Brevet FR2429164A1 — publié le 19800118

La présente invention est relative Ç un toit flottant pour réservoir de stockage de produit liquide. et en partit culier de produit pétrolier. L'invention concerne notamment des dispositifs agitateurs qui sont utilisés dans de tels réservoirs de stockage pour l'homogénéisation des produits liquides contenus dans le réservoir. De tels toits flottants sont disposés à la surface du liquide contenu dans le réservoir de stockage qui peut par exemple être adapté pour recevoir des produits pétroliers bruts ou raffinés, afin d'éviter que les eaux pluviales ne fassent déborder le réservoir ou que des impuretés de toutes sortes ne puissent tomber dans le produit liquide contenu dans le réservoir. I1 est fréquemment nécessaire dé procéder å l'homogenei- sation des produits liquides en particulier des produits pétroliers contenus dans les réservoirs de stockage du type précédemment mentionné. Cette homogénéisation est habituellement réalisée a l'aide d'agitateurs installés dans la partie basse des réservoirs de stockage et comportant des hélices montées sur un arbre rotatif horizontal de longueur relatiyement faible traversant la paroi verticale du réservoir par l'intermédiaire d'un dispositif de presse-étoupe étanche. Dans la pratique et compte tenu de la disposition habituellement adoptée, les hélices de ces agitateurs présentent un diamètre relativement faible de l'ordre de 80 cm au maximum. pour obtenir dans ces conditions l'agitation nécessaire & l'homogénéisation du produit pétrolier contenu dans le réservoir, il est nécessaire d'entrainer ces hélices d'agitateur à une grande vitesse, par exemple de l'ordre de 400 tr/mn, ce qui entraîne une consommation importante d'énergie. On connalt par ailleurs, des réservoirs particuliers destinés à contenir des produits pétroliers et partiellement enterrés dans le sol. Ce type de réservoir semi-enterré décrit par exemple dans le brevet français 2.157.073 ne doit jamais être vide de liquide, le réservoir étant donc soit rempli d'eau, soit rempli d'un produit pétrolier. Le toit flottant de ce type de réservoir peut avantageusement être construit directement en flottaison sur le plan d'eau par l'assemblage d'un certain nombre de modules flottants, Dans un réservoir semi-enterré de ce type, il n'est pas possible d'installer un agitateur au voisinage de la partie basse du, réservoir par l'intermédiaire d'une ouverture étanche puisque cette partie du réservoir n'est pas accessible. La présente invention a pour objet un dispositif d'homogénéisation pour les produits liquides contenus dans des réservoirs du type précédemment mentionné, comportant un agitateur à hélice ou à pales, qui puisse être monté sur tout type de réservoir de stockage. De plus, le dispositif agitateur de l'invention assure un débit important pour une puissance consommée très faible. Enfin, l'agitateur de l'invention peut être très aisément mis en place sur le réservoir. Le toit flottant pour réservoir de stockage de produit liquide en particulier de produit pétrolier, selon l'inven tion, comporte au moins un agitateur à hélice ou à pales pour l'homogénéisation du produit liquide, ledit agitateur étant monté directement sur le toit flottant, son arbre d'entraînement étant en position verticale et traversant le toit par l'intermédiaire d'un manchon étanche. Dans le cas d'un toit flottant installé sur un réservoir du type semi-enterré tel que décrit par exemple dans le brevet français 2.157.073, l'installation de l'agitateur est très simple. Celui-ci est avantageusement assemblé à un flotteur faisant partie de la structure du toit flottant, l'assemblage se faisant à l'extérieur du réservoir. L'ensem ble est ensuite monté sur le toit flottant par exemple à l'aide d'une grue. L'ouverture correspondant au flotteur sur lequel se trouve monté l'agitateur permet le passage de l'hélice de l'agitateur. Dans ce type de réservoir, constamment rempli de liquide, le toit flottant ne descend jamais jusqu'au fond du réservoir. Dans ces conditions, l'hélice de l'agitateur disposée à l'extrémité de l'arbre d'entraînement qui présente une longueur de plusieurs mètres ne risque pas d' être détériorée. Dans le cas d'un toit flottant adapté à un réservoir de stockage du type classique, il convient de prévoir des moyens afin d'éviter toute détérioration de l'hélice lorsque le réservoir est vide de produit pétrolier, le toit flottant RepoSant alors par l'intermédiaire de béquilles appropriEes sur le fond du réservoir. L'espace compris entre le toit flottant et le fond