Brevet FR2727955A1 — publié le 19960614

I Dispositif de coupure automatique d'emplissage de récipient L'invention concerne les dispositifs de coupure automatique d'emplissage de récipients, et notamment les dispositifs de coupure d'emplissage pour citernes de stockage de gaz de pétrole liquéfié. De nombreux récipients sont munis d'un dispositif de coupure automatique d'emplissage comportant un clapet inséré dans le conduit d'alimentation en liquide du récipient; dans un grand nombre de dispositifs connus, ce clapet est commandé par un flotteur dont les variations de l'emplacement en hauteur liées aux variations du niveau du liquide sont transmises au clapet au moyen d'une tringlerie comportant un poussoir fixé au clapet et une tige portant le flotteur, coopérant au moyen d'une came ou d'un système de levier(s) de telle sorte que lorsque le flotteur descend en-dessous d'un certain niveau, ce clapet puisse rester à une distance de son siège permettant le transit du liquide dans le conduit en direction du récipient, et que lorsque le flotteur est remonté à ce niveau, le clapet revienne contre son siège et interdise la poursuite du transist du liquide. Avec ces dispositifs, lorsque le récipient est vide ou le niveau de liquide est très bas, la tige portant le flotteur fait avec la verticale, par construction, un angle très faible (moins de 20 degrés), et lors du remplissage, la pression sur le poussoir s'exerce très défavorablement et il en résulte un fonctionnement peu fiable et plutôt aléatoire. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient, et concerne à cet effet un dispositif de coupure automatique d'emplissage de récipient par un fluide, du type comprenant un boîtier comportant intérieurement un passage pour le fluide et un clapet mobile adapté à obturer ce passage en venant s'appliquer contre un siège entourant ledit passage, un flotteur, et des moyens de transmission pour actionner le clapet vers le siège et en provenance de celui-ci en fonction du mouvement du flotteur, dispositif caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent une tige à laquelle est fixée le flotteur, un tambour porte- flotteur auquel est fixée la tige, monté pivotant autour d'un axe fixe par rapport au boîtier, une came montée pivotante autour du même axe, et un poussoir fixé au clapet et coopérant avec une partie de la surface de la came, et en ce que la came comporte deux doigts s'étendant radialement, coudés vers la tige portant le flotteur, dont la partie d'extrémité respective est sur le parcours de cette tige lorsqu'elle pivote avec le tambour autour de l'axe, et entre lesquels s'étend la partie de la surface de la came coopérant avec le poussoir. Grâce à ces caractéristiques, le flotteur et la came peuvent être rendus indépendants sur une partie de la course du flotteur, et grâce au bras de levier, le fonctionnement dans cette zone est beaucoup plus favorable qu'avec les dispositifs conventionnels. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif selon l'invention, montrant celui-ci dans deux positions extrêmes, - la figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie du dispositif de la figure 1 dans les deux positions entre lesquelles le flotteur et la came sont indépendants, dont l'une est l'une de celles de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique à la même échelle que la figure 2, de la même partie du dispositif, montrant l'autre position représentée sur la figure 1, et - la figure 4 est une vue de côté partiellement coupée d'une partie du dispositif des figures précédentes. Le dispositif représenté sur les figures est un dispositif de coupure automatique d'emplissage d'un récipient (non représenté) destiné à contenir un fluide Gel qu'un gaz de pétrole liquéfié, ce dispositif étant adapté à obturer le conduit d'alimentation du récipient en gaz liquéfié lorsque ce récipient est empli au niveau souhaité (par exemple à 85%) Sur la figure 1, la demi-coupe de gauche montre !e dispositif en position d'obturation du conduit, ce qui correspond en bas de la figure au tracé en traits pleins; la demi-coupe de droite montre le dispositif en cosition d'alimentation du récipient ce qui correspond 0 en bas de la figure au tracé esquissé en traits -nterrompus. Ce dispositif comporte, fixé à la partie inférieure logée dans le récipient, d'un goulot 1 de remplissage équipant la partie supérieure du récipient ici une citerne), un boîtier de clapet par l'intérieur duquel est amené à transiter le gaz de pétrole liquéfié, iors de son introduction dans le récipient; ce boîtier comporte, autour d'un passage il pour le fluide, un seige 12 pour un clapet 13 mobile en translation entre }0 une position dans laquelle il est appliqué contre le siège pour interdire le transit du fluide vers la partie inférieure du goulot et du récipient et une position dans laquelle il est à distance de ce siège 12 et autorise ce transit; un ressort hélicoïdal maintient, au repos, le clapet 13 à l'écart du siège 12. Le mouvement du clapet 13 est par ailleurs lié à celui d'un flotteur 2 disposé dans le récipient pour être porté par le liquide contenu à l'intérieur, par l'intermédiaire de moyens de transmission également logés dans le récipient et qui sont décrits plus en détails ci-après. Les moyens de