Brevet FR2792665A1 — publié le 20001027

CUVE A DECHETS A DEPRESSION La présente invention concerne, d'une manière générale, des cuves destinées à la collecte de liquides résiduels et, plus particulièrement des cuves collectrices utilisées dans des systèmes d'évacuation à dépression, qui comportent un tuyau d'évacuation à dépression et une source de dépression, qui est en communication de fluide avec la cuve. Les services gouvernementaux pour la santé publique et la protection de l'environnement exigent que les eaux usées soient collectées et dirigées vers un réceptacle adéquat, tel que des égouts municipaux ou des fosses septiques privées. Le terme "eaux usées", tel qu'il est employé ici, englobe les eaux résiduaires sales (connues en tant qu'eaux grises) et les eaux de décharge (couramment désignées sous le nom d'eaux noires). Les eaux dites grises peuvent provenir de toute une variété d'utilisations différentes. Par exemple, dans une épicerie, on utilise de l'eau dans les rayons d'alimentation et chez un fleuriste, pour le nettoyage, l'entretien et autres. Des vitrines réfrigérées produisent des eaux résiduaires supplémentaires, provenant de la condensation et des opérations de dégivrage. Les eaux usées, dues à ces diverses origines, doivent être collectées et acheminées vers le réceptacle adéquat. Par le passé, on a utilisé des conduites classiques d'évacuation par gravité, pour la collecte et l'acheminement des eaux usées. Les systèmes d'évacuation par gravité utilisent des points collecteurs, situés au-dessous de l'origine des eaux usées et se déchargeant dans des tuyaux d'évacuation, menant quant à eux à une canalisation d'égout. Dans de tels systèmes, les conduites doivent être en pente continue pour que les eaux usées puissent s'écouler sur tout le chemin menant jusqu'à la canalisation d'égout. Il en résulte que les tuyaux, utilisés dans les systèmes d'évacuation par gravité, sont souvent posés dans la plaque de béton soutenant l'installation, ou bien au-dessous de cette plaque. Or, non seulement cela demande des travaux de plomberie supplémentaires importants, mais cela complique aussi des modifications de la disposition de l'installation, en impliquant qu'il faille éventrer la plaque de béton pour pouvoir exposer les passages d'écoulement. Plus récemment, on a utilisé des systèmes d'évacuation à dépression pour la collecte et l'acheminement des eaux usées. Un système d'évacuation à dépression comprend, de manière type, un conduit collecteur d'évacuation situé au-dessous de chaque origine d'eaux usées, chaque conduit collecteur d'évacuation menant à un tuyau d'évacuation commun. Le tuyau d'évacuation est relié à une cuve collectrice qui est en communication de fluide avec une pompe. La pompe produit une dépression dans la cuve et dans le tuyau d'évacuation pour ainsi attirer le liquide dans le tuyau d'évacuation et jusque dans la cuve. La cuve comporte un orifice de vidange, qui est positionné, de manière type, au-dessus d'une canalisation d'égout pour permettre la vidange de la cuve. On notera que les cuves, utilisées dans les systèmes d'évacuation à dépression, doivent être suffisamment grandes pour pouvoir contenir un volume notable de liquide et être, cependant, capables de résister à une pression extérieure continue, sans risques de flambement. Par exemple, les cuves collectrices sont prévues, de façon type, pour recevoir environ de 75,7 à 378,5 dm3 (20 à 100 gallons) de liquide. Les parois latérales de ces cuves sont souvent cylindriques, et elles ont un diamètre compris approximativement entre 43,18 et 152,4 cm (entre 17 et pouces). D'autre part, les systèmes classiques d'évacuation à dépression produisent souvent des dépressions continues pouvant aller jusqu'à environ 0,84425 bar (25 pouces de Hg) ou plus. Il en résulte que les cuves précédemment utilisées pour les systèmes d'évacuation à dépression étaient faites en acier. Les cuves en acier sont, toutefois, extrêmement coûteuses à fabriquer. En outre, l'acier est beaucoup trop lourd pour certaines applications des cuves. D'autre part, l'acier transmet rapidement la température extérieure au liquide qu'il contient et, par conséquent, il n'est pas approprié à certaines applications, dans lesquelles le liquide accumulé devrait rester à une température élevée. Et, en plus, l'acier requiert un traitement onéreux pour qu'il puisse résister à la corrosion, sinon la durée de vie de la cuve serait considérablement réduite. Selon certains aspects de la présente invention, on propose donc une cuve à déchets à dépression, destinée à une utilisation dans un système d'évacuation à dépression, comprenant un tuyau