Brevet FR2927977A1 — publié le 20090828

La présente invention concerne un flotteur d'obturation ainsi qu'un dispositif d'obturation comprenant un tel flotteur d'obturation. Elle trouve application dans le domaine des systèmes de conduction de liquide. Dans certaines conduites de liquide, il peut y avoir deux liquides non miscibles l'un avec l'autre et de densités différentes. Par exemple, dans une cuve de traitement d'eau de ruissellement, les eaux de ruissellement renferment classiquement une quantité notable d'hydrocarbures, de boues et de diverses matières solides en suspension qu'il est nécessaire d'éliminer avant toute réutilisation de ces eaux. Après le débourbage, l'eau est transférée vers un dispositif de filtration des lo hydrocarbures qui élimine la plus grande quantité d'hydrocarbures. L'eau passe ensuite dans un dispositif d'obturation qui consiste en un flotteur d'obturation et un élément tubulaire vertical qui est connecté dans sa partie basse, par l'intermédiaire d'une ouverture d'évacuation, à une canalisation aval qui est elle-même connectée à un dispositif de connexion de sortie par lequel l'eau de ruissellement débarrassée des 15 hydrocarbures et des boues est évacuée hors de la cuve de traitement. Le flotteur d'obturation est monté mobile verticalement à l'intérieur de l'élément tubulaire vertical. Le flotteur d'obturation est guidé à l'intérieur de l'élément tubulaire vertical. Les hydrocarbures ont une densité inférieure à celle de l'eau, ils surnagent donc à la surface de l'eau. 20 Le flotteur d'obturation est taré de manière à ce que sa densité soit comprise entre celle de l'eau (1 g/ml) et celle des hydrocarbures (0,85 g/ml). Ainsi, lorsque l'élément tubulaire vertical n'est plus suffisamment rempli d'eau, le flotteur d'obturation qui suit le niveau de la limite eritr les hydrocarbures et l'eau vient obturer l'ouverture d'évacuation, évitant ainsi le dévèrsement d'hydrocarbures dans la 25 canalisation aval, puis dans le dispositif de connexion de sortie. Un tel dispositif d'obturation permet donc, dans le cas de deux liquides à densités différentes, d'éviter la pollution de la canalisation aval par le liquide ayant la densité la plus faible, en obturant l'ouverture d'évacuation. Un tel dispositif d'obturation ne donne pas toujours entière satisfaction, car le 30 flotteur d'obturation est léger et la pression qu'il exerce au niveau de l'ouverture d'évacuation n'est pas toujours suffisante pour éviter les fuites et donc le déversement du liquide ayant la densité la plus faible dans la canalisation aval. Un objet de la présente invention est de proposer un flotteur d'obturation qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, est proposé un flotteur d'obturation prévu pour se déplacer verticalement et pour venir obturer une ouverture d'évacuation, le flotteur d'obturation comprenant: - un corps creux, - une plaque d'obturation disposée à la base du corps creux et prévue pour venir obturer l'ouverture d'évacuation, et - deux tuyaux fixés au sommet du corps creux et qui débouchent à l'intérieur de celui-ci, et tel que l'extrémité libre de l'un des tuyaux s'étend au-dessus de l'extrémité libre de l'autre tuyau. Avantageusement, la différence de longueur entre les deux tuyaux est de l'ordre de 40 mm. Selon un mode de réalisation particulier, le flotteur d'obturation est prévu pour être placé dans un milieu liquide comprenant deux phases distinctes et sa densité est comprise entre les densités des deux phases. L'invention propose également un dispositif d'obturation comprenant un élément tubulaire comprenant dans sa partie basse, une ouverture d'évacuation, et un flotteur obturateur selon l'une des variantes précédentes, le flotteur d'obturation étant mobile et guidé à l'intérieur de l'élément tubulaire. Avantageusement, le dispositif d'obturation comprend un joint disposé au niveau de l'ouverture d'évacuation et prévu pour recevoir le flotteur d'obturation. Avantageusement, le joint comprend une jupe prévue pour coopérer avec l'ouverture d'évacuation, un premier rebord qui s'évase en s'éloignant de la jupe, et à partir de l'extrémité haute du premier rebord, un deuxième rebord qui se rétrécit en s'éloignant de la jupe et dont la lèvre s'affine vers son extrémité. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une coupe par un plan vertical d'un dispositif d'obturation 30 selon l'invention, la Fig. 2 représente une coupe par un plan vertical d'un flotteur d'obturation selon l'invention, et la Fig. 3 représente une coupe par un plan vertical d'un joint prévu pour coopérer avec le flotteur d'obturation selon l'invention. Les termes relatifs à une direction comme par exemple "vertical", s'entendent par rapport à l'orientation d'un dispositif d'obturation en position de fonctionnement. Dans la suite de la description, il est fait plus précisément référence à de l'eau porteuse d'hydrocarbures, mais l'invention s'applique d'une manière générale à deux 5 liquides ayant des densités différentes et difficilement miscibles. La Fig. 1 représente une coupe d'un dispositif d'obturation 100 qui comprend un élément tubulaire 102 d'axe vertical et un flotteur d'obturation 120. Le dispositif d'obturation 100 est mis en place sur une canalisation aval 110 qui est sous le dispositif d'obturation 100 et qui communique avec le dispositif d'obturation 100 par 10 l'intermédiaire d'une ouverture d'évacuation 106 prévue en partie basse du dispositif d'obturation 100. L'élément tubulaire 102, qui prend ici la forme d'un cylindre de révolution d'axe vertical, est percé d'au moins une ouverture 104 qui permet le passage de l'eau porteuse d'hydrocarbures vers l'ouverture d'évacuation 106. 15 L'eau et les hydrocarbures sont de densités différentes formant ainsi une première phase inférieure d'eau et une deuxième phase supérieure d'hydrocarbures. La position de l'ouverture d'évacuation 106 en partie basse du dispositif d'obturation 100 permet d'évacuer l'eau sans évacuer les hydrocarbures. Le flotteur d'obturation 120 vient obturer l'ouverture d'évacuation 106 lorsque le niveau de l'eau à l'intérieur de 20 l'élément tubulaire 102 baisse, entraînant les hydrocarbures au voisinage de l'ouverture d'évacuation 106. Le dispositif d'obturation 100, et en particulier le flotteur d'obturation 120, a pour fonction d'obturer l'ouverture d'évacuation 106 si nécessaire, c'est-à-dire en cas de baisse du niveau d'eau clans l'élément tubulaire 102 ou en cas de présence d'hydrocarbures au niveau de l'ouverture d'évacuation 106, dans le but 25 d'éviter l'évacuation des hydrocarbures par le dispositif de connexion de sortie. Le flotteur d'obturation 120 est ici de forme générale cylindrique et est disposé à l'intérieur de l'élément tubulaire 102. Le flotteur d'obturation 120 est prévu pour pouvoir se déplacer verticalement à l'intérieur de l'élément tubulaire 102 en fonction du niveau d'eau à l'intérieur de ce dernier. 30 Le flotteur d'obturation 120 peut prendre différente formes, mais sa forme doit être adaptée à celle de l'intérieur de l'élément tubulaire 102 de manière à ce que le flotteur d'obturation 120 s'y déplace aisément verticalement et soit bien guidé par l'élément tubulaire 102 lors de son déplacement. Le flotteur d'obturation 120 est tel que sa densité est comprise entre celle de l'eau (1 g/ml) et celle des hydrocarbures (0,85 g/ml) qui sont susceptibles de se trouver dans l'eau. Ainsi, le flotteur d'obturation 120 flotte sur l'eau et ne vient pas obturer l'ouverture d'évacuation 106, mais il coule dans les hydrocarbures et vient obturer l'ouverture d'évacuation 106 lorsque l'élément tubulaire 102 est rempli d'hydrocarbures. De préférence, la densité du flotteur d'obturation 120 est de 0,88 g/ml. Dans le cas général, le flotteur d'obturation 120 est prévu pour être placé dans un milieu liquide comprenant deux phases distinctes et sa densité est comprise entre les densités des deux phases liquides dont les densités sont différentes. La densité du flotteur d'obturation 120 est de préférence légèrement supérieure à la densité la plus faible. Afin d'améliorer le contact et l'étanchéité de l'obturation réalisée par le flotteur d'obturation 120, un joint 128 est disposé au niveau de l'ouverture d'évacuation 106. Le joint 128 est représenté sur la Fig. 3 et il comprend une jupe 402 destinée à être introduite dans l'ouverture d'évacuation 106. Afin d'être maintenue en position, la jupe 402 comprend