Brevet FR2574150A1 — publié le 19860606

La présente invention est relative à un dispositif pour coupler automatiquement et sélectivement un tuyau avec l'un quelconque de plusieurs autres tuyaux. Dans de nombreux secteurs industriels,par exemple le génie chimique, la préparation des lubrifiants ou autres, ainsi que dans les chais ou autres entrepôts de liquides, on est amené à effectuer des mélanges de différents liquides provenant de plusieurs réservoirs dans une seule cuve. Pour réaliser ces mélanges il est nécessaire d'ef- fectuer un certain nombre de branchements successifs du tuyau menant à la cuve finale avec les tuyaux reliés aux différents réservoirs contenant les liquides à mélanger. Ces branchements, ou couplages de tuyaux ont longtemps été réalisés manuellement, ce qui était long et fastidieux. On connait un système plus rationnel et commode dans lequel les extrémités des tuyaux provenant des réservoirs contenant les liquides à mélanger sont alignées parallèlement sur un support et reliées à un collecteur menant à la cuve finale par l'intermédiaire d'un nombre égal de vannes. Il suffit alors d'ouvrir successivement les vannes qui corres- pondent aux différents réservoirs. Bien que relativement pratique et rapide ce système présente néanmoins des inconvénients importants. En particu- lier certaines parties du collecteur ainsi que ses tubulures de raccordement aux différentes vannes constituent des "impasses" ou secteurs isolés plus ou moins importants sui- vant les positions des vannes fermées, dans lesquels stagne un certain volume de liquide, plus ou moins mélangé, ce qui impose une vidange et un nettoyage de ces parties et repré- sente une perte du volume correspondant de liquide. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif de couplage automatique permettant de relier sélectivement et séquentiellement un tuyau avec l'un quelconque de plusieurs autres tuyaux, adapté pour être commandé à distance et supprimant les vannes multiples. L'invention a pour objet à cet effet un dispositif de couplage automatique de tuyaux, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de tuyaux dont les extrémités sont fixées radialement suivant un cercle dans un plan, un ensemble de raccordement ayant une extrémité communiquant avec un autre tuyau et monté rotatif dans ledit plan à l'intérieur dudit cercle, des moyens pour entraîner ledit ensemble en rotation et des moyens pour amener son extrémité en coinci- dence avec celles de ladite pluralité de tuyaux. Suivant une autre caractéristique de l'invention ledit ensemble de raccordement est monté rotatif autour d'un axe perpendiculaire au centre dudit cercle et les extrémités des tuyaux disposées en cercle sont fermées cha- cune par un clapet automatique. Suivant encore une autre caractéristique de l'inven- tion ledit ensemble de raccordement est télescopique. Suivant un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, ledit cercle est un support fixé sur la périphérie d'une cuvette et l'axe de rotation dudit ensemble s'étend à travers le fond de ladite cuvette. D'une façon avantageuse lesdits moyens pour entraîner ledit ensemble en rotation comprennent un moteur et une trans- mission disposés à l'extérieur de ladite cuvette. Suivant une autre caractéristique, l'extrémité dudit ensemble de raccordement-télescopique comprend un-manchon coulissant et lesdits moyens pour amener ladite extrémité en coïncidence avec celles desdits tuyaux comprennent un vérin dont la tige est adaptée pour entraîner ledit manchon et ouvrir lesdits clapets automatiques. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue en élévation latérale et en section d'un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention montrant le raccord télescopique en position active. La figure 2 en est une vue partielle en section montrant le raccord télescopique en position rétractée, inactive. La figure 3 est une vue en plan selon la ligne III-III du dispositifreprésenté à la figure 1. En se référant au dessin, le dispositif suivant l'invention comprend essentiellement une cuvette circulaire 2 présentant un trou central 3 délimité par une collerette renforcée 4, et un rebord périphérique radial 5. Sur le rebord périphérique 5 sont fixés par exemple huit embouts de raccords 7a à 7h par leur ermbase individuelle 6, et orientés radialement dans un même plan et dont les extrémités en saillie à l'intérieur de la périphérie de la cuvette sont situées sur un même cercle concentrique à celle-ci. Un moyeu tubulaire 8 est fixé dans le trou 