Brevet FR2715142A1 — publié le 19950721

Dispositif de sécurité et de vidanae Dour citerne ou conteneur de Droduits liauides. 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. Une telle infrastructure présente de nombreux inconvénients. En effet, il apparait des déformations plus ou moins importantes de la citerne entre l'état vide et l'état plein. De telles déformations sont transmises directement au niveau de la tringlerie, de liaison et de commande de l'organe obturateur et de l'élément de mise à l'atmosphère. II peut en résulter des problèmes au niveau du fonctionnement. Un autre inconvénient apparait au niveau du positionnement de la soupape pression-dépression et de l'élément de mise à l'atmosphère qui sont disposés au dessus de la citerne. Un tel positionnement nécessite de percer la citerne. Or, de tels trous affaiblissent sa résistance. En outre, dans le cas d'une application de la citerne à un wagon de chemin de fer, il est nécessaire de respecter un gabarit. Or, les éléments situés en débordement, au dessus de la citerne, doivent être intégrés dans ce gabarit, ce qui diminue par conséquent le volume utile de la citerne. Enfin et surtout, un tel positionnement de l'élément de mise à l'atmosphère et de la soupape pression-dépression, peut s'avèrer particulièrement dangereux en cas d'accident, tel qu'un renversement de la citerne. En effet, ces éléments sont directement soumis aux chocs, étant donné qu'ils ne sont pas protégés. On concoit que les conséquences d'un arrachement de ces éléments ne permettront plus de réguler la phase gaz de la citerne. 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 d'intégrer sur un même ensemble, les éléments de mise à l'atmosphère et de vidange, en supprimant tout système de tringlerie de liaison pour une commande en synchronisme, en ayant pour objectif de ramener ces différents éléments sous la citerne pour être parfaitement protégés et facilement accessibles, en vue d'augmenter la sécurité. On a voulu également limiter au maximum le nombre de trous de perçage dans la citerne pour ne pas affaiblir sa résistance. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de sécurité et de vidange, qui comprend des moyens aptes à canaliser la phase gazeuse, située en partie haute, à l'intérieur de la citerne, pour la diriger à proximité de sa partie inférieure, en vue de la raccorder avec un ensemble fixé sous la citerne et intégrant un élément obturateur pour la vidange, monté en combinaison avec un élément de mise à l'atmosphère, lesdits éléments étant commandés simultanément. Pour résoudre le problème posé de commander simultanément l'élément obturateur et l'élément de mise à l'atmosphère, ces derniers sont disposés coaxialement et assujettis à un organe de commande commun. Pour résoudre le problème posé de canaliser la phase gazeuse sans risque de pénétration du liquide, les moyens aptes à canaliser la phase gazeuse sont constitués par une tubulure interne débouchant au niveau de ladite phase en étant équipée d'agencements de sécurité pour éviter au liquide de pénétrer à l'intérieur de ladite tubulure dont l'autre extrémité est en communication avec l'intérieur d'un manchon de guidage en communication avec des agencements internes de l'ensemble support, ledit manchon recevant l'élément obturateur de la citerne, tout en étant apte à être obturé par l'élément de mise à l'atmosphère. Dans ce but, les agencements de sécurité de la tubulure au niveau de la phase gazeuse, sont constitués par un système de chicanes. Le système de chicanes est constitué par un manchon cylindrique fixé concentriquement à la partie supérieure de la tubulure, la partie inférieure dudit manchon, susceptible d'être immergée dans le liquide, étant équipée d'un fond perforé. Pour résoudre le problème posé de permettre simultanément la vidange et la mise en atmosphère, les agencements internes de L'ensemble support sont constitués par au moins une canalisation de mise à l'air libre, apte à être mise en communication avec l'intérieur du manchon en fonction de laposition de l'élément de mise à l'atmosphère, et par un chambrage conformé pour l'évacuation du liquide apte à être mis en communication avec l'ouverture du fond de la citerne en fonction de la position de l'élément obturateur. Pour résoudre le problème posé d'assurer la vidange de la citerne, I'élément obturateur est constitué par un clapet monté à coulissement sur le manchon en étant assujetti à un organe élastique de mise en pression en position d'obturation étanche de la citerne, en étant apte à être commandé par des éléments de l'organe de commande commun. L'élément de mise à l'atmosphère est constitué par un clapet assujetti à un organe élastique de mise en pression en position d'obturation sur un siège formé sur une partie de l'alésage du manchon, ledit clapet présentant des agencements pour être commandé par des éléments de l'organe de commande commun. L'organe de commande