Brevet FR2566502A1 — publié le 19851227

La présente invention concerne une valve à double clapet pour le soutirage en phase liquide d'un gaz sous pression, notamment un gaz de pétrole liquéfié. Les valves de ce type, également connues sous le nom de "clapet de reprise liquide" peuvent, selon les modèles de citernes qu'elles doivent équiper, être situées soit en partie basse, soit sur la génératrice supérieure de la citerne. Les figures 1 et 2 montrent l'une de ces valves de la technique antérieure, qui sont universellement employées depuis de très nombreuses années. Sur ces figures, comme dans la suite de la description, on envisage le cas o la valve 1 est dis- posée sur la génératrice supérieure de la citerne 2. Dans ce cas, elle est visséesur un bossage 3 munid'un tube plongeur 4 qui permet le prélèvement du fluide en phase liquide en fond de citerne. Cette disposition n'est cependant pas limitative, et la description vaut de la même façon pour une valve située en partie basse de la citerne. Plus précisément, la valve 1, représentée partiellement en coupe figure 2, comprend un corps de valve 10, pourvu en partie inférieure d'un premier clapet 20 ou "clapet d'étanchéité" et d'un second clapet 30 ou "clapet limiteur". Le clapet d'étanchéité 20 comporte une rondelle en élastomère 21 maintenue à l'extrémité d'une tige axiale de commande 22 elle-même sollicitée par un ressort de rappel 23 agissant sur une coupelle 24 pour maintenir le clapet d'étanchéité en position fermée, la rondelle 21 venant en appui contre un siège 31 d'un manchon 32, faisant partie du clapet limiteur et coulissant sur la tige axiale 22. Le clapet limiteur 30 comporte une rondelle en élastomère 33, solidaire du manchon coulissant 32 et venant en appui contre un siège 11 du corps de valve 10. Un ressort calibré 34 sollicite le clapet limiteur dans le sens de l'ouverture; la force qu'il exerce est très inférieure à celle du ressort de rappel 23, de sorte que, en l'absence d'effort exercé de l'extérieur sur la tige axiale, les deux rondelles 21 et 33 demeurent chacune comprimées contre leur siège, posi- tion correspondant à la fermeture complète de la valve. L'opération de reprise liquide est réalisée au moyen d'une vanne spécifique 6 (figure 1) équipée d'un embout fileté 7 comportant une portée annulaire plane 8 et un joint 9. Après retrait du bouchon 5, le vissage du poussoir 7 repousse la coupelle 24 solidaire de la tige 22 et provoque l'ouverture du clapet d'étanchéité 20. Le liquide sous pression s'échappe alors en passant par le jeu de guidage existant entre la tige 22 et le manchon 32 du clapet limiteur. Après vissage complet de l'em- bout fileté 7, le joint 9 réalise l'étanchéité entre la vanne 6 et le corps 10. La pression s'équilibrant alors de part et d'autre du clapet limiteur 30, celui-ci, qui était maintenu fermé par l'écart de pression, vient à s'ouvrir alors sous l'effet du ressort 34. La reprise liquide peut ainsi avoir lieu sous un débit ne dépassant pas toutefois une valeur donnée, à laquelle le clapet limiteur 30 se referme sous l'effet du flux. Cette fermeture automatique est une sécurité indispensable pour le cas o une rupture se produirait sur la ligne de reprise liquide située en aval de la valve. Les valves de ce type sont cependant suscep- tibles de présenter trois inconvénients: - tout d'abord, on constate dans tous les cas une fuite de liquide qui se produit pendant le vissage et le dévissage du poussoir 7 de la vanne de reprise liquide, c'est-à-dire pendant que le joint 9 n'assure pas encore ou n'assure plus l'étanchéité du circuit de fluide. - il arrive que l'opération de reprise liquide soit empêchée en raison de la non-ouverture du clapet limiteur 30: en effet, notamment après une longue période de non-utilisation, l'adhérence du joint en élastomère 33 contre la portée 11 peut être telle que la seule pression du ressort calibré 34 (dont la force est adaptée pour assurer la fonction limitation de débit mais non pour vaincre une adhérence impor- tante du joint 33 contre la portée 11) n'est pas suffi- sante pour décoller le clapet de son siège. - en fin d'opération de reprise