Brevet FR2772354A1 — publié le 19990618

Limiteur de remplissage pour cuve de stockage d'un liquide La présente invention concerne un limiteur de remplissage pour cuve de stockage d'un liquide. I1 est connu de munir une cuve de stockage enterrée ou aérienne destinée à recevoir un liquide, d'un limiteur de remplissage dont la fonction est d'interrompre le remplissage de la cuve lorsque le liquide, dans ladite cuve, atteint un niveau prédéterminé, de manière à éviter un débordement qui serait préjudiciable à l'environnement de la cuve. Ceci est surtout recherché lorsque la cuve à remplir est située dans une station service débitant des hydrocarbures de divers types. Les limiteurs les plus simples dans leur structure comprennent un corps, un clapet monté dans ledit corps et mobile entre une position d'ouverture correspondant au remplissage de la cuve et une position de fermeture correspondant à l'interrupteur du remplissage de ladite cuve un flotteur, relié audit clapet, suit la montée du liquide dans la cuve de manière à fermer le clapet lorsqu'un niveau prédéterminé de liquide est atteint dans la cuve. De nombreux perfectionnements ont été apportés aux limiteurs suivant que les cuves de stockage sont munies de trous d'homme ou d'orifice d'entrée pour le positionnement des limiteurs à l'intérieur de la cuve de stockage. Dans les brevets américains 1 289 490 et 1 689 066, les limiteurs comprennent un corps de tube muni d'une cloison interne pour délimiter deux chambres adjacentes disposées côte à côte, I'une des chambres servant de passage pour le liquide destiné à remplir la cuve et l'autre pour la réception d'un flotteur qui est relié à un clapet susceptible d'être déplacé d'une position d'ouverture correspondant à un niveau bas du liquide dans la cuve, situé au-dessous du flotteur, à une position de fermeture correspondant à un niveau haut du liquide dans la cuve, mais toujours situé au-dessous du clapet d'obturation. La réouverture du clapet, dans cet art antérieur, est toujours effectuée manuellement. De plus, et c'est un inconvénient grave, il n'y a pas de possibilité de réouverture du clapet lorsque le préposé au remplissage n'interrompt pas le remplissage lorsque le clapet est en position de fermeture. D'autres limiteurs ont été récemment proposés. De tels limiteurs sont par exemple décrits dans le brevet 89 16 604, le brevet européen 0 415 991, le brevet 0 312 320 et le brevet US-4 667711. Chacun des limiteurs décrits dans ces brevets ou demandes de brevet comprend un flotteur qui est relié au clapet de façon que, lors de la montée du liquide dans la cuve, il soit éloigné du corps du limiteur. Lorsque le limiteur est introduit dans l'orifice d'entrée de la cuve, le flotteur est logé au moins partiellement-dans le corps de manière à diminuer l'encombrement du limiteur. Toutefois, de tels limiteurs, du fait du débattement du flotteur à l'extérieur du corps, ne peuvent assurer un remplissage maximum de la cuve. En effet, il est nécessaire de maintenir un espace minimum entre la paroi supérieure de la cuve et la position haute maximale du flotteur. Dans le brevet FR-90 10 353, il est décrit un limiteur dans lequel le flotteur est monté dans une chambre ménagée parallèlement au conduit de passage du fluide et délimitée à l'intérieur du corps de limiteur par une cloison de séparation, ledit flotteur étant relié par une tringlerie au clapet, de sorte que le flotteur est déplacé mécaniquement lors de la montée de liquide dans la cuve de stockage. Lorsque le flotteur atteint un niveau de liquide prédéterminé dans la cuve, la tige de liaison entre le flotteur et le clapet pousse ce dernier vers sa position de fermeture. Les dispositifs décrits succinctement ci-dessus ne permettent pas de canaliser le liquide introduit dans la cuve et d'empêcher que ledit liquide ne tombe en pluie dans ladite cuve, afin d'éliminer la formation d'une mousse trop importante dans la cuve de stockage. De plus, ces dispositifs ne sont pas toujours adaptés pour réduire et même éliminer le risque d'explosion qui est présent lorsque la communication entre l'extérieur et le ciel gazeux dans lequel l'air et le gaz sont confinés. Ce risque d'explosion peut survenir lors d'une remontée intempestive du flotteur. