Brevet FR2352232A1 — publié le 19771216

La présente invention concerne un dispositif de sécurité permettant l'obturation d'un orifice d'un réservoir en fonction de l'inclinaison de celui-ci, et plus particulièrement permettant lXorDt-ration 1e uns soupape d'un réservoir mobile en fonction de l'inclinaison de celui-ci. On sait que les réservoirs destinés à recevoir un liquide sont généralement munis d'orifices ou évents permettant le passage de l'air contenu dans le réservoir en réponse aux variations de pression relatives et de températures à l'intérieur et à l'exté- rieur du réservoir, par exemple lors des opérations de remplissage ou de vidange du réservoir, ou lorsque la température ambiante devient élevée. Lorsque le réservoir est susceptible autre déplacé et de prendre par exemple une gîte, ces orifices, généralement placés à la partie supérieure du réservoir, peuvent provoquer un écoulement intempestif du liquide. Pour des réservoirs contenant des liquides par exemple dangereux, les orifices sont munis de soupapes de sécurité celles-ci doivent présenter une étanchéité lors du transport et du stockage du réservoir, mais doivent permettre - au moyen d'un ressort taré par exemple - un échappement des gaz contenus dans le réservoir pour certaines variations de pressions relatives et de températures à 11 intérieur et à l'extérieur du réservoir. De telles soupapes de sécurité répondent à des normes bien précises pour des réservoirs statiques. Mais elles présentent les mêmes inconvénients que les orifices nus ou les évents lorsque le réservoir est mobile, en particulier quand il est susceptible de présenter une gîte importante. En effet, ces soupapes, tarées pour des pressions statiques de gaz, peuvent ne plus maintenir l'étanchéité quand le liquide contenu dans le réservoir est agité ou quand, pour une gatte importante du réservoir, le liquide luimême vient ajouter la pression de son poids spécifique à la pression interne du gaz. De telles soupapes peuvent donc elles aussi provoquer un écoulement intempestif du liquide contenu dans ie réservoir en cas de versement de celui-ci. Un objet de la présente invention est de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de sûreté permettant l'obturation d'un orifice d'un réservoir en fonction de l'inclinaison de celui-ci. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de sareté comportant des moyens pour détecter l'inclinaison du réservoir par rapport à la verticale et pour provoquer la fermeture d'lm élément d'obturation en fonction de cette inclinaison. Encore un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de saleté permettant l'obturation d'une soupape de réservoir en fonction de l'inclinaison de celui-ci compatible avec les fonctions de sécurité de la soupape. Pour la réalisation de ces objets, on prévoit selon une caractéristique de la présente invention un dispositif de sécurité disposé au droit de l'orifice ou de la soupape et comportant des moyens de détection de l'inclinaison du réservoir par rapport à la verticale pour commander l'ouverture ou la fermeture de moyens d'obturation d'un conduit dont une extrémité est reliée à orifice ou à la soupape. Selon une autre caractéristique de la présente invention les moyens de détection de l'inclinaison et leur couplage avec les moyens d'obturation sont assurés par gravité. Selon une autre caractéristique de la présente invention, une bille pesante commande le déplacement des moyens d'obturation. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, le poids de la bille pesante commande le déplacement des éléments d'obturation sollicités par un ressort antagoniste. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente une coupe schématique du dispositif de sûreté suivant l'invention appliqué à un orifice nu d'un réservoir ; La figure 2 représente une coupe schématique d'une soupape de saleté de réservoir munie du dispositif de sûreté suivant l'invention, le réservoir étant en position verticale ; et La figure 3 représente le montage de la figure 2, le réservoir étant incliné. En se référant à la figure 1, la paroi supérieure 1 d'un réservoir comporte un orifice ou évent 2, éventuellement protégé par un capotage 3. Une douille 3 est fixée de façon étanche à l'intérieur de la paroi du réservoir sensiblement-en alignement avec orifice ou évent 2. L'extrémité inférieure de cette douille 3 est fermée par une paroi perforée 5 en forme de dôme comportant un orifice central circulaire 6. Cette paroi 5 sert de support à une bille pesante 4 disposée librement dans une chambre 7 à