commun est constitué par un arbre à cames aptes à déplacer des poussoirs pour agir sur le clapet obturateur en vue de le décoller de son siège à l'encontre de l'organe élastique correspondant à la vidange et, simultanément, à agir sur les agencements du clapet évent pour libérer son siège sous l'effet de détente de son organe ressort, correspondant à la mise en atmosphère. Pour résoudre le problème posé d'assurer la commande en synchronisme, de l'élément obturateur et de l'élément de mise à l'atmosphère, sans aucune tringlerie de liaison, les agencements du clapet évent sont constitués par une douille recevant l'organe élastique et en appui avec la came, ladite douille étant montée à coulissement guidé par rapport à un corps que présente le clapet. Dans une forme de réalisation préférée, et pour augmenter encore la sécurité, on intègre à l'ensemble, une soupape de pressiondépression. Dans ce but le clapet évent présente coaxialement une soupape de sécurité dépression assujettie à un organe élastique pour être escamotée de son siège en cas de dépression pour laisser passer le gaz, le clapet évent faisant office de soupape de pression. L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une citerne équipée du dispositif de sécurité et de vidange selon l'invention et dans le cas d'une application à un wagon. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale, à une échelle plus importante, considérée selon la ligne 2.2 de la figure 3, en position fermée du dispositif. La figure 3 est une vue en coupe considérée selon la ligne 3.3 de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe considérée selon la ligne 4.4 de la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe semblable à la figure 2, en position ouverte du dispositif correspondant à l'opération de vidange. Comme indiqué, la figure 1 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. Selon une caractéristique à la base de l'invention, le dispositif de sécurité et de vidange comprend un ensemble désigné dans son ensemble par (E) et intégrant un élément obturateur (O) pour la vidange de la citerne (C), monté en combinaison avec un élément (A) de mise à l'atmosphère. L'élément obturateur (O) et l'élément de mise à l'atmosphère (A), sont disposés coaxialement et assujettis à un organe de commande commun (CO), pour fonctionner en synchronisme. Le corps (1) de l'ensemble (E) est fixé sur une bride (2) solidaire du fond de la citerne (C) et en communication par son ouverture. Le corps (1) a une forme générale circulaire et présente, coaxialement, un manchon (3) engagé au travers de l'ouverture de la bride (2), pour être en communication avec l'intérieur de la citeme. Ce manchon (3) fait office de moyen de guidage, pour un clapet (4) qui constitue l'organe obturateur (O). Le clapet (4) est monté à coulissement sur le manchon (3), en étant assujetti à un organe élastique de mise en pression tel qu'un ressort (5). Le ressort (5), en butée contre une bride (6), a pour fonction de faire plaquer le clapet (4) dans son siège (7), fixé coaxialement à l'ouverture de la bride (2). Le clapet (4) présente des joints d'étanchéité (8) coopérant avec le manchon et le siège (7). L'ouverture (7a) du siège (7) est en communication avec un chambrage interne (la) du corps (1), agencé pour l'évacuation du liquide, comme il sera indiqué dans la suite de la description. Lorsque le clapet (4) est en appui dans son siège (7), sous l'effort de pression du ressort (5), la citerne (C) est obturée. L'élément de mise à l'atmosphère (A) est constitué par un clapet (9) disposé coaxialement au manchon (3) et, par conséquent, au clapet (4). Ce clapet (9) est assujetti à un organe élastique de mise en pression (10), en position d'obturation sur un siège (3a) formé surune partie de l'alésage (3b) du manchon. Le clapet (9) présente coaxialement un corps (11) monté à libre coulissement sur une douille (12), dont le fond reçoit en appui, L'organe élastique (10). Le corps (11) présente périphériquement des ouvertures (11 a). Comme il sera indiqué ultérieurement, la douille (12) coopère avec des éléments de l'organe de commande commun (CO). Le manchon (3) est en communication par son alésage (3b) avec des moyens aptes à canaliser la phase gazeuse de la citerne (C). Ces moyens sont constitués par une tubulure interne (13), débouchant au niveau de la phase gazeuse située en partie haute de l'intérieur de la citerne. L'extrémité de la tubulure (13), au niveau de la phase gazeuse (G), est équipée d'agencements de sécurité pour éviter au liquide (L) de pénétrer inopinément à l'intérieur de ladite tubulure (13). A cet effet, I'extrémité (13a) de la tubulure est équipée d'un manchon (14) fixé concentriquement à l'extérieur de la tubulure en délimitant un espace annulaire (14a). La partie inférieure du manchon (14), susceptible d'être immergée dans le liquide, présente une plaque perforée (14b) (figure 1). On conçoit que la combinaison de