Brevet FR2691959A1 — publié le 19931210

Bras de dépotage pour fluide à haute viscosité. DESCRIPTION La présente invention a pour objet un bras de dépotage pour fluide à haute viscosité. Le secteur technique de l'invention est le domaine de la construction de système de vidange et de transfert de liquide visqueux depuis un volume de stockage vers un autre. Une des applications principales de l'invention est la réalisation de tels systèmes permettant le déchargement de citernes mobiles de transport tel que les remorques routières, contenant par exemple du mazout ou du bitume. On sait en effet et on considère ainsi dans le cadre de la présente invention la qualification de haute viscosité pour tout autre fluide de même caractéristique, que de tels fluides sont très difficiles et même impossibles à pomper à froid, et qu'il faut les chauffer à 200 C environ et même jusqu'à 350 C pour obtenir une fluidité permettant leur pompage "normal", et donc le transfert entre deux sites relativement distants A température normale, ces fluides en effet ne peuvent s'écouler par gravité que sur quelques mètres dans une canalisation: au delà leur viscosité crée une perte de charge supérieure à la force d'entraînement de leur masse. Aussi pour permettre leur transfert, divers dispositifs ont été développés et que l'on peut classer en deux catégories: ceux qui ne chauffent pas le fluide, et qui nécessitent alors d'introduire dans le volume à vidanger des équipements mécaniques d'entraînement forcé de ce fluide tel que ceux décrits dans la demande de brevet FR 2 559 216 du 07 Février 1984 déposé par Monsieur QUEGUINEUR Jean sur une "pompe hacheuse immergée" et dans la demande DE 3 215 273 du 23 Avril 1982 déposée par la société BAYER sur un "dispositif à vis sans fin", mais ces équipements ne sont pas adaptables à toute cuve mobile, sont assez complexes et ne permettent pas de transférer sur de grandes distances; soit ceux qui assurent le réchauffage du fluide tout le long de la canalisation, o celui-ci doit s'écouler afin de permettre un pompage "normal" La présente invention rentre dans cette deuxième catégorie. Quand il s'agit de transfert entre deux volumes fixes, il est possible d'adapter à demeure toute canalisation avec tout système et équipement de réchauffage: cependant, dans le cas o le premier volume est une citerne mobile, il faut pouvoir venir lui raccorder l'extrémité de la canalisation de déchargement et ceci est d'autant plus difficile à réaliser quand un tel poste de déchargement doit pouvoir recevoir différents types de citernes mobiles ayant, les unes par rapport aux autres, des vannes de vidange situées en des endroits différents de leur périphérie; il faut donc que la canalisation permette d'accéder à ceux-ci sans gêner la manoeuvre de mise en place de la citerne De plus, dans le cas de véhicules routiers, la réglementation impose à ceux-ci, pour des raisons de sécurité, de pouvoir partir directement du poste de déchargement sans manoeuvrer. Pour permettre ainsi à la fois une connexion en différents points d'une citerne que l'on veut vidanger, et un réchauffage de la canalisation ainsi connectée, on connaît à ce jour différents systèmes qui comportent: d'une part, pour la souplesse d'accessibilité soit une canalisation entièrement flexible d'une longueur suffisante pour atteindre tous les points de la zone déterminée, mais un tel flexible qui fait alors 5 à 6 mètres de long, est fragile, encombrant à stocker, lourd à manipuler, surtout avec son réchauffage, et pose des problèmes de sécurité, car la vanne de sectionnement et d'isolation dudit flexible est alors assez loin de celle de connexion sur la citerne à décharger et ne permet pas à une seule personne de contrôler rapidement les deux; soit une canalisation entièrement en éléments rigides articulés les uns aux autres tant dans le plan vertical qu'horizontal, pour atteindre également tous les points de la zone déterminée, mais un tel ensemble est alors assez complexe, car il comporte des ressorts ou des vérins de compensation et au moins quatre ou cinq rotules, et il est quand même limité en portée et en possibilité de variation de hauteur; d'autre part, pour le réchauffage soit un équipement entièrement par fluide