l'in- térieur de la douille 3. Un support de clapet cylindrique 8 est monté sur la partie inférieure de la douille 3. La base du support 8 réalise une cloison transversale 9 de forme généralement tronconique.Des ouvertures 10 réparties autour de l'axe du dispositif sont ménagées dans les parois cylindriques du support 8 à la base de celui-ci. Le sommet de la base en forme de trenc de c8ne 9 est axialement prolongé par un téton Il. Sur cette base 9 est monté un clapet obturateur 12 ayant sensiblement la mEme forme tronconique que la base 9 et prolongé en son centre par un corps cylindrique creux 13 formant capuchon, dont le diamètre extérieur est légbrement inférieur au diamètre de l'orifice circulaire 6 de la paroi perforée 5. Entre le téton 11 et la face intérieure du corps cylindrique creux 13 est installé un ressort 14. Sur la paroi interne du support de clapet 8 est monté un manchon 15 dont l'extrémité inférieure taillée en biseau 16 réalise le siège du clapet d'obturateur 12.La chambre 7 peut éventuellement être fermée à sa partie supérieure par une cloison perforée 17. Le fonctionnement du dispositif de la figure 1 est le suivant : le réservoir étant vertical la bille pesante 4 occupe la position centrale stable illustrée en traits pleins sur la figure 1, c'est-à-dire que la bille 4 bouche ltorifice central 6 de la cloison 5. Le poids de la bille 4 et le tarage du ressort 14 sont tels qu'en cette position le poids de la bille suffit à maintenir le clapet obturateur 12 dans la position ouverte, appliqué contre la base 9, tel que représenté sur lafigure 1. Dans cette configuration l'air peut librement passer par l'ouverture 2, la chambre 7, les perforations de la cloison 5 et les ouvertures 10 du support de clapet 8. Si le réservoir est déplacé de sa position verticale, la bille tendra, par gravité, à prendre sa position d'énergie potentielle minimale en roulant sur la cloison en forme de dôme 5. Ce faisant, elle libère l'orifice central 6 de la cloison 5. Sous l'action du ressort 14 le clapet obturateur 12 vient alors en po sition d'obturation contre les sièges 16, le corps cylindrique creux 13 débouchant dans la chambre 7 par l'ouverture centrale 6. Dans cette position le clapet 12 étant appliqué par le ressort 14 contre le siège 16, orifice ou évent 2 de la paroi du réservoir se trouve isolé de l'intérieur du réservoir et aucun liquide ne peut s'écouler par cet orifice. Quand le réservoir revient en position verticale, la bille, toujours par gravité, tendra à venir réoccuper sa position centrale au-dessus de l'ouverture 6 ; le corps creux 13 présentant sur le sommet de sa paroi externe une forme arrondie pour coopérer avec la surface de la bille pesante, celle-ci repoussera le corps cylindrique creux 13 du clapet 12 hors de la chambre 7 ce qui provoque le dégagement du clapet 12 de son siège 16 et le dispositif revient à la position initiale. On a représenté sur la figure 2 une application de l'invention à une soupape de sareté répondant aux normes concernant le transport de produits pétroliers liquides, c'est-à-dire réalisant des fonctions de service avec une soupape de pression et une soupape de dépression, et une fonction de sécurité en pression avec une soupape de sécurité de surpression. Cette soupape comporte un corps de soupape 20 destiné à être fixé sur la paroi du réservoir par des moyens de fixation tels que des vis 37,et un couvercle 21, percé d'ouvertures latérales, fixé sur le corps 20 par des moyens de fixation 22. Dans le dispositif représenté, la douille 3 d'un dispositif de sQreté identique à celui de la figure 1 est prolongée à sa partie supérieure par un élément cylindrique creux 23.Cet élément cylindrique creux 23 réalise une douille 24 coaxiale à la douille 3 et un plateau radial 27. La douille 24 forme siège pour une soupape de pression de service 25 coaxiale à la douille 24 et guidée par un alésage 26 réalisé par des projections intérieures de la douille 24. la soupape 25 est maintenue appliquée contre son siège par un ressort taré 35. Le plateau 27, solidaire de la douille 3 et du support de clapet obturateur de sécurité 8, forme une soupape de sécurité de surpression en coopérant avec des épaulements 28, munis de joints, formés dans l'alésage interne 29 du corps de soupape 20. Ce plateau 27 est maintenu appliqué contre son siège par un ressort taré 30 s'appuyant dans un logement 31 du couvercle 21. Le plateau 27 comporte une série d'ouvertures traversantes 34, réparties circulairement sur une couronne, et coopère avec une plaque en forme de couronne 32 maintenue