transmission du mouvement du flotteur au clapet, permettant de commander celui-ci, comprennent une tige 3, ici coudée, à une extrémité de laquelle est fixée le flotteur et qui est elle-même fixée à un tambour porte-flotteur 4 monté pivotant autour d'un axe 5, une came 6 montée pivotante sur le même axe 5, et un poussoir 7 sous la forme d'une tige rectiligne dont une extrémité est fixée au clapet 13 et qui s'étend sous celui-ci à travers le siège 12 et au- delà de celui-ci, et dont l'extrémité opposée repose sur une partie de la surface de came. L'axe 5 est maintenu en position fixe par rapport au boîtier 1; il peut à cette fin être fixé au récipient lui-même, mais ici il est solidarisé au boîtier de clapet au moyen d'un tube 8 porté à l'une de ses extrémités par la partie inférieure de ce boîtier, entourant le poussoir 7 sur la plus grande partie de la longueur de celui-ci, et portant, à son extrémité opposée, le corps d'une chape 9 dont les branches sont traversées de deux trous respectifs en regard dans lesquels sont montées les extrémités pccosées de l'axe 5. Plus précisément, dans le goulot 1, le clapet 13 est mobile dans une chambre 14 comportant, dans deux parois parallèles opposées, des ouvertures 11, 15 respectives centrées sur le même axe et associées à un siège 12, 16 pour le clapet, lequel clapet est mobile en translation d'un siège, contre lequel il est adapté à prendre appui (le siège 12 de l'ouverture inférieure 11), à l'autre; le clapet présentant une forme générale tronconique constituée de deux troncs de cônes accolés par leurs grandes bases, à savoir un tronc de cône de grandes dimensions du côté de l'embouchure du goulot et un court tronc de cône à son extrémité inférieure (côté coussoir), le siège 16 supérieur présente une forme tronconique de même conicité que la partie supérieure du clapet, et celui de l'ouverture inférieure 11 une forme tronconique de même conicité que la partie inférieure du clapet; l'ouverture inférieure 1il de la chambre 14 logeant le clapet fait communiquer celle-ci avec une deuxième chambre 17 communiquant avec l'intérieur du recipient et dont la paroi de fond 18 porte, à partir de sa face qui n'est pas en regard du clapet, un logement cylindrique 19 dans lequel le tube 8 est fixé par vis. Te poussoir 7 logé pour partie dans le tube 8 traverse cette paroi de fond 18 par rapport à laquelle il est ëtanchéïfié et dans laquelle il est monté coulissant. Le ressort hélicoïdal de rappel du clapet en position haute est en pression autour du poussoir 7 entre la face inférieure du clapet et la face du fond de la deuxième chambre 17 qui est en regard. L'extrémité opposée du tube 8, est elle-même 0 Logée dans une partie de la chape 9 opposée aux branches de celle-ci, réalisée sous la forme d'un logement 91 sensiblement identique à celui porté par la paroi de - ond 18 du boîtier; la fixation des deux pièces 8, 9 est également réalisée par vis. Le tambour 4 a la forme d'un cylindre de faible épaisseur percé d'un trou central pour le passage de axe 5 et est monté fou autour de cet axe; il est également traversé par un trou cylindrique dont l'axe longitudinal s'étend dans un plan parallèle aux faces ou bases planes du cylindre, dans lequel est fixée la tige 3 portant le flotteur 2; cette tige 3 traverse le tambour 4 et s'étend à l'extérieur de celui-ci, sur une plus grande longueur du côté du flotteur que du côté opposé; ici, elle est rectiligne du côté du flotteur et peut être coudée du côté opposé, avec un angle très obtus (de l'ordre de 170 degrés) s'ouvrant vers le haut du récipient; à l'extrémité de son côté opposé au flotteur, elle porte un contrepoids 31, par exemple vissé à elle. La came 6, disposée face contre face avec le tambour 4, présente la même forme générale cylindrique que celui-ci, à cela près qu'au-delà de son contour circulaire s'étendent dans deux directions radiales deux doigts 61, 62 respectifs coudés approximativement à angle droit vers le tambour et dont la partie d'extrémité, étant en regard de la surface latérale de celui-ci, est sur le parcours des parties opposées de la tige 3 lorsque celle-ci pivote avec le tambour 4 autour de l'axe 5, et que ce contour circulaire, dans sa partie entre les deux doigts 61, 62, dont les directions radiales sont écartées de 150 degrés environ, est interrompu par une entaille 63 dont les parois 64, 65 font approximativement un angle droit; c'est la surface latérale de ce secteur de 150 degrés environ entre les doigts qui sert de surface de came à l'extrémité du poussoir opposée au clapet, aussi bien dans le secteur de 90 degrés environ sur lequel s'étend l'entaille, que dans le secteur de 60 degrés environ de grand rayon parce que non-entaillé. Plus précisément, l'entaille 63 s'étend depuis le doigt 61 qui est du côté du flotteur 2, la paroi correspondante 64 de l'entaille constitue également l'une des parois du doigt, et la paroi opposée de l'entaille fait avec la direction radiale de l'autre doigt 62, un angle de l'ordre de soixante degrés; comme les doigts 61, 62 s'étendent au-dessus de la tige 3, lorsque celle-ci est coudée, l'angle d'environ 150 degrés qu'ils déterminent est logé à l'intérieur de l'angle obtus de la tige 3, et le côté de la tige qui porte le contrepoids est susceptible d'entrer en