Brevet FR2507580A1 — publié le 19821217

La présente invention est relative à un réservoir ou citerne pour l'emmagasinage d'une suspension contenant des matières qui sont susceptibles de précipiter ou de se déposer sous forme de sédiments. Récemment, le besoin de disposer de réservoirs per- mettant d'emmagasiner une suspension contenant des matiè- res qui sont susceptibles de précipiter ou de se déposer sous forme de sédiments, telle que de l'huile lourde, un mélange d'huile lourde et de charbon, etc, a augmenté a- bruptement, en rendant souhaitable la mise au point d'un réservoir adapté à l'emmagasinage de ce genre de suspen- sions. Cependant, les réservoirs ou citernes d'emmagasina- ge de grandes dime nsions de la technique antérieure sont généralement en forme de cylindre vertical à fond plat, et ils ont donc l'inconvénient que, si une suspension contenant des matières qui sont susceptibles de déposer ou de s'accumuler par sédimentation est conservée dans un tel réservoir, les matières sédimentées tendent à s'accu- muler au fond du réservoir en conduisant à une réduction de la capacité utile de celui-ci De plus, si les matières accumulées se solidifient, leur enlèvement demande beau- coup de travail et de temps lors du vidage du réservoir. C'est dans le contexte technique ci-dessus exposé que la présente invention a été élaborée. L'un des buts de la présente invention est, en con- séquence, de réaliser un réservoir, ou citerne, adapté à l'emmagasinage d'une suspension contenant des matières susceptibles de se déposer ou de s'accumuler sous forme de sédiments. Selon l'une des caractéristiques de la présente in- vention, il est proposé, à cet effet, un réservoir, ou citerne, pour l'emmagasinage d'une suspension qui comprend une enveloppe extérieure cylindrique verticale à fond plat, une cloison de fond inclinée de forme conique dispo- sée à l'intérieur et à la base de ladite enveloppe exté- rieure de sorte que son point le plus bas se trouve situé sensiblement au centre de la section droite horizontale de ladite enveloppe extérieure cylindrique, une paroi 25075-80 latérale ascendante disposée le long du pourtour de ladite cloison de fond inclinée avec ménagement d'un intervalle approprié entre ladite paroi latérale et une surface inté- rieure de ladite enveloppe extérieure cylindrique, et une coiffe formée d'une paroi sommitale annulaire inclinée sen- siblement parallèlement à ladite cloison de fond inclinée et d'une paroi latérale descendante, ladite coiffe étant solidarisée à la surface intérieure de ladite enveloppe extérieure cylindrique de façon à couvrir ladite paroi la- térale ascendante en ménageant un intervalle d'écartement approprié avec celle-ci, en permettant ainsi la formation d'une chambre de communication de pression coudée s'éten- dant du c 8 té supérieur de la portion circonférentielle de ladite cloison de fond inclinée au côté inférieur de ladi- te cloison. Grace au fait de présenter les caractéristiques ci- dessus énoncées, le réservoir d'emmagasinage de suspen- sions selon la présente invention offre une souplesse tel- le qu'il peut être facilement construit en prenant comme structure de base un réservoir de forme cylindrique verti- cal A fond plat du type pratiquement en usage dans le pas- sé et en lui adjoignant des éléments simples sans devoir opérer aucun réaménagement spécial de la structure de ré- servoir de base De plus, vu qu'une cloison de fond incli- née de forme conique est disposée dans la région de base à l'intérieur de l'enveloppe extérieure cylindrique de sorte que son point le plus bas se trouve situé sensible- ment au centre de la section droite horizontale de l'en- veloppe extérieure, il y a descente spontanée des mati&- res déposées ou accumulées en sédiments vers le point le plus bas et recueil de celles-ci avant que leur solidifi- cation ne commence grâce A la mise en oeuvre de la cloi- son de fond inclinée, et les matières déposées ou accumu- lées par sédimentation peuvent, de ce fait, être extraites en simultanéité avec le soutirage du liquide emmagasin 6. Par conséquent, le réservoir selon la présente invention est un réservoir adapté à l'emmagasinage d'une suspension dans laquelle la stagnation de matières déposées ou accu- mulées par sédimentation dans la région du fond d'un réservoir ne se produirait pas. En outre, dans le réservoir d'emmagasinage de sus- pensions selon