Brevet FR2540851A1 — publié le 19840817

La présente invention concerne un dispositif de détection de fond de citerne et s'applique au domaine des dispositifs de remplissage pour citernes, notamment des citernes destinees au transport d'hydrocarbures. Le remplissage de camions ou wagons-citernes destinés au transport d'hydrocarbures, d'alcools ou d'autres matières dangereuses liquides s'effectue le plus souvent dans des postes de remplissage a chargement par le haut, ces postes comprennent un ou plusieurs bras de chargement articulés qui permettent d'introduire le produit par les dômes des compartiments de la citerne. Ce type de chargement autorise des débits de remplissage importants et met en évidence ; s'il est realise "en pluie" (avec des projections), l'applica-. tion de dangereux problèmes de création de charges électrostatiques1 En effet, aux Vitesses d'écoulement usuelles, le frottement du liquide sur les parois des conduites de remplissage crée sur cellesoci des charges statiques importantes qui peuvent, si la structure de réservoir et le liquide emmagasiné sont a des charges statiques différentesssprovoquer la formation de décharges~ électriques,appelées "flash" dans la technique, présentant de réels dangers, notamment dans la manipulation de liquides volatils et inflammables, et ce indépendamment des mises å la terre des diverses parties de l'installation. Bien entendu, lorsqu'au moins l'extrémité de la conduite de chargement est immergée dans le liquide remplissant la citerne, les charges statiques sont ramenées au même potentiel, empêchant ainsi la formation de décharges électriques, Le problème se pose donc plus spécifiquement pour les phases de déversement libre, c'est-à-dire au début du remplissage, lorsque la citerne est vide, et lorsque, pour une raison ou pour une autre, l'extrémité du bras durant le chargement est amenée hors de contact d'avec le liquide contenu dans la citerne On a dQnc imaginé, pour plus de sécurité, de ne commencer le déversement du liquide par la conduite de remplissage que lorsque l'extrémité du bras de chargement se trouve au contact du fond de la citerne.De cette façon, l'extrémité de la conduite de remplissage se trouve immergée dans le liquide dès le début de l'opération de remplissage. Cependant, s'il est nécessaire pour éviter la décharge électrique que l'extrémité au moins de la conduite de remplissage se trouve immergée dans le liquide, il n'est-pas nécessaire après le début de l'opération de remplissage que celle-ci resté en contact avec le fond de citerne.Un tel contact prolongé pendant la totalité de l'opération de remplissage présente de plus l'inconvénient de ralentir le débit d'écoulement d.u liquide, la pression due au liquide qui s'accumule dans la citerne pendant le remplissage s 'exerçant à l'encontre de celle du liquide qui s'échappe de l'extrémité du bras de chargement, Il est donc préférable, tout en maintenant l'extrémité du bras de chargement immergée dans le liquide, de maintenir celle-ci le plus près possible de la surface libre du liquide dans la citerne tout en maintenant une sécurité interrompant llecou- leeent dans le cas Od le bras de chargement est tiré hors du Uquide. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif accessoire pour conduite de chargement qui permette a détection de la venue en contact de l'extrémité de l'ensemble qu'il forme avec la conduite avec le fond d'une citerne, Un autre objet de la pressente invention est de fournir un dispositif accessoire pour conduite de chargement, qui ne permette l'écoulement d'un liquide dans la conduite .qu'après la venue en contact de l'extrémité de la conduite et du fond alune citerne à remplir, Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif accessoire pour conduite de chargement propre à interrompre l'écoulement d'un liquide dans la conduite dès lors que l'extrémité de celle-ci n'est plus immergée. Pour cela, il est prévu, selon la présente inven tion;d'équiper un dispositif accessoire pour conduite de remplissage d'un ensemble de détection comportant un corps principal et au moins deux éléments mobiles susceptibles d'actionner un moyen de commande de l'alimentation en liquide de la conduite en amont de celle-ci,l'un des éléments mobiles étant pourvu d'un moyen de rappel vers une position extrême,et d'une cavité susceptible de constituer en partie un logement à. volume variable dans lequel est reçu un autre élément mobile,le moyen de commande étant reçu au moins partiellement dans un conduit disposé a l'intérieur du corps principal du dispositif. La présente invention sera mieux comprise lors de la description faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 représente une double vue en coupe lon gitudinale du dispositif selon l'invention dans deux positions de fonctionnement différentes et selon deux plans verticaux différents1 et La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif selon llinvçntion,dåns une troisième position de fonctionnement. Faisant référence a la figure 1, le dispositif comprend un corps 1 ajusté à l'extrémité doune conduite de remplissage 2; l'étanchéité de la liaison & ce niveau étant assurée par un cordon de soudure continu 3 Quatre lumiè res 4 délimitées par des montants verticaux 5 de section sensiblement triangulaire (voir coupe partielle, figure 1) à-la périphérie du corps 1 permettent un écoulement vers l'extérieur du fluide en provenance de la conduite-de remplissage 