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un limiteur qui permet de canaliser le liquide pendant la traversée du tube plongeur afin de réduire considérablement la retombée du liquide en pluie sur le fond de la cuve et réduire ainsi la formation de mousse dans ladite cuve. La présente invention a pour objet un limiteur, du type comprenant un limiteur de remplissage pour cuve de stockage d'un liquide, ledit limiteur étant destiné à être introduit au moins partiellement dans ladite cuve de stockage et comprenant un corps supérieur creux, un tube plongeur solidaire dudit corps supérieur, un clapet monté dans ledit corps supérieur creux et susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture, un siège de clapet ménagé dans ledit corps supérieur creux et sur lequel vient en appui ledit clapet dans la position de fermeture, un flotteur mobile verticalement dans une enceinte ménagée au moins partiellement à l'intérieur du tube plongeur, caractérisé en ce que ledit flotteur est solidaire d'un équipage mobile formant piston, ledit équipage mobile étant déplacé par la poussée du liquide s'exerçant sur l'une de ses extrémités. Selon une autre caractéristique de la présente invention, I'équipage mobile comprend le flotteur et un corps de piston solidaire dudit flotteur et dans lequel est ménagée une chambre annulaire autour d'un passage traversant, ledit équipage mobile étant disposé dans un tube interne qui est logé dans le tube plongeur et qui est solidaire du corps supérieur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, un alésage central est ménagé dans le flotteur et sensiblement coaxial audit passage traversant du corps de piston, un tube étant disposé dans ledit alésage central du flotteur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le flotteur comprend au moins un passage traversant dont une extrémité débouche dans une chambre avant ménagée entre une pièce intermédiaire solidaire du corps supérieur et ledit flotteur et dont l'autre extrémité débouche dans le corps de piston. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le clapet est de forme cylindro-conique et il est muni au sommet du cône d'un passage pour une mise en communication des deux faces avant et arrière dudit clapet. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la pièce intermédiaire comprend en tête d'une part, une butée sur laquelle vient en appui le tube du flotteur, et d'autre part, deux orifices à travers lesquels une chambre aval ménagée à l'arrière du piston est susceptible d'être reliée à l'intérieur dudit tube, ledit tube étant mobile dans un passage central ménagé dans la pièce intermédiaire. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la pièce intermédiaire comprend au moins un canal à travers lequel la chambre avant est susceptible d'être reliée à un canal latéral ménagé sur un côté dudit corps supérieur, ledit canal latéral étant relié, à travers une soupape au côté amont du clapet. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le tube interne est fermé à son extrémité inférieure par une grille. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le tube interne comprend à sa partie supérieure un orifice d'évacuation d'air communiquant avec un orifice de mise à l'atmosphère ménagé dans le corps supérieur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le corps de piston est muni à son extrémité inférieure d'un clapet. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que l'équipage est isolé de l'action du liquide lors du remplissage de la cuve de stockage. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention, ainsi que du dessin annexé sur lequel la figure unique représente une vue en coupe du limiteur, le clapet étant dans la position de fermeture. Le limiteur selon l'invention comprend un corps supérieur creux 1 qui est prolongé par un tube plongeur 2, fixé sur ledit corps supérieur 1. Dans un côté latéral 3 dudit corps supérieur 1 est montée une petite soupape 4 qui est sollicitée par un ressort 5 vers la position d'ouverture. Un canal latéral 6 réalise la communication entre l'espace dans lequel sont montés la petite soupape 4 et le ressort 5, et avec la chambre avant 8. Une pièce intermédiaire 9 est montée, de manière étanche et fixe dans le corps supérieur 1, ladite pièce intermédiaire comprenant un passage central 10 et une gorge annulaire 1 la communiquant avec des petits canaux 11 permettant la liaison entre le canal 6 et la chambre avant 8. Dans la tête 12 de la pièce intermédiaire 9 sont ménagés deux petits orifices 13 et au-dessus desdits orifices 13 est montée une butée 14. Un clapet cylindro-conique 16 est monté dans le corps supérieur 1 et délimite, dans ce dernier, une chambre amont l5a située du côté de la face avant 16' et dans laquelle arrive le liquide de remplissage de la cuve et une chambre aval 15 située du côté de la face arrière 16". La partie conique 16a du clapet 16 est disposée dans la chambre amont 15a lorsqu'elle est en appui sur un siège de clapet 17 ménagé sur la paroi interne la du corps supérieur 1. La partie cylindrique 16b est en appui sur la partie latérale 3 du corps supérieur. Un passage 18 