Brevet FR2905745A1 — publié le 20080314

Système de mise à l'air de réservoir à liquide La présente invention concerne un système de mise à l'air de réservoir à liquide. Les réservoirs à liquide, lorsqu'ils sont susceptibles d'être déplacés avec le liquide qu'ils contiennent sont généralement équipés d'un système de ventilation garantissant la sécurité par rapport à l'environnement alors que le réservoir est soumis à des sollicitations diverses: mouvements en tous sens et de toute amplitude, sollicitations thermiques, dépressions et surpressions. Cette exigence est rencontrée dans le cas de réservoirs à carburant, en particulier lorsqu'ils sont montés sur des véhicules automobiles et qu'il est impératif d'empêcher la sortie de carburant liquide et de gérer les changements importants de pression et volume de gaz au cours du remplissage et pendant la totalité de la durée du stockage dans le réservoir. Des solutions ont été développées pour résoudre ces problèmes, qui mettent en oeuvre des clapets de sécurité plongeant dans le réservoir et dont la partie supérieure traverse une paroi de celui-ci. Ces clapets débouchent généralement sur une conduite menant à un boîtier ou canister contenant une matière capable de piéger les vapeurs de liquide présentes dans les gaz en provenance du réservoir. Il n'est pas rare, toutefois, que des systèmes de ce type présentent encore des difficultés du fait qu'en raison des circonstances particulières d'utilisation, telles que mouvements brusques ou inclinaison excessive du véhicule, du liquide provenant du réservoir peut néanmoins passer la barrière du clapet de sécurité et se retrouver dans la conduite menant au canister, voire atteindre celui-ci et perturber le libre passage des vapeurs. En remède à cet entraînement accidentel de liquide hors du réservoir, on a songé à munir lesdits clapets d'un dispositif ROV (ou Roll Over Valve) consistant généralement en une bille dense ou un ressort associé à un flotteur, et fermant le clapet en cas de retournement, vague... On a également cherché à retenir le liquide qui s'échapperait par la conduite menant au canister en intercalant dans cette conduite un volume mort destiné à jouer le rôle de capacité pour recueillir le liquide et laisser passer librement les vapeurs. Ce volume mort est généralement muni d'un dispositif permettant sa vidange lorsque le niveau de liquide dans le réservoir descend en dessous d'une certaine limite, ledit dispositif 2905745 2 évitant par ailleurs l'ingression de liquide dans ledit volume lorsque le niveau de liquide dans le réservoir est au-dessus de cette limite. On l'appelle dès lors également capacité vidangeable ou CV. De tels systèmes (à la fois avec ROV et CV) sont par exemple décrits dans les brevets EP 1020670 et EP 1172306 au 5 nom de la demanderesse. Les dispositifs de vidange qui y sont décrits sont des clapets anti-retour de type clapet parapluie, qui sont généralement à base d'élastomère. L'inconvénient de ces système de l'art antérieur utilisant une capacité ou enceinte devant être vidangée à grand débit et étant dès lors munie d'orifice(s) de 10 relativement grande taille obturés par des clapets anti-retour, est le manque d'étanchéité au niveau de ces clapets. En effet, bien que cette étanchéité soit meilleure avec des systèmes souples à base d'élastomères (comme dans les brevets précités au nom de la demanderesse), ceux-ci présentent toutefois une fuite statique lorsque le clapet reste immergé dans le liquide pendant une période 15 prolongée. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en fournissant un système de ventilation avec une enceinte vidangeable nettement plus étanche que celles des systèmes de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne un système de mise à l'air d'un réservoir à 20 liquide comprenant une enceinte interne au réservoir et munie d'un dispositif de vidange comprenant au moins une ouverture pratiquée dans l'enceinte et un clapet anti-retour à base d'élastomère susceptible d'obturer/dégager cette ouverture, selon lequel ce clapet anti-retour est forcé dans une position de fermeture étanche de l'ouverture par un dispositif spécifique à partir d'un certain 25 niveau de liquide dans le réservoir. Le réservoir à liquide est un volume fermé, de formes diverses, généralement étanche vis-à-vis de l'extérieur, qui peut être équipé de divers accessoires internes ou traversant sa paroi. Le réservoir peut contenir tout type de liquide organique, inorganique ou mélange de tels liquides. En particulier, il est 30 un réservoir à carburant pour véhicules automobiles. Tous les types de carburant utilisés par les véhicules automobiles peuvent être stockés dans le réservoir à liquide tels que notamment l'essence et le gasoil. Le système de mise à l'air de ce réservoir est un dispositif comprenant plusieurs éléments dont la fonction globale est de permettre le dégazage du réservoir lors de son remplissage et sa ventilation en période d'utilisation et de 2905745 3 consommation du liquide qu'il contient, tout en maintenant l'environnement extérieur à l'abri de toute fuite ou émanation de gaz indésirables. Selon l'invention, le système de mise à l'air comprend une enceinte ou volume fermé interne au réservoir de forme quelconque et délimité par des parois 5 étanches aux liquides et aux gaz. Ce volume est disposé à l'intérieur du réservoir et communique avec lui via au moins une ouverture et également, avec le système de mise à l'air au moyen d'une ouverture et/ou d'un conduit de mise à l'air. Une partie du liquide présent dans le réservoir peut donc pénétrer dans cette enceinte soit directement (lorsque son niveau atteint un des orifices) soit 10 indirectement (par entraînement gazeux à travers un des orifices). Dès lors, selon l'invention, cette enceinte comprend un dispositif de vidange constitué d'au moins un orifice muni d'un clapet anti-retour. De préférence, cet orifice est situé en un point bas de l'enceinte, et le clapet dont il est muni peut s'ouvrir lorsque le niveau de liquide dans le réservoir descend en 15 dessous d'une certaine valeur et lorsqu'un poids suffisant de liquide est présent dans ce volume. Selon l'invention, ce clapet est à base d'élastomère(s), c.à.d. de caoutchouc(s) naturel(s) ou synthétique(s). Tous les types d'élastomères peuvent convenir. De préférence, il s'agit de NBR ou d'élastomères fluorés (fluorosillicone, FKM, FPM,...). 20 Tout type de clapet anti-retour élastomérique peut convenir. Ces clapets comprennent en général au moins une partie déformable sous l'effet du poids de liquide présent dans l'enceinte et dont la déformation permet alors de dégager l'ouverture. Il s'agit de préférence d'un clapet parapluie (c.à.d. ayant une membrane déformable sous l'effet du poids de liquide) ou en bec de canard 25 (c.à.d. ayant au moins deux lèvres susceptibles de s'écarter sous l'effet du poids de liquide). Selon l'invention, ce clapet est forcé dans une position de fermeture étanche par un dispositif spécifique à partir d'un certain niveau de liquide dans le réservoir. Ce dispositif comprend dès lors de préférence un flotteur de fermeture, 30 mobile en fonction du niveau de liquide et qui vient directement ou indirectement agir sur la partie déformable du clapet pour empêcher sa déformation. Selon une 1 èe variante préférée, le clapet anti-retour est un clapet parapluie et le dispositif forçant sa fermeture comprend un bras de levier actionné par le 35 flotteur de fermeture et comportant au moins une excroissance ou appui susceptible d'exercer une pression sur le bord du parapluie à partir d'un certain 2905745 -4 niveau de liquide dans le réservoir. Cette excroissance peut avoir une forme quelconque, par exemple annulaire de manière à pouvoir exercer une pression continue sur le pourtour du parapluie. Alternativement, cette excroissance peut consister en une multitude de tiges disposées en cercle de manière à pouvoir 5 exercer une pression à intervalles réguliers sur le pourtour du parapluie à partir d'un certain niveau de liquide dans le réservoir. Selon une 2ème variante, également préférée, le