Brevet FR2337571A1 — publié le 19770805

La présente invention concerne un séparateur par gravit@ a fonctionnement automatique et alimenté en continu par d@pression qui estdestiné à la séparation de mélanges de deux liquides non miscibles de densité différente, notamment des mélanges d'eau et d'hydrocarbures. Les sfr)arateurs pr gravité, connus à ce jour, sont alimentés au moyen de pompes qui aspirent le mélange pollué dans un réservoir ou compartiment et le refoulent vers le séparateur. L'action m? lu mélange et erée, notamment dans le cas d'un mélange d'eau et d'hydrocarbures, une pulsion qui accroît la difficulté de séparation, et de ce fait entraîne une augmentation de l'encombrement du séparateux et diminue l'efficacité de ce dernier. La présente invention a, en conséquence, pour objet de remédier a cet inconv@nient inhérent aux réalisations antérieures on créant un séparateur par ravit oui permet, par suite d'une alimentation par dépression, d'éviter la formation d'une émulsion du mélange de deux liquides non miscibles.La réalisation suivant l'invention qui se reporte notamment à la séparation d'un mélange d'eau et d'hydrocarbures permet,de plus et malgré son encombrement réduit, d'obtenir une meilleure séparation pour un débit égal à celui des séparateurs connus et d'éviter des fausses manoeuvres et des variations de régime par suite de son fonctionnement automatieue et en continu tout en réduisant également les frais d'exploitation. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un séparateur par gravité qui est caractérisé en ce qu'il est constitué par un réservoir cylindrique à axe vertical dont la partie supérieure en forme de d8me est traversée par les conduits d'alimentation et d'évacuation et qui contient en plus plusieurs éléments séparateurs cylindriques superposés et imbriqués, à base conique,fonctionnant par suite d'une dépression créée par des pompes mises en marche alternativement à partir d'au moins deux récipients recueillant l'un l'huile et l'autre l'eau épurée. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de la présente invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs aux dessins annexés. La fig. 1 est une représentation schématique d'un sparateur suivant l'invention. La fig. 2 est un schéma de principe d'une autre forme de réalisation d'un séparateur selon l'invention. Le séparateur, représenté à la fig.1,est constitué par un réservoir cylindrique 1 à axe vertical dont la partie supérieure forme un dôme 2 et la partie inférieure un tronc de cône 3 auquel est relié un conduit 4 muni d'une vanne 5 et servant à l'évacuation périodique des sédiments. Le réservoir cylindrique 1 contient deux autres déments cylindriques 6, 7, montés concentriquement à un certnin intervalle l'un de l'autre, ouverts à leur partie supérieure et présentant une forme tronconique à leur partie inférieure. L'élément cylindrique 6 comporte un deuxième tronc de cône 8 disposé à une certaine distance en dessous du tronc de cône 9 de l'élément cylindrique 7.Un cylindre axial 10, dont le diamètre est dilaté à la partie inférieure 11 et qui se trouve au centre d'un cône 13, traverse les troncs de cône 8, 9 et se termine en forme de cône à sa par tie supérieure 12. Le dôme 2 du réservoir 1 est traversé par les conduits d'alimentation et d'évacuation 17, 18, 19 et porte également des capteurs de niveau 14 15 et 16 ainsi qu'une vanne télécommandée 22 permettant la mise à l'atmosphère extérieu re de l'intérieur du séparateur. Ce dernier est relié, d'une part, à une pompe auto-amorçante à eau 20 et, d'autre part, à une pompe auto-amorçante à huile 21. La fig. 2 représente une autre forme de réalisation d'un séparateur suivant l'invention qui diffère du dispositif venant d'être décrit en ce que les réceptacles d'huile 23 et d'eau 24, munis de capteurs de niveau, sont placés a l'extérieur du sépa rateur, les éléments identiques à ceux de la première forme de réalisation portant les mômes références. Le fonctionnement du séparateur par gravité selon l'in vention est le suivant: le traitement du mélange pollué débute par la mise en dépression du séparateur au moyen de l'une des deux pompes 20, 21, de préférence la pompe à huile 21, jusqu'à atteindre un taux de dépression tel que le mélange pollué soit aspiré à travers le conduit 17. Le mélange,arrivant ainsi par la partie supérieure du séparateur, descend pendant que s'effectue la pré-séparation de l'huile, qui se rassemble à la partie supérieure et dont le déversement hors du pré-séparateur est contrôlé par le seuil déversoir 25.Le mélange pré-séparé passe ensuite par la base inférieure ouverte du tronc de cône 26 dans le volume de diffusion d'entrée du séparateur, compris entre la surface 26 et la surface conique intérieure 13, et qui est cloisonné par des ailettes radiales 27,puis traverse avec des vitesses centripètes le séparateur proprement dit constitué par le volume délimité extérieurement par la surface