Brevet FR2839520A1 — publié le 20031114

La présente invention concerne un perfectionnement au matériel de stockage, d'épandage et/ou de transport de produit bitumineux. Ce matériel comprend une cuve dans laquelle est stocké le produit bitumineux et il comprend aussi, selon la destination de ce matériel, des équipements divers permettant le transfert du produit et/ou son épandage s'il s'agit d'un liant bitumineux par exemple. Dans tous les cas, ce matériel comporte un équipement spécifique compte-tenu du produit à manipuler, en l'occurrence une ou plusieurs vannes qui permettent de faire circuler ledit produit vers sa destination. Quel que soit son état, ce produit circule très mal et tout obstacle, comme une vanne par exemple, génère des pertes de charge et, lorsque le produit est chauffé, des dispersions de chaleur importantes. La présente invention propose, pour ce type de matériel, un système de vannes original qui permet de remédier aux inconvénients précités, surtout lorsqu'il faut utiliser plusieurs vannes pour réussir à faire circuler le produit dans les différents équipements, selon la destination dudit produit. Selon l'invention, le matériel comprend une cuve de stockage du produit bitumineux et au moins une vanne pour permettre sa circulation vers sa destination, et en particulier au moins une vanne multi-voies qui comprend un orifice d'alimentation et deux orifices contrôlés par clapets, lesquels clapets en forme de soupape, sont disposés par couple dans le corps de ladite vanne, dans des plans sécants, et la distance entre leurs tiges de manoeuvre est inférieure à la somme des rayons desdits clapets. Compte-tenu des diamètres des orifices, de l'ordre de 10 cm, le corps de la vanne renferme une cavité dans laquelle le volume de liant est très faible comparé à celui qu'il occuperait dans un matériel classique comportant deux vannes. Cette conception permet de réduire de façon importante l'encombrement de ce type de vanne et les déperditions de chaleur. De plus, elle est plus facilement logeable sur le matériel. Toujours selon l'invention, le matériel comporte au moins une vanne multi-voies compacte de forme cubique ou avoisinante, munie de trois orifices qui sont aménagés dans trois faces perpendiculaires adjacentes : l'orifice d'alimentation et les orifices munis de clapets. Selon une autre disposition de l'invention, et en particulier dans le cas d'un matériel d'épandage de liant bitumineux, au moyen d'une rampe d'épandage, lequel matériel étant équipé pour satisfaire les fonctions classiques suivantes de ce type de matériel : - établissement d'un circuit court entre la pompe d'aspiration du liant dans la cuve et le retour dans cette dernière pour réaliser le brassage dudit liant, - établissement d'un circuit long entre ladite pompe et ledit retour en cuve, passant par ladite rampe d'épandage et en particulier sa tubulure d'alimentation des différents gicleurs, - établissement d'un circuit pour l'épandage du liant par le biais desdits gicleurs de la rampe, lequel matériel selon l'invention, est muni d'un bloc réunissant deux vannes multi-voies compactes, c'est-à-dire qu'il comporte : - un orifice d'alimentation relié à la pompe d'aspiration du liant dans la cuve, - un orifice contrôlé par un clapet, relié à la cuve pour le retour dudit liant, - deux orifices contrôlés par clapets reliés chacun à l'une des extrémités de ladite rampe d'épandage et, entre ces deux derniers orifices, un bipasse contrôlé également par un clapet, lequel bipasse et l'un des orifices contrôlés par clapets forment un couple faisant partie de l'une desdites vannes multi-voies compactes, l'autre orifice contrôlé par clapets et celui relié à la cuve formant également un couple de clapets correspondant à l'autre vanne multi-voies ; pour chaque couple de clapets, les tiges de manoeuvre sont croisées et la distance séparant ces tiges est inférieure à la somme des rayons des clapets dudit couple. Là encore, l'encombrement d'un tel bloc est particulièrement réduit et le volume de liant dans la cavité interne du bloc est très faible. Selon un premier mode de réalisation, le bloc de vannes multi-voies se présente sous la forme d'un assemblage de deux vannes multi-voies compactes comprenant chacune un orifice d'alimentation et un couple d'orifices à clapets, le bipasse étant constitué par l'un des orifices à clapets de l'une et l'orifice libre de l'autre vanne multi-voies. Selon une variante de réalisation, le bloc de vannes multi-voies se présente sous la forme d'une simple pièce parallélépipédique