Brevet FR2290590A1 — publié le 19760604

La présente invention est relative aux pompes et aux procédés de mise en circulation des fluides. Elle trouve une application de choix dans les installations et dans les procédés de lavage de récipients tels que des citernes et cuves. Les installations de lavage de citerne mettent en oeuvre des pompes classiques centrifuges ou autres à pièces tournantes qui se détèriorent rapidement. L'invention propose une pompe sans pièce tournante ou en déplacement qui peut ainsi fonctionner sans incident bien plus longtemps que les pompes classiques. La pompe suivant l'invention comprend une enceinte communiquant avec une source de fluide à mettre en circulation par un conduit d'aspiration, avec un venturi par un conduit de mise sous dépression, avec une source d'un autre fluide de poussée par un conduit de mise sous pression et avecunrecWientou une conduite par un conduit de refoulement, chaque conduit étant muni d'une vanne de fermeture. Les conduits de. mise sous pression et sous dépression d'une part et/ou les conduits d'aspiration et de refoulement d'autre part peuvent avoir un débouché commun dans l'enceinte. On met le fluide en circulation en l'aspirant dans l'enceinte, en interrompant l'aspiration puis en le poussant hors de l'enceinte par introduction d'un autre fluide sous pression. Il vaut mieux que l'autre fluide ait une densité différente de celle du fluide à mettre en circulation. Il vaut mieux également que les deux fluides soient peu solubles et peu miscibles l'un dans l'autre. On pourrait mettre en oeuvre la pompe et le procédé suivant l'invention de mise en circulation d'un fluide avec un autre fluide qui serait plus dense que celui à mettre en circulation. Mais, le plus souvent, le fluide à mettre en circulation est un liquide,tel qu'une solution aqueuse tandis que l'autre fluide de poussée est un gaz,tel que de la vapeur d'eau ou de l'air comprimé. Dans ce dernier cas,le conduit de mise sous dépression débouche dans l'enceinte en un point plus élevé que le conduit d'aspiration et de préférence au sommet de l'enceinte. De mEme,le conduit de mise sous pression débouche dans l'enceinte en un point plus élevé que le conduit de refoulement. On comprend que la mise en oeuvre d'un gaz de poussée comme moyen moteur de la pompe permet de se dispenser de tout mouvement d'une pièce mécanique susceptible de se détèriorer à la longue en présence d'un liquide agressif. Le procédé suivant l'invention s'applique particulièrement au lavage d'un récipient. On pousse un liquide de lavage d'une première enceinte dans le récipient à laver à l'aide d'un fluide de poussée sous pression tout en aspirant le liquide du récipient dans une seconde enceinte sous dépression. Au cours du lavage ou à la fin de celui-ci, on peut interrompre la communication entre le récipient et la seconde enceinte puis pousser le liquide hors de la seconde enceinte par un fluide de poussée sous pression dans un égout ou dans la première enceinte, une communication étant de préférence établie entre le récipient et une troisième enceinte sous dépression pendant les opérations qui viennent d'étire indiquées si l'on désire continuer le lavage sans perte de temps. Une installation de lavage d'un récipient fermé suivant l'invention comprend une pompe telle que décrite ci-dessus dont le conduit de refoulement est destiné à déboucher dans le récipient à laver et une seconde enceinte de récupération destinée à être mise en communication avec le récipient par une conduite d'aspiration et qui communique avec la première enceinte et/ou un égout par une conduite de refoulement, avec une source d'un autre fluide sous pression par une conduite de mise sous pression et avec un venturi par une conduite de mise sous dépression, chaque conduite étant munie d'une vanne de fermeture.Lorsque l'on ne veut pas perdre de temps comme indiqué ci-dessus, l'installation comprend une troisième enceinte de récupération communiquant comme la seconde, la vanne de la conduite d'aspiration de la seconde enceinte interrompant la communication quand la vanne d'aspiration de la troisième enceinte la permet et inversement. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est un schéma d'une pompe suivant l'invention, tandis que La figure 2 est un schéma d'une installation de lavage suivant l'invention. La pompe représentée à la figure 1 comprend une enceinte ou sphère 1 fermée qui communique avec une source 2 de liquide à mettre en circulation par des conduits 3 et 4. La communication entre le conduit 3 et 4 est établie par une vanne 5. La sphère I communique par des conduits 6 et 7 avec la voie 8 de dépression d'un venturi 9 alimenté en vapeur par une canalisation d'arrivée 10. La vapeur ayant servi à créer la dépression est rejetée par une canalisation 11 dans un condenseur 12 puis à l'égout par un conduit 13. La sphère 1 communique avec une source 14 d'air comprimé par le conduit 6, un conduit 15 et un conduit 16. La communication entre le conduit 15 et 16 peut etre établie à l'aide d'une vanne 17. Cette vanne 17 permet également d'établir une communication entre le conduit 15 et un conduit 18 de mise à l'atmosphère, la communication entre les conduits 15 et 16 étant alors interrompue. Une vanne 19 permet d'établir au choix la comr munication entre le conduit 6 et 7 et entre le conduit 6 et 15. Le conduit 6 débouche au sommet de la sphère 1. À la sphère 1 est également relié un conduit 20 de refoulement prolongé par un conduit 21 avec interposition d'une vanne 22 permettant la mise en comsunication des conduits 20 et 21. La poupe fonctionne de la manière suivante On fait passer de la vapeur par le conduit 10 dans le venturi 9. Il se crée une dépression dans la voie 8, le conduit 7, le conduit 6 et la sphère 1 parce que la vanne 19 établie la communication entre le conduit 7 et le conduit 6. Du liquide est aspiré de la source 2 dans la sphère 1 par le conduit 3, la vanne 5 et le conduit 4. Lorsque suffiscbnraent de liquide a été aspiré dans la sphère 1 on tourne la vanne 19 de manière à mettre en communication les conduits 6 et 15, la vanne 17 mettant alors en communication les conduits 15 et 18. Il n'y a plus de dépression dans la sphère 1. L'aspiration de liquide en provenance de la source 2 cesse. On fait alors en sorte que la vanne 17 met en communication le conduit 15 et le conduit 16. L'air comprimé sous pression arrive par le conduit 16, le conduit 15 et le conduit 6 dans la sphère 1. Il expulse le liquide qui se trouve en-dessous de lui par le conduit 20, la vanne 22 et le conduit 21. Tant qu'il n'y a qu'une sphère 1 le débit de la pompe est discontinu. Pour obtenir un débit continu, on monte deux pompes en parallèle. La vanne 5 peut mettre en communication le conduit 3et un conduit 23, interrompant alors la communication entre le conduit 3 et le conduit 4. Le conduit 23 est relié à un conduit 24 qui débouche dans le bas d'une sphère 25. Le conduit 24 est relié à un conduit 26 qui peut être mis en communication avec le conduit 21 par la vanne 22, cette mise en communication interrompant la communication entre les conduits 20 et 21. La voie 8 communique avec un conduit 27 qui débouche par l'intermédiaire d'une vanne 28 et d'un conduit 29 au sommet de la sphère 25. La vanne 28 permet également de mettre en communication le conduit 29 avec un conduit 30. Le conduit 30 peut etre mis en communication par une vanne 31 avec un conduit 32 relié & une source d'air comprimé ou avec un conduit 33 relié à l'atmosphère. Quand la sphère 1 est en train de se remplir, la communication entre le conduit 3 et le conduit 23 est interrom pueJtandis que la communication entre le conduit 24 et le conduit 21 est établie. En meme temps l'air comprimé provenant du conduit 32, du conduit -30 et du conduit 29 pousse le liquide dans le conduit 24, le conduit 26 et le conduit 21. L'installation de lavage de citerne illustrée à la figure 