Brevet FR2311732A1 — publié le 19761217

L'invention a pour objet un dispositif servant à obturer et à ouvrir quand on le désire une ouverture de vidange ménagée dans le fond d'une citerne contenant un produit rendu fluide par la chaleur. L'invention concerne principalement, mais non exclusivement, les citernes des wagons-citernes qui sont équipées d'un serpentin intérieur de réchauffage ; ce dernier sert à échauffer à une température supérieure à la température ambiante le produit contenu dans la citerne pour le rendre suffisamment fluide afin que son pompage devienne possible. L'invention est donc utile pour le transfert des produits qui sont figés à la température ambiante qui sont stockés ou transportés dans cet état - et que l'on rend plus fluides, quand il le faut, en les réchauffant. Comme exemple de tels produits, on peut citer les suivants, sans intention limitative : le bitume, le soufre, les solutions de nitrate d'ammonium, etc... Les citernes que l'on trouve actuellement en service ont une ouverture de vidange ménagée dans le fond et cette ouverture est équipée d'un clapet classique. Quand le produit est figé, la manoeuvre de ce clapet n'est pas impossible mais elle est inopérante puisque le produit ne peut couler que lorsqu'il a atteint une température suffisante à proximité même de ce clapet. Quand la citerne est équipée d'un serpentin de réchauffage, ce dernier est situé au sein de la masse à réchauffer, ce qui fait que le clapet monté sur la paroi de fond se trouve dans une zone froide telle que la vidange ne peut commencer que lorsque toute la masse est devenue fluide. Cette remarque est encore plus vraie quand la citerne n'est pas équipée d'un serpentin de réchauffage. On introduit alors dans le produit, pour le fluidifier, un élément chauffant dont l'effet est encore plus lent à se faire sentir dans la zone du clapet. Le but principal de l'invention est de parvenir à un dispositif de vidange pour récipient quelconque (citerne, fût, etc...) contenant un produit figé rendu fluide par la chaleur, qui puisse être ouvert en grand plus tôt que les clapets classiques, bien avant que la masse du produit soit totalement rendue fluide par la chaleur. Un autre but de l'invention est de parvenir à un dispositif de vidange à ouverture plus hâtive, comme dit ci-dessus, dont l'ouverture en grand se fait de façon automatique, dès que la fluidité du produit réchauffé autorise cette ouverture. On atteint ces buts, selon l'invention, au moyen d'un dispositif de vidange comprenant un premier organe de vidange ayant un clapet et un siège monté dans la paroi de fond de la citerne et un second organe de vidange ayant un clapet et un siège éloigné du fond de la citerne en direction du centre de celle-ci. Ces deux organes sont réunis par un tube et le premier organe de vidange présente, à l'intérieur de ce tube, un passage de vidange au moins disposé sur le chemin du produit fluide chaud coulant par le siège du second organe quand celui-ci est ouvert. De preférence, les deux organes sont disposés coaxialement autour d'une tige de manoeuvre à laquelle est fixé le clapet du second organe de vidange. Il est avantageux de prévoir, en outre, au moins un ressort de rappel associé à la tige de manoeuvre et agissant dans le sens de l'ouverture du clapet du premier organe de vidange quand le clapet du second organe de vidange est ouvert par la tige de manoeuvre. Pour bien faire comprendre l'invention et montrer comment on peut la réaliser, on donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple, une description d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera au dessin annexé dans lequel, - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de vidange conforme à l'invention utilisé sur une citerne de wagon-citerne, ce dispositif étant totalement fermé, - la figure 2 est une représentation schématique du même dispositif avec son second organe de vidange à l'état ouvert, - la figure 3 est une représentation schématique du même dispositif avec son premier organe de vidange à l'état ouvert. On nta pas dessiné sur les figures la totalité de la citerne sur laquelle est monté le dispositif de l'invention. On l'a représentée partiellement par sa paroi de fond 1 qui est inclinée en direction du dispositif de l'invention pour que ltécoule- ment du produit se fasse plus facilement et complètement. Le dispositif de l'invention comprend un premier organe de vidange 2 et un second organe de vidange 3. Le premier organe 2 a un siège 4 qui est incorporé, par exemple par soudure, à la paroi de fond 1, et un clapet 5. Dans cet exemple, ce dernier -est composé d'une bague 6 destinée à coopérer avec le siège 4, d'un tube extérieur 7 qui s'étend en s'éloignant du siège 4, d'un tube intérieur 8 qui est réuni au tube extérieur 7 par des entretoises 9 qui sont espacées en sens circonférentiel en laissant entre elles des passages libres. A son extrémité supérieure, le tube 