d'évacuation à dépression et une source de dépression, qui est en communication de fluide avec la cuve. Cette cuve comprend une paroi latérale cylindrique, des premier et second couvercles d'extrémité, fixés aux extrémités opposées de la paroi latérale afin de constituer une enceinte fermée, un orifice d'aspiration propre à être en communication de fluide avec la source de dépression, et un orifice de vidange. La paroi latérale et les couvercles d'extrémité sont fabriqués à partir d'une matière thermoplastique présentant un module de flexion d'au moins environ 12065,825 bars (175 000 psi). La paroi latérale de la cuve peut comporter des nervures faisant saillie sensiblement vers l'extérieur. Les nervures peuvent être conformées de manière à résister au flambement, en présence d'une pression extérieure exercée sur la cuve d'environ 0, 84425 bar (25 pouces de Hg). Pour ce faire, les nervures ont, de préférence, une section transversale sensiblement rectangulaire, constituée par des ailes supérieure et inférieure, s'étendant radialement vers l'extérieur et reliées, au niveau des côtés extérieurs, par un élément latéral cylindrique. La cuve peut avoir un diamètre compris approximativement entre 43,18 et 71,12 cm (entre 17 et 28 pouces). Dans un mode nettement préféré de réalisation, la matière thermoplastique est du polypropylène. Selon d'autres aspects de la présente invention, on propose une cuve à déchets à dépression, comprenant une paroi latérale cylindrique, des premier et second couvercles d'extrémité, fixés aux extrémités opposées de la paroi latérale afin de constituer une enceinte fermée, un orifice d'aspiration, un orifice d'arrivée d'eaux usées, un orifice de vidange, et une pluralité de nervures, qui s'étendent autour de la circonférence de la paroi latérale en étant régulièrement espacées dans le sens de la longueur de la paroi latérale. La paroi latérale et les couvercles d'extrémité sont fabriqués à partir d'une matière thermoplastique, capable de résister à des sollicitations externes continues en pression, résultant d'une dépression dans l'enceinte, comprise entre approximativement 0,3377 et 0,84425 bar (entre 10 et 25 pouces de Hg). D'autres particularités et avantages sont inhérents à la cuve telle que décrite ici ou bien ils ressortiront, pour les personnes expérimentées dans la technique, de la description détaillée, qui va suivre à titre d'exemple, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une cuve réalisée selon les préceptes de la présente invention; la figure 2 est une vue de dessus de la cuve suivant la ligne 2-2 à la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation latérale, en coupe transversale, de la cuve suivant la ligne 3-3 à la figure 1; et la figure 4 est une vue en élévation latérale, en coupe transversale, d'un autre mode de réalisation de la cuve, comportant des nervures massives. La figure 1 représente une cuve 10 selon les préceptes de la présente invention. La cuve 10 comprend un orifice d'aspiration 12, un orifice d'arrivée d'eaux usées 14 et un orifice de vidange 16. La cuve selon la figure 1 est installée dans un système d'évacuation à dépression, comprenant une pompe 18, qui est reliée à l'orifice d'aspiration 12, et un tuyau à dépression 20, qui est relié à l'orifice d'arrivée d'eaux usées 14. Le tuyau à dépression 20 a une extrémité opposée, reliée à un seul ou à plusieurs tuyaux d'embranchement (non montrés) servant à la collecte des eaux usées, par exemple des eaux résiduaires ou des eaux de décharge. La pompe 18 produit une dépression dans la cuve 10 et dans le tuyau à dépression 20 pour ainsi attirer le liquide, qui s'accumule dans les tuyaux d'embranchement, dans le tuyau à dépression 20 et de là, dans la cuve 10. L'orifice de vidange 16 comporte une soupape 17 qui commande l'accès au système d'égout (non montré). Lorsque la soupape 17 est ouverte, le contenu de la cuve est déchargé dans la canalisation d'égout, pour ainsi vider la cuve. On notera, cependant, que la cuve peut être montée dans une installation mobile, telle qu'un train ou un bateau, auquel cas l'orifice de vidange 16 n'est pas relié en permanence à l'égout, la soupape obturant au contraire l'orifice de vidange jusqu'à ce que la cuve puisse être placée à un endroit o elle peut être vidée dans le réceptacle approprié. Dans le mode de réalisation actuellement préféré, la cuve 10 comprend une paroi latérale cylindrique 22, disposée autour d'un axe 24 sensiblement vertical. Des couvercles d'extrémité supérieure et inférieure 26, 28 sont fixés aux extrémités supérieure et inférieure de la paroi latérale 22 afin de constituer une enceinte fermée 30 