WO2010046569A1 - Dispositif de securite a decoupe de cable ou cordage en milieu explosible - Google Patents

Dispositif de securite a decoupe de cable ou cordage en milieu explosible Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a safety device in applications requiring means for releasing the mechanical connection by cable or rope of a set of two elements, in particular in an explosive environment.
  • the invention can be used to secure the operation of marine loading / unloading arms of ships carrying liquid or gaseous fuel, such as LNG or oil tankers, particularly in off-shore applications.
  • liquid or gaseous fuel such as LNG or oil tankers
  • the invention is however not limited to this application alone, and can for example also be used in other applications, to release in explosive medium the mechanical connection by cable or rope between two elements, and for example the mooring or anchoring link of a floating element, such as, in particular, an offshore platform, a methane tanker or an oil tanker.
  • a floating element such as, in particular, an offshore platform, a methane tanker or an oil tanker.
  • the document FR-A-2 854 156 describes a set of loading / unloading fluid products, comprising a balanced loading / unloading arm installed at a first location and having a pipeline compass mounted by the one of its ends on a base and provided at the other end thereof with a connection system adapted to connect the line compass to a coupling means installed at the second location.
  • This assembly further comprises a cable connected on the one hand to means integral with the base and adapted to subject the cable to a constant voltage and adapted to be connected, on the other hand, to the second location (the manifold of the ship) . It further comprises guiding means adapted to cooperate with the cable so as to guide the connection system along a path materialized by said cable to bring the connection system in a connection position to the coupling means.
  • FIG. 1 adapted from document FR-A-2 854 156, shows an example of cable guiding means fitted to a loading arm 1 of natural gas. liquefied. This one is composed of:
  • a spool 8 with a male receiver cone and means for fixing the cable is a spool 8 with a male receiver cone and means for fixing the cable.
  • the purpose of the cable guide means is to progressively apply the movements of the boat related to the presence of waves or waves to the loading arm during the connection time on the manifold of the boat.
  • the cable 4 is kept under constant tension so as to guide the end of the arm towards the manifold of the boat 9.
  • the arm 1 is in "freewheeling" and is guided only by the cable 4.
  • Cable 4 is kept energized between the manifold of the boat 9 and the base 10 of each arm. This tension is applied thanks to the constant tension winch 2 placed at the base of the base 10.
  • This winch uses a hydraulic motor which is fed by a constant hydraulic pressure. If the distance between the boat and the pier increases, the winch will let the cable run while keeping the cable taut. If the distance between the boat and the pier decreases, the winch will wind the cable always maintaining constant tension in the cable.
  • the guide wire In case of emergency disconnection, the guide wire is unwound from the winch drum of the arm and falls into the water. However, in case of mechanical locking of the winch at constant tension, the cable remains hooked at both ends and the cable can not unwind. If the boat continues to move with the waves or to move away due to a large drift, the force applied to the manifold of the boat is absolutely no longer controlled and can exceed very much the threshold allowable for these manifolds. If there is a mechanical blockage of this type, the risk is to damage the manifolds of the boat before the cable breaks.
  • an automatic cable disconnector which has the ability to cut the guide wire regardless of the operating phase of the loading arm (connection or disconnection of the arm on the manifolds of the boat, loading or unloading).
  • This system comprises means for detecting the position of the boat, means for detecting the tension of the cable, at least one alarm system controlled by electronic means and a remotely controllable cable disconnector and having means for positioning the cable.
  • cable likely to scroll.
  • it is possible to cut a cable according to the abnormal conditions of attitude, that is to say, position of the boat and cable tension, that is to say in abnormal conditions of the boat's flotation due to a very high resistance due to the object attached to the end of the cable, such as the fishing net.
  • cable disconnectors US 6,878,024 B1 discloses a hydrostatic release system for slicing a cable securing a floating object to a maritime machine, when the latter is immersed to a predetermined depth.
  • WO 2007/096335 A1 discloses a pyrotechnic cable disconnector, by means of a hollow charge, having a section of "V" transverse structure and a partially annular shape, so as to partially surround the piece of circular section to be sectioned and comprising means for priming the hollow charge and means for positioning the circular section piece to be sectioned with respect to the hollow charge.
  • Other pyrotechnic disconnectors are described in US 5,177,317 A, WO 94/25212 A1 and US 6,349,474 B1.
  • All the aforementioned pyrotechnic disconnectors of the prior art implement an explosive charge for the triggering of the pyrotechnic shear, and are not suitable for use, without risk of explosion, in an area with conditions of explosive atmosphere. It was therefore inconceivable until today to seek to use a pyrotechnic disconnector to automatically cut a mechanical link, in an explosive atmosphere, such as in particular the cable of a loading / unloading arm of a LNG tanker and / or oil tanker, or the mooring or anchoring link of an oil or gas platform, an oil tanker, or an LNG tanker.
  • the present invention is aimed primarily at proposing a new technical solution that can be used in an explosive environment, and that automatically and reliably releases, without risk of explosion, a mechanical cable connection or rope between two elements, in particular in case of excessive tension exerted on the mechanical link.
  • the technical solution of the invention should preferably meet the requirements of the European directive "94-9-CE ATEX”.
  • the invention relates to a device for automatically releasing a mechanical connection by cable or rope between two elements, in a zone having explosive atmosphere conditions; said device comprises:
  • a mechanical assembly in the form of an enclosure which is adapted to be traversed by a cable or rope and which encloses at least one disconnector comprising a chisel associated with an anvil and means for moving the chisel with respect to the anvil for the cutting the cable or rope, cable positioning means or rope for passing the cable or rope between the anvil and the chisel, and means for measuring the tension of the rope or rope, - Control and control means (12) for automatically controlling the tripping of the disconnector, the chisel of the disconnector, being in an anti-spark material.
  • the invention relates to a device for automatically releasing a mechanical connection by cable or rope between two elements, in a zone having explosive atmosphere conditions; said device comprises:
  • a mechanical assembly in the form of an enclosure which is adapted to be traversed by a cable or rope and which encloses at least one disconnector for cutting the cable or rope, means for positioning the cable or rope, and measuring means cable tension or rope,
  • the device is subdivided into at least two chambers: a main chamber which is adapted to be traversed by the cable or rope and which contains at least said disconnector, said cable or rope positioning means and said cable tension or rope tensioning means, and at least one adjacent lateral expansion chamber, the inner wall separating the main chamber from said lateral expansion chamber being provided with a plurality of orifices and serving as a flame guard.
