Brevet FR2780485A1 — 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 de gaz liquéfiés 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 0 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 1 5augmenter 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 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 prévoit d'emplir la bouteille préalablement disposée en position horizontale: - lorsque la bouteille est en position 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 ensuite déterminer le taux d'emplissage. Au taux d'emplissage maximum admissible correspond une hauteur de liquide dite valeur de consigne (VC). - lorsque la bouteille est en position 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 dans un même plan horizontal 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, ce peut être en particulier le stockage de gaz liquéfiés alimentant le poste d'emplissage; en cas de variation de température, il suffit d'effectuer les corrections appropriées, 2 2780485 - la connaissance de ces deux pressions permet de calculer la hauteur de liquide au-dessus de l'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", dès 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 liquéfiés puis une vanne de fermeture compète du circuit d'emplissage. La 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 l'intennrédiaire d'un transducteur (11) 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 (G) dans le réservoir de stockage 2 0 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 51iquide 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 électronique, soit en volume, auquel cas un système 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 13 2780485 L'invention est susceptible d'application industrielle en particulier dans les cas suivants: - reconfiguration de postes d'emplissage existants, de façon à y adjoindre un module de sécurité anti- surremplissage, construction de nouveaux postes d'emplissage intégrant ce module, construits autour de l'unité de calcul qui pourra alors présenter d'autres fonctionnalités: gestion, self-service... 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) ou d'un récipient contenant le même produit, 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. 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) S maintenu contre la génératrice inférieure de la bouteille sous l'effet d'un ressort (10), et dont le déplacement est transfonnré au moyen d'un transducteur (1 1) en un signal analogique ou numérique, pennettant de déterminer le diamètre de la bouteille. 4/ Dispositif (5) selon la revendication 1, dénommé manchon de prise de pression de la phase liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un système de raccordement par griffes, filetage ou autre mode, garantissant l'étanchéité avec l'obturateur de la bouteille, robinet ou clapet, un corps cylindrique dont une partie de longueur suffisante est située dans l'axe de la bouteille et équipée d'une prise de pression dans cet axe, une purge destinée à évacuer les poches de gaz, un raccordement à la ligne d'emplissage. / 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. 6/ Dispositif selon les précédentes revendications, caractérisé en ce que l'unité de calcul permet de contrôler simultanément plusieurs postes d'emplissage.