Brevet FR2290392A1 — publié le 19760604

La présente invention concerne les dispositifs de remplissage de réservoirs en liquide, notamment en carburant, jusqu' une hauteur prédéterminée de façon à éviter les risques de débordement. L'invention a plus particulièrement pour objet un dispositif qui arrête automatiquement le remplissage lorsque le niveau dans le réservoir atteint une hauteur prédéterminée, tout en autorisant une reprise du remplissage au prix d'une opération manuelle, le dispositif interrompant toutefois de façon absolue le remplissage si le niveau atteint une seconde hauteur prédéterminée, supérieure à la première. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de remplissage de réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison sur une tuyauterie destinée à relier une source de liquide au réservoir à remplir, une vanne comportant un corps dans lequel est ménagé un siège d'appui d'un obturateur dépla çable entre une position de pleine ouverture et une position de fermeture, dont une face est soumise à la pression qui règne en aval du siège et qui tend à amener l'obturateur en position d'ouverture et dont l'autre face délimite une chambre reliée à l'amont du siège par un orifice calibré et reliée à un premier circuit d'échappement, l'obturateur étant repoussé élastiquement vers sa position de fermeture ;; un détecteur muni d'un flotteur, destiné à être placé dans le réservoir à un niveau tel que le liquide dans le réservoir, lorsqu'il atteint une première hauteur prédéterminée N1, amène le flotteur d'une position de repos, dans laquelle il ouvre -iedit circuit, à une position active, dans laquelle il ferme ledit circuit un mécanisme à commande manuelle permettant de provoquer dans la conduite une surpression momentanée d'ouverture du circuit d'échappement que le flotteur referme lorsque le niveau du liquide atteint une hauteur N2 supérieure à N1. Le circuit d'échappement peut comporter, sur une fraction de son parcours, deux branches en parallèle dont la première est munie d'un clapet ouvert au repos et sue le flotteur ferme lorsque le niveau atteint la hauteur N1 et dont la seconde est munie d'un obturateur normalemént fermé, que la commande - manuelle peut ouvrir, et d'un second clapet, ouvert au repos et aue le flotteur ferme lorsque le niveau atteint la hauteur N2. I1 peut aussi être unioue et comporter un clapet que le flotteur ferme lorsque la hauteur N1 est atteinte, dont le mécanisme à commande manuelle déplace un des organes coopérants, lorsqu'il est actionné, pour l'ouvrir, et que le flotteur referme définitivement lorsque la hauteur N2 est atteinte. Le mécanisme à commande manuelle peut lui-même être de divers types. I1 peut notamment être constitué par une simple capacité munie de moyens permettant de le mettre sous pression et d'une fuite qui ramène la pression à une valeur inférieure au seuil de commande, au bout d'un temps déterminé, supérieur à la durée de vidange des conduites, en amont de la vanne. I1 peut également s'agir d'un simple organe de création d'une onde de pression, le détecteur étant alors d'un type maintenant l'obturateur ouvert jusqu'd ce que le flotteur soit intervenu de nouveau, à la hauteur N2. Le dispositif ainsi réalisé garantit la sécurité nécessaire tout en tenant compte de la nécessité de vidanger les conduites d'alimentation du réservoir : il suffit pour cela que le volume disponible entre les deux hauteurs prédéterminées soit au moins égal au volume maximum représenté par les tuyauteries à vidanger en amont de la vanne du dispositif. Par ailleurs, le dispositif suivant l'invention permet d'éviter toute modification importante des installations existantes, puisqu'il suffit de remplacer une vanne et d'ajouter des organes de petites dimensions aui peuvent aisément être introduits dans le réservoir. La sécurité est absolue, le dispositif intervenant automatiquement au niveau N1 à chaaue nouveau remplissage sans commutation manuelle. L'invention consiste également en d'autres