3, sur la collerette 4 au moyen dune bride 9 et de vis 10, de façon à s'étendre axialement dans la cuvette 2. Le moyeu 8 porte dans ses extrémités des roulements il dans lesquels un arbre 12 est monté rotatif coaxialement avec ses extrémités s'étendant à l'extérieur du moyeu 8. Sur son extrémité faisant saillie à l'extérieur de la cuvette 2, l'arbre 12 porte une poulie 13 reliée par l'in- termédiaire d'une courroie 14 à une seconde poulie 15 calée sur l'arbre d'un moteur 16 dans un but qui apparaîtra dans la suite. A son extrémité opposée, située à l'intérieur de la cuvette, l'arbre 12porte un T tubulaire inversé 17 fixé sur cet arbre par la partie médiane de sa barre horizontale 18 de manière que sa barre verticale 19 s'étende vers le haut. Dans le passage horizontal ainsi délimité par la barre 18 s'étend la tige 20 du piston d'un vérin 21 fixé, par exemple vissé dans l'une des extrémités de la barre 18. A son extrémité opposée la barre 18 du T 17 comporte une bride 22 au moyen de laquelle un ensemble 23 de coupleur télescopique est fixé dans le prolongement de la barre 18. L'ensemble 23 de coupleur télescopique comprend un tube fixe 24 ayant une bride 25 fixée sur la bride 22, et un tube mobile ou manchon 26 monté coulissant sur le tube fixe 24, sur des portées 27 de celui-ci, une garniture d'étanchéité 28 étant de préférence prévue entre les deux. Dans son extrémité opposée au T 17, le manchon mobile 26 comporte un croisillon 29 formant un palier lisse dans lequel coulisse un prolongement 31 de la tige de piston 20. Le prolongement 31 de la tige de piston comporte une butée fixe 32, un ressort hélicoïdal 33 disposé autour du prolongement 31 entre la butée 32 et le croisillon 29, et une tête 34. L'extrémité du manchon mobile 26 présente intérieure- ment une forme complémentaire de celle des embouts de rac- cordement 7a à 7h, avec une butée interne 35 et des moyens d'étanchéité 36, l'agencement étant tel que le manchon 26, poussé par le vérin 21 puisse venir s'ajuster de façon étanche sur l'un ou l'autre des embouts 7a à 7h, suivant l'orienta- tion donnée à l'ensemble par le moteur 16 autour de l'arbre 12. Chaque embout de raccordement 7a à 7h comporte intérieurement une soupape 37 à fermeture automatique de type connu comprenant un obturateurchampignon sollicité en position de fermeture par un ressort 38 disposé autour de sa tige 39. Le dispositif suivant l'invention comprend enfin un tuyau de départ 40 (ou d'arrivée suivant le sens de travail) coudé et relié à la barre verticale 19 du T 17 par un joint d'étanchéité rotatif 41. D'une façon avantageuse, et suivant l'exemple repré- senté, il est également prévu un tuyau 42 de vidange débou- chant dans la cuvette, un indicateur de niveau 43 et enfin un système indicateur de position 44. Suivant l'exemple représenté, le système 44 comprend un boitier 45 porté par un bras radial 46 fixé sur les brides 22, 25 et coaxial à l'ensemble télescopique 23. Dans le boitier 23 sont montés plusieurs capteur 47 alignés radialement avec l'axe de l'ensemble 23 et de façon à coïncider avec des blocs amovibles 48 également alignés radialement, mais fixés en nombre différent sur chaque embout de raccordement 7a à 7h. Un dispositif électronique connu relié aux capteurs permet de déterminer le nombre des blocs 48, et ainsi de reconnaître les embouts 7a à 7h. Le fonctionnement du dispositif de couplage rotatif suivant l'invention est le suivant. On supposera que le dispositif se trouve dans la position représentée à la figure 2, dans laquelle l'ensemble de coupleur est en position rétractée. En service les embouts de raccordement 7a à 7h sont reliés chacun à un réservoir (non représenté) contenant les liquides à mélanger, et le tuyau central 40 est relié à un réservoir de mélange par l'intermédiaire d'une pompe aspirante/foulante (non représentée). Lorsqu'on désire coupler le tuyau central 40 avec l'un quelconque des embouts de raccordement 7a à 7h (ou inversement) on commande le moteur électrique 16 de façon à amener l'extrémité du manchon mobile 26 de l'ensemble de coupleur télescopique en alignement avec l'embout de raccordement désiré. On actionne alors le vérin 21 de façon à étendre sa tige de piston 20. Dans un premier temps la butée 32,, comprenant le ressort 33 pousse ce dernier contre le croisil- lon 29 et entraine par suite le manchon mobile 26 qui, sous l'impulsion du ressort 33,vient s'engager de façon étanche sur l'extrémité de l'embout de raccordement 7a à 7h choisi (figure 1). Dans un second temps, la tige du piston