clapet anti-retour est un clapet en bec de canard et le dispositif forçant sa fermeture comprend une enceinte secondaire dans laquelle coulisse le flotteur de fermeture et qui est 10 munie en outre d'une butée ou appui co-opérant avec le flotteur de fermeture pour pincer les lèvres du bec de canard à partir d'un certain niveau de liquide dans le réservoir. Le système de mise à l'air selon l'invention comprend de préférence également au moins un clapet de ventilation comprenant un flotteur de 15 ventilation qui peut être disposé dans l'enceinte ou en dehors de celle-ci. Par clapet de ventilation à flotteur, on entend désigner un dispositif permettant la ventilation du réservoir à l'aide d'une soupape commandée par le déplacement d'un flotteur entraîné par le niveau de liquide présent dans le réservoir. Selon une première variante, le système comprend un clapet de ventilation 20 à flotteur séparé de l'enceinte et relié à celle-ci par un conduit de ventilation. Ce clapet de ventilation peut être une ROV ou une FLVV ( Fill Limit Vent Valve ) ou clapet comprenant généralement un flotteur susceptible d'obturer un orifice de connexion entre le réservoir et le circuit de mise à l'air lorsque le niveau de remplissage maximum est atteint, provoquant ainsi une montée en pression dans 25 le réservoir et le déclenchement du pistolet de remplissage). Dans ce cas, la fonction de l'enceinte est de constituer une capacité capable de recueillir et de retenir les entraînements éventuels de liquide provenant du réservoir qui auraient franchi la barrière du clapet. Le volume de cette capacité est choisi de taille suffisante pour recueillir l'ensemble des entraînements 30 liquides susceptibles de franchir la barrière du clapet lors de circonstances particulières, notamment lorsque le réservoir est plein ou proche de son niveau de remplissage maximum. Ce volume dépend aussi des dimensions et de la conception même du clapet ainsi que du diamètre du conduit le reliant à celui-ci. Dans ce cas, l'enceinte comprend généralement 3 orifices: un 35 communiquant avec l'intérieur du réservoir et muni du dispositif de vidange selon l'invention ; un la reliant au clapet de ventilation; et un autre la 2905745 -5 reliant à une autre partie du système de ventilation (conduit vers le canister par exemple). De plus amples détails relatifs à cette variante figurent dans les brevets EP susmentionnés au nom de la demanderesse, dont le contenu est incorporé par référence dans la présente demande. 5 Selon une 2ème variante, le clapet de ventilation à flotteur est intégré à l'enceinte. Dans ce cas, le clapet de ventilation est de préférence une ROV. Il peut toutefois également s'agir d'une FLVV comme celle décrites dans les demandes US susmentionnées, dont le contenu est également incorporé par référence dans la présente demande. Dans ce cas, généralement, l'enceinte 10 comprend au moins une fenêtre de déversement, au moins un orifice de purge muni du dispositif de vidange selon l'invention et au moins un orifice la reliant au circuit de mise à l'air. La présente invention concerne également un réservoir à carburant équipé d'un système de mise à l'air tel que décrit précédemment. 15 Les figures 1 et 2 ci-jointes ont pour but d'illustrer l'invention, sans en limiter en aucune façon sa portée. Sur ces figures, des n identiques désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente une vue schématique en coupe dans une enceinte (1) d'un système de mise à l'air selon une variante préférée de l'invention, destinée à 20 un réservoir à carburant. Cette enceinte (1) comprend des ouvertures de vidange (2) obturées par un clapet anti-retour (3), qui est un clapet parapluie. Ce clapet y est représenté dans sa position de fermeture étanche qui est forcée à l'aide d'un flotteur (4) solidaire d'un bras de levier (5) comprenant des appuis (6) disposés de manière à pouvoir exercer une pression sur le bord du clapet (3) lorsque le 25 niveau de liquide dans le réservoir amène le flotteur dans la position illustrée. En l'absence de carburant