Brevet FR2905445A1 — publié le 20080307

La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour les récipients mobiles qui contiennent des substances liquides et/ou gazeuses pouvant constituer un danger pour la santé ou l'environnement. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans les installations utilisant ces récipients (distribution de chlore, d'ammoniac et autres produits toxiques), des dispositifs de sécurité sont prévus : détecteurs de fuites, ventilateur d'extraction et tour de neutralisation afin d'absorber et neutraliser les fuites dans le local de distribution, qui devra être maintenu étanche. Bien qu'elles soient nécessaires, ces dispositions ne protègent pas efficacement contre les émanations de produit. En outre, en ne remédiant pas à la fuite, ces dispositions ne règlent pas le problème à la base, d'où leur insuffisance. Par ailleurs, ces récipients mobiles, lesquels sont soumis à réglementation, sont dotés de robinets de construction simple et robuste, montés par paire généralement. Ces robinets sont commandés manuellement. Cependant, en cas de fuite, il est dangereux de s'approcher des récipients pour en fermer le robinet, eu égard aux risques d'intoxication et ce, malgré le port de tenues de protection individuelle. Dès lors, il s'avère indispensable de pouvoir commander à distance la fermeture des récipients. Pour répondre à ce besoin, on a dû monter sur le circuit de distribution une vanne commandée à distance (électrique ou pneumatique), se raccordant directement au robinet du récipient. Cette solution a apporté une amélioration significative en termes de sécurité, en rendant possible la coupure à distance du produit en aval de la vanne, en cas de fuite sur le circuit de distribution. Mais la sécurité apportée reste encore insuffisante. La mise en place de la vanne (commandée à distance) introduit un raccord de plus dans le circuit, raccord de liaison entre la vanne et le robinet, et donc un risque de fuite supplémentaire. En outre, il n'est pas possible de couper le produit en cas de fuite en amont de la vanne, sur le raccord de liaison par exemple, ou au niveau du robinet lui-même. Par ailleurs, les récipients mobiles ne sont pas bien protégés contre les fuites de produit pendant le transport et au cours des opérations de manutention pour enlèvement, dépose ou branchement. Les systèmes de protection actuels tels que les cloches étanches ne sont pas pratiques à mettre en oeuvre. Il en est de même pour les enveloppes de confinement montées sur les bouteilles. 2905445 -2- OBJET DE L'INVENTION Le dispositif, objet de l'invention, est constitué par une électrovanne à commande directe, normalement fermée, installée dans le récipient, spécialement conçue pour cette application. 5 La figure 1 donne la coupe-type de cette électrovanne. La figure 2 illustre la mise en place de l'électrovanne dans le récipient et les figures 3 et 4 définissent le capot, accessoire de protection. En référence à ces dessins, l'électrovanne est intégrée à la masse du récipient, de sorte que son orifice d'entrée 1 est confiné à l'intérieur du récipient et l'orifice de sortie 2 10 encastré dans la bride porte-robinets 3. De par la conception de l'électrovanne et le montage ainsi réalisé, la partie de la vanne située à l'extérieur du récipient présente un corps monobloc étanche soudé sur la bride porte-robinets 3. Ce corps monobloc, ainsi que la bobine 4 sont coiffés d'un capot de protection 5 pour préserver le dispositif des chocs qui pourraient être occasionnés par les opérations de 15 manutention du récipient. La vanne est démontable à partir de l'écrou qui porte l'orifice d'entrée 1 et tous les éléments constitutifs peuvent être retirés pour entretien, après dépose de cet écrou. Quant à la bobine 4, elle est également interchangeable et accessible de l'extérieur du récipient, après avoir déposé le capot de protection 5. 20 Par ailleurs, la vanne est placée en amont du robinet d'arrêt 6 du récipient, dans le sens distributeur, de sorte que l'électrovanne commande l'arrivée du produit sur le robinet. En sortie du récipient, le produit arrive préalablement sur l'orifice d'entrée 1 de l'électrovanne. Celle-ci est fermée tant qu'elle est hors tension et le produit n'arrive pas sur le robinet 6, de sorte que le récipient reste isolé. Pour laisser passer le 25 produit, l'électrovanne doit être excitée. Dès la mise sous tension, le produit arrive par l'orifice de sortie 2 sur le conduit 7 qui l'amène jusqu'au robinet 6, préalablement ouvert. En cas d'incident, il suffit de couper le courant à distance pour arrêter l'arrivée du produit sur le robinet 6. En ce qui concerne l'alimentation de l'électrovanne, le coffret électrique fournit 30 une tension en courant continu, à 2 niveaux : û tension d'appel qui devra être suffisante pour que l'effort de l'électro-aimant puisse vaincre l'effort de pression du produit sur le clapet et ouvrir la vanne. Il y a lieu de préciser que la pression du produit est la pression nominale de service et non la pression d'épreuve. L'électrovanne doit être étanche à la pression d'épreuve mais ne 35 pourra pas s'ouvrir à cette pression par la tension d'appel. La durée de la tension d'appel est de quelques dixièmes de seconde. 