Brevet FR2502975A1 — publié le 19821008

La présente invention concerne un appareil d'agi- tation du contenu d'un réservoir de stockage, et de trans- formation des boues qui se sont déposées en suspensions. Le vidage d'un réservoir de stockage contenant un sédiment ou une boue et un liquide qui surnage nécessi- te l'agitation du contenu du réservoir afin qu'il se forme une suspension qui peut être transportée à l'aide d'un en- semble convenable d'extraction, par exemple une pompe cen- trifuge. Très souvent, les réservoirs de stockage peuvent contenir des instruments, des conduits de chauffage ou de refroidissement et analogue qui empêchent l'utilisation d'ailettes, de palettes et analogues pour l'agitation et le remuement du contenu. L'invention concerne un appareil destiné à agiter le contenu d'un réservoir de stockage, comprenant un bol- tier destiné à être immergé dans le contenu du réservoir et contenant lui-même des dispositifs respectifs d'entraî- nement variable destinés à faire tourner une roue de pompe et un carter de cette roue, la roue et le carter dépassant d'une extrémité du boîtier et étant exposés au contenu du réservoir, le carter délimitant une entrée vers la roue et ayant plusieurs buses radiales de sortie disposées de manière que la rotation de la roue provoque la circulation du contenu de l'entrée vers les sorties et la rotation du carter provoque l'évacuation aux sorties et l'agitation du contenu du réservoir. Le contenu du réservoir peut être un sédiment soli- de recouvert d'un liquide. Initialement, lors de la commande des dispositifs d'entraînement, le liquide est aspiré par l'entrée et est projeté par les sorties qui peuvent être dirigées de manière que le liquide projeté casse le sédi- ment solide au fond du réservoir. Le sédiment solide est en fait mis en suspension dans le liquide, après un moment convenable, du fait de la circulation continue du contenu, et il forme une suspension qui peut être retirée du réser- voir par un ensemble séparé. Les dispositifs d'entraînement sont isolés du contenu du réservoir et un dispositif séparé de circula- tion de liquide, maintenu à une pression supérieure à celle qui règne dans le récipient, peut former des barrières em- pêchant l'entrée du contenu à l'intérieur du bottier con- tenant les dispositifs d'entraînement, les paliers asso- ciés et les joints. Ce dispositif séparé de circulation de liquide transmet avantageusement de l'eau. Un chariot mobile, placé à l'extérieur du réser- voir, peut être utilisé pour le raccordement de l'appareil et pour le support des sources d'énergie et des appareil- lages auxiliaires nécessaires au fonctionnement de l'appa- reil. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective avec des parties arrachées d'un mode de réalisation d'appareil d'agitation du contenu de réservoir de stockage; et la figure 2 est une coupe schématique, en partie sous forme d'un diagramme synoptique, d'un appareil selon l'invention avec l'appareillage associé, placé en dehors du réservoir. L'appareil comprend une tête de pompage 1 destinée à être suspendue dans un réservoir contenant une boue à fluidiser, et un ensemble portatif 2 placé à l'extérieur du réservoir et comprenant les alimentations et accessoires nécessaires au fonctionnement de la tête. Le toit du ré- servoir qui a un orifice de passage de la tête de pompage, est représenté sur la figure 1. La tête 1 de pompage comprend un bottier cylindri- que 3, de préférence formé d'acier inoxydable, fermé à son extrémité supérieure par un couvercle 4. L'extrémité infé- rieure opposée du boîtier 3 porte un châssis 5 d'acier ino- xydable ayant des ouvertures et qui loge et protège un panier 6 ayant des ouvertures et disposé autour d'une admission 7 de pompe, un carter rotatif 8 de roue et une roue 9 de pompage. La roue 9 est entraînée par un moteur hydrauli- que 10, avantageusement un moteur à plateau oscillant, et elle peut fonctionner à vitesse variable. Le moteur 10 est couplé à la roue 9 par un arbre 11 d'entraînement formé d'acier inoxydable, monté verticalement dans des paliers et des joints 12, placés dans un boîtier 13 d'arbre. Celui- ci est supporté dans le boîtier 3 par une plaque solidaire 14 qui est fixée à la paroi du boîtier 3. Le carter 8 est placé au-dessous d'une plaque sup- plémentaire 15 qui forme un dispositif de fermeture infé- rieur du boîtier 3. Une saillie 16 du carter 8 dépasse vers le haut dans la plaque 15 et est supportée sur l'arbre 13, afin de pouvoir tourner, par un ensemble à palier et joint 17. Un moteur hydraulique 18, avantageusement un moteur à engrenage fonctionnant à vitesse variable, est monté sur la plaque 14 et au-dessus de celle-ci. Un arbre 19 du moteur 18 tourillonne dans un manchon 20 et aboutit à un pignon 21 qui est en prise avec une couronne dentée 22 de la saillie 16 du carter 8 si bien que ce dernier est en- traîné en rotation.