monobloc, le bipasse étant disposé sensiblement au centre dudit bloc. Toujours selon l'invention, et en particulier dans le cas du matériel d'épandage de liant bitumineux, lequel matériel comprend des moyens pour porter et maintenir ledit liant à l'état liquide, et en particulier les moyens constitués d'un générateur de chaleur comme un brûleur à fuel, d'un serpentin qui s'étend dans le fond de la cuve de stockage et dans lequel circulent les gaz chauds et fumées, et d'une cheminée disposée à la sortie du serpentin, située à proximité dudit générateur, lequel matériel comporte un bloc de vannes multi-voies compact disposé entre ledit générateur de chaleur et ladite cheminée, sur la face arrière de la cuve de stockage. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels : - la figure 1 représente une vanne multi-voies compacte, en perspective, particulièrement adaptée au matériel de stockage, d'épandage et/ou de transport de produit bitumineux ; - la figure 2 représente la vanne multi-voies de la figure 1, toujours en perspective sous un autre angle, montrant les trois faces munies chacune d'un orifice ; - la figure 3 montre la vanne multi-voies en coupe, faisant apparaître la disposition particulière des clapets en forme de soupape et en particulier les positions relatives des tiges de man#uvre de ces clapets ; - la figure 4 représente l'installation de vannes sur un matériel d'épandage de liant bitumineux, lequel bloc et le matériel en question sont représentés de façon schématique ; - la figure 5 représente un bloc de vannes multi-voies compact permettant de réaliser les différentes fonctions du groupe de vannes détaillé figure 4 ; - la figure 6 est une vue en coupe selon 6-6 du bloc représenté figure 5 ; - la figure 7 représente schématiquement une variante d'aménagement des clapets et en particulier de l'une des tiges de clapets, permettant de réduire au maximum l'encombrement de la vanne ; - la figure 8 est une coupe selon 8-8 de la figure 6 ; - la figure 9 est une vue de l'arrière d'un véhicule d'épandage de liant bitumineux, montrant l'implantation du bloc de vannes multi-voies compact, à l'arrière de la cuve de stockage ; - la figure 10 montre, partiellement, vue de côté, la partie arrière de la cuve et en particulier l'emplacement du bloc de vannes multi-voies compact. Les figures 1 à 3 représentent une vanne multi-voies compacte constituée d'un corps 1 de forme cubique ou avoisinante. Ce corps 1 comporte trois orifices 2,3 et 4 repéré aussi E, S1 et S2. Ces trois orifices sont disposés dans trois plans différents perpendiculaires et adjacents sur le corps 1 ; ils sont visibles simultanément comme représenté figure 2. Ces orifices 2,3 et 4 sont ouverts sur la chambre 5 aménagée à l'intérieur du corps, laquelle chambre correspond en fait aux différents forages réalisés dans le corps. L'orifice 2 correspond à un orifice d'entrée E, ou d'alimentation de la vanne. Cet orifice est libre et communique directement avec la chambre interne 5 du corps 1. Les orifices 3 et 4 sont contrôlés chacun par un clapet : le clapet 6 repéré aussi C1 pour l'orifice 3 et le clapet 7 repéré aussi C2 pour l'orifice 3. Ces clapets, en forme de soupape, sont disposés à l'intérieur de la chambre 5. Ils peuvent être manoeuvrés manuellement ou comme représenté sur les figures par un système classique du type à vérin pneumatique. Le clapet C1 est manoeuvré par un vérin 8 et le clapet C2 est manoeuvré par un vérin 9. Ces clapets C1 et C2 sont disposés dans des plans différents perpendiculaires entre eux et ils sont manoeuvrés par l'intermédiaire de leurs tiges 11 et 12 respectivement qui traversent le corps ; ces tiges 11 et 12 sont interposées entre le clapet proprement dit et leurs vérins. Les tiges 11et 12 se croisent dans le corps 1 de la vanne. La distance D entre ces tiges comme représenté figure 3, est relativement faible pour permettre une réduction de l'encombrement de la vanne. Cette distance D entre les tiges 11 et 12 est inférieure à la somme des rayons R1 et R2 des clapets C1 et C2 respectivement. Ces deux tiges sont perpendiculaires à l'axe de l'orifice E. Le montage et le démontage des clapets par rapport au bloc 1 restent possibles grâce au dégagement latéral du clapet dont la tige se situe du côté de l'orifice E. On remarque, figure 3, que la chambre 5 à l'intérieur du corps 1 de la vanne est obtenue par les différents forages et en particulier le forage de l'orifice d'entrée E, le forage de passage et de mise en place du clapet C1 et le forage du clapet C2. On remarque plus précisément