Brevet FR2780484A1 — publié le 19991231

La présente invention concerne un dispositif destiné à contrôler l'emplissage des bouteilles de gaz liquéfiés, particulièrement de gaz de pétrole liquéfiés (GPL) dans les installations de faible capacité présentant des risques de surremplissage. L'emplissage d'une bouteille au-delà d'un taux critique (situation de surremplissage) caractéristique du mélange d'hydrocarbures présents se traduit, en cas d'augmentation de la température, par un gonflement de la phase liquide (L) pouvant conduire à l'éclatement de l'enceinte ou à un envahissement de liquide dans la canalisation de départ gazeux de l'installation d'utilisation, à l'origine d'incendies ou d'explosions. Les centres d'emplissage industriels de grande capacité sont en général munis de dispositifs de contrôle permettant de 1 O ne pas introduire dans le circuit commercial des bouteilles qui auraient été anormalement surremplies. Ce n'est pas le cas des unités de faible capacité, très répandues, dont la technicité est limitée aux fonctions d'emplissage avec arrêt manuel ou automatique sans contrôle a posteriori, qui équipent des établissements souvent multi-produits et qui sont susceptibles de recevoir des emballages de différentes dimensions. Ces facteurs concourent à i 5 augmenter de façon importante les situations de surremplissage et les risques qui y sont associés. Le dispositif inventé permet de remédier à cet état de fait en contrôlant l'opération d'emplissage et en la stoppant lorsque le taux maximum admissible fixé au préalable est atteint, ceci en opérant depuis l'extérieur de la bouteille, sans introduction de sonde ou de Z 0 jauge à l'intérieur de la bouteille. Différemment des systèmes classiques qui consistent à emplir une bouteille disposée verticalement sur une bascule, le dispositif inventé consiste à emplir la bouteille préalablement disposée en position horizontale: - lorsque la bouteille est horizontale et son diamètre connu, il suffit de déterminer la hauteur (H) de la colonne de liquide au-dessus de l'axe du corps cylindrique de la bouteille pour 2 5 ensuite déterminer le taux d'emplissage. Au taux d'emplissage toléré correspond une hauteur de liquide dite valeur de consigne (VC). - lorsque la bouteille est horizontale, la pression statique au niveau de l'axe peut être mesurée à l'extérieur de la bouteille au moyen d'un manchon spécial situé dans ce même axe et en communication avec la bouteille, puisque les pressions sur un même plan sont égales, - la pression du ciel gazeux de la bouteille peut-être déterminée par mesure sur un récipient externe contenant un produit de composition et de température identiques, en particulier le stockage de gaz liquéfié alimentant le poste d'emplissage; en cas de variation de température, il suffit d'effectuer les corrections appropriées, - la connaissance de ces deux pressions permet de calculer la hauteur de liquide au-dessus de Il'axe. Deux autres paramètres complémentaires doivent être pris en compte: le diamètre du corps cylindrique de la bouteille ainsi que la température du liquide. Ces quatre paramètres sont saisis par des capteurs intégrés dans le dispositif puis traités par une unité de calcul. Il est ainsi possible d'accéder à la connaissance du niveau dans la bouteille "depuis l'extérieur", dés lors que la bouteille est au moins à demi remplie. L'unité de calcul délivre un signal permettant d'actionner automatiquement une vanne de modulation du débit de gaz liquéfié puis une vanne de fermeture compète du circuit d'emplissage. \ O CLa réalisation du dispositif comprend: - un support en V (7) constitué de deux demi-plans inclinés, destiné à recevoir la bouteille (6) et à la maintenir en position horizontale, - un palpeur (9) installé en partie basse de ce support, maintenu contre la génératrice inférieure de la bouteille grâce à un ressort (10), et dont le déplacement génère par i 5 fl'intermédiaire d'un transducteur (I l) un signal fonction du diamètre de la bouteille, - un manchon de prise de pression (5) dans l'axe de la bouteille, adapté à l'orifice de la bouteille ( robinet, clapet...), interchangeable selon les types de bouteilles et muni d'une purge, - un dispositif de prise de pression (12) de la phase gazeuse (O) dans le réservoir de stockage tO de gaz liquéfiés (1), -un capteur de pression différentielle (14), - une sonde (13) de température du liquide d'emplissage (L), - une unité de calcul (15), - une vanne modulante (3) commandée par l'unité de calcul, destinée à réduire le débit de 2.' liquide lorsque le niveau (H) dans la bouteille se rapproche de la valeur de consigne (VC), - une vanne de fermeture (4), également commandée par l'unité de calcul et destinée à obturer le circuit d'alimentation lorsque le niveau atteint la valeur (VC), Le dispositif ne se substitue pas à la mesure de la quantité délivrée, soit en poids, auquel cas le support en V est disposé sur un plateau de bascule classique (8), mécanique ou t électronique, soit en volume, auquel cas un dispositif de comptage est installé sur la ligne d'emplissage (2). Le dispositif constitue un organe de sécurité intrinsèque. Les dessins annexés illustrent la mise en place des éléments constituant le dispositif: - figure 1: dessin d'ensemble du dispositif, - figure 2: support de la bouteille 3 2780484 L'invention est susceptible d'application industrielle dans les cas suivants: - reconfiguration de postes d'emplissage existants, de façon à y adjoindre un module de sécurité anti-surremplissage, - mise au point de nouveaux postes d'emplissage intégrant ce module, construits autour de l'unité de calcul qui pourra alors présenter d'autres fonctionnalités. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de sécurité pour éviter le surremplissage des bouteilles de gaz liquéfiés, particulièrement de gaz de pétrole liquéfiés (GPL), caractérisé en ce qu'il comprend un support (7) permettant d'immobiliser la bouteille (6) en position horizontale, un manchon (5) de prise de pression de la phase liquide dans l'axe de la bouteille, à l'extérieur de la bouteille, une prise de pression (12) de la phase gazeuse à l'intérieur du stockage de gaz liquéfiés (1), un capteur (14) de la pression différentielle liquide / gazeux, un palpeur (9) permettant de déterminer le diamètre de la bouteille, une sonde (13) de mesure de la température de la phase liquide à l'entrée dans la bouteille, une unité de calcul (15) ainsi que deux vannes permettant l'une (3) de moduler le débit de liquide, l'autre (4) de le stopper. À O 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend deux demi-plans inclinés (7) dont l'intersection est horizontale, permettant d'immobiliser la bouteille (6) en position horizontale. 3/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un palpeur (9) maintenu contre la génératrice inférieure de la bouteille sous l'effet d'un ressort (10), et dont le déplacement est transformé au moyen d'un transducteur (11) en un signal analogique ou numérique, permettant de déterminer le diamètre de la bouteille. 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de calcul (15) équipée et programmée pour saisir les informations en provenance des transducteurs installés, et commander les vannes de modulation et d'arrêt du débit de gaz liquéfié. O 5/ Dispositif selon les précédentes revendications, caractérisé en ce que l'unité de calcul permet de contrôler simultanément plusieurs postes d'emplissage.