Brevet FR2339895A1 — publié le 19770826

L'invention a pour objet un dispositif de commande de remplissage pour réservoir de stockage de liquides inflammables, notamment, mais non exclusivement, un dispositif limiteur de remplissage. Les réservoirs, notamment les réservoirs enterrés de stockage de liquides inflammables, comme des essences, des fuel-oils, etc., doivent être munis d'un dispositif propre à interrompre automatiquement le remplissage du réservoir lorsqu'un premier niveau prédéterminé de liquide est atteint, d'une part, et, d'autre part, propre à autoriser sans risque de débordement la vidange de la tuyauterie de remplissage, le remplissage étant en outre totalement interdit lorsque le liquide atteint un second niveau prédéterminé. De tels dispositifs doivent complémentairement, en raison de la nature des produits stockés, satisfaire aux normes de sécurité intrinsèque. On a déjà proposé de commander et/ou contrer le remplissage d'un réservoir à l'aide de dispositifs mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques. De tels dispositifs sont, cependant, dtinstallation et d'entretien relativement complexes et c'est pourquoi on a suggéré l'emploi de moyens électriques pour la détermination du niveau de liquide d'un réservoir. Les appareillages connus comportant de tels moyens, s1 ils sont d'utilisation plus facile que les dispositifs mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques, ne répondent pas toutefois aux exigences de fonctionnement et de sécurité requises des dispositifs limiteurs de remplissage pour réservoir de stockage de liquides inflammables. C'est, d'une manière générale, un but de l'invention de fournir un dispositif de commande de remplissage d'un réservoir dont le fonctionnement, contrairement à celui des appareillages électriques connus, soit conforme à ce qui est attendu d'un limiteur de remplissage pour réservoir de stockage de liquides inflammables et qui, en outre, nonobstant l'utilisation de circuits électriques, satisfasse aux normes de sécurité et cela sans faire appel à des moyens anti-déflagrants, complexes et onéreux. C'est, encore, un but de l'invention de fournir un tel dispositif à très grande sécurité et, notamment, un dispositif qui, quels que soient les incidents susceptibles d'affecter son fonctionnement, commande la fermeture d'une vanne montée sur la canalisation fixe d'emplissage du réservoir et à laquelle peut être raccordée la tuyauterie de remplissage d'un camion-citerne ou analogue. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un tel dispositif qui, contrairement aux dispositifs connus, puisse être utilisé sur des réservoirs de stockage de liquides particuliers, comme du fuel lourd. C'est, également, un but de l'invention de fournir un tel dispositif qui, lorsque le niveau dans le réservoir est proche de celui correspondant à la rupture de stock, délivre une information traduisant cette condition, et cela de manière non équivoque. te dispositif selon l'invention, qui comprend un ensemble électronique pour la commande d'une électro-vanne disposée sur la canalisation d'emplissage d'un réservoir dans lequel est placée une sonde de niveau, est caractérisé en ce que ledit ensemble comprend des' moyens logiques délivrant un ordre de fermeture de la vanne, susceptible d'être ensuite annulé, lorsqu'est atteint dans le réservoir un premier niveau de liquide déterminé par une première osorlde, lesdits moyens délivrant un ordre irréfragable de fermeture de la vanne lorsqu'est atteint un second niveau, plus élevé que le premier, déterminé par une deuxième sonde. Selon une autre caractéristique de l'invention, les sondes de niveau sont constituées par des thermistances et l'ensemble électronique de commande de l'électro-vanne comprend des moyens pour limiter le courant circulant dans lesdites thermistances quel que soit l'incident susceptible d'affecter le fonctionnement du dispositif comme un court-circuit, une rupture de sonde, une mise à la terre, etc. Dans une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, destinée plus particulièrement à équiper des réservoirs de stockage de fuel lourd, un circuit de chauffage, par exemple une résistance électrique, est prévu sur l'électro-vanne et au voisinage des sondes de niveau pour maintenir localement le fuel lourd à une température convenable, de l'ordre de 400C, appropriée au fonctionnement de 1'électro-vanne et des sondes. Que le dispositif soit utilisé pour