Brevet FR2500412A1 — publié le 19820827

La présente invention concerne le domaine de la manutention des fluides et en particulier des ensembles qui permettent l'ouverture, le remplissage et la fermeture étanche de réservoirs de carburant ou autres, d'une ma- nière sûre et résistante. Les réservoirs de carburant des véhicules et souvent des réservoirs contenant des réactifs utilisés dans des opérations chimiques doivent avoir des orifices permettant l'introduction de liquide dans les réservoirs. La technique des ensembles formant capuchons de remplissa- ge a été largement développée. Un exemple simple est le capuchon habituel de remplissage utilisé pour les réser- voirs à essence d'automobiles. Dans le cas d'une automobile, les conséquences d'un oubli de remise en place du capuchon après remplis- sage ou de l'expulsion du capuchon d'une manière mécanique ne sont pas importantes habituellement. Cependant, dans le cas par exemple du réservoir d'huile d'un moteur à ré- action, l'oubli de la remise en place du capuchon de remplissage peut provoquer finalement une panne du moteur. Dans de nombreux procédés, des composés chimiques toxiques peuvent être dégagés par un réservoir lorsque celui-ci n'est pas convenablement fermé. On peut évidemment utiliser des dispositifs électro-mécaniques pour la signalisation du fait qu'un dispositif de fermeture n'a pas été convenablement placé ou pour la transmission d'un signal qui empêche la mise en route d'une opération. Il arrive cependant que cette so- lution ne soit pas suffisamment fiable, qu'elle soit trop coûteuse ou qu'elle soit indésirable pour d'autres con- sidérations portant sur l'application particulière. L'invention concerne un dispositif de fermeture sûr, fiable et étanche pour réservoir de carburant ou d'une autre matière. On utilise un capuchon de remplissage pour réservoir de carburant classique comme dispositif principal d'étanchéité utilisé par un opérateur du vé- hicule dans le cas d'un réservoir de carburant, ou d'un opérateur de contrôle dans le cas d'un réservoir de pro- duit chimique, pour le bouchage d'un orifice formé dans un boîtier par lequel un liquide est introduit dans le réservoir. Des passages sont formés à partir de ce pre- mier orifice vers des orifices formés sur une surface du dispositif, à l'intérieur du réservoir. L'organe d'étanchéité qui vient se mettre en place afin qu'il re- couvre les orifices de passage formés sur cette surface se déplace sous la commande d'un dispositif sensible à une pression associé au fonctionnement d'un dispositif générateur de pression, par exemple un dispositif de propulsion incorporé au véhicule sur lequel le réservoir est monté. Dans un mode de réalisation avantageux, une chambre formée dans le corps de l'appareil joue le rôle d'un cylindre qui contient un piston qui se déplace en fonction de la pression créée par l'opération considérée. Cette pression peut avoir son origine à l'extérieur du réservoir de carburant et elle doit apparaître et dis- paraître en même temps que le fonctionnement du dispo- sitif de propulsion du liquide ou que l'opération de. mise en oeuvre. Une tige de piston qui est fixée au piston à une première extrémité et qui est maintenue par un or- gane d'étanchéité à l'autre extrémité, constitue un dis- positif sensible à la pression et destiné à déplacer l'organe d'étanchéité d'une première position, à distance de ladite surface, à une seconde position, au contact de cette surface. Un dispositif de rappel tel qu'un ressort, est destiné à déplacer l'organe d'étanchéité vers sa pre- mière position lorsque la pression extérieure est suppri- mée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va sui- vre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure l est une coupe en élévation latérale d'un dispositif de fermeture de réservoir selon l'invention, représenté sous forme fermée de manière étanche; - la figure 2 est analogue à la figure 1 mais le capuchon classique de remplissage n'est pas représenté et le dispositif est dans sa configuration de remplissage ou de non-fermeture étanche; - la figure 3 est une vue en plan de l'organe d'étanchéité utilisé dans un mode de réalisation avanta- geux; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe suivant la ligne -5 de la figure 1; et - la figure 5A représente une variante de la coupe de la figure 5. Sur les figures 1 et 2, le dispositif de ferme- ture de réservoir selon l'invention a un bottier 10 de forme générale cylindrique destiné à se loger dans un orifice de la paroi 12 d'un réservoir. Le dispositif a une configuration analogue à celle de l'orifice, une partie du corps se logeant dans l'orifice avec de préférence