  • the device mentioned above may further comprise in combination one or more of the following features:
  • the anvil is in an anti-spark material
  • the device comprises one or more fixed guides which allow guiding in the enclosure of the cable or rope and which are in an anti-spark material;
  • the anti-spark material is a copper-beryllium alloy (Cu-Be); the anti-spark material is a metal chosen from the following group: brass, bronze, copper-nickel alloy, copper-aluminum alloy, titanium;
  • the disconnector is a pyrotechnic disconnector
  • the control and control means (12) allow the automatic tripping of the disconnector, based on the measurement of the voltage in the cable or rope, when a predetermined threshold voltage is reached;
  • the chamber comprises an inlet and an outlet of the cable or rope, the two holes being equipped with rollers, preferably PTFE, configured to limit the entry of air or external gas inside the enclosure;
  • the enclosure is subdivided into at least two chambers: a main chamber which is able to be traversed by the cable or rope and which encloses at least said disconnector, said positioning means of the cable or cordage and said measuring means (16) cable tension or rope, and at least one adjacent lateral expansion chamber, the inner wall separating the main chamber from said chamber lateral expansion device being provided with a plurality of orifices and acting as a flame shield;
  • the enclosure is subdivided into at least three chambers: the main chamber, which is capable of being traversed by the cable or cord, and which encloses at least said disconnector, said cable or cord positioning means and said voltage measuring means; cable or rope (4), and two lateral expansion chambers contiguous and on either side of the main chamber, each inner wall separating the main central chamber of each of the two lateral expansion chambers being provided with a plurality of holes and acting as a flame shield;
  • said orifices of each flame-resistant inner wall of each lateral expansion chamber have a diameter of less than 15 mm;
  • each lateral expansion chamber comprises a flame-resistant outer wall provided with a plurality of orifices which allow the lateral chamber to communicate with the outside;
  • each outer wall (P ') flame shield of each lateral expansion chamber have a diameter less than 15 mm; said openings of each outer wall (P ') flame shield of each lateral expansion chamber are initially obstructed by plugs during the phase of cable tension measurement before a possible tripping of the device;
  • the disconnector comprises a chisel (25) associated with an anvil and means for moving the chisel relative to the anvil for cutting the cable or rope, the chisel being in a non-sparking material;
  • the means for measuring the tension of the cable or rope are configured so that the cable or rope exerts on said measuring means a radial force proportional to the tension of the rope or rope;
  • the means for measuring the tension of the cable comprise a central pulley as well as two pulleys framing the central pulley, which ensure a constant angle between the cable and the central pulley upstream and downstream of said central pulley, and a dynamometric system located inside the axis of the central pulley; said dynamometric system comprises two strain gages;
  • control and control means are located outside the enclosure, are connected to said mechanical assembly, preferably by a wire connection, and are able to be positioned outside the zone having explosive atmosphere conditions; .
  • the invention further relates to a safety system for loading / unloading vessel arm carrying liquid or gaseous fuel, said arm being equipped with a mechanical connection system and cable guidance of said arm, called more simply cable guide means, for connection / disconnection to a manifold of said vessel, said system comprising a previously referred device for automatically releasing the aforementioned cable mechanical connection.
  • the aforementioned security system further comprises in combination one or more of the following features: - the cable guide means comprises a constant voltage winch located at an end where the cable is secured to the arm;
  • said mechanical assembly of the device for automatically releasing the mechanical connection by the abovementioned cable is secured to a base of the arm or to the winch with constant tension;
  • Said mechanical assembly is at the same electrical potential as the winch or the ship.
  • the invention also relates to: - the use of the device referred to above to automatically cut a mechanical connection cable or rope between two elements in a zone with explosive atmosphere conditions; - use of the device referred to above to automatically cut the cable of a loading / unloading arm of a ship; the use of the device referred to above to automatically cut a connection linkage or anchoring of a floating element, under conditions of explosive atmosphere; - Use of the device referred to above to automatically cut a docking or anchoring connection of a floating element, such as an oil or gas platform, a tanker, or a tanker.
  • Figure 1 schematically shows an example of liquefied natural gas loading arm, installed on a pier to load and unload a LNG carrier and equipped with a cable guide means.
  • Figure 2 shows the same loading arm equipped with the cable guide means and provided with the safety device according to the present invention, consisting of a mechanical assembly for measuring and positioning the pyrotechnic disconnector, station on the cable along the loading arm of Figure 1 and an acquisition and control unit located outside the hazardous area.
  • Figures 3A, 3B show detailed views of the mechanical part of the safety device of the present invention.
  • Figure 3C is a longitudinal sectional view of the enclosure of another alternative embodiment of the safety device of the present invention.
  • Figures 4A and 4B show an exemplary embodiment of the pyrotechnic disconnector used according to the invention, respectively before and after firing said disconnector. Description of a preferred embodiment of the invention
  • the present invention provides a safety equipment 11, 12, 13 comprising an automatic pyrotechnic disconnector that can be used in an explosive atmosphere and is equipped with a cable tension measuring element and means for cutting the cable if the measured voltage of the cable exceeds a predetermined critical threshold.
  • this safety equipment is mounted on the cable of a loading arm of a tanker type tanker and / or LNG carrier , and automatically cut the cable of this arm if the measured voltage of the cable exceeds a predetermined critical threshold that may lead to damage to the loading arm or the vessel carrying the fuel.
  • the measurement of the voltage of the cable is carried out continuously. If the cable tension therefore exceeds a predefined value, the device sends the cutting order of the cable.
  • This cutting is advantageously carried out using either a pyrotechnic cable disconnector or a pyrotechnic cable cutter, or again using any hydraulic, electrical or pneumatic disconnector.
  • the safety equipment comprises not only a mechanical assembly 11 for measuring and positioning the pyrotechnic disconnector along each loading arm but also an acquisition unit, control and control 12 advantageously located and preferably outside the potentially explosive area (see Figure 2).
  • the connection between the mechanical assembly 11 and the control and control unit 12 is preferably a wired connection 13, but could also be a wireless connection.
  • the mechanical assembly 11 will advantageously have the same electrical potential as the winch with constant voltage 2.
  • FIG 3A shows a longitudinal section of the mechanical device of the invention installed station on the cable 4.
  • This device comprises an enclosure 21 subdivided into a main chamber 21a and two lateral chambers 21b, 21c for expansion of the gas.
  • the main chamber 21a respectively contains pulleys 15A, 15B, 15C for guiding and positioning the cable, a torque axis 16 in the form of two strain gauges located inside the axis of the pulley, a fixed guide 17 for guiding the cable, PTFE rollers 18, a pyrotechnic disconnector 19 with an anvil 20.
  • Figure 3B is a cross-sectional view of the same device. This is shown with its attachment means 22 to the loading arm.
  • Control of the disconnector The signals delivered by the strain gauges of the dynamic axis 16 are characteristic of the mechanical tension in the cable 4 and are processed by the remote control and control unit 12.
  • This control and control unit 12 comprises electronic control means for automatically comparing the measured voltage with a predefined threshold, and control means connected to the disconnector 19 and for automatically controlling the tripping of the disconnector 19 for cutting the cable 4 if the tension of the cable detected by the load axis 16 exceeds the predefined threshold.
  • the pyrotechnic disconnector 19 is preferably a pyrotechnic shear commonly used to cut cables in the industry.
  • a pyrotechnic shear is preferably used which will not allow the hot gas to escape to the outside (see FIGS. 4A and 4B).
  • the pyrotechnic shear for example consists of a hollow cylindrical body 23 and an anvil 20.
  • the first end of the body 23 contains the powder cartridge 24 and the other end is opposite the cable 4 to be sectioned .
  • the hollow cylindrical body contains the burin 25 which will sever the cable 4 when it is projected on it by the blast.
  • the hot gas 27 is confined in the body 23 of the shears, at the rear of the chisel 25 ( Figure 4B).
  • FIGS. 3A, 3B, 3C Several barriers have been provided in the device of the invention to prevent the device from communicating a deflagration to the outside environment in the event of pyrotechnic cutting of the cable (see FIGS. 3A, 3B, 3C):
  • the openings on the outside are reduced by means of PTFE rollers 18.
  • the size of the passage openings of the cable is advantageously adapted to the type of gas mixture;
  • the chisel 25, and preferably the anvil 20 of the pyrotechnic disconnector are chosen in anti-spark material; preferably, this non-sparking material is a special copper alloy (CuBe2). This specific alloy makes it possible to avoid any risk of sparks inside the device during the impact of the chisel 25 on a metal element, and in particular on the cable and on the anvil 20. This therefore prevents the ignition of the gas that might be there;
  • These holes 26, 26 ' are preferably hermetically blocked by plugs in order to prevent the fresh mixture of explosive gases (air / methane) from entering them during the phase of measurement of cable tension before a possible tripping. of the device.
