Brevet FR2279084A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne de façon général U-2S dispositifs capteurs de pression différentielle, et plus -précisément, un raccord de montage et de transfert de pression destiné à supporter un mécanis.',e capteur de pression différentielle et à transmettre le fluide sous pression à ce mécanisme. Dans les industries de traitement (raffineries, usines chimiques, installations de dégazolinage, et analogues), la mesure et la présentation visible d'un niveau ae liquide dans des réser-oirs sont souvent nécessaires pour le guidage constant du personnel de commande de l'état de l'installation à tout moment. Bien qu'il existe de lìombreux procédés de mesure d'un niveau de liquide dans un réservoir, l'un des procédés les plus économiques, pour la détection et la transmission à distance du niveau de liquide sous forme de signaux appropriés à une installation de commande, met en oeuvre des dispositifs qui mesurent la pression hydraulique ou hydrostatique créée par la hauteur de liquide sur le dispositif de mesure.De tels dispositifs de mesure soeit couramment appelés régulateurs ou transmetteurs de pression différentielle. Pratiquement tous les procédés sont réalisés en présence d'une pression statique positive ou d'une dépression et en conséquence, la pression mise en oeuvre doit entre détectée au-dessus et au-dessous du niveau du liquide. Par exemple, lorsqutau cours du procécé la pression relative est maintenue dans un récipient à une valeur de 35 bars, le récipient étant partiellement rempli de liquide dont le niveau doit entre détecté, il est nécessaire que le cote à basse pression d'un capteur de pression différentielle détecte la pression de la vapeur, soit 35 bars.Le côté à pression élevée du capteur ependant ne détecte pas seulement la pression de la vapeur de 35 bars mais aussi la pression hydrostatique du liquide dans le récipient. I1 est évident en conséquence que 1 différence entre les côtés à haute pression et basse pression du capteur différentiel correspond à la pression hydrostatique de.liquide dans le récipient. En conséquence, l'ins- trument transmet un signal qui et prcportftonnel uniquement a ira hauteur de liquide pour laquelle il est étalonne Un capteur de pression différentielle ou capteur différentiel, est en général monté près d'un récipient auquel il est associé, par un tronçon de tuyauterie qui a souvent un diamètre de l'ordre de 5 cm et qui est collé ou fixé de façon ferme en position de manière que le tuyau constitue une structure de support ne présentant pas de vibrations. te capteur différentiel est alors monté sur la structure formée par la tuyauterie de 5 cm, par ltintermédiaire d'un tube ou d'une petite tuyauterie reliant l'élément capteur aux vannes mises en oeuvre. Le montant formé par la tuyauterie de 5 cm peut être soudé sur un organe proche ou sur le récipient lui-mtme ou il peut être monté dans un bloc de béton disposé spécialement pour la mise en place du capteur. De tels procédés de montage des capteurs présentent des inconvénients étant donné la nature conteuse de la réalisation d'un support ne présentant pas de vibrations. Un autre inconvénient est l'imbrication des raccords utilisés pour les tuyauteries fixées sur les appareils, et des raccords des instruments, étant donné que les tuyauteries de support et les tubes de support d'instruments coopèrent. De plus, les divers procédés possibles de montage s'opposent à toute normalisation du montage au moment de la réalisation. L'invention concerne un nouveau raccord de montage permettant la connexion entre un récipient utilisé au cours de la mise en oeuvre d'un procédé et un capteur de pression différentielle, le raccord constituant aussi le support de instrument. Un raccord selon l'invention constitue un support simple et ferme pour le capteur et transmet le fluide sous pression du récipient au mécanisme capteur. Selon l'invention, le raccord de montage assure les connexions à la fois pour les cotés à haute pression et à basse pression du capteur, et permet le retrait total de l'ins- trument lors d'une réparation sans perturbation dans les ca nalisations de mise en oeuvre du procédé, d'une manière quelconque. L'invention