la présente invention, grâce a la possibi- lité de formation d'une chambre de communication de pres- sion coudée s'étendant du c 8 té supérieur de la portion circonférentielle de la cloison de fond inclinée au c 8 té intérieur de cette même cloison par la paroi latérale as- cendante disposée le long de la circonférence de la cloi- son de fond inclinée, la coiffe et la surface intérieure de l'enveloppe extérieure cylindrique, lorsqu'un liquide non susceptible de créer des difficultés par dépft ou ac- cumulation de sédiments et non susceltible-de créer des ennuis particuliers même s'il vient & se mélanger avec la suspension emmagasinée (s'agissant par exemple d'huile lourde dans le cas o la suspension emmagasinée est un mélange charbon-huile, ou d'eau dans le cas o c'est une suspension utilisant de l'eau comme solvant) est prélimi- nairement introduit dans l'espace compris entre le fond plat de l'enveloppe extérieure du réservoir et la cloison de fond inclinée, la pression hydraulique régnant dans la suspension emmagasinée se trouve transmise au liquide remplissant l'espace précité par l'air qui est emprisonné dans la chambre de communication de pression, si bien que les pressions hydrauliques qui agissent respectivement sur la surface supérieure et la surface inférieure de la cloison de fond inclinée peuvent s'équilibrer ou voir leur différence réduite au minimum, et la cloison de fond in- clinée ne risque donc pas d'être endommagée ou déformée. De ce fait, le matériau utilisé pour réaliser la cloison de fond inclinée peut Otre économisé, ce qui permet de réduire le cott de construction du réservoir d'emmagasina- ge. Qui plus est, dans le réservoir d'emmagasinage de suspensions selon la présente invention, grace aux carac- téristiques constructives ci-dessus énoncées, il est pos- sible de disposer des moyens de chauffage dans l'espace compris entre le fond plat de l'enveloppe extérieure du réservoir et la cloison de fond inclinée, et de faciliter l'évacuation de la suspension emmagasinée en chauffant indirectement la suspension emmagasinée par chauffage du liquide de remplissage de l'espace précité à l'aide de ces moyens de chauffage A ce moment, l'augmentation du volume du liquide de remplissage causée par le chauffage peut 8 tre bien absorbée par la dilatation et la contraction de l'air emprisonné dans la chambre de communication de pres- sion, d'o s'ensuit que le chauffage ne risque pas de faire subir de dommages au réservoir. Entre autres, les buts, caractéristiques et avanta- ges ci-dessus énoncés de la présente invention ressorti- ront plus amplement de ela description détaillée d'une for- me de réalisation préférée de l'invention qui est donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels: Fig 1 est une vue schématique en coupe longitudi- nale montrant l'agencement général d'un réservoir, ou ci- ternme, d'emmagasinage de suspensions conforme à une foremme de réalisation préférée de la présente invention; Fig 2 est une vue en plan avec coupe prise suivant la ligne II-II de la fig 1, en regardant dams le sens deos flèches; et Yig 3 est une vue en coupe partielle agrandie de la portion cerclée sur la fig 1 par la ligne en trait mix- te In. On va A présent décrire plus en détail une forme de réalisation préférée de la présente invention en fai- sant référence aux fig 1 à 3 des dessins. Sur la fig 1, qit représente la structure générale d'un réservoir conforme à une forme de réalisation préfé- rée de la présente invention, le repère A désigne un réser- voir cylindrique vertical présentant un fond plat la, qui est construit sur le sol B Ce réservoir se prête à l'em- magasinage d'une suspension contenant des matières suscep- tibles de se déposer ou de s'accumuler par sédimentation. Dans la région de la base du réservoir A est dis- posée une cloison de fond inclinée 2 de forme conique dont le point le plus bas est situé sensiblement au centre de la section droite horizontale du réservoir A Entre la cloison de fond inclinée 2 et le fond plat la du réservoir A. est ménagé un espace E Un tuyau 4 d'évacuation de la sus- pension emmagasinée (a) part du voisinage du point le plus bas de la cloison de fond inclinée 2 et traverse une paroi latérale I du réservoir A. De plus, comme visible sur les fig 2 et 3, une pa- roi latérale ascendante cylindrique courte 2 ' qui s'étend vers le haut est disposée le long de la