liquide, on ne peut dévisser le poussoir 7 avant d'avoir provoqué volon- tairement la fermeture du clapet limiteur 30. En effet, le retour vers la fermeture de l'ensemble des deux clapets ne peut être vérifié pendant le dévissage, et un risque existe que ceux-ci restent coincés en posi- tion ouverte. Par sécurité, la procédure prévoit ainsi, avant de dévisser le poussoir 7, de désaccoupler la ligne de reprise en aval de la vanne 6 puis d'ouvrir cette dernière à l'atmosphère: normalement, le clapet limiteur 30 se ferme instantanément en raison de la différence de pression qui apparaît et l'on peut ensuite, tout en laissant la vanne ouverte, dévisser complètement le poussoir 7. Il ne subsiste qu'une possi- bilité de non fermeture du clapet 20, peu dangeureuse, car la fuite par le jeu de guidage entre tige 22 et manchon 32 est faible et n'empêche pas de remettre en place le bouchon 5. La Demanderesse a proposé, dans le FR-A-2 513 727; de remplacer la vanne 6 et son poussoir 7 par un nouveau dispositif qui permet de résoudre les inconvénients cités en premier et troisième lieu grâce au fait que l'étanchéité du circuit est réalisée avant que le nouveau poussoir n'appuie sur la coupelle 24. Ce document décrit ainsi un accessoire raccordable sur le nouveau dispositif et qui permet de débloquer les clapets limiteurs collés (solution au second inconvénient). L'invention se propose de résoudre le second inconvénient sans recours à l'accessoire de déblocage décrit ci-dessus, grâce à une nouvelle structure de valve conforme au type précité (c'est-à-dire une valve à double clapet permettant d'assurer la fonction limi- tation de débit) et compatible en particulier avec les vannes de reprise liquide existantes, étant entendu que la solution aux 1er et 3ème inconvénient reste fournie par le nouveau dispositif de reprise décrit dans le FR-A-2 513 727. A cet effet, selon l'invention, le corps de valve comprend un second siège contre lequel le clapet d'étanchéité vient en appui, le clapet limiteur étant entièrement disposé à l'intérieur du volume défini par le corps de valve fermé par le clapet d'étanchéité. Avantageusement, le contact du clapet limi- teur contre son siège est un contact métal-métal, ce qui supprime tous les inconvénients liés aux risques d'adhérence rencontrés avec les clapets limiteurs classiques. En effet, une étanchéité totale du clapet limiteur n'est plus nécessaire, dans la mesure o l'herméticité de la valve est désormais entièrement assurée par le clapet d'étanchéité. En tout état de cause, un débit résiduel est nécessaire pour permettre l'équilibrage des pressions de part et d'autre du clapet limiteur après ouverture du clapet d'étanchéité, comme indiqué plus haut. De préférence, des moyens élastiques sont en outre interposés entre le clapet d'étanchéité et le clapet limiteur, de manière à appliquer le clapet limi- teur contre son siège, à l'encontre du ressort cali- bré, lorsque le clapet d'étanchéité est en position de fermeture complète. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1, précitée, est une vue d'ensemble montrant une valve disposée au sommet d'une citerne, avec la vanne de transfert permettant la reprise liquide, 20. la figure 2, également précitée, est une vue en coupe partielle, en élévation, d'une valve de la technique antérieure, la figure 3 est une vue en coupe, homologue de la figure 2, pour une valve selon l'invention. Sur les figures 2 et 3, les mêmes références numériques désignent des éléments similaires assurant des fonctions identiques, pour une valve de la technique antérieure et pour une valve selon l'invention. Sur la figure 3, on peut voir que le corps de valve comprend désormais deux sièges, l'un 11i' contre lequel repose le clapet limiteur 30', l'autre 12 contre lequel repose le clapet d'étanchéité 20'. De la sorte, le clapet d'étanchéité repose directement, par un joint plat 21', contre le corps de valve, et non plus contre un siège solidaire du clapet limiteur. Il assure donc,à lui seul, l'étanchéité de l'ensemble. Le clapet limiteur 30', qui est désormais disposé entièrement à l'intérieur du corps de valve, est maintenu en