Brevet FR2715141A1 — publié le 19950721

Dispositif de commande et d'étanchéité pour la vidange et la mise en atmosphère d'une citerne ou conteneur. L'invention se rattache au secteur technique des conteneurs en général, notamment de leurs éléments de sécurité pour leur vidange. D'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, une citerne comprend pour l'essentiel, une soupape de pression et de dépression, un élément de mise à l'atmosphère pour vider la citerne, en combinaison avec un organe obturateur. La soupape pression-dépression et l'élément de mise à l'atmosphère sont situés sur le dessus de la citerne, tandis que l'organe obturateur de vidange est situé dans le fond de la citerne. En outre, étant donné qu'il est nécessaire de commander simultanément l'organe obturateur et l'élément de mise à l'atmosphère, pour effectuer l'opération de vidange, une liaison entre ces deux éléments est nécessaire. Généralement, cette liaison s'effectue par un système de tringlerie traversant l'intérieur de la citerne. On conçoit qu'il est nécessaire qu'il y ait une parfaite étanchéité au niveau de ces différents éléments. C'est le cas, plus particulièrement, en ce qui concerne l'élément de mise à l'atmosphère et l'organe obturateur, pour vider la citerne. A ce jour, cette étanchéité est réalisée par des joints, ce qui représente certains inconvénients. En effet, il est nécessaire de sélectionner les joints en fonction des produits contenus dans la citerne. Enfin, très souvent, des problèmes de fuites apparaissent au bout d'un certain temps, résultant de l'usure des joints qui vieillissent mal. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de supprimer l'emploi de joints au moins au niveau de l'élément de mise à l'atmosphère, en ayant pour objectif d'obtenir une étanchéité totale, durable dans le temps et ce, quels que soient les produits transportés ou stockés. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de commande et d'étanchéité pour la vidange et la mise en atmosphère d'une citerne ou conteneur, dont l'organe de mise à atmosphère est constitué par un disque fixe et un disque mobile montés en pression l'un sur l'autre à l'intérieur d'un élément support fixé sur une partie de la citerne et en communication avec des éléments de mise à l'atmosphère, chacun des disques présentant des ouvertures aptes à être mises en communication, sous l'effet de l'entrainement du disque mobile. Avantageusement, le dispositif peut être appliqué au niveau de l'organe obturateur. Dans ce cas, L'organe obturateur est constitué par un disque fixe et un disque mobile montés en pression l'un sur l'autre à l'intérieur d'un élément support fixé sur une partie de la citerne et en communication avec des éléments de vidange, chacun des disques présentant des ouvertures aptes à être mises en communication, sous l'effet de l'entrainement du disque mobile, les disques mobiles des organes obturateur et de mise à l'atmosphère étant aptes à être commandés simultanément en synchronisme. Pour résoudre le problème posé d'obtenir une parfaite étanchéité, les disques sont réalisés dans un matériau de haute dureté sélectionné pour avoir un coefficient de frottement minimum et une certaine inertie à la chaleur. En outre, chaque disque mobile est mis en pression sur le disque fixe au moyen d'un organe élastique centré sur une tige coaxiale solidaire du disque mobile et coopérant avec une plaque d'appui fixée sur l'élément support. Pour résoudre le problème posé de commander en synchronisme les organes obturateur et de mise à l'atmosphère, les disques mobiles sont accouplés par un arbre de commande commun pour être commandés en synchronisme. Pour résoudre le problème posé de tenir compte des éventuelles variations dimensionnelles de la citerne et, dans le cas où les orifices de vidange et de mise à l'atmosphère ne sont pas en alignement coaxial, L'arbre de commande et de liaison présente des agencements aptes à lui conférer un allongement et des orientations angulaires. Pour résoudre le problème posé de pouvoir déplacer les disques mobiles par rapport aux disques fixes, I'un des disques mobiles au moins est solidaire d'un axe de commande traversant le disque fixe pour en déborder et coopèrer avec des moyens d'entrainement. L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective avant montage des éléments du dispositif, correspondant indiféremment à l'organe obturateur ou à l'organe de mise à l'atmosphère. