Brevet FR2300283A1 — publié le 19760903

La présente invention concerne un dispositif destiné à limiter le niveau de remplissage d'une crme et, de ce fait, pouvant être appliqué comme dispositif de sécurité pour éviter les débordements. Le dispositif peut entre installé seul ou en liaison avec un autre dispositif réagissant par exemple soit aux variations de débit, soit aux variations de pression du fluide de remplissage, cet autre dispositif ayant comme r81e essentiel d'indiquer à distance la position dans laquelle se trouve le premier dispositif donc lrétat de remplissage de la cuve, et de permettre ainsi une opération d'emplissage en en connaissant les différents paramètres. Un dispositif de sécurité anti-débordement doit remplir certaines fonctions et présenter divers avantages. Comme fonctions, il doit : - stopper le débit principal à un certain premier niveau prédéterminé, - permettre la vidange des flexibles de distribution et des tuyauteries d'alimentation à un débit réduit, - stopper toute distribution à un second niveau donné. Comme avantages, il doit - ne pas créer de pertes importantes de stockage, - être facile à installer, - ne pas accroître le temps de livraison de manière sensible, - assurer une excellente sécurité, c'est-à-dire être très fiable et interdire toute distribution au cas où un incident quelconque surviendrait dans le fonctionnement normal du dispositif, - avoir des fermetures suffisamment douces pour ne pas créer de coups de bélier. le dispositif objet de la présente invention répond à l'ensemble de ces critères ou exigences. Le dispositif selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait qutil comporte, en combinaison - un premier flotteur solidaire d'un premier bras mobile en rotation autour d'un premier axe et solidaire d'un arrêt coopérant avec un cliquet à rappel dont un ergot prend appui sur la surface d'une came solidaire dudit axe, ledit bras mobile entrarnant ledit axe par un contact à toc un second flotteur solidaire d'un second bras entratnant en rotation un second axe parallèle au premier axe, et sur lequel un troisième bras est relié à un clapet principal les ensembles tournant respectivement autour du premier axe et du second axe étant reliés par une biellette un clapet secondaire maintenu par le troisième bras et monté sur un siège pratiqué dans le clapet principal. Suivant d'autres caractéristiques : - le premier bras comporte à l'extrémité de sa branche opposée à celle qui est solidaire du premier flotteur, un organe réglable d'appui coopérant avec une surface dtarret du corps du dispositif - la position angulaire de la came par rapport au premier axe est réglable - le clapet principal servant de siège au clapet secondaire est monté mobile perpendiculairement à son plan par rapport au troisième bras, ce dernier portant l'organe de fermeture dudit clapet secondaire - le dispositif comporte en outre un ensemble de sécurité complémentaire, comprenant un ressort de rappel monté concentriquement au second axe, prenant appui sur une extrémité du second bras et sur un téton de clagage d'un quatrième bras luimême solidaire d'un troisième flotteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente une vue en élévation d'une forme possible de réalisation du dispositif selon l'invention la figure 2 représente une vue en coupe selon I-I de la figure 1 la figure 3 représente une vue en coupe selon II-II de la figure 2 la figure 4 représente un détail d'un élément de la figure 1 ; et la figure 5 représente une vue éclatée d'un détail d'un autre élément de la figure 1. En se référant aux figures 1 à 3, le dispositif selon l'invention comprend un corps principal de vanne 1 muni d'un clapet principal battant 2 pouvant prendre appui sur un siège 3. le clapet 2 est monté à rotation sur un axe 56. le bras et l'axe 56 constituent un ensemble rotatif sur lequel est articulée une biellette 58, elle meme articulée à son autre extrémité sur un second bras 66. Ce bras 66 est solidaire d'un second axe 59, parallèle à l'axe 56, lui-meme portant d'une part une came 67 et d'autre part un bras coudé 65 monté mobile sur ledit axe 59. La position angulaire de la came 67 est réglable au moyen d'un ensemble vis 4 - lumière 5.Un tenon 68a, porté par un cliquet 68 à rappel 68b d'axe 69, prend appui sur la périphérie de la came 67. le bras coudé 65 est solidaire d'un premier flotteur F1 par l'une de ses branches et l'extrémité de sa branche opposée peut prendre appui sur une embase 6 ménagée sur le corps 1 et comporte un dispositif d'appui réglable 70 