2 comporte une première sphère 41 pour une solution de lavage, une seconde sphère 42 de récupération, une troisième sphère 43 de récupération et une quatrième sphère 44 pour de 1 'eau. Une source d'eau 45 est reliée par un conduit 46 à la sphère 44 avec interposition d'une vanne 47. Le conduit 46 débouche au sommet de la sphère 44. Une branche 48 du conduit 46 débouche avec interposition d'une vanne 49 au sommet de la sphère 41. Du bas des sphères 41 et 44 partent respectivement deux conduits 50 et 51 qui peuvent déboucher dans un conduit 52 suivant qu'une vanne 53 met en communication loe conduits 52 et 51 ou les conduits 52 ou 50. Le conduit 52 peut venir en communication avec un conduit 54 gracie à une vanne 55. Le conduit 54 est terminé par une tette d'arrosage 56 qui débouche au sommet d'une citerne 57 à laver. Du bas de la citerne part un conduit 58 qui peut titre mis en communication par une vanne 59 soit avec un conduit 60 soit avec un conduit 61.Le conduit 60 communique avec un conduit 62 par l'intermédiaire d'une vanne 63. Le conduit 62 débouche dans le fond de la sphère 42 de récupération. Le conduit 61 peut être mis en communication avec un conduit 64 par l'intermédiaire d'une vanne 65. Le conduit 64 débouche dans le fond de la sphère 43. Le conduit 64 peut entre mis en communication avec un conduit 66 par la vanne 65, la communication entre le conduit 64 et le conduit 61 étant alors interrompue. Le conduit 66 mène à un égout. Sur le conduit 61 est prévu un embranchement 67 avec interposition d'une vanne 68. Le conduit 67 débouche au sommet de la sphère 41. Le conduit 62 peut titre mis en communication avec un conduit 69 par l'intermédiaire de la vanne 63, la communication entre les conduits 60 et 62 étant alors interrompue.Le conduit 69 débouche au sommet de la sphère 41. Un conduit 70 avec interposition d'une vanne 71 met en communication un réservoir 72 de solution concentrée de lavage et la sphère 41. Une source d'air comprimé 75 est en communication avec un conduit 76. Le conduit 76 se divise en trois branches 77, 78 et 79. La branche 77 communique avec un conduit 80 par l'intermédiaire d'une vanne 81. Le conduit 80 débouche au sommet de la sphère 41. La vanne 81 permet de relier le conduit 80 à un conduit 82 de mise à l'atmosphère, la communication des conduits 80 et 81 étant alors interrompue. Le conduit 78 débouche au sommet de la sphère 44 par l'intermédiaire d'une vanne 83. Comme la vanne 82 le permet pour la sphère 41, la vanne 83 permet de mettre la sphère 44 à l'atmosphère. La branche 79 se subdivise en un conduit 84 et en un conduit 85. Le conduit 85 débouche par l'intermédiaire d'une vanne 86 dans le réservoir 72. Le conduit 84 se subdivise en deux conduits 87 et 88. Le conduit 87 peut être mis en communication avec un conduit 89 par une vanne 90. Le conduit 89 peut titre mis également en communication avec l'atmosphère grâce à la vanne 90, la communication entre les conduits 87 et 89 étant alors interrompue. Le conduit 89 communique avec un conduit 91 par une vanne 92. Le conduit 91 débouche au sommet de la sphère 42. Le conduit 88 communique avec un conduit 93 par l'intermédiaire d'une vanne 94 permettant également une communication du conduit 93 aec l'atmosphère,la communication entre le conduit 93 et le conduit 88 étant alors interrompue. Le conduit 93 communique avec un conduit 33 par une vanne 95.Le conduit 33 débouche au sommet de la sphère 43. Une source de vapeur 96 communique par un conduit 97 avec deux conduits 98 et 99. Le conduit 98 communique par une thermovanne 100 avec un serpentin 101 de chauffage dis posé à l'intérieur de la sphère 41. L'autre extrémité du serpentin 101 communique avec un conduit 102qui débouche dans un égout. La thermovanne 100 est commandée par une sonde de température 103 qui détecte la température du liquide dans la sphère 41 et agit en conséquence sur la vanne 100. Elle interrompt l'arrivée de vapeur quand la température