circonférence de la cloison de fond inclinée 2 Ie paroi latérale ascendan- te 2 ' est située à une distance appropriée de la paroi la- térale 1 du réservoir A De plus, une coiffe 5 qui est for- mée d'une paroi sommitale annulaire 5 ' et d'une paroi laté- rale dsceandante cylindrique courte 5 " partant de la cir- conférence intérieure de la paroi sommitale annulaire 5 ' est solidarisée à la surface inférieure de la paroi latéra- le I du réservoir A avec ménagement d'un intervalle appro- prié entre la paroi sommitale 5 ' de la coiffe 5 et le bord supérieur de la paroi latérale ascendante 2 ', entre la paroi latérale descendante 5 " de la coiffe 5-et la paroi latérale ascendante 2 ' et entre le bord inférieur de la paroi latérale descendante 5 " et la cloison de fond incli- née 2, de sorte que la paroi latérale ascendante 2 ' de la cloison de fond inclinée 2 peut être couverte par la coif- fe 5, et qu'une chambre de communication de pression coudée permettant de faire communiquer le c 8 té supérieur de la portion circonférentielle de la cloison de fond in- clinée 2 avec l'espace 2 ménagé du ceté inférieur de la cloison de fond inclinée 2 se trouve réalisée Il est à noter que la paroi sommitale 5 ' de la coiffe 5 et la cloi- son de fond inclinée 2 sont inclinées de sorte que les sédiments de la suspension (a) emmagasinée dans le réser- voir A peuvent être forcés à descendre vers le point le plus bas, ce qui permet d'éviter qu'une accumulation de sédiments ait lieu sur une grande surface de ces éléments. Dans la forme de réalisation représentée, vu que le réservoir A présente l'agencement ci-dessus décrit, lorsque le réservoir A est utilisé pour emmagasiner une suspension, on remplit préalablement l'espace E d'un liquide (b) mno susceptible de créer des ennuis par dépôt ou accumulation de sédiments et non susceptible d'occasionner des inconvénients particuliers même stil vient à se mélan- ger avec la suspension emmagasinée (a), ceci avant de charger le réservoir A avec une suspension (a) à emmagasi- ner, et le liquide de suspension ou d'emmagasinage (a) est ensuite reçu sur la cloison de fond inclinée 2. Lorsque le liquide emmagasiné (a) augmente graduel- lement de volume et qu'il vient à atteindre le bord inté- rieur de la paroi latérale descendante 5 ", l'air contenu dans la chambrede communication de pression ' formée à l'intérieur de la coiffe 5 se trouve isolé, de sorte que les pressions hydrauliques respectives de la suspension emmagasinée (a) et du liquide (b) se trouvent transmises l'une à l'autre par l'air emprisonné. En conséquence, s'agissant de la pression hydrauli- que appliquée à la cloison de fond inclinée 2, si le ni- veau de la suspension emmagasinée (a) arrive au-dessus du bord inférieur de la paroi latérale descendante 5 ' de la coiffe 5, les pressions hydrauliques respectivement ap- pliquées aux surfaces supérieure et inférieure de la cloi- son de base inclinée 2 se trouvent approximativement an- nulées l'une par l'autre, et la charge hydraulique s'exer- çant sur la cloison de fond inclinée 2 est, de ce fait, maintenue voisine de zéro En conséquence, un endommage- ment et/ou une déformation de la cloison de fond inclinée 2 peuvent être évités, le dimensionnement mécanique de la cloison de fond inclinée 2 peut être allégé, et le cot de la construction du réservoir peut, de ce fait, Otre considérablement réduit. Dans le cas o le liquide d'emmagasinage (a) doit être emmagasiné à l'état échauffé, il est nécessaire de disposer préliminairement une structure d'isolement ther- mique dans la paroi latérale 1 et dans le toit du réser- voir A, et/ou d'y disposer un dispositif de chauffage (non représenté) Il est également possible de disposer un dispositif de chauffage à l'intérieur de l'espace E ména- gé à la base du réservoir A et de chauffer indirectement le liquide d'emmagasinage (a) en chauffant le liquide (b) contenu dans l'espace E au moyen du dispositif de chauffa- ge Il devient, de ce fait, inutile de prévoir un dispositif de chauffage sur les surfaces o des sédiments sont sus- ceptibles de s'accumuler à la base du réservoir A, et de telles surfaces peuvent rester plates et lisses afin de favoriser la descente des sédiments De plus, le chauffa- ge du liquide d'emmagasinage (a) à la base du réservoir A a pour effet de favoriser l'écoulement du liquide d'em- magasinage ainsi que l'écoulement et l'évacuation des