à cet effet. le bras 55 est lui-m8me solidaire d'un second flotteur F2 sur une de ses extrémités et son extrémité opposée est reliée à un ensemble complémentaire destiné à accroître la sécurité du dispositif. En se référant aux figures 1 et 4, cet ensemble comprend un ressort de rappel puissant 54 monté sur l'axe 56 et dont l'extrémité libre prend appui sur un ergot 53a d'un bras 53 pivotant autour d'un axe 52 parallèle à l'axe 56, ledit bras étant porteur d'un troisième flotteur (non représenté). En se référant aux figures 3 et 5, le clapet principal 2 comporte en son centre un orifice 7 faisant office de siège pour un clapet secondaire 78 dont l'obturateur du type battant à faible levée est solidaire de l'axe 56. le clapet 2 est relié de fa çon non rigide à son organe de commande, par l'intermédiaire d'un étrier 77 pouvant coulisser sur le bras 75. le dispositif est placé sur la tuyauterie d'emplissage de telle sorte que l'ensemble du débit le traverse. 1l est situé à l'intérieur de la cuve à remplir. le rdle du clapet principal 2 est d'arr & er le débit principal au niveau N1 tandis que le clapét 78 permet de laisser passer le débit correspondant à la vidange des tuyauteries et assure la fermeture complète au niveau N2. les deux flotteurs F1 et F2 sont reliés aux clapets 2 et 78 par des liaisons mécaniques permettant plusieurs fonctions. le flotteur F1 a pour r81e d'assurer une fermeture rapide mais non brutale du clapet 2. Lorsque le niveau du liquide monte dans la cuve, l'élévation de F1 est retardée par un système à déclenchement de telle sorte que - son mouvement de montée et donc la fermeture du clapet 2 soient beaucoup plus rapides que la montée m8me du liquide dans la cuve; - sa montée s'effectue en permanence dans le liquide, ce qui amortit la fermeture du clapet 2 et, partant, évite les coups de bélier. le flotteur F2 a pour relue - de déclencher le mouvement de montée du flotteur F1, donc la fermeture du clapet 2, - de commander le clapet 78 en permettant, entre la fermeture du clapet 2 et du clapet 78 un petit débit pour la vidange des flexibles, puis d'assurer sa fermeture totale en N2. le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant Quand le niveau du liquide se trouve en position basse dans la cuve, les flotteurs F1 et F2 sont également en position basse. le clapet 2 est complètement ouvert. Quand le niveau monte lors du remplissage de la cuve, il atteint F1. F1 s'immerge complètement car il est bloqué en rotation. En effet, la position de la came 67 est totalement dépendante du flotteur F2 ; celui-ci étant encore en position basse, la came 67 est dans une position telle que le cliquet 68 reste en appui sur la partie 65a et bloque le bras 65 en rotation. le niveau du liquide continue à monter jusqu'à ce qu'il atteigne le flotteur F2.F2 s'immerge partiellement ; quand la poussée verticale qui s'exerce sur lui est suffisante, il monte en faisant tourner la came 67 appuyée sur 68a du cliquet 68. A un certain moment, le cliquet 68 se dégage de la partie 65a, libérant ainsi le bras 65 et lui permettant de tourner. F1 fixé sur le bras 65 tend à monter entraînant par le contact à toc de la butée 82 l'axe 59, ledit axe 59, par l'intermédiaire du bras 66 de la biellette 58 et du bras 56, transmet le mouvement de F1 au clapet 2 effectuant ainsi progressivement sa fermeture. Dans sa rotation, la pièce 65, par l'intermédiaire de l'appui 70, vient buter sur la partie 6 usinée à cet effet, faisant de cette façon cesser l'action de F1 sur le clapet 2. la position de butée du bras 65 est prévue juste au moment où le clapet 2 vient stappliquer sur son siège mais où le clapet 78 est encore ouvert. Par son inertie, le système F2, 75 continue un instant à tourner, venant fermer le clapet 78, puis F2 retombe par son propre poids et vient rouvir ledit clapet 78. Ainsi, le débit principal est stoppé par la fermeture du clapet 2 et, le clapet 78 restant ouvert, il reste la possibilité d'un petit débit pour la vidange des tuyauteries dlali- mentation. Si l'on continue à remplir la cuve, F2 est à nouveau atteint par le liquide ; la poussée verticale à laquelle il est soumis vient entraîner le bras 75 en rotation, ce qui ferme le clapet 78 progressivement, pour finalement interdire toute livraison au niveau N2 lorsque le clapet 78 est totalement fermé. Quand le niveau du liquide baisse dans la cuve, les flotteurs F1 er F2 retombent par leur propre poids ; la came 67 revient dans une position telle que le cliquet 68 peut réenclencher sur la surface 65a du bras 65. L'ensemble