ou jeu ou déplacement latéral très faible. Une bride ou plusieurs autres prolongements convenables 14 du bottier parallèlement au réservoir facilitent la fixation à la paroi de ce dernier. Dans le mode de réalisation représenté, une vis 16 à tête hexagonale passe dans un trou 18 de la bride 14 et se visse dans un trou 20 de la paroi 12. Il faut noter qu'on peut utiliser d'autres dispositifs de fixation du bottier 10 sur la paroi 12. Dans une variante qui permet aussi l'enlèvement du bottier 10 de la paroi 12, par exemple pour l'entretien, comprend la formation de filetages complémentaires non représentés sur le bottier et la paroi 12. Habituellement, il est souhaitable qu'un joint très imperméable soit formé entre le bottier 10 et la paroi 12.On peut l'obtenir à l'aide d'une gar- niture convenable placée entre la bride 14 et la paroi 12, de manière connue des hommes du métier. Le bottier 10 peut avoir une forme générale cy- lindrique avec une section circulaire comme représenté sur les figures 5 et 5A. Un orifice 26 destiné au passage de liquide et ayant de préférence une section circulaire, est fermé de manière étanche par un ensemble 28 à capuchon de remplissage. Cet ensemble 28 peut être de différents types bien connus dans la technique, par exemple couramment utilisés pour la fermeture des réservoirs de carburant, des radiateurs d'automobiles, des réservoirs de pétrole sur les navires ou les réservoirs dl-huile associés aux moteurs à réaction qui contiennent l'huile de lubrification du moteur. Dans un mode de réalisation avantageux, le capu- chon 28 de remplissage, du type utilisé sur un réservoir d'huile de moteur à réaction, comporte un corps 29 de ca- puchon ayant la forme d'un cylindre plat avec un pro- longement cylindrique 31. Un arbre central 33 auquel est articulé un levier 30 sur un axe 41 coopère de façon étan- che avec la paroi d'un orifice au centre du corps 29, par l'intermédiaire d'un joint torique 35. L'extrémité infé- rieure de l'arbre 33 est raccordée à une plaque 34 de fi- xation qui est clavetée afin qu'elle tourne avec l'arbre 33 et qui est fixée à un prolongement fileté 42 de l'ar- bre 33, par un écrou 43. Un ressort 37 et le levier 30 ont un effet de came lors du pivotement comme décrit dans la suite du présent mémoire, avec retenue de la plaque 34 de fixation à distance de la face inférieure 38 du prolon- gement cylindrique 31, la distance n'étant limitée que par le contact de parties du levier 30 avec la partie supé- rieure d'une rondelle 53 placée entre le levier 30 et le corps 29 du capuchon de remplissage. Comme l'indique la figure 1, l'ensemble 28 à ca- puchon de remplissage est en position verrouillée. Un bon joint est formé entre le bottier 10 et le corps 29, par un joint torique 40. Le levier 30, articulé sur l'arbre 33 par un axe 41, peut pivoter vers le haut, lorsque son prolon- gement est déplacé à la main comme indiqué par la réfé- rence 30', en traits mixtes. Après pivotement vers le haut, de courts prolongements 36 en forme de doigts sont au con- tact de la rondelle 53 à la place de la face inférieure 39 du levier 30, si bien que la plaque 34 peut s'abaisser et s'écarter d'un contact physique intime avec un rebord 55 formé dans le boîtier 10, sous l'action du ressort 37. Le levier 30 peut alors être tourné, avec rotation de l'ar- bre 33 et de la plaque 34. Après une rotation suffisante, la plaque 34 prend une position dans laquelle aucune de ses parties ne se trouve sous le rebord 55 si bien que la plaque 34 peut passer près du rebord 55 lorsque le capu- chon 28 est soulevé et écarté du boîtier 10. Bien qu'on ait décrit la plaque 34 avec une forme rectangulaire, il faut noter que les autres formes et configurations ayant des parties qui peuvent être tournées sous le rebord 55 et à distance de celui-ci, conviennent aussi. Cette dispo- sition d'éléments permettant le verrouillage et le déver- rouillage du capuchon 28 de remplissage est bien connue des hommes du métier. Il est souhaitable que le capuchon 28 de remplis- sage soit retenu au voisinage du boîtier 10 afin qu'il ne puisse être perdu ou détérioré. Très souvent, on peut ob- tenir ce résultat par connexion du capuchon 28 au boîtier par l'intermédiaire d'une courte chaîne métallique ou d'un autre dispositif souple de retenue. Dans le mode de réalisation représenté cependant, une articulation 46 est formée entre un prolongement vertical 46 du boîtier 10 et un prolongement vertical 50 du corps 29 du capuchon. Des axes 52 et 52' de fixation passant dans des trous des pro- longements 48 et 50 respectivement, assurent l'articu- lation de la charnière 46 sur les prolongements 48 et 50. Lorsque le