dispositions, avantageusement utilisables avec les précédentes mais pouvant l'être indépendamment. Toutes ces dispositions apparaitront mieux à la lecture de la description qui suit de dispositifs constituant des modes particuliers de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs.La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble très schématique du dispositif, représenté monté sur un réservoir enterré et relié à une source d'approvisionnement, constituée par un camion citerne, - la figure 2 montre, en demi-élévation et demi-coupe, une vanne à membrane utilisable dans un dispositif conforme à l'invention, la vanne étant au repos et fermée ; - la figure 3 représente, en coupe verticale, un détecteur de niveau, utilisable dans un dispositif conforme à l'invention comportant une vanne suivant la figure 2 - la figure 4, similaire b la figure 3, montre un détecteur de niveau constituant une variante du précédent. La figure 1 montre un réservoir 1 enterré suivant une disposition classique, notamment dans qes stations service. Ce réservoir est placé dans une enceinte 2 munie d'une cheminée d'accès en maçonnerie 3. Le réservoir est muni d'un trou d'home 4. muni d'une taque 5 au droit de la cheminée. La taque est. traversée par la conduite de remplissage 6 et par d'autres organes non représentés, tels que jauge, conduite d'aspiration, etc. La conduite 6 se prolonge jusqu'à une bouche de remplissage 7 munie d'un organe d'arrêt (clapet anti-retour ou vanne à papillon). La bouche est prévue pour se raccorder de façon étanche à l'embout terminal 8 d'un flexible dont l'autre extrémité, raccordée à la citerne 9 d'un camion, est munie d'une vanne d'isolement 10. Le dispositif suivant l'invention monté dans cette installation comporte notamment une vanne A, un détecteur de niveau B et un ensemble à commande manuelle C, ainsi que les canalisations de liaison nécessaires. Ces organes seront succes sivement décrits. La vanne A illustree en figure 2 comporte un corps 12 et un-obturateur 11. L'obturateur représenté est du type à membrane déformable, mais il pourrait aussi bien être constitué par un piston. Le corps 12,en deux pièces assemblées par des boulons 13, délimite un compartiment intérieur muni d'un embout d'entrée 14 et d'un embout de sortie 15 l'un et l'autre filetés. Un rebord ménagé au débouché de l'embout 15 dans le compartiment constitue un siège 16 d'appui de l'obturateur à membrane 11. L'obturateur 11 comprend une membrane dont la périphérie externe est retenue entre les deux fractions du boîtier. Sa partie interne emprisonne une plaque 17 de rigidification. L'obturateur 11 délimite, avec une coupelle 21 faisant partie du corps 12, une chambre de commande 20. Cette chambre est reliée par un orifice calibré 22 au compartiment intérieur du corps, en amont de l'obturateur. La chambre 20 est reliée par un perçage 23 à un canal de commande 24. Enfin, le corps de la vanne est muni d'un embout 25 débouchant en amont du siège 16. Un organe de rappel élastique tel qu'un ressort 26a repousse l'obturateur 11 vers son siège 16. Le détecteur de niveau B destiné à commander la vanne automatique A est placé dans le réservoir 1. Le détecteur montré en figure 3 comporte un corps 26 muni d'un passage 27 de raccordement à une canalisation 28 (schématisée en traits mixtes sur les figures 2 et 3) de liaison avec l'embout 24. Dans le corps est ménagé un alésage 30 dans lequel un tiroir 31 peut circuler entre une position de repos (dans laquelle il est représenté sur la figure 3 et vers laquelle le repousse un ressort 32) et une position basse, dans laauelle il découvre un trou de communication entre son intérieur et le passage 27. L'alésage 31 est fermé à sa partie supérieure par un bouchon 33 que traverse un poussoir 34 solidaire d'un organe mobile ou déformable, tel qu'une membrane 35, qui sépare un boiter 36 en deux compartiments.Le compartiment inférieur uu boîtier est muni d'un embout 38 relié par une conduite 39 (également représentée en traits mixtes) à