sédiments. Les différentes dimensions de la chambre de commu- nication de pression F sont fixées en sorte que la varia- tion de volume du liquide (b) causée par le chauffage opé- ré à la base du réservoir puisse tre absorbée par le volume V 1 de la fig 53 Le volume V 2 est destiné à pouvoir accueillir du fluide d'emmagasinage (a) en réaction & une variation de volume de l'air emprisonné, qui occupait à l'origine le volume (V 1 + V 2 + 3), sous l'effet de la compression exercée par la pression hydraulique ambiante, et le volume V 3 const -ae une garde d'air destinée à em- pêcher le liquide (b) et le liquide d'emmagasinage (a) de venir en contact mutuel dans la chambre de communication de pression P. On supposera à présent que le liquide (b) se trouve à un niveau C dans l'espace E et que le liquide d'emmaga- sinage (a) est lui aussi à ce même niveau O lorsque la surface du liquide d'emmagasinage (a) vient d'atteindre le bord inférieur de la paroi latérale descendante 5 ' de la coiffe 5 On supposera aussi que, du fait de son charge- ment ultérieur, le liquide d'emmagasinage (a) est monté à un niveau Ob, tandis que le liquide (b) est resté au même niveau C, compte tenu de la dilatation thermique subie par le liquide (b) sous l'effet du chauffage, ce niveau devant toutefois atre légèrement abaissé du fait de l'augmenta- tion de la pression de l'air emprisonné à l'intérieur de la chambre de communication de pression F si le chauffage du liquide (b) n'est pas effectué Ainsi, la réduction 4 V 2 du volume V 2 qui correspond au volume du liquide d'emmagasinage (a) pénétrant dans la chambre de communica- tion de pression F à l'intérieur de la coiffe 5 peut 8 tre calculée de la façon suivante: Si l'on désigne par Ob le niveau du liquide d'emma- gasinage (a) contenu dans la chambre de communication de pression P, c'est-à-dire à l'intérieur du volumme V 2, et si l'on désigne par Pa la valeur en bars de la pression hydraulique exercée par la colonne de liquide d'emmagasina- ge (a) entre les niveaux O b et Ob, l'air au-dessus du liquide (a) restant toujours à la pression atmosphérique d'environ 1 bar, il s'ensuit qu'en considération du fait que l'air emprisonné dans la chambre de communication de pression F, qui avait initialement un volume de V 1 + V 2 + V) et une pression de I bar, s'est trouvé ensuite comprimé à un volume de V 1 + V 2 + V 3 4 V 2 et à une pression de ( 1 + Pa) bars, la loi de Boyle-Mariotte permet d'écrire l'équation suivante: Vl + 2 + V 3 AV 2 1 VI + v 2 + v 3 1 + Pà do Av 2 ( 1 1 p) (V 1 + v 2 + v 3) 1 +P _ Pa (V 1 + v 2 + v 3) 1 +Pa Par conséquent, si l'aire de section droite horizon- tale du volume V 2 et la masse volumique du liquide d'emma- gasinage (a) sont données, on peut déterminer facilement par l'équation ci-dessus le niveau Cb du liquide d'emmaga- sinage (a) à l'intérieur du volume V 2 Dans ces conditions, les pressions hydrauliques agissant respectivement sur la face supérieure et sur la face inférieure de la cloison de fond inclinée 2 en un point arbitraire D sent: Pa + Pa sur la face supérieure, et Pa + Po sur la face inférieure, P' représentant la pression hydraulique créée par une colon- ne du liquide d'emmagasinage (a) entre le niveau Ob et le point D, et Po représentant la pression hydraulique créée par une colonne du liquide (b) entre le niveau a et le point D En conséquence, la différence de pression résultan- te entre la face supérieure et la face inférieure de la cloison de fond inclinée 2 sera égale à Pas P * Bien que la valeur de cette différence de pression soit sujette à - varier en fonction du niveau du liquide (b) et de la dif- férence des masses volumiques respectives du liquide d'ez- magasinage (a) et du liquide (b), elle peut être rendue suffisamment faible pour autant que les différentes dimen- sions de la chambre de communication de pression P soient convenablement choisies. Vu que le réservoir d'emmagasinage de suspensions 1 o selon la présente invention est conformé comme décrit ci- dessus, les éléments additionnels formés par la cloison de fond inclinée et par la coiffe annulaire peuvent être ra- joutés sans nécessiter de réaménagement spécial du réser- voir cylindrique vertical à fond plat utilisé dans la tech- nique antérieure De ce fait, il est possible de recueillir des sédiments à l'emplacement le plus bas au moyen de la cloison de fond inclinée et de les extraire en