est suffisamment élevée et autorise l'arrivée de vapeur quand la température est trop basse. De méme une sonde 104reliée par un circuit électrique de commande 105 à la vanne 71}èrme ou ouvre celle-ci selon que la concentration en soluté dans la solution contenue dans la sphère 41 atteint un niveau donné ou non. Avantageusement la sonde 104 est un détecteur du pH de la solution contenue dans la sphère 41. Le conduit 99 débouche dans la voie d'entrée 106 d'un venturi 107 avec interposition d'un robinet 108. Le conduit de sortie 109 du venturi 107 débouche dans le bas de la sphère 44. La voie 110 de dépression du venturi communique avec deux conduits 111 et 112. Le conduit 111 peut titre mis en communication avec le conduit 33 par l'intermédiaire de la vanne 95, la communication entre le conduit 93 et 33 étant alors interrompue. Le conduit 112 peut tore mis en communication avec le conduit 91 par la vanne 92, la communication entre le conduit 89 et 91 étant alors interrompue. La vanne 55 peut mettre en communication le conduit 54 avec un conduit 113 débouchant dans le haut de la sphère 42, la communication entre le conduit 52 et 54 étant alors in- terrompue. Des flotteurs 114 et 115 sont disposés res pectivement.dans les sphères 41 et 44 et par l'intermédiaire de relais 116 et 117 électriques et de circuits électriques non représentés, ils permettent de fermer les vannes 49 et 47 respectivement de manière que l'eau n'arrive plus dans les sphères 41 et 44. L'installation de lavage fonctionne de la manière suivante Les vannes 47 et 49 mettent en communication la source 45 d'eau et les sphères 44 et 41. Ces sphères se remplissent jusqu'au niveau déterminé par les flotteurs 114 et 115. On fait passer de la vapeur de la source 96 dans le serpentin 101 par les conduits 97 et 98, la vanne 100 assurant la communication entre le conduit 98 et le serpentin 101. La vapeur chaude réchauffe l'eau qui se trouve dans la sphère 41 avant de se condenser et de s'échapper par le conduit 102 à l'égout. L'eau est ainsi chauffée jusqu'8 une température de 700C environ. A cette température La sonde 103 commande la fermeture de la vanne 100. On ouvre alors la vanne 86. La sonde de pH 104 indique que 1 'eau contenue dans la sphère 41 ne contient pas de soluté agressif de lavage. Par le circuit électrique 105 la sonde 104 commande l'ouverture de la vanne 71. Du soluté de lavage est poussé par l'air comprimé qui circule dans les conduits 79 et 85 dans le conduit 70 et pénètre dans la sphère 41. Lorsque la concentration en soluté de la solution aqueuse contenue dans la sphère 41 est atteinte, la sonde 104 ferme la vanne 71 par le circuit de commande 105. L'installation est alors prête à fonctionner. On peut effectuer d'abord un prélavage. On ouvre les vannes 53 et 55 de manière à établir la communication entre les conduits 51 et 52 d'une part et 52 et 54 d'autre part. On ouvre la vanne 83 de manière à faire parvenir de l'air comprimé en provenance de la source 75 par les conduits 76 et 78 au sommet de la sphère 44. L'eau qui s'y trouve est poussée dans les conduits 51, 52 et 54 et sort dans la citerne par la tête d'aspersion 56. Dans le Mime temps que l'on a ouvert les vannes 53 et 55 on a ouvert les vannes 95 et 108 de manière que de la vapeur provenant de la source 96 par les conduits 97 et 99 eut~106 pénètre dans le venturi 107 et crée une dépression dans le conduit 110.Cette dépression se transmet par le conduit 111, la vanne 95 et le conduit 33 au sommet de la sphère 43 et fait le vide dans celle-ci. Comme les vannes 59 et 65 sont également en un état où elles permettent la communication entre les conduits 58 et 61 d'une part et 61 et 64 d'autre part, on recupère l'eau qui est tombée dans la citerne par les conduits 58, 61 et 64 dans la sphère 43. On notera que cette récupération ne s'effectue pas par gravité mais par aspiration;ce qui présente l'avantage supplémentaire d'assécher les tuyauteries dans lesquelles ne