Brevet FR2788258A1 — publié le 20000713

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. Il 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'interruption 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 US No. 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, l'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 corres- pondant 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 2 2788258 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 français n 89 16 604, le brevet européen n 0 312 320 et le brevet US 4 667 711. Chacun des limiteurs décrits dans ces brevets 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 FR-B-2 675 476, il est décrit un limiteur de remplissage comprenant un flotteur se déplaçant verticalement dans une chambre ménagée dans le corps du limiteur, un clapet susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture verticale et une position de fermeture horizontale, le flotteur étant relié au clapet au moyen d'une tringlerie qui coopère avec un linguet de retenue du clapet dans la position verticale d'ouverture, un déflecteur constitué par des lamelles inclinées étant disposé au-dessus et à une certaine distance du clapet. Un ressort de rappel est prévu pour ramener le clapet dans la position verticale d'ouverture lorsque la force exercée par la colonne de liquide sur ledit clapet est inférieure à la force de rappel du ressort. Le principal inconvénient de ce limiteur réside dans la complexité des moyens de commande du clapet et montés entre ce dernier et le flotteur. De plus, il est nécessaire de déterminer avec précision la distance séparant l'extrémité libre de la tige reliée au flotteur du linguet d'accrochage du clapet. Or, une distance trop réduite conduit à une fermeture intempestive du clapet alors que le fluide n'a pas encore atteint le niveau désiré dans la cuve; une distance trop importante conduit à une fermeture retardée du clapet. Un autre inconvénient réside dans le fait qu'il est nécessaire de concevoir le ressort de rappel du clapet relativement faible pour permettre 3 2788258 la fermeture du clapet pour de faibles débits de fluide, par exemple jusqu'à m3. Mais dans ce cas, la réouverture du clapet est rendue difficile en raison de la faiblesse du ressort de rappel. La présente invention a pour but un limiteur du type décrit dans FR-B-2 675 476 mais qui est de structure beaucoup plus simplifiée et plus fiable dans le fonctionnement. La présente invention a pour objet un limiteur de remplissage, du type comprenant un corps d'axe vertical et disposé au moins en partie dans la cuve, une cloison intérieure de séparation étant montée dans ledit corps et io délimitant une conduite de passage pour le liquide et une chambre pour la réception d'un flotteur, un clapet monté au-dessus du conduit de passage et de la chambre de flotteur, ledit clapet étant susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture, un siège de clapet, ledit flotteur étant déplacé verticalement par la montée du liquide dans la cuve et agissant sur ledit clapet par des moyens de commande comprenant une tige de commande dont l'extrémité inférieure est solidaire du flotteur, et elle est caractérisée en ce que l'autre extrémité de la tige de commande comporte une rotule se déplaçant dans une gorge ménagée dans une partie du clapet. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que le flotteur vertical est relié constamment au clapet tant dans la position d'ouverture que de fermeture. L'utilisation d'un clapet du type papillon et connu en soi permet de réduire la course de déplacement de la tige de commande qui est liée au flotteur. Un autre avantage est que, à tout moment et dès que le flotteur se déplace vers la position haute, il se produit un mouvement de rotation du clapet dans le flux du liquide jusqu'à la fermeture totale du clapet et ce, quel que soit le débit du fluide dans le limiteur. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention ainsi que des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une cuve de stockage munie d'un limiteur selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe du limiteur selon l'invention. 