l'espace annulaire (14a) et de la plaque perforée (14b) fait office de chicane, en brisant le liquide et lui interdisant par conséquent, de pénétrer par l'extrémité libre de la tubulure (13). L'air peut entrer, en fonction du niveau du liquide, soit par les trous disposés au dessus de la partie supérieure du manchon (14) soit par les trous de la plaque perforée (14b). Dans ce but, et comme le montre la figure 1, cette partie supérieure (16) est surélevée par rapport à la partie haute de la citerne, pour pouvoir capter correctement la phase gaz et être dans tous les cas au dessus du niveau supérieur du liquide. La fixation du manchon (14) peut s'effectuer par exemple au moyen d'un système de brides coopérant avec des plats de fixation. La phase gazeuse (G) ainsi captée et canalisée, est donc amenée dans l'alésage (3b) du manchon (3) par la tubulure inteme (13). A cet égard, I'extrémité de la tubulure interne (13) peut être équipée d'une collerette d'appui (17) destinée à être fixée sur la bride (6) du manchon (3). L'alésage (3b) du manchon (3) intercepté comme indiqué par le clapet évent (9), est en communication avec un ou des canaux (18) que présente le corps (1) de l'ensemble (E), en communication avec l'extérieur. Comme indiqué, le clapet obturateur (4) et le clapet évent (9) sont commandés en synchronisme par l'organe de commande unique (CO). Cet organe (CO) est constitué par un arbre à cames (19). L'arbre (19) présente, à chacune de ses extrémités, deux cames (1 9a) aptes à déplacer des poussoirs (20) coopérant avec le clapet obturateur (4). De même, cet arbre (19) présente une came (19b) coopérant en appui avec la douille (12), recevant le ressort comprimé (10) du clapet évent (9). II convient d'analyser maintenant le fonctionnement du dispositif de sécurité et de vidange selon l'invention. En position remplie de la citerne, les clapets obturateur (4) et évent (9) sont fermés. Le clapet (4) obture son siège (7), tandis que le clapet (9) obture l'alésage (3b) du manchon, c'est-à-dire indirectement la canalisation interne (13) de mise à l'atmosphère. Les clapets (4) et (9) sont maintenus dans cette position respectivement par les poussoirs (20) et la douille (12), qui coopèrent respectivement avec les cames (19a) et (19b) de l'organe de commande (CO). Lorsque l'opérateur entraine, par tout moyen connu et approprié l'arbre (19), les cames (19a) agissent en poussée sur les poussoirs (20), qui décollent le clapet (4) de son siège (7) à l'encontre de l'organe élastique (5). De même, la rotation de l'arbre (19) provoque le déplacement de la came (19b) pour permettre, de manière concomitante, la commande du clapet (9) sous l'effet de détente du ressort (12), libérant ainsi le siège (3a). II apparait donc que les clapets obturateur (3) et évent (9) commandés simultanément en synchronisme par l'arbre à cames (19), permettent la vidange et la mise à l'atmosphère de la citerne. L'alésage (3b) du manchon (3) n'étant plus obturé par le clapet (9), la canalisation interne (13) est en communication avec la phase gazeuse et l'extérieur, par le ou les canaux (18). De même, le siège (7) du clapet (4) est en communication avec les agencements de vidange (la) du corps (1) de l'ensemble (E). D'une manière avantageuse, le dispositif tel que décrit intègre également une soupape de pression-dépression pour éviter tout risque d'implosion si le clapet évent (9) ne s'ouvre pas. A cet égard, le clapet évent (9) présente coaxialement une soupape de sécurité dépression (21) assujettie à un organe élastique (22) sous forme d'un ressort par exemple, convenablement taré. S'il y a une forte pression qui descend de la phase gazeuse par la tubulure interne (13), cette dernière aura tendance à comprimer le ressort et à maintenir le clapet évent (9) en position ouverte. Au contraire, si les gaz se rétractent, il y aura une dépression nécessitant de l'air au niveau de la phase gaz. Dans ce cas, la soupape (21) s'ouvre pour laisser passer le gaz. L'ensemble (E) peut présenter des agencements aptes à canaliser et récupérer les gaz. A noter que les différents éléments constitutifs du dispositif sont représentés avec des joints. Pour éviter tout risque de fuites éventuelles, on n'exlut pas d'utiliser des aciers à mémoires ou des matériaux spéciaux évitant l'emploi de ces joints. II apparait que l'ensemble est positionné sous la citerne, à l'abri des chocs éventuels. Cet ensemble peut être par ailleurs, logé dans un caisson ignifugé, éventuellement équipé d'un extincteur. La commande de l'arbre à cames (19) peut être effectuée par le système qui équipe d'origine la citerne. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - L'intégration des éléments obturateur et évent, dans un ensemble unique solidaire du fond de la citerne, lesdits éléments étant commandés simultanément en synchronisme par un organe de commande unique pour autoriser la vidange, - La suppression de toute tringlerie de liaison entre l'élément obturateur et l'élément évent, - La disposition en partie basse de l'ensemble des éléments permettant de traiter la phase gazeuse, à un endroit déterminé du châssis support par exemple, afin de les protéger contre les chocs, - La suppression de toute liaison mécanique traversant la citerne, - La facilité de traiter la phase gaz étant donné que tous les éléments sont rassemblés et intégrés au niveau d'un ensemble commun facilement accessible par un opérateur. - La suppression de tous organes entrant dans le gabarit de la citerne, permettant ainsi d'augmenter son volume, - La suppression des trous augmentant ainsi la résistance de la citerne, REVENDICATIONS -1- Dispositif de sécurité et de vidange pour citerne ou conteneur de produits liquides notamment, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13) aptes à canaliser la phase gazeuse, située en partie haute, à l'intérieur de la citerne, pour la diriger à proximité de sa partie inférieure, en vue de la raccorder avec un ensemble (E) fixé sous la citerne et intégrant un élément obturateur (O) pour la vidange, monté en combinaison avec un élément de mise à l'atmosphère (A), lesdits éléments (O) et (A) étant commandés simultanément. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément obturateur (O) et l'élément de mise à l'atmosphère (A) sont disposés coaxialement et assujettis à un organe de commande (CO) commun. -3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens aptes à canaliser la phase gazeuse sont constitués par une tubulure interne (13) débouchant au niveau de ladite phase en étant équipée d'agencements de sécurité pour éviter au liquide de pénétrer à l'intérieur de ladite tubulure dont l'autre extrémité est en communication avec l'intérieur (3b) d'un manchon de guidage (3) en communication avec des agencements internes (1-18) de l'ensemble support (E), ledit manchon (3) recevant l'élément obturateur (O) de la citeme, tout en étant apte à être obturé par l'élément de mise à l'atmosphère (A). -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les agencements internes de l'ensemble support (E) sont constitués par au moins une canalisation (18) de mise à l'air libre, apte à être mise en communication avec l'intérieur du manchon (3) en fonction de la position de l'élément de mise à l'atmosphère (A), et par un chambrage (la) conformé pour l'évacuation du liquide apte à être mis en communication avec l'ouverture du fond de la citerne, en tonction de la position de l'élément obturateur (o). -5- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les agencements de sécurité de la tubulure (13) au niveau de la phase gazeuse, sont constitués par un système de chicanes. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de chicanes est constitué par un manchon cylindrique (14) fixé concentriquement à la partie supérieure de la tubulure (13), la partie inférieure dudit manchon, susceptible d'être immergée dans le liquide, étant équipée d'un fond perforé (14b). -7- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément obturateur (O) est constitué par un clapet (4) monté à coulissement sur le manchon (3) en étant assujetti à un organe élastique (5) de mise en pression en position d'obturation étanche de la citeme, en étant apte à être commandé par des éléments de l'organe de commande commun (CO). -8- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de mise à l'atmosphère (A) est constitué par un clapet (9) assujetti à un organe élastique de mise en pression (10) en position d'obturation sur un siège (3a) formé sur une partie de l'alésage (3b) du manchon (3), ledit clapet (9) présentant des agencements pour être commandé par des éléments de l'organe de commande commun (CO). -9- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de commande commun (CO) est constitué par un arbre à cames (19) aptes à déplacer des poussoirs (20) pour agir sur le clapet obturateur (4) en vue de le décoller de son siège à l'encontre de l'organe élastique (5) correspondant à la vidange et, simultanément, à agir sur les agencements du clapet évent (9) pour libérer son siège sous l'effet de détente de son organe ressort (10), correspondant à la mise en atmosphère. -10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les agencements du clapet évent (9) sont constitués par une douille (12) recevant l'organe élastique (10) et en appui avec la came (19a), ladite douille étant montée à coulissement guidé par rapport à un corps (11) que présente le clapet (9). -11- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le clapet évent (9) présente coaxialement une soupape de sécurité dépression (21) assujettie à un organe élastique (22) pour être escamotée de son siège en cas de dépression pour laisser passer le gaz, L'évent (9) faisant office de soupape de pression. -12- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble (E) présente des agencements aptes à canaliser et récupérer les gaz.