Brevet FR2675476A1 — publié le 19921023

LIMITEUR DE REMPLISSAGE POUR CUVE DE STOCKAGE D'UN LIQUIDE La présente invention concerne un limiteur de remplissage pour cuve de stockage d'un liquide. Il est connu de munir une cuve de stockage enter- rée ou aérienne destinée à recevoir un liquide, d'un li- miteur de remplissage dont la fonction est d'interrompre le remplissage de la cuve lorsque le liquide, dans ladite cuve, atteint un niveau prédéterminé, de manière à éviter un débordement qui serait préjudiciable à l'environnement de la cuve Ceci est surtout recherché lorsque la cuve à remplir est située dans une station service débitant des hydrocarbures de divers types. Les limiteurs les plus simples dans leur structu- re comprennent un corps, un clapet monté dans ledit corps et mobile entre une position d'ouverture correspondant au remplissage de la cuve et une position de fermeture cor- respondant à l'interruption du remplissage de ladite cuve; un flotteur, relié audit clapet, suit la montée du liquide dans la cuve de manière à fermer le clapet lorsqu'un niveau prédéterminé de liquide est atteint dans la cuve. De nombreux perfectionnements ont été apportés aux limiteurs suivant que les cuves de stockage sont munies de trous d'homme ou d'orifice d'entrée pour le po- sitionnement des limiteurs à l'intérieur de la cuve de stockage. -2- Dans les brevets US Nos 1 289 490 et 1 689 066, les limiteurs comprennent un corps de tube muni d'une cloison interne pour délimiter deux chambres adjacentes disposées côte à côte, l'une des chambres servant de pas- sage pour le liquide destiné à remplir la cuve et l'au- tre pour la réception d'un flotteur qui est relié à un clapet susceptible d'être déplacé d'une position d'ouver- ture correspondant à un niveau bas du liquide dans la cuve, situé audessous du flotteur, à une position de fermeture correspondant à un niveau haut du liquide dans la cuve, mais toujours situé au-dessous du clapet d'obtu- ration La réouverture du clapet, dans cet art antérieur, est toujours effectuée manuellement De plus, et c'est un inconvénient grave, il n'y a pas de possibilité de réou- verture du clapet lorsque le préposé au remplissage n'interrompt pas le remplissage lorsque le clapet est en position de fermeture. D'autres limiteurs ont été récemment proposés De tels limiteurs sont par exemple décrits dans la demande française n 89 16 604, la demande PCT-FR-89 00 241, la demande européenne no 03 12 320 et le brevet US 4 667 711. Chacun des limiteurs décrits dans ces brevets ou demandes de brevet comprend un flotteur qui est relié au clapet de façon que lors de la montée du liquide dans la cuve il soit éloigné du corps du limiteur Lorsque le limiteur est introduit dans l'orifice d'entrée de la cuve, le flotteur est logé au moins partiellement dans le corps de manière à diminuer l'encombrement du limiteur. Toutefois, de tels limiteurs, du fait du débatte- ment du flotteur à l'extérieur du corps, ne peuvent assu- rer un remplissage maximum de la cuve En effet, il est nécessaire de maintenir un espace minimum entre la paroi supérieure de la cuve et la position haute maximale du flotteur. -3- La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et a pour objet de proposer un limiteur qui soit d'une part simple dans sa réalisation comparée à celle plus complexe des limiteurs de l'art antérieur et, d'autre part, permet un remplissage quasi- total de la cuve de stockage. La présente invention a pour objet un limiteur du type comprenant: un corps disposé au moins en partie dans la dite cuve et dans lequel est montée une cloison de séparation délimitant un conduit de passage pour le liquide et une chambre pour un flotteur, un clapet monté au-dessus du conduit de passage et de la chambre de flot- teur, ledit clapet étant susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture, un siège de clapet prévu dans le corps et sur lequel vient en appui ledit clapet dans la position de fermeture, ledit flotteur étant déplacé verticalement par la montée du liquide dans la cuve et agissant sur ledit clapet par des moyens, caractérisé en ce qu'un déflecteur incliné sur la paroi interne du corps est monté au-dessus du clapet à une distance au-dessus de la chambre de flotteur suffisante pour permettre le positionnement du clapet dans la position de pleine ouverture, ledit déflecteur étant constitué de lamelles, d'une part, inclinées et séparées entre elles et, d'autre part, réunies à leur extrémité inférieure à une base de protection du clapet dans la position de pleine ouverture. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que non seulement tout le volume de la cuve peut être utilisé à des fins de stockage du liquide mais encore qu'on ne risque pas d'altérer le fonctionnement du limiteur et/ou une détérioration par un contact constant ou répété du flotteur lors de son mouvement ascendant sur l'une des parois de la cuve lorsque le limiteur est logé à proximité de ladite paroi. -4- Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que même de faibles débits de liquide peu- vent être admis dans le corps du limiteur. D'autres avantages et caractéristiques apparai- tront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention ainsi que des dessins annexés sur lesquels: la figure l est une vue en coupe d'une cuve de stockage munie d'un limiteur selon la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe du limiteur selon l'invention. La figure 3 est une vue latérale du limiteur avec le déflecteur représenté en pointillés. La figure 4 est une vue en coupe du limiteur sui- vant IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe du limiteur suivant V-V de la figure 2. Le limiteur de remplissage 1, selon la présente invention, est destiné à équiper une cuve de stockage 2 d'un liquide 3 tel qu'un hydrocarbure, la cuve 2 étant munie par exemple d'un orifice d'entrée 4 délimité par la section interne d'un tube d'entrée 5 solidaire de la paroi supérieure 6 de la cuve 2 (figure 1). Le limiteur de remplissage l comprend un corps 7 de section généralement circulaire, qui est au moins en partie logé dans ladite cuve 2 Le corps 7 est divisé in- térieurement en deux parties 8 et 9 La partie 8, ménagée entre la paroi extérieure 10 du corps 7 et une cloison de séparation intérieure 11, constitue une conduite de pas- sage pour le liquide de remplissage qui s'effectue de haut en bas depuis l'orifice d'entrée 4 vers le fond 2 a de la cuve La partie 9 est délimitée par la cloison de séparation il et une paroi 12 et constitue une chambre pour loger et protéger un flotteur 13 La paroi externe 12 du corps est munie d'au moins une ouverture 14 supé- -5 - rieure et peut comporter une autre ouverture inférieure ménagée audessous de la position la plus basse du flotteur 13. Un clapet 16 est monté au-dessus de la cloison il et de la chambre de flotteur 9, le clapet 16 étant sus- ceptible de se déplacer entre une position verticale cor- respondant à la pleine ouverture du passage 8 et une po- sition horizontale correspondant à la pleine fermeture dudit passage, les deux positions étant représentées, pour plus de clarté, sur la même figure 2 Un siège de clapet 17 est ménage en partie supérieure du passage 8 et constitue un siège d'appui pour le clapet 16. Un étrier 18 (figure 5) est monté sur un axe de pivotement 19 qui est supporté à ses deux extrémités sur des supports 20 Un ressort 21 est monté de telle façon que le clapet 16 est ramené constamment vers la position de pleine ouverture Les extrémités 22 de l'étrier 18 sont articulées sur des petits axes 23 disposés chacun entre deux oreilles 24 Eventuellement, un ressort 25 est interposé entre l'extrémité 22 et l'oreille 24 extrême. Une soupape d'amortissement d'onde de choc 26 est prévue sur une face 16 a du clapet 16 La soupape d'amor- tissement 26 est montée à l'extrémité d'une tige creuse 27 passant à travers un orifice 28 ménagé dans ledit cla- pet Un écrou 29 d'ajustage du tarage d'un ressort 30 est vissé sur la tige 27. Lorsque la fermeture du clapet 16 sur le siège 17, s'effectue brutalement, une onde de choc est créée au-dessus du clapet 16, ladite onde de choc se propageant dans un flexible ou tuyau de remplissage reliant le limiteur à un camion citerne ou autre source de liquide. En l'absence de la soupape d'amortissement 26, la propa- gation