Brevet FR2650650A1 — publié le 19910208

L'invention concerne une vanne raclable de distribution sélective de fluide adaptée & mettre une canalisation de transfert de fluide en communication avec, au choix, l'une quelconque de plusieurs autres canalisa- tions de transfert de fluide. Elle se place notamment, mais non exclusive- ment, dans le domaine du transfert de liquides tels que huiles ou produits pétroliers entre des canalisations d'alimentation, des réservoirs et des canalisations de soutirage pouvant aboutir à des bras de chargement/déchar- gement, des systèmes de chargement de camions ou de wagons ou encore à des dispositifs de remplissage de fûts. Or on peut souhaiter connecter une canalisation d'alimentationà l'une ou l'autre de plusieurs canalisations de soutirage; on utilise à cet effet une vanne de distribution sélective de fluide. Par ailleurs, lorsqu'une même conduite ou canalisation est utilisée pour la distribution successive de plusieurs liquides, il est connu, lorsqu'on veut changer de liquide, après avoir arrêté en amont de cette conduite, l'alimentation en le premier liquide et avant d'ouvrir, également en amont de cette conduite, l'alimentation en le liquide suivant, de faire circuler d'amont en aval et réciproquement, un racleur adapté à balayer et râcler la paroi intérieure de cette conduite de manière à refouler les résidus du premier liquide qui adhèrent à cette paroi. Il est alors nécessaire que la conduite et les diverses vannes qui y sont montées aient partout le même diamètre interne sans rayon de courbure rédhibitoire susceptible de gêner le passage du raclîur. On connait déjà une telle vanne raclable de distribution sélective, notamment d'après le document FR- 2.222.587. Cette vanne, aussi appelée répartiteur, comporte un tronçon coudé à angle droit, connecté en une extrémité à un tronçon fixe de canalisation au travers d'une articula- tion pivotante ou raccord tournant, et qui comporte en son autre extrémité un robinet de jonction comportant une douille à coulisseau adaptée à être enfilée à l'extrémité de l'un choisi de plusieurs tronçons de soutirage dis- tribués angulairement dans un plan transversal au tronçon fixe de canalisation. L'invention vise à pallier les inconvénients de ce type de vanne distributrice (ou collectrice) tout en en gardant les avantages. Elle vise en particulier à assurer à tout instant une obturation étanche de ceux des tronçons de soutirage auxquels le tronçon fixe de canalisation n'est pas connecté. Elle vise en outre à permettre un positionne- ment précis, facilement automatisable, du coude en regard du tronçon de soutirage sélectionné puis à établir la connection de manière simple et efficace, avec un minimum d'interventions humaines, le tout avec une structure de vanne qui soit simple, rigide et économique, avec minimisa- tion du nombre de pièces mobiles dans cette vanne. Elle propose à cet effet une vanne raclable de transfert de fluide comportant un tronçon principal de transfert de fluide, une pluralité de tronçons secondaires distribués angulairement autour de l'axe du tronçon principal et disposés à des distances et avec des incli- naisons égales par rapport à cet axe, et un coude tubulaire rotatif connecté en une extrémité par un raccord tournant au tronçon principal et adapté à venir, par son autre extrémité, selon sa position angulaire autour de l'axe du tronçon principal, en regard de l'un quelconque choisi des tronçons secondaires, ces tronçons principal et secondaires et ce coude rotatif ayant des diamètres internes égaux, cette vanne étant caractérisée en ce que ce coude rotatif fait partie d'un carroussel rigide comportant en outre une couronne d'obturation coaxiale avec le raccord tournant au travers de laquelle débouche ladite autre extrémité du coude rotatif, et qui est en permanence affrontée aux tranches radialement internes des tronçons secondaires en sorte d'obturer de façon étanche les tronçons secondaires autres que ledit tronçon secondaire quelconque choisi. Selon des dispositions préférées: - les tronçons secondaires sont coplanaires et régulière- ment distribués de façon angulaire autour de l'axe du tronçon principal; - le carroussel est disposé dans un carter par l'inter- médiaire duquel les tronçons principal et secondaires sont solidarisés les uns aux autres; - la couronne a une surface radialement externe est une portion de sphère dont le centre est à l'intersection des axes des tronçons principal et secondaires, les tranches radialement internes des tronçons secondaires étant situées de même sur une surface sphérique de rayon