Brevet FR2338090A1 — publié le 19770812

La présente invention se rapporte a un appareil destiné a nettoyer les surfaces internes des réservoirs, citernes, etc., qui comprend un tube destiné a être introduit-dans la citerne pour y injecter un fluide de nettoyage sous pression; une tête de lavage qui est montée sur l'extrémité libre du tube et tourne autour de l'axe de ce tube, un rotor porte-lance monté sur la tête de nettoyage et qui tourne autour d'un axe à peu près perpendiculaire & l'axe du tube, ce rotor comprenant au moins une lance dont l'axe de sortie du jet est déporté par rapport S l'axe de rotation du rotor, de manière à faire tourner le rotor sous l'effet de la pression de réaction résultant de 1' éjection du jet, et un frein hydraulique qui est couplé au rotor pour limiter la vitesse de rotation de ce dernier. Ce type d'appareil est spécialement conçu pour nettoyer les citernes de pétrole des navires pétroliers. Comparativement aux appareils de nettoyage fixes ou stationnaires mus par un entraînement extérieur monté sur le pont du navire, les appareils du type mentionné ci-dessus présentent comme avantage d'apporter une solution plus universelle au probleme du nettoyage, de pouvoir être montés au fond des citernes et, en même temps, d'être capables de fonctionner sans surveillance et sous le seul effet de la pression de nettoyage. L'utilisation d'un frein hydraulique couplé au rotor constitue un mode simple de limitation de la vitesse de rotation de ce rotor. Toutefois, dans les appareils connus antérieurement, la vitesse de rotation du rotor ne peut pas être réglée sélectivement en fonction de la position angulaire du rotor. Par ailleurs, les appareils du type cité qui sont déjà connus utilisent un mécanisme compliqué pour faire tourner la tête de lavage autour de l'axe du tube en fonction de la vitesse de rotation du rotor. Le but de l'invention est donc de réaliser un appareil pour le nettoyage des citernes qui soit d'une construction simple et fiable et dans lequel le frein hydraulique soit agencé de manière à commander le fonctionnement du mécanisme d'entraînement de la tête de lavage en rotation et, en même temps , de manière a permettre de donner au rotor une vitesse de rotation déterminée sélectivement dans chacun des différents secteurs de lavage, ceci afin de répartir le fluide de nettoyage projeté par l'appareil de la façon optimale dans toutes les directions. Suivant l'invention, ce but est atteint dans un appareil du type précité, caractérisé en ce que le frein hydraulique est couplé à un système bielle-manivelle prévu sur l'axe de rotation du rotor porte-lance et est agencé pour actionner un mécanisme qui fait tourner la tête de lavage autour de l'axe du tube d'injection en utilisant le mouvement alternatif que le frein décrit sous l'action du système bielle-manivelle pendant la rotation du rotor. Dans ce cas, on peut utiliser comme frein, un amortisseur hydraulique d'un type habituel du commerce et, possédant la puissance d'absorption voulue. L'utilisation de ce frein "étanche" rend la vitesse du rotor indépendante de la nature du fluide de lavage. On peut également utiliser des freins utilisant le fluide de lavage pour le freinage et qui donnent un effet de freinage variable selon qu'on utilise, par exemple, de l'eau ou de l'huile, mais la variation de la puissance de freinage peut être compensée par des moyens appropriés. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple est une coupe d'un appareil suivant l'invention, prise dans le plan défini par l'axe de rotation du rotor et l'axe du tube d'injection. L'appareil de nettoyage pour citernes représenté sur le dessin comprend essentiellement un tube d'injection 1 (représenté partiellement), une tête de lavage 2 montée 9 l'extrémité libre du tube 1 et qui tourne autour de l'axe de ce tube, et un rotor portelance 3 qui est monté sur la tête de lavage et tourne autour d'un axe à peu près perpendiculaire à celui du tube. Dans la forme de réalisation représentée, le rotor 3 comporte une seule lance 4 emmanchée sur un tube 5 et qui est déportée par rapport à l'axe de rotation du rotor pour provoquer la rotation de ce rotor à la vitesse voulue sous l'effet de la réaction du jet de fluide débité pendant le fonctionnement de l'appareil. Le rotor tourne autour d'un axe ou arbre 6 qui tourillone dans la tête de lavage et qui est bloqué en déplacement axial comme représenté.Le rotor tourillonne lui-même dans la tête de lavage au moyen d'un coussinet 7 concentrique a l'arbre 6. Dans la forme de réalisation représentée, le frein hydraulique comprend un ensemble cylindre-piston disposé a l'intérieur de la tête de lavage et comprenant un corps de cylindre de freinage 8 dans lequel est formé le cylindre de freinage 9, et un piston 10. Le cylindre de freinage forme une cavité fermée et contient un fluide hydraulique qui est de cette façon isolé du fluide de lavage. Le piston 10 est monté sur une tige de piston 11 qui est couplée a l'arbre 6 du rotor par une manivelle ou un excentrique 12. La rotation du rotor 3 détermine donc un mouvement alternatif ou os cillant du piston 10. De cette façon, la rotation de la tête de lavage autour