Brevet FR2396181A1 — publié le 19790126

Llinvention est relative à un procédé de régulation de la mise en pression d'un réservoir de liquide, ainsi qu'à un réservoir régulé selon ce procédé. Elle concerne notamment, mais non exclusivement, les réservoirs que l'on met sous pression pour les vider du liquide qu'ils contiennent, comme par exemple certaines enceintes d'épuration des eaux dont on provoque la vidange par mise en pression après application du traitement d'épuration. Pour réguler la pression à l'intérieur de tels réservoirs, c'est-a-dire pour assurer une mise en pression aune valeur détermi- née et pour maintenir cette pression notamment quel que soit le niveau du liquide dans l'enceinte, et par exemple au fur et à mesure de la vidange, on a proposé d'injecter dans l'enceinte le gaz de mise sous pression au moyen d'un compresseur fonctionnant en continu pendant la mise et le maintien sous pression, à une pression généralement supérieure à la pression requise, et de munir l'en- ceinte d'une soupape autorisant un débit de fuite propre à Imiter la pression interne à la valeur voulue. Une telle façon de procéder est avantageuse en ce qu'elle permet effectivement de réguler la pression à 1'intérieur de 1'enceinte, c'est-à-dire par exemple de réguler le débit d'écoulement du liquide en sortie, ce qui est particulièrement intéressant notamment dans le cas d'enceintes d'épuration ou une régulation du débit de sor- tie permet d'éviter un effet d'aspiration des boues séparées dans l'enceinte, mais se révèle coûteuse et compliquée du fait du fonc- tionnement continu du compresseur et des accessoires dont il faut munir le réservoir. Le but de la présente invention est de remédier à ces incon- vénients en proposant un nouveau mode de régulation de la pression dans un réservoir. A cet effet, il est prévu selon l'invention, à l'intérieur de l'enceinte, une chambre d'équilibrage maintenue à la pression atmosphérique et dans laquelle on contrôle le niveau du liquide pour provoquer l'injection de gaz sous pression dans l'enceinte tant que le niveau du liquide dans la chambre d'équilibrage reste inférieur à un niveau prédéterminé, et pour interrompre cette injection lorsque ce niveau est atteint ; le compresseur fonctionne alors de façon intermittente, uniquement lorsqu'il est nécessaire de réajuster la pression dans l'enceinte, ce qui rend l'installation beaucoup plus économique d'emploi. En outre, aucun accessoire coûteux n'est alors nécessaire. Notamment, lorsque l'alimentation de l'enceinte en liquide steffectue7la pression atmosphérique, ce qui est généralement le cas par exemple pour les enceintes d'épuration, on peut avantage- sement utiliser comme chambre d'équilibrage la chambre d'entrée de l'enceinte, dans laquelle débouche le conduit d'alimentation en liquide. Cette chambre est alors munie, pour la mise en oeuvre de l'invention, d'un dispositif de détection du niveau du liquide, comme par exemple un flotteur ou un contacteur à mercure. Dans ce cas, la mise en oeuvre de l'invention permet en outre d'éviter un refoulement du liquide par l'entrée, qui se produirait si la pression devenait excessive compte tenu du débit possible du liquide par la sortie et des pertes de charge subies à ce niveau, et par exemple si cette sortie venait à se boucher, puisque le passage du liquide à un niveau jugé excessif dans la chambre d'équilibrage interrompt la mise en pression. Le procédé selon l'invention pour la régulation de la mise en pression d'un réservoir de liquide, consistant à injecter un gaz sous pression dans le réservoir contenant le liquide, est caractérisé en ce que l'on maintient la pression atmosphérique une zone de la surface du liquide dans le réservoir, et en ce que lton pilote l'injection du gaz sous pression en fonction de l'évolution du niveau de la dite zone dans le