l'embout 25 de la vanne. Un clapet comportant un-siège fixé à l'embout et un pointeau 40, que l'équipage mobile constitué par le tiroir 31 et le poussoir 34 amène en position de fermeture au repos, sépare le compartiment supérieur de la canalisation 39. Une première branche d'un circuit d'échappement à partir de la chambre de commande 20 comporte la-canalisation 28, le passage 27 et un clapet à bille 41, normalement ouvert, prévu dans le corps 26. Ce clapet. comporte un siège 42 aui délimite une ouverture de liaison entre le passage 27 et l'intérieur du réservoir et une bille 43 placée au-dessus du siège et que son poids tend donc à amener en position de fermeture. Au repos, cette bille est soulevée de son siège par un doigt fixé dans une position réglable sur le bras 44 d'un levier muni d'un flotteur 45.Ce flotteur 45 se soulève, à partir de la position de butée dans laquelle il est représenté sur la figure 3, lorsqu'il est atteint par la surface libre du liquide et le levier 44 bascule comme indiqué par la flèche F , Lorsque le niveau atteint une hauteur N1 (figure 1), la bille 43 se trouve libérée et peut s'appuyer sur son siège42, séparant donc le passage 27 de l'atmosphère de la cuve. Une seconde branche du circuit d'échappement à partir de la chambre de commande comprend, en plus de la canalisation 28 et du passage 27, l'alesage 30 dans lequel se déplace le tiroir 31 et un second clapet à bille 46, dont le siège est prévu dans le boîtier au-dessus de la bille 47.Un poussoir 48 est soulevé par le levier 44 lorsaue le niveau du liquide atteint la hauteur N2 et applique la bille 47 sur son siège, séparant ainsi l'alésaqe 30 d'un trou d'aération 49 percé dans le corps 26. Enfin, le mécanisme à commande manuelle C comporte, dans le mode de réalisation illustré en figure 1, un organe permettant d'envoyer dans la conduite une onde de surpression. Il peut s'agir d'un simple cylindre dont le piston est enfoncé manuellement à 11 aide d'un levier 50. Le fonctionnement du dispositif comportant la vanne de la figure 2 et le détecteur de niveau de la figure 3 est le suivant. Tout d'abord, la vanne d'isolement 10 de la source étant fermée, la tuyauterie flexible est raccordée à la bouche 7 du réservoir 1 à remplir. Si le réservoir est vide ou n'est remDli qu'en partie, le flotteur occupe la position dans laquelle il est représenté en figure 3. L'obturateur 11 est maintenu sur son siège 16 par le ressort 26a (figure 2). Lorsque l'on ouvre la vanne d'isolement 10, le liquide s'écoule (flèche F1) vers l'intérieur du corps 12 et pénètre par l'orifice calibré 22 dans la chambre 20. Mais cette chambre estelle-même en communication avec l'atmosphère du réservoir par le circuit d'échappement comprenant la canalisation 28, le passage 27 et le clapet à bille 41. Dans la mesure où tous ces passages ont une section largement supérieure à celle de l'orifice calibré 22, la pression qui s'établit dans la chambre 20 est nettement inférieure à la pression exercée par le liquide contre la face inférieure de la membrane. Les forces de pression sur cette membrane soulèvent alors l'obturateur Il en comprimant le ressort 20 et font passer l'obturateur de la position en traits pleins à la position en tirets sur la figure 2. Lorsque le niveau dans le réservoir 1 atteint la hauteur N1 correspondant à l'emplacement donné au détecteur, le flotteur 45 se soulève et la bille 43 vient reposer sur son siège 42. La première branche du premier circuit d'échappement de la chambre 20, précédemment ouverte, est ainsi obturée. La seconde branche du circuit d'échappement est également obturée. En effet, au repos, le ressort 32 maintient le tiroir 31, le poussoir 34 et le pointeau 40 dans les positions illustrées en figure 3 et la pression d'alimentation est trop faible pour déplacer le pointeau contre l'action du ressort 32. En conséquence, la pression augmente dans la chambre 20 et l'obturateur 11 se referme sous l'action du ressort 26a. L'opérateur constate ainsi que le plein du réservoir