appliquée contre la face inférieure du plateau 27 par un ressort 33 pour réaliser une soupape de dépression. L'intérieur du couvercle 21 est muni d'une grille pareflamme circulaire 36. Le fonctionnement de l'assemblage est le suivant : dans la position verticale du réservoir, telle que représentée sur la figure 2, la bille pesante 4 du dispositif de sécurité, comme dans le dispositif de la figure 1, occupe, par gravité,-la position centrale d'énergie minimale au-dessus de l'orifice 6 de la cloison perforée 5, maintenant ainsi le clapet de sécurité 12 appliqué contre sa base 9, en maintenant comprimé le ressort antagoniste 14. Par les ouvertures 10 et le conduit intérieur réalisé par le manchon 15, la douille 3, l'élément cylindrique 23 et la douille 24, le clapet de pression 25 est donc en communication avec le volume intérieur de la cuve.Le ressort 35 étant taré à, par exemple, 5 millibars, la soupape 25 pourra s'ouvrir pour laisser passer l'air lors du remplissage du réservoir ou dans le cas de très légères surpressions dues à la température du réservoir. Dans le cas de fortes surpressions accidentelles, c'est le plateau 27, du fait de sa surface utile supérieure, qui s'ouvrira malgré la pression antagoniste du ressort 30, qui est taré à, par exemple, 250 millibars.Pour les opérations de vidange du réservoir, la soupape de dépression 32 s'ouvrira, libérant les orifices 34, en oppo- sant à l'action du ressort 33 taré à, par exemple, 5 mi'libarse Dans le cas où le réservoir est incliné d'un angle A par rapport à la verticale, tel que représenté sur la figure 3, la bille pesante 4 se déplacera par gravité, libérant ainsi ltori- fice 6 et permettant au capuchon 13 du clapet de sécurité de pénétrer dans la chambre 7 provoquant ainsi la fermeture du clapet par application de ce clapet 12 contre son siège 16. Comme on le voit, la soupape de pression 24 faiblement tarée se trouve isolée du contenu du réservoir.Par contre, les soupapes de sécurité de pression 27 et de dépression 32 ne sont pas affectées par la fer- meture du clapet 12 et peuvent donc assurer les fonctions de sécurité de surpression accidentelle et de dépression prévues par la norme. Le ressort 30 étant fortement taré la soupape 27 restera étanche même soumise à une légère surpression due à la masse de liquide susceptible de venir en contact avec elle. Le réservoir revenant en position verticale, la bille 4 revient occuper, touJours par gravité, la position centrale audessus de orifice 6, en repoussant le capuchon 13 et en rouvrant le clapet de sécurité 12, ce qui rend ainsi de nouveau opérante la soupape de pression 24. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de sécurité permettant L'obturation d'un orifice d'un réservoir en fonction de l'inclinaison de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de cette inclinaison, et des moyens d'obturation d'un conduit connecté de façon étanche à cet orifice, ces moyens d'obturation étant commandés par les moyens de détection d'inclinaison. 2 - Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de l'inclinaison fonctionnent par gravité. 3 - Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé -en ce que les moyens d'obturation sont mécaniquement colinandés par les moyens de détection de l'inclinaison. 4 - Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détection de l'inclinaison sont constitués d'une bille pesante pouvant se déplacer sur une paroi en forme de dôme concave. 5 - Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'obturation sont actionnés par le poids de la bille pesante. 6 - Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi en forme de d8me concave est rigide et percée d'orifices. 7 - Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi en forme de d8me est percée au centre du doAme d'un orifice permettant le passage d'un organe de contact comandant les moyens d'obturation, cet organe de contact étant sensible au poids de la bille pesante et soumis à un ressort tendant à le~faire pénétrer dans l'orifice de la paroi du dôme. 8 - Dispositif de sécurité selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'obturation sont constitués par un clapet à déplacement en translation, l'organe de contact étant constitué par une projection axiale de ce clapet. 9 - Dispositif de sécurité selon la revendication 8, caractérisé en ce que le clapet a une forme générale en tronc de cône, la projection axiale étant située au sommet de ce tronc de clone. 10 - Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orifice du réservoir est muni d'une soupape de pression.