  • the main central chamber 21a which is in communication with the outside limited by the inlet and outlet ports of the cable, is positioned between two lateral gas expansion chambers 21b, 21c which are contiguous with the main chamber 21a and located on either side of the main chamber 21a. These will serve to relax the flue gas, to reduce their temperature below the self-ignition temperature of the explosive gas mixture, before their ejection to the outside. They are in communication with the central chamber 21a by flamethrower plates P with holes 26 whose function has been described above. In FIGS.
  • the orifices 26 are preferably hermetically blocked by removable plugs 26a.
  • the device therefore behaves as an explosion-proof enclosure and resists the explosion of explosive gas mixture possibly found inside.
  • each lateral expansion chamber (21b, 21c) also comprises an external wall P 'pierced with a plurality of orifices 26' which make it possible to communicate the side chamber with the outside, and evacuate if necessary too high gas pressure inside the side chamber.
  • these orifices 26 ' are dimensioned so that the outer wall P' also acts as flame arrestor.
  • these orifices 26 ' may not be provided, the outer wall P 'being in this case a sealed wall.
  • each outer wall P' are preferably hermetically blocked by removable plugs 26 ', to prevent the fresh mixture of explosive gas (for example air / methane) does not penetrate from the outside into the corresponding lateral chamber 21b or 21c by passing through the orifices 26 'during the cable voltage measurement phase before a possible tripping of the device.
  • the fresh mixture of explosive gas for example air / methane
  • the presence of the explosive atmosphere is the first significant differences, hence the establishment of different explosion-proof barriers mentioned above.
  • the cable tension measurement is performed using three pulleys and not two, which allows the central pulley to receive a radial force proportional to the tension of the cable.
  • the voltage sensor is a set of two strain gauges placed inside the axis of the central pulley.
  • the pyrotechnic disconnector is different because of the nature of the environment.
  • the alert modes are different since the information is not visible by the men present in the control cabin, the cutting being done automatically beyond a certain threshold of voltage.
  • the disconnector 19 is not necessarily a pyrotechnic disconnector whose chisel moving means 25 with respect to ⁇ anvil 20 would be constituted by the propelling means of the powder cartridge-type 24.
  • the chisel 25 and optionally the anvil 20 are made of an anti-spark material, the latter is not necessarily a copper-beryllium alloy (Cu-Be), but can also be one of the following metals: brass, bronze, copper-nickel alloy, copper-aluminum alloy, titanium.
  • the main chamber 21a of the device in which the cable 4 passes may comprise one or more fixed elements for guiding the cable 4, such as the aforementioned guide 17, against which the cable is rubbing.
  • these fixed guide elements are also made of a spark-proof material.
  • the control and control unit 12 is not necessarily located outside the chamber 21 of the device. In another variant, the control and control unit 12 may be in the form of an electronic circuit placed inside the chamber 12 of the cutting device, and in particular inside the main chamber 21a.
  • the device of the invention may more generally be used to automatically cut a mechanical connection by cable or rope between two elements, in a zone having explosive atmosphere conditions.
  • the device of the invention can be used to automatically cut a docking or anchoring connection of a floating element, in potentially explosive atmosphere conditions, such as in particular a mooring link or anchoring of a floating element, of the oil or gas platform type, oil tanker, methane tanker.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif pour libérer automatiquement et de manière autonome une liaison mécanique par câble ou cordage (4) entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible, comprenant : un ensemble mécanique (11) sous forme d'une enceinte (21) qui est apte à être traversée par un câble ou cordage (4) et qui renferme au moins un sectionneur comprenant un burin (25) associé à une enclume (20) et des moyens de déplacement du burin (25) par rapport à l'enclume pour la découpe du câble ou cordage (4), des moyens de positionnement (15A, 15B, 15C) du câble ou cordage (4) permettant de faire passer le câble ou cordage (4) entre l'enclume (20) et le burin (25), et des moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4); des moyens de contrôle et de commande (12) permettant de commander automatiquement le déclenchement du sectionneur. Le burin (25) et de préférence l'enclume (20) sont dans un matériau anti-étincelles, et notamment dans un alliage de cuivre-béryllium (Cu-Be).

Description

DISPOSITIF DE SECURITE A DECOUPE DE CABLE OU CORDAGE EN
MILIEU EXPLOSIBLE
Objet de l ' invention
[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de sécurité dans des applications nécessitant des moyens pour libérer la liaison mécanique par câble ou par cordage d'un ensemble de deux éléments, en particulier en milieu explosible.
[0002] Dans une application particulière, l'invention peut être utilisée pour la sécurisation des exploitations des bras de chargement/déchargement marins de navires transportant du combustible liquide ou gazeux, tels que méthaniers ou pétroliers, plus particulièrement dans les applications off-shore. [0003] L'invention n'est toutefois pas limitée à cette seule application, et peut par exemple également être utilisée dans d'autres applications, pour libérer en milieu explosible la liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, et par exemple la liaison d'amarrage ou d'ancrage d'un élément flottant, tel que notamment une plateforme offshore, un navire méthanier, un navire pétrolier. Etat de la technique
[0004] Dans le domaine particulier du chargement et de déchargement de méthanier et/ou pétrolier, il est connu de mettre en œuvre des installations de chargement et de déchargement qui sont installées sur des plateformes ou jetées off-shore à quelques miles des côtes. Ceci permet d'éviter, en cas de problème lors du transfert, des dégradations ou des pollutions du milieu environnant, une ville au bord de la côte par exemple .
[0005] Dans ce contexte, le document FR-A-2 854 156 décrit un ensemble de chargement/déchargement de produits fluides, comportant un bras équilibré de chargement/déchargement installé à un premier emplacement et ayant un compas de canalisation monté par l'une de ses extrémités sur une embase et pourvu à l'autre de ses extrémités d'un système de raccordement adapté à raccorder le compas de canalisation à un moyen de couplage installé au second emplacement. Cet ensemble comporte en outre un câble relié d'une part à des moyens solidaires de l'embase et adaptés à soumettre ce câble à une tension constante et apte à être relié, d'autre part, au second emplacement (au manifold du navire) . Il comporte en outre des moyens de guidage aptes à coopérer avec le câble de sorte à guider le système de raccordement le long d'une trajectoire matérialisée par ledit câble jusqu'à amener le système de raccordement dans une position de connexion au moyen de couplage.
[0006] N'étant pas protégées par des digues, ces installations présentent donc un bras articulé en compas équipé d'un système à câble de guidage et de synchronisation, appelé ci-après moyen de guidage du câble, pour amener au niveau des brides du manifold du navire ou du bateau la vanne de connexion située sur la plateforme, sans être gêné par les mouvements du navire consécutifs à la houle. [0007] La figure 1, adaptée du document FR-A-2 854 156, montre un exemple de moyen de guidage du câble équipant un bras de chargement 1 de gaz naturel liquéfié. Celui-ci est composé de :
- un treuil à tension constante 2 ;
- un treuil d'approche 3 ;
- un câble 4 ; — une poulie de renvoi 5 ;
- un tourillon d'extrémité et la motorisation de la rotation 6 ;
- un cône femelle pour l'alignement 7 ;
- un « spool » 8 avec un cône récepteur mâle et des moyens de fixation du câble.
[0008] Le but du moyen de guidage du câble est d'appliquer progressivement les mouvements du bateau liés à la présence de vagues ou de houle au bras de chargement pendant la durée de connexion sur le manifold du bateau. Le câble 4 est maintenu sous tension constante de manière à guider l'extrémité du bras vers le manifold du bateau 9. Pendant cette phase, le bras 1 est en « roue libre » et est guidé uniquement par le câble 4. [0009] Le câble 4 est maintenu sous tension entre le manifold du bateau 9 et l'embase 10 de chaque bras. Cette tension est appliquée grâce au treuil à tension constante 2 placé au pied de l'embase 10. Ce treuil utilise un moteur hydraulique qui est alimenté par une pression hydraulique constante. Si la distance entre le bateau et la jetée augmente, le treuil laissera le câble se dérouler tout en maintenant le câble tendu. Si la distance entre le bateau et la jetée diminue, le treuil enroulera le câble toujours en maintenant constante la tension dans le câble.