de l'onde de choc entre le clapet 16 et une vanne de commande du camion citerne provoquerait des ouvertures et fermetures successives du clapet contre son siège La -6- soupape d'amortissement 26 s'ouvre dès la création de l'onde de choc, à la fermeture brutale du clapet 16; de ce fait, on crée une chute de la surpression et l'onde de choc est écrêtée très rapidement et le clapet 16 n'a donc pas tendance à s'ouvrir On constate ainsi que la soupape d'amortissement 26 ne s'ouvre que lorsque la différence de pression régnant de part et d'autre du clapet 16 est supérieure à une valeur prédéterminée qui est donnée par le tarage du ressort 30. Des passages 31 dont le positionnement et la fonction sont décrits dans les documents antérieurs, sont prévues sur le clapet 16 et permettent le passage du li- quide lors de l'ouverture de la soupape 26. Les axes 23 sont situés sur une ligne 32 qui est décalée par rapport à l'axe de symétrie 33 du clapet 16 ou tout au moins par rapport au diamètre, parallèle à la ligne 32, de la soupape d'amortissement 26 qui est, de préférence, montée au centre du clapet 16. Un déflecteur 34, venu de moulage avec la partie supérieure 7 a du corps 7, est disposé au-dessus du fond supérieur 35 de la chambre de flotteur 9 et à une distan- ce telle que le clapet 16 puisse se mouvoir au cours de ses déplacements et, notamment, occuper la position de pleine ouverture, ainsi que cela est représenté sur la figure 2. Le déflecteur 34 est constitué, figure 3, de lamelles 36 qui sont inclinées à partir de la paroi in- terne 7 a vers le centre du corps 7 Les lamelles 36 sont réunies, par les extrémités inférieures 37 à une base 38 se présentant sous la forme d'un bourrelet en arc de cer- cle qui constitue également une protection pour le bord supérieur 39 du clapet 16 qui est disposé sous le déflec- teur 34 De cette manière, le bord supérieur 39 n'est pas soumis à l'action du fluide circulant dans le limiteur. Les deux lames centrales 40 du déflecteur 34 sont plus longues que les autres et présentent des prolongements 41 -7- dirigés vers le bas, et derrière le clapet 16 Les pro- longements 41 servent à recevoir un axe 42 sur lequel est monté à pivotement libre un cliquet 43 qui constitue un organe de verrouillage et qui présente un bras de levier 44 beaucoup plus important que l'autre bras 45 sur lequel est prévu un crochet 46 coopérant avec un crochet 47 pré- vu sur la face arrière du clapet 16 Les longueurs res- pectives des bras de levier du cliquet sont telles que le cliquet 43 revient vers la position horizontale par son propre poids, lorsque il n'est plus solidaire du clapet 16, et lorsqu'il n'est pas en butée sur l'extrémité supérieure 48 d'une tige en L inversé 49 qui est fixée sur le sommet du flotteur 13 La tige 49 est guidée dans un orifice 50 ménagé dans une patte 51 solidaire de la paroi 12. Les lamelles sont espacées entre elles et leur espacement est inférieur au diamètre d'une jauge de mesu- re de la hauteur de liquide dans la cuve 2. Les prolongements 41 des lamelles centrales 40 sont réunies par une petite plaque de liaison 41 ' qui est prévue au-dessus du cliquet 43 et qui empêche le liquide, passant à travers le déflecteur 34, d'agir sur ledit cli- quet qui, en conséquence, n'est pas soumis à la pression du fluide. Un volet rabattable 53 est monté sur la paroi 10, à l'opposé du déflecteur 34 Le volet 53 est mobile entre une position horizontale vers laquelle il est rappelé constamment par un ressort de rappel 54 disposé autour d'un axe de pivotement 55 du volet 53 L'axe de pivote- ment est fixé entre deux pattes 56 solidaires de la paroi (figure 4). Le débattement du volet 53 est tel qu'il ne puis- se y avoir de choc entre le volet 53 et le clapet 16 au cours de leurs mouvements respectifs, ainsi que cela est représenté en pointillés sur la figure 2. -8- Le fonctionnement du limiteur selon l'invention est le suivant: Pour de faibles débits de fluide dans le limi- teur, le liquide passe à travers les espaces 57 entre les lamelles 36, 40 derrière le clapet 16, puis dans le pas- sage 8 du corps 7. Dès que les débits sont supérieurs à la force de tarage prédéterminée