réservoir. L'invention sera mieux comprise si 1'on se réfère à la description ci-dessous, relative à deux modes de mise en oeuvre non limitatifs, ainsi qu'aux dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure t montre une vue dun réservoir mettant en oeuvre l'inventions en coupe par un plan longitudinal vertical tel que le plan I-I de la figure 2. La figure 2 montre une vue du réservoir en coupe transversal par le plan II-il de la figure 1. La figure 3 montre un deuxième mode de réalisation d'un réservoir mettant en oeuvre l'invention, en coupe par un plan vertical longitudinal. On a représenté aux figures 1 et 2 un réservoir selon l'in- vention comportant une enceinte étanche 1 délimitée par une paroi 2 cylindrique de révolution autour d'un axe par exemple horizontal 3, fermera ses deux extrémités transversales par des couvercles 4 et 5. A la partie supérieure de 1'enceinte débouche dans celleci un conduit 6 relié à la sortie d'un groupe compresseur 7 situé à l'extérieur, et dont le rôle est d'injecter dans l'enceinte 1, généralement au-dessus du niveau du liquide que celle-ci est destinée à la contenir, un gaz tel que de l'air assurant la mise sous pression de ce liquide. Par exemple à proximité de la paroi d'extrémité 4 et àla partie supérieure de l'enceinte débouche dans celle-ci un conduit d'entrée 8 pour l'alimentation de l'enceinte en liquide ; ce conduit 8 débouche à l'intérieur de l'enceinte au-dessus d'un niveau maximal prédéterminé 9 du liquide, via un dispositif de filtrage tel qu'un panier grillagé 10. A proximité de la deuxième paroi transversale 5 d'extrémi- té de l'enceinte débouche dans celle-ci, à un niveau inférieur à un niveau minimal prédéterminé 12 du liquide dans l'enceinte, un conduit 11 de sortie pour le liquide. Ainsi, lorsque l'on injecte dans l'enceinte un gaz sous pression via le conduit 6 et le compresseur 7 le liquide situé à l'intérieur de l'enceinte 1 s'échappe via le conduit 11. Des moyens, connus en eux-mmes et non représentés aux figures, sont naturellement prévus pour détecter l'arrivée du liquide respectivement à son niveau maximal prédéterminé 9 et à son niveau minimal prédéterminé 12, respectivement pour autoriser ou interrompre le fonctionnement du compresseur. Autour du panier 10 par lequel le conduit d'entrée 8 débouche à l'intérieur de l'enceinte est aménagée une chambre d'équin librage 13 ouverte d'une part à l'air libre à un niveau supérieur au niveau maximal 9 du liquide et d'autre part vers le liquide à un niveau inférieur au niveau minimal 12 de celui-ci, le conduit 6 dlinjection de gaz sous pression dans l'enceinte débouchant à l'ex- térieur de cette chambre 13. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, la chambre 13 est délimitée par une cloison tubulaire étanche 14, par exemple cylindrique de révolution autour d'un axe vertical 15 par exemple disposé dans le plan vertical axial de ltenceinte. Cette cloison tubulaire, qui délimite intérieurement la chambre d'équilibrage 13 est ouverte à l'air libre, à. l'extérieur de l'enceinte, par son extrémité transversale supérieure 16 qui est par exemple munie d'un couvercle amovible 17 et peut avantageusement constituer un regard livrant accès à l'intérieur de l'enceinte 12 à la pression atmos- phérique, mme lorsque le volume interne de cette enceinte est par ailleurs sous pression ; l'extrémité inférieure 18 de la cloi son tubulaire 14 est quant à elle ouverte à l'intérieur de l'encein- te à un niveau inférieur au niveau minimal prédéterminé 12 du li quide. A l'intérieur de la chambre 13 est disposé selon l'invention un dispositif y détectant le niveau du liquide, à un instant donné toujours supérieur au niveau instantané de ce liquide dans le reste de l'enceinte 1 lorsque celle-ci est mise sous pression ; ce dispo sitif peut tre de tout type connu et comporter par exemple un