des produits "lourds" ou "légers", les sondes de niveau sont disposées dans le réservoir à l'intérieur d'un organe de protection de manière qu'elles ne répondent effectivement que pour un niveau prédéterminé de liquide et ne délivrent pas de fausse indication, par exemple sous l'action d'éclaboussures, de mousse nageant à la surface libre du liquide stocké, etc. Dans une forme de réalisation du dispositif destiné à fournir une indication du niveau de rupture de stock -deux sondes de niveau, avantageusement constituées par desthermistances, sont reliées à une mémoire à coVncidence dont la sortie ne fournit un signal d'avertissement, par exemple ne déclenche un appel téléphonique demandant un remplissage du réservoir, qu'après basculement d'une condition 1 à une condition 0, le basculement de la condition 1 à la condition 0, et vice versa, étant déterminé par l'apparition de niveaux logiques identiques sur les entrées de la mémoire reliées- aux deux sondes. L'invention sera bien comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique d'un réservoir équipé d'un dispositif limiteur de remplissage selon l'invention - la figure 2 est un schéma, partie en blocs-diagramme, d'un dispositif limiteur de remplissage selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma d'un dispositif limiteur de remplissage selon l'invention pour une norme de réalisation ; et - la figure 4 est un schéma d'un dispositif selon l'invention tel qu'utilisé pour la détection, dans un réservoir, d'un niveau proche de celui de la rupture de stock. On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un dispositif selon l'invention, et plus particulièrement un limiteur de remplissage pour réservoir R de stockage de liquides inflammables. Le dispositif comprend deux sondes de niveau 10 et 11 logées dans un tube 12 muni à son extrémité inférieure d'une crépine 13 et à Sa partie supérieure d'un trou-évent 14, le tube 12 étant introduit dans le réservoir R par un trou d'homme, non représenté, de sorte que le niveau du liquide dans ledit tube est constamment celui du liquide stocké dans le réservoir, les sondes 10 et 11 étant toutefois à l'abri d'éclaboussures ou de remous provoqués lors de l'em- plissage par une canalisation 15 ou encore à l'abri de la mousse ou de l'écume qui peut surnager à la surface libre du liquide stocké. Â la sonde 10 est ainsi attaché un premier niveau prédéterminé n1 du liquide stocké dans le réservoir et à la sonde 11 est attaché un second niveau prédéterminé P. Les sondes 10 et 11 sont constituées par tout moyen approprié pour fournir un signal électrique, par exemple des éléments photosensibles. De préférence, cependant, les sondes 10 et Il sont constituées chacune par une thermistance, avantageusement une thermistance à coefficient de température positif dont la résistance ohmique varie considérablement suivant que la sonde est à l'air ou immergée dans le liquide. A cette variation de résistance correspond une variation de tension détectée dans un ensemble électronique 20 raccordé en permanence ou de manière amovible aux bornes de la thermistance 10 par des conducteurs 21, aux bornes de la thermistance 11 par des conducteurs 22 et par des conducteurs 23 à des moyens de manoeuvre d'une électro-vanne 24 interposée sur la canalisation 15, entre le débouché de ladite canalisation dans le réservoir R et un embout 25 de liaison au flexible 26 d'un camionciterne ou analogue, C. L'ensemble électronique 20 est à poste fixe ou, avantageusement, est monté sur un chariot déplaçable pour pouvoir être amené à proximité, successivement, d'une multiplicité de citernes dont le remplissage est à surveiller. Dans une variante de réalisation, l'ensemble 20 est prévu à bord du camion-citerne ou analogue d'amenée au réservoir R du liquide inflammable à stocker. Dans un tel cas, son alimentation électrique 20 est la ou une batterie du camion-citerne ou analogue C (comme schématisé par la ligne en trait mixte sur la figure 1) tandis que dans le cas d'un ensemble fixe ou mobile d'une zone de stockage de liquide inflammable à proximité de laquelle existe une source de tension alternative S, l'alimentation de l'ensemble 20 est assurée en courant continu à partir de ladite source par un transformateur 30 à sécurité intrinsèque précédé de fusibles 31 et suivi d'une bobine de transformation alternatif-continu, 32. Le bottier de l'ensemble 20 porte un inverseur 33, dont le r81e sera précisé ci-après, et