capuchon 28 est déverrouillé, il est simplement tiré vers le haut à distance du boîtier 10 du côté opposé à la charnière 6 et il pivote vers le haut en restant fixé au boîtier 10 par cette charnière 46. On se réfère maintenant à la figure 2, repré- sentant le capuchon 28 qui a pivoté vers le haut après manipulation convenable du levier 30 si bien que l'orifice 26 est exposé. Cet orifice qui est de préférence circulaire est destiné à loger le capuchon 28, peut alors recevoir du liquide qui doit être introduit dans le réservoir. L'ori- fice 26 est associé à une cavité 54 dans lequel ce liquide est introduit. De préférence, l'orifice 26 et la cavité 54 laissent passer une buse de remplissage de type bien connu des hommes du métier. Cependant, dans certaines conditions, le liquide peut être simplement versé dans l'orifice 26 et il pénètre donc dans la cavité 54 et passe au niveau du rebord 55. Un cylindre 56 débouchant dans la cavité 54 est placé au centre du bottier 10. Un piston 58 est disposé dans le cylindre 56. Une gorge annulaire 60 loge un joint torique 62 qui assure l'étanchéité du piston 58 contre les parois du cylindre 56. Une tige 66 de piston est fixée à un prolongement cylindrique 64 du piston 58. Le piston 58, le prolongement 64 et la tige 66 peuvent être formés en une seule pièce, à la suite d'une série d'opérations, ou la tige 66 peut avoir une extrémité vissée dans le pro- longement 64. La tige 66 coopère de façon étanche avec le boîtier 10, dans un orifice 68 formé dans ce bottier, par l'intermédiaire d'un joint torique 70 logé dans un canal annulaire 72. La tige 66 a un prolongement fileté 74 sur lequel un organe 76 d'étanchéité peut être monté par l'intermédiaire d'une rondelle 78 et d'un écrou 80. Un ressort 82 ou un autre dispositif convenable de rappel qui peut être placé autour de la tige 66 entre la face infé- rieure 11 du boîtier 10 et l'organe 76 d'étanchéité, re- pousse ce dernier à distance du boîtier 10 si bien qu'il tire aussi le piston 58 vers le bas dans le cylindre 56 à la suite du déplacement de la tige 66 comme indiqué sur la figure 2. Comme l'indique la figure 1, les dimensions doi- vent être choisies de manière que le prolongement 42 de l'arbre rotatif 33 ne soit pas au contact du piston 58 lorsqu'il est abaissé au cours du déverrouillage du ca- puchon 28. Le cas échéant, une cavité non représentée peut être formée dans le piston 58 afin qu'elle empêche ce con- tact avec le prolongement 42. Habituellement, le capuchon 28 est déverrouillé par manipulation convenable du levier 30 comme décrit pré- cédemment et il est tourné à distance de l'orifice 26 uni- quement lorsque l'opération mettant en oeuvre le réservoir portant le dispositif de fermeture selon l'invention, n'est pas utilisé. Par exemple, si le réservoir contient l'huile destinée à un moteur à réaction, le capuchon 28 n'est tour- né vers le haut ou en position d'ouverture que lorsque le moteur ne fonctionne pas et lorsqu'il est temps d'ajouter de l'huile dans le réservoir. L'huile pénétrant dans la cavité 54 par exemple par l'intermédiaire d'une buse des- tinée à pénétrer dans l'orifice 26, passe près du rebord et dans un passage au moins tel que 84, permettant la circulation d'un liquide provenant de la cavité 54, qui peut se trouver en dehors du réservoir, vers la région 86 qui peut se trouver dans le réservoir. Bien que les fi- gures 1 et 2 ne représentent qu'un seul passage 84, on peut se référer aux figures 5 et 5A qui représentent plusieurs passages. Sur la figuré 5, quatre fentes courbes sont for- mées et constituent des passages reliant la cavité 54 à la région 86. Sur la figure SA qui correspond à une variante, plusieurs passages circulaires 84a sont utilisés à cet effet, et on a aussi indiqué l'orifice central 68A et un passage 1O0A analogue à un passage 100 décrit dans la suite du présent mémoire. Le liquide qui s'écoule dans les passages 84 et pénètre dans la région 86 doit passer dans un tamis 88 ou par des orifices formés dans l'organe 69 d'étanchéité puis dans les orifices des mailles d'un tamis 88 avant d'at- teindre la masse du liquide qui se trouve dans le réser- voir, en général au-dessous du dispositif de fermeture se- lon l'invention. L'organe 76 d'étanchéité a une partie en forme de coupelle et une bride reliée à l'extrémité supérieure com- me l'indique la figure 4. Des orifices 90 formés à la sur- face de la bride et qui peuvent être des fentes courbes, et des orifices des parois de la coupelle 92, de forme qénérale circulaire, réduisent les forces de retenue oppo- sées à l'écoulement du liquide.par l'organe 76 d'étan- chéité. Un orifice 94 est formé au fond de la coupelle de l'organe 