formant conduit est ménagé dans la partie conique du clapet 16, ledit passage permettant la communication entre les chambres amont 15a et aval 15. Une petite grille 19 est montée à une extrémité du passage 18 et constitue une sorte de filtre pour le liquide afin d'empêcher de petites particules solides présentes dans le liquide de pénétrer dans la chambre aval 15. Un ressort 20 est logé dans la chambre aval 15 et il prend appui sur la base de la partie conique du clapet 16 et la pièce intermédiaire 9. Un tube interne fixe 21 est monté dans une enceinte 35 du tube plongeur 2 et il est solidaire, par la partie supérieure, du corps supérieur 1. Un orifice 22 prévu à la partie supérieure du tube interne 21 met en communication la chambre avant 8 avec l'orifice de mise à l'atmosphère 7. Le tube interne 21 est fermé à son extrémité inférieure par une grille 23 qui est un filtre ou tamis qui empêche la mise en pression de l'intérieur du tube interne 21. Un équipage mobile 24, formant piston, est monté dans le tube interne 21, et il comprend un corps de piston 25, un flotteur 26 solidaire du corps de piston 25 et un tube 27 disposé dans un alésage central 28 ménagé dans le flotteur 26. Le corps du piston 25 comprend un passage traversant 29 qui est sensiblement coaxial au tube 27 et une chambre annulaire 30 ménagée autour du passage traversant 29. Le flotteur 26 comporte au moins et, de préférence, deux passages traversants 31 qui permettent une liaison entre la chambre avant 8 et la chambre annulaire 30 à travers une plaque percée 32 sur laquelle prend appui un manchon de serrage étanche 33 qui permet de maintenir le tube 27 solidaire du corps de piston 25, chacun des passages traversants 31 débouchant par une extrémité dans la chambre avant 8 et par l'autre extrémité dans le corps de piston 25. Un clapet 34 est prévu en partie inférieure de la chambre annulaire 30. Le fonctionnement du limiteur de remplissage selon la présente invention est le suivant. Lorsque le préposé au remplissage de la cuve a raccordé au limiteur le tuyau de remplissage du camion citerne et après qu'il ait ouvert la vanne montée sur ledit camion citerne et/ou la pompe si le remplissage est effectué à l'aide d'une pompe, la pression du liquide qui peut varier entre 50 mbar et 8 bar ouvre le clapet 16 qui est décollé de son siège 17, à l'encontre du ressort taré 20. Dès l'ouverture du clapet 16, le liquide s'écoule principalement à travers le passage latéral 35' délimité par le clapet 16 et le corps supérieur 1, dans le tube plongeur 2 pour atteindre le fond du réservoir à remplir de liquide. Pendant la phase de remplissage, la pression est nulle dans le tube interne 21. Une petite partie de liquide s'écoule également et simultanément à travers la grille 19, le conduit 18 pour remplir la chambre 15. Du liquide passe de la chambre 15 dans le tube 27 grâce aux orifices 13, ensuite dans le passage traversant 29, puis dans le réservoir à travers le tamis inférieur 23. Un jeu suffisant est prévu entre le tube 21 et l'équipage mobile 24. Lorsque le niveau de liquide atteint un premier niveau N, dans le réservoir, I'équipage mobile 24, poussé par le liquide dans le tube interne 21, atteint une position haute dans laquelle l'extrémité supérieure du tube 27 est en appui sur la butée en élastomère 14. Les orifices de fuite 13 sont obturés par le tube 27 et la communication entre la chambre 15 et le tube 27 est interrompue. La pression augmente alors dans la chambre 15 et le clapet 16 va en position de fermeture contre son siège 17, sous l'action du ressort 20 et en raison de la différence des surfaces 16' et 16" du clapet 16. A ce moment, le préposé ferme la vanne ou arrête la pompe et le liquide situé de part et d'autre du clapet se décomprime grâce à un petit gicleur de décompression 40 monté dans la partie basse du corps supérieur 1 et du côté du passage latéral 35 de circulation du liquide vers la cuve de stockage. Cette décompression se poursuit jusqu'à ce que la pression du liquide soit inférieure à 50 mbar. Toutefois et pour une pression inférieure à 50 mbar, la soupape 4 s'ouvre et le liquide situé au dessus du clapet 16 fermé, pénètre dans le canal 6 et s'écoule dans la gorge annulaire 1 la et dans les petits canaux 1 1 de la pièce intermédiaire 9, puis dans la chambre avant 8. Le liquide admis dans la chambre avant 8 s écoule dans les passages traversants 31 puis remplit la chambre annulaire 30. Ce remplissage de la chambre annulaire 30 a pour effet de lester l'équipage mobile 24 qui redescend. La descente de l'équipage mobile 24 provoque le décollement du tube 27 de la butée 14 et par suite, I'ouverture des ouvertures 13. Comme la pression dans la chambre 15 