au moins deux voyants 34 et 35 de contr8le de fonctionnement des sondes 10 et Il respectivement. Comme montré sur la figure 2, la thermistance 10 est montée entre un circuit 40 relié au p81e positif 41 de la source ou du générateur de tension continue et un circuit 42 relié au p81e négatif 43 de ladite source ou générateur de tension. Le circuit 40 comprend une résistance 44 et, en parallèle à ladite résistance, un détecteur de tension 48. Le point commun à la résistance 44 et à la thermistance 10 est relié par un conducteur 45 à la première entrée 46,- qui peut être inhibée par actionnement de~l'inverseur 33-, d'une porte ET, 47. De façon analogue, le circuit 42 comprend une résistance 49 reliée à la thermistance 10 et en parallèle sur ladite résistance 49 un détecteur de tension 50. La thermistance Il est interposée entre un circuit SI et un circuit 54, le premier comprenant une résistance 52 avec en parallèle un détecteur de tension 53 et le second comprenant une résistance 55 avec en parallèle un détecteur de tension 56. La jonction de la thermistance il et de la résistance 52 est reliée par une voie 57 à la seconde entrée 58 de la porte 47, seconde entrée qui, contrairement à l'entrée 46, ne peut pas être inhibée, de sorte que le signal appliqué sur cette entrée est un signal irréfragable. La porte 47 comprend avantageusement un dispositif à hystérésis à deux niveaux de seuil, de manière à la rendre pratiquement insensible au bruit, et sa sortie 60 commande un relais 61 interposé sur un circuit 62 comprenant l'électro-vanne 24, l'alimentation en courant 65 de ladite vanne et un voyant lumineux 64, le relais 61 étant, pour des raisons de -sécurité, monté de manière que la vanne 24 ne puisse être ouverte que lorsque les contacts du relais sont collés. Un voyant 65 monté entre les bornes d'alimentation 41, 43 renseigne l'utilisateur sur la mise sous tension du dispositif et un voyant 66 monté en parallèle au relais 61 indique ltétat de ce dernier. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 3, la porte 47 est formée par un transistor 70 dont la base 71 est reliée au conducteur 45 par une diode 72 et une résistance 73 et par un transistor 74 dont la base 75 est reliée au conducteur 57 par une diode 76 et une résistance 77, l'émetteur 78 dudit transistor étant relié à une diode Zener 79 définissant le seuil au-dessous duquel la tension d'entrée est représentative d'un O et au-dessus daquel cette même tension est représentative d'un 1. Ires détecteurs de tension 48, 50, 53 et 56 sont constitués par des transistors 80, 81, 82 et 83 dont les bases sont reliées aux résistances 44, 49, 52 et 55, respectivement. Des transistors 84 et 85, reliés à la sortie de la porte 47, commandent le relais 61. Le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention est le suivant Lorsqu'un réservoir R doit être empli de liquide inflammable à partir d'un camion-citerne ou analogue C, le dispositif selon l'invention est raccordé par les conducteurs 21, 22 et 23 aux son das 10, 11 et à l'électro-vanne 24. Ire dispositif est mis sous tension et l'allumage du voyant 65 indique que le dispositif est en condition opératoire.Tes thermistances 10 et 11, alors non mouillées par le liquide, ont une valeur de résistance relativement élevée et, parcourues par un courant relativement faible, la tension à leurs bornes est suffisamment grande pour que la porte 47 délivre un signal qui fait coller le relais 61. Ire voyant 66 s'allume, de même que le voyant 64 pour indiquer que l'électro-vanne 24 est ouverte et que ltemplissage du réservoir est autorisé. Dès que la thermistance 10 est baignée par le liquide, sa résistance ohmique diminue, le courant qui la traverse augmente et la tension à ses bornes diminue. Un signal 0 est alors appliqué sur l'entrée 46 de la porte ET 47, de sorte que ladite porte se ferme avec pour résultat l'ouverture du relais 61 et, par suite, la fermeture de la vanne 24, l'extinction des voyants 64 et 66 traduisant cette condition. Pour autoriser à nouveau l'ouverture de l'électro-vanne, l'interrupteur 37 précédemment ouvert est alors fermé, inhibant ainsi 11 entrée 46 de la porte 47 dont la seconde entrée 58, reliée à la thermistance 11, reçoit encore un signal 1 en raison de la valeur élevée de la tension à ses bornes du fait que ladite thermistance n'est pas baignée par le liquide à stocker. La porte 47 délivre à nouveau un ordre d'excitation du relais 61 qui, en collant, commande