destinée à contenir du liquide. Les couvercles d'extrémité 26, 28 sont, de préférence, de forme hémisphérique, ainsi que le montre la figure 1. Les couvercles d'extrémité 26, 28 peuvent être formés séparément ou bien être d'un seul tenant avec la paroi latérale 22. Dans le cas d'une cuve orientée verticalement, les orifices d'aspiration et d'arrivée d'eaux usées 12 et 14 sont, de préférence, pratiqués dans le couvercle d'extrémité supérieure 26 afin de maximiser le volume utile de la cuve 10. L'orifice de vidange 16 est, de préférence, formé dans le couvercle d'extrémité inférieure 28 de telle manière que la totalité du contenu de la cuve 10 puisse être évacué. La cuve 10 est dimensionnée pour pouvoir recevoir un volume de liquide compris entre 75,7 et 378,5 dm3 (entre 20 et 100 gallons). Par conséquent, la paroi latérale 22 doit présenter un diamètre "D" relativement grand (figure 2), compris approximativement entre 35,56 et 71,12 cm (entre 14 et 28 pouces). La paroi latérale 22 comporte, de préférence, des passages supérieur et inférieur 40 et 42 pour capteurs. Ces passages 40 et 42 reçoivent des capteurs (non montrés) qui permettent un asservissement concernant le niveau de liquide dans la cuve 10. Par exemple, les capteurs peuvent indiquer à quel moment sont atteints certains niveaux de liquide dans la cuve 10, pour ainsi déclencher un dispositif de commande (non montré) afin d'ouvrir l'orifice de vidange 16. Les passages 40 et 42 pour capteurs sont, de préférence, formés d'une seule pièce avec la paroi latérale 22. Selon certains aspects de la présente invention, la cuve 10 est fabriquée à partir d'une matière thermoplastique. La matière thermoplastique doit convenir à une utilisation dans des systèmes d'évacuation à dépression, qui produisent une dépression continue d'au moins environ 0,84425 bar (25 pouces de Hg) à l'intérieur de la cuve. Une dépression continue de cet ordre provoque souvent le fluage des matières thermoplastiques avec le temps. Par conséquent, la matière thermoplastique doit être suffisamment rigide pour neutraliser le facteur de fluage tout en résistant au flambement. La matière doit également bien se prêter à un façonnage en des cuves ayant des volumes relativement grands (des diamètres relativement grands). On a trouvé, en conséquence, que des matières présentant une rigidité suffisante, par exemple celles ayant un module de flexion d'au moins environ 12065,825 bars (175 000 psi) peuvent être utilisées pour la fabrication d'une cuve à déchets à dépression, exploitée dans un système d'évacuation à dépression. En outre, étant donné que la cuve 10 sert à collecter du liquide, la matière en question doit être non-absorbante, et plus particulièrement en ce qui concerne l'eau. Il convient également, de préférence, que la cuve puisse être aisément nettoyée, ce qui est tout particulièrement utile dans le cas d'applications impliquant des eaux usées. Il est, d'autre part, avantageux que cette matière isole le liquide par rapport aux températures extérieures à la cuve 10. Une telle isolation est notamment souhaitable lorsque la cuve 10 se trouve dans un environnement froid et que le liquide que contient la cuve 10 a une température élevée, ou bien est susceptible de geler. Et cette matière sera également, de préférence, résistante à la corrosion. Sur la base des propriétés désirées qui viennent d'être citées, on a trouvé que le polypropylène, ayant un module de flexion supérieur à environ 12065,825 bars (175 000 psi) constitue une matière préférée pour la cuve 10. Le polypropylène est facile à nettoyer et il offre également des qualités d'isolation qui servent à maintenir plus longtemps la température du liquide que ne pourrait le faire une cuve en acier. Le polypropylène est résistant à la corrosion et, de ce fait, il a une longue durée de vie en service, même en présence de l'eau. En outre, des cuves cylindriques, faites en polypropylène, peuvent être fabriquées par moulage rotatif, qui est moins onéreux et qui aboutit à des cuves ayant une épaisseur de paroi sensiblement uniforme. Une matière polyamide (nylon) peut également être moulée par rotation et elle offre une rigidité suffisante, mais il s'agit là d'une possibilité moins souhaitable, parce que cette matière absorbe l'eau et qu'elle est relativement plus onéreuse. Des matières, autres que le polypropylène et le nylon, qui ont été utilisées auparavant dans le processus de moulage rotatif, et bien qu'étant, de manière type, moins onéreuses que le polypropylène, ne présentent pas une rigidité suffisante pour une application à un système d'évacuation à dépression. Il convient de remarquer que la cuve 