76 afin que celui-ci puisse être monté sur le prolongement 74 de la tige 66. Un épaulement annulaire 96 est formé sur l'organe 76 et permet le logement d'une rondelle élastique 98 formée d'une matière qui résiste à la détério- ration par le liquide qui se trouve dans le réservoir. Les joints toriques utilisés dans le dispositif doivent aussi être formés de cette même matière ou d'une matière présen- tant une résistance analogue. Dans ce mode de réalisation, la surface Il dans laquelle les passages 84 débouchent est plane. Les orifices sont disposés suivant une bande annulaire formée sur cette surface. Les dimensions sont choisies de manière que la garniture élastomère 98 recouvre cette bande annulaire lorsque l'organe 76 d'étanchéité remonte contre la sur- face 11. Lorsque l'opération de remplissage est terminée, le capuchon 28 est abaissé sur l'orifice 26 et le levier est manipulé afin qu'il verrouille le capuchon 28 sur place. Cependant, si l'opérateur d'une installation ou d'un véhicule ayant un réservoir relié au dispositif de ferme- ture selon l'invention, oublie de fermer l'orifice 26 par le capuchon 28 de cette manière, l'appareil assure une pro- tection contre les pertes de fluide. Un passage 100 formé dans un prolongement ou un épaulement 102 du bottier 10 relie le cylindre 5.6, en un point qui se trouve sous le piston 56, à un orifice cylindrique 103 formé dans l'épaulement 102 et comprenant un dispositif quelconque de raccordement à une source de pression. Un taraudage 104 peut permettre le raccordement d'un tube permettant la transmission d'un fluide à une pression extérieure comme indiqué par la flèche 105, disponible auprès d'un dispositif généra- teur de pression uniquement lorsque l'opération considérée esten cours. Cette pression qui est transmise à la par- tie inférieuredu piston 58 déplace celui-ci malgré la force de rappel exercée par le ressort 82 et transmise à la tige 66. L'organe 76 d'étanchéité vient donc en contact intime avec la face inférieure du boîtier 10. La garniture élas- tomère 98 vient alors boucher de façon étanche les pas- sages 84 et empêche la sortie du fluide du réservoir même lorsque le capuchon 28 ne ferme par l'orifice 26, tant que l'opération se poursuit ou par exemple tant que le moteur fonctionne et transmet une certaine pression par le passage à la partie du cylindre 56 qui se trouve derrière ou dessous le piston 58. Cette étanchéité est assurée pendant le fonctionnement du dispositif qui crée la pression, jus- qu'à ce que l'opération soit interrompue et à ce moment, la pression qui disparaît avec la fin du fonctionnement de l'installation ou du moteur, est supprimée automatiquement. Par exemple, lors de l'utilisation avec des réservoirs d'huile associés à des moteurs à réaction, on peut utiliser la purge du moteur qui est un mélange d'huile et d'air pour la transmission de la pression. Lorsque le moteur est arrêtée, la pression devient nulle. A ce moment, le res- sort 82 repousse l'organe 76 d'étanchéité à distance de la surface il du bottier 10, jusqu'à ce que le prolongement 64 du piston vienne au contact du boîtier 10 en limitant le déplacement. A ce moment, le réservoir est à nouveau ouvert étant donné la présence des passages 84 et le remplissage peut commencer à nouveau. Dans ce mode de réalisation, la surface dans la- quelle les passages 84 débouchent et la surface complé- mentaire de l'organe 76 d'étanchéité sont planes. Bien qu'il s'agisse de la configuration la plus simple pour la fabrication, l'invention n'est pas limitée à cette con- figuration particulière. D'autres formes de surfaces peu- vent être utilisées dans la mesure o l'organe d'étanchéité 76 correspond de façon générale à cette configuration si bien que les passages peuvent être fermés efficacement de manière étanche. Les hommes du métier peuvent noter que, lorsqu'un réservoir est muni du dispositif selon l'invention, il peut être utile qu'un dispositif évent soit disposé dans une par- tie quelconque du réservoir au-dessus du niveau maximal de liquide, afin que le gaz puisse être convenablement évacué lors du remplissage. Ce dispositif évent peut être sous forme d'un clapet qui permet au gaz du réservoir- de s'échapper, mais qui empêche le passage du liquide hors du réservoir. Cependant, dans la plupart des applications, un tel dispositif évent peut être superflu. Le tamis 88 qui vient se loger télescopiquement sur le boîtier 10, est fixé à celui-ci par un certain nombre de vis 106 d'arrêt vissées dans des trous radiaux du boîtier 10. Le tamis 88 a un organe tubulaire 108 et un organe 110 en forme de coupelle, qui sont soudés ou sertis l'un sur l'autre. Le tamis 88 a des