figure 3, que ce forage du clapet C2 comporte une partie cylindrique 13 correspondant à l'orifice 3 et une partie cylindrique 14 d'un diamètre plus important pour le passage du clapet C2. Entre les deux parties cylindriques 13 et 14, on trouve le siège 15 du clapet C2. Le même type de forage est réalisé pour le clapet C1 et l'orifice 2. Toujours figure 3, le clapet C2 est représenté en position inactive d'obturation, écarté de son siège 15. Le piston 16 du système de vérin 9 est soumis à une pression, du côté de la tige 12, contrariant l'effet du ressort 17 situé à l'extérieur dudit piston. On remarque, qu'en l'absence de pression, de part et d'autre du piston 16, c'est le ressort 17 qui permet la fermeture automatique du clapet C2. Le système de vérin 8 utilisé pour le clapet C1 est identique. Cette vanne multi-voies est très compacte du fait de la position des deux orifices 3 et 4 qui sont très proches de l'orifice 2. Cette conception permet de réduire le volume du produit contenu dans le corps de la vanne et permet aussi d'éviter des déperditions de chaleur importantes pour produit bitumineux. Cette vanne multi-voies représentée figures 1 à 3, reçoit par exemple au niveau de son entrée E un produit bitumineux du genre liant par exemple, lequel produit est ensuite orienté vers deux destinations par une sélection des clapets C1 ou C2 correspondant aux orifices de sortie S1 ou S2. Ainsi le produit ou liant peut retourner à partir de l'une de ses sorties vers la cuve de stockage et grâce à l'autre sortie, être expédié vers son utilisation, comme par exemple de l'épandage sur le sol. Les figures suivantes détaillent l'utilisation de ce type de vanne multi-voies compacte dans une application particulière comme par exemple l'épandage de liant bitumineux qui comporte en fait une réunion de deux vannes multi-voies compactes telles que détaillées auparavant. La figure 4 montre, schématiquement, un matériel d'épandage de liant bitumineux comprenant une cuve de stockage 20 de ce liant bitumineux, installée par exemple sur un châssis de véhicule non représenté, lequel liant est expédié au moyen d'une pompe de circulation 21 et d'un ensemble de vannes 22, vers une rampe d'épandage 23. Le liant stocké dans la cuve 20 est fluidifié par chauffage au moyen d'un générateur de chaleur constitué par exemple d'un brûleur 24 représenté par une simple croix sur la face arrière 25 de la cuve. Les gaz chauds et fumées circulent dans un serpentin 26 qui s'étend dans le fond de la cuve 20 sur toute sa longueur par exemple, et sont ensuite évacués toujours à la partie arrière 25 de la cuve, par l'intermédiaire d'une cheminée 27. L'ensemble de vannes dénommé dans la suite du texte bloc de vannes 22 permet d'établir plusieurs modes de circulation du liant bitumineux sur ce type de matériel Lors de la montée en température du liant bitumineux dans la cuve 20, la pompe 21 est utilisée pour faire circuler ce liant et réaliser une sorte de brassage. Le liant est prélevé par l'aspiration 28, à l'intérieur de la cuve en un point approprié et la pompe 21 fait circuler le liant à travers le bloc de vannes 22 pour le renvoyer dans la cuve 20 et réaliser ainsi au moyen d'un circuit court , le brassage du liant. Une vanne V4 est installée en sortie du bloc 22 pour permettre le retour du liant dans la cuve 20. Ce bloc de vannes 22 permet aussi d'établir un circuit long pour faire circuler le liant dans la tubulure 32 de la rampe d'épandage 23 afin d'éviter toute stagnation du liant dans la rampe lorsqu'elle est inactive. Pour obtenir cette circulation dans la rampe, on remarque la présence de deux vannes V1 et V3 au niveau du bloc 22. La vanne V1 qui se situe du côté de la pompe 21, directement après l'entrée E du bloc 22, est reliée à l'extrémité 31 de la rampe 23 et en particulier à la tubulure 32 d'alimentation des gicleurs. Une vanne V3 est disposée avant la vanne V4 qui permet le retour du liant dans la cuve 20. Cette vanne V3 est reliée à l'autre extrémité 33 de la rampe d'épandage 23. Pour établir ce circuit long du liant, à travers la rampe 23, une vanne V2 faisant office de bipasse est interposée pour fermer le circuit court et dériver le liant à travers la vanne V1 le faisant circuler dans la rampe 23 puis à travers la vanne V3 vers le retour 29 dans la cuve 20. Pour réaliser l'épandage du liant par les gicleurs 34, on peut utiliser soit la vanne V1, soit les deux vannes V1 et V3, la vanne V2 étant ouverte et selon le cas, la vanne V4 est fermée. Le bloc de vannes 22 détaillé sur les figures suivantes