t4 Juin 1974, au nom de la Demanderesse. Le but de la présente invention est de proposer une nouvelle vanne pour ltécoulement d'un fluide. La présente invention a par conséquent pour premier objet une vanne comprenant : a) une enveloppe borgne dans laquelle sont pratiquées, au voisinage de l'extrémité borgne, des ouvertures permettant le passage du fluide,, b) une poche flexible et close située à l'intérieur de ladite enveloppe et remplie d'au moins un fluide, ladite poche étant suffisamment déformable pour obturer les ouvertures de l'enveloppe par effet de plaquage sur la surface interieure de celle-ci, c) une chambre possédant un fond solidaire de la partie supérieure de ladite poche, une paroi supérieure fixe à ladite enve loppe et des parois latérales déRtmables, ladite chambre possédant en outre au moins une première ouverture communiquant avec l'inté- rieur de l'enveloppe, et au moins une deuxième ouverture reliée à une canalisation communiquant avec des moyens aptes à faire varier la pression à l'intérieur de ladite chambre. Un deuxième objet de l'invention est l'application de la vanne ci-dessus au remplissage de réservoirs de produits liquides, ladite application étant caractérisée en ce que les moyens aptes à faire varier la pression à ltintérieur de ladite chambre comportent deux parties situées dans le réservoir à deux niveaux dif férents et en ce que lesdits moyens font varier la pression dans ladite chambre lorsque le niveau du liquide dans le réservoir atteint respectivement les deux susdits niveaux. Quatre figures sont jointes à la présente description La figure t représente, en coupe longitudinale, une vanne selon l'invention La figure 2 représente, également en coupe longitudinale, une variante de la vanne représentée à la figure 1 ; La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III - III de la figure 2 ; La figure 4 illustre l'application d'une vanne selon l'invention au remplissage d'un réservoir de produits liquides. On se référera en premier lieu à la figure 1. Une enveloppe 1, rigide ou souple, de forme et de section quelconques, est percée d'ouvertures 2 à son extrémité borgne. A l'intérieur de cette enveloppe 1, et fixée à elle par des tenons 14 par exemple, se trouve une chambre 6 possédant un fond 9, une paroi supérieure 13 (laquelle est fixée à l'enveloppe) et des parois latérales déformables 7. Tes tenons t4 peuvent être remplacés par des moyens équivalents ne gênant pas le passage du fluide à l'intérieur 5 de l'enveloppe 1. Dans la paroi supérieure 13 sont pratiquées : - une ouverture 10 communiquant avec l'intérieur 5 de l'enve lippe t t - une ouverture Il reliée à une canalisation 12, communiquant avec des moyens quelconques aptes à faire varier la pression à l'intérieur de ladite chambre 6, et'non représentés sur la figure t. Les parois latérales 7 de la chambre 6 sont déformables longitudinalement, mais,de préférence,pss latéralement. On a figuré par 8 un ressort hélicordal, qui permet, d'une part, d'éviter le rapprochement des parois latérales 7, et d'autre part, lorsqu. l'état de pression relative entre la chambre 6 et l'intérieur 5 de l'enveloppe 1 le permet, a tendance à repousser ves le bas le fond 9 de la chambre 6 (il est rappelé que la paroi supérieure 13 a une position sensiblement fixe par rapport à l'enveloppe 1). Dans cet exemple de réalisation, le fond 9 est fixé directement, par des moyens quelconques, connus dans la technique, à une poche flexible et close 3, délimitant un volume 4, qui peut être rempli d'un liquide, d'un gaz ou d'un mélange gaz-liquide. Cette poche doit être suffisamment déformable pour pouvoir venir obturer toutes les ouvertures 2 pratiquées dans l'enveloppe 1 ; sur la figure 1, on a représenté ladite poche en position d'obturation. Cette poche peut éventuellement être fixée à l'enveloppe par des moyens connus, quelconques, qui sont référencés 15 sur la figure 1. Ceci permet d'avoir un bon centrage de la poche pendant le fonc t:.onnementde la vanne, qui sera décrit par la suite, Dans la variante des figures 2 et 3, l'enveloppe 1 et la poche close 3 de la vanne sont identiques à celles de la vanne de la figure 1, mais la chambre 6 n' est pas fixée directement à la poche 3. Elle en est rendue solidaire par une tige 16 et une plaque~17, cette dernière ne faisant qu'assurer une certaine surface d'appui à la partie supérieure de la poche 3.La tige 16 peut coulisser à travers un