chauffant sur toute la longueur de la canalisation, ce qui alourdit celle-ci, d'autant plus quand il s'agit d'un flexible, et impose quand il s'agit 3 2691959 d'éléments rigides, des flexibles de raccordement du circuit de réchauffage et donc limite la rotation desdits éléments rigides; soit un équipement entièrement électrique, mais celui-ci est quand même moins efficace que le précédent, et ne permet pas un maintien en température suffisamment homogène d'une manière satisfaisante et fiable. Le problème posé est donc de pouvoir réaliser un système de transfert, dit de dépotage, pour fluide à haute viscosité, qui permette l'accès à différents points d'un poste de déchargement, sans gêner la manoeuvre de la citerne mobile à vidanger, qui assure un réchauffage fiable et suffisant de la canalisation de vidange, qui soit d'une bonne manoeuvrabilité et d'un faible encombrement de stockage, qui permette d'assurer ledit déchargement en toute sécurité et avec un maximum d'efficacité et de fiabilité en toute circonstance. Une solution au problème posé est un bras de dépotage comportant au moins un élément mobile articulé sur une canalisation fixe et réchauffé par un système électrique, ledit élément rigide étant associé à ses deux extrémités à deux rotules permettant une rotation de cet élément rigide uniquement dans le plan horizontal: la rotule supérieure est raccordée en continuité de canalisations d'écoulement dudit fluide avec un élément court et flexible, qui n'est pas réchauffé et dont l'autre extrémité comporte un embout de connexion adaptable aux vannes de dépotage Le système de réchauffage de la canalisation fixe est constitué d'un circuit de circulation de liquide chauffant, dont une partie pénètre à l'intérieur de la rotule inférieure de l'élément rigide. Dans un mode préférentiel de réalisation, la canalisation fixe comporte une vanne de sectionnement manoeuvrable par tout moyen de commande situé dans l'axe de stockage des éléments rigides et flexibles Tous les éléments mobiles qui le constituent et la partie de la canalisation fixe qui comprend la vanne de sectionnement sont de préférence montés sur un châssis support. Le résultat est de nouveaux dispositifs et systèmes de vidange et de transfert de liquide visqueux depuis un volume de stockage, en particulier tel que des citernes mobiles de transport vers un autre volume de stockage. Ces systèmes suivant l'invention, composés essentiellement d'un bras de dépotage, répondent en effet aux divers inconvénients cités précédemment, dans les équipements connus à ce jour et répondent au problème posé. En effet, la combinaison d'une part d'éléments rigides et flexibles avec des systèmes de rotules uniquement articulées suivant des axes verticaux, permet d'une part, de manoeuvrer ledit bras dans ledit plan horizontal, sans effort du fait que la partie rigide supporte son propre poids au cours des manoeuvres qui la concerne, et d'autre part, l'élément flexible permet d'adapter l'extrémité du bras à toute orientation et à toute possibilité de connexion, quelle que soit l'orientation de la vanne sur la citerne à vidanger La double articulation du bras par les deux rotules permet d'obtenir son extension ou sa flexion complète, à toute distance pour couvrir une zone de déchargement, tout en permettant au véhicule, quand il s'agit de transport routier, de se présenter dans une position permettant son départ sans manoeuvre en cas d'incident, tel que l'exige la réglementation. Par ailleurs, la combinaison des systèmes de réchauffage électrique d'une part, pour la partie mobile rigide et par fluide chauffant d'autre part, pour la partie fixe, permet d'associer les avantages des deux types de chauffageà chacun des deux types d'éléments: le réchauffage liquide est en effet plus adapté à des circuits fixes, et le chauffage électrique à des circuits mobiles, afin d'éviter les problèmes de flexible aux articulations; de plus, il est certain que le réchauffage par fluide est plus efficace et plus fiable, et permet donc d'assurer un réchauffage maximum, surtout avec une partie pénétrant dans la rotule inférieure du bras: ainsi, en cas de panne électrique, le flexible qui n'est pas réchauffé, mais qui est court, de l'ordre de 2 à 