Brevet FR2408529A1 — publié le 19790608

L'invention a pour objet une installation de remplissage de citernes placées sur des wagons ferroviaires ou des véhicules routiers, utilisable notamment dans les raffineries d'hydrocarbures. Les installations de remplissage automatique de citernes utilisées dans les raffineries comportent normalement une charpente surplombant une voie de circulation des citernes l'une derrière l'autre et sur laquelle est montée une conduite, généralement télescopique, susceptible de pénétrer par déplacement vertical le long de son axe, dans un orifice de la citerne placé au-dessous d'elle. Comme il n'est pas facile de positionner avec précision la citerne sous l'installation, la conduite de remplissage est souvent montée sur un chariot déplaçable sur la charpente selon la direction longitudinale de la voie de circulation de façon à positionner la conduite au-dessus de l'orifice. Cette possibilité de positionnement longitudinal peut être insuffisante car il arrive que l'orifice ne soit pas exactement dans l'axe de la citerne. En effet, à la longue celle-ci peut se trouver désaxée par suite de défauts de fixation sur le châssis ou d'affaissement de la suspension par exemple. Pour éviter cet inconvénient, on surveille la tenue des citernes et on élimine celles dont le sésaxement dépasse une certaine limite pour les faire réparer. Bien entendu, cette opération est coûteuse et il est intéressant d'augmenter le seuil de tolérance de désaxement pour utiliser les citernes plus longtemps avant réparation. On a déjà proposé, pour remédier au désaxement des orifices, de donner au chariot de support de la conduite une possibilité de déplacement non seulement longitudinal mais également transversal. I1 est ainsi possible d'amener la conduite exactement au-dessus du centre de l'orifice. Cependant, on a constaté que le désaxement de la citerne se traduisait le plus souvent par une inclinaison de celle-ci de telle sorte que l'ue de l'orifice n'est plus vertical. C'est pourquoi il peut ne pas etre suffisant de déplacer transversalement la conduite pour l'amener au-dessus de l'orifice. En effet, du fait de l'inclinaison de l'axe par rapport à sa verticale, la section horizontale de l'orifice est diminuée dans le sens transversal, d'autant plus que le dome d'entrée du wagon comporte une paroi latérale d'une hauteur non négligeable. De ce fait, s'il n'existe pas un jeu important entre la conduite et les parois latérales de l'orifice, la conduite ne peut pénétrer dans l'orifice meame si elle a été déportée transversalement. On est donc amené à diminuer encore la tolérance sur le désaxement des orifices et, lorsque c'est dans en descendant la conduite l'orifice que l'on s'aperçoit quelle ne peut y pénétrer, on est obligé de détacher le wagon pour le retirer de la rame, ce qui impose évidemment une gene considérable et une perte de temps onéreuse. L'invention a pour objet des perfectionnements permettant de remédier à ces inconvénients. Conformément à l'invention, la conduite est montée rotative, par l'intermédiaire de tourillons, sur le chariot de support autour d'un axe sensiblement parallèle à la direction longitudinale de déplacement et le chariot de support est muni d'un moyen de commande d'une rotation de la conduite autour desdits tourillons déterminant une inclinaison de ladite conduite par rapport à la verticale simultanée et proportionnelle au déplacement transversal de positionnement du chariot pour l'alignement de l'axe longitudinal de la conduite avec l'axe de l'orifice. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le moyen de commande de l'inclinaison de la conduite comprend un levier calésur l'un des tourillons, parallèle à l'axe longitudinal de la conduite et dont l'extrémité se trouve au contact d'une came ménagée sur la charpente parallèlement à la direction transversale de déplacement du chariot, ladite came se composant, de part et d'autre d'une position centrale pour laquelle la conduite et le levier sont verticaux, de deux rampes d'appui de l'extrémité du levier déterminant l'inclinaison du levier et de la conduite lorsque le chariot s'écarte transversalement de ladite position centrale. L'invention va maintenant être décrite, en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une installation de remplissage selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique, en élévation de l'invention, en coupe transversale par rapport à l'axe de la voie. La figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale, selon 111-111, figure 2. La figure 4 est une vue d'une conduite en position inclinée dans un mode de réalisation plus perfectionné. La figure 5 est une vue de détail du levier d'inclinaison dans le mode de réalisation perfectionné de la figure 4. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement et en perspective une installation de chargement de citernes 1 susceptibles de circuler l'une derrière l'autre sur une voie de circulation Il. L'installation est montée sur une charpente 2 composée par exemple de portiques 20 surplombant la voie de circulation il et reliée par des poutres longitudinales 21 le long desquelles peut se déplacer la conduite de remplissage 3. Comme on l'a indiqué plus haut, celle-ci peut se déplacer par rapport à la charpente dans la direction longitudinale de la voie 11 et dans la direction transversale de façon à pouvoir être positionnée avec précision, par un opérateur, au-dessus de l'orifice de chargement 12 de la citerne 1. A cet effet, la conduite 3 est portée par un chariot 4 qui peut se déplacer le long d'une poutre transversale 5 supportée elle-même à ses extrémités par des sommiers 50 déplaçables longitudinalement le long de chemins de roulement ménagés sur les poutres 21. Le Le déplacement du chariot 4 sur la poutre 5 et de cette dernière sur les poutres 21 s'effectue au moyen d'organes de support à galets tout-àfait classiques qui n'ont pas été représentés en détail. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, la conduite 3 est montée pivotante sur le chariot 4 autour de tourillons 6 qui déterminent un axe de pivotement 60 parallèle à l'axe longitudinal de la voie 11. Les tourillons 6 s'appuient eux-mêmes, par l'intermédiaire de paliers, sur des chaises de support 41 ménagées sur le chariot 4. La conduite 3 peut être de tout type connu permettant de la faire descendre à l'intérieur de la citerne 1 par coulissement le long de son axe 30. D'autre part, elle doit évidemment être reliée à une canalisation 31 d'alimentation en fluide de remplissage de la citerne. Cependant, dans l'invention, il est avantageux d'utiliser un type de conduite connu se composant d'un ou plusieurs tubes montés coulissants de façon télescopique à l'intérieur d'un tube fixe par l'intermédiaire duquel l'ensemble est supporté par le chariot. C'est pourquoi, sur la figure 1, on a représenté le tube fixe 3 sur lequel sont fixés les tourillons de support 6 et le tube mobile 32 susceptible d'être descendu verticalement par tout moyen tel qutun treuil ou un vérin et qui peut d'ailleurs être constitué de plusieurs éléments télescopiques. Comme l'installation est déplaçable, la canalisation 31 d'alimentation en fluide doit pouvoir suivre les déplacements de la conduite. Ceci peut être obtenu par des moyens classiques. Cependant, selon l'invention, il est particulièrement avantageux que l'un des tourillons soit creux et constitue une tubulure d'entrée du fluide à l'intérieur de la conduite 3, cette tubulure étant reliée à la canalisation 31 d'alimentation en fluide de la conduite par un 3oint tournant 33 qui constitue le palier de rotation du tour ilIon. L'ensemble est représenté plus en détails sur les figures 2 et 3. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement la citerne 1 mon- tée sur un châssis 10 roulant sur la voie Il. Comme on l'a indiqué, il est possible que, à la longue, l'orifice supérieur 12 de la citerne soit désaxé. Ceci provient généralement d'un affaissement de la suspension du châssis 10 ou d'un déplacement de la citerne sur son châssis et, en pratique, on peut assimiler ce déplacement à une rota tion d'un angle A autour d'un centre que l'on peut situer approximativement à la hauteur de l'axe de l'essieu 13 du wagon-citerne. Selon l'invention, on commande une rotation de la conduite autour de l'axe des tourillons 60 pour lui donner une inclinaison proportionnelle à son déplacement transversal de telle sorte que l'axe 30 de la