Brevet FR2516631A1 — publié le 19830520

L'invention se rapporte à un agencement de sécu- rité pour dispositif de raccordement à déconnexion d'urgen- ce pour éléments de transfert de fluides raccordés, par leurs brides, par ledit dispositif. On connaît en effet des dispositifs de couplage et de découplage de deux brides de tuyau ou tube pouvant être déconnectées rapidement en cas d'urgence Ces dispo- sitifs trouvent notamment leur application dans les instal- lations de chargement et de déchargement de produits fluides i O et en particulier de produits fluides pétroliers Ces dis- positifs de couplage et de découplage rapidessont du type à collier comprenant trois éléments articulés, en arc de cercle Le cercle qu'ils déterminent peut se refermer par un couteau, articulé à l'un des éléments en arc de cercle et muni d'une cale venant porter sur une rampe réalisée sur l'un des deux autres éléments Un vérin de commande, prenant appui sur un des éléments articulés, vient agir, par une chape, sur un éet -l disosé au-dessus de la cale Sous l'action du vérin, une goupie' e sécurité est rompue par le couteau qui bascule vers l'extérieui Les trois éléments articules ont chacun, en section droite, une torme tronconique venant épouser les rebords jointifs des deux brides de tube à raccorder et à déconnecter en urgence Les rebords réunis des deux brides de tube ont une forme tronconique correspondant à la forme tronconique creuse des élélments arqués du dispositif. Les éléments raccordés renferment chacun une vanne et les deux vannes de ces deux éléments sont associées à une commande commune cornue, du type à liaison entre vannes ai- sément dissociable en cas de déconnexion d'urgence. La présente invention a pour objet un agencement de sécurité pour dispositif à déconnexion d'urgence du type ci-dessus pour deux éléments de transfert de fluides renfer- mant des vannes a commande commune dissociable, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens mécaniques assurant une liaison directe entre la commande des vannes et l'un des éléments du verni de commande du dispositif à déconnexion d'urgence, ces éléments étant constitués par le corps et la tige dudit vérin, afin, soit d'éviter une déconnexioln intempesve avant la fermeture complète des vannes, soit de pallier une mise hors service de la commande de fermeture des vannes avant déconnexion. La liaison entre la commande des vannes et le corps du vérin de commande du dispositif à déconnexion d'urgence est réalisée par des biellettes permettant d'as- surer un désalignement dudit vérin. Le désalignement est obtenu par un débattement 1 O angulaire imposé audit vérin lequel est articulé sur un pivot fixé sur l'un des éléments arqués du dispositif à déconnexion d'urgence. L'extrémité de la tige dudit vérin comporte une tête conique destinée à coopérer avec une gorge de profil en "V" pratiquée dans l'écrou du couteau du dispositif à déconnexion d'urgence, de sorte que pour un certain angle d'entrebaillement des vannes correspond un certain angle de débattement du vérin qui se traduit par un échappement de la tête conique du vérin par rapport à la gorge en "V" de i'é- erou. La liaison entre la commande des vannes et la tige du vérin de commande du dispositif à déconnexion d'urgence comprend un élément mobile monté à l'extrémité de la t 1 ge du vérin dont le 3 orps est fixe, ledit élément ta nt susceptible de rencontrer, dans un déplacement vers l'écrou du couteau du dispositif à déconnexion d'urgence, un élément de la commande des vannes, ledit élément mobile agissant sur ledit élément Lorsque la commande de fermeture des vannes n'a pas fonctionnée. Une surcourse de l'élément,oui peut être coulissant, anrès l'ef facement de l'élément de la commande des vannes par ledit élément coulissant, permet audit élément coulissant de ren- contrer l'écrou du couteau du dispositif à déconnexion d'ur- gence pour assurer la déconnexion. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention resscrtirontde la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues en plan par le dessus et en coupe partielle pour l'un de ses éléments d'un agencement selon l'invention dans deux positions différentes du vérin de commande du dispositif à déconnexion d'urgence; la figure 3 est une vue en élévation, en bout, de l'agencement de la forme de réalisation des figures 1 et 2; la figure 4 est une épure représentant le vérin de commande du dispositif à déconnexion d'urgence dans dif- férentes positions et par rapport à la commande des vannes; les figures 5, 6 et 7 sont des vues, respective- ment en coupe, de face et par le dessus, d'un moyen à ver- rouillage manuel susceptible d'équiper un agencement selon l'invention; la figure 8 est une vue en élévation partielle, de face, montrant l'emplacement du moyen de verrouillage ma- nuel sur le dispositif selon l'invention; les figures 9 à 12 sont des vues par le dessus d'une autre forme de réalisation d'un agencement selon l'in- vention dans quatre positions différentes de fonctionnement; les figures 13 et 14 sont des vues, respective- ment de face et en élévation latérale, d'un agencement selon la forme de réalisation des figures,9 à 12; les figures 15 et 16 sont des vues, en plan par le dessus, d'encore une autre forme de réalisation d'un agen- cement selon l'invention, dans deux positions différentes de fonctionnement. Les éléments raccordés renfermant chacun une vanne sont des éléments à bride; un élément 1 relié à un bras de chargement et un élément 2 relié à un navire. Le couplage de ces éléments est assuré par un dis- positif à déconnexion rapide du type à collier de serrage à trois éléments arqués 3 articulés entre eux et venant en- serrer les brides des deux éléments 1 et 2 mises en contact l'une contre l'autre au moment du raccordement Le cercle que détermine les éléments arqués 3 se referme par un cou- teau 4 articulé à l'un de ces éléments et mun-i d'une cale 5 venant porter sur une rampe 6 réalisée sur l'un des deux autres éléments arqués Un vérin de commande 7 est prévu - pour agir sur un écrou 8 disposé sur le couteau Sous l'ac- tion du vérin une goupille de sécurité 9 est rompue par le couteau qui bascule alors vers l'extérieur, d'o la décon- nexion qui s'ensuit. Dans la forme de réalisation représentée aux fi- gures 1 à 4 et 8 le vérin est articulé par un oeil 10 sur un pivot Il d'une console li Afixée sur l'un des éléments arqués 3 Le pivot Il est disposé parallèlement aux-axes de commande 12-12 A des vannes des éléments raccordés 1 et 2. Le vérin 7 est donc susceptible d'un mouvement de débatte- ment angulaire autour du pivot il et des biellettes 13-14 articulées entre elles relient le vérin 7 à l'axe de-com- mande 12 de la vanne de l'élément 1 relié au bras La biel- lette 13 est fixée à l'axe 12 de la vanne et la biellette 14- est articulée sur un pivot 15 fixé sur le corps du vérin La biellette 14 est plus précisément en deux parties Elle comprend une douille 14 A laquelle est articulée sur le pivot 15 et une tige 14 B laquelle est reçue dans la douille 14 A et est articulée à la biellette 13 Une goupille de cisaillement G relie normalement la tige 14 B et la douille i 4 A et la rup- ture de cette goupille permet la dissociation de l'ensemble constitué par le vérin à débattement angulaire 7 et le dis- positif à déconnexion rapide ( 3 à 8) d'avec l'axe de comman- de 12 de la vanne de l'élément 1 relié au bras. Il doit être précisé, par ailleurs, que les axes 12 et 12 A des vannes sont solidarisés dan E leurs mouvements par une disposition connue à parallélogramme déformable comprenant un palonnier 16 fixé sur chaque axe et deux bielles 16 A reliant les deux palonniers de manière à ce qu'il puisse se produire une dissociation entre les deux bielles et l'un des palonniers au moment de la déconnexion, d'urgence Cette liaison lâche entre les deux bielles et le palonnier considéré est obtenue en prévoyant une four- chette à l'extrémité de chaque bielle, la fourchette F venant chevaucher un pivot P d'extrémité dudit palonnier. Outre son articulation sur le pivot Il le vérin à débattement angulaire 7 offre la particularité de mon- trer une tête conique 17 à l'extrémité de sa tige, laquelle tête est destinée à coopérer avec une gorge 18 de profil en "V" pratiquée