[0010] Pour l'approche du bras 1 vers le manifold du bateau 9, l'extrémité du bras placé en « roue libre » est guidée par le câble 4 et un treuil spécifique appelé « treuil d'approche » 3 placé à l'extrémité du bras 1 tire celle-ci dans une direction ou une autre en utilisant la friction du câble. [0011] Le câble 4 passe à travers un cône femelle 7 également situé à l'extrémité du bras 1. Le câble 4 est ensuite accroché au cône mâle 8 situé sur le manifold du bateau 9. [0012] A la fin de la phase d'approche, les cônes 7, 8 s'engagent l'un dans l'autre ce qui permet d'assurer un bon alignement. Une fois le bras connecté, la tension constante est relâchée. Les autres bras sont connectés en utilisant la même procédure. [0013] Pour la déconnexion, le même principe est utilisé. La seule différence est que le treuil d'approche 3 sera activé dans l'autre direction. [0014] L'effort maximum axial autorisé au niveau des manifolds du bateau est de quelques tonnes. Il y a un clapet hydraulique libérant la pression en cas de problème hydraulique sur le treuil à tension constante, situé en pied de bras .
[0015] En cas de déconnexion d'urgence, le câble de guidage se dévide du tambour du treuil du bras considéré et tombe à l'eau. Néanmoins, en cas de blocage mécanique du treuil à tension constante, le câble reste accroché à ses deux extrémités et le câble ne peut plus se dérouler. Si le bateau continue à bouger au gré des vagues ou à s'éloigner à cause d'une dérive importante, la force appliquée sur le manifold du bateau n'est absolument plus contrôlée et peut dépasser très largement le seuil admissible pour ces manifolds. S'il y a un blocage mécanique de ce type, le risque est d'endommager les manifolds du bateau avant que le câble ne se rompe.
[0016] Pour solutionner ce problème, il convient de mettre un œuvre un sectionneur de câble automatique, qui a la capacité de sectionner le câble de guidage quelle que soit la phase de fonctionnement du bras de chargement (connexion ou déconnexion du bras sur les manifolds du bateau, chargement ou déchargement) .
[0017] Par ailleurs, les bras de chargement/déchargement du type précité évoluent dans des environnements classifiés « Atmosphères Explosibles ». Ils doivent en conséquence être en accord avec la directive européenne « 94-9-CE ATEX ». Ainsi, en cas de mise en œuvre d'un sectionneur automatique pour câble de bras de chargement/ déchargement du type précité, cette directive s'applique également à un tel sectionneur. [0018] II existe donc un besoin, non satisfait à ce jour, de disposer d'une solution technique permettant de sectionner automatiquement, de manière fiable et précise, et sans risque d'explosion, un tel câble de bras de chargement/déchargement d'un méthanier ou d'un pétrolier, en cas de blocage du treuil du bras. [0019] II existe également de nombreuses autres applications en milieu explosible dans lesquelles il existe un besoin, non satisfait à ce jour, de disposer d'une solution technique permettant de sectionner automatiquement de manière fiable et rapide, et sans risque d'explosion, une liaison mécanique par câble ou cordage, en cas de tension anormale et excessive exercée sur la liaison mécanique. [0020] II s'agit par exemple de toutes les application mettant en œuvre un élément qui est amarré ou ancré, tel qu'une plate-forme pétrolière ou gazière, un pétrolier, un méthanier, etc., et pour lesquelles il existe également un besoin de disposer d'une solution technique permettant de sectionner automatiquement de manière fiable et rapide, et sans risque d'explosion, la liaison mécanique d'amarrage ou d'ancrage, en cas de tension anormale et excessive exercée sur ladite liaison mécanique. Ce type d'applications est décrit par exemple dans les demandes de brevet suivantes : EP- A-I 462 358, EP-A-O 729 882, EP-A-I 705 112, WO-A- 2005/045302, WO-A-99/57008, WO-A-98/15449. [0021] II a par ailleurs déjà été proposé dans l'art antérieur d'utiliser des sectionneurs pyrotechniques pour sectionner des câbles. [0022] Par exemple, le document FR-A-2 897 548 divulgue un système de sécurité pour un bateau comportant un câble relié au bateau par une première extrémité et étant immergé par sa deuxième extrémité à laquelle est attaché un objet susceptible de traîner de façon immergée, par exemple un filet de pêche. Ce système comprend des moyens de détection de la position du bateau, des moyens de détection de la tension du câble, au moins un système d'alarme commandé par des moyens électroniques et un sectionneur de câble commandable à distance et possédant des moyens de positionnement du câble susceptible de défiler. Ainsi, il est possible de sectionner un câble en fonction des conditions anormales d'assiette, c'est-à-dire de position du bateau et de tension du câble, c'est-à-dire dans des conditions anormales de flottaison du bateau dues à une très grande résistance due à l'objet fixé à l'extrémité du câble, tel le filet de pêche. [0023] On connaît par ailleurs des sectionneurs de câbles. Le document US 6,878,024 Bl décrit un système de largage hydrostatique destiné à trancher un câble sécurisant un objet flottant à un engin maritime, lorsque ce dernier est immergé à une profondeur prédéterminée. La mise à feu d'un sectionneur pyrotechnique est déclenchée lorsque ladite profondeur est détectée. Le document WO 2007/096335 Al divulgue un sectionneur pyrotechnique de câble, au moyen d'une charge creuse, ayant une section de structure transversale en « V » et une forme partiellement annulaire, de manière à entourer partiellement la pièce de section circulaire à sectionner et comprenant des moyens d' amorçage de la charge creuse et des moyens de positionnement de la pièce de section circulaire à sectionner par rapport à la charge creuse. D'autres sectionneurs pyrotechniques sont décrits dans les documents US 5,177,317 A, WO 94/25212 Al et US 6,349,474 Bl.
[0024] Tous les sectionneurs pyrotechniques précités de l'art antérieur mettent en œuvre une charge explosive pour le déclenchement de la cisaille pyrotechnique, et ne sont pas adaptés pour une utilisation, sans risque d'explosion, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible. Il était donc inconcevable jusqu'à ce jour de chercher à utiliser un sectionneur pyrotechnique pour sectionner automatiquement une liaison mécanique, dans une atmosphère explosible, telle que notamment le câble d'un bras de chargement/déchargement d'un méthanier et/ou pétrolier, ou la liaison d'amarrage ou d'ancrage d'une plate-forme pétrolière ou gazière, d'un pétrolier, ou d'un méthanier. Buts de l ' invention [0025] La présente invention vise principalement à proposer une nouvelle solution technique qui peut être utilisée en milieu explosible, et qui permet de libérer automatiquement et de manière fiable, sans risque d'explosion, une liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, en cas notamment de tension excessive exercée sur la liaison mécanique. [0026] En outre, mais de manière facultative, la solution technique de l'invention doit de préférence satisfaire aux exigences de la directive européenne « 94-9-CE ATEX ».
Résumé de l ' invention
[0027] selon un premier aspect, l'invention a pour objet un dispositif pour libérer automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible ; ledit dispositif comprend :
- un ensemble mécanique sous forme d'une enceinte qui est apte à être traversée par un câble ou cordage et qui renferme au moins un sectionneur comprenant un burin associé à une enclume et des moyens de déplacement du burin par rapport à l'enclume pour la découpe du câble ou cordage, des moyens de positionnement du câble ou cordage permettant de faire passer le câble ou cordage entre l'enclume et le burin, et des moyens de mesure de la tension du câble ou cordage, - des moyens de contrôle et de commande (12) permettant de commander automatiquement le déclenchement du sectionneur, le burin du sectionneur, étant dans un matériau anti- étincelles.