2905445 -3- tension de maintien qui délivre un courant d'intensité beaucoup plus faible que le courant d'appel et qui produit l'effort opposé à l'effort de rappel du ressort, lequel a une rigidité très faible. La tension de maintien dure le reste du temps d'ouverture de l'électrovanne. Le courant de maintien étant faible 5 (quelques dixièmes d'ampère tout au plus), la bobine 4, qui est dimensionnée pour encaisser la pointe du courant d'appel, peut rester sous tension de maintien sans échauffement notable, aussi longtemps qu'il le faut (la durée de vidange du récipient). La figure 5, circuit de puissance et la figure 6, circuit de commande, donnent 10 un exemple de schéma électrique possible. En référence à ces figures où KM est le contacteur, KA la bobine de l'électrovanne et NC un contact auxiliaire à ouverture, temporisé à l'action, la lampe 8 qui entre dans le circuit de maintien après la phase d'appel sert aussi de lampe de signalisation au dépotage du produit. Il s'agit d'un exemple, étant entendu que le coffret électrique pourra 15 avoir toute autre configuration pouvant assurer l'alimentation adéquate de l'électrovanne, en courant continu ou alternatif. L'ensemble de ces dispositions constructives confère au dispositif, objet de l'invention, l'avantage suivant : indépendamment de l'état de son robinet, le récipient se trouve fermé depuis le moment de son remplissage chez le fournisseur jusqu'à son 20 branchement sur le circuit de distribution, l'arrivée du produit sur le robinet étant entièrement coupée. Ainsi, pendant le transport du récipient, durant les manoeuvres de manutention et pendant toute la durée d'entreposage en attente de branchement, le dispositif assure la protection contre les fuites de produit : sur le robinet, au niveau des garnitures de presse-étoupe, de la base de fixation 25 (bride ou filetage), des portées d'étanchéité ; en cas de rupture du robinet. Autre avantage : au moment du branchement du récipient, l'ouverture du robinet s'effectue en toute sécurité, car c'est seulement après cette manoeuvre que l'électrovanne est excitée à distance et s'ouvre pour laisser passer le produit. 30 Autre avantage : en phase de dépotage du récipient , le dispositif protège contre les fuites qui surviendraient non seulement sur le circuit de distribution, mais également sur le robinet lui-même. Un exemple de réalisation a été effectué sur un tank à chlore. • capacité du tank : 800 kg ; 35 • pression de service : 7,5 bars à 20 C ; • pression d'épreuve : 30 bars ; 2905445 -4-• distribution du chlore : en phases liquide et gazeuse. La figure 7 constitue une mise en oeuvre particulière définissant la disposition sur la bride porte-robinet 3 des robinets d'arrêt 6 et des dispositifs de sécurité, représentés par leur capot de protection 5. La réalisation des électrovannes, 5 leur installation sur le tank et la confection du coffret électrique ont été effectuées conformément aux figures n ùS 1, 2, 3, 4, 5 et 6, avec les particularités suivantes : 10 matériaux : • corps, écrou d'entrée : acier E 24 ; • noyau fixe, noyau mobile : acier E 24 ; • axe, clapet : acier Inox 316 ; • écrou de clapet : PTFE • garniture d'étanchéité --p sur siège : couche d'argent, épaisseur 1 mm ; -* sur clapet : élastomère fluoré (Viton), épaisseur 2 mm ; • culasse de bobine : acier E24, revêtu d'une gaine plastique alimentation électrique : • tension d'appel : 60 V-CC - durée : 0,5 seconde; • tension de maintien : 0, 6 V - CC - durée moyenne : 40 heures. D'une manière générale, l'adaptation du dispositif, objet de l'invention, sur les récipients existants est aisée. L'électrovanne sera dimensionnée en fonction de la pression de service du récipient, dans les proportions de la figure 1 et en respectant les limites d'encombrement, à l'exemple de la figure 7. Les matériaux seront choisis pour 30 une bonne tenue à la corrosion par le produit. La mise en place de l'électrovanne s'effectue par le changement à neuf de la bride porte-robinets 3, usinée et soudée conformément à la figure 2. Du côté du Fournisseur de produit, il n'y a pas de précaution particulière à prendre. En effet , l'électrovanne laisse passer le produit en sens inverse, fonctionnant en clapet anti-retour. bobine en fil de cuivre 0 1, 2 mm ; ressort de rappel : intérieur : 0 8,5 mm ; • 0 fil : 0 1 mm ; • longueur libre : 32 mm ; • nombre de spires : 15 ; 15 20 25 REVENDICATIONS 1/ Dispositif de sécurité pour récipients mobiles constitué par une électrovanne normalement fermée installée dans le récipient, caractérisé en ce que l'électrovanne est intégrée à la masse du récipient de sorte que son orifice d'entrée (1) est confiné à l'intérieur du récipient et l'orifice de sortie (2) encastré dans la bride porte- robinets (3). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de la vanne située à l'extérieur du récipient présente un corps monobloc étanche soudé sur la bride porte-robinets (3). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne est placée en amont du robinet d'arrêt (6) du récipient, dans le sens distributeur, de sorte que l'électrovanne commande l'arrivée du produit sur le robinet.