concerne aussi un raccord de montage comprenant un dispositif d'orientation enptchant tout montage erroné du mécanisme capteur de pression différentielle. Plus préclsément, l1invention concerne un raccord de montage relié à une de ses extrémités à la partie icfé- rieure d'un récipient ou à un conduit de sortie ou à une sortie munie d'une vanne placée à la partie inférieure du récipient. Le raccord de montage comprend une structure délimitant des passages pour le fluide et transmettant la pression mise en oeuvre et la pression hydrostatique combinées directement au ctté à pression élevée du mécanisme capter, et la seule pression mise en oeuvre au cours du procédé au côté à basse pression du mécanisme capteur. Le raccord constitue aussi un support matériel du mécanisme capteur.Il comprend une structure délimitant des passages pour le fluide et reliée par des tuyauteries à l'extrémité supérieure pour la transmission de la pression mise en oeuvre eu cours du procédé vers les coté à basse pression du capteur différentiel. Le raccord constitue donc Lui support matériel du mécanisme capteur et transmet les deux pressions qui doivent entre détectées au capteur. Le raccord peut aussi comprendre des robinets ou soupapes capables d'isoler l'une des pressions du capteur, ainsi ou'un passage de dériva'ion commandé par un robinet ou une soupape et permettant une mise simple à zéro de l'appareil capteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une perspective du raccord de montage selon un mode de réalisation avantageux de l'invention - la figure 2 est une coupe partielle du raccord de la figure 1, et elle montre la connexlo?-1 entre le raccord et un récipient d'une part et un mécanisme capteur d'autre part ; - la figure 3 est une coupe en élévation d'une variante qui est reliée à une extrémité à la sortie dlur. robinet, muni d'une bride, et, à l'autre extrémité à un mécanisme capteur de pression différentielle ; ; - la figure 4 est une coupe en élévation d'une autre variante de l'invention, et elle représente en détaii les surfaces au niveau des raccords - la figure 5 est une vue en plan d'une autre variante de l'invention - la figure 6 est une élévation latérale d'un raccord de montage selon une variante de l'invention - la figure 7 est une coupe du raccord de la figure 6, et elle représente les passages à pression élevée et à basse pression, ainsi qu'un passage de purge qui communique avec le passage à haute pression - la figure 8 est une vue de bout du raccord de la figure 6 et elle représente la bride de fixation du raccord en détail - la figure 9 est une coupe d'une variant de l'in- vention, et elle montre l'incorporation d'une soupape d'entrée qui règle le courant de fluide dans le raccord ; et - la figure 10 est une coupe d'une autre variante du raccord de l'invention, comprenant, en plus de la structure de la figure 9, un passage de dérivation et une soupape de dérivation destinés à commander la communi cati on d fluIde à la pression du procédé entre les passages à pression élevée et à faible pression, lors de l'équilibrage des pressions dans les deux chambres du capteur différentiel fixé sur le raccord. La figure 1 représente un raccord de montage qui porte la référence générale 10 et qui comprend un corps i2 de support comportant une partie filetée 14 de connexion destinée à la fixation du corpus dans un orifice taraudé 16 de la paroi d'un récipient 18 comme représenté sur la figure 2. Le raccord 12 peut comprendre une bride solidaire comme représenté en trait interrompu par la référence 20 sur la figure 1, en vue de la connexion du corps à la bride de sortie d'une vanne ou d1un conduit qui transmet le fluide sous pression au corps. Le cas échéant, le corps peut comprendre une partie sensiblement cylindrique 14 de connexion qui peut entre fixée dans un orifice d'un récipient et soudée sur celui-ci. Une bride solidaire 22 est formée à l'autre extrémité du corps 12 et comporte plusieurs trous 24 de passage de boulons qu soeit destinés à fixer le mécanisme capteur représenté de fa çon générale par la référence 26 sur la figure 2, sur la bride 22 du corps. Comme représenté notamment sur la figure 2, le corps 12 comprend un passage 28 