Brevet FR2277292A1 — publié le 19760130

La présente invention concerne les appareils du type clapet automatique et systèmes de rézulation, autorisant l'dcou- lement d'un fluide liquide de densité donnée, interdisant, par voie de cons4quence, coulexent des autres fluides de densi td différente. En outre, l'appareil interdit tout mouvement de fluide en sens inverse; donc fonction anti-retour, et dans certaines conditions d'installation, interdit le remplissage excessif des réservoirs. L'appareil proposé peut être inclus dans un circuit de tuyauteries ou monté à l'entrée d'un réservoir. Actuellement, la réception ou la livraison de fluides liquides s'effectue manuellement par raccordement du moyen de livraison (wagon citerne, camion citerne, bateau réservoir etc.) à l'aise de canalisations flexibles ou rigides à un élément de réception (essentiellement des réservoirs de stockage). Après les contrôles de routine (contrôle des produits, des circuits etc.) l'admission des produits est permise par l'ouverture de vannes manuelles ou motorisées; le débit est gravitaire ou est assuré par l'intermédiaire de pompes. Ces manoeuvres non automatiques sont génératriees de risques de mélanges. L'invention proposée permet d'éviter ces risques. En effet - au repos le clapet est fermé. - il n'autorisera que le passage d'un fluide liquide de densité donnée. - si P aval) P amont, le clapet reste fermé ou se ferme, d'où 10) Action anti-retour 20) Action anti-débordement. "e système objet de l'invention est le résultat de la combinaison des éléments suivants l - Elément d'autorisation : un flotteur lesté 2 - Elément moteur : une membrane associée à un ressort taré 3 - Elément temporisateur : deux vis pointeau 4 - Elément de fermeture : clapet 5 - Elément anti-retour : un clapet anti-retour (12) Etude du fonctionnement Préambule : le plan, ainsi que l'exemple présenté, ne sont qu'une forme de conception. En fait, en fonction des résultats après essais, de la dimension des éléments, de leur disposition (l'ensemble flotteur et clapet d'admission peut être indépendant), de la nature des matériaux, il sera possible de déterminer des fourchettes d'utilisationus étroites que celle choisie pour illustrer l'exemple ci-après. - Interdiction de mélange entre des produits de densité 0,700 et 0,800 A - Autorisation d'écoulement des produits de densité 0,800 A-1 ) le ressort (16) maintient le clapet (3) appliqué sur son siège. Au repos, le clapet est fermé. A-20) Dès que le produit arrive dans le corps du clapet, celui-ci exerce une pression = à la hauteur géométrique du produit x densité, sur toutes les surfaces mouillées et tend à fermer le clapet. Si d > 0,800, le flotteur taré, sous l'ef- fet de la poussée d'Archimède, entraînera dans sa course le clapet d'autorisation (19). Dès cet instant, le produit pénètre dans la chambre amont "B". A-30) Dans la chambre amont "B", le produit exerce une poussée = à hauteur géométrique du produit x densité; si S. membrane x d.densité x h.hauteur du produit > S. clapet x d.densité x h.hauteur du produit + f.force du ressort = ouverture du clapet. A-40) A grand débit, le siège du clapet, en forme de Venturi, favorise l'ouverture du clapet et élimine tout risque de battement, par l'intermédiaire du canal de fuite aval qui maintient un état de dépression dans la chambre aval "C"; le canal de fuite amont autorise un léger débit occasionné par ltouver- ture du clapet secondaire (19). Le clapet est ouvert. Â-50) A débit nul, si P. amont = P. aval, les pressions s'exerçant de part et d'autre de la membrane s'annulent; le ressort pousse le clapet sur son siège : le clapet est fermé. il est important de noter qu'à partir de cette situation, si P. avals P. amont, le clapet sera plus fortement applique sur son siège; en effet, par le canal de fuite aval, la membrane reçoit la pression avals P. amont En outre, le clapet de fuite (11/12) interdit tout retour vers l'amont; l'ensemble forme donc un clapet anti-retour. A-60) Réception accidentelle d'un produit de densité 0,700 A-6/1 - Sur une première opération A-6/1.1 - Nous retrouvons le 10 ci-dessus clapet fermé. A-6/1.2 - Le produit arrive dans le corps du clapet; comme d0,700, le flotteur taré ne flotte pas; par conséquent, le clapet secondaire 19 n'autorisera pas la communication de l'amont avec la chambre amont. Le clapet restera fermé. A-6/2 - Pilous admettrons dans ce cas la possibilité d'écoulement successif et sans interruption de produits de d 0,800 puis d 0,700. A-6/2.1 - Dans une première phase, nous retrouvons les situations du A-1 , Â-20, A-3 , A-40 déjà décrites. A-6/2.2 - Dans la deuxième phase, arrivée accidentelle du produit d # 0,700. Le flotteur, taré pour flotter dans d # 0,800, amorcera: un mouvement descendant (masse au flotteur > V du flotteur x d = 0,700). Le clapet secondaire (19) entraîné dans cette course isolera la chambre anont du corps du clapet. Par l'action combinée des canaux do faite amont et aval du venturi, P. aoont x P. aval, la forez du ressort assurera la fermeture du clapet, le venturi accélèrera ce mouve- ment : le clapet se ferme. B - Autorisation d'écoulement des produits de densité 0,700 Préambule : la particularité de l'invention est d'utiliser un appareil identique à celui utilisé dans la description A. Seul, le clapet secondaire (19) diffère dans sa construction pour permettre les actions suivantes B-1 ) Situation identique à A1 B-20) Situation identique à A20; si d # 0,700, le flotteur, taré pour flotter dans d # 0,800, recevra une poussée d'Archimède = V flotteur x d = 0,700 B-30) Situation identique à A 30 B-40 Bituation identique à A 40 B-50 Situation identique à A 50 B-60) Réception accidentelle d'un produit de densité 0,800 B-6/1 - Sur une première opération B-6/1.11 - Position initiale identique à A1 ou B10 B-6/1.2 - Le produit arrive dans le corps du clapet; comme d # 0,800, le flotteur flotte et entrains dans sa course le clapet secondaire (19) qui interdit la communication de l'amont avec la "chambre amont',. Le clapet restera fermé B-6/2 - Nous admettrons la possibilité d'écoulc..aent ucces- sif et sans interruntion de produits de d 0,700 puis de d G,800. B-6/2.1 - Dans une première phase, nous retrouvons les situations B 1, B2, B3, B4 déjà décrites. B-6/2.2 - Dans la deuxième rndia.e, arrivée accidentelle du produit ae d > 0,800. Le flotteur, taré pour flotter dans d 0,800, sous la poussée d'Archimède, amorcera un mouvement ascendant (masse flotteur flotteur x d70,00). Le clapet secondaire' (19) entraîné: dans cette course ... etc... (suite identique à A-5/2.2). Le clapet, oo,et de l'invention, on, Deut tre utilisé dans l'industrie chimique et pétrolière, dans l'industrie alimentaire, ou les risques de mélanges et de débordement peuvent avoir des conséquences graves. Il peut équiper des cuves à mazout à usage industriel ou domestique, des réservoirs d'essence, des dispositifs de reception industrielle à grands débits de produits finis pétroliers, chimiques ou alimentaires. REVENDICATIONS 1 - Clapet autorisant le passage d'un fluide liquide d'une densité "d" déterminée de fonctionnement autonome et ne faisant appel à aucune énergie ou intervention extérieure autre que le fluide canalisé, caractérisé par le fait que le dispositif d'admission d'un fluide de densité "d" est un flotteur taré. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le flotteur taré agit sur le cla- pet secondaire (19). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le clapet secondaire (19) détermine ltetquilibfage des pressions entre la chambre À et la chambre B et que son fonctionnement est indépendant de la pression. 4 - Dispositif selon la revendication v, caractérisé par le fait que la membrane (20) transmet au clapet principal les forces résultantes des pressions différentielles des chasbres A et B. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les mouvements du clapet principal sont temporisers par l'action des vis pointeau (23) limitant les débits de fuite. 6 - Dispositif selon l'ensemble des revendications l et 4, caractérisé par le fait que le clapet de fuite (11/12) interdit tout retour de pression, dans la chambre B.