Brevet FR2575740A1 — publié le 19860711

La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs pour transvaser ou distribuer des liquides, notamment des hydrocarbures, tout en effectuant leur mesurage, en particulier en réponse aux exigences de la réglementation. Le problème consiste à transvaser des liquides sans entraînement de gaz, et à permettre de vider complètement les compartiments des camions de livraison sans entraîner d'erreur sur la livraison, erreur due à la présence de gaz. Dans le domaine des hydrocarbures, les transvasements par pompe sont courramment pratiqués. Ces opérations nécessitent des équipements compliqués, lourds, encombrants et d'un coût élevé tels que - des cuves séparatrices de gaz très volumineuses, - des pompes spéciales associées à un système détecteur de gaz qui doit modifier les caractéristiques de la pompe pour réguler le débit et permettre l'élimination correcte des gaz, des installations complètes très compliquées qui nécessitent un apport d'énergie extérieure (air comprimé)qui permet de piloter des détecteurs de gaz et d'agir sur le régime de la pompe de distribution, - un système purgeur lié à une vanne qui doit arrêter la distribution en présence de gaz. Un dispositif de ce dernier type est décrit au brevet USA. 3.083.874 au nom ue FiCHnAAS et ce dispositif consiste à prévoir, entre la pompe et le compteur une cloche de dégazage contenant un flotteur qui contrôle d'une part un orifice de mise à l'air libre (ou de retour au réservoir) et d'autre part un orifice relié à une chambre de mise en pression d'une vanne d'arrêt, cette vanne étant placée sur le circuit de fluide en aval du compteur et contretenue par un ressort. Ainsi, théoriquement, lorsqu'une accumulation de gaz se produit, le flotteur provoque d'une part la mise à l'air libre de la cloche et d'autre part l'arrêt de la distribution jusqu'à ce que les gaz soient éliminés: le flotteur ferme alors les orifices, la vanne d'arrêt s'ouvre grâce à un très petit orifice de fuite à l'air libre du circuit de mise en pression de la vanne d'arrêt, et la distribution reprend. Cependant en pratique, ce dispositif ne fonctionne pas de façon satisfaisante et laisse passer une quantité variable de gaz dans le circuit de distribution, ce qui fausse le mesurage dans des proportions inacceptables. En effet, pour obtenir un dégazage rapide, il est necessaire de prévoir des sections de passage importantes sur la mise à l'air libre (par exemple de l'ordre de 50 mm2 à 100 mm2). 11 en résulte d'importantes perturbations dans le régime des pressions qui règnent respectivement entre la pompe et le compteur, au niveau de la vanne d'arrêt et sur chacune des faces de la vanne d'arrêt. En outre, la chute de pression dans le liquide à distribuer. provoquée par la mise à l'air libre de la cloche de dégazage, provoque une intensification brusque du dégagement des gaz sous forme d'une émulsion qui perturbe le fonctionnement du flotteur, provoque une remontée intempestive et par voie de conséquence, une perturbation de la vanne d'arrêt. La vanne d'arrêt vient ainsi à se fermer mal ou à s'ouvrir après une première fermeture et par suite à laisser passez des gaz, ce qui est tout à fait incompatible avec le but recherché. L'invention a pour objet des perfectionnements permettant d'éliminer cet inconvénient et de rendre un tel dispositif fonctionnel. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la communication de la cloche à l'air libre et vers la vanne d'arrêt est simultanée et des moyens sont prévus pour assurer le maintien de la pression qui s'établit dans la chambre de mise en pression de la vanne d'arrêt lorsque le flotteur ouvre cette communication simultanée vers l'air libre et vers la vanne d'arrêt et pendant une partie au moins de la durée du dégazage jusqu'à la fermeture de cette communication. Rprès cette fermeture, l'orifice de fuite à l'air libre assure la décompression progressive de la chambre de mise en pression de la vanne d'arrêt et par suite, l'ouverture de celleci, Dans une première forme de réalisation, le maintien de la pression dans la chambre de mise en pression de la vanne, malgré l'ouverture des orifices contrôlés par le flotteur, est obtenue par un clapet de non retour placé sur la communication reliant la chambre de mise en pression de la vanne d'arrêt et la cloche. Dans une seconde variante de réalisation, le résultat est obtenu en supprimant complètement la communication de la cloche à l'air libre, seul étant maintenu l'orifice de fuite servant à la décompression de la chambre de mise en pression de la vanne d'arrêt lorsque l'orifice de la cloche est fermé. Rinsi, la pression dans le liquide restant sensiblement constante, d'une part le dégazage reste progressif et sans brusque formation d'émulsion, d'autre part la vanne d'arrêt se ferme immédiatement à l'ouverture de la communication et reste fermée pendant toute la durée du dégazage, pour ne z'oJvrir à nouveau qu'une fois celui- ci terminé. Cette deuxième solution, qui est la plus paradoxale, puisqu'elle consiste à réaliser le dégazage en supprimant l'orifice de dégazage lui-même, et qui va à l'encontre de la direction normale consistant à dégazer le plus rapidement possible, est la solution préférée: en effet, c'est elle qui fournit les résultats les plus précis et fiables en ce qui concerne le mesurage, avec un fonctionnement très souple, sans coups de béliers; I'augmentation de temps de dégazage et par suite l'augmentation des temps d'interruption de la distributrion, s'avère un inconvénient mineur par rapport à l'avantage considérable d'un dégazage parfait et d'une rigueur de mesurage capable de satisfaire les normes les plus sévères. A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés: - figure 1, une vue schématique d'un camion citerne muni du dispositif selon l'invention; - figure 2, une vue schématique d'une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention; - figure 3, une vue schématique d'une seconde forme de réalisation du dispositif selon l'invention. En se reportant à la figure 1, on voit que l'ensemble du dispositif monté sur la sortie de la citerne 1 est constitué d'amont en aval et successivement d'une pompe de distribution 2 raccordée à la citerne, d'une cuve de filtration 3 surmontée d'une cloche de dégazage 18, de moyens pour collecter les gaz et les évacuer 4, un compteur volumétrique 5, une vanne d'arrêt automatique 6 et une commande manuelle 7 de distribution contrôlée par l'opérateur, placée sur la canalisation de sortie 19. En se reportant aux figures 2 et 3, on voit que la vanne d'arrêt automatique 6 est montée en aval du compteur et est commandée par l'absence ou la présence de gaz dans la cloche 18. Les moyens pour collecter et évacuer les gaz comprennent un flotteur 8 situé en partie haute de la cloche 18 et commandant une soupape 9,par exemple du type à enroulement, contrôlant l'orifice 10 reliant la cloche 16 à la chambre de dégazage 4 de sorte que ia soupape 9 s'ouvre quand il y a accumulation de gaz dans ia cloche au-delà d'une quantité prédéterminée et se ferme dés que les qaz sont évacués., Les dimensions de ou des orifices 10 dans la réalisation préférent-ieile de l'invention sont de l'ordre de 50 mm)2 150 mm2' par exemple mmi de large sur 16 mm, de façon que le gaz puisse s'évacuer très rapidement de la chambre 4 lorsque s'ouvre la soupape., Dans l'exempie de Ia figure 2 la chambre 4 comprend deux orifices l'un 15 relié à I'air libre et l'autre 11 relié à une vanne d'arrêt 6, ces deux orifices étant ainsi simultanément contrôlés par le flotteur. Dans le cas o les orifices 15 et 11 seraient situés dans des chambres séparées, il y aurait lieu de prévoir l'ouverture simultanée de deux orifices 10 faisant communiquer