tronconique 13 et la partie inférieure de la surface cylindrique 6. L'huile séparée se réfugie à la partie supérieure de ce volume et s'accumule dans la cheminée parallélépipédique verticale 28 dont l'arête horizontale supérieure forme seuil déversoir 29 a un niveau sensiblement plus bas que le seuil 25 du pré-séparateur. L'huile rassemblée dans les parties supérieures des volumes de pré-séparation et du séparateur est déversée automatiquement, des que sa couche est suffisante (hauteur H fonction de la différence ce niveau des déversoirs), dans le réceptacle à huile 31 oui est constitué par un volume annulaire délimité par les surfa- ces 6 et 7.Le réceptacle à à huile est équipé à sa partie haute, a un niveau déterminant un volume d'huile supérieur ou egal au volume du réceptacle à eau, délimité par les deux niveaux 14 et 15 d'un carteur de niveau 16 dont la fonction est de mettre à l'atmosrnere extérieure, par la vanne télécommandée 22, l'atmos- hère inférieure du sparateur et d'arrêtera de ce fait, l'arrivée du ciélane pollué en cas d'avarie de marche. L'huile s ne est aspirée à travers le conduit 19 dont l'orifice d'asriration clone à la base du réceptacle et oui est relié à la pompe auto-arorcante à huile 21.Cette rompe a, en g n-rrtl, le meme débit que la rompe à eau 20 et refoule l'huile séparée ver un réservoir de stockage. L'eau épurée est collectée par le c > lindre axial OC ont le cône supérieur fait office de seuil déversoir 0 régulateur des niveaux du séparateur. Les niveaux des seuils déversoirs d'huile de pré-séparateurd et de la cheminée du séparateur sont supérieure au niveau du seuil déversoir 30 d'eau épurée d'une valeur égale à H (1 - dl + H', H désignent la hauteur de la ao couche d'huile acceptable dans la chemine du séparateur et dans le pré-séparateur, H' désignant la perte de charge correspondant à l'étage de séparation, do et dl représentent respectivement la densité de l'eau et de l'huile.Ces différences de niveaux assurent l'automaticité de la récupération de l'huile dans le réceptacle d'huile et du déversement de l'eau épurée dans son réceptacle de forme cylindro-conique et qui est délimité par le conduit axial 10 et la surface cylindro-conique concentrique 7. Lorsque le niveau d'eau épurée atteint le capteur 14 du réceptacle à eau, la pompe à huile 21 est arrêtée automatiquement et la pompe à eau 20 est mise en marche, aspirant l'eau épurée jusqu'à atteindre le niveau du capteur 15, où elle est arrêtée,et la pompe à huile 21 est remise en marche. La continuité de régime est assurée par le fonctionnement alterné au même débit de la pompe à huile et de la pompe à eau, régulé par les deux capteurs de niveau 14, 15 du réceptacle à eau, produisant dans une phase initiale, par suite de l'aspiration de l'air contenu dans le séparateur et les conduits afférents, une dépression, suffisante pour asnirer jusqu'au séparateur le mélange pollué a partir d'une citerne et maintenant ensuite ce flux de mélange constant et égal au débit des pompes. La dépression ainsi créée,pouvant atteindre 600 mm de mercure, favorise le dégazage de l'eau (gaz dissous, hydrocarbures solubles, etc...) qui contribue à une meilleure séparation des deux phases liquides, en entraînant les gouttelettes d'huile vers la surface. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits,car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Le séparateur peut, par exemple, présenter plusieurs volumes de séparation juxtaposés où les réceptacles d'huile et d'eau, munis de capteurs de niveau, peuvent être prévus extérieurement au séparateur comme le montre la fig. 2 annexée. REDICATI0NS 1 - Séparateur par gravité à fonctionnement automatique et alimenté en continu par dépression qui est destiné à la la-sépa- ration de mélanges de deux liquides non miscibles de densité différente, caractérisé en ce qu'il est constitué par un réservoir cylindrique i à axe vertical dont la partie supérieure en forme de dôme 2 est traversée par les conduits d'alimentation 17 et d'évacuation 18, 19 et qui contient en plus plusieurs éléments séparateurs cylindriques superposés et imbriqués 6, 7, 13 à base conique fonctionnant par suite d'une dépression créée par des pompes 2G, 21 mises en marche alternativement a' partir d'au moins deux récipients recueillant l'un l'huile et l'autre l'eau épurée. 2 - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à eau 20 et la pompe à huile ont un débit identique. 3 - Séparateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que son fonctionnement automatique est commandé par des capteurs de niveau 14, 15 prévus dans le réceptacle d'eau épurée 4 - Séparateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les réceptacles d'huile et d'eau sont constitués par deux réservoirs 23, 24 extérieurs au séparateur 1 qui sont munis d'indicateurs de niveau 14, 15 raccordés directement aux pompes 20, 21 et l'indicateur de niveau 16 étant raccordé à la vanne télécommandée 22.