l'ouverture de l'électro-vanne 24 : les voyants 64 et 66 s'allument à nouveau. L'électro-vanne 24 reste ouverte aussi longtemps que la thermistance 1 1 n' est pas à son tour mouillée par le liquide à stocker, un choix approprié des positions respectives des thermistances 10 et 11 permettant de ne commander la seconde fermeture de l'électro-vanne 24 qu'après vidange complète des canalisations 15 et 26. Contrairement à l'ordre de fermeture défini par la thermistance 10, celui lié à la thermistance 11 est irréfragable. Dans un but de sécurité, le dispositif selon l'invention est organisé pour commander la fermeture de la vanne 24 quel que soit l'incident susceptible d'affecter son fonctionnement. C'est, ainsi, qu'en cas de court-circuit de l'une ou l'autre des thermistances 10, 11, un signal O est appliqué surl'entrée 46 ou l'entrée 58 de la porte 47 et celle-ci délivre un ordre de fermeture. De même, en cas de rupture de l'une ou l'autre des thermistances, la tension aux bornes des détecteurs 50 et 56 est nulle et le relais 61 est empe- ché de coller. Si, de façon analogue, l'une des résistances 44 ou 52 est court-circuitée, le détecteur 48 ou le détecteur 53 n'est plus sous tension et inhibe la porte 47 qui délivre, à nouveau, un ordre de fermeture de la vanne 24. C'est un ordre identique qui est fourni lorsque le dispositif est court-circuité par mise à la terre. Dans tous les cas, le courant circulant dans les thermistances 10 et 11 est limité~par les résistances 44, 49, 52 et 55 ainsi que par les résistances des bases des transistors 80, 81, 82 et 83 de sorte que sont satisfaites les conditions de sécurité intrinsèque et cela sans faire appel à des moyens anti-déflagrants, onéreux et complexes. Lorsque le dispositif est destiné à équiper un réservoir R de stockage de liquide comme du fuel lourd, l'invention prévoit d'associer à l'électro-vaane 24 un circuit de réchauffage, par exemple une résistance, et d'associer également au tube 12 abritant les sondes 10 et 11 une résistance de chauffage qui maintient localement la température du liquide à stocker à une température de tordre de 400C propre à assurer le fonctionnement satisfaisant des sondes et de la vanne. Dans une forme de réalisation du dispositif destiné à four nir une information d'avertissement lorsque le niveau de liquide stocké dans un réservoir est proche de celui de rupture de stock, par exemple par déclenchement d'un appel téléphonique demandant un remplissage du réservoir, deux sondes de niveau 90 et 91, figure 4, avantageusement des thermistances, sont placées dans le réservoir R, à des niveaux différents. La sonde 90 est reliée par une voie 92 à un interface 94 et la sonde 91 est reliée par une voie 93 à un interface 95. Les sorties 96 et 97 des interfaces 94 et 95, respectivement, con tituent les entrées d'une mémoire à coincidence 98 dont la sortie 99 est connectée, par exemple par un relais non représenté, à un moyen d'avertissement, comme un déclencheur d'appel téléphonique. La mémoire 98, dont les entrées 96 et 97 sont au niveau logique 0 ou 1 suivant que les sondes 90 et 91 sont; respectivement, à l'air libre ou immergées dans le liquide du réservoir R, est agencée pour, d'une part, ne basculer que lorsque ses deux entrées sont au m8me niveau logique et, d'autre part, ne fournir un signal sur sa sortie 99 que lors du basculement de son état 1 à son état 0. I1 en résulte que la mémoire 98 qui est dans l'état 1 aussi longtemps que les deux sondes sont immergées reste dans cet état jusqu'à ce que les deux sondes soient à l'air libre. Elle bascule alors à l'état 0, en délivrant simultanément un signal sur sa sortie 99, le retour à l'état 1 n'étant réalisé que lorsque les deux sondes sont à nouveau totalement immergées, de sorte que les remous, clapotis, etc. provoqués par le liquide dans le réservoir ne déclenchent pas de signal d'avertissement intempestif pour des fluctuations paysagères de niveau. PZhNtIC Ti0NS R DICATIOTTS 1. Dispositif limiteur de remplissage pour réservoir de stockage de liquides inflammables comprenant un ensemble électronique pour la commande d'une dlectrc-vanne disposée sur la canalisation d'emplissage du réservoir dans lequel est nlacée une sonde de niveau constituée par une thermistance, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend des moyens pour limiter le courant circulant dans la thermistance constitutive de la sonde de niveau, et cela quel que soit l'incident susceptible d'affecter le fonctionnement du dispositif comme un court-circuit, une rupture de la sonde, une mise à la terre, etc. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent des résistances dont une au moins est placée en série dans le circuit d'alimentation de la thermistance. 3. Dispositif limiteur de remplissage pour réservoir de stockage de liquides inflammables comprenant un ensemble électronique pour la commande d'une électro-vanne disposée sur la canalisation d'emplissage du réservoir dans lequel est placée une sonde de niveau, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend des moyens logiques délivrant un ordre de fermeture de la vanne, -susceptible d'être ensuite annulé-, lorsqu'est atteint dans le réservoir un premier niveau de liquide déterminé par une première sonde, lesdits moyens délivrant un ordre irréfragable de fermeture de la vanne lorsqu'est atteint un second niveau, plus élevé que le premier, déterminé par une seconde sonde. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sondes de niveau sont des thermistances et en ce que lesdits moyens logiques comprennent une porte ET dont une entrée, susceptible d'entre inhibée à l'aide d'un inverseur, est reliée à l'une des bornes de la thermistance constitutive de la première sonde et dont l'autre entrée est reliée à.une borne de la thermistance constitutive de la deuxième sonde, la sortie de la porte EX commandant un relais interposé sur un circuit d'actionnement de l'électro-vanne. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de détection des valeurs de tension aux bornes des thermistances, ainsi qu'aux bornes des moyens logiques, pour faire délivrer à ces derniers un ordre de fermeture de la vanne en cas d'incident susceptible d'affecter le fonctionnement du dispositif. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour limiter le courant circulant dans les thermistances constitutives des sondes de niveau et cela quel que soit l'incident susceptible d'affecter le fonctionnement du dispositif comme un court-circuit, une rupture de sonde, une mise à la terre, etc. 7. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les détecteurs de tension sont des transistors montés en parallèle sur les résistances prévues pour limiter la valeur de courant circulant dans les thermistances en cas d'incident de fonctionnement du dispositif. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour son application à un réservoir de stockage de fuel lourd, il comprend un circuit de chauffage, par exemple une résistance électrique entourant ltélectro-vanne, et un circuit de chauffage entourant les sondes de niveau, afin de maintenir localement le fuel lourd à une température de l'ordre de 400C appropriée au fonctionnement de l'électro-vanne et des sondes. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sondes de niveau sont disposées dans le réservoir à l'intérieur d'un organe de protection, comme un tube, muni à sa partie inférieure d'une crépine ou analogue et à sa partie supérieure d'un trou-évent, de manière que lesdites sondes ne répondent effectivement que pour un niveau prédéterminé du liquide dans le réservoir et ne délivrent pas de fausse indication, par exemple sous l'action d'éclaboussures, de remous, de mousse nageant à la surface libre du liquide stocké, etc. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté sur un chariot mobile d'où sont issus des câbles de raccordement aux sondes de niveau et à l'organe d'actionnement de l'électro-vanne, de sorte qu'un seul et même dispositif est propre à être utilisé pour con trôner successivement le remplissage d'une multiplicité de réser voir, Il. Dispositif de commande de remplissage pour réservoir de stockage de liquides inflammables, notamment destiné à fournir un signal d'avertissement lorsqu'est atteint un niveau proche de celui de la rupture de stock, caractérisé en ce qutil comprend deus sondes de niveau, avantageusement constituzes par des thermi tance , reliées l'une et l'autre par l'intermédiaire d'interfaces délivrant des signaux de niveau logique 1 ou O en correspondance de leur immersion ou non-immersion dans le liquide à une mémoire à coincidence, celle-ci étant agencée pour ne basculer d'un état O à un état 1 et vice versa que lorsque ses deux entrées sont au même niveau logique et ne délivrant sur a sortie un signal d'avertissement, par exemple un appel téléphonique, que lors du basculement dans un sens prédéterminé.