respectjivement la cloche 18 et chacune de ces chambres. La vanne d'arrêt 6 est placée sur le circuit du liquide en aval du compteur 5. Elle est contretenue par un ressort 13 qui la maintient fermée quand le dispositif n'est pas utilisé. La chambre de pression 14 de la vanne 6 est reliée à la chambre 4 par laI canalisation 12. La vanne possède un orifice de décompression ou orifice de fuite 17 de très faible section qui assure la retombée de la pression de la chambre de mise en pression Il de la vanne 6 dès que l'orifice 10 se ferme. Dans une première forme de réalisation (figure 2), la chambre 4 est percée d'un orifice de dégazage 15 de communication à l'air libre (ou de retour au réservoir), de section importante, par exemple de l'ordre de 50 mm2 à 100 mm2, de façon à obtenir une évacuation rapide des gaz, et un clapet de non retour 16 est monté sur la canalisation 12. L'orifice de fuite 17 de la vanne 6, de section très petite, par exemple de l'ordre de 1 mm est relié d la sortie 15 par une canalisation 21. - Le fonctionnement du dispositif est le suivant: - En l'absence de gaz dans le liquide, le flotteur est en position haute et l'orifice 10 est fermé. La chambre 4 et la chambre de mise pression 14 de la vanne 6r sont à la pression atmosphérique - Dans la cloche -18, du gaz s'accumule d la pression de la cuve 3. Lorsque-l'accumulation dépasse une valeur prédéterminée, dO le flotteur en descendant ouvre l'orifice 10. Le gaz s'échappe instantanément dans la chambre 4, o la pression s'élève brusquement tandis qu'elle s'abaisse dans la cuve 3. Sous cette augmentation de pression, le clapet de non retour laisse passer le gaz jusqu'à l'éqalité des pressions de chaque côté de la vanne 6 qui se ferme sous l'action du ressort. - Dans le même temps, l'ouverture 15 permet au gaz de s'évacuer, et la pression dans la chambre 4 et dans la cuve 3 continue de baisser. - Lorsque la pression dans la chambre 4 chute, le clapet de non retour 16 maintient la pression dans la vanne 6 qui reste fermée. L'orifice de fuite 17 décomprime progressivement la vanne qui s'ouvre en fin de dégazage. Si une importante quantité de gaz s'accumule, par exemple en fin de purge de citerne, il peut arriver que la vanne 6 soit décomprimée avant la fin du dégazage. La vanne reste cependant fermée car la pression régnant dans la cuve 3 est toujours voisine de la pression atmosphérique, quand l'orifice 10 reste ouvert, et la pression du liquide en sortie est insuffisante en face de l'effort du ressort 13 contretenant la vanne. Cette première forme de réalisation donne un dégazage rapide, et les inconvénients de l'apparition d'une émulsion due à la chute de pression sont supprimés par le maintien de la fermeture de la vanne 6 pendant le dégazage. Dans une deuxième forme de réalisation (figure 3), la sortie de dégazage à l'air libre 15 de la chambre de dégazage 4 est complètement supprimée, et la chambre 4 communique uniquement et directement avec la vanne d'arrêt 6 sans clapet de non retour. L'orifice de fuite à l'air libre 17 de la vanne 6, toujours de section très petite, de l'ordre de 1 mm) par exemple, assure seul le dégazage. Dans cette deuxième forme de réalisation l'orifice de fuite pourra être placé en n'importe quel point du parcours entre l'orifice 10 et la vanne 6. Le fonctionnement de cette deuxième forme de réalisation du Sî dispositif est le suivant: lorsque l'accumulation dépasse une valeur prédéterminée, le flotteur en descendant ouvre l'orifice 10. Le gaz s'échappe instantanément dans la chambre 4, dans la canalisation 12 et dans la vanne 6 et porte l'ensemble à la pression de la cuve 3 qui ne chute pas sensiblement. flinsi dès que l'orifice 10 s'ouvre, la vanne 6 se ferme, et 6 - 2575740 aucun volume de gaz ne s'échappe dans le compteur. Le gaz s'échappe à l'air libre uniquement par l'orifice de fuite, et de ce fait, tant que l'orifice 