- L'arbre 11 d'entraînement de la roue dépasse par le centre de la plaque inférieure 15 et la roue 9 est mon- tée à l'extrémité de l'arbre 11. Une roue secondaire 23 d'aspiration peut permettre l'amorçage par transmission de liquide à la roue principale au début de la mise en route. Le carter 8 comporte des buses radiales ou éjec- teurs 24 qui peuvent être placés perpendiculairement à l'axe de rotation de la roue ou avec une certaine inclinaison par rapport à cet axe. Il est commode que le carter 8 ait trois buses ou éjecteurs 24 régulièrement répartis. Des pattes 25 de levage et d'abaissement de l'appa- reil hors du réservoir contenant la boue ou dans celui- ci sont fixées au couvercle 4 du boîtier 3. Ces pattes sont reliées par des tirants non représentés à la plaque 14 afin que le poids de l'appareil soit supporté par la plaque et non par le boîtier 3. Des ensembles d'entraînement hydraulique destinés aux moteurs 10 et 18 sont schématiquement représentés par les références 26 et 27. Ces ensembles peuvent être montés sur un chariot mobile 28 placé à l'extérieur du réservoir et sont reliés aux moteurs 10 et 18 par des- tuyauteries ou canalisations qui passent à travers le couvercle 4 du boîtier 3 comme indiqué sur la figure 1. De préférence, le chariot est aussi près du réservoir que possible afin que la longueur des tuyauteries souples et canalisations soit aussi faible que possible. Le chariot 28 porte en outre un réservoir 29 d'eau propre et une pompe 30 qui chasse l'eau par une tuyauterie souple 31. Ce réservoir 29 peut être rempli à nouveau d'eau par un ensemble classique à soupape à flotteur 32. La tu- yauterie 31 est reliée à un collecteur 33 passant par le couvercle 3, la plaque 14 et la plaque 15 afin que l'eau parvienne à une chambre annulaire 34 formée entre la face inférieure de la plaque 15 et la face supérieure du carter 8. De l'eau destinée à la chambre 34 circule autour d'un joint 35 placé à l'extrémité de l'arbre 11 afin qu'elle sorte du carter par les buses 24. Un joint labyrinthe 36 est disposé à la limite externe de la chambre 34 et entre le carter 8 et la face inférieure de la plaque 15. Ce joint est monté de manière qu'il permette une petite sortie d'eau. Des conduits 37 et 38 de dérivation transmettent l'eau du collecteur 33 à un joint mécanique axial 39 placé autour de l'arbre 11 du moteur 10. Des conduits supplémen- taires de dérivation 40 et 41 transmettent de l'eau à un joint mécanique axial 42 placé autour de l'arbre 19 d'en- traînement du moteur 18. Les courants d'eau sont indiqués par des flèches sur la figure 2. Lors du fonctionnement, l'eau est constamment pompée dans la tête 1 à une pression supérieure à la pression ex- terne qui peut être rencontrée par la tête. Cette différence de pressions provoque une sortie continue d'eau de la cham- bre 34 et empêche que la boue n'atteigne le joint 35 à l'extrémité de l'arbre 11. Les fuites d'eau au niveau du joint 36 forment une protection contre l'entrée de boue à la face inférieure de la plaque 15. L'eau sous pression transmise aux joints 39 et 42 lubrifie ces joints et forme des barrières secondaires empêchant le passage de la boue autour des arbres d'entraînement des moteurs. Les moteurs hydrauliques 10 et 18 sont isolés des conditions sévères créées par la boue, grâce à la plaque 14. Lors de l'utilisation, la tête de pompage 1 est abaissée dans le réservoir contenant une boue qui s'est déposée, c'est-à-dire un dépôt solide au fond du réservoir, recouvert d'un liquide. La tête 1 de pompage est immergée dans le liquide et le fonctionnement du moteur 10 provoque la rotation de la roue si bien que le liquide du réservoir est aspiré par l'entrée 7 et chassé par les buses 