4 2788258 Le limiteur de remplissage 1, selon la présente invention, est destiné à équiper une cuve de stockage 2 d'un liquide 3 tel qu'un hydro- carbure, la cuve 2 étant munie par exemple d'un orifice 4 délimité par la section interne d'un tube d'entrée 5 solidaire de la paroi supérieure 6 de la cuve 2 (figure 1). Le limiteur de remplissage 1 comprend un corps 10 d'axe vertical et constitué en deux parties, I'une supérieure 7 et l'autre inférieure 8, l'étanchéité entre les parties supérieure et inférieure étant obtenue par tout moyen approprié tel qu'un mastic. La partie inférieure 8 présente une 0o extrémité réduite 9 apte à recevoir éventuellement un tube prolongateur 9a dont l'extrémité inférieure est relativement proche de la paroi de fond 2a de la cuve 2. Dans la partie inférieure 8 du corps du limiteur 10 est disposée une cloison de séparation 1 1 qui délimite deux chambres 12 et 13 (figure 2). La cloison 1 1 est munie d'un joint d'étanchéité en forme de lèvre I la qui assure l'étanchéité entre le corps 7 et ladite cloison 1 1. La chambre 13 délimite une conduite de passage pour le fluide de remplissage. Un flotteur creux 14, en matière appropriée telle que du polyamide et bien connue des spécialistes, est monté dans la chambre 12 qui est fermée par un bouchon 15. Le bouchon 15 est muni d'un joint torique 16 et il est traversé par une vis sans tête 17. Une rondelle d'appui 18 est montée sur la vis 17 et elle est maintenue en position au moyen de deux écrous 19. La rondelle 18 constitue une butée pour le flotteur 14 et elle détermine la position basse du flotteur 14 et elle est réglée en hauteur au moyen de ladite vis 17 et bloquée par un écrou 19a. Le flotteur 14 comprend en partie supérieure un appendice ou petite tige 20 muni d'un orifice oblong dans lequel est monté un doigt 21. Une vis 22 est disposée dans le doigt 21 et elle vient en appui sur un méplat 23 ménagé à l'extrémité inférieure d'une tige de commande 24 qui traverse le doigt 21. La vis 22 permet de rendre solidaire la tige de commande 24 du flotteur 14 par l'intermédiaire du doigt 21 et de l'appendice 20. La tige de commande 24 comprend une partie courbe 24a assurant une continuité entre la partie rectiligne et une rotule 41 constituant l'extrémité opposée à celle solidaire du doigt 21. 2788258 Un clapet 25, du type papillon, est monté dans la partie supérieure 7 et au-dessus du conduit de passage 13 et de la chambre 12 du flotteur. Le clapet 25 comprend un déflecteur 26 qui est d'une pièce avec le corps 27 de clapet qui est monté à pivotement autour d'un axe pivot 28. Sur le corps de clapet 27 est montée une tige 29 dont les extrémités sont taraudées pour recevoir d'un côté une vis butée 30 et de l'autre côté une vis 31 de maintien d'une soupape de surpression 32. Un ressort 33 est monté sur la tige 29 et vient en appui par une extrémité sur le corps de clapet 27 et o0 par son autre extrémité sur un écrou 34 qui est positionné sur ladite tige 29 de manière à assurer audit ressort 33 un tarage prédéterminé. Le corps de clapet 27 comprend une chambre de vidange 35 dans laquelle est montée une soupape de vidange 36 sollicitée en position d'ouverture par un ressort de rappel 37 prenant appui sur la soupape de surpression 32. Des orifices, non représentés, sont ménagés dans le corps de clapet 27 et dans la soupape de surpression 32. Une gorge cylindrique 39 est ménagée dans une partie du corps 27 du clapet, ladite partie étant constituée, par exemple, par une patte de liaison 40 réalisée d'une seule pièce avec le corps 27. Dans la gorge 39 de longueur d'environ 15 mm se déplace une rotule 41 de diamètre d'environ 8 mm qui constitue une extrémité de la tige de commande 24 dont le diamètre est sensiblement égal à 4 mm. Cette dernière coulisse dans un passage 42 ménagé dans la paroi interne de la partie supérieure 7 du corps de limiteur 10. Une rainure 43 est ménagée sur un côté du corps 27 de clapet et dans lequel se loge en partie la tige de commande 24 lorsque le clapet 25 est dans la position de fermeture, en appui sur le siège incliné 38. La paroi interne du passage 42 est, de préférence, revêtue par une matière lubrifiante telle que du graphite pour diminuer le frottement de la tige 24 sur le corps supérieur 7. L'angle de gorge cylindrique 39 par rapport à l'axe vertical du limiteur est compris entre 15 et 25 et, de préférence égal à 20 . L'axe de la tige, non représenté, est situé dans le cylindre de jonction entre le siège de clapet 38 et le clapet 25 afin de réduire au maximum les fuites internes. 