7 porte un siège annulaire 10, ayant une ouverture centrale 11, qui fait partie du second organe de vidange 3. Le clapet 12 de ce dernier est disposé au-dessus du siège 10, à l'extérieur du tube 7 et il est fixé à une tige de manoeuvre 13. L'agencement général est tel que les organes de vidange 2 et 3, en particulier les clapets 5, 12 et les sièges 4, 10, sont disposés coaxialement à la tige de manoeuvre 13. Autrement dit, le tube 7 réunit l'un à l'autre les deux organes de vidange, 2 et 3 respectivement. A l'intérieur de l'ouverture du siège 4 est prévu un passage annulaire 14 à travers lequel s'étendent des entretoises radiales 15 qui portent par son extrémité inférieure une cage à ressorts 16 ; celle-ci a donc une dimension transversale inférieure à l'ouverture du siège 4 et se prolonge à l'intérieur du tube intérieur 8 ; elle contient deux ressorts de rappel. Au voisinage de l'extrémité inférieure de la cage 15, la tige de manoeuvre 13 est pourvue d'une cuvette d'appui de ressort 17. A son extrémité supérieure, éloignée du siège 4, la cage 15 est munie d'une collerette annulaire interne 18. A son extrémité supérieure proche de l'organe de vidange 3, le tube intérieur 8 est fermé par une cloison transversale 19 ayant une ouverture centrale 20 à travers laquelle passe librement la tige de manoeuvre 13. La cage 15 contient un premier ressort de rappel 21 qui s'appuie contre la face intérieure de la collerette 18 et contre la cuvette 17. Ce ressort 21 tend à maintenir le clapet 12 appliqué contre son siège 10. La cage 15 contient un second ressort de rappel 22 qui s'appuie contre la face intérieure de la cloison transversale 19, autour de l'ouverture 20 et contre la cuvette 17. Ce ressort 22 tend à déplacer dans le sens de l'ouverture le clapet 5 en l'éloignant de son siège 4. Le dispositif de l'invention comprend encore des moyens de commande (non représentés) de la tige 13, qui sont connus en soi - par exemple un levier et ses articulations - et qui sont disposés à l'extérieur de la paroi de fond 1. Ces moyens sont accouplés à la tige de manoeuvre 13 et permettent de la déplacer en sens longitudinal et de l'immobiliser dans deux positions déterminées. Dans une position, la position de fermeture du dispositif (voir la figure 1) les deux clapets 2 et 3 sont tenus en position de fermeture. Dans cet état du dispositif, la citerne peut avoir été remplie d'un produit chauffé 23 qui s'est figé ensuite, mais qui n'a pas pénétré, pendant le remplissage, à l'intérieur du dispositif de l'invention. Pour la vidange de la citerne, on met en action les moyens de réchauffage (non représentés) dont l'effet se fait sentir d'abord dans le centre de la masse du produit 23 et tardivement à proximité de la paroi de fond et, par conséquent, de l'organe de vidange 2. Selon l'invention, l'organe de vidange 3 est éloigné d'une hauteur h (figure 1) de la paroi de fond de la citerne et rapproché , par conséquent, de la zone centrale rendue plus fluide en premier lieu. La distance h est choisie comme on le juge bon, au moment de I'équipement de la citerne. Elle correspond à la longueur du tube 7 qui réunit des deux organes de vidange. Dès le début du chauffage, en exerçant une force suffisante F1 sur la tige de commande 13, on ouvre l'organe de vidange 3 en soulevant le clapet 12 au-dessus de son siège 10 (figure 2). Ceci a pour effet de comprimer les ressorts 21 et 22 mais l'organe de vidange 2 reste fermé, le clapet 5 restant appliqué sur son siège 4, parce que la viscosité du produit froid est assez grande pour s'opposer à la force exercée sur ce clapet 5 par le ressort 22. Cependant, le passage annulaire 14 est ouvert. Le produit plus chaud parce que plus proche du centre de la citerne peut descendre sous le clapet 12, couler entre le tube extérieur 7 et le tube intérieur 8, et sortir parle passage annulaire 14, en suivant les trajets indiqués par les flèches f. Cet écoulement du produit chaud 23 à l'intérieur du dispositif échauffe ce dernier ainsi que le produit froid qui entoure 11 organe de vidange 2. Dès que la viscosité de ce produit est suffisamment abaissée localement par ce réchauffement, le ressort 22 ouvre l'organe de vidange 2 en éloignant le clapet 5 de son siège 4 (figure 3). Le soulèvement a lieu jusqu'au moment où le siège 10 porté par le tube extérieur 7 rencontre le clapet 12 qui est retenu par la tige de manoeuvre 13. Le produit rendu fluide peut alors couler directement par l'organe de vidange inférieur 2 comme le montre les flèches F2. On remarquera que cet organe de vidange 2 s'ouvre automatiquement dès que son ouverture est devenue possible. I1 reste ouvert jusqu'à la vidange de la totalité du produit 23. On peut donner à la hauteur h une valeur appropriée à la nature du produit transporté, et à sa vitesse de réchauffage afin que l'écoulement du produit réchauffé en premier lieu se produise au plus tôt par l'organe de vidange supérieur 3, à travers