3 mètres, pouvant se vider par gravité, seule la partie de l'élément rigide, horizontal et qui n'est plus alors soumise au chauffage, peut empêcher une vidange complète, mais étant aussi courte, réchauffée par le liquide à son extrémité basse et isolée, elle peut permettre quand même une vidange pendant un court moment ou tout au moins une fin de vidange, surtout si le liquide en provenance de la citerne avait déjà été préalablement réchauffé. Le bras de dépotage suivant l'invention est ainsi un ensemble monobloc, compact au stockage, léger à manipuler puisque chacun de ces 2691959 éléments mobiles ne peut faire que deux ou trois mètres de long, et les rotules permettent uniquement des mouvements dans le plan horizontal. De plus, l'accessibilité à tous les côtés de la citerne sans déplacer celle-ci est assurée par la combinaison des possibilités de mobilité des éléments flexible et rigide. Enfin, les critères de sécurité sont augmentés à plusieurs niveaux puisque, d'une part, la présence d'une vanne de sectionnement, qui peut être installée très proche de la citerne à vidanger, permet une rapidité de coupure par l'opérateur si nécessaire; et la suppression de flexibles de circuit de réchauffage au niveau de rotules d'articulation, est également une sécurité en permettant, de plus, une rotation plus importante des divers éléments. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, tel qu'en particulier la simplification de l'ensemble des équipements mécaniques constituant le bras, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif: d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de la présente invention, en particulier en changeant les divers éléments de base pour les adapter à différents types de citernes mobiles, telles que peuvent l'être des citernes embarquées sur des wagons de transport par chemin de fer, ou sur tout autre mobile. La figure 1 est une vue en coupe latérale d'un bras de dépotage suivant l'invention. La figure 2 est une vue schématique en coupe de l'articulation inférieure. La figure 3 est une vue schématique de dessus d'un poste de déchargement. La figure 1 représente un bras ce dépotage suivant l'invention, installé dans un réceptacle 17 creusé dans le sol et constitué par exemple par une cuve en béton, dans lequel débouche par exemple toutes les canalisations nécessaires au fonctionnement dudit bras, tel qu'en particulier le raccordement 24 vers une autre citerne de stockage 22 à travers une pompe de stockage non figurée sur le schéma de la figure 1. Ledit bras de dépotage comporte, d'une manière connue, au moins un élément mobile rigide 2, articulé sur une canalisation fixe 19 située dans ledit réceptacle 17 et raccordée à la tuyauterie de pompage 24: ledit élément mobile rigide 2 est réchauffé par un système électrique 6, tel que des éléments de résistance alimentés à travers une commande relais 8 et une alimentation électrique extérieure 7. Une des caractéristiques importantes de la présente invention est que ledit élément rigide 2 est associé à ses deux extrémités à deux rotules 3 et 4, permettant une rotation de cet élément rigide, uniquement dans le plan horizontal, suivant deux axes de rotation xx' en ce qui concerne la rotule supérieure 3 et zz' en ce qui concerne la rotule inférieure 4 De plus, la rotule supérieure 3 est raccordée en continuité de canalisation d'écoulement dudit fluide à dépoter, soit à un deuxième élément rigide, soit avec un élément flexible 1, dont l'autre extrémité 13 comporte tout élément de connexion adaptable aux vannes de dépotage De préférence, un seul élément rigide 2 est retenu tel que représenté, mais dans le cas des deux éléments rigides successifs l'élément flexible est raccordé à une troisième rotule à l'extrémité du deuxième élément rigide. Ledit élément flexible, ainsi que l'élément rigide peuvent faire des longueurs de l'ordre de deux mètres environ, et permettre ainsi en déploiement maximum, de parvenir au point situé dans un rayon de quatre mètres par rapport à l'axe d'articulation fixe zz'. De préférence, le bras de dépotage suivant l'invention ne comporte donc qu'un seul élément rigide 2 et ainsi uniquement deux rotules 3, 4 Cependant, sans sortir du cadre de la présente invention, ledit