dans l'écrou 8. Le concours de la caractéristique du débattement angulaire du vérin de commande 7 subordonné à la rotation de l'axe 12 de la vanne de l'élément 1 relié au bras et la caractéristique de la tête conique 17 de ce même vérin coo- pérant avec la gorge 18 de l'écrou 8 du dispositif à décon- nexion d'urgence permet notamment d'éviter qu'une décon-_ nexion se produise à la limite de la fermeture des vannes. Il doit être remarqué que la gorge 18 est prévue en relation avec un chanfrein d'échappement 19 taillé dans l'écrou 8 à la suite de cette gorge. La figure 4 fait apparaître une comparaison entre la rotation de la vanne sur son axe 12 et le débattement du vérin de commande 7. Lorsque le sommet de la tête conique 17 de la tige du vérin 7 se trouve dans l'alignement du-fond de la gorge 18 pratiquée dans l'écrou 8 ou très voisin de cet alignement, la poussée de la tige du vérin se traduit par une action directe sur ledit écrou 8 du dispositif à déconnexion d'ur- gence et le basculement de son couteau 4 d'o la déconnexion effective. Dès que le sommet de la tête conique 17 s'écarte de l'alignement avec le fond de la gorge 18 ou de son voisi- nage très immédiat, la tête conique échappe à l'écrou 8 et vient rencontrer le chanfrein d'échappement 19 de l'écrou 8 et il n'y a plus de-déconnexion possible. L'épure de la figure 4 fait apparaître, à titre- d'exemple non limitatif, un angle de débattement de 205 pour le vérin 7 lorsque sa tête conique 17 se trouve au contact du chanfrein 19 ce qui correspond à un angle de 5 d'entre- baillement pour les vannes Un échappement total de la tête conique se produit lorsque l'angle de débattement est de 605 quand l'angle d'entrebaillement est da 100. L'ouverture totale des vannes (angle de 90 o)-cor- respond à un angle de débattement du vérin de 200. Dans l'exemple choisi, la longueur de la biellette 14 est égale à la distance qui existe entre le pivot d'arti- culation Il du vérin 7 sur la console 11 A et le pivot d'arti- culation 15 de la biellette 14 sur le vérin 7. L'agencement selon l'invention peut être complété par un moyen de verrouillage manuel du vérin 7 de commande du dispositif de déconnexion d'urgence ( 3 à 8) Ce moyen de verrouillage est destiné à prévenir une déconnexion du dispo- sitif de déconnexion lorsque le bras est en position de repos ou en cours de manoeuvre avec les deux vannes fermées (Figs. à 8) - Ce moyen de verrouillage comprend un boîtier 20 montrant un alésage 21 pour le passage de la tige du vérin laquelle est creusée, derrière la tête conique 17, d'une gorge annulaire 22 destinée à recevoir un couteau 23 mobile en translation dans une fente 24 pratiquée dans le boîtier pour déboucher perpendiculairement dans l'alésage 21. Le couteau translateur 23 comporte une tige 25 sur laquelle est glissé un manchon 26 prolongé par un levier de commande manuelle 27 Le manchon est disposé entre un écrou 28 formant butée en bout de tige et un ressort 28 A'glissé sur la tige et prermt appui sur le boîtier Le levier 27 traverse une fente courbe 29 prtiquée dans un cylindre 30 fixé au boîtier 20 Le trajet imposé par la courbe 29 fait que le couteau translateur, suivant le sens de déplacement de -ce levier dans cette fente, pénètre ou non dans la gorge annulaire 22 de la tige du vérin 7. Des détecteurs de position du couteau translateur 23 dans le boîtier 20 sont placés de manière à détecter, l'un 31 la position du couteau 23 en position de déverrouillage autori- sant la déconnexion d'urgence, l'autre 32 la position du cou- teau 23 en position de verrouillage interdisant la déconnexion d'urgence. Dans la forme de réalisation représentée aux figu- res 9 à 12, il existe également une liaison directe entre la commande des vannes et le vérin du dispositif à déconnexion -d'urgence. On retrouve sur ces figures, d'une part, le dispo- sitif à déconnexion d'urgence lui-même ( 3 à 8) et, d'autre part, le parallélogramme déformable reliant les vannes entre elles et constitué par les palonniers 16 et les bielles à fourche 16 A. On voit sur ces figures le vérin de commande des vannes qui agit, par l'intermédiaire d'une bielle 