[0028] Selon un deuxième aspect, l'invention a pour objet un dispositif pour libérer automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible ; ledit dispositif comprend :
- un ensemble mécanique sous forme d'une enceinte qui est apte à être traversée par un câble ou cordage et qui renferme au moins un sectionneur pour la découpe du câble ou cordage, des moyens de positionnement du câble ou cordage, et des moyens de mesure de la tension du câble ou cordage,
- des moyens de contrôle et de commande permettant de commander automatiquement le déclenchement du sectionneur, dispositif dans lequel l'enceinte est subdivisée en au moins deux chambres : une chambre principale qui est apte à être traversée par le câble ou cordage et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement du câble ou cordage et lesdits moyens de mesure de la tension du câble ou cordage, et au moins une chambre de détente latérale contiguë, la paroi interne séparant la chambre principale de ladite chambre de détente latérale étant pourvue d' une pluralité d'orifices et faisant office de pare flamme. [0029] Selon des modalités d'exécution particulières de l'invention, le dispositif précité peut comprendre en outre en combinaison une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l'enclume est dans un matériau anti-étincelles ;
- le dispositif comporte un ou plusieurs guides fixes qui permettent le guidage dans l'enceinte du câble ou cordage et qui sont dans un matériau anti-étincelles ;
- le matériau anti-etincelles est un alliage de cuivre-béryllium (Cu-Be) ; - le matériau anti-étincelles est un métal choisi parmi le groupe suivant : laiton, bronze, alliage cuivre-nickel, alliage cuivre-aluminium, titane ;
- le sectionneur est un sectionneur pyrotechnique ;
- les moyens de contrôle et de commande (12) permettent le déclenchement automatique du sectionneur, sur base de la mesure de la tension dans le câble ou cordage, lorsqu'un seuil prédéterminé de tension est atteint;
- l'enceinte comporte un orifice d'entrée et un orifice de sortie du câble ou cordage, les deux orifices étant équipés de galets, de préférence en PTFE, configurés pour limiter l'entrée d'air ou de gaz extérieur à l'intérieur de l'enceinte ;
- l'enceinte est subdivisée en au moins deux chambres : une chambre principale qui est apte à être traversée par le câble ou cordage et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement du câble ou cordage et lesdits moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage, et au moins une chambre de détente latérale contiguë, la paroi interne séparant la chambre principale de ladite chambre de détente latérale étant pourvue d'une pluralité d' orifices et faisant office de pare flamme ;
- l'enceinte est subdivisée en au moins trois chambres : la chambre principale qui est apte à être traversée par le câble ou cordage et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement du câble ou cordage et lesdits moyens de mesure de la tension du câble ou cordage (4), et deux chambres de détente latérales contiguës et de part et d'autre de la chambre principale, chaque paroi interne séparant la chambre principale centrale de chacune des deux chambres de détente latérales étant pourvue d'une pluralité d'orifices et faisant office de pare flamme ;
- lesdits orifices de chaque paroi interne pare flamme de chaque chambre de détente latérale ont un diamètre inférieur à 15 mm ;
- lesdits orifices sont initialement obstrués par des bouchons lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
- chaque chambre de détente latérale comporte une paroi externe pare flamme pourvue d'une pluralité d'orifices qui permettent de faire communiquer la chambre latérale avec l'extérieur ;
- lesdits orifices de chaque paroi externe (P' ) pare flamme de chaque chambre de détente latérale ont un diamètre inférieur à 15 mm ; - lesdits orifices de chaque paroi externe (P') pare flamme de chaque chambre de détente latérale sont initialement obstrués par des bouchons lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif ;
- le sectionneur comprend un burin (25) associé à une enclume et des moyens de déplacement du burin par rapport à l'enclume pour la découpe du câble ou cordage, le burin étant dans un matériau antiétincelles ;
- les moyens de mesure de la tension du câble ou cordage sont configurés pour que le câble ou cordage exerce sur lesdits moyens de mesure une force radiale proportionnelle à la tension du câble ou cordage ;
- les moyens de mesure de la tension du câble comprennent une poulie centrale ainsi que deux poulies encadrant la poulie centrale, qui assurent un angle constant entre le câble et la poulie centrale en amont et en aval de ladite poulie centrale, et un système dynamométrique se trouvant à l'intérieur de l'axe de la poulie centrale ; - ledit système dynamométrique comprend deux jauges de contraintes ;
- les moyens de contrôle et de commande sont situés à l'extérieur de l'enceinte, sont reliés audit ensemble mécanique, de préférence par une connexion filaire, et sont aptes à être positionnés en dehors de la zone présentant des conditions d'atmosphère explosible.
[0030] L'invention a pour autre objet un système de sécurité pour bras de chargement/déchargement de navire transportant du combustible liquide ou gazeux, ledit bras étant équipé d'un système de liaison mécanique et de guidage par câble dudit bras, appelé plus simplement moyen de guidage par câble, en vue de sa connexion/déconnexion à un manifold dudit navire, ledit système comprenant un dispositif visé précédemment permettant de libérer automatiquement la liaison mécanique par câble précitée.
[0031] Selon des modalités d'exécution particulières de l'invention, le système de sécurité précité comprend en outre en combinaison une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le moyen de guidage par câble comprend un treuil à tension constante situé à une extrémité où le câble est solidaire du bras ;
- ledit ensemble mécanique du dispositif pour libérer automatiquement la liaison mécanique par câble précitée est solidarisé sur une embase du bras ou sur le treuil à tension constante ;
— ledit ensemble mécanique est au même potentiel électrique que le treuil ou le navire.
[0032] L'invention a également pour objets : - l'utilisation du dispositif visé précédemment pour sectionner automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible ; - l'utilisation du dispositif visé précédemment pour sectionner automatiquement le câble d'un bras de chargement/déchargement d'un navire ; l'utilisation du dispositif visé précédemment pour sectionner automatiquement une liaison d' amarrage ou d'ancrage d'un élément flottant, dans des conditions d'atmosphère explosible ; - l'utilisation du dispositif visé précédemment pour sectionner automatiquement une liaison d' amarrage ou d'ancrage d'un élément flottant, tel qu'une plateforme pétrolière ou gazière, un pétrolier, ou un méthanier.
Brève description des figures
[0033] La figure 1, déjà mentionnée, représente schématiquement un exemple de bras de chargement de gaz naturel liquéfié, installé sur une jetée pour charger et décharger un méthanier et équipé d'un moyen de guidage à câble.
[0034] La figure 2 représente le même bras de chargement équipé du moyen de guidage à câble et muni du dispositif de sécurité selon la présente invention, composé d'un ensemble mécanique de mesure et de positionnement du sectionneur pyrotechnique, à poste sur le câble le long du bras de chargement de la figure 1 et d'une centrale d'acquisition et de contrôle située en dehors de la zone à risque explosif. [0035] Les figures 3A, 3B représentent des vues détaillées de la partie mécanique du dispositif de sécurité de la présente invention.
[0036] La figure 3C est une vue en coupe longitudinale de l'enceinte d'une autre variante de réalisation du dispositif de sécurité de la présente invention.