de l'axe du tube d'injection est assurée par l'utilisation des éléments constitutifs du frein hydraulique. Dans la forme de réalisation représentée, la rotation de la tête de lavage est assurée par le fait que le frein coopère avec des disques de friction et avec un cliquet qui attaque une couronne dentée portée par le tube d'injection, comme on le décrira plus bas. Le piston 10 est muni de moyens d'étranglement qui peuvent être d'un type connu en soi (comme indiqué en 13) et la vitesse de rotation du rotor peut être réglée par le choix de la section d'étranglement et de laminage et suivant que le piston est I simple effet ou double effet, de manière que le fluide hydraulique exerce une force de freinage variable en fonction de la position du piston. Sur le dessin, le cylindre 9 est supposé posséder une surface intérieure cylindrique mais il est également concevable de donner au cylindre une section qui varie sur la longueur de la course du piston. En variante, on peut prévoir un corps d'étranglement et de laminage I section variable coopérant avec un perçage concentrique ménagé dans la tige 11 du piston et qui communique avec la chambre superieu- re et la chambre inférieure du cylindre a travers un alésage ménagé dans la tige du piston. Dans la forme de réalisation la plus simple, le dispositif comprenant un piston qui se déplace en translation axiale sous l'action d'un système bielle-manivelle et dans lequel l'axe de rotation du rotor est perpendiculaire d l'axe du tube d'injection donne un effet de lavage approximativement constant dans toutes les directions si le piston passe par son point mort haut et par son point mort bas un moment ot la direction des jets est parallèle S l'axe du tube d'injection. Si, au contraire, on désire diriger le jet de lavage vers une surface particulière (par exemple dans le cas du nettoyage du fond) on peut munir le piston d'un clapet de retenue. Dans ce cas, la liaison entre le rotor et le piston est agencée de manière que le frein entre en action lorsque le jet de fluide est projeté sur la surface voulue. Un autre moyen permettant d'améliorer la distribution du fluide consiste a prévoir une aiguille fixe de section variable I llin- térieur du cylindre. Cette aiguille traverse un trou fixe ménagé dans le piston et donne un effet de freinage qui varie avec la position angulaire du rotor. Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, ia rotation de la tête de lavage est commandée par le mouvement oscillant du corps 8 du cylindre de freinage. Ce mouvement oscillant résulte de la liaison entre la tige de piston rigide 11 et l'excentrique 12, et du fait que le corps 8 du cylindre de freinage est articulé sur la paroi de la tête de lavage 2 au moyen d'un axe 14. En remplacement de l'excentrique 12 représenté sur le dessin, on pourrait utiliser un autre type de système bielle-manivelle. Le dispositif d'entraînement de la tête de lavage en rotation estcombiné avec deux disques de friction 15 et 16 qui, dans la forme de réalisation représentée, sont interposes entre une collerette supérieure 17 de la tête de lavage 2 et une collerette 18 formée I l'extrémité du tube d'injection 1.Les disques de friction sont agencés de manière I absorber le couple de réaction que la force de réaction du jet de la lance exerce sur la tête de lavage en tendant a la faire tourner autour de l'axe du tube d'injection. Dans la forme de réalisation représentée, il y a trois surfaces de friction dans la liaison I friction établie entre la tête de lavage et le tube d'injection. Le premier disque de friction 15, ou disque inférieur, absorbe les 2/3 du couple de retenue tandis que la collerette de la tête de lavage absorbe 1/3 de ce couple. Pour bloquer la tête de lavage 2 en déplacement axial sur le tube 1, on peut utiliser une bague d'arrêt appropriée (non représentée) montée sur le tube 1 au-dessus de la collerette de la tête de lavage. L'extrémité supérieure du corps 8 du cylindre de frein est couplée au disque de friction inférieur 15 par un téton 19 fixé & ce corps 8 et qui est engagé dans une fente ou autre ouverture appropriée ménagée dans une jupe solidaire du disque de friction. Grâce I cette construction, le disque de friction inférieur 15 est entraI- né en un mouvement d'oscillation angulaire forcé, commandé par le mouvement oscillant du cylindre de freinage, lui-même dû I la rotation du rotor. Lorsqu'il oscille dans un sens, le disque de friction inférieur est retenu entre la collerette 18 du tube d'arrivée et le disque de friction supérieur 16, lequel est bloqué en position angulaire sur le tube d'injection 1 par un dispositif de blocage simple approprié (non représenté).De cette façon, la tête de lavage tourne sur le tube d'arrivée d'un angle que l'on peut régler å volonté en choisissant la valeur de l'écartement entre l'axe 14 et le téton 19. Lorsque le cylindre de frein oscille dans le sens opposé, la tête de lavage 2 est retenue par rapport au tube d'injection 1 par un mécanisme d'encliquetage qui, dans la forme de réalisation représentée, comprend plusieurs cliquets montés sur la tête de lavage et qui attaquent une roue I rochet ou couronne dentée 20 solidaire du tube