orifice maintenu au voisinage du centre je l'intérieur de l'enveloppe par des moyens quelconques tels que des tenons 18 fixés à l'enveloppe 1 (figure 3), La chambre 6 est toujours fixée à l'enveloppe par l'inter- médire de sa paroi supérieure 13, maintenus par les moyens figurés par t40 L'ouverture il est, dans cet exemple, pratiquéedans le fond 9-de la chambre 6 et communique avec la canalisation 12 reliée aux moyens aptes à faire varier la pression dans la chambre 6, moyens qui ne sont pas représentés0 Le ressort hélicoïdal 8 de la figure 1 a été remplacé,à titre d'exemple,par un système équivalent de tiges mâles 27 coulissant dans des tiges femelles 28 munies de petits ressorts 26. Ces tiges, comme le ressort, peuvent éventuellement être absentes. La chambre 6 est en outre solidaire d'une tige 19,qui confère un bon centrage à l'ensemble. Le fonctionnement de la vanne selon l'invention va être décrit ci-après en référence à la figure 40 Sur cette figure, on a représenté une plaque de trou d'homme 22 d'un réservoir de produits liquides 23. La tuyauterie de remplissage n'est représentée que par son extrémité 21, qui maintient l'enveloppe 1 par des moyens de fixation connus. L'enveloppe 1 plonge dans ledit réservoir, et elle est associée à un dispositif limiteur d'emplissage du réservoir, figuré par ses deux parties 24 et 25. La partie 24 est située à un niveau N2 plus haut qu'un niveau Nt où est située la partie 25. Ce dispositif limiteur d'emplissage peut être par exemple une boite à niveaux telle que décrite dans la demande de brevet français déjà citee,à laquelle on pourra se reporter. il peut être également eo.lstitue par un système comportant un flotteur commandant l'ouverture ou la fermeture de deux clapets obturateurs situés à l'ex- trémité d'une canalisation reliée à la canalisation t2, les deux clapets étant situés l'un au niveau N1, l'autre au niveau N2. Lorsque le camion-citerne (ou tout autre moyen de transport de liquide) arrive pour remplir le réservoir, l'opérateur branche le flexible du camion sur la tubulure de 19 tuyauterie de remplissage0 La seconde opération à effectuer est l'ouverture de la vanne de la citerne qui libère le liquide.Celui-ci s'écoule alors et arriveà l'intérieur 5 de l'enveloppe 1, qu'il remplit, Il remplit également, par l'ouverture 10, la chambre 6 qu'il traverse ; il passe par l'ouverture 11, puis par la canalisation-alimentation 12, et atteint la boite à niveaux représentée par 24 et 25o Il est nb- cessaire, dans le cas où l'on utilise une telle boite à niveaux, que la perte de charge dans l'ouverture 11, la canalisation d'alimentation 12, et la boite à niveaux, soit inférieure à la perte de charge à travers l'ouverture 10o Ceci peut être réalisé,par exemple,par différence de section entre les ouvertures 10 et 11* Du fait de cette différence de perte de charge, la chambre 6 se trouve, quand le liquide s'écoule, en dépression par rapport à l'intérieur 5 de l'enveloppe 1 ; le fond 9 de la chambre 6 se soulève donc et maintient la poche 3 en position "haute", telle que représentée sur la figure 4. Les ouvertures 2 permettent alors le passage du liquide et le réservoir se remplit.Le liquide coule également dans le réservoir par les ouvertures libres des deux parties 24 et 25 de la botte à niveaux selon la demande de brevet précitée0 Le niveau du liquide montant dans le réservoir atteint bient8t le niveau N1, en provoquant, comme décrit dans la demande précitée, l'interruption de la communication entre le réservoir et l'ensemble 25o De ce fait, la pression augmente dans la chambre 6, qui s'allonge, et le fond 9 de ladite chambre force la poche souple 3 à venir se placer contre la surface intérieure de l'en- veloppe 1, obturant ainsi les ouvertures 2.L'écoulement du liquide est arrêtée L'opérateur surveillant le débit de liquide sortant de la citerne ferme alors la vanne du camion. il lui faut encore vider le flexible reliant le camion à la tubulure de remplissage du réservoir. Lorsque la pression hydrostatique qui règne dans l'ensemble supérieur 24 de la bote à niveaux devient assez faible, la chambre 6 et le réservoir sont remis en communication par' l'intermédiaire de l'ensemble principal supérieur 24 de la boite à niveaux, comme décrit dans la demande de brevet précitée, Dès que l'opérateur débranche le flexible de la citerne, il met en communication avec l'atmosphère la colonne de liquide iusqutalors suspendue