10 peut être fabriquée avec toute une variété de diamètres et de longueurs. Pour une taille particulière quelconque, il a été établi qu'il est préférable d'avoir une épaisseur de paroi d'au moins environ 1,016 cm (0,4 pouce) afin d'assurer la rigidité adéquate de la cuve 10. En fonction du rapport de la longueur de la cuve au diamètre de la cuve (ou rapport L/D), des nervures 32 peuvent être nécessaires pour assurer une rigidité supplémentaire. Telle qu'elle est définie ici, la longueur de la cuve est la hauteur du cylindre formé par la paroi latérale 22, c'est-à-dire qu'elle n'inclut pas les couvercles d'extrémité 26, 28. Pour des cuves ayant un rapport L/D inférieur à 1, des nervures ne sont pas requises car on peut augmenter, si nécessaire, l'épaisseur de la paroi latérale sans pour autant augmenter notablement le coût de la cuve. Par contre, dans le cas de cuves ayant un rapport L/D supérieur à 1, des nervures 32 sont nécessaires pour permettre d'améliorer, de manière économique, la rigidité de la cuve 10. Les nervures 32 se présentent sous la forme de protubérances annulaires, qui s'étendent autour de la circonférence de la paroi latérale 22 (figures 1 et 2). Ces nervures 32 sont présentes sur toute la longueur de la paroi latérale 22 à des intervalles "S" réguliers. Cet espacement "S" est, de préférence, compris approximativement entre 17,78 et 30,48 cm (entre 7 et 12 pouces). Chaque nervure 32 est conformée de manière à pouvoir résister au flambement, qui est dû aux sollicitations exercées par la pression extérieure, du fait de la dépression à l'intérieur de la cuve 10. Dans le mode de réalisation actuellement préféré et représenté à la figure 3, chaque nervure 32 est creuse et elle a une forme globalement rectangulaire, créée par des ailes supérieure et inférieure 34, 36 qui font saillie radialement vers l'extérieur à partir de la paroi latérale 22. Un élément latéral cylindrique 38 s'étend entre les bords extérieurs des ailes supérieure et inférieure 34, 36 afin de compléter la nervure 32. L'aile supérieure 34, l'aile inférieure 36 et l'élément latéral 38 constituent ensemble une nervure 32 qui s'étend sur toute la périphérie de la paroi latérale 22 et qui a une section transversale globalement rectangulaire, définissant une cavité annulaire 35. Selon une autre possibilité, des nervures massives 44 peuvent également être utilisées, ainsi que le montre la figure 4. Dans ce mode de réalisation représenté, les nervures massives 44 ont également une section transversale de forme globalement rectangulaire mais elles ne comportent pas de cavité. Lorsqu'elles sont utilisées sur des cuves de taille identique, les nervures massives 44 peuvent avoir une largeur "W" inférieure à la largeur d'une nervure creuse correspondante. En fait, on a trouvé que la largeur "W" des nervures massives 44 peut ne représenter que la moitié de la largeur des nervures creuses. On notera également que les nervures, qu'elles soient creuses ou massives, peuvent avoir d'autres formes de la section transversale et ce, sans pour autant s'écarter de l'esprit ou du champ d'application de la présente invention. Il ressort, par conséquent, de la description qui vient d'être faite que la présente invention apporte à la technique une cuve améliorée à dépression pour déchets, destinée à une utilisation dans un système d'évacuation à dépression. La cuve est fabriquée en une matière thermoplastique, ayant une rigidité suffisante pour résister aux sollicitations externes résultant de la dépression à l'intérieur de la cuve. Plus précisément, la matière plastique résiste à des dépressions constantes comprises entre 0,3377 et 0, 84425 bar (entre 10 et 25 pouces de Hg), sans flambement. La cuve peut comporter des nervures servant à renforcer davantage la cuve contre tout flambement. Le polypropylène constitue la matière préférée pour sa fabrication. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention. La cuve a un orifice d'aspiration, prévu pour être relié à une source de dépression, et un orifice d'arrivée d'eaux usées, à relier à un tuyau à dépression. La source de dépression produit une dépression dans la cuve et dans le tuyau à dépression si bien que le liquide, qui arrive dans le tuyau, est aspiré jusque dans la cuve. La cuve est fabriquée en une matière thermoplastique, ayant un module de flexion suffisant pour résister, sans risque de flambement, à des sollicitations provoquées par la pression extérieure, résultant de la dépression régnant dans la cuve. La cuve en matière thermoplastique est moins onéreuse, plus légère et elle présente de meilleures propriétés isolantes ainsi qu'une résistance