conduite s'incline suivant la direction 300 passant par le centre 0 de désaxement de la citerne et coïncide ainsi avec l'axe de l'orifice 12, ce qui garantit la bonne pénétration de la conduite dans la citerne. De préférence, les tourillons 6 seront placés de telle sorte que la conduite soit équilibrée par rapport à l'axe 60 des tourillons si bien qu'il suffit d'un effort assez peu important pour commandeur l'inclinaison de la conduite et la maintenir dans cette position. Cet équilibrage n'est pas très difficile à obtenir étant donné que la partie supérieure du tube 3 supporte souvent une installation de commande de la descente de la conduite telle qu'un vérin qui est assez lourde et qui peut équilibrer le poids des conduites télescopiques 32 si la position de l'appui 60 est bien choisie. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, l'inclinaison de la conduite est commandée par un levier 7 qui est calé sur l'un des tourillons 61 de la conduite et qui s'étend vers le bas parallèlement à l'axe 30. L'extrémité du levier 7 est au contact d'une cane 70 fixée sur la poutre transversale 5 et qui se compose de deux rampes s'étendant parallèlement à la direction transversale de déplacement de part et d'autre de la position centrale pour laquelle la conduite est verticale. De préférence, un galet 71 est placé à l'extrémité du levier 7 pour rouler sur les rampes 70. L'inclinaison de cellesci peut etre calculée assez facilement de façon que, comme on l'a représenté sur la figure, l'axe 30 parallèle au levier 7 passe par le point 0 lorsque I'axe 60 des tourillons est déplacé de part et d'autre de la position centrale. Sur la figure 3, on a représenté la poutre transversale 5 et le chariot 4 muni des deux chaises 41 de support des tourillons. L'un des tourillons, 61, s'appuie sur la chaise 41 correspondante par l'intermédiaire d'un palier 62. En revanche, l'autre tourillon 63, est un cylindre creux qui constitue une tubulure d'arrivée du fluide à l'intérieur de la conduite 3 raccordée à la canalisation 31 par un joint tournant 33 qui constitue le palier d'appui sur la chaise correspondante 41. Bien entendu, c'est par une étude statistique des désaxeients transversaux des citernes que l'on pourra déterminer la position du point 0. S'il s'avèrait que, selon le désaxement, l'axe de l'orifice 12 ne passe pas par un point unique, il serait possible, par une étude statistique, de déterminer l'inclinaison A de l'axe de l'orifice en fonction de l'importance du décalage transversal et de donner empiriquement à la came 70 la forme voulue pour que le déplacement transversal du chariot détermine au moyen du levier, l'inclinaison recherchée de la conduite. Bien entendu, d'autres moyens équivalents pourraient etre utilisés pour incliner la conduite en fonction de son déplacement transversal. Cest ainsi que l'inclinaison de la conduite pourrait etre commandée par un vérin rotatif, en pratique un simple moteur hydraulique, asservi au déplacement transversal de l'axe des tourillons suivant une loi choisie de façon que le déplacement transversal mesuré détermine l'inclinaison voulue. Cependant, malgré les précautions prises, il est possible que l'on ne donne pas immédiatement à la conduite l'inclinaison voulue pour qu'elle pénètre sans difficulté dans l'orifice. Ce peut etre d'ailleurs le cas si l'opérateur qui commande le positionnement de la conduite n'apprécie pas suffisar- ment bien le déplacement transversal qu'il doit donner au chariot.C'est pourquoi, dans un mode de réalisation plus perfectionné, l'installation comprend un dispositif de compensation automatique des erreurs d'inclinaison qui permet, après un premier essai où on a constaté que l'extrémité de la conduite ne pénétrait pas directement dans l'orifice, de détecter l'effort latéral provoqué par l'appui de l'extrémité de la conduite sur le bord de l'orifice et,par un système d'asservissement, de transformer cet effort d'appui en un déplacement transversal supplémentaire du chariot modifiant l'inclinaison de la conduite jusqu'à suppression de l'effort d'appui de celle-ci sur le bord de l'orifice. Un tel dispositif est représenté schématiquement sur les figures 4 et 5. On suppose que l'opérateur, ayant tout d'abord