sensiblement égal; - le rayon de la couronne vaut environ entre 3 et 5 fois le rayon interne des tronçons principal et secondaires; - le rayon de la couronne vaut environ entre 3 et 5 fois son rayon interne; - le rayon de la couronne vaut entre 1 et 1,5 fois le rayon moyen de courbure du coude rotatif; - le carroussel est contrôlé en rotation par un moteur rotatif coaxial au tronçon principal et dans le prolonge- ment de celui-ci au delà du coude; - le moteur rotatif est hydraulique, électrique ou pneumatique; - le carrousel comporte une pluralité d'éléments de verrouillage en nombre égal à celui des tronçons secon- daires, et le carter comporte un élément complémentaire de verrouillage adapté à coopérer avec l'un des éléments de verrouillage du carrousel dans chacune des positions angulaires de celui-ci dans laquelle ladite autre extrémité du coude rotatif est en regard de l'un des tronçons secondaires; - - ledit élément complémentaire de verrouillage est un pion rétractable tandis que les éléments de verrouillage du carrousel sont des évidements adaptés à recevoir ledit pion en configuration déployée; - les évidements sont ménagés sur une plaque disposée transversalement et solidaire de la couronne du carroussel tandis que le pion est disposé parallèlement à l'axe du tronçon principal; - elle comporte un repère sur le carroussel et, solidaire de la pluralité de tronçons secondaires, une pluralité de détecteurs associés chacun à l'un des tronçons secondaires, ce repère étant adapté à être détecté-par l'un quelconque des détecteurs lorsque ladite autre extrémité du coude rotatif est en regard de l'un de ces tronçons secondaires; - ce repère est une protubérance adaptée à être détectée par une pluralité de capteurs de proximité constituant lesdits détecteurs; - elle comporte une seconde pluralité de tronçons secon- daires distribués angulairement autour de l'axe du tronçon principal, et disposés à des distances et avec des inclinaisons égales par rapport à cet axe, et un second carroussel comportant un second coude rotatif dont une extrémité est connectée par un second raccord tournant à ce tronçon principal et dont l'autre extrémité est adaptée à venir en regard de l'un quelconque choisi des tronçons secondaires de cette seconde pluralité et une seconde couronne d'obturation affrontée en permanence aux tranches radialement internes des tronçons secondaires de cette seconde pluralité; - ce second carroussel est disposé dans un second carter par l'intermédiaire duquel les tronçons de cette seconde pluralité sont solidaires du tronçon principal. Une telle vanne peut être montée en sorte de connecter sélectivement une même canalisation d'alimen- tation à une pluralité de canalisations de soutirage ou au contraire connecter au choix une pluralité de canalisations d'alimentation à une même canalisation de soutirage. Il peut même y avoir accouplement têtebêche de deux vannes pour connecter sélectivement l'une quelconque d'une pluralité de canalisations d'alimentation à l'une quelcon- que d'une pluralité de canalisations de soutirage: on obtient ainsi une double vanne à la fois collective et distributrice. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 2, d'une vanne a coude rotatif conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale de cette vanne selon la ligne brisée II-II de la figure 1; - la figure 3 est une double vanne comportant deux vannes selon les figures 1 et 2, accouplées tête- bêche; et - la figure 4 est un circuit de transfert de fluide comportant la vanne des figures 1 et 2. Les figures 1 et 2 représentent une vanne raclable de transfert de fluide 1 comportant un tronçon principal 2 et une pluralité de tronçons secondaires 3 distribués angulairement autour de l'axe X-X du tronçon principal; un coude tubulaire rotatif 4 est connecté par une 4A de ses extrémités au tronçon principal au travers d'un raccord tournant 5. Les tranches radialement internes 6 des tronçons secondaires sont à des distances et selon des inclinaisons égales par rapport à l'axe X-X. Ces tronçons secondaires ont ici des axes coplanaires et leurs tranches sont disposées sur un cercle. Selon la position angulaire du coude rotatif, son autre extrémité peut venir en regard de l'un quelconque choisi (repéré 3A) des tronçons secondaires 3. Le coude rotatif 4 fait partie d'un carroussel rigide 7 comportant en outre une couronne d'obturation 8 - coaxiale au tronçon principal 2 et au travers de laquelle débouche l'extrémité 4B du coude rotatif. Cette couronne est en permanence affrontée aux tranches internes 6 des tronçons secondaires