supérieure à la corrosion par rapport à une cuve en acier. REVEND I CATIONS 1. Cuve à déchets à dépression, destinée à une utilisation dans un système d'évacuation à dépression, comprenant un tuyau d'évacuation à dépression (20) et une source de dépression (18), qui est en communication de fluide avec la cuve (10), caractérisée en ce que la cuve comprend: une paroi latérale cylindrique (22), disposée autour d'un axe (24) et faite en une matière thermoplastique présentant un module de flexion d'au moins environ 12065,825 bars (175 000 psi); des premier et second couvercles d'extrémité (26, 28), fixés aux extrémités opposées de la paroi latérale (22) afin de constituer une enceinte fermée (30); un orifice d'aspiration (12) propre à être en communication de fluide avec la source de dépression (18); et un orifice de vidange (16). 2. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi latérale (22) comprend, en outre, des nervures (32; 44) faisant radialement saillie vers l'extérieur et disposées à intervalles réguliers. 3. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque nervure (32; 44) présente une section transversale conformée de manière à résister au flambement, en présence de sollicitations exercées par la pression extérieure sur la cuve (10). 4. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pression extérieure de sollicitation est approximativement comprise entre 0,3377 et 0,84425 bar (entre 10 et 25 pouces de Hg). 5. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque nervure (22) est creuse et en ce qu'elle a une section transversale sensiblement rectangulaire, constituée par des ailes supérieure et inférieure (34, 36), s'étendant radialement vers l'extérieur et reliées, au niveau des côtés extérieurs, par un élément latéral cylindrique (38). 6. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi latérale (22) a un diamètre compris approximativement entre 43,18 et 71,12 cm (entre 17 et 28 pouces). 7. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière thermoplastique est sensiblement non-absorbante. 8. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 7, caractérisée en ce que la matière thermoplastique est du polypropylène. 9. Cuve à déchets à dépression, caractérisée en ce qu'elle comprend: une paroi latérale cylindrique (22); des premier et second couvercles d'extrémité (26, 28), fixés aux extrémités opposées de la paroi latérale (22) afin de constituer une enceinte fermée (30); un orifice d'aspiration (12); un orifice d'arrivée d'eaux usées (20); un orifice de vidange (16); et une pluralité de nervures (32; 44), qui s'étendent autour de la circonférence de la paroi latérale (22) en étant régulièrement espacées, d'un espacement (S), sur toute la longueur de la paroi latérale; et dans laquelle la paroi latérale (22) et les couvercles d'extrémité (26, 28) sont fabriqués à partir d'une matière thermoplastique, capable de résister à des sollicitations continues exercées par la pression extérieure, résultant d'une dépression dans l'enceinte, comprise entre approximativement 0,3377 et 0, 84425 bar (entre 10 et 25 pouces de Hg). 10. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'espacement (S) est compris approximativement entre 17,78 et 30,48 cm (entre 7 et 12 pouces). 11. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque nervure (32; 44) présente une section transversale conformée de manière à résister au flambement, en présence de sollicitations exercées par la pression extérieure sur la cuve (10). 12. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque nervure (32) est creuse et en ce qu'elle a une section transversale sensiblement rectangulaire, constituée par des ailes supérieure et inférieure (34, 36), s'étendant radialement vers l'extérieur et reliées, au niveau des côtés extérieurs, par un élément latéral cylindrique (38). 13. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 12, caractérisée en ce que les nervures (44) sont formées d'un seul tenant avec la paroi latérale (22). 14. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 9, caractérisée en ce que la matière thermoplastique est sensiblement non-absorbante. 15. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 9, caractérisée en ce que la matière thermoplastique a un module de flexion d'au moins environ 12065,825 bars (175 000 psi). 16. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 15, caractérisée en ce que la matière thermoplastique est du polypropylène. 17. Cuve à déchets à dépression selon la revendication 16, caractérisée en ce que la paroi latérale (22) a un diamètre compris approximativement5 entre 43,18 et 71, 12 cm (entre 17 et 28 pouces).