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale montrant le montage du dispositif sur une citerne. La figure 3 est, à une échelle plus importante, une vue en coupe longitudinale du dispositif. La figure 4 est une vue en coupe transversale considérée selon l'une quelconque des lignes 4.4 de la figure 2, le dispositif étant représenté en position d'obturation. La figure 5 est une vue en coupe correspondant à la figure 4, le dispositif étant représenté en position de vidange. La figure 2 montre une citerne (C) dans le cas d'un wagon. Bien évidemment, cet exemple est donné à titre indicatif nullement limitatif, étant rappelé que le dispositif selon l'invention, s'applique à tout type de citerne (ferrovière, routière) et plus généralement tout type de conteneur statique ou mobile. Le dispositif selon l'invention s'applique à l'organe de mise en atmosphère désigné dans son ensemble par (A), et peut également être appliqué au niveau de l'organe obturateur désigné dans son ensemble par (O). Pour chacun des deux organes (O) et (A), les éléments du dispositif sont identiques. La description qui suit concerne une application du dispositif combiné au niveau des deux organes (A) et (O). Comme le montre la figure 1, le dispositif comprend pour chaque organe (O) et (A), un disque fixe (1) et un disque mobile (2). Le disque fixe (1) est monté dans une bride support (3) fixée sur la citerne en alignement coaxial avec l'orifice (C1) de vidange et l'orifice (C2) pour la mise à l'atmosphère. A noter que les brides (3) peuvent être montées sur celles qui équipent d'origine la citerne. Le disque (1) est fixé dans l'alésage (3a) de la bride (3) par tout moyen connu et approprié, telles que vis (4). Le disque mobile (2) est monté en pression sur le disque fixe (1), avec capacité de déplacement circulaire. Par exemple, le disque mobile (2) présente une tige coaxiale (2a) recevant un organe élastique (5) du type ressort. La mise en pression s'effectue au moyen d'une plaque d'appui circulaire (6) vissée sur des colonnes support (7), elles-mêmes rendues solidaires de la bride support (3). D'une manière importante les disques (1) et (2) présentent des ouvertures (1 a) (2b) aptes à être mises en communication sous l'effet de l'entrainement concomitant des disques mobiles (2), comme indiqué ciaprès. Les disques (2) sont accouplés par un arbre (8) pour être commandés en synchronisme. Par exemple, cet arbre (8) peut être accouplé en bout des tiges coaxiales (2a), dont les extrémités (2a1) débordant de la plaque d'appui (6), sont agencées en conséquence. Pour tenir compte des variations dimensionnelles qui peuvent intervenir à l'intérieur de la citerne, et dans le cas où les orifices (C1) et (C2) ne sont pas en alignement coaxial, L'arbre d'accouplement et de commande (8) présentent des agencements aptes à lui conférer un allongement et des orientations angulaires. Ces agencements peuvent être constitués par un système à cardan (9), accouplant des éléments (8a) (8b) qui, dans ce cas, composent l'arbre (8). Ces dispositions permettent donc de modifier l'angulation. Pour faire varier si nécessaire la longueur de l'arbre (8), I'un des éléments (8a) ou (8b) peut être conformé pour être rendu télescopique. Bien évidemment, d'autres agencements pour modifier à volonté la longueur de l'arbre et/ou son angulation peuvent être prévus. Pour assurer l'entrainement en rotation de manière concomitante des disques mobiles (2) par rapport au disque fixe (1), par l'intermédiaire de l'arbre de commande et d'accouplement (8), différentes solutions peuvent être envisagées. Par exemple et comme le montre la figure 2, I'un des disques mobiles au moins (2) est solidaire d'un axe de commande (10) positionné coaxialement à la tige (2a). Cet axe (10) est engagé librement dans l'épaisseur du disque fixe correspondant (1), pour en déborder et coopérer avec tout type de moyens d'entrainement appropriés. Par exemple, I'axe (10) peut être accouplé au système de commande qui équipe d'origine une citerne. Bien évidemment les organes obturateur (O) et de mise à l'atmosphère (A) tels que décrits, sont respectivement agencés au niveau notamment des brides support de fixation (3), pour réaliser les fonctions qui leur sont imparties. Compte-tenu du