grâce à quoi elle obture les tronçons secondaires 3 qui ne sont pas mis en communication avec le coude rotatif. Des garnitures d'étanchéité 9 sont ménagées sur les tranches internes 6 grâce à quoi, soit l'obturation, soit la connexion au coude rotatif des tronçons secondaires est étanche. On appréciera que la couronne constitue avec l'ensemble des tranches internes 6 un guidage en rotation du carroussel. L'effet de palier ainsi obtenu est renforcé par le fait qu'ici la couronne 8 et les tranches 6 s'affrontent selon une surface sphérique centrée sur l'intersection O des axes des tronçons 2 et 3. Le rayon Rl de la couronne 8 vaut environ de 3 à 5 fois le rayon interne r des tronçons principal 2 et secondaires 3; il vaut par ailleurs entre 1 et 1,5 fois le rayon de courbure moyenne R2 du coude 4. Le carroussel 7 est disposé à l'intérieur d'un carter 10, ici fermé, par l'intermédiaire duquel les tronçons principal 2 et secondaires 3 sont solidarisés les uns aux autres. Ce carroussel est contrôlé en rotation par un moteur rotatif 11, coaxial au tronçon principal 2 et dans le prolongement de celui-ci au delà du carroussel 7. Ce moteur est hydraulique, électrique ou pneumatique. Il comporte un arbre 12 fixé à une plaque 13 disposée transversalement et solidaire de la couronne 8. Dans cette plaque 13 est ménagée une pluralité d'évidements 14 en nombre égal à celui des tronçons secondaires (ici au nombre de huit). Sur le carter 10 est prévu un verrou 15 à pion rétractable 16, ici à commande pneumatique, adapté à venir axialement en regard de l'un quelconque des évidements 14 dès lors que l'extrémité 4B du coude est correctement en regard de l'un des tronçons 3. En variante, ces évidements pourraient être ménagés sur toute autre partie du carroussel, par exemple sur la couronne. Sur le carroussel est par ailleurs prévu un repère 17, ici une protubérance, adapté à être détecté par l'un d'une pluralité de détecteurs 18 (ici des capteurs de proximité) respectivement associés à chacun des tronçons secondaires. Cette protubérance est ici diamétralement opposée à l'extrémité 4B du coude. Un voile de rigidification 20 relie la couronne 8 et le coude rotatif 4. On appréciera que la manoeuvre de cette vanne est aisément automatisable: le moteur il est activé jusqu'à détection du repère 17 par le détecteur 18 associé au tronçon 6 choisi, on désactive ensuite le moteur tandis que l'on commande l'extension du pion 16 du verrou 15. Le déverrouillage résulte d'une procédure inverse. La figure 3 montre une vanne double 30 qui correspond à l'addition de la vanne 1 des figures 1 et 2, d'une seconde vanne 1' qui lui est similaire et qui lui est fixée tête-bêche avec un tronçon principal commun. Les éléments de cette vanne 1' sont affectés des mêmes signes de référence que ceux de la vanne, avec addition d'un indice prime. Les carters 10 et 10' sont solidaires l'un de l'autre. La figure 4 représente un exemple d'application de la vanne 1. Celle-ci permet de collecter par une même canalisation de sortie 21 connectée au tronçon 2, le fluide contenu dans l'un ou l'autre des réservoirs 22, 23 ou 24, connectés par des canalisations 22A, 23A et 24A à des tronçons secondaires de la vanne 1. Cette canalisation de sortie 1 peut aboutir au choix à un bras de chargement/déchargement marin 30, à un système de chargement de citerne 31 ou à un dispositif d'enfûtage 32. Une canalisation 40 est prévue pour le remplissage des réservoirs; en variante, non représentée, 2650O650 l'ensemble des vannes 41, 42 et 43 connectant cette canalisation aux réservoirs pourrait être remplacé par une vanne du genre des figures 1 et 2. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'tinvention. REVENDICATIONS 1. Vanne raclable (1) de transfert de fluide comportant un tronçon principal de transfert de fluide (2), une pluralité de tronçons secondaires distribués angulaire- ment autour de l'axe (X-X) du tronçon principal et disposés à des distances et avec des inclinaisons égales par rapport à cet axe, et un coude tubulaire rotatif (4) connecté en une extrémité (4A) par un raccord tournant (5) au- tronçon principal et adapté à venir, par son autre extrémité (4B), selon sa position angulaire autour de l'axe du tronçon principal, en regard de l'un quelconque choisi (3A) des tronçons secondaires, ces tronçons principal et secondaires et ce coude rotatif ayant des diamètres internes égaux, cette vanne étant caractérisée en ce que ce coude rotatif fait partie d'un carrousel rigide (7) comportant en outre une couronne d'obturation (8) coaxiale avec le raccord tournant (5) au travers de laquelle débouche ladite autre extrémité (4B) du coude rotatif, et qui est en permanence affrontée aux tranches radialement internes des tronçons secondaires en sorte d'obturer de façon étanche les tronçons secondaires autres que ledit tronçon secondaire quelconque choisi. 2. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tronçons secondaires (3) sont coplanaires et régulièrement dis- tribués de façon angulaire autour de l'axe (X-X) du tronçon principal. 3. Vanne raclable de transfert de-fluide selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le carroussel (7) est disposé dans un carter (10) par l'intermédiaire duquel les tronçons principal et secon- daires sont solidarisés les uns aux autres. 4. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couronne (8) a une surface radialement externe est une portion de sphère dont le centre est à l'inter- section des axes des tronçons principal et secondaires, les tranches radialement internes (6) des tronçons secondaires (3) étant situées de même sur une surface sphérique de rayon sensiblement égal. 5. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rayon de la couronne (8) vaut environ entre 3 et fois le rayon interne des tronçons principal et secon- daires. 6. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rayon de la couronne (8) vaut environ entre 3 et fois son rayon interne. 7. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rayon de la couronne (8) vaut entre 1 et 1,5 fois le rayon moyen de courbure du coude rotatif. 8. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisee en ce que le carroussel (7) est contrôlé en rotation par un moteur rotatif (11) coaxial au tronçon principal et dans le prolongement de celui-ci au delà du coude. 9. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 8, caractérisée en ce que le moteur rotatif (11) est hydraulique, électrique ou pneumatique. 10. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisée en ce que le carrousel (7) comporte une pluralité d'éléments de verrouillage (14) en nombre égal à celui des tronçons secondaires, et le cafter (10) comporte un élément complémentaire de verrouillage (15-16) adapté à coopérer avec l'un des éléments de verrouillage du carroussel dans chacune des positions angulaires de celui-ci dans laquelle ladite autre extrémité du coude rotatif est en regard de l'un des tronçons secondaires. 11. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 10, caractérisée en ce que ledit élément complémentaire de verrouillage est un pion rétractable (16) tandis que les éléments de verrouillage du carroussel sont des évidements (14) adaptés à recevoir ledit pion (16) en configuration déployée. 12. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 11, caractérisée en ce que les évidements (14) sont ménagés sur une plaque (13) disposée transver- salement et solidaire de la couronne du carroussel tandis que le pion (16) est disposé parallèlement à l'axe du tronçon principal. 13. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un repère (17) sur le carroussel (7) et, solidaire de la pluralité de tronçons secondaires, une pluralité de détecteurs (18) associés chacun à l'un des tronçons secondaires, ce repère étant adapté à être détecté par l'un quelconque des détecteurs lorsque ladite autre extrémité du coude rotatif est en regard de l'un de ces tronçons secondaires. 14. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 13, caractérisée en ce que ce repère est une protubérance (17) adaptée à être détectée par une pluralité de capteurs de proximité (18) constituant lesdits détecteurs. 15. Vanne raclable de transfert de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde pluralité de tronçons. secondaires (3') distribués angulairement autour de l'axe du tronçon principal (2), et disposés à des distances et avec des inclinaisons égales par rapport à cet axe, et un second carroussel (7') comportant un second coude rotatif (4') dont une extrémité est connectée par un second raccord tournant (5') à ce tronçon principal et dont l'autre extrémité est adaptée à venir en regard de l'un quelconque choisi (3A') des tronçons secondaires de cette seconde pluralité et une seconde couronne d'obturation (8') affrontée en permanence aux tranches radialement internes des tronçons secondaires de cette seconde pluralité. 16. Vanne raclable de transfert de fluide selon la revendication 15, caractérisée en ce que ce second carroussel (7') est disposé dans un second carter (10') par l'intermédiaire duquel les tronçons de cette seconde pluralité sont solidaires du tronçon principal.