voulu descendre la conduite verticalement, a constaté qu'elle ne pénètrait pas dans l'orifice et a commandé un déplacement transversal du chariot déterminant une inclinaison de la conduite de façon à l'amener dans l'axe de l'orifice. La conduite se trouve alors dans la position inclinée représentée sur la figure 4, son axe étant dirigé suivant la direction 300 et on constate que son extrémité heurte le bord de l'orifice 12. Généralement la conduite est munie à son extrémité d'une crépine de diffusion du fluide 34 qui peut avoir la forme d'une pointe de telle sorte que l'appui de la crépine sur le bord de l'orifice 12 se traduit par un effort latéral F sur l'extrémité de la conduite. Cet effort a tendance à faire tourner la conduite autour des tourillons d'un angle B,son axe prenant la direction 301. Etant donné que le levier 7 est bloqué, cette rotation de l'axe ne peut se produire que s'il existe une possibilité de glissement angulaire entre la conduite et le levier.Cette possibilité est donnée par un mode de montage plus (représenté sur la figure 5) perfectionné du levier 7 sur le tourillon 62. En effet, le levier 7 est relié au tourillon 61 par une liaison élastique constituée par exemple d'un anneau de caoutchouc 71 dont la face interne est fixée sur le tourillon 61 et dont la face externe est fixée sur la paroi d'un alésage ménagé sur le levier pour le passage du tourillon 61. D'autre part, le levier est centré sur le tourillon de telle sorte que l'anneau 71 peut autoriser un léger glissement angulaire du levier par rapport à la conduite sans désaxement du levier.Toutefois, les caractéristiques de l'anneau 71 sont prévues de façon que ce glissement angulaire ne se produise qu'à partir d'un certain seuil du couple appliqué par le levier sur le tourillon qui est supérieur au couple nécessaire pour incliner la conduite. On a vu que la conduite pouvait être bien équilibrée autour de son axe de tourillon de façon que l'effort d'inclinaison soit assez faible. Il est donc possible d'utiliser un joint élastique qui permeteau levier de commander la rotation de la conduite sans glissement angulaire lorsque la conduite est libre. En revanche, si l'extrémité de la conduite prend appui sur l'orifice 12, l'effort latéral qui intervient permet, compte tenu du bras de levier égal à la distance entre l'orifice et l'axe des tourillons, de déformer la liaison élastique 71. Ce glissement angulaire peut etre mesuré par un capteur comportant un corps 72 placé dans un alésage axial du tourillon 61 et calé par rapport à celui-ci et dont le dispositif de mesure est entratné par un axe 73 rendu solidaire en rotation du levier 7 par une pièce de liaison 74. Ainsi, lorsque l'appui de la crépine 33 sur le bord de l'orifice 12 produit un effort latéral qui commande le glissement angulaire de la conduite, l'angle de rotation Bde l'axe de la conduite par rapport à l'axe du levier 7 est mesuré par le capteur 72 qui peut émettre un signal correspondant en grandeur et en signe à la valeur et au sens de l'angle B. Ce signal est interprété par un système de régulation 43 d'un type classique qui, par des moyens électroniques ou hydrauliques peut déclencher automatiquement le moteur 4-4 de commande du déplacement du chariot 4 pour commander le déplacement du chariot et par conséquent de de l'axe des tourillons dans le sens de l'effort appliqué sur la conduite/façon à annuler cet effort. Ainsi, tant qu'un effort F s'exerce sur l'extrémité 33 de la conduite, le mouvement du chariot 4 déplace l'axe des tourillons dans le sens de cet effort jusqu'à ce que la crépine ne s'appuie plus sur l'orifice 12. Ce déplacement de l'axe des tourillons de la position 600 à la position 602 provoque une inclinaison supplémentaire de la conduite de la direction 300 à la direction 302 pour laquelle la pénétration peut se faire sans appui sur l'orifice 12. La commande du déplacement du chariot peut se faire de toute manière connue, par des moyens électroniques ou hydrauliques. Elle peut s'effectuer soit en mode pas à pas, les déplacements étant alors réalisés par unités successives, soit en mode proportionnel correspondant à la valeur de l'angle d'écart B. Il est en effet possible d'établir une loi empirique de correlation entre l'angle B dont inclinée est écarté l'axe 300de la conduite/par l'appui sur l'orifice 12 et l'angle C entre l'axe 300et sa direction théorique 302 en fonction des caractéristiques de la conduite et notamment de la liaison élastique entre le levier et le tourillon. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'etre décrit. Elle en englobe au contraire toute les variantes et notamment celles qui n'en diffèreraient que par l'emploi de moyens equivalents. REVENDICATIONS 1. - Installation de remplissage de citernes comportant une charpente surplombant une voie de circulation des citernes l'une après l'autre et un chariot de support d'une conduite susceptible de pénétrer dans un orifice de la citerne par déplacement vertical le long de son axe, ledit chariot de support étant déplaçable sur la charpente par rapport à la voie de circulation selon une direction longitudinale et une direction transversale pour le positionnement de la conduite au-dessus de l'orifice de la citerne à remplir, caractérisée par le fait que la conduite est montée rotative par l'intermédiaire de tourillons sur le chariot de support autour d'un axe sensiblement parallèle à la direction longitudinale de déplacement et que le chariot est muni d'un moyen de commande d'une rotation de la conduite autour desdits tourillons déterminant une inclinaison de ladite conduite par rapport à la verticale, simultanée et proportionnelle au déplacement transversal de positionnement du chariot, pour l'alignement de l'axe longitudinal de la conduite avec l'axe de l'orifice. 2.- Installation de remplissage selon la revendication 1, caractérisée par -le fait que le moyen de commande de l'inclinaison de la conduite comprend un levier calé sur l'un des tourillons, parallèle à l'axe longitudinal de la conduite et dont l'extrémité se trouve au contact d'une came ménagée sur la charpente parallèlement à la direction transversale de déplacement du chariot, ladite came se composant, de part et d'autre d'une position centrale pour laquelle la conduite et le levier sont verticaux, de deux rampes d'appui de l'extrémité du levier déterminant l'inclinaison du levier et de la conduite lorsque le chariot s'écarte transversalement de ladite position centrale. 3.- Installation de remplissage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'un des tourillons est creux et constitue une tubulure latérale d'entrée de fluide à l'intérieur de la conduite, ladite tubulure étant reliée à un circuit d'alimentation en fluide de la conduite par un joint tournant constitué de façon à former le palier dudit tourillon creux. 4.- Installation de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de compensation automatique des erreurs d'inclinaison constitué d'un moyen de détection d'un effort latéral d'appui de l'extrémité de la conduite sur le bord de l'orifice et d'un moyen de commande d'un déplacement transversal du chariot dans le sens de l'effort appliqué sur la conduite jusqu'à suppression dudit effort latéral, ledit moyen de commande étant asservi audit moyen de détection. 5. - Installation de remplissage selon les revendications 2 et 4, caractérisée par le fait que le moyen de détection de l'effort latéral comprend un moyen de liaison élastique entre le levier et le tourillon de la conduite susceptible de permettre une rotation du levier par rapport au tourillon à partir d'un seuil du couple de rotation appliqué sur le tourillon et un moyen de mesure du décalage angulaire entre la conduite et le levier sous l'action dudit effort latéral. 6.- Installation de remplissage selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le moyen de liaison élastique est un anneau de caoutchouc enfilé sur le tourîllon,dont la face interne est solidaire du tourillon et dont la face externe est solidaire du levier. 7.- Installation de remplissage selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le moyen de commande du déplacement transversal est asservi au moyen de détection de effort latéral par l'intermédiaire dtun système de régulation qui reçoit une information représentative du décalage angulaire mesuré et transmet au moyen de commande un ordre de déplacement dans le sens de l'annulation du décalage angulaire.