dans le réservoir, le bras (5) est en position verticale, et l'enceinte (1) peut se vider par déformation de la membrane en parapluie du clapet. Lorsque le niveau de carburant dans le réservoir atteint une certaine limite, le flotteur (4) redresse le bras de levier (5) et les appuis (6) 30 empêchent la déformation du parapluie et dès lors, améliorent l'étanchéité de l'enceinte (1). C'est la position illustrée dans cette figure (si ce n'est que le niveau de carburant n'y est pas représenté). La figure 2 illustre également une vue schématique en coupe dans une enceinte (1) d'un système de mise à l'air selon une variante préférée de 35 l'invention, mais où le clapet anti-retour (3) est cette fois en bec de canard et où le flotteur n'est plus solidaire d'un bras de levier mais par contre, coulisse dans 2905745 6 une enceinte secondaire (7) munie d'une butée (8). En l'absence de carburant dans le réservoir, le flotteur (4) est en position basse, et l'enceinte (1) peut se vider, le cas échéant, par ouverture des lèvres du bec de canard. Lorsque le niveau de carburant dans le réservoir atteint une certaine limite, le flotteur (4) 5 remonte et le bec de canard (3) est pris en sandwich entre le flotteur (4) et la butée (8), empêchant ainsi l'ouverture de ses lèvres. La vue illustrée est celle du clapet en position fermée mais non étanche c.à.d. susceptible d'évacuer du carburant s'il y en avait piégé dans l'enceinte (1). REVENDICATIONS 1. û Système de mise à l'air d'un réservoir à liquide comprenant une enceinte interne au réservoir et munie d'un dispositif de vidange comprenant au moins une ouverture pratiquée dans l'enceinte et un clapet anti-retour à base d'élastomère susceptible d'obturer/dégager cette ouverture, selon lequel ce clapet anti-retour est forcé dans une position de fermeture étanche de l'ouverture par un dispositif spécifique à partir d'un certain niveau de liquide dans le réservoir. 2. û Système de mise à l'air selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet anti-retour comprend au moins une partie déformable sous l'effet du poids de liquide présent dans l'enceinte et dont la déformation permet alors de dégager l'ouverture. 3. û Système de mise à l'air selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet anti-retour est un clapet parapluie ou en bec de canard. 4. û Système de mise à l'air selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de fermeture étanche comprend un flotteur de fermeture, mobile en fonction du niveau de liquide dans le réservoir et susceptible d'empêcher directement ou indirectement la déformation de la partie déformable du clapet. 5. û Système de mise à l'air selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet anti-retour est un clapet parapluie et en ce que le dispositif de fermeture comprend un bras de levier actionné par le flotteur de fermeture et comportant au moins une excroissance ou appui susceptible d'exercer une pression sur le bord du parapluie à partir d'un certain niveau de liquide dans le réservoir. 6. û Système de mise à l'air selon la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet anti-retour est un clapet en bec de canard et en ce que le dispositif de fermeture comprend une enceinte secondaire dans laquelle coulisse le flotteur de fermeture et qui est munie d'une butée ou appui co-opérant avec le flotteur de fermeture pour pincer les lèvres du bec de canard à partir d'un certain niveau de liquide dans le réservoir. 2905745 -8 7. ù Système de mise à l'air selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un clapet de ventilation comprenant un flotteur de ventilation 8. ù Système de mise à l'air selon la revendication précédente, caractérisé 5 en ce que le clapet de ventilation est séparé de l'enceinte et relié à celle-ci par un conduit de ventilation. 9. ù Système de mise à l'air selon la revendication 7, caractérisé en ce que le clapet de ventilation est intégré à l'enceinte. 10. ù Réservoir à carburant équipé d'un système de mise à l'air selon l'une 10 quelconque des revendications précédentes.