Brevet FR2343691A1 — publié le 19771007

La orésente invention concerne les dispositifs de remplissage et de transfert pour réservoir de liquide et elle trouve une aD > lication particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine de l'aéronautioue. On sait aue le remplissage des réservoirs de combustible d'avion et le transfert de ce combustible à partir d'un reservoir, par exemple vers les moteurs, doivent tenir compte de divers oroblames. En particulier, le remplissage du réservoir doit être arrêt dès aue le niveau de carburant atteint une hauteur determine ; inversement, l'évacuation du combustible hors du réservoir doit être arrêtée avant autel n'y ait transfert du gaz occupant le réservoir au-dessus de la surface libre du liquide en effet, dans le cas contraire, le débit très important de gaz aui en résulterait peut perturber les détendeurs et les autres réservoirs. La présente invention vise à fournir un dispositif aui répond aux exigences ci-dessus tout en restant de construction simple et de fonctionnement sûr. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif de remplissage et de transfert pour réservoir de liquide, notamment de carburant, qui comprend en combinaison - un conduit débouchant à proximité du fond du réservoir et muni d'une ouverture de sortie du réservoir :: - un botes de vanne interposé sur le conduit et dans lequel est aménagé un siège d'appui d'un obturateur déplacable entre une position de pleine ouverture et une position de fermeture, obturateur dont une face est soumise à la pression qui règne dans le débouché et qui tend à amener l'obturateur en position d'ouverture et dont vautre face délimite une chambre de commande; - et des moyens pour relier ladite chambre de commande au réservoir lorsque la surface libre du liquide dans le réservoir est inférieure à un premier niveau déterminé ; pour tendre a créer une dépression dans ladite chambre lorsau'un écoulement parcourt le boiter à partir du débouché ; et pour tendre à crier une suroression dans ladite chambre de commande lorsque la surface libre déDasse un second niveau déterminé, supérieur au premier et que du liauide est refoulé dans le conduit vers le débouché. Dans un mode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention, l'obturateur est disposé de façon telle que, lorsqu'il est en position de pleine ouverture, il n'impose à 11 écoulement dans la vanne aucune variation brusque de section ou d'orientation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un dispositif qui en constitue un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent et dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe montrant le dispositif en suivant un plan vertical, les organes étant dans la position qu'ils occupent au cours du transfert du liquide à partir du réservoir ; - les figures 2, 3 et 4, similaires à la figure 1, montrent respectivement les organes dans la position qu'ils occupent lors de la fermeture de la vanne du réservoir (figure 2) ; au cours du remplissage du réservoir (figure 3) ; et à la fin du remplissage, lors de la fermeture de la vanne (figure 4). Le dispositif peut étre regardé comme comportant un conduit 10 traversant la paroi 11 du réservoir et s'ouvrant dans celui-ci par un débouche 12 muni d'un filtre, placé parallèlement au fond du réservoir et à proximité de ce fond. La partie terminale du conduit 10 peut étre considérée comme constituant un bot- tier de vanne en deux pieces. L'une des pièces est formée par un déflecteur galbé 13, muni d'un siège 14. Ce déflecteur est dessiné de façon à n'imposer à l'écoulement de liquide que des variations progressives d'orientation sans coude brusque. La seconde partie du boiter est constituée par une calotte 15, fixée de façon étanche, par des moyens quelconques, sur une ouverture du déflecteur.Dans le boîtier est disposé un obturateur 16, constitué par une plaque rigide 17 montée basculante sur un axe 18 et une membrane déformable 19 dont le bord est pincé entre la calotte 15 et le déflecteur 13. La calotte 15 et la membrane 19 deli- mitent une chambre de commande 20. La plaque rigide 17 est dépla çable entre une position de fermeture (figures 2 et 4), dans laquelle elle est appliquée sur le siège 14 et