10 est ouvert, la pression dans la chambre 4 et jusque dans la chambre 14 de la vanne se maintient sans baisse sensible. Lorsqu'il n'y a plus de gaz à évacuer, l'orifice 10 se ferme, le gaz dans la vanne s'échappe lentement par l'orifice de fuite et la vanne s'ouvre progressivement Dans ce dispositif, il n'y a pratiquement pas de chute de pression dans la cuve de filtration, et ainsi pas de création d'émulsion dans la cloche. Dans les exemples présentés, on a utilisé une pompe mais on peut utiliser l'une ou l'autre forme de réalisation avec ou sans pompe en amont -du dispositif. C'est notamment le cas lorsque l'on réalise une purge par gravité, la pression étant dans ce cas la hauteur de liquide dans la citerne. uans ce cas, on pourra avantageusement utiliser un orifice de fuite de section légèrement plus grande, par exemple de l'ordre de 3 mm2. Dans tous les cas, il sera avantageux de respecter de très faibles sections (de l'ordre de 1 mm2) lorsque la pression dans la cuve est importante (de I bar à 10 bars) et des sections plus importantes (de l'ordre de 3 à 5 mm2) pour des pressions de l'ordre de (0,1 à 1bar). L'orifice de fuite peut être en communication soit avec un réceptable de récupération, soit avec le réservoir fournisseur, ou tout autre réservoir. L'importance des avantages de l'invention est que jusqu'à maintenant, la vidange d'un compartiment de citerne de l'ordre de 1.000 à 2.000 litres laissait passer entre 5 et 10 litres de gaz. Pour un camion de 11 compartiments, cela donne plus de 50 litres par voyage, alors que par les moyens de l'invention, cette quantité est réduite à 0,5 litre par compartiment soit dix fois moins. Un tel progrès mesure l'avantage considérable de l'invention. 7 2575740 REIVLEND I CIT I O$ 1, Dispositif perfectionné pour le transvasement de liquide avec dégazage et mesurage et notamment pour des hydrocarbures comprenant d'amont en aval une pompe (2), une cuve de filtration (3) et une cloche de dégazage (18), un flotteur (8) situé en partie haute de la cloche et commandant une soupape (9) contrôlant l'orifice (10) reliant la cuve et une chambre de dégazage (4), un compteur volumétrique (5), une vanne d'arrêt automatique (6), contretenue par un ressort (13) reliée à la cloche (4), et une vanne d'arrêt (7) contrôlée par l'opérateur, caractérisé en ce que la communication de la cloche à l'air libre et vers la vanne d'arrêt est simultanée et des moyens (15, 17) sont prévus pour assurer le maintien de la pression qui s'établit dans la chambre de mise en pression (14) de la vanne (6) lorsque le flotteur (8) ouvre cette communication simultanée vers l'air libre et de la position d'alimentation vers la vanne d'arrêt et pendant une partie au moins de la durée du dégazage. 2. Dispositif de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation (12) comporte entre la vanne (6) et la chambre (4) un clapet de non retour (16) maintenant la pression dans la vanne (6) lorsque la pression dans la chambre (4) diminue. 3. Dispositif de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (4) est dépourvue de ommunication directe à l'air libre à l'exception de l'orifice de fuite (17) assurant la décompression de la chambre de mise en pression (14) de la vnane (6) lorsque l'orifice 10 se referme. 4. Dispositif de distribution selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de fuite (17) est relié à l'atmosphère par une canalisation (19) débouchant dans la sortie à I'air libre (15), ou dans la chambre 4. 5. Dispositif de distribution selon I'une quelconque des prevendications précédentes, caractérisé en ce que l'orifice de fuite (17) communique soit avec l'air libre, soit par une canalisation au réservoir fournisseur ou a un réceptable quelconque. 6. Dispositif de distribution selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section de l'orifice de fuite est de l'ordre de 1 à 3 mm.