33, sur l'axe de la vanne se trouvant dans l'élément de raccordement 1 relié aux bras Il s'agit du vérin de commande 34. Le vérin 7 de commande du dispositif à déconnexion d'urgence est fixe et agit sur l'écrou 8 du couteau 4 du dispositif à déconnexion d'urgence par l'intermédiaire d'un chariot coulissant 35 monté au bout de la tige du vérin 7, un pivot 36 de ce montage étant susceptible de coulisser dans deux lumières parallèles 37 et 38 pratiquées dans deux supports parallèles fixes 39. Le fonctionnement de cette forme de réalisation est un fonctionnement en deux temps Le premier temps cor- respond à une fermeture des vannes par le vérin 34 depuis la position représentée à la figure 9 à la position repré- sentée à la figure 10. Dans la position représentée à la figure 10 les vannes étant fermées, le vérin 7 de déconnexion d'urgence peut remplir son office en agissant sur l'écrou 8 du cou- teau 4 de ce dispositif à déconnexion d'urgence par l'inter- médiaire du chariot coulissant 35. Pour le cas o le vérin 34 de commande des vannes est hors service, le vérin 7 peut remplir une seconde fonc- tion qui est celle, en un premier temps, de pratiquer la - fermeture des vannes, le pivot 36 du chariot 35 de ce vérin provoquant par son contact avec elle l'effacement de la bielle 33 du vérin 34 de commande des vannes jusqu'à ce que cette bielle soit en position de fermeture des vannes, le chariot poursuivant sa course dans les lumières 37-38 jus- qu'à obtenir cette position finale de la bielle 33 corres- pondant à la fermeture des vannes En un second temps, la poussée du vérin se poursul:ant, une surcourse du chariot permet à celui-ci de rencontrer l'écrou 8 du couteau 4 du dispositif à déconnexion d'urgence ce qui provoque la déconnexion des éléments 1 et 2. Il existe donc bien une liaison directe entre le vérin 7 de commande du dispositif à déconnexion d'urgence et la commande de fermeture des vannes, avec l'avantage supplémentaire de provoquer cette fermeture lorsque,, par exemple, le circuit hydraulique du vérin de commande des vannes est hors service. Selon une variante représentée aux figures 15 et 16 est prévu un moyen de verrouillage manuel destiné à pré- venir une-déconnexion lorsque les bras sont en position de repos ou en cours de manoeuvre avec les vannes fermées. Sur la figure 15 le moyen de verrouillage manuel est en position verrouillée ce qui autorise la manoeuvre du bras mais interdit la déconnexion d'urgence. Le moyen de verrouillage manuel est constitué par un crochet pivotant 40 venant s'engager sur le pivot 36 du chariot 35 ledit moyen de verrouillage manuel étant associé à deux détecteurs, un détecteur 41 correspondant à une posi- tion déverrouillée du dispositif à déconnexion d'urgence ( 3 à 8)et un détecteur 42 correspondant à une position ver- rouillée de ce même dispositif à déconnexion d'urgence. Sur la figure 16 le moyen de verrouillage manuel est représenté en position déverrouillée interdisant la ma- noeuvre du bras mais autorisant la déconnexion d'urgence. Il est bien entendu, enfin, que la présente inven- tion n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi aue selon une variante le déplacement de l'élément mobile 33 pourrait être rotatif au lieu de coulissant. REVENDICATIONS 1 Agencement de sécurité pour dispositif de rac- cordement à déconnexion d'urgence du type à collier de ser- rage à éléments arqués articulés entre eux et venant enserrer les brides de deux éléments de transfert de fluides mises en contact l'une contre l'autre au moment du raccordement, ces éléments raccordés renfermant chacun une vanne et étant reliés l'un à un bras de chargement et l'autre à un réser- voir tel celui d'un navire, ledit dispositif à déconnexion d'urgence comportant de plus un vérin de -commande qui lui est propre et lesdites vannes étant associées à une commande de vanne dissociable, lequel agencement de sécurité se ca- ractérise en ce qu'il comprend des moyens mécaniques assurant une liaison directe entre la commande des vannes et l'un des éléments dudit vérin constitués par son corps et sa tige afin, soit d'éviter une déconnexion intempestive avant la fermeture complète des vannes, soit de pallier une mise hors service de la commande de fermeture des vannes avant déconnexion. 