utilise le principe de la vanne multi-voies du type de celle représentée figures 1 à 3, en réunissant deux vannes de ce type. Deux possibilités sont envisageables pour réunir ces vannes : soit un assemblage de deux vannes élémentaires, soit l'utilisation d'un ensemble monobloc rassemblant deux corps 1 dans une même pièce comme représenté et détaillé figures 5 et 6 ci-après. Ce corps 10 du bloc de vannes se présente sous la forme d'un parallélépipède rectangle constitué d'une première partie repérée A sur la droite des figures 5 et 6 et d'une seconde partie B sur la partie gauche. Dans chaque partie A et B on retrouve les éléments détaillés auparavant figures 1 et 2 à savoir deux clapets disposés dans des plans différents et en particulier des plans perpendiculaires et un autre orifice disposé dans un plan adjacent et perpendiculaire aux deux autres, et en particulier dans un plan qui est parallèle aux tiges de manoeuvre desdits clapets. Ainsi, plus en détail, comme représenté figures 5 à 8, la partie A du bloc 10 comprend un orifice 41 pour l'alimentation du bloc qui est reliée à la pompe 21 ; orifice se situe sur la façade 42 du bloc 10 et permet l'introduction du liant dans la chambre 5. Cette chambre 5 comporte deux clapets : le clapet 46 repéré aussi C1 qui correspond à la vanne V1 sur la figure 4. Ce clapet C1 met la chambre 5 en communication avec l'extrémité 31 de la rampe d'épandage 23. Toujours dans cette chambre 5 de la partie A, un deuxième clapet 47 repéré aussi Cb, met en communication la partie A du bloc 10 avec la partie B. Cette partie B du bloc 10 comporte également en quelque sorte une entrée 48 repérée aussi E qui correspond au passage contrôlé par le clapet 49 du bipasse repéré aussi Cb. Cette entrée E de la partie B met en communication la chambre 5 de cette partie B avec la chambre 5 de la partie A. Dans cette chambre 5 de la partie B on trouve un clapet 50 repéré aussi C3 qui correspond à la vanne V3 de la figure 4. Ce clapet C3 contrôle la communication entre la chambre 5 de la partie B et l'extrémité 33 de la rampe d'épandage 23. Toujours dans cette chambre 5 de la partie B, on trouve un clapet 51 repéré aussi Cr qui permet le retour du liant dans la cuve 20. Ce clapet Cr correspond à la vanne V4 de la figure 4. L'orifice de sortie 52 repéré aussi S au niveau du clapet Cr est situé sur la face 53 du bloc 10 qui est parallèle et opposé à la face 42 dans laquelle se situe l'entrée. Les orifices correspondant aux clapets C1 et C3 sont situés dans la face inférieure 54 du bloc 10 et reçoivent chacun les tubulures de liaison avec les extrémités 31 et 33 respectivement de la rampe 23. Le clapet Cb qui fait office de bipasse, correspond à la vanne V2 de la figure 4. On obtient ainsi en réunissant deux vannes multi-voies élémentaires correspondant aux figures 1 à 3 un bloc de vannes particulièrement compact dont le volume d'accueil de liant est réduit à sa plus simple expression, lequel volume découle des seules contraintes d'usinage et de positionnement des clapets. Ces clapets C1 et Cb dans la partie A du bloc 10 ont des tiges de manoeuvre séparées d'une distance D particulièrement réduite. Les tiges sont croisées et séparées d'une distance D la plus faible possible et même, comme représenté figure 7, réduite à la plus simple expression c'est-à-dire que cette distance D est nulle. L'une des tiges de manoeuvre en particulier la tige du clapet C3 est façonnée avec une ouverture oblongue qui permet le passage de la tige du clapet Cr. Ce montage particulier peut être adapté sur la partie A du bloc 10 et sur chaque vanne multi-voies élémentaire, du type de celle représentée figures 1 à 3. Les figures 9 et 10 montrent le bloc de vannes 10 installé à l'arrière d'un véhicule et en particulier à la partie arrière de la citerne, positionné entre le brûleur 24 et la cheminée 27. La compacité de ce bloc de vannes 10 permet de l'installer directement sur la cuve 20 entre le brûleur et la cheminée, libérant ainsi un espace non négligeable sur cette partie arrière du véhicule. On remarque la pompe 21 qui alimente directement le bloc 10 ainsi que les tubulures 61 et 63 qui relient les orifices de sortie des clapets C1 et C3, à la rampe d'épandage 23. Les clapets C1 et C3 sont manoeuvrés au moyen des systèmes pneumatiques 71 et 73 qui sont disposés au-dessus du bloc 10. Le clapet du bipasse est man#uvré par le système pneumatique 74 installé sur la droite du bloc 10 comme représenté aussi figures 5,6 et 9. Le clapet Cr qui permet le retour dans la cuve, est manoeuvré par le système