[0037] Les figures 4A et 4B représentent un exemple de forme d'exécution du sectionneur pyrotechnique utilisé selon l'invention, respectivement avant et après mise à feu dudit sectionneur. Description d'une forme d'exécution préférée de 1 ' invention
[0038] La présente invention propose un équipement de sécurité 11, 12, 13 comprenant un sectionneur pyrotechnique automatique qui peut être utilisé en atmosphère explosible et qui est équipé d'un élément de mesure de tension de câble et de moyens pour couper le câble si la tension mesurée du câble dépasse un seuil critique prédéterminé. [0039] Dans l'application particulière et non limitative de l'invention, illustrée sur la figure 2, cet équipement de sécurité est monté sur le câble d'un bras de chargement d'un navire de type de pétrolier et/ou de méthanier, et permet de couper automatiquement le câble de ce bras si la tension mesurée du câble dépasse un seuil critique prédéterminé pouvant conduire à 1 ' endommagement du bras de chargement ou du navire transportant le combustible. [0040] Dans ce dispositif, on effectue la mesure de la tension du cable en continu. Si la tension du câble dépasse donc une valeur prédéfinie, le dispositif envoie l'ordre de découpe du câble. Cette découpe est réalisée avantageusement à l'aide soit d'un sectionneur pyrotechnique de câble, soit d'un découpeur pyrotechnique de câble, soit encore à l'aide d'un quelconque sectionneur hydraulique, électrique ou pneumatique.
[0041] L'équipement de sécurité selon l'invention comprend non seulement un ensemble mécanique 11 de mesure et de positionnement du sectionneur pyrotechnique le long de chaque bras de chargement mais également une centrale d'acquisition, de contrôle et commande 12 située avantageusement et de préférence en dehors de la zone potentiellement explosible (voir figure 2) . La connexion entre l'ensemble mécanique 11 et la centrale de contrôle et de commande 12 est de préférence une connexion filaire 13, mais pourrait également être une connexion sans fil.
[0042] De préférence l'ensemble mécanique 11 sera avantageusement au même potentiel électrique que le treuil à tension constante 2.
[0043] La figure 3A représente une coupe longitudinale du dispositif mécanique de l'invention installé à poste sur le câble 4. Ce dispositif comprend une enceinte 21 subdivisées en une chambre principale 21a et deux chambres latérales 21b, 21c de détente des gaz. La chambre principale 21a contient respectivement des poulies 15A, 15B, 15C de guidage et de positionnement du câble, un axe dynamométrique 16 sous la forme de deux jauges de contrainte situées à l'intérieur de l'axe de la poulie, un guide fixe 17 pour le guidage du câble, des galets en PTFE 18, un sectionneur pyrotechnique 19 avec une enclume 20. La figure 3B est une vue en coupe transversale du même dispositif. Celui-ci est représenté avec son moyen d'attache 22 au bras de chargement.
Principe de la mesure de tension du câble [0044] Dans le dispositif représenté sur les figures 3A et 3B, le câble 4 exerce sur la poulie centrale 15A une force proportionnelle à la tension du câble. Cette tension étant également fonction de la variation de l'angle du câble en amont et en aval de la poulie centrale, les deux poulies extrêmes 15B, 15C assurent un angle constant.
Commande du sectionneur [0045] Les signaux délivrés par les jauges de contrainte de l'axe dynanométrique 16 sont caractéristiques de la tension mécanique dans le câble 4 et sont traités par la centrale de contrôle et de commande 12 déportée. Cette centrale de contrôle et de commande 12 comportent des moyens électroniques de contrôle permettant de comparer automatiquement la tension mesurée avec un seuil prédéfini, et des moyens de commande reliés au sectionneur 19 et permettant de commander automatiquement le déclenchement du sectionneur 19 pour la découpe du câble 4 si la tension du câble détectée par l'axe dynamométrique 16 dépasse le seuil prédéfini.
Principe de la cisaille pyrotechnique [0046] Le sectionneur pyrotechnique 19 est de préférence une cisaille pyrotechnique couramment utilisée pour couper des câbles dans l'industrie. On utilise de préférence une cisaille pyrotechnique qui ne permettra pas au gaz chaud de s'échapper vers l'extérieur (voir figures 4A et 4B) . La cisaille pyrotechnique sera par exemple constituée d'un corps cylindrique creux 23 et d'une enclume 20. La première extrémité du corps 23 contient la cartouche de poudre 24 et l'autre extrémité est en vis-à-vis du câble 4 à sectionner. Le corps cylindrique creux contient le burin 25 qui va sectionner le câble 4 lorsqu'il est projeté sur celui-ci par la déflagration. Après déflagration de la cartouche de poudre 24, le gaz chaud 27 est confiné dans le corps 23 de la cisaille, à l'arrière du burin 25 (figure 4B) .
Prise en compte de 1 'environnement (ATEX)
[0047] Plusieurs barrières ont été prévues dans le dispositif de l'invention pour éviter que le dispositif ne communique une déflagration au milieu extérieur en cas de découpe pyrotechnique du câble (voir figures 3A,3B,3C) :
- afin d'empêcher le mélange gazeux explosible (air/méthane ou autre) de s'introduire à l'intérieur du dispositif, les ouvertures sur l'extérieur sont réduites à l'aide de galets en PTFE 18. Ainsi, seulement un minimum de mélange gazeux peut s'introduire à l'intérieur du dispositif. La taille des orifices de passage du câble est avantageusement adaptée au type de mélange gazeux ; — afin d'éviter l'inflammation du mélange gazeux explosible si celui-ci arrivait quand même à se trouver en concentration non négligeable à l'intérieur du dispositif, le burin 25, et de préférence l'enclume 20 du sectionneur pyrotechnique, sont choisis dans matériau antiétincelles ; de préférence, ce matériau antiétincelles est un alliage de cuivre spécial (CuBe2) . Cet alliage spécifique permet d'éviter tout risque d'étincelles à l'intérieur du dispositif lors de l'impact du burin 25 sur un élément métallique, et notamment sur le câble et sur l'enclume 20. Ceci empêche donc l'inflammation du gaz qui pourrait s'y trouver ;
- enfin, pour empêcher de transmettre au milieu extérieur la déflagration générée si du gaz présent à l'intérieur venait à s'enflammer, il est prévu que la faible surface d'échange avec l'extérieur empêche la propagation de la déflagration. Pour ce faire, on utilise comme barrières anti-flamme (cf. lampe de mineur de
Davy, 1817) des plaques à trous avec des trous 26, 26' tels que 2R/ÔL < 30, où D=2R est le diamètre de l'orifice et δL est la longueur de combustion du mélange (<9L = 0,5mm pour le mélange méthane/air, 2R = D < 15mm) . Ces trous 26,26' sont de préférence hermétiquement obstrués par des bouchons afin d' éviter que du mélange frais de gaz explosible (air/méthane) ne pénètre par ceux-ci lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif. [0048] On notera que, selon les formes d'exécution représentées sur les figures 3A, 3B, et 3C, la chambre centrale principale 21a qui est en communication de manière limitée avec l'extérieur par les orifices d'entrée et de sortie du câble, est positionnée entre deux chambres latérales 21b, 21c de détente de gaz qui sont contiguës de la chambre principale 21a et situées de part et d'autre de la chambre principale 21a. Celles-ci serviront à la détente des gaz brûlés, afin de réduire leur température en deçà de la température d'auto- inflammation du mélange gazeux explosible, avant leur éjection vers l'extérieur. Elles sont en communication avec la chambre centrale 21a par des plaques pare flammes P à trous 26 dont la fonction a été décrite précédemment. Sur les figures 3A, 3B, seule la paroi interne pare flammes P séparant la chambre principale 21a de la chambre latérale 21b est visible ; par soucis de clarté des dessins, la paroi pare flammes P séparant la chambre principale 21a de l'autre chambre latérale 21c n'a pas été représentée. De préférence, mais non nécessairement, les orifices 26 sont de préférence hermétiquement obstrués par des bouchons amovibles 26a
(visibles sur la variante de la figure 3C) , afin d'éviter que du mélange frais de gaz explosible (par exemple air/méthane) ne pénètre dans la chambre principale 21a en passant à travers les orifices 26 lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
[0049] Le dispositif se comporte donc comme une enceinte antidéflagrante et résiste à la déflagration du mélange gazeux explosible se trouvant éventuellement à l'intérieur.