problème posé d'assurer une parfaite étanchéité, les disques (1) et (2) sont réalisés dans un matériau de dureté élevée, présentant un coefficient de frottement minimum et une certaine inertie à la chaleur. Par exemple, chacun des disques (1) et (2) peut être réalisé en céramique, sans pour cela exclure d'autres matériaux, tel que carbone, graphite, acier à mémoire... D'une manière générale, les faces en contact des disques (1) et (2) devront être rectifiées pour être parfaitement planes, pour interdire la formation d'un film entre les deux disques. II convient d'analyser le fonctionnement du dispositif selon l'invention. En position d'obturation, les disques (2) sont orientés pour que les lumières (2b) et (la) ne soient pas en communication. Dans cette position, L'organe obturateur et l'organe de mise à l'atmosphère sont fermés d'une manière parfaitement étanche, les disques (2) étant en pression sur les disques (1) (figure 3). Lorsque l'opérateur commande partiellement en rotation l'axe (10) accouplé à l'un des disques (2), les deux disques mobiles (2) vont être entrainés simultanément en rotation par l'arbre d'accouplement (8), pour venir mettre les lumières (2b) en regard et en communication avec les lumières (la) des disques fixes (1) (figure 4). Dans cette position, L'organe obturateur et l'organe de mise à l'atmosphère sont ouverts, permettant en conséquence, la vidange de la citerne. A noter qu'il est possible de réguler le débit d'écoulement, en fonction de la position angulaire des disques mobiles, correspondant à une mise en communication plus ou moins importante des lumières (2b) avec les lumières (1 a). Comme indiqué, le dispositif peut être monté à l'origine, sur une citerne neuve ou bien en remplacement des systèmes existants sur une citerne usagée. II suffit dans ce demier cas, de changer les brides de fixations supérieure et inférieure et utiliser les trous existants. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - L'étanchéité parfaite obtenue en supprimant l'emploi de joints, - La simplicité du système, - L'efficacité obtenue, - La possibilité de réguler le débit. REVENDICATIONS -1- Dispositif de commande et d'étanchéité pour la vidange et la mise en atmosphère d'une citerne ou conteneur, caractérisé en ce qu'au moins l'organe de mise à atmosphère (A) est constitué par un disque fixe (1) et un disque mobile (2) montés en pression l'un sur l'autre à l'intérieur d'un élément support (3) fixé sur une partie de la citerne et en communication avec des éléments de mise à l'atmosphère, chacun des disques (1) et (2) présentant des ouvertures (la) (2b) aptes à être mises en communication, sous l'effet de l'entrainement du disque mobile (2). -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe obturateur est constitué par un disque fixe (1) et un disque mobile (2) montés en pression l'un sur l'autre à l'intérieur d'un élément support (3) fixé sur une partie de la citerne et en communication avec des éléments de vidange, chacun des disques (1) et (2) présentant des ouvertures (la) (2b) aptes à être mises en communication, sous l'effet de l'entrainement du disque mobile (2), les disques mobiles des organes obturateur et de mise à l'atmosphère étant aptes à être commandés simultanément en synchronisme. -3- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les disques (1) et (2) sont réalisés dans un matériau de haute dureté sélectionné pour avoir un coefficient de frottement minimum et une certaine inertie à la chaleur. -4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque disque mobile (2) est mis en pression sur le disque fixe (1) au moyen d'un organe élastique (5) centré sur une tige coaxiale (2a) solidaire du disque mobile (2) et coopérant avec une plaque d'appui (6) fixée sur l'élément support (3). -5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les disques mobiles (2) sont accouplés par un arbre commun (8) pour être commandés en synchronisme. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'arbre de commande et de liaison (8) présente des agencements aptes à lui conférer un allongement et des orientations angulaires. -7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'un des disques mobiles (2) au moins est solidaire d'un axe de commande (10) traversant le disque fixe correspondant (1) pour en déborder et coopèrer avec des moyens d'entrainement.