bras pourrait être constitué de deux éléments rigides 2 superposés avec trois rotules au plus, toujours ne permettant une articulation que dans le plan horizontal, afin de permettre une plus grande portée de l'ensemble du bras, ainsi qu'une possibilité d'orientation de l'extrémité 13 plus importante. Le système électrique de réchauffage ne concerne que l'élément rigide mobile 2; le système de réchauffage de la canalisation fixe sur lequel cet élément est raccordé par sa rotule inférieure 4, est constitué d'un circuit 9 de circulation de liquide chauffant, dont une partie 10 pénètre à l'intérieur de la rotule 4 inférieure de l'élément rigide 2, afin de réchauffer celui-ci le plus en avant à l'intérieur de cet élément pour conserver une température élevée, d'une façon la plus fiable possible dans celui-ci. De préférence, telle que représentée sur la figure 2, cette partie 10 qui pénètre dans la rotule 4, est un élément tubulaire constitué de deux parois cylindriques concentriques, formant épingle et dont celle extérieure est fermée à sa partie supérieure et raccordée à sa partie inférieure audit circuit 9 de circulation, et celle intérieure débouche à sa partie supérieure à l'extrémité fermée de la précédente qui l'entoure, et est raccordée à sa partie inférieure au même dit circuit 9. L'ensemble des parties rigides aussi bien fixe 19 que mobile 2 sont entourées d'un ensemble de calorifugeage permettant un maintien en température limitant l'apport de réchauffage, tandis que la partie flexible 1 n'est pas calorifugée pour conserver sa grande souplesse d'orientation: sa faible longeur et sa pente maintenue en stockage évitent cependant des risques d'obstruction comme analysé précédemment et ci-après Le premier élément de la partie rigide mobile 2 est un clapet de non retour 26 de sécurité en cas d'arrêt intempestif de la pompe assurant le dépotage. A la verticale de la rotule supérieure 3, une prise de température 25 peut être prévue, afin de pouvoir contrôler la température du fluide passant dans cette rotule, car si celle-ci n'est pas suffisante, le pompage peut être perturbé et il est donc préférable de pouvoir le prévenir. La canalisation fixe 19 comporte une vanne de sectionnement 11, manoeuvrable par tout moyen de commande 12 tel qu'un volant situé à hauteur des mains d'un opérateur debout sur la hauteur de la zone de déchargement, et situé dans l'axe de stockage yy' des éléments rigide 2 et flexible 1, tel que représenté sur la figure 3. Le support de ce moyen de commande 12 peut recevoir un élément de maintien en position de stockage de l'élément rigide 2 tel qu'une chaîne de retenue 15. Afin d'assurer un bon stockage de l'élément flexible 1, ledit bras de dépotage comporte dans l'axe de la rotule inférieure 4 et porté par l'élément rigide 2, un support 14 de stockage du flexible 1; ledit support 14 assure un angle d'inclinaison du flexible 1 en position de stockage de 5 au moins Cette inclinaison d'un minimum 5 et de préférence 100, permet un écoulement gravitaire du liquide visqueux pénétrant et pouvant rester dans le flexible après sa déconnexion: ce flexible n'étant pas réchauffé, il est en effet nécessaire que l'élément visqueux restant dans cette partie du bras s'écoule avant d'isoler l'ensemble du dispositif par la vanne de sectionnement 12. L'ensemble de la combinaison de divers éléments d'articulation par rotules à axe vertical, sans flexibles de passage de fluide de réchauffage, puisque celui-ci s'arrête à l'intérieur de la première rotule et circule dans une épingle, placée suivant son axe et ne perturbant pas la rotation; chacune desdites rotules 4 peut permettre une rotation des éléments du bras de 330 au moins chacune, et même 3500, et permet donc l'accès à toute zone de l'aire de déchargement. Afin de permettre une installation rapide de l'ensemble du bras, ainsi que son transport facile du fait de la compacité des éléments qu'il comporte, tous les éléments mobiles qui le constituent et la partie de la canalisation fixe 19 qui comprend la vanne de sectionnement 12, sont montés sur un châssis 16 support qui peut être posé directement sur le réceptacle 17 prévu sur un des côtés de la zone de déchargement, tel que représenté sur la figure 3 