d'arrivée 1.Etant donné que, dans ce dernier cas, la tête de lavage est bloquée en position angulaire, le disque de friction inférieur revient en arrière en glissant contre le disque de friction supérieur sur un angle qui correspond I l'angle de rotation de la tête de lavage qui a été mentionnée plus haut. Le mécanisme d'encliquetage comprend de préférence plusieurs cliquets qui coopérent avec la même roue & rochet de manière I permettre de diviser la rotation de lavage en petits pas tout en conservant cependant des dents relativement grandes, en obtenant ainsi une faible pression spécifique et des efforts réduits sur les cliquets et la roue I rochet. Dans le cas d'un dispositif de nettoyage I deux lances, dans lequel les forces de réaction des jets peuvent être dirigées en sens inverse l'un de l'autre et donner naissance I un véritable couple et éventuellement lorsque des dispositifs d une seule lance peuvent être retenus au moyen d'une surface de friction, on peut se dispenser d'utiliser les deux disques de friction mentionnés plus haut. Le mouvement d'oscillation du frein peut alors être directement transmis I un mécanisme d'encliquetage en prise avec la collerette du tube d'injection. REVEEIDICATIONS 1. Appareil destiné I nettoyer les surfaces internes des citernes ou équivalents, comprenant un tube (1) destiné I être introduit dans la citerne afin d'y injecter un fluide de lavage sous pression; une tête de lavage (2) qui est montée sur l'extrémité libre du tube et tourne autour de l'axe de ce tube, un rotor porte-lance (3) qui est monté sur la tête de lavage (2) et tourne autour d'un axe peu près perpendiculaire I l'axe du tube d'injection, ce rotor comprenant au moins une lance (4, 5) dont l'axe de sortie du jet est déporté par rapport à l'axe de rotation du rotor, de manière S faire tourner ce rotor sous l'effet de la pression de réaction résultant de l'éjection du jet de fluide, et un frein hydraulique (8, 9, 10) qui est couplé au rotor (3) afin de limiter la vitesse de rotation de ce rotor, caractérisé en ce que le frein hydraulique (8, 9, 10) est couplé I un système bielle-manivelle (11, 12) associé I l'arbre du rotor porte-lance (3) et est agencé pour actionner un mécanisme (20-22) qui fait tourner la tête de lavage (2) autour de l'axe du tube d'injection en utilisant le mouvement alternatif que le frein décrit sous l'action du système bielle-manivelle pendant la rotation du rotor. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le frein comprend un ensemble cylindre et piston (8, 9, 10) dont le piston (10) coulisse dans un cylindre de frein (9) et est couplé I l'arbre du rotor (3) par l'intermédiaire du système bielle-manivelle (11, 12) et adapté pour subir pendant son mouvement l'action d'une force de freinage variable due au déplacement d'un fluide hydraulique à l'intérieur du cylindre de freinage (9). 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'orientation de la lance (4, 5) est telle que le jet de fluide qu'elle débite soit dirigé parallèlement I l'axe du tube d'injection lorsque le piston (10) se trouve sa position de point mort haut ou de point mort bas. 4. Appareil suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que dans le frein est prévue une section d'étranglement qui varie sur la longueur de la course du piston (10) pour assurer la variation voulue de la vitesse de rotation du rotor porte-lance (3) dans les divers secteurs de lavage. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 4, caractérisé en ce que 1'ensemble cylindre-piston constitue un dispositif étanche isolé du fluide de lavage. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 I 5, caractérisé en ce que le cylindre de frein (8, 9) est articulé sur la tête de lavage (2) pour effectuer un mouvement d'oscillation sous l'effet de la rotation du rotor porte-lance (3),et en ce que le mécanisme d'entraInement en rotation de la tête de lavage (2) comprend un cliquet (2) relié au cylindre de frein (8, 9) et qui est adapté pour coopérer avec une couronne dentée (20) solidaire du tube d'injection (1). 7. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 6, dans lequel le rotor porte-lance (3) porte une seule lance (4, 5) caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement en rotation de la tête de lavage (2) comprend des disques de friction (15, 16), interposés entre la tête de lavage (2) et une collerette (18) du tube d'injection (1) et qui sont destinés I absorber le couple de réaction qui s'exerce autour de l'axe du tube d'injection sous l'effet du jet émis par la lance, le cylindre de frein (8, 9) étant couplé I un premier disque de friction (15) interposé entre la collerette (18) et un deuxième disque de friction (16) qui est -fixé rigidement au tube d'injection (1), de sorte qu'en oscillant dans un sens le cylindre de frein (8, 9) fait tourner la tête de lavage (2), le premier disque de friction (15) étant alors retenu par rapport au tube d'injection (1), tandis que, en oscillant dans l'autre sens, il provoque le retour dudit premier disque de friction (15), la tête de lavage (2) étant alors retenue par rapport au tube d'injection (1) au moyen d'un mécanisme à rochet (20, 21, 22).