contact avec le doigt 62 le plus proche, ce qui permet d'ajuster la course de la tige par rapport à la came 6 simplement en modifiant l'angle du coude. La profondeur de l'entaille est légèrement supérieure à la course désirée pour le clapet, de telle sorte que le contact de la portée tronconique inférieure du clapet 13 contre le siège 12 soit assuré lorsque l'extrémité du poussoir opposée au clapet plonge dans l'entaille. Ainsi, en l'absence de fluide dans le récipient, le flotteur 2 est dans sa position la plus basse possible, et la branche de la tige 3 qui porte le contrepoids 31 entraîne en rotation vers le haut le doigt 62 le plus proche, qui vient en butée contre la chape 9, ce qui détermine la position la plus basse possible du flotteur (traits interrompus sur la figure 1, et angle de 20 degrés par rapport à la verticale sur la figure 2); l'extrémité du poussoir 7 opposée au clapet 13 est alors en position haute, sur la surface latérale de la came 5, et le clapet est lui-même en position haute, à distance de son siège 12 entourant l'ouverture 11 dont l'obturation interdirait l'accès du fluide à l'intérieur du récipient; de la sorte, le 0 fluide peut être introduit dans le récipient. Au fur et à mesure du remplissage du récipient, le flotteur s'élève à la surface libre du fluide, et la branche de la tige 3 qui était au contact du doigt 62 s'éloigne de celui- ci tandis que la came reste immobile; lorsque la tige coudée 3 a tourné librement, indépendamment de la came 6 suffisamment pour que sa branche portant le flotteur 2 vienne au contact de l'autre doigt 61 (figure 2), toute élévation supplémentaire du flotteur provoque la rotation de la came dans le même sens que la tige et le glissement de sa surface latérale sous le poussoir 7; lorsque l'entaille 63 est en face du poussoir, celui-ci descend dans l'entaille, et le clapet descend contre son siège 12 et obture l'ouverture d'accès 11 contre l'effort de rappel du ressort 14 (figures 1 et 3). Ici, les longueurs du poussoir 7 et du tube 8, ainsi que les angles des doigts 61, 62 de la came 6, de l'entaille 63, et éventuellement de la tige 3, sont calculés de telle sorte que cette situation survienne lorsque le récipient est empli au niveau souhaité (par exemple à environ 85%). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation cidessus décrite et représentée, et on pourra en prévoir d'autres formes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de coupure automatique d'emplissage de récipient par un fluide, du type comprenant un boîtier comportant intérieurement un passage (11) pour le fluide et un clapet (13) mobile adapté à obturer ce passage en venant s'appliquer contre un siège (12) entourant ledit passage, un flotteur (2), et des moyens de transmission pour actionner le clapet vers le siège et en provenance de celui-ci en fonction du mouvement du flotteur, dispositif caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent une tige (3) à laquelle est fixée le flotteur (2), un tambour (4) porte-flotteur auquel est fixée la tige, monté pivotant autour d'un axe (5) fixe par rapport au boîtier, une came (5) montée pivotante autour du même axe, et un poussoir (7) fixé au clapet (13) et coopérant avec une partie de la surface de la came, et en ce que la came comporte deux doigts (61, 62) s'étendant radialement, coudés vers la tige (3) portant le flotteur, dont la 0 partie d'extrémité respective est sur le parcours de cette tige lorsqu'elle pivote avec le tambour (4) autour de l'axe (5), et entre lesquels s'étend la partie de la surface de la came coopérant avec le poussoir. 2 - Dispositif selon la revendication 1, "5 caractérisé en ce que le boîtier renferme un ressort tendant à éloigner le clapet (13) de son siège (12). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de came s'étendant entre les deux doigts (61, 62) comporte une entaille o0 (63). 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un tube (8) fixé au boîtier entoure le poussoir (7) sur une partie de sa longueur, et l'extrémité de ce tube opposée au boîtier porte une pièce (9) portant elle-même l'axe (5) autour duquel sont montés pivotants la came (6) et le tambour (4). - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce portant l'axe (5) est une chape (9), et les régions d'extrémité de cet axe (5) sont logées dans les branches de cette chape. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tambour (4) est percé d'un trou dans lequel est logée la tige (3). 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (3) est coudée en déterminant un angle obtus. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux doigts (61, 62) s'étendent dans des directions formant un angle obtus, et, dans l'angle obtus formé entre ces deux doigts, s'étendent une partie de surface de came de forme approximativement circulaire, et une entaille (63) dans cette surface de forme approximativement circulaire, laquelle entaille présente une paroi (64) constituant l'une des parois de l'un des doigts, tandis que l'autre paroi (65) relie le fond de l'entaille à la partie de surface de came de forme approximativement circulaire. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les doigts s'étendent dans deux directions respectives formant un angle obtus, au-dessus de la tige (3).