du réservoir est dans ce cas de l'ordre de 1 à 2 m ce qui n'est pas suffisant pour recevoir l'hélice et l'arbre de grande longueur de l'agitateur de l'invention. L'invention a donc également pour objet un dispositif agitateur à hélice ou à pales pour l'homogénéisation de produits liquides pétroliers stockés dans un réservoir muni d'un toit flottant, le dispositif comprenant une plate-forme horizontale recevant les moyens d'entraînement de l'agita- teur, disposée au-dessus du toit flottant. La plate forme horizontale est solidaire d'au moins trois tubes verticaux de protection traversant le toit à travers des manchons étanches et susceptibles de coulisser librement dans lesdits manchons. Un fourreau également étanche est prévu dans le toit flottant afin de permettre à l'arbre vertical d'entraîne rouent de l'agitateur de traverser le toit et de coulisser librement verticalement. La hauteur totale des tubes de protection est bien entendu supérieure à la longueur verticale hors tout de l'arbre d'entraînement de l'agitateur et de son hélice. De cette manière lorsque le toit flottant se rapproche du fond du réservoir, l'ensemble du dispositif agitateur reste supporté par les tubes de protection qui viennent prendre appui sur le fond du réservoir avant que les béquilles de support du toit flottant ne soient elles-mêmes entrées en contact avec le fond du réservoir. Dans un mode de réalisation préféré, les tubes de protection sont creux et étanches afin d'alléger l'ensemble du dispositif de l'invention et de réduire la réaction due à son poids sur le toit flottant. Dans ce cas, les tubes comportent avantageusement un lest à leur extrémité inférieure atin de maintenir l'arbre d'entrainement en position verticale. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation particulier décrit à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels la fig. 1 représente très schématiquement un réservoir de stockage de produit pétrolier équipé d'un dispositif agitateur selon l'invention et rempli de produit liquide pétrolier; la fig. 2 est une vue schématique du réservoir de la fig. 1 vide de produit pétrolier; la fig. 3 est une vue à plus grande échelle d'un dispositif agitateur selon l'invention. Le réservoir de stockage 1 représenté sur les fig. 1 et 2 comporte des parois verticales 2 et un fond 3 horizontal. Un toit flottant 4 qui peut être de sturcture quelconque, réalisé en une ou plusieurs pieces, est placé à la surface supérieure du liquide 5 contenu dans le réservoir 1. Le toit flottant, représenté très schématiquement sur ces figures, reçoit bien entendu tous les équipements classiques nécessaires. On notera en particulier l'existence d'un joint extérieur 6 entrant en contact avec les parois verticales 2 du réservoir 1 afin d'assurer une étanchéité convenable, ainsi que des béquilles 7 disposées sous la face inférieure du toit flottant 4 afin de le supporter lorsqu'il se trouve en position basse comme représenté sur la fig. 2. Le toit flottant 4 comporte également des moyens de collection et d'évacuation des eaux pluviales non représentés sur les figures. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, le réservoir 1 est muni d'un dispositif agitateur 8 placé en position centrale directement sur le toit flottant 4. Ce dispositif agitateur destiné à l'homogénéisation du produit liquide pétrolier 5 stocké dans le réservoir 1 comporte un arbre d'entraînement 9 disposé verticalement et dont la longueur est importante pouvant atteindre 3 à 4 m. Une helice d'agitation 10 présentant un diamètre important qui peut être compris par exemple entre 2 et 4 m, est montée à l'extrémité de l'arbre 9 et se trouve donc sensiblement dans un plan horizontal. L'arbre 9 est entraîné en rotation à une vitesse relativement lente de l'ordre de 100 tr/mn par un moteur 11 placé aurdessus du toit flottant 4.L'arbre d'entrainement 9 traverse un élément flotteur central 12 faisant partie du toit flottant 4, par l'intermédiaire d'un manchon étanche non représenté sur les fig. 1 et 2. L'agitateur constitué par l'arbre d'entraînement 9, l'hélice 10 et le moteur 11 est installé sur une chaise 13 visible plus en détail sur la fig. 3. Si l'on se reporte à la fig. 3 on y retrouve les éléments précités de l'agitateur et l'on voit que la chaise 13 comprend une plate-forme horizontale 14 recevant le moteur 11 d'entraînement de l'arbre 9. Dans la position représentée sur la fig. 3 correspondant à la position haute du toit flottant, la plate-forme 14, disposée au-dessus de l'élément flotteur central 12, repose sur la