2. Un conduit central 7 du dispositif est connecté à un conduit central 8 situé dans la conduite de remplissage, une liaison étanche entre les deux conduits centraux étant également réalisée par un cordon de soudure continu 9.La paroi 6 du conduit central.s'évase en direction de la paroi cylindrique 5 du corps 1 sensiblement à mi-hauteur du dispositif, la partie évasée du conduit central 7 constituant le bord inférieur des lumières 4. Dans le bas du dispositif, un premier élément mobile 10 en forme de coupelle disposé coaxialement au corps 1 est délimité par des parois comportant un rebord supérieur 11 et est maintenu élastiquement par un ressort 13 au contact d'une butée annulaire 12 en matériau antifriction. La butée annulaire 12 est elle-même maintenue en place dans le corps 1 par un anneau élastique coopérant avec une gorge prévue dans le corps 1. Le premier élément mobile 10 comporte une cavité cylindrique coaxiale 14 ouverte à sa partie supérieure et délimitée a sa périphérie par .la paroi cylindrique 15. de l'élément mobile 10 et à sa partie inférieure par la base 16 tronconique de celui-ci. La cavité 14 est reliée & l'extérieur du dispositif par une pluralité de conduites 17 ménagées dans la base de l'élément mobile 10 et perpendiculaires à la surface conique de celui ci. Le conduit central 7 du corps 1 déhouche en regard de la cavité 14 du premier élément mobile 10 par l'intermédiaire d'une cavité cylindrique 18 ménagée dans la base évasée du conduit 7 coaxialement à celui-ci. La partie infé- rieure 19 de la cavité 18,d'un diamètre supérieur au diamètre dé la cavité 18, est située immédiatement en regard de la cavité 14 du premier élément mobile, l'extrémité supérieure du ressort 13 venant en appui sur l'épaulement de raccord entre la cavité 18 et la partie inférieure 19 de celle-ci, tandis que l'extrémité inférieure du ressort 13 vient en appui sur le fond de la cavité 14. La cavité cylindrique 18 débouche dans le conduit central 7 par l'intermédiaire d'un prolongement cylindrique d'un diamètre légèrement supérieur à celui du conduit 7, la liaison entre la cavité 18 et le prolongement cylindrique étant assurée par une partie tronconique. Un boîtier 20 cylindrique pourvu d'un rebord est logé dans l'espace formé par la partie supérieure de la cavité 18. et son prolongement cylindrique.Le boitier 20 reçoit le corps généralement cylindrique d'un moyen de commande tel qu'.un détecteur de proximité 21 à effet inductif, maintenu en place par tout moyen approprié connu en soi. Un conducteur électrique 29 servant a transmettre les signaux issus du détecteur de proximité a une vanne d'alimentation (non représentée) est reçu dans le conduit central 7 et isolé du liquide a décharger par celui-ci.L'étanchéité entre l'extérieur du bottier 20 du détecteur 21 et la partie évasée du conduit 7 est assurée par un joint torique 28 qui prend appui simultanément sur le rebord du boîtier -20 et sur la partie de liaison tronconique entre la cavité 18 et son prolongement cylindrique. Un conduit cylindrique 22 ménagé radialement dans le corps 1 au niveau de la partie inférieure 19 de l'alésage 18 réalise la mise a l'air libre de celle-ci. Une spore 23 d'une masse volumique moyenne inférieure à celle du liquide à décharger est reçue dans le logement formé par la cavité 14 de la partie mobile du dispositif et la partie inférieure 19. de la cavité 18 du corps principal. La sphère 23 a un diamètre inférieur à celui du ressort 13 et est disposée à l'intérieur du ressort 13. La sphère 23 est susceptible d'être animée d'un mouvement vertical à l'intérieur de son logement à volume variable, sous l'effet de sa différence de masse volumique avec un liquide pénétrant dans le logement par les conduits 17.Dans. la partie droite de la figure 1, la sphère vient en butée, à sa partie inférieure, sur une butée 24 dont la hauteur par rapport au fond de la cavité 14 peut être réglée grâce à un écrou 30 disposé dans une cavité 26 ménagée à la base de l'élé-nt mobile 10 et protégée par un capuchon emmanché à force dans cette cavité, Une languette métallique 25 est ancree à l'une de ses extrémités dans le corps principal l par un dispositif d'ancrage approprie 27 de façon à S intercaler entre la sphère 23 et le détecteur 21. La languette 25 est susceptible d'occuper différentes positions entre 11 extrémité inférieure du détecteur 21 et la sphère 23. Dans le cas où la languette se trouve en contact avec l'extrémité inférieure du détecteur 21, celui-ci délivre un signal approprié par l'intermédiaire du conducteur 29. Quoique la présente invention mentionne l'emploi d'un moyen de camande tel qu'un détecteur de proximité pour détecter la présence de la sphère 23 dans la partie supérieure de son logement, on peut également imaginer une détection par tout autre dispositif de détection de fin de course approprié, notamment mécanique, pneumatique ou optique. De même, le détecteur de proximité 21 peut être capacitif, inductif ou résistif, le dispositif de commande approprié lui étant associé. La languette 25 peut être supprimée de l'ensemble décrit ci-dessus si le dispositif de détection employé est propre à détecter directement la présence du flotteur 23, par exemple en étant sensible au matériau constitutif de celui-ci. Le fonctionnement du dispositif objet de la présente invention va maintenant être décrit en liaison également avec la figure 2, qui illustre la position du flotteur sphérique