sensiblement rectiligne, incliné par rapport à l'axe horizontal du corps et aboutissant aux surfaces planes 30 et 32 formées aux dax extrémités du corps. Un second passage 34 de fluide est formé dans la bride 22 du corps 12 et aboutit à une extrémité à la surface 32 qui est sensiblement plane. Un orifice taraudé aboutissant à la surface externe ae la bride 22 constitue une partie du passage 34. Un conduit 38 est associé à une extrémité au filetage 36 du passage 34 et à l'autre à l'orifice taraudé 40 de la paroi du récipient 10, dans la région supérieure contenant la vapeur. Le raccord comprend des cavités aanulaires 42 et 44 formées autour des passages 28 et 34 pour le logement de joints toriques 46 et 48 assurant la formation de joints étanches entre le raccord et le mécanisme capteur. Lorsque le mé canisme capteur 26 est placé en butée contre la face plane 32 de la bride 22, les joints toriques t et 48 sont comprimés contre les surfaces 50 et 52 d'étanchéité formées sur le mé canisme capteur. Comme représenté généralement sur la figure 2, le mécanisme capteur 26 de pression différentielle comprend une partie 54 de corps de grande dimension et une partie 56 de corps de petite dimension, fixées l'une à l'autre par des boulons ou un dispositif analogue. La partie 54 comprend habituellement la plupart des éléments mobiles du mécanisme capteur, et coopère avec la partie 56 de manière qu'elles délimitent un corps non symétrique. La plupart des capteurs de ce type sont réalisés avec un corps non symétrique tel que représenté sur le dessin, mais l'invention n'est pas limitée à de tels capteurs dont la configuration n'est pas symétrique. Un organe 58 d'orientation est solidaire du corps et il est destiné à assurer l'orientation du capteur différentiel par rapport au corps de support. La saillie allongée ou flasque solidaire 58 se loge dans une cavité délimitée par les deux parties raccordées 54 et 56 lorsque les passages 62 et 64 du capteur sont disposés en face des passages 28 et 34 du corps 12. Dans le cas où le capteur est orienté de manière que le passage 62 se trouve en face du passage 34, il est évident que la saillie allongée 58 n'est pas disposée convenablement en face de la cavité 50 et en conséquence, le capteur rie peut pas entre monté de cette manière.La plupart des capteurs sont réalisés de manière que les conduits qui transmettent la pression puissent entre reliés à l'une ou l'autre extrémité comme représenté sur la figure 2. Habituellement, l'extrémité inutilisée reçoIt un bouchon qui ferme orifice inutilisé. I1 est clair sur la figure 2 que le capteur peut wetre retourné par disposition de 1'aute extrémité de manière qu'elle conu- nique avec les passages 28 et 34 du raccord. De plus, la connexion convenable du capteur avec le raccord ne peut entre réalisée que par mise en position relative du passage 66 d'entrée de fluide à pression élevée et du passage 28 de transfert de fluide à pression élevée, et par disposition du passage 68 de fluide à basse pression en face du passage 34 du raccord. La saillie 58 d'orientation se loge dans la cavité 60 délimitée par les parties 5L et 56 du corps et un montage erroné du capteur sur le raccord de montage n'est pas possible. Dans le cas ouf le capteur doit comprendre un corps symétrique, l'orien- tation convenable peut zetre obtenue par disposition d'ergots décentrés et d'orifices coopérants qui ne sont en position correspondante que lorsque le capteur est convenablement orienté par rapport au raccord. On se réfère maintenant à la figure 3 qui représente une variante du raccord de l'invention, portant la référence générale 70 et relié à une réserve à pression élevée, comme décrit précédemment en référence au raccord 10. Comme le raccord 10, le raccord 70 est relié à un mécanisme capteur de pression différentielle pratiquement de la meme manière et dans le méme but que précédemment. Le raccord 70 comprend u-n passage 72 d'alimentation de fluide à pression élevée passant dans le corps de la même manière que le passage 28 représenté sur la figure 2. Le passage 72 comprend un robinet 74 qui permet l'isolement du passage 72 par rapport au fluide à pression élevée transmis à partir de la région inférieure du