tend vers zéro et comme il y a une différence de sections-entre les faces 16' et 16" du clapet 16, le clapet 16 s'ouvre à nouveau, ce qui permet de vidanger le tuyau de remplissage. Lors de la vidange de la cuve et lorsque le niveau de liquide redescend au-dessous de l'équipage mobile 24, le petit clapet 34, jusqu'alors poussé par le liquide contre son siège, s'ouvre pour permettre au liquide contenu dans la chambre annulaire 30 de s'écouler dans la cuve. Lorsque le liquide monte dans le tube interne 21 et atteint l'extrémité inférieure de l'équipage mobile 24, le clapet 34 obture l'orifice de vidange de la chambre annulaire 30. Le dépotage du tuyau flexible de remplissage s'effectue, c'està-dire que le liquide contenu dans ledit tuyau flexible de remplissage est admis à s'écouler dans le limiteur de remplissage puis dans la cuve ou réservoir de stockage. Si le préposé au remplissage ouvre à nouveau la vanne du camion citerne, le liquide dans la cuve atteint un niveau N2 supérieur au niveau Nl. La montée du liquide dans la cuve et dans le tube interne 21 provoque le déplacement de l'équipage mobile 24 vers le haut et la fermeture du clapet 16. Pendant le déplacement de l'équipage mobile vers le haut, I'air qui est contenu dans la chambre avant 8 est évacué à l'atmosphère par les orifices 22 et 7. REVENDICATIONS 1. Limiteur de remplissage pour cuve de stockage d'un liquide, ledit limiteur étant destiné à être introduit au moins partiellement dans ladite cuve de stockage et comprenant un corps supérieur creux (1), un tube plongeur (2) solidaire dudit corps supérieur (1), un clapet (16) monte dans ledit corps supérieur creux (1) et susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture, un siège (17) de clapet ménagé dans ledit corps supérieur creux (1) et sur lequel vient en appui ledit clapet (16) dans la position de fermeture, un flotteur (26) mobile verticalement dans une enceinte (35) ménagée au moins partiellement à l'intérieur du tube plongeur (2), caractérisé en ce que ledit flotteur (26) est solidaire d'un équipage mobile (24) formant piston, ledit équipage mobile étant déplacé par la poussée du liquide s'exerçant sur l'une de ses extrémités. 2. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage mobile comprend le flotteur (26) et un corps de piston (25) solidaire dudit flotteur et dans lequel est ménagée une chambre annulaire (30) autour d'un passage traversant (29), ledit équipage mobile étant disposé dans un tube interne (21) qui est logé dans le tube plongeur (2) et qui est solidaire du corps supérieur (1). 3. Limiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un alésage central (28) est ménagé dans le flotteur (26) et sensiblement coaxial audit passage traversant (29) du corps de piston, un tube (27) étant disposé dans ledit alésage central (28) du flotteur (26). 4. Limiteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le flotteur (26) comprend au moins un passage traversant (31) dont une extrémité débouche dans une chambre avant (8) ménagée entre une pièce intermédiaire (9) solidaire du corps supérieur (1) et ledit flotteur (26) et dont l'autre extrémité débouche dans le corps de piston (25). 5. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (16) est de forme cylindro-conique et il est muni au sommet du cône d'un passage (18) pour une mise en communication des deux faces avant (16') et arrière (16") dudit clapet. 6. Limiteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (9) comprend en tête d'une part, une butée (14) sur laquelle vient en appui le tube (27) du flotteur (26), et d'autre part, deux orifices (13) à travers lesquels une chambre aval (15) ménagée à l'arrière du clapet est susceptible d'être reliée à l'intérieur dudit tube (27), ledit tube (27) étant mobile dans un passage central (10) ménagé dans la pièce intermédiaire. 7. Limiteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (9) comprend au moins une gorge annulaire (1 la) à travers laquelle la chambre avant (8) est susceptible d'être reliée à un canal latéral (6) ménagé sur un côté (3) dudit corps supérieur (1), ledit canal latéral (6) étant relié, à travers une soupape (4), à la chambre amont (15a) du clapet (16). 8. Limiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube interne (21) est fermé à son extrémité inférieure par une grille (23). 9. Limiteur selon la revendication 2 ou 8, caractérisé en ce que le tube interne (21) comprend à sa partie supérieure un orifice d'évacuation d'air (22) communiquant avec un orifice de mise à l'atmosphère (7) ménagé dans le corps supérieur (1). 10. Limiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de piston (25) est muni à son extrémité inférieure d'un clapet (34).