[0050] Dans les variantes particulières de réalisations illustrées sur les figures 3A, 3B, 3C, chaque chambre de détente latérale (21b, 21c) comporte également une paroi externe P' percée d'une pluralité d'orifices 26' qui permettent de faire communiquer la chambre latérale avec l'extérieur, et d'évacuer le cas échéant une trop forte surpression de gaz à l'intérieur de la chambre latérale. Tel qu'expliqué précédemment, ces orifices 26' sont dimensionnés de manière à ce que la paroi externe P' fasse office également de pare flamme. Dans une autre variante, ces orifices 26' peuvent ne pas être prévus, la paroi externe P' étant dans ce cas une paroi étanche.
[0051] Dans la variante de la figure 3C, et de manière optionnelle, les orifices 26' de chaque paroi externe P' sont avantageusement hermétiquement obstrués par des bouchons amovible 26' a, afin d'éviter que du mélange frais de gaz explosible (par exemple air/méthane) ne pénètre depuis l'extérieur dans la chambre latérale 21b ou 21c correspondante en passant à travers les orifices 26' lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
Différence significative avec l'application pour bateau de pêche (demande FR-A-O 650 587)
[0052] La présence de l'atmosphère explosible est la première des différences notables, d'où la mise en place des différentes barrières antidéflagrantes susmentionnées . [0053] La mesure de tension de câble s'effectue à l'aide de trois poulies et non de deux, ce qui permet à la poulie centrale de recevoir une force radiale proportionnelle à la tension du câble. [0054] Le capteur de tension est un ensemble de deux jauges de contraintes placées à l'intérieur de l'axe de la poulie centrale.
[0055] Le sectionneur pyrotechnique est différent à cause de la nature de l'environnement. [0056] Les modes d'alerte sont différents puisque les informations ne sont pas visibles par les hommes présents en cabine de contrôle, la découpe se faisant automatiquement au-delà d'un certain seuil de tension .
[0057] L'invention n'est pas limitée aux variantes particulières de réalisation des figures 3A, 3B,3C ni à l'application particulière de la figure 2 (bras de chargement/déchargement d'un navire de type méthanier ou pétrolier) .
[0058] Dans une autre variante de réalisation, il est possible de prévoir une seule chambre de détente latérale 21b contiguë à la chambre principale 21a, au lieu de deux chambres de détente latérales 21b, 21c.
[0059] Le sectionneur 19 n'est pas nécessairement un sectionneur pyrotechnique dont les moyens de déplacement du burin 25 par rapport à lΛenclume 20 seraient constitués par des moyens de propulsion du type cartouche de poudre 24. Dans une autre variante de réalisation, pour le déplacement du burin 25, il est possible également de mettre en œuvre d'autres type d' actionneurs, notamment à énergie électrique, hydraulique ou pneumatique, permettant de déplacer ou propulser le burin 25 au contact du câble 4 avec une vitesse suffisante pour sectionner le câble 4. [0060] Lorsque le burin 25 et le cas échéant de l'enclume 20 sont réalisés dans un matériau antiétincelles, ce dernier n'est pas nécessairement un alliage cuivre-béryllium (Cu-Be) , mais peut également être l'un des métaux suivant : laiton, bronze, alliage cuivre-nickel, alliage cuivre-aluminium, titane. [0061] La chambre principale 21a du dispositif dans laquelle passe le câble 4 peut comporter un ou plusieurs éléments fixes de guidage du câble 4, tel que le guide précité 17, contre lesquels le câble vient frotter. Lorsque le câble 4 est métallique, afin d'éviter la formation d'étincelles lors du glissement du câble 4 métallique au contact de ces éléments de guidage, tel que le guide précité 17, il est préférable également que ces éléments fixes de guidage soient réalisés également dans un matériau anti-étincelles. [0062] La centrale de contrôle et de commande 12 n'est pas nécessairement située à l'extérieur de l'enceinte 21 du dispositif. Dans une autre variante, La centrale de contrôle et de commande 12 peut être réalisée sous la forme d'un circuit électronique placé à l'intérieur de l'enceinte 12 du dispositif de découpe, et en particulier à l'intérieur de la chambre principale 21a. Dans ce cas on s'assure de préférence que les connexions électriques de ce circuit sont protégés du gaz contenu dans l'enceinte, par exemple en encapsulant ces connexions électriques dans une résine. [0063] Le dispositif de l'invention peut plus généralement être utilisé pour sectionner automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible.
[0064] Plus particulièrement, le dispositif de l'invention peut être utilisé pour sectionner automatiquement une liaison d' amarrage ou d' ancrage d'un élément flottant, dans des conditions d'atmosphère explosible, tel que notamment une liaison d'amarrage ou d'ancrage d'un élément flottant, du type plateforme pétrolière ou gazière, navire pétrolier, navire méthanier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour libérer automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordaqe (4) entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible, ledit dispositif comprenant :
- un ensemble mécanique (11) sous forme d'une enceinte
(21) qui est apte à être traversée par un câble ou cordage (4) et qui renferme au moins un sectionneur comprenant un burin (25) associé à une enclume (20) et des moyens (23, 24) de déplacement du burin (25) par rapport à l'enclume pour la découpe du câble ou cordage (4), des moyens de positionnement (15A, 15B, 15C) du câble ou cordage (4) permettant de faire passer le câble ou cordage (4) entre l'enclume (20) et le burin (25) , et des moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4),
- des moyens de contrôle et de commande (12) permettant de commander automatiquement le déclenchement du sectionneur, le burin (25) du sectionneur étant dans un matériau anti-étincelles .
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'enclume (20) est dans un matériau antiétincelles .
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs guides (17) fixes qui permettent le guidage dans l'enceinte du câble ou cordage (4) et qui sont dans un matériau antiétincelles .
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau anti-étincelles est un alliage de cuivre- béryllium (Cu-Be) .
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau anti-étincelles est un métal choisi parmi le groupe suivant : laiton, bronze, alliage cuivre- nickel, alliage cuivre-aluminium, titane.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le sectionneur est un sectionneur pyrotechnique (19) .
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de commande (12) permettent le déclenchement automatique du sectionneur (19) , sur base de la mesure de la tension dans le câble ou cordage (4), lorsqu'un seuil prédéterminé de tension est atteint.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (21) comporte un orifice d'entrée et un orifice de sortie du câble ou cordage (4), les deux orifices étant équipés de galets (18), de préférence en PTFE, configurés pour limiter l'entrée d'air ou de gaz extérieur à l'intérieur de l'enceinte (21) .
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (21) est subdivisée en au moins deux chambres : une chambre principale (21a) qui est apte à être traversée par le câble ou cordage (4) et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement (15A, 15B, 15C, ) du câble ou cordage (4) et lesdits moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4), et au moins une chambre (21b) de détente latérale contiguë, la paroi interne (P) séparant la chambre principale de ladite chambre de détente latérale étant pourvue d'une pluralité d'orifices (26) et faisant office de pare flamme.
10. Dispositif selon la revendication 9 dans lequel l'enceinte (21) est subdivisée en au moins trois chambres : la chambre principale (21a) qui est apte à être traversée par le câble ou cordage (4) et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement (15A, 15B, 15C) du câble ou cordage (4) et lesdits moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4), et deux chambres (21b, 21c) de détente latérales contiguës et de part et d'autre de la chambre principale, chaque paroi interne (P) séparant la chambre principale centrale de chacune des deux chambres de détente latérales étant pourvue d'une pluralité d'orifices (26) et faisant office de pare flamme.