est ainsi replacé dans sa position initiale. le dispositif de sécurité complémentaire mentionné plus haut ne doit fonctionner qu'au cas où le précédent dispositif n'aurait pas fonctionné pour une raison quelconque (flotteur cassé, flotteur alourdi, freinage dû à un corps étranger, etc.) Le ressort puissant 54 étant disposé dans le corps 1 concentriquement à l'axe 56, l'une de ses extrémités est fixée et l'autre est coincée en tension par 57a de la pièce 53 pivotant autour de l'axe 52 et ayant à son extrémité un troisième flotteur. Au cas où le niveau du liquide dépasserait N2 et continuerait à monter, il atteindrait le troisième flotteur qui, en montant, ferait pivoter le bras 53, libérant ainsi le ressort 54. Celui-ci venant avec force appuyer sur le bras 55 ferait pivoter tout l'ensemble et, de cette façon, fermerait les clapets 2 et 78. L'anomalie est ainsi mise en évidence. Tout dépotage devient impossible. Une intervention est nécessaire pour réarmer le dispositif. Dans la description qui précède, le clapet 2 est du type clapet battant. Il est parfaitement possible d'envisager d'autres formes de réalisation où le clapet 2 serait par exemple d'un type axial papillon, boisseau ou sphérique. Il en est de même pour le clapet 78 qui a été représenté comme dépendant du clapet principal mais qui pourrait également être conçu de façon différente. Son siège pourrait en particulier être prévu directement sur la fonderie, le clapet lui-même étant commandé par 56 et F2 d'une façon simple sur le plan mécanique. 1.1 essentiel du fonctionnement réside dans les points suivants le flotteur F2 déclenche l'action du flotteur F1. F1 ferme le clapet 2 et, partant, stoppe le débit principal. lie clapet 78 commandé par F2 reste ouvert, permettant ainsi un débit secon alaire ; F2 ferme ensuite le clapet 78 à un niveau supérieur. Sur le dispositif selon l'invention, on peut en outre monter un organe d'amortissement hydraulique approprié en amont ou en aval du clapet principal afin d'éviter toute surpression dans la canalisation amont. Cet organe pourra être constitué par exemple par un clapet axial du type papillon non étanche, solidaire de l'axe 59, et permettant, suivant son calage par rapport au clapet 2, d'obtenir un amortissement règlable. Il va de soi que la présente invention a été décrite à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité pour remplissage, sans débordement, d'une cuve, pouvant être disposé à l'intérieur de cette dernière, monté sur un corps de vanne comportant au moins un clapet, caractérisé par le fait qutil comporte, en combinaison un premier flotteur solidaire d'un premier bras mobile en station autour d'un premier axe et solidaire d'un arrêt coopérant avec un cliquet à rappel dont un ergot prend appui sur la surface d'une came solidaire dudit axe, ledit bras mobile entrainant ledit axe par un contact à toc ; un second flotteur solidaire d'un second bras entraînant en rotation un second axe parallèle au premier axe, et sur lequel un troisième bras est relié à un clapet principal ; les ensembles tournant respectivement autour du premier axe et du second axe étant reliés par une biellette ; un clapet secondaire maintenu par le troisième bras et monté sur un siège pratiqué dans le clapet prineipal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier bras comporte à l'extrémité de sa branche opposée à celle qui est solidaire du premier flotteur, un organe réglable d'appui coopérant avec une surface d'arrêt du corps du dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la position angulaire de la came par rapport au premier axe est réglable. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le clapet principal, servant de siège au clapet secondaire, est monté mobile perpendiculairement à son plan par rapport au troisième bras, ce dernier portant l'or- gane de fermeture dudit clapet secondaire. 5. Dispositif selon ltune quelconque des revendications à à 4, caractérisé par le fait qutil comporte en outre un ensemble de sécurité complémentaire comprenant un ressort de rappel monté concentriquement au second axe, prenant appui sur une extrémité du second bras et sur un téton de calage d'un quatrième bras lui-meme solidaire d'un troisième flotteur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications à à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un organe d'amortissement hydraulique disposé en amont ou en aval du clapet principal. 7. Cuve munie d'un dispositif de remplissage sans débordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.