du ressort 54, le volet 53 est pous- sé par le liquide vers la position verticale, le long de la paroi 10, et la majeure partie du liquide passe direc- tement dans le passage 8 puis dans la cuve 2. La montée du liquide dans la cuve 2 provoque, à un certain moment, un déplacement du flotteur 13 dans la chambre 9 Pour un niveau prédéterminé du liquide dans la cuve 2, l'extrémité supérieure 48 de la tige 49 agit sur le bras de levier 44 du cliquet 43 qui bascule autour de l'axe 42, libérant ainsi le crochet 47 et par suite le clapet 16 La pression du liquide de remplissage passant derrière le clapet 16 est suffisante pour amener ce der- nier partiellement dans le flot de liquide Dès lors, le clapet 16 se trouve être brutalement amené dans la posi- tion de fermeture, sur le siège de clapet 17, et le rem- plissage est interrompu Le préposé au remplissage est prévenu par les moyens usuels décrits dans l'art anté- rieur, mettant en oeuvre ou non l'effet d'onde de choc produit par le clapet 16 à la fermeture. Lorsque la force exercée par la colonne de liqui- de sur le clapet 16 est inférieure à la force de rappel du ressort 21, le clapet 16 est amené vers la position d'ouverture et la force de rappel du ressort 21 est suf- fisante pour verrouiller le crochet 47 sur le crochet 46 du cliquet 43 lorsque ce dernier n'est plus en appui sur l'extrémité supérieure 48 de la tige 49. -9- REVENDICATIONS 1 Limiteur de remplissage pour cuve de stockage d'un liquide, ledit limiteur ( 1) étant destiné à être in- troduit dans ladite cuve à travers un orifice d'entrée ( 4) ménagé dans une paroi ( 6) de ladite cuve ( 2) et com- portant un corps ( 7) disposé au moins en partie dans ladite cuve ( 2) et dans lequel est montée une cloison intérieure de séparation délimitant un conduit de passage ( 8) pour le liquide et une chambre ( 9) pour un flotteur ( 13), un clapet ( 16) monté au-dessus du conduit de passa- ge ( 8) et de la chambre de flotteur, ledit clapet étant susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture, un siège ( 17) de clapet prévu dans le corps et sur lequel vient en appui ledit clapet dans la position de fermeture, ledit flotteur ( 13) étant déplacé verticalement par la montée du liquide dans la cuve ( 2) et agissant sur ledit clapet par des moyens ( 18, 44, 45, 47, 49), caractérisé en ce qu'un déflecteur ( 34) incliné sur la paroi interne ( 12) du corps ( 7) est monté au-dessus du clapet ( 16) à une distance au-dessus de la chambre ( 9) de flotteur ( 13) suffisante pour permettre le positionnement du clapet ( 16) dans la position de pleine ouverture, ledit déflecteur ( 34) étant constitué de lamelles ( 36, 40), d'une part, inclinées et séparées entre elles et, d'autre part, réunies à leur extrémité inférieure ( 37) à une base ( 38) de protection du clapet dans la position de pleine ouverture. 2 Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux lames centrales ( 40) du déflecteur ( 34) sont plus longues et présentent des prolongements ( 41) vers le bas, dont les extrémités inférieures sont situées au-delà de l'extrémité supérieure du clapet lorsque ce dernier est en position de pleine ouverture. -10- 3 Limiteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouil- lage ( 46, 47) du clapet ( 16) dans la position de pleine ouverture. 4 Limiteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage sont constitués par un cliquet ( 43) qui est articulé sur un axe ( 42) passant à travers les prolongements ( 41) et qui coopère avec un crochet ( 47) prévu sur le clapet. Limiteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le clapet ( 16) est articulé, au moyen d'un étrier ( 18), au-dessus de la chambre de flot- teur, des moyens de rappel( 21) du clapet vers la position de pleine ouverture étant montés sur l'axe d'articulation ( 19) de l'étrier ( 18). 6 Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un volet rabattable ( 53) est monté sur la paroi du corps ( 10), opposée à celle recevant le déflecteur ( 34), en ce que des moyens de rappel ( 54) du volet sont prévus pour l'amener vers une position horizontale et constituer un obstacle au flux de liquide circulant dans ledit corps.