récipient. Le ro binet 74 peut setre de différents types, par exemple un robinet à boisseau sphérique, et il peut entre aussi remplacé par une soupape à pointeau, ou tout autre dispositif convenable, n- clus dans le terme robinet. Le robinet 74, lorsqu'il est fermé, isole le cbté à pression élevée du mécanisme capteur du fluide sous pression transmis par la partie infé- rieure du récipient. La variante de raccord de la figure 3 comprend aussi un passage 76 de dérivation assurant la communication entre le passage 72 et un passage 78 de fluide à basse pression. La communication entre les passages 72 et 78 par le passage 76 est commandée par un robinet 80 placé dans le corps 70. Le robinet 80 peut étre aussi de divers types, par exemple un robinet à boisseau sphérique, mais d'autres types de robinet, de soupape et de vanne conviennent et sont désignés par ce seul terme de robinet. Le passage 76 de dérivation est destiné à permettre le réglage convenable du mécanisme capteur. Cette caractéristique correspond à la "mise à zéro" du capteur. A cet effet, le robinet 74 peu' autre fermé de manière qu'il isole le passage 72 de la région inférieure du récipient contenant le fluide à pression élevée.Le robinet 80 est ouvert et permet la communication avec la région supérieure du récipient par le conduit 82 et le passage 78. La pression faible de la est transmise partie supérieure/par le passage de dérivation au passage 72 et permet ainsi l'obtention de l'équilibre entre les passages 72 et 78. Le capteur peut alors entre réglé à zéro, correspondant à une pressIon différentielle nulle entre les cotés à basse pression et à pression élevée de l'instrument. I1 est évident que la mise à zéro de ltinstrument peut aussi autre réalisée par fermeture d robinet 84 du conduit 82 et ouverture du robinet 74 et du robir.et 80. Dans ce cas, la pression qui comprend en combinaison la pression de la vapeur et la pression hydrcstabique, dans la région inférieure du récipient, est transmise aux deux passages 72 et 78.Le fluide sos pression transmis dans ces deux passages a la m8.me valeur si bien que l'équilibre est atteint entre les deux cotés du capteur. I1 est souvent essentiel que la mise à zéro soit réalisée sous la pression maximale qui peut autre rencontrée au cours de ia mise en oeuvre du procédé, au niveau du capteur différentiel, de manière que les erreurs de mesure dues à une "déformation" par compression du corps de l'appareil soient éliminées. La figure 4 représente une autre variante du raccord de llinvention, comprenant un corps portant la référence générale 86 et comportant un robinet 88 placé dans le passage 80 du fluide à pression élevée et un robinet 92 commandant l'écoulement d'un fluide dans le passage 94 à basse pression formé dans le corps 86. Cette caractéristique permet l'isolement sélectif du ctté à pression élevée ou à basse pression du capteur, par rapport au fluide à pression élevée ou fai-ble transmis au capteur par le corps. La vérification ou la réparation du capteur peut être réalisée sans interruptIon du procédé et sans accès à la partie supérieure du récipient pour la fermeture d'une vanne ou soupape. La figure 5 représente le corps du raccord et plus précisément, la bride 22 de celui-ci qui peut comporter plusieurs passages 96, 98 d'entrée communiquant chacun avec le passage 34 d'entrée à basse pression du corps. Ces passages sont disposés de manière qu'Ils permettent diverses orientations du corps du raccord par rapport au récipient. Le conduit 38 d'entrée de fluide à basse pression est représenté relié au passage 34, et les autres passages sont représentés sous forme fermée par des bouchons 100 et 402. Il est évident que le conduit à basse pression peut entre relié à l'un des orifices des passages 95 et 9S, les bouchons 100 et 102 pouvant titre utilisés pour la fermeture des orifices non utilisés. La figure 6 représente une variante de l'invention qui peut comprendre un corps solidaire de raccord de support portant la référence générale 104 et qui peut être réalisé par tout procédé classique, par exemple par forgeage, par coulée, par usinage ou analogue. Le raccord 104 de support peut comprendre un corps 106 qui comporte un élément fileté 