restera donc pas de liquide agressif. Lorsque le prélavage est achevé, on interrompt la communication entre le conduit 61 et 64 par la vanne 65 qui met maintenant en communication le conduit 64 et le conduit 66. On ouvre la vanne 94 de manière que le conduit 93 communique avec le conduit 88. On tourne également la vanne 95 de manière que le conduit 93 communique avec le conduit 33. L'air comprimé provenant de la source 75 et qui circule par les conduits 76, 79, 84, 88, 93 et 33 débouche au sommet de la sphère 43 et pousse le liquide de prélavage qui y a été récupéré par les conduits 64 et 66 à l'égout. On tourne alors la vanne 94 de manière à mettre en communication le conduit 93 avec l'atmosphère. Il règne alors la pression atmosphérique dans la sphère 43. Pour effectuer le lavage,onontourne la vanne 53 de manière à mettre en communication le conduit 50 et le conduit 52 et à interrompre donc la communication entre les conduits 51 et 52. On ouvre également la vanne 81 de manière à mettre en communication la source 75 d'air comprimé et la sphère 41 par les conduits 76, 77 et 80. L'air comprimé qui débouche au sommet de la sphère 41 pousse la solution de lavage agressive qui s'y trouve par les conduits 50, 52 et 54 jusqu'à la toute 56 d'aspersion. Dans le mante temps; on a tourné les vannes 59 et 63 de manière à établir la communication respectivement entre lesconduits 58 et 60 et 60 et 62 et à l'interrompre entre les conduits 58 et 61. En outre la vanne 92 a été tournée de manière à établir la communication entre le conduit 91 et le conduit 112 si bien que la vapeur qui passe dans le venturi 107 permet d'obtenir une aspiration au sommet de la sphère 42 par les conduits 110, 112 et 91. I1 s'ensuit que le liquide agressif qui est tombé dans la sphère 57 est aspiré et récupéré dans la sphère 42 par les conduits 58, 60 et 62. Lorsque le tiers environ de la solution de lavage contenue dans la sphère 41 a servi au lavage de la citerne 56, on interrompt la communication entre lesconduits58 et 60 par la vanne 59 pour l'établir entre lesconduiS 58 et 61 par la mOme vanne. On récupère ainsi le deuxième tiers de la solution dans la sphère 43 avec mise en communication du conduit 61 et du çonduit 64 et interruption de la communication entre les conduits 64 et 66. Cependant que le deuxième tiers du lavage s'effectue, on transvase la solution récupérée contenue dans la sphère 42 à la sphère 41 en établissant une communication entre le conduit 62 et 69 par l'intermédiaire de la vanne 63 qui interrompt la communication entre le conduit 60 et 62 et en admettant de l'air comprimé avec éventuellement mise à 11 atmosphère préalable dans la sphère 42. La mise à l'atmosphère préalable s'effectue en interrompant la communication des conduits 91 et 112 par la vanne 92 qui maintenant met en communication le conduit 91 et le conduit 89 et en tournant la vanne 90 de manière à mettre en communication le conduit 89 avec l'atmosphère. La mise sous pression d'air comprimé s'effectue par les conduits 79, 84, 87, 89 et 91 avec mise en position correspondante des vannes 90 et 92.Poussée par l'air comprimé la solution contenue dans la sphère 42 retourne à la sphère 41 par les conduits 62 et 69. On effectue le troisième tiers du lavage en tournant la vanne 59 de manière à établir à nouveau la communication entre le conduit 58 et 60 et à aspirer à nouveau dans la sphère 42 en effectuant les mOrnes opérations qu'au premier stade de lavage. Cependant on récupère la solution contenue dans la sphère 43 en la mettant sous pression atmosphérique puis sous pression d'air comprimé comme cela a été fait pour la vider lors du prélavage mais en établissant cette fois ci une communication entre le conduit 64 et 61 par la vanne 65 et une communication entre le conduit 61 et le conduit 67 par la vanne 68. L'opération de lavage terminé on peut effectuer encore une opération de rinçage finale identique au préige. Avant d'enlever la citerne qui est