orifices à la fois dans la par- tie tubulaire 108 et dans la partie 110 en forme de coupelle et forme ainsi un tamis empêchant le passage dans le réser- voir des particules de dimension supérieure à celle des orifices et qui peuvent être introduites au cours du rem- plissage. Les différents éléments utilisés dans le dispositif selon l'invention autrement que pour l'étanchéité peuvent être constitués d'acier inoxydable de qualité élevée, et d'autres matières peuvent être utilisés dans la mesure o elles sont compatibles par exemple au point de vue de la corrosion, avec le liquide à manipuler. Bien que l'appareil selon l'invention n'ait pas de dimensions particulières préférentielles, l'orifice 26 peut avoir un diamètre d'environ 4,06 cm. Dans ce cas, les passages 84 doivent avoir ensemble une section combinée d'au moins 3,23 cm environ. 2 5 0 0 4 12 REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture étanche d'un réservoir fonctionnant lorsqu'un dispositif générateur de pression est en fonctionnement, ledit dispositif de fermeture étant caractérisé en ce qu'il comprend a) un boîtier (10) destiné à être fixé sur le réservoir, b) un premier orifice (26) formé dans le boîtier et destiné à recevoir des liquides, ce premier orifice étant destiné à être fermé de manière étanche par un capuchon de remplissage (28), c) une surface du bottier placé dans le réservoir, d) au moins un passage (84) partant du premier orifice (26) jusqu'à des orifices formés dans ladite surface, e) un organe d'étanchéité (76) mobile entre une première position dans laquelle il est distant de ladite surface et une seconde position dans laquelle il est au contact de cette surface et recouvre les orifi- ces des passages, et f) un dispositif (58) commandé par la pression créée par le dispositif générateur de pression et destiné à déplacer l'organe d'étanchéité (76) de sa première à sa seconde position. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif générateur de pression est l'ori- fice de purge d'un moteur à réaction. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir est destiné à contenir de l'huile ou est associé à un moteur à réaction. 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications l à 3, caractérisé en ce que le dispositif des- tiné à déplacer l'organe d'étanchéité (76) comporte a) un piston (58) placé dans un cylindre (56) formé dans le boîtier, b) une tige (66) raccordée au piston, c) un dispositif (80) de fixation de la tige (66) à l'organe d'étanchéité (76), et d) un dispositif (100) destiné à transmettre la pression au cylindre (56) afin qu'il déplace le piston, la tige du piston et l'organe d'étanchéité, ce dernier prenant ainsi sa seconde position. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que a) une extrémité de la tige (66) du piston dépasse à l'extérieur du boîtier (10), et b) l'organe d'étanchéité (76) est disposé en face de ladite surface à l'extérieur du bottier. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (76) comporte a) une partie en forme de coupelle ayant un orifice (94) tourné vers ladite surface, cette partie étant destinée à se loger sur l'extrémité de la tige (66) du piston, et b) une bride (96) solidaire de la partie en forme de coupelle et dépassant radialement de dette partie en forme de coupelle, parallèlement à ladite surface, cette bride étant-destinée à recouvrir au moins les orifices desdits passages (84). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie en forme de bride (96) est destinée à contenir une garniture élastomère (98) destinée à re- couvrir les orifices des passages (84). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie en forme de coupelle et la partie en forme de bride ont des orifices (90, 92) destinés à ré- duire la force de retenue du courant de liquide lorsque l'organe d'étanchéité (76) est dans sa première position. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que ladite surface est plane. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les orifices des passages (84) formés sur ladite surface délimitent une bande annu- laire d'orifices sur cette surface. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un disposi- tif (82) de rappel de l'organe d'étanchéité (76) vers sa première position. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif (82) de rappel de l'organe d'étan- chéité vers la première position est un ressort hélicoidal. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tamis (88) ayant une dimension déterminée d'orifices, entourant la- dite surface et l'organe d'étanchéité afin que les particu- les de dimension supérieure à la dimension des orifices du tamis ne puissent pas passer.