24. Si- multanément, le moteur 18 d'entraînement du carter est commandé de manière qu'il fasse tourner le carter 8 si bien que le liquide provenant des buses 24 est réparti sur 3600. Les vitesses de rotation des moteurs 10 et 18 sont variables et le courant circulant dans les buses et la vitesse de rotation des buses peuvent être rendus optimaux en fonc- tion du contenu du réservoir. Le liquide provenant des buses casse les couches superficielles de la boue et se mélange à celle-ci en formant une suspension. Cette der- nière est alors aspirée par la roue et chassée par les buses si bien que la rupture de la boue continue. L'opération se poursuit jusqu'à ce que la boue forme une suspension dans le réservoir, et la tête 1 peut être progressivement abaissée pendant la rupture de la boue. La suspension ainsi formée peut être retirée du réservoir par un ensemble séparé de pompage tel qu'une pompe centrifuge ou un éjecteur. La tête 1 peut supporter des conditions très sé- vères de fonctionnement, par exemple dans l'industrie nu- cléaire, la boue pouvant être radioactive et abrasive à la fois. L'appareil peut être réalisé de manière que les parties du carter qui peuvent subir une abrasion importante lors du fonctionnement puissent être retirées et rempla- cées le cas échéant. La roue et la roue secondaire sont formées d'une matière qui présente une résistance élevée à l'abrasion. En outre, la roue, la roue secondaire et le carter peuvent avoir des revêtements destinés à les protéger contre des conditions opérationnelles particulières. Compte tenu de la nature abrasive de la suspension, il faut qu'el- le ne puisse pas pénétrer dans les éléments internes de la tête tels que les joints et paliers. L'eau qui est pom- pée de façon continue à une pression supérieure à celle qui règne dans le réservoir forme des barrières empêchant l'entrée de la suspension et assure en outre la lubrifica- tion des paliers. Les moteurs 10 et 18 sont isolés dans le boîtier 3 par la plaque 14 et, de manière analogue, les éléments placés entre la plaque 14 et la plaque 15 sont isolés par rapport à la roue. Des dispositifs avertisseurs peuvent constituer des organes de sécurité indiquant la pénétration éventuelle de boue dans le boîtier 3. La tête 1 de pompage peut être sous forme d'un ensemble peu encombrant, ayant par exemple un diamètre de cm environ et une longueur de 250 cm environ. La tête de pompage peut être introduite dans des réservoirs qui peuvent contenir des instruments ou des ins- tallations qui pourraient empêcher l'utilisation de palettes, d'ailettes et analogue pour l'agitation de la boue. Il est bien entendu que l'invention n'a été dé- crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. Par exemple, les moteurs hydrauliques peuvent être remplacés par des moteurs électriques, et le nombre et la disposition des buses peuvent être choisis en fonction des conditions particulières de travail. REVENDICATIONS 1. Appareil d'agitation du contenu d'un réservoir de stockage, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (3) destiné à être immergé dans le contenu du réservoir, une roue (9) et un carter (8) de roue dépassant d'une extrémité du bottier, des dispositifs respectifs d'entraînement varia- ble (10, 12) destinés à faire tourner la roue et le carter de roue placés dans le bottier, une entrée (16) dirigée vers la roue, et plusieurs sorties radiales (24) formées dans le carter de manière que la rotation de la roue provo- que la circulation du contenu de l'entrée vers les sorties, et que la rotation du carter provoque l'évacuation par les sorties afin que le contenu du réservoir soit agité. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une cloison (14) placé dans le bottier afin qu'elle entoure et isole les dispositifs respectifs d'entraînement par rapport au contenu du réservoir. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des trajets de circulation de fluide sous pression (33, 34, 37, 38, 40, 41) destinés à former des barrières contre la pénétration du contenu à l'intérieur du boîtier. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot associé (28) relié au bottier et supportant un dispositif d'alimentation en fluide sous pression (29, 30) et un dispositif d'alimentation (26, 27) des moteurs respectifs d'entraînement.