paroi supérieure de ce dernier. La plate-forme 14 est solidaire dans l'exemple illustré de trois tubes verticaux de protection 15 traversant l'élément flotteur 12 par des manchons étanches 16 présentant un diamètre interne supérieur au diamètre externe des tubes 15.Les manchons 16 se terminent vers le haut par un évasement conique 17 coopérant avec un épaulement de même forme à la jonction entre les tubes 15 et la plate-forme 14 afin d'assurer un guidage convenable de la chaise 13. On voit également sur la fig. 3 le manchon étanche 18 placé sensiblement au centre de l'élément flotteur 12 et comportant un diamètre interne supérieur au diamètre externe de l'arbre d'entraînement 9 afin de permettre à ce dernier de coulisser librement verticalement par rapport à l'élément flotteur 12. L'ensemble se complète par un coussinet 20 guidant l'arbre d'entraînement 9 et maintenu par des entretoises 21 solidaires des tubes verticaux 15. On notera que la hauteur totale des tubes de protection 15 est supérieure à la longueur yerticale hors tout de l'arbre d'entraînement 9 complété par l'hélice 10 montée en bout d'arbre. De plus, dans l'exemple représenté les tubes de protection 15 sont creux et comportent à leur partie inférieure un lest 22. De cette manière, la chaise 13 est partiellement supportée par les tubes creux insubmersibles 15 qui allègent l'ensemble par la poussée ascendante du liquide stocké dans le réservoir. Lorsque le réservoir se vide de produit pétrolier, le toit flottant 4 descend progressivement à l'intérieur du réservoir 1 jusqu'au moment ou l'extrémité inférieure des tubes de protection 15 de la chaise 13 entrent en contact avec le fond horizontal 3 du réservoir 1. Dans cette position, les tubes 15 assurent donc une protection convenable de l'hélice 10 de l'agitateur. La plate forme horizontale 14 ast encore en contact avec la paroi supérieure de l'élément glotteur central 12. Lorsque le réservoir se vide encore plus du produit pétrolier, le toit flottant 4 descend toujours, la chaise 13 restant dans la même position sur le fond du réservoir. Les tubes verticaux de protection 15 et l'arbre d'entraînement 9 coulissent verticalement à l'intérieur de leurs manchons étanches respectifs dans l'élément flotteur 12 jusqu'à la position représentée sur la fig. 2 où le toit flottant 4 repose sur ses béquilles de support 7. Bien que l'on ait représenté sur les figures à titre d'exemple un réservoir comportant un dispositif agitateur unique placé en position centrale du toit flottant 4, on notera bien entendu qu'il serait possible de prévoir pour des réservoirs de plus grandes dimensions un plus grand nombre de dispositifs agitateurs placés en plusieurs endroits du toit flottant. L'utilisation d'hélices horizontales d'agitation de grand diamètre pouvant atteindre plusieurs mètres et tournant lentement, assure conformément à l'invention, un grand débit d'agitation pour une puissance consommée très faible. REVENDICATIONS 1. Toit flottant pour réservoir de stockage de produit liquide en particulier de produit pétrolier, comportant au moins un agitateur à hélice ou à pales pour l'homogénéisation du produit liquide, caractérisé par le fait que l'agitateur est monté sur le toit flottant, l'arbre d'entraînement étant vertical et traversant le toit par un manchon étanche. 24 Dispositif agitateur à hélice ou à pales pour l'homo- généisation de produit liquide pétrolier stocké dans un réservoir muni d'un toit flottant, caractérisé par le fait qu'il comprend une plate-forme horizontale recevant les moyens d'entraînement de l'agitateur, disposée au-dessus du toit flottant et solidaire d'au moins trois tubes verticaux de protection traversant le toit à travers des manchons étanches et susceptible de coulisser librement dans lesdits manchons, un fourreau supplémentaire également étanche permettant à l'arbre vertical de l'agitateur de traverser le toit et de coulisser verticalement librement. 3. Dispositif agitateur selon la revendication 2, caracterisé par le fait que la hauteur des tubes de protection est supérieure à la longueur verticale hors tout de l'arbre de l'agitateur et de son hélice. 4. Dispositif agitateur selon les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les tubes de protection sont creux et étanches et comportent un lest à leur extrémité inférieure. 5. Toit flottant pour réservoir de stockage de produit liquide en particulier de produit pétrolier, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un dispositif agitateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4.