appui contre son siège au moyen d'une rondelle élastique 40 interposée entre les deux clapets. La force exercée par cette rondelle peut être relative- ment faible (c'est-à-dire très légèrement supérieure à celle exercée par le ressort calibré 34 comprimé), dans la mesure o le clapet limiteur ne participe plus à l'étanchéité d'ensemble de la valve. Dans le même ordre d'idée, le risque de blocage en position fermée du clapet limiteur est encore diminué par le fait qu'il suffit d'un contact métal-métal, sans joint élastomère, pour lequel les risques d'adhérence sont pratiquement inexistants. Enfin, on peut prévoir pour le ressort de rappel 23 une force supérieure sans accroître pour autant le risque de blocage en position fermée du clapet limiteur. On peut remarquer que la rondelle élastique n'est pas indispensable, dans la mesure o le clapet limiteur ne participe plus à l'étanchéité d'ensemble de la valve; il n'est donc pas nécessaire que le clapet limiteur soit appliqué contre son siège lorsque la valve est en position fermée. Néanmoins, cette caractéristique permet de conserver le mode d'ouverture des clapets de la tech- nique antérieure, c'est-à-dire par équilibrage pro- gressif des pressions de part et d'autre du clapet limi- teur qui s'ouvre alors à partir de sa position de débit minimum (le débit résiduel permettant cet équilibrage des pressions, et qui résultait auparavant du jeu entre le manchon 32 et la tige 22 (fig. 2), provient désormais également du contact métal-métal imparfait entre le clapet et son siège). On notera que le clapet est maintenant formé d'une seule pièce métallique, à la place de la structure composite métal-élastomère de la technique antérieure. Outre la simplification qui en résulte pour la fabrication, cette technique est mieux à même de maintenir de bonnes conditions d'étanchéité. Enfin, il faut rappeler que le problème d'exploitation essentiel qu'est l'impossibilité o l'on se trouve parfois, avec les moyens classiques, d'effectuer la vidange d'une citerne, se trouve résolu par la nouvelle valve, tout en conservant la fonction de sécurité que représente un limiteur de débit intégré à l'intérieur même du réservoir. REVENPICATIONS 1. Une valve à double clapet pour le soutirage en phase liquide d'un gaz sous pression, notamment un gaz de pétrole liquéfié, du type comprenant: un corps de valve (10), apte à être relié à sa partie supérieure à une vanne de soutirage (6), un clapet d'étanchéité (20), disposé en partie infé- rieure du corps de valve, et solidaire d'une tige axiale de commande (22) disposée à l'intérieur du corps de valve, cette tige étant sollicitée à la fermeture par un ressort de rappel (24) et sollicitée à l'ouver- ture, au moment de la mise en place de la vanne de soutirage, par un embout poussoir (7) solidaire de celle-ci, 15. un clapet limiteur (30), coulissant sur la tige axiale, et maintenu, par le clapet d'étanchéité en position de fermeture, contre un siège (11) en partie inférieure du corps de valve, ce clapet limiteur étant par ailleurs solli- cité à l'ouverture par un ressort calibré (34) apte à réaliser une limitation du débit de fluide lorsque le clapet d'étanchéité est en position d'ouverture complète, caractérisée en ce que le corps de valve com- prend un second siège (12) contre lequel le clapet d'étanchéité vient en appui, le clapet limiteur étant entièrement disposé à l'intérieur du volume défini par le corps de valve fermé par le clapet d'étanchéité. 2. Une valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que des moyens élastiques (40) sont en outre interposés entre le clapet d'étanchéité et le clapet limiteur, de manière à appliquer le clapet limiteur contre son siège, à l'encontre du ressort cali- bré, lorsque le clapet d'étanchéité est en position de fermeture complète. 3. Une valve selon la revendication 2, caractérisée en ce que le contact du clapet limiteur contre son siège est un contact métal-métal. 4. Une valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens élastiques inter- posés entre le clapet d'étanchéité et le clapet limi- teur comprennent une rondelle élastique entourant la tige axiale.