est éffectué. Il reste nécessaire de vidanger le liquide contenu entre la vanne automatique A et la vanne d'isolement 10. L'opérateur ferme la vanne 10, puis une vanne supplémentaire (qui peut toutefois être remplacée par un clapet anti-retour) prévue pour séparer la tuyauterie flexible de la partie rigide et éviter de soumettre la tuyauterie flexible à la surpression. Enfin, l'opérateur actionne le levier 50. L'onde de pression ainsi créée dans la conduite enfonce le pointeau 40 en refoulant le poussoir 34 et le tiroir 31. I1 faut évidemment pour cela que l'onde de pression présente une amplitude suffisante.Dans la pratique, on prévoira en général une amplitude de 6 bars ou davantage, qui garantit que la surpression temporaire créée par la fermeture de la vanne automatique ne provoque pas l'ouverture du pointeau. Ce résultat est d'ailleurs facilement atteint, car la fermeture de la vanne est relativement lente, si l'orifice 22 est de petites dimensions. L'enfoncement du tiroir 31 ouvre le second circuit d'échappement, provoquant ainsi une nouvelle ouverture de la vanne automatique. On donne à la membrane 35 une surface suffisante pour que la légère surpression qui règne en amont de l'obturateur dans la vanne A suffise à la retenir en position basse, donc à éviter la fermeture du clapet à pointeau. Enfin, si le niveau atteint la hauteur N2, le levier 44 soulève le poussoir 48, ferme le clapet à bille 46 et coupe la seconde branche d'échappement : la vanne automatique se referme alors de façon définitive, jusqu'à ce que la pression transmise par 39 disparaisse. La figure 1 montre que le dispositif qui vient d'être décrit est facile à installer, puisqu'il n'exige aucun orifice supplémentaire dans le trou d'homme, la vanne automatique A couvant être place en-dessous de la taque 5 et la commande s'effectuant par une onde de pression transmise par la conduite d'alimentation et n'exigeant pas de canalisation supplémentaire. L'invention -est susceptible de nombreuses variantes : en particulier, le détecteur peut avoir la constitution simplifiée représentée en Fig. 4, qui présente toutefois l'inconvénient d'exiger de tenir compte du poids du flotteur. Pour plus de simplicité, les organes correspondant à ceux déjà décrits sont désignés par le même numéro de référence sur la figure 4. On retrouve, dans un boitier 26, un organe déformable ou mobile constitué ici par une membrane 35 portant le pointeau 40 et déplaçable dans le boîtier. Le circuit d'échappement à partir de la canalisation 28 est ici unique. Il est constitué par un tube 51 déplaçable verticalement par le levier 44 portant le flotteur non représenté. Ce levier 44 est articulé sur une tige 52 fixée à la- membrane 35.Le relèvement du levier 44 repousse le tube 51 vers un siège ménagé dans le boîtier pour couper le circuit d'échappement. Le fonctionnement de ce détecteur est le suivant : au repos, le ressort 32 maintient le pointeau 40 en appui sur son siège, de sorte que l'axe S3 d'articulation du levier 44 est dans la position illustrée en figure 4. Aussi longtemps que le niveau dans le réservoir n'atteint pas la hauteur N1, du liquide peut s'écouler de la canalisation 28 vers l'intérieur du tube 51 et de là vers l'intérieur du réservoir. En conséquence, la vanne reste ouverte. Lorsque le niveau atteint la hauteur N1, le levier 44 se soulève et amène le tube 51 dans la position où il est représenté en figure 4, interrompant le circuit d'échappement et provoquant la fermeture de la vanne automatique A. L'envoi d'une surpression à partir du mécanisme C par la canalisation 39 ouvre le pointeau 40. La pression qui règne dans la vanne peut s'établir dans le compartiment situé audessus de la membrane 35 et repousse celle-ci en butée contre une vis 54 qui permet d'ajuster l'écart entre les hauteurs Ni et N2. Le point d'articulation 53 accompagne la membrane dans sa descente. Ce point 53 et l'axe du levier viennent ainsi dans la position représentée en traits mixtes sur la figure 4. Le tube 51 descend