accompagne- ment avec le liquide d'emmagasinage soutiré En conséquen- ce, le réservoir est très avantageux pour constituer un réservoir d'emmagasinage pour suspensions contenant des matières sujettes à dép 8 t et à accumulation en sédiments. De plus, comme les charges appliquées à la cloison de fond inclinée sous l'effet des pressions hydrauliques agissant sur les faces supérieure et inférieure de celle- ci peuvent être à peu près contrebalancées par l'inter- médiaire de la chambre de communication de pression en remplissant d'un liquide l'espace situé au-dessous de la cloison de fond inclinée, l'endommagement et/ou les défor- mations de la cloison de fond inclinée deviennent très faibles, ce qui procure l'avantage économique de permettre de réaliser la cloison de fond inclinée sous un dimension- nement plus faible, et donc à moindre coe Lt. En outre, le fait de chauffer le liquide d'emmagasi- nage au-dessus de la cloison de fond inclinée permet de favoriser l'écoulement du liquide évacué ainsi que celui des sédiments, ce qui permet à l'évacuation du liquide et des sédiments d'être régulière. Bien que la présente invention ait été décrite ci- dessus en considérant une forme de réalisation préférée, il est évident que l'invention ne saurait s'y limiter et que diverses modifications et variantes peuvent être ap- portées aux dispositions décrites et représentées sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. il RE Vr DIGATIONS 1. Réservoir ou citerne pour l'emmagasinage d'une suspension, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure cylindrique verticale ( 1) à fond plat (la), une cloison de fond inclinée de forme conique -( 2) disposée à l'intérieur et à la base de ladite enveloppe extérieure de sorte que son point le plus bas se trouve situé sensi- blement au centre de la section droite horizontale de ladite enveloppe extérieure cylindrique, une paroi latéra- le ascendante ( 2 ') disposée le long de la circonférence de ladite cloison de fond inclinée avec ménagement d'un inter- valle d'écartement approprié entre ladite paroi latérale et une surface intérieure de ladite enveloppe extérieure cylindrique, et une coiffe ( 5) formée d'une paroi som- mitale annulaire ( 5 ') inclinée sensiblement parallèlement à ladite cloison de fond inclinée et d'une paroi latérale ascendante ( 5 "), ladite coiffe étant solidarisée à la sur- face intérieure de ladite enveloppe extérieure cylindri- que de façon à couvrir ladite paroi latérale ascendante en ménageant un intervalle d'écartement approprié avec celle- ci, en permettant ainsi la formation d'une chambre de communication de pression coudée (F) s'étendant du c 8 té supérieur de la portion circonférentielle de ladite cloison de fond inclinée au c Oté inférieur de ladite cloison. 2 Réservoir ou citerne pour l'emmagasinage d'une suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tuyau d'évacuation ( 4) pour la suspen- sion emmagasinée (a) qui s'étend du point le plus bas de ladite cloison de fond inclinée vers l'extérieur de ladite enveloppe extérieure cylindrique ( 1). 3. Réservoir ou citerne pour l'emmagasinage d'une suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un liquide de remplissage (b) non susceptible d'occa- sionner aucun inconvénient par dép 8 t ou accumulation de sédiments et non susceptible d'occasionner aucun ennui particulier même s'il vient à se mélanger avec la suspen- sion emmagasinée (a) a été préliminairement introduit dans l'espace (E) situé au-dessous de ladite cloison de fond inclinée ( 2) à i'intérieur de ladite enveloppe extérieure cylindrique ( 1) de façon à venir en contact avec une partie importante de la surface inférieure de ladite cloison de fond inclinée. 4. Réservoir ou citerne pour l'emmagasinage d'une suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une structure thermiquement isolante as- sociée A ladite enveloppe extérieure cylindrique verti- cale à fond plat ( 1) comportant une paroi latérale cylin- drique et un toit circulaire, et des moyens de chauffage disposés à l'intérieur de l'espace (E) situé au-dessous de ladite cloison de fond inclinée ( 2) A l'intérieur de ladi- te enveloppe cylindrique, de façon A permettre de chauffer indirectement la suspension emmagasinée (a) par chauffage du liquide de remplissage (b) dudit espace situé au-dessous de ladite cloison de fond inclinée & l'aide desdits moyens de chauffage.