de commande pneumatique 75 situé sur la façade du bloc, à côté de son entrée E comme représenté aussi figures 5 et 8. Le diamètre des orifices sur le corps 1 ou sur le bloc 10 est de l'ordre de 100 mm. Il correspond au diamètre des tubulures dans lesquelles circule le liant. Le volume de la chambre 5 du corps 1 ou des deux chambres du bloc 10 est donc relativement important et sa réduction très importante du fait du regroupement des clapets dans un même corps permet de réduire et même de diviser par deux le volume qu'occupe le liant dans le bloc de vannes par rapport à un bloc constitué de vannes juxtaposées procurant les mêmes fonctions que le bloc 10 détaillé auparavant. - REVENDICATIONS - 1.- Matériel de stockage, d'épandage ou de transport de produit bitumineux, comprenant une cuve de stockage dudit produit et au moins une vanne pour permettre la circulation de ce dernier selon sa destination, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une vanne multi-voies compacte qui comprend un orifice d'alimentation et deux orifices contrôlés par clapets, lesquels clapets, en forme de soupape, sont disposés par couples dans le corps de ladite vanne, dans des plans sécants, et la distance (D) entre leurs tiges de manoeuvre est inférieure à la somme des rayons desdits clapets. 2. - Matériel selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une vanne multi-voies compacte de forme cubique ou avoisinante, munie de trois orifices aménagés dans trois faces perpendiculaires adjacentes : l'orificed'alimentation et les orifices munis de clapets, les axes desdits clapets étant perpendiculaires à l'axe de l'orifice d'alimentation. 3. - Matériel selon la revendication 1, et en particulier matériel d'épandage de liant bitumineux, au moyens d'une rampe d'épandage (23), lequel matériel étant équipé pour satisfaire les fonctions classiques suivantes de ce type de matériel : - établissement d'un circuit court entre la pompe (21) d'aspiration du liant dans la cuve (20) et le retour dans cette dernière pour réaliser le brassage dudit liant ; - établissement d'un circuit long entre ladite pompe (21) et ledit retour en cuve, passant par ladite rampe d'épandage (23) et en particulier sa tubulure (32) d'alimentation des différents gicleurs, - établissement d'un circuit pour l'épandage du liant par le biais desdits gicleurs de la rampe (23), lequel matériel comporte un bloc réunissant deux vannes multi-voies compactes selon la revendication 2, lequel bloc comporte : - un orifice d'alimentation relié à la pompe d'aspiration (21), - un orifice contrôlé par un clapet (Cr) relié à la cuve (20) pour le retour du liant, - deux orifices contrôlés par des clapets (C1, C3), reliés chacun respectivement aux extrémités (31, 32) de ladite rampe d'épandage (23) et, entre ces deux clapets (C1, C3), - un bipasse contrôlé également par un clapet (Cb), lequel bipasse formant avec le clapet (C1) un couple disposé dans la partie (A) du bloc de vannes, l'autre clapet (C3) et le clapet (Cr) relié à la cuve formant également un couple de clapets disposés dans la seconde partie (B) dudit bloc, la distance entre les tiges de manoeuvre des clapets de chaque couple est inférieure à la somme des rayons desdits clapets du couple. 4. - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc de vannes multi-voies compact se présente sous la forme d'un assemblage de deux vannes multivoies compactes comprenant chacune un corps (1) muni d'un orifice d'alimentation et d'un couple de clapets, le bipasse étant constitué par l'un des clapets de l'un des corps et l'orifice d'alimentation de l'autre corps. 5. - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc de vannes multi-voies compact se présente sous la forme d'une pièce parallélépipédique monobloc comprenant deux parties, le clapet bipasse (Cr) étant disposé sensiblement au centre dudit bloc séparant lesdites parties (A) et (B). 6. - Matériel selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, et en particulier muni de moyens pour porter et maintenir le liant bitumineux à l'état liquides, lesquels moyens sont constitués d'un générateur de chaleur du genre brûleur (24), d'un serpentin (26) qui s'étend dans le fond de la cuve de stockage (20) et dans lequel circulent les gaz chauds et fumées, et d'une cheminé (27) disposée à la sortie du serpentin à proximité dudit générateur, caractérisé en ce qu'il comporte un bloc de vannes multi-voies compact disposé entre ledit générateur de chaleur (24) et ladite cheminée (27), sur la face arrière (25) de ladite cuve de stockage.