dans le corps 26, ouvrant le circuit d'échappement. Le remplissage du réservoir peut reprendre pour vidanger les conduites. Si toutefois le niveau N2, pour lequel le tube 51 vient couper de nouveau le circuit d'échappement, est atteint, la vanne automatique A se referme, cette fois sans pouvoir être ouverte par intervention manuelle. L'invention ne se limite évidemment pas aux modes de réalisation particuliers qui ont été représentés et décrits à titre d'exemples et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend aux variantes restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Dispositif de remplissaqe de réservoir, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison : sur une tuyauterie destinée à relier une source de liquide au réservoir à remplir, une vanne comportant un corps dans lequel est ménagé un siège d'appui d'un obturateur déplaçable entre une position de pleine ouverture et une position de fermeture, dont une face est soumise à la pression qui règne en aval du siège et qui tend à amener l'obturateur en position d'ouverture et dont l'autre face délimite une chambre reliée à l'amont du siège par un orifice calibré et reliée à un circuit d'échappement, l'obturateur étant repoussé élastiquement vers sa position de fermeture ;; un détecteur muni d'un flotteur, destiné à être placé dans le réservoir à un niveau tel que le liquide dans le réservoir, lorsqu'il atteint une première hauteur prédéterminée N1, amène le flotteur d'une position de repos, dans laquelle il ouvre ledit circuit, à une position active, dans laquelle il ferme ledit circuit ; un mécanisme à commande manuelle permettant de provoquer dans la conduite une surpression momentanée d'ouverture du circuit d'échappement que le flotteur referme lorsque le niveau de liquide atteint une hauteur N2 supérieure à N1. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'échappement comporte, sur une fraction de son parcours, deux branches en parallèle dont la première est munie d'un clapet ouvert au repos et que le flotteur ferme lorsque le niveau atteint la hauteur N1 et dont la seconde est munie d'un obturateur normalement fermé, que la commande manuelle peut ouvrir, et d'un second clapet ouvert au repos et que le flotteur ferme lorsque le niveau atteint la hauteur N2 S 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'échappement est unique et comporte un clapet que le flotteur ferme lorsque la hauteur N1 est atteinte, dont le mécanisme à commande manuelle déplace un des organes coopérants lorsqu'il est actionné pour l'ouvrir, et que le flotteur referme définitivement lorsque la hauteur N2 est atteinte. 4. Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le mécanisme à commande manuelle comprend une capacité munie de moyens permettant de la mettre sous pression suffisante pour ouvrir le circuit d'échappement après fermeture de celui-ci par le flotteur et d'une fuite qui ramène la pression à une valeur inférieure à un seuil d'ouverture dudit circuit au bout d'un temps déterminé, supérieur à la durée de vidange de la tuyauterie en amont de la vanne. 5. Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le mécanisme à commande manuelle est constitué par un organe de création d'une onde de pression, le détecteur étant d'un type qui maintient le circuit d'échappement ouvert jusqu'à ce que le flotteur soit intervenu de nouveau à la hauteur N2. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit détecteur comporte un organe déformable ou mobile solidaire d'un pointeau coopérant avec un sièqe de mise en communication avec la vanne en amont de l'obturateur et solidaire d'un organe de coupure du circuit d'échappement, le pointeau et l'organe mobile déformable ayant des dimensions telles que le pointeau s'ouvre sous l'action dudit mécanisme à commande manuelle et que la pression qui s'établit alors contre l'organe mobile ou déformable suffit à maintenir celuici dans une position pour laquelle l'organe de coupure est en position d'ouverture du circuit d'échappement.