2 Agencement selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la liaison entre la commande des vannes et le corps du vérin 7 de commande du dispositif à déconnexion d'urgence ( 3 à 8) est réalisée par des biellettes 13 et 14, permettant d'assurer un désalignement dudit vérin 7. 3 Agencement selon l'une quelconque des revendi- cations l et 2, caractérisé en ce que le désalignement du vérin 7 de commande du dispositif à déconnexion d'urgence ( 3 à 8) est obtenu par un débattement angulaire imposé audit vérin lequel est articulé sur un pivot il fixé sur l'un des éléments arqués 3 du dispositif à déconnexion d'urgence ( 3 à 8). 4 Agencement selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité -de la tige du vérin 7 de commande du dispositif à déconnexion d'urgence comporte une tête conique 17 destinée à coopérer avec une gorge 18 à profil en "V" pratiquée dans l'écrou 8 du couteau 4 cdu dispositif à déconnexion d'urgence ( 3 à 8), de-sorte que pour un certain angle d'entrebaillement des vannes correspond un certain angle de débattement du vérin 7 qui se traduit par un échappement de la tête conique du vérin 7 par rapport à la gorge en "V" de l'écrou 8. 5 Agencement selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'un chanfrein d'échappement i 9 est réalisé sur l'écrou 8 à la suite de la gorge 18 à profil en "V". 6 Agencement selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un moyen 1 o supplémentaire de verrouillage manuel comportant un trans- lateur 23 susceptible de s'engager dans une gorge 22 prati- quée sur la tige du vérin 7 derrière sa tête conique 117 et comportant, de plus, des détecteurs de position du transla- teur 23 de manière à détecter l'un 31 la position du trans lateur en position de déverrouillage autorisant la déconnexion d'urgence, l'autre 32 la position du translateur en position de verrouillage interdisant la déconnexion d'urgence. 7 Agencement selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la liaison entre la commande des vannes et la tige du vérin 7 de commande du dispositif à déconnexion d'ur- gence comprend un élément mobile 35 monté à l'extrémité de la tige du vérin 7 dont le corps est fixe, ledit élément é ta nt susceptible de rencontrer, dans son dépla- cement vers l'écrou 8 du couteau 4 du dispositif à décon- *nexion d'urgence,un élément 33 de la commande des vannes, ledit élément 35 agissant sur ledit élément 33 lorsque la commande de fermeture des vannes n'a pas fonc- tionnée. 8 Agencement seloni la revendication 7, -caractérisé en ce que l'élément 35 est un élément coulissant équipé d'un pi- vot 36 susceptible de coulisser dans au moins une lumière 37 pratiquée dans un support fixe 39, l'élément 33 de la commande des vannes étant une bielle fixée à un axe de l'une des vannes. 9 Agencement selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le pivot 36 de l' élément cbulissant 35 se déplace dans deux lumières parallèles 37, 38 pratiquées il dans deux supports fixes parallèles 39. Agencement selon l'une quelconque des reven- dications 1, 8 et 9, caractérisé en ce qu'une surcourse de l'élément coulissant 35, après l'effacement de la bielle 33 par ledit élément, en cas-de non fonctionnement de la commande de fermeture des vannes, permet audit élément cou- lissant 35 de rencontrer l'écrou 8 du couteau 4 du disposi- tif à déconnexion d'urgence pour assurer la déconnexion 11 Agencement selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 8 à 10, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un moyen supplémentaire de verrouillage manuel 40 associé à deux détecteurs de position, un détecteur 41 correspondant à une position déverrouillée du dispositif à déconnexion d'ur- gence et un détecteur 42 correspondant à une position ver- rouillée de ce dispositif à déconnexion d'urgence. 12 Agencement selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le moyen de verrouillage manuel 40 est un crochet pivotant venant s'engager sur le pivot 36 de l'élément coulissant 35.