lorsque le dispositif objet de l'invention est immergé au moins partiellement dans le liquide transvasé. Au début de l'opération de chargement , la conduite de remplissage 2 équipée du dispositif détecteur de fond selon l'invention est animée d'un mouvement vertical descendant. Le logement du flotteur sphérique se trouyant mirs à l'air libre par l'intermédiaire des canaux-17 et 22, la pression de l'air s'exerce des -deux côtés de la base de l'élément mbbile 10 du dispositif détecteur. Parallèlement, le ressort 13 ainsi que son propre poids maintiennent celle-ci en contact avec la butée annulaire 12. Le flotteur sphérique 23 se trouve en contact avec la butée réglable 24 sous l'effet de son propre poids et, éventuellement de la force exercée par la languette 25 dans la mesure où celle-ci est en contact avec le flotteur à ce moment La conduite de remplissage poursuivant son mouvement descendant, la surface de base plane du premier élément mobile 10 du détecteur vient en contact, dans un premier temps, avec le fond de la citerne remplir. Dans un deuxième temps, la conduite poursuivant son mouvement descendant,l'élément mobile 10 remonte à l'intérieur de la cavité du corps 1 jusqu'au moment où le rebord 11 de l'élément 10 vient en butée dans le fond de la cavité du corps 1 (voir figure 2), tandis que le flotteur sphérique est entraîné en mouvement ascendant par la butée réglable 24 de l'élément mobile 10.Le flotteur sphérique entraîne à son tour la languette 25, qui vient à proximité immédiate du détecteur 21, le-signal de commande fourni par celui-ci étant utilisé pour amorcer l'alimentation en liquide. Celui-ci stécoule par les lumières 4 et vient occuper le fond de la cuve ainsi que le logement du-flotteur sphéri que grâce aux conduites 17 et la mise à l'air libre 22. L'opérateur peut alors relever progressivement I'ensemble de remplissage de façon que le débit du liquide transvasé ne soit pas diminué par la pression exercée par le liquide qui se trouve dans la cuve. Comme on l'a représenté en figure 1 partie de gauche, le premier élément mobile 10 du détecteur est alors rappelé vers sa position extrême inférieure par le ressort 13, et vient en contact avec la butée annulaire 12,- tandis que le liquide occupe la cavité du flotteur sphérique, qui est maintenu dans sa position supérieure par l'effet de la différence de masse volumique entre le flotteur et le liquide La languette 25 se trouve toujours à proximité immédiate du détecteur 21, ce qui permet la continuation du chargement. On suppose à présent que le mouvement ascendant de l'ensemble de remplissage est'trop rapide et que le dispositif détecteur- selon l'invention se trouve de ce fait hors du liquide Comme représenté dans la moitié droite de la figure 1, l'élément mobile 10 est toujours rappelé vers le bas comme lors de la phase précédente, tandis que le liquide s'échappe de la cavité 14, grâce aux canaux 17 et à la mise à l'air libre 22. Le flotteur sphérique occupe de ce fait sa position inférieure au contact de la butée réglable 24. Il en résulte que la languette 25 n'est plus à proximité immédiate du détecteur 21, l'interruption ou le changement de nature du signal transmis-par celui-ci permettant d'interrompre le chargement du liquide jusqu'à ce que l'ensemble de remplissage soit redescendu et à nouveau immergé par son utilisateur La présente invention n'est pàs limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDI CATIONS 1 - Dispositif accessoire pour conduite de remplissage destiné à être -utilisé lors du remplissage d'une citerne, comprenant un corps principal (1) adaptable à l'extrémité d'une conduite de remplissage et comportant au moins un orifice de taille prédéterminée propre à permettre l'écoulement d'un liquide issu de la conduite, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de détection (10, 23, 25) susceptible d'actionner un moyen (21) de commande de l'alimentation en liquide de la conduite en amont de celle-ci 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de détection comporte au moins un premier (10) et un second (23) éléments mobiles, le premier élément mobile étant susceptible d'actionner le second. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément mobile (10) comporte une cavité (14) dans laquelle est reçu le second. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier élément mobile (10) est en forme de coupelle. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le premier élement mobile comporte un-moyen (24, 30, 26) de contact réglable avec le second élément mobile (23). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un élément annulaire (12) en matériau antifriction susceptible de limiter le mouvement du premier élément mobile (10). 7 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble de détection comporte un-troisiè- me élément mobile (25) susceptible de déclencher le moyen de commande (21) et actionnable par le second élément mobile (23). 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que un conduit (7) est disposé à l'intérieur du corps principal, une partie inférieure du conduit s'évasant en direction de la périphérie du corps principal. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de commande est reçu au moins partiellement dans le conduit (7) disposé à l'intérieur du corps principal. 10 - Dispositif selon la revendication 2, carac térisé en ce que le second élément mobile est un flotteur sphérique.