et le liquide s'écoule dans le réservoir par l'ensemble principal supérieur 24. Ceci a pour effet de remettre la chambre 6 en dépression par rapport à l'intérieur 5 de l'enveloppe 1, et le fond 9 se soulève, entraînant de nouveau la poche 3 en position haute ; le liquide peut de nouveau s'écouler par les ouvertures 2 dans le réservoir. Une fermeture définitive de la vanne peut être assurée si le liquide atteint le niveau N2, conformément à ce qui s'est déjà passé au niveau NI. Cet exemple d'application au contrôle du remplissage de réservoirs pour liquides n'est ,bien entendu,pas limitatif. La vanne peut, en effet,être utilisée en combinaison avec tout organe susceptible de faire varier la pression relative de la chambre 6 par rapport à l'intérieur 5 de l'enveloppe la Cette application particulière, en combinaison avec une boîte à niveaux selon l'enseignement de la demande de brevet français déjà citée, ou en combinaison avec des clapets obturateurs associés à un ou plusieurs flotteurs, répond parfaitement bien aux exigences de llAdministration française en ce qui concerne le remplissage de réservoirs de produits inflammables, tels que les cuves 'enterrées de carburants par exemple, exigences qui sont codifiées par divers règlements et ont fait l'objet d'un projet de norme AFNOR (NFoMo 88 502). R E V E N D I C A 2 I O N S 1.- Vanne pour ltécoulement d'un fluide comprenant : a) une enveloppe borgne, dans laquelle sont pratiquées, au voisinage de l'extrémité borgne, des ouvertures permettant líécou- lement du fluide, b) une poche flexible et close située à l'intérieur de ladite enveloppe, remplie d'au moins un fluide, ladite poche étant suffisamment déformable pour obturer les ouvertures de l'enveloppe par effet de plaquage contre la surface intérieure de celle-ci, c) une chambre possédant un fond solidaire de la partie supérieure de la poche ci-dessus, une paroi supérieure fixée par des moyens quelconques à ladite enveloppe, et des parois latérales déformables longitudinalement, ladite chambre possédant en outre au moins une première ouverture communiquant avec l'intérieur de l'enveloppe, et au moins une deuxième ouverture reliée à une canalisation communiquant avec des moyens aptes à faire varier la pression à l'intérieur de ladite chambre. 2.- Vanne conforme à la revendication 1, caractérisée en outre en ce que ladite poche est fixée par une extrémité à ladite enveloppe à l'aide de moyens connus dans la technique. 3.- Vanne conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite première ouverture de la chambre est située dans la paroi supérieure de celle-ci. 4.- Vanne conforme à l'une des revendications 1, 2 ou-3, et caractérisée en ce que ladite deuxième ouverture de la chambre est située dans la paroi supérieure de celle-ci. 5.- Vanne conforme à l'une des revendications 1, 2 ou 3, et caractérisée en ce que ladite deuxième ouverture de la chambre est située dans le fond de ce11e-ciO 6.- Vanne conforme à l'une des revendications 1 à 5, et caractérisée en outre en ce que ladite chambre comporte des moyens pour écarter la paroi supérieure du fond. 70- Vanne conforme à l'une des revendications t à 6, et caractérisée en outre en ce que la section de ladite deuxième ouverture est plus grande que la section de ladite première ouverture0 8.- Vanne conforme à l'une des revendications I à 7, et caractérisée en outre en ce que la chambre est rendue solidaire de la poche par fixation du fond de ladite chambre à la poche. 9.- Vanne conforme à l'une des revendications t à 7, et caractérisée en outre en ce que la chambre est rendue solidaire de la poche par l'intermédiaire d'une tige fixée à la poche, ladite tige coulissant éventuellement à travers au moins un orifice, maintenue au voisinage du centre de l'enveloppe par des moyens quelconques fixés à l'enveloppe. 10. - Dispositif de remplissage d'un réservoir de produits liquides, comprenant une vanne conforme à l'une des revendications 1 à 9 et des moyens aptes à faire varier la pression à l'intérieur de la chambre de la vanne. 11.- Dispositif de remplissage conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une boîte à niveaux. 12.- Dispositif de rémplissage conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent des clapets obturateurs et au moins un flotteur. 13.- Application d'un dispositif selon l'une des revendications 10, tt ou 12, au remplissage d'un réservoir de produits in flammables.