6 2788258 Les dimensions données ci-dessus concernent un limiteur de diamètre 97 mm, mais il va de soi que lesdites dimensions seront adaptées en fonction de celles du limiteur. Le fonctionnement du limiteur selon la présente invention est le suivant. Lorsque du fluide est admis dans le limiteur, le clapet 25 est dans la position d'ouverture maximum, sensiblement dans une position verticale. Dans cette position de pleine ouverture, l'ensemble rotule 41-gorge 39 est tel que le flotteur ne subit aucune influence qui pourrait être développée par o10 le débit, même élevé, du fluide. Le flotteur 14 empêche tout mouvement de rotation du clapet 27 tant qu'il occupe la position basse, en appui sur la rondelle 18. En fait, la rotule 41 dans la gorge 39 constitue un système de verrouillage. Lorsque le niveau de fluide monte dans la cuve 2 et qu'il arrive près du flotteur 14, ce dernier commence son déplacement vers le haut. i5 Pour un faible déplacement du flotteur 14, le clapet 25 tourne autour de son axe de rotation et il est amené sur le siège 38 par le fluide, occupant ainsi la position de pleine fermeture. Il est à noter que même pour des débits relativement faibles, par exemple inférieurs à 15 m3, la fermeture du clapet 25 est assurée grâce à la liaison permanente entre le flotteur 14 et le clapet 25. Lorsque le clapet 25 est en position de fermeture, en appui sur son siège 38, incliné sensiblement à 45 sur l'axe vertical du limiteur et tant que la pression de liquide au-dessus du siège 38 est supérieure à 1, 5 bar, la soupape de surpression 32 reste ouverte, le liquide s'évacuant dans la cuve 2 à travers les orifices du corps de clapet 27, la chambre de vidange 36 et par l'espace créé entre le corps de clapet 27 et la soupape de surpression 32. Lorsque la pression de fluide est inférieure à 1,5 bar, le clapet de surpression 32 se ferme en venant en appui sur le corps de clapet 27. Par des fuites internes aménagées entre le corps de clapet 27 et le siège 38, la pression peut encore décroître. Lorsque la pression de fluide approche de mb, la soupape de vidange 36 s'ouvre sous l'action du ressort de rappel 37, ce qui permet d'accélérer la vidange du liquide situé au-dessus du clapet , ledit fluide s'évacuant dans le conduit de passage 13, à travers lesdits orifices du clapet 27, la chambre de vidange 35 et les orifices de la soupape de surpression 32. 7 2788258 Lorsque le niveau du liquide baisse dans la cuve 2, l'ouverture du clapet 25 est assurée par le seul poids du flotteur 14 totalement émergé, en raison de la liaison permanente entre le flotteur et le clapet. 8 2788258 REVENDICATIONS 1. Limiteur de remplissage (10) pour cuve de stockage (2) d'un liquide, ledit limiteur étant destiné à être introduit dans la cuve à travers un orifice d'entrée ménagé dans une paroi de ladite cuve et comportant un corps d'axe vertical et disposé au moins en partie dans la cuve, une cloison o0 intérieure de séparation (11) étant montée dans ledit corps et délimitant une conduite de passage (13) pour le liquide et une chambre (12) pour la réception d'un flotteur (14), un clapet (25) monté au-dessus du conduit de passage et de la chambre de flotteur, ledit clapet étant susceptible d'être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture, un siège de clapet (38), ledit flotteur étant déplacé verticalement par la montée du liquide dans la cuve et agissant sur ledit clapet par des moyens de commande comprenant une tige de commande (24) dont l'extrémité inférieure est solidaire du flotteur, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la tige de commande comporte une rotule (41) se déplaçant dans une gorge (39) ménagée dans une partie (40) du clapet. 2. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la tige de commande (24) se déplace dans une rainure (42) ménagée dans le corps du limiteur (10). 3. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet (25) comprend une rainure (43) ménagée sur un côté latéral, ladite rainure étant conformée pour enserrer en partie la tige de commande (24) lorsque le clapet (25) est en position de fermeture. 4. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du limiteur (10) est obturé à l'extrémité inférieure par un bouchon (15) qui est solidaire d'une rondelle (18) réglable en hauteur et constituant une butée pour la position basse du flotteur. 5. Limiteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le flotteur (14) comprend un appendice (20) qui coopère avec un doigt horizontal (21) dont une extrémité est rendue solidaire de la tige de commande (24). 9 2788258 6. Limiteur selon la revendication 1, du type dans lequel le clapet (25) est un clapet papillon coopérant avec un siège incliné sur l'axe vertical du corps du limiteur, caractérisé en ce qu'une chambre de vidange (35) est ménagée dans ledit clapet pour la réception d'une soupape de vidange (36) sollicitée par un ressort de rappel (37) disposé dans ladite chambre de vidange (35). 7. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (39) est inclinée d'environ 20 sur l'axe vertical du limiteur. 8. Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de 0 commande (24) comprend une partie courbe (24a) qui assure une liaison entre la partie rectiligne et la rotule (41).