sépare le débouché 12 de la partie du conduit 10 qui sort du réservoir, et une position d'ouverture {figures 1 et 3). L'axe 18 et l'obturateur 16 sont prévus de façon que, lorsque l'obturateur est ouvert, il n'impose à l'écoulement dans le bottier aucune variation brutale de section ou d'orientation, c'est-a-dire en fait se place approximativement dans le prolongement des parois du déflecteur 13 et du conduit 10. La vanne est associée à un mécanisme de commande dont les organes sensibles au niveau du liquide sont constitués, dans le mode de réalisation illustré, par des valves pilotes actionnées par des flotteurs. Mais il est bien évident que ces organes sensibles pourraient aussi bien etre de nature différente et par exemple prendre la forme de transducteurs commandant des électrovannes. Ce mécanisme comprend un canal 24 qui relie la chambre de commande à la première valve pilote. Celle-ci comporte un pointeau double 25 attelé à un flotteur 26 et déplaçable, dans un compartiment 27. Lorsque la surface libre du liquide dans le réservoir i1 dépasse un niveau prédéterminé NI, supérieur à celui du débouché 12, le flotteur 26 amène le pointeau double 25 dans une position où il sépare le compartiment 27 du réservoir et le relie au conduit 10 par le canal 32 muni d'un étranglement calibré 30 (figure 1 > . Lorsqu'au contraire la surface libre est audessous du niveau NI (figure 2) le flotteur 26 amène le pointeau 25 dans une position où il sépare le compartiment 27 du conduit 10 et le relie au fond du réservoir 11. Dans la calotte 15 est monté un clapet antiretour 21 constitué, dans le mode de réalisation illustré, par une bille de retenue dans une chambre 31, par une grille 22. Lorsque la chambre 20 est en dépression par rapport à l'intérieur du bottier, la bille vient fermer le passage 23 de communication des chambres 20 et 31. La chambre 31 est reliée à un canal 34, dirigé vers le haut et dont l'extrémité est obturable par un clapet 35 commandé par un second flotteur 36. Ce flotteur 36 et le clapet 35 sont placés de telle façon que le clapet soit ouvert aussi longtemps que la surface libre du liquide est au-dessous d'un niveau déterminé N2 (niveau maximum envisagé dans le réservoir) et se ferme des que ce niveau est atteint. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'entre décrit, lors du remplissage du réservoir et de sa vidange, peut être résumé de la façon suivante. Pour transférer du liquide à partir du réservoir, occupé par une masse de liquide dont la surface libre est au-dessus du niveau N1, il suffit d'ouvrir une vanne (non représentée) sur le conduit 10 : la pressurisation du réservoir 11 refoule le liquide dans le conduit 10 suivant la direction indiquée par la flèche F1 sur la figure 1. Le pointeau double 25 sépare le compartiment 27 du réservoir. La dépression dynamique qui s'établit au débouché de l'orifice 32 se communique à la chambre de commande 20 par l'intermédiaire du compartiment 27 et du canal 24. Cette dépression amène l'obturateur 16 dans la position représentée en figure 1. Le liquide peut s'écouler avec des pertes de charge réduites. Lorsque la surface libre atteint le niveau N1 (figure 2) le premier flotteur 26 déplace le pointeau double 25 qui coupe la communication entre la chambre de commande 20 et l'orifice 32. En même temps ce pointeau double 25 met la chambre 20 en communication avec le réservoir. Les pressions dans la chambre 20 et le réservoir s'équilibrent. L'obturateur 16 vient s'appliquer sur son siège 14. La vanne interdit tout passage de gaz du réservoir vers le conduit 10. En d'autres termes, la vanne fonctionne en vanne d'arrêt de gaz en fin d'épuisement. Pour remplir le réservoir au travers de la vanne, il suffit de refouler du liquide vers le réservoir 11, par l'intermédiaire de la conduite 10, au moyen d'une pompe non représentée. La surface libre étant supposée au-dessous du niveau N2, le liquide envoyé dans la direction de la flèche F2 (figure 3) crée dans l'orifice 32-un débit limité par l'étranglement calibré 30, débit évacué au travers de la chambre 20 et du conduit 34. Le clapet antiretour 21 permet à la pression de s'équilibrer entre la chambre 20 de l'obturateur 16 et le réservoir. La pression dans le réservoir