108 de connexion ou toute autre structure convenable de raccordement,fcrmé à une extrémité, et peut comporter une bride 110 de raccord à l'autre extrémité du corps. Comme représenté sur la figure 3, la bride 110 peut comprendre en réalité deux brides 112 et 114 comportant chacune des orifices 116 et 118 de passage de boulons permettant la connexion de l'appareil cap teur de pression différentielle sur le raccord. Comme repré-senté sur la figure 5, le raccord 104 peut comprendre un passage 120 d'entrée de fluide à pression élevée aboutissant à un orifice 122 d'entrée à une extrémité du raccord et à un orifice 124 à l'autre extrémité, ce dernier orifice formant un orifice de sortie du raccord et un orifice d'entrée pour un capteur différentiel qui peut entre relié au raccord. Le passage 120 est appelé passage à pression élevée. Le passage 126 à basse pression peut entre aussi formé dans le raccord 104, une extrémité 128 aboutissant à la bride 112 alors que l'autre extrémité 130 aboutit à ltextérieur du corps et est taraudée de manière qu'elle permette une connexion à un conduit tel que le conduit 38 de la figure 2, transmettant la basse pression du récipient 18 au ctté à basse pression du capteur. Le trou taraudé 130 peut traverser complètement le corps 106 et peut loger un conduit fileté de purge, tel que représenté en trait interrompu en 111 ou le cas échéant peut simplement être fermé par un bouchon représenté en trait interrompu par la référence 113. Un passage 107 de purge peut entre formé dans le corps 106, de manière qu'il recoupe le passage 124, et il peut recevoir un conduit fileté 109 de purge du raccord pour ltex- traction de tout fluide qui peut titre corrosif. Le conduit de purge peut entre relié à toute réserve convenable de fluide de purge. La commande de l'écoulement du fluide sous pression du récipient au capteur par l'intermédiaire du support, peut tre avantageusement réalisée à l'aide d'uneou plusieurs soupapes disposées dans le raccord et destinées à la commande de l'écoulement. Comme représenté sur la figure 9, un raccord 132, correspondant à une variante de l'invention, peut comporter un passage 134 d'entrée de fluide à haute pression ayant un siège 136 de soupape. Un mécanisme 138 de soupape, qui peut avantageusement entre sous forme d'une soupape classique à pointeau, d'un clapet à bille ou de tout autre mécanisme convenable à soupape, ces termes recouvrant aussi les robinets et les vannes, peut autre porté par le raccord et peut comprendre une soupape140 qui peut être commandée de manière qu'elle permette l'ouver- ture et la fermeture du passage 134.Dans le mode de réalisa tion de la figure 9, un passage 142 à basse pression peut autre formé pratiquement de la meme manière que le passage 126 représenté sur la figure 7. Un passage 138 de purge peut autre formé dans le raccord 132 et peut recouper le passage 134 de manière qu'il assure la purge du côté à pression élevée du raccord. Un raccord 144 de support représentant une autre variante de l'invention, peut autre réalisé comme représenté sur la figure 10 et peut comprendre un passage 146 d'entrée ou passage à pression élevée, et un mécanisme 148 de soupape pratiquement identiques au passage et au mécanisme 134 et 138 de la figure 9. Un passage 150 à basse pression peut être formé dans le raccord 144 et peut autre pratiquement identique au passage 142 de la figure 9. Un passage 152 de dérivation comprenant un siège 154 de soupape de dérivation peut être relié aux passages 146 et 150. Un mécanisme 156 de soupape ayant une soupape 157 peut entre réalisé dans le raccord 144 et peut entre commandé manuellement de manière qu'il assure l'ouverture ou la fermeture du passage 152.Ce dernier est analogue au passage 176 de la figure 3 et il est destiné à équilibrer les pressions des deux côtés dans le capteur différentiel lors de ltétalonnage. De plus, un passage 149 de purge peut être formé dans le raccord 144 et peut communiquer avec le passage 146. La description qui précède montre clairement que l'invention concerne un raccord de montage destiné à établir la connexion entre un récipient de traitement et un capteur de pression différentielle, formant un support ferme ne