flotteur 19 comme il est illustré, avec par exemple un contacteur à mercure pour piloter le fonctionnement du compresseur 7 en fonc tion du niveau du liquide dans la chambre 13 : ce dispositif auto rise le fonctionnement du compresseur 7, c'est-à-dire l'injection ; de gaz sous pression dans l'enceinte, tant que le niveau du liquide dans la chambre 13 reste inférieur à un niveau maximal prédéterminé 20, et interrompt ce fonctionnement quand le niveau du liquide dans la chambre 13 tend à dépasser le niveau maximal prédéterminé 20. Comme le montre la figure, ce niveau 20 est supérieur au niveau maximal 9 du liquide dans le reste de 1'enceinte, mais naturellement inférieur au niveau auquel la canalisation d'entrée 8 débouche dans la chambre 11. Event sllement, on peut prévoir un deuxième couplage du dispositif de détection du niveau du liquide dans la chambre d'équi- librage 13 avec le compresseur 7, pour que celui-ci s'arrte si le niveau du liquide dans la chambre 13 devient inférieur à un niveau minimal prédéterminé 21 généralement supérieur au niveau 12. Naturellement, le dispositif qui vient d'etre décrit est susceptible de nombreuses variantes quant à ses composants. De plus, enceinte 1 peut comporter intérieurement ou extérieurement diffé- rentes dispositions et différents accessoires en rapport avec le traitement qu'y subit éventuellement le liquide, comme par exemple des moyens injectant à la partie inférieure de l'enceinte, de façon connue en soi, des substances facilitant l'épuration du liquide stil s'agit d'une enceinte d'épuration etc..... On a illustré à la figure 3 un deuxième mode de réalisation de la cloison délimitant la chambre d'équilibrage, l'enceinte étant par ailleurs identique à celle qui a été décrite en référence aux figures 1 et 2. On y retrouve l'enceinte 1 délimitée par la paroi cy- lindrique 2 et les deux parois d'extrémité 4 et 5 le conduit d'entrée 8 débouchant dans l'enceinte via un panier grillage 10 au-dessus du niveau maximal prédéterminé 9 du liquide dans l'encein- te, le conduit d'évacuation 11 débouchant dans 1'enceinte en-dessous du niveau minimal prédéterminé 12 du liquide, le compresseur 7et le conduit de sortie 6 débouchant à l'intérieur de l'enceinte. Dans le cas de ce deuxième exemple, une chambre d'équilibrage 22 est ménagée à proximité immédiate de l'entrée du liquide, jusqu'à un niveau inférieur au niveau minimal 12 de la surface du liquide dans 1'enceinte, par une cloison 23 orientée transversalement par rapport à la direction générale de l'enceinte 1 et jointive de toute part de la paroi Z de celle-ci, à l'exception de sa partie inférieure où cette cloison 23 présente un bord par exemple sensiblement horizontal 24 situé à un niveau inférieur au niveau minimal 12 mais à une distance suffisante de la partie inférieure de 1'enceinte pour offrir un libre passage au liquide de la chambre 22 au reste de l'enceinte, la chambre 22 est alors délimitée par la cloison 23, par la cloison 4, et par la partie de la cloison 2 située entre ces cloisons 23 et 4, à un-niveau supérieur au niveau du bord inférieur 24 de la cloison 23. Comme dans l'exemple illustre aux figures 1 et 2, a l'inté- rieur de la chambre 22 est disposé un dispositif y évaluant le niveau du liquide, comme par exemple un flotteur 25, pour interrompre le fonctionnement du compresseur 7 lorsque ce niveau dépasse un niveau maximal prédéterminé 26 supérieur au niveau maximal 9 dans le reste de l'enceinte. Avantageusement, un regard de visite 27 est aménagé dans la paroi 2 de l'enceinte au-dessus de la chambre d'équilibrage 22 pour livrer accès à 1'intérieur de l'enceinte quelle que soit la pression régnant à 1'intérieur de celle-ci. De préférence, dans cet exemple comme dans le précédent, le conduit 11 débouche a l'intérieur de l'enceinte à un niveau intermédiaire entre le niveau minimal 