étant inférieure à celle qui règne dans le conduit 10, les forces de pression agissant sur la membrane 19 soulèvent l'obturateur 16 et l'amènent dans la position illustrée en figure 3, aussi longtemps que la surface libre n'atteint pas le niveau N2. La vanne fonctionne alors en vanne de remplissage. Enfin, lorsque la surface libre du liquide dans le réservoir 11 atteint le niveau N2 (figure 4), le second flotteur 36 ferme le clapet 35. La pression de refoulement qui règne dans le conduit 10 s'établit dans la chambre de commande par l'intermE- diaire de l'orifice 32, du compartiment 27 et du canal 24 et applique l'obturateur 16 sur son siège. La pression de refoulement tend évidemment à augmenter des la fermeture de la vanne, et plaque l'obturateur de façon énergique sur son siège. On voit ainsi que la vanne fonctionne effectivement pour provoquer la fin du remplissage. En résumé, on voit qu'un tel dispositif est susceptible de remplir quatre fonctions distinctes, tout en conservant une structure simple et en n'imposant que des pertes de charge faibles à l'écoulement, quel que soit le sens de celui-ci. L'invention ne se limite évidemment pas au mode particulier de réalisation qui a été représenté et des différents exemples et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend aux-variantes restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Dispositif de remplissage et de transfert pour réservoir de liquide, notamment de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison - un conduit débouchant à proximité du fond du réservoir et muni d'une ouverture de sortie du réservoir; - un bottier de vanne interposé sur le conduit et dans lequel est aménagé un siège d'appui d'un obturateur déplaçable entre une position de pleine ouverture et une position de ferme ture, obturateur dont une face est soumise à la pression qui re- gne dans le débouché et qui tend à amener l'obturateur en position d'ouverture et dont l'autre face délimite une chambre de commande ; - et des doyens pour relier ladite chambre de commande au réservoir lorsque la surface libre du liquide dans le réservoir est au-dessous d'un premier niveau déterminé ; pour tendre a créer une dépression dans ladite chambre lorsqu'un écoule:iant parcourt le bottier à partir du débouché , et pour tendre à créer une surpression dans ladite chambre de commande lorsque la surface libre est au-dessus d'un second niveau déterminé, supérieur au premier, et que du liquide est refoule dans le conduit vers le débouché. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur est disposé de façon que, lorsqu'il est en position de pleine ouverture, il n'inïpose a l'écoulement dans la vanne aucune variation brusque de section ou d'orientation. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'obturateur comporte une plaque montée de façon a pouvoir basculer entre une position d'appui sur le siège et une position d'ouverture, et une membrane déformable solidaire de la plaque et dont la périphérie est fixée au bottier et délimite la chambre de commande. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un canal reliant la chambre de commande à un compartiment d'une pre mière valve commandée par un détecteur et qui relie ledit compartiment au réservoir lorsque la surface libre est au-dessous du premier niveau et à un canal de prise de pression lorsque la surface libre est au-dessus du premier niveau. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit canal met en communication le compartiment de la première valve avec un orifice dans lequel règne une surpression en cas d'écoulement dans le conduit vers le débouché et une dé - pression en cas d'écoulement dans le conduit à partir du débou ché. 6. Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, carac térisé en ce que le canal est muni d'un étranglement calibré. 7. Dispositif suivant la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé par une seconde valve mettant en communicationladite chambre de commande avec le réservoir lorsque la surface libre est au-dessous du second niveau. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde valve est commandée par un flotteur. 9. Dispositif suivant la revendication 1, tel que représenté sur la figure 1 des dessins.