l'ensemble du dispositif. Un écoulement plus précoce, d'abord par l'organe de vidange supérieur 3 puis par l'organe de vidange inférieur 2, a pour effet, même quand il a lieu pour commencer à un débit faible, d'accélérer l'échauffement de la totalité du produit. On notera aussi que le dispositif de l'invention se présente comme un ensemble compact que l'on peut facilement monter sur les citernes existantes sans avoir à faire de travaux importants à l'intérieur de celles-ci. On peut apporter plusieurs variantes à la réalisation décrite et représentée. Par exemple, le même passage annulaire de vidange 14 sert au produit qui coule par l'organe de vidange 3 (quand il est ouvert) et par l'organe de vidange 2 (quand il est ouvert à son tour). Cette disposition n'est pas obligatoire. On peut prévoir des trous de vidange situés autrement, par exemple à travers le siège 4 en dehors de son ouverture centrale - mais toujours à l'intérieur du tube 7 - pour l'écoulement du produit chaud qui descend en premier par l'organe de vidange supérieur 3. On peut utiliser aussi un clapet plat associé au siège 4 et présentant des trous de passage. REVENDICATIONS 10/ Dispositif de vidange d'une citerne contenant un produit froid rendu fluide par échauffement et ayant une paroi de fond équipée d'un premier organe de vidange comprenant un siège avec une ouverture centrale et un clapet, caractérisé en ce qu'un deuxième organe de vidange ayant un siège et un clapet est disposé à un endroit éloigné de la paroi de fond de la citerne en direction du centre de celle-ci, un tube réunit l'un à l'autre les deux organes de vidange, le premier organe de vidange présente à l'intérieur du tube un passage de vidange au moins situé sur le chemin du produit fluide chaud coulant par le siège du deuxième organe de vidange quand celui-ci est ouvert. 20/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux organes de vidange sont disposés l'un audessus de l'autre, le tube entourant par son extrémité inférieure l'ouverture centrale du siège du premier organe de vidange et supportant par son extrémité supérieure le siège du second organe de vidange. 30/ Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le clapet du second organe de vidange est fixé à une tige de manoeuvre à laquelle est associé un ressort qui agit sur le clapet du premier organe de vidange dans le sens de l'ouver- ture de ce clapet, ce ressort étant mis sous contrainte pour agir sur ledit clapet quand la tige de manoeuvre tient le clapet du second organe de vidange à l'état ouvert. 40/ Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux organes de vidange sont disposés coaxialement par leurs sièges et leurs clapets respectifs autour de la tige de manoeuvre, le ressort étant placé autour de cette tige en s'appuyant d'une part contre une cuvette d'appui fixée à la tige et contre un élément solidaire du clapet du premier organe de vidange. 50/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à4 caractérisée en ce que le passage de vidange pour le produit fluide chaud venant du deuxième organe de vidange est constitué par un passage ménagé dans l'un au moins des deux éléments siège-clapet du premier organe de vidange. 60/ Dispositif selon la revendication 5 dans lequel le passage de vidange est ménagé dans le siège du premier organe de vidange, le tube portant d'une part le clapet du premier organe de vidange et le siège du second organe de vidange contient un tube intérieur auquel il est réuni par des entretoises espacées, ce tube intérieur ayant un fond avec une ouverture pour le passage libre de la tige de manoeuvre, le ressort est placé dans ce tube intérieur et il est appuyé contre ledit fond. 70/ Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'une cage à ressort est disposée dans le tube intérieur autour du ressort, cette cage ayant une dimension transversale inférieure à l'ouverture du siège du premier organe de vidange et étant supportée à l'intérieur de ce siège par des entretoises radiales espacées, l'intervalle annulaire entre la cage et le siège constituant le passage de vidange du produit fluide chaud venant par le siège du premier organe de vidange. 80/ Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la cage présente à son extrémité éloignée du siège du premier organe de vidange une collerette tournée vers l'intérieur et un second ressort est placé dans cette cage en s'appuyant d'une part contre cette collerette, d'autre part contre la cuvette d'ap- pui fixée à la tige de manoeuvre, ce ressort tendant à rappeler sur son siège le clapet du second organe de vidange. 90/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la tige de manoeuvre est accouplée à des moyens de commande disposés à l'extérieur de la citerne et capables de placer et d'immobiliser ladite tige dans deux positions, l'une dans laquelle les deux organes de vidange sont fermés, l'autre dans laquelle le second organe de vidange est ouvert.