11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, dans lequel lesdits orifices (26) de chaque paroi interne pare flamme (P) de chaque chambre de détente latérale ont un diamètre inférieur à 15 mm.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel lesdits orifices (26) sont initialement obstrués par des bouchons (26a) lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel chaque chambre de détente latérale comporte une paroi externe (P') pare flamme pourvue d'une pluralité d'orifices (26') qui permettent de faire communiquer la chambre latérale avec l'extérieur.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel lesdits orifices (26' ) de chaque paroi externe (P' ) pare flamme de chaque chambre de détente latérale ont un diamètre inférieur à 15 mm.
15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, dans lequel lesdits orifices (26') de chaque paroi externe (P') pare flamme de chaque chambre de détente latérale sont initialement obstrués par des bouchons (26a) lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
16. Dispositif pour libérer automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordage (4) entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible, ledit dispositif comprenant :
- un ensemble mécanique (11) sous forme d'une enceinte (21) qui est apte à être traversée par un câble ou cordage (4) et qui renferme au moins un sectionneur pour la découpe du câble ou cordage (4), des moyens de positionnement (15A, 15B, 15C) du câble ou cordage (4), et des moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4),
- des moyens de contrôle et de commande (12) permettant de commander automatiquement le déclenchement du sectionneur, dispositif dans lequel l'enceinte (21) est subdivisée en au moins deux chambres : une chambre principale (21a) qui est apte à être traversée par le câble ou cordage (4) et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement (15A, 15B, 15C) du câble ou cordage (4) et lesdits moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4), et au moins une chambre (21b) de détente latérale contiguë, la paroi interne (P) séparant la chambre principale de ladite chambre de détente latérale étant pourvue d'une pluralité d'orifices (26) et faisant office de pare flamme .
17. Dispositif selon la revendication
16, caractérisé en ce que l'enceinte (21) est subdivisée en trois chambres : la chambre principale (21a) qui est apte à être traversée par le câble ou cordage (4) et qui renferme au moins ledit sectionneur, lesdits moyens de positionnement (15A, 15B, 15C) du câble ou cordage (4) et lesdits moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4), et deux chambres (21b, 21c) de détente latérales contiguës et de part et d'autre de la chambre principale, chaque paroi interne (P) séparant la chambre principale centrale de chacune des deux chambres de détente latérales étant pourvue d'une pluralité d'orifices (26) et faisant office de pare flamme .
18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17, dans lequel lesdits orifices (26) de chaque paroi interne pare flamme (P) de chaque chambre de détente latérale ont un diamètre inférieur à 15 mm.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel lesdits orifices (26) sont initialement obstrués par des bouchons lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, dans lequel chaque chambre de détente latérale comporte une paroi externe (P') pare flamme pourvue d'une pluralité d'orifices (26') qui permettent de faire communiquer la chambre latérale avec l'extérieur.
21. Dispositif selon la revendication 20, dans lequel lesdits orifices (26') de chaque paroi externe (P' ) pare flamme de chaque chambre de détente latérale ont un diamètre inférieur à 15 mm.
22. Dispositif selon la revendication 20 ou 21, dans lequel lesdits orifices (26' ) de chaque paroi externe (P') pare flamme de chaque chambre de détente latérale sont initialement obstrués par des bouchons (26a) lors de la phase de mesure de tension de câble avant un éventuel déclenchement du dispositif.
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 22, dans lequel le sectionneur comprend un burin (25) associé à une enclume (20) et des moyens de déplacement du burin (25) par rapport à l'enclume pour la découpe du câble ou cordage (4), le burin (25) étant dans un matériau anti-étincelles.
24. Dispositif selon la revendication 23, dans lequel l'enclume (20) est dans un matériau anti-étincelles .
25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 24, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs guides (17) fixes qui permettent le guidage dans la chambre principale (21a) du câble ou cordage (4) et qui sont dans un matériau anti-étincelles.
26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, dans lequel le matériau anti-étincelles est un alliage de cuivre-béryllium (Cu-Be) .
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, dans lequel le matériau anti-étincelles est un métal choisi parmi le groupe suivant : laiton, bronze, alliage cuivre-nickel, alliage cuivre-aluminium, titane.
28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 26, dans lequel le sectionneur est un sectionneur pyrotechnique.
29. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 27, dans lequel les moyens de contrôle et de commande (12) permettent le déclenchement automatique du sectionneur (19) , sur base de la mesure de la tension dans le câble ou cordage (4), lorsqu'un seuil prédéterminé de tension est atteint.
30. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 28, caractérisé en ce que l'enceinte (21) comporte un orifice d'entrée et un orifice de sortie du câble ou cordage (4), les deux orifices étant équipés de galets (18), de préférence en PTFE, configurés pour limiter l'entrée d'air ou de gaz extérieur à l'intérieur de l'enceinte (21) .
31. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 29, dans lequel les moyens de mesure (16) de la tension du câble ou cordage (4) sont configurés pour que le câble ou cordage (4) exerce sur lesdits moyens de mesure (16) une force radiale proportionnelle à la tension du câble ou cordage (4) .
32. Dispositif selon la revendication 30, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la tension du câble (4) comprennent une poulie centrale
(15A) ainsi que deux poulies (15B, 15C) encadrant la poulie centrale, qui assurent un angle constant entre le câble (4) et la poulie centrale (15A) en amont et en aval de ladite poulie centrale (15A), et un système dynamométrique (16) se trouvant à l'intérieur de l'axe de la poulie centrale (15A) .
33. Dispositif selon la revendication 31, caractérisé en ce que le système dynamométrique comprend deux jauges de contraintes.
34. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 32, dans lequel les moyens de contrôle et de commande (12) sont situés à l'extérieur de l'enceinte (21), sont reliés audit ensemble mécanique (11) , de préférence par une connexion filaire (13), et sont aptes à être positionnés en dehors de la zone présentant des conditions d'atmosphère explosible.
35. Système de sécurité pour bras de chargement/déchargement (1) de navire transportant du combustible liquide ou gazeux, ledit bras étant équipé d'un système de liaison mécanique et de guidage par câble (4) dudit bras (1) , appelé plus simplement moyen de guidage par câble, en vue de sa connexion/déconnexion à un manifold (9) dudit navire, ledit système comprenant un dispositif pour libérer automatiquement la liaison mécanique par câble précitée, selon l'une quelconque des revendications précédentes .
36. Système de sécurité selon la revendication 35, caractérisé en ce que le moyen de guidage par câble comprend un treuil à tension constante (2) situé à une extrémité où le câble (4) est solidaire du bras (1) .
37. Système de sécurité selon la revendication 35 ou 36, caractérisé en ce que ledit ensemble mécanique (11) du dispositif pour libérer automatiquement la liaison mécanique par câble précitée est solidarisé sur une embase (10) du bras (1) ou sur le treuil à tension constante (2) .
38. Utilisation du dispositif visé à l'une quelconque des revendications 1 à 34 pour sectionner automatiquement une liaison mécanique par câble ou cordage entre deux éléments, dans une zone présentant des conditions d'atmosphère explosible.
39. Utilisation du dispositif visé à l'une quelconque des revendications 1 à 34 pour sectionner automatiquement le câble d'un bras de chargement/déchargement d'un navire.
40. Utilisation du dispositif visé à l'une quelconque des revendications 1 à 34 pour sectionner automatiquement une liaison d' amarrage ou d'ancrage d'un élément flottant, dans des conditions d'atmosphère explosible.
41. Utilisation du dispositif visé à l'une quelconque des revendications 1 à 34 pour sectionner automatiquement une liaison d' amarrage ou d'ancrage d'un élément flottant, tel qu'une plateforme pétrolière ou gazière, un pétrolier, ou un méthanier.
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