12 et le niveau du bord inférieur, respectivement 18 ou 24, de la cloison 14 ou 23 délimitant la chambre d'équilibrage, afin d'éviter toute baisse accidentelle du niveau du liquide dans l'enceinte à un niveau inférieur à celui de ce bord inférieur et un passage des gaz comprimés vers la chambre d'équilibrage. REVENDICATIONS 1) Procédé de régulation de la mise en pression d'un réser- voir de liquide, consistant à injecter un gaz sous pression dans le réservoir contenant le liquide, caractérisé en ce que lton maintien à la pression atmosphérique une zone de la surface du liquide dans le réservoir, et en ce que l'on pilote l'injection du gaz sous pression en fonction de l'évolution du niveau de la dite zone dans le réservoir. 2) Procédé selon la revendication 1, le liquide étant introduit à la pression atmosphérique dans le réservoir, caractérisé en ce que la dite zone est située à proximité de 1'entrée du liquide dans le réservoir, et en ce que l'on conserve à la pression atmosphérique une partie du réservoir joignant la dite zone de la surface du liquide à la dite entrée. 3) Réservoir de liquide susceptible d'tre mis sous pression et comportant : -une enceinte fermée susceptible de recevoir le liquide entre un niveau minimal prédéterminé et un niveau maximal prédé- terminé et d'tre mise sous pression, -des moyens pour injecter un gaz sous pression dans ltenceinte, caractérisé en ce qu'il : -au oins une cloison étanche délimitant à l'intérieur de l'enceinte une chambre d'équilibrage ouverte à l'air libre à un niveau supérieur au niveau maximal du liquide dans 1'enceinte et ouverte vers le liquide à un niveau inférieur au niveau minimal de ce liquide dans l'enceinte, les moyens d'injection d'un gaz sous pression débouchant à l'extérieur de la dite chambre, -des moyens pour piloter les moyens d'injection du gaz en fonction du niveau du liquide dans la chambre, pour autoriser l'injection de gaz quand le niveau reste inférieur à un niveau prédéterminé et pour l'interrompre quand le niveau tend à excéder ce niveau prédéterminé. 4) Dispositif selon la revendication 3 l'enceinte compor- tant à sa partie supérieure une entrée pour l'alimentation en liquide, caractérisé en ce que l'entrée débouche à l'intérieur de la chambre d'équilibrage 5) Réservoir selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la chambre d'équilibrage est ouverte à l'air libre via un regard autorisant l'accès à l'intérieur de l'enceinte mme lorsque celle-ci est à une pression supérieure à la pression atmosphérique. 6) Réservoir selon l'une quelconque des revendications3 à 5, caractérisé en ce que la cloison présente la forme d'un tube délimitant intérieurement la dite chambre d'équilibrage, ouvert à l'une et l'autre de ses extrémités transversales, orientées respectivement vers le haut et vers le bas, respectivement à l'ex- trieur de l'enceinte, à l'air libre, et dans lteneeinte5 a un niveau inférieur au niveau minimal prédéterminé du liquide. 7) Réservoir selon l'une quelconque des revendications3 à 5. caractérisé en ce que la cloison joint entre elles de façon étanche, plusieurs zones de la paroi de l'enceinte pour délimiter la chambre d'équilibrage avec la dite paroi, et présente un bord inférieur à un niveau intermédiaire entre le niveau minimal du liquide et le niveau inférieur de l'enceinte. 8) Réservoir selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens pour piloter les moyens d'in- jection du gaz comportent un détecteur de niveau dans la chambre d'équilibrage. 9) Réservoir selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, l'enceinte comportant une sortie pour le liquide, caractérisé en ce que la sortie débouche à l'extérieur de la chambre d'équili- brage, à un niveau intermédiaire entre le niveau de l'ouverture inférieure de celle-c i et le niveau minimal du liquide dans l'en- ceinte.