trans- mettant pas les vibrations du capteur et transmettant le fluide à haute pression et à basse pression entre le récipient et le capteur. L'invention conceme un tel raccord qui comporte un dispositif d'orientation du capteur par rapport au raccord de manière que le montage de llinstrument sur le raccord ne puisse pas entre erroné.Le raccord peut aussi comprendre une vanne, un robinet-ou une soupape d'isolement des cotés à pression élevée et à basse pression du capteur par rapport au fluide sous pression du récipient, de manière que le capteur puisse entre retiré par simple déboulonnage en vue d'essais ou de réparations sans arrtt du procédé. Le raccord de l'inven- tiôn peut aussi comprendre une dérivation commandée par une vanne, une soupape cu un robinet, et permettant l'établisse- ment d'une pression équilibrée des deux côtés du capteur, de manière que celui-ci puisse autre mis à zéro. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIODi~ 1. Raccord de montage destiné au support d'un capteur de pression différentielle,caractérisé en ce qu'il comprend un corps, un premier dispositif de connexion formé à une extrémité du corps et destiné à assurer la connexion du corps sur une autre structure, un second dispositif de connexion formé à l'autre extrémité du corps, le capteur de pression différentielle étant fixé au second dispositif de connexion, un premier passage de fluide passant dans le corps et aboutissant aux deux dispositifs de connexion, et un second passage de fluide passant dans le corps et ayant une première extrémité aboutissant à l'un des dispositifs de connexion et une autre extrémité aboutissant à l'extérieur du corps. 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un passage de dérivation de fluide sous pression forme dans le corps et reliant le premier au second passage, le corps comprenant une soupape réglable de dérivation commandant la co-imunicstion entre les deux passages. 3. Raccord selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps comprend une soupape réglable d'entrée placée dans le premier passage, en amont de la soupape de dérivation. 4. Raccord selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'orientation dépassant du raccord et coopérant avec le capteur différentiel, de manière qu'il empêche un montage erroné du capteur sur le raccord, le premier passage comprenant un trou sensiblement rectiligne. 5. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second passage comprend plusieurs passages d'entrée reliés les uns aux autres et aboutissant chacun à des orifices de connexion d'entrée placés sur des côtés différents du corps, le raccord pouvant être orienté de toute manière voulue, la connexion pouvant être réalisée entre un conduit à basse pression et un passage choisi d'entrée, les autres passages dien- trée-pouvant être bouchés. 6. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un passage de fluide a pression élevée, sensi- blement rect-:jiie, formé dans le corps et aboutissant à la surface de connexion et au premier dispositif de connexion. 7. Raccord selon la revendication 6,caractérisé en ce qu'il comprend une nervure d'orientation coopérant avec la structure du capteur différentiel et destiné à orienter convenablement le capteur par rapport au raccord. 8. Raccord selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'orientation comprend une nervure allongée qui n'est pas centrée par rapport au raccord et qui dépasse au-delà de la surface de connexion, la nervure allongée étant logée dans une cavité décentrée formée dans le capteur différentiel uniquement lorsque celui-ci est cDnvenablement orienté. 9. Raccord selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un passage de dérivation de fluide sous pression formé dans le raccord et assurant la communication entre les passages à pression élevée et à basse pression, le raccord comportant une soupape réglable de dérivation commandant la communication entre les passages à basse pression et à pression élevée. 10. Raccord selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape d'entrée placée dans le passage à pression élevée en amont de la soupape de dérivation et destinée à isoler les passages du fluide à pression élevée.