et son pro- longement 31, continuant à avancer, la tête 34 de ce dernier entre en contact avec l'obturateur 37 de l'embout correspon- dant, ouvrant ainsi la soupape et mettant en communication l'embout avec le tuyau central. Lorsque la quantité désirée de liquide a été trans- férée (dans un sens ou dans l'autre), on actionne le vérin 21 dans l'autre sens et le fonctionnement inverse se produit. Le surplus de liquide pouvant rester dans l'ensemble télescopique s'écoule et est recueilli dans la cuvette 2. Si le niveau de liquide dans celle-ci s'élève au-dessus d'un seuil prédéterminé, l'indicateur de niveau 43 actionne un dispositif avertisseur quelconque approprié, visuel ou sonore, de type connu indiquant la nécessité de vidanger la cuvette au moyen du tuyau 42. On comprend que le dispositif peut être entièrement automatisé par des moyens électroniques connus, d'un type pouvant être programmé si on le désire, reliés aux capteurs 47 et au moteur 16 pour amener l'ensemble télescopique sélec- tivement en face des embouts de raccordement suivant une séquence prédéterminée et pour commander également le fonctionnement de la pompe ainsi que les moyens de vidange. Dans une variante plus simple, non représentée car moins avantageuse, les extrémités des embouts 7a à 7h pourraient être simplement des orifices formés dans une sur- face cylindrique,et l'extrémité de l'ensemble constitué par un bloc ayant une surface courbe de même rayon adaptée pour glisser en contact d'étanchéité avec ladite surface cylindrique et percé d'un passage communiquant avec le tuyau 40, la tige du piston du vérin 21 servant alors seulement à l'ouverture des clapets. Cependant cette solution ne permettrait pas d'obtenir une étanchéité satisfaisante dans certaines condi- tions de pression. REVENDICATIONS 1. Dispositif de couplage automatique de tuyaux caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de tuyaux (7a à 7h) dont les extrémités sont fixées radialement suivant un cercle dans en plan, un ensemble de raccordement (17) ayant une extrémité communiquant avec un autre tuyau (40) et monté rotatif dans ledit plan à l'intérieur dudit cercle, des moyens (16) pour entraîner ledit ensemble en rotation et successivement des moyens (21)-pour amener/son extrémité eà doincidence avec celles de ladite pluralité de tuyaux. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit ensemble de raccordement (17) est monté rotatif autour d'un axe (12) perpendiculaire au centre dudit cercle. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit ensemble de raccordement (17) est téles- copique. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que les extrémités (7a à 7h) desdits tuyaux disposées en cercle sont fermées chacune par un clapet automatique (37). 5. Dispositif suivant la revendication 2, caractéri- sé en ce que ledit cercle est un support (6) fixé sur la périphérie d'une cuvette (2) et l'axe (12) de rotation dudit ensemble (17) s'étend à travers le fond de ladite cuvette. 6. Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que lesdits moyens pour entraîner ledit ensemble (17) en rotation comprennent un moteur (16) et une transmission (14) disposés à l'extérieur de ladite cuvette. 7. Dispositif suivant la revendication 3, caractéri- sé en ce que l'extrémité dudit ensemble de raccordement télescopique (17) comprend un manchon coulissant (26) et lesdits moyens pour amener ladite extrémité en-coincidence avec celles desdits tuyaux comprennent un vérin (21) dont la tige est adaptée pour entraîner ledit manchon (26) et ouvrir lesdits clapets automatiques (37). 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractéri- sé en ce que l'extrémité dudit ensemble de raccordement rotatif (17) communique avec ledit autre tuyau (40) par l'intermédiaire d'un joint rotatif (41). 9. Dispositif suivant la revendication 7, caractéri- sé en ce que les extrémités desdits tuyaux sont constituées par des embouts de raccordement (7a à 7h) ayant une forme complémentaire de celle dudit manchon coulissant (26) afin de pouvoir venir en prise de façon étanche avec celui-ci. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractéri- sé en ce que lesdits embouts (7a à 7h) portent chacun un certain nombre de masses métalliques (48), et ledit ensemble de raccordement rotatif (17) porte des capteurs (47) adaptés pour détecter la présence desdites masses. 11. Dispositif suivant la revendication 5, caractéri- sé en ce que ladite cuvette (2) comporte des moyens de vidange (42) et un détecteur (43) de niveau de liquide.