maintenant lavée on enlève le liquide qui peut stagner dans le conduit 54 en le mettant en communication avec la sphère 42 par le conduit 113 et la vanne 55 et en créant une dépression par le venturi 107 dans cette sphère. On notera que toutes les vannes peuvent outre à commande pneumatique ou électrique,sans recours aucun à des pièces mécaniques susceptibles d'étire attaquées facilement et donc détèriorées par un liquide agressif de lavage. Il s'ensuit que l'installation peut fonctionner longtemps sans qu'il soit nécessaire de remplacer des pompes défectueuses. Grace à l'enlèvement du liquide répandu par aspersion dans la cuve immédiatement après qu'il est projeté, on réussit à empêcher toute accumulation d'un bain dans le récipient à laver, bain qui contrarie l'action mécanique de lavage par le jet d'aspersion et qui créé une solution contenant beaucoup d'impuretés empochant le détergent de venir en contact avec le fond du récipient à nettoyer. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise en circulation d'un fluide, caractérisé en ce qu'il consiste à aspirer le fluide dans une enceinte, à interrompre l'aspiration, puis à pousser le fluide hors de l'enceinte en y introduisant un autre fluide sous pression. 2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le fluide est un liquide, caractérisé en ce que l'autre fluide est un gaz 3. Pompe, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte communiquant avec une source de fluide à mettre en circulation par un conduit d'aspiration, avec un venturi par un conduit de mise sous dépression, avec une source d'un autre fluide de poussée par un conduit de mise sous pression et avec un conduit de refoulement , chaque conduit étant muni d'une vanne de fermeture. 4. Pompe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les conduits de mise sous pression et sous dépression d'une part et/ou les conduits d'aspiration et de refoulement d'autre part ont un débouché commun dans l'enceinte. 5. Pompe suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le conduit de mise sous dépression débouche dans l'enceinte en un point plus élevé que le conduit d'aspiration, notamment au sommet de l'enceinte. 6. Pompe suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le conduit de mise sous pression débouche dans l'enceinte en un point plus élevé que le conduit de refoulement notamment au sommet de l'enceinte. 7. Procédé de lavage d'un récipient qui consiste à pousser un liquide de lavage d'une première enceinte dans le récipient à l'aide d'un fluide de poussée sous pression tout en aspirant le liquide du récipient dans une enceinte sous dépression. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à interrompre la communication entre le récipient et la seconde enceinte puis à pousser le liquide hors de la seconde enceinte par un fluide de poussée sous pression dans un égout ou dans la première enceinte, une communication ént alors de préférence établie entre le récipient et une troisième enceinte sous dépression. 9. Installation de lavage d'un récipient caractérisée en ce qu'elle comprend une pompe suivant l'une des revendications 3 à 6, dont le conduit de refoulement est destiné à déboucher dans le récipient à laver et une seconde enceinte de récupération destinée à outre mise en communication avec le récipient par une conduite d'aspiration et qui communique avec la première enceinte et/ou un égout par une conduite de refoulement, avec une source d'un autre fluide sous pression par une conduite de mise sous pression et avec un venturi par une conduite de mise sous dépression, chaque conduite étant munie d'une vanne de fermeture. 10. Installation suivant la revendication 9 caractérisée en ce qu t elle comprend une troisième enceinte de récupération communiquant comme la aeconde, la vanne de la conduite d'aspiration de la seconde enceinte interrompant la communication quand la vanne d'aspiration de la première enceinte la permet et inversement.