et constituant ainsi un îlot support 20. D'autres éléments de montage complètent l'ensemble du dispositif, tel qu'en particulier diverses purges 18, et divers contrôles de positionnement des divers éléments et autres cornières et brides de raccordement. La figure 3 représente un bras de dépotage suivant la présente invention en position de raccordement sur une citerne mobile 21 tel qu'une citerne routière, disposant de vannes d'accès 23, qui peuvent être situées soit sur la partie arrière à gauche, tel que représenté sur la figure ou à droite ou même sur le côté, et qui nécessitent donc une rotation du bras mobile 2 suivant la rotule 4, puis du flexible 1 suivant la rotule 3, de façon à ce que son extrémité et l'embout de connexion 13 puissent se présenter correctement sur la vanne d'accès 23 choisie. La position de stockage et d'attente de l'ensemble du bras est 9 2691959 obtenue en rabattant l'élément rigide mobile 2 suivant l'axe yy' de l'îlot support 20 vers la vanne de sectionnement 12, et en retournant l'élément flexible 1 au-dessus de l'élément rigide 2, de façon à ce que son extrémité 13 vienne recouvrir la rotule 4 pour prendre appui sur le support 14 situé à sa verticale, tel que décrit précédemment. Dans cette configuration, en vue de dessus, on remarque alors la compacité de l'ensemble du dispositif. De plus, dans cette vue de dessus, on remarque que la vanne de sectionnement de sécurité 12 se trouve assez proche de la citerne mobile 21 et peut donc être rapidement accessible par tout opérateur contrôlant le dépotage. REVENDICATIONS 1 Bras de dépotage pour fluide à haute viscosité comportant au moins un élément mobile ( 2) articulé sur une canalisation fixe ( 19) et réchauffé par un système électrique ( 6), caractérisé en ce que ledit élément rigide ( 2) est associé à ses deux extrémités à deux rotules ( 3, 4) permettant une rotation de cet élément rigide uniquement dans le plan horizontal et la rotule ( 3) supérieure est raccordée en continuité de canalisations d'écoulement dudit fluide avec un élément flexible ( 1) dont l'autre extrémité ( 13) comporte un embout de connexion adaptable aux vannes de dépotage. 2 Bras de dépotage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il ne comporte qu'un seul élément rigide ( 2). 3 Bras de dépotage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le système de réchauffage de la canalisation fixe ( 19) est constitué d'un circuit ( 9) de circulation de liquide chauffant, dont une partie ( 10) pénètre à l'intérieur de la rotule ( 4) inférieure de l'élément rigide ( 2). 4 Bras de dépotage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite partie ( 10) qui pénètre dans la rotule ( 4) est un élément tubulaire constitué de deux parois cylindriques concentriques, formant une épingle, et dont celle extérieure est fermée à sa partie supérieure et raccordée à sa partie inférieure audit circuit ( 9) de circulation, et celle intérieure débouche à sa partie supérieure à l'extrémité fermée de la précédente qui l'entoure, et est raccordée à sa partie inférieure au même dit circuit ( 9). Bras de dépotage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la canalisation fixe ( 19) comporte une vanne de sectionnement ( 11) manoeuvrable par tout moyen de commande ( 12) situé dans l'axe de stockage (yy') des éléments rigides ( 2) et flexibles ( 1). 6 Bras de dépotage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte à la verticale dans l'axe de la rotule inférieure ( 4) et porté par l'élément rigide ( 2), un support ( 14) de stockage du flexible ( 1). 7 Bras de dépotage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support ( 14) assure un angle d'inclinaison du flexible ( 1) en position de stockage de 5 ' au moins. 8 Bras de dépotage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chacune desdites rotules ( 3 et 4) permet une rotation des éléments du bras, les uns par rapport aux autres et par rapport à la canalisation fixe ( 19) de 330 au moins chacune. 9 Bras de dépotage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que tous les éléments mobiles qui le constituent et la partie de la canalisation fixe ( 19) qui comprend la vanne de sectionnement ( 12) sont montés sur un châssis ( 16) support. il