des bourrelets 408 qui font saillie sur l'extérieur de la jupe 402 et qui sont destinés à s'insérer dans des rainures réalisées à l'intérieur de l'ouverture d'évacuation 106. Au-dessus de la jupe 402, c'est-à-dire en direction du flotteur d'obturation 120, le joint 128 comprend un premier rebord 404 qui s'évase en s'éloignant de la jupe 402. A partir de l'extrémité haute du premier rebord 404, le joint 128 comprend un deuxième rebord 406 qui se rétrécit en s'éloignant de la jupe 402 et dont la lèvre s'affine vers son extrémité. La forme particulière du joint 128, et en particulier du premier rebord 404 et du deuxième rebord 406, permet une meilleure étanchéité lorsque le flotteur d'obturation 120 vient obturer l'ouverture d'évacuation 106, puisque la pression exercée par le flotteur d'obturation 120 vient appuyer sur l'extrémité libre du deuxième rebord 406 qui s'abaisse. La Fig. 2 montre une coupe du flotteur d'obturation 120 selon un plan vertical. Le flotteur d'obturation 120 comprend un corps 302 et une plaque d'obturation 304. La plaque d'obturation 304 qui est ici en matériau métallique est fixée sous le corps 302 et est prévue pour venir obturer l'ouverture d'évacuation 106 si nécessaire. La plaque d'obturation 304 est fixée ici à l'aide d'une vis 306. Bien sûr la plaque d'obturation 304 peut être monobloc avec le corps creux 302. Le corps 302 se présente sous la forme d'un corps creux qui est hermétique sauf au niveau des deux orifices 312 et 314 pratiqués au sommet du corps creux 302. Dans chaque orifice 312, 314 est emmanché un tuyau 308, 310 qui débouche à l'intérieur du corps creux 302. Les deux tuyaux 308 et 310 ont des longueurs différentes, c'est-à-dire que l'extrémité libre de l'un (ici le tuyau 310) s'étend au-dessus de l'extrémité libre de l'autre (ici le tuyau 308). Selon un mode de réalisation particulier, la différence de longueur entre les deux tuyaux 308 et 310 est de l'ordre de 40 mm. Bien sûr les tuyaux 308 et 310 et le corps 302 peuvent former un ensemble monobloc. Lorsque le niveau d'eau dans l'élément tubulaire 102 baisse, le flotteur d'obturation 120 descend et vient obturer l'ouverture d'évacuation 106. Si le niveau d'hydrocarbures dans l'élément tubulaire 102 monte, le flotteur d'obturation 120 reste en appui au-dessus du joint 128. Lorsque le niveau d'hydrocarbures est tel qu'il atteint l'extrémité libre du tuyau 308, la plus basse, les hydrocarbures s'écoulent dans le corps creux 302 par ce tuyau 308, l'air contenu dans le corps creux 302 s'évacuant par l'autre tuyau 310. Ainsi, plus le niveau d'hydrocarbures monte dans l'élément tubulaire 102, plus le corps creux 302 se remplit d'hydrocarbures, plus le poids du flotteur d'obturation 120 augmente et plus la pression que le flotteur d'obturation 120 exerce sur le joint 128 augmente et plus l'étanchéité est assurée. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Par exemple, les éléments constituant le dispositif d'obturation ont été plus particulièrement représentés comme étant des cylindres de révolution, mais ils 25 peuvent prendre d'autres formes cylindriques. REVENDICATIONS 1) Flotteur d'obturation (120) prévu pour se déplacer verticalement et pour venir obturer une ouverture d'évacuation (106), le flotteur d'obturation (120) comprenant: 5 - un corps creux (302), - une plaque d'obturation (304) disposée à la base du corps creux (302) et prévue pour venir obturer l'ouverture d'évacuation (106), et - deux tuyaux (308, 310) fixés au sommet du corps creux (302) et qui débouchent à l'intérieur de celui-ci, et tel que l'extrémité libre de l'un des tuyaux (310) 10 s'étend au-dessus de l'extrémité libre de l'autre tuyau (308). 2) Flotteur d'obturation (120) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence de longueur entre les deux tuyaux (308, 310) est de l'ordre de 40 mm. 3) Flotteur d'obturation (120) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu pour être placé dans un milieu liquide comprenant deux phases 15 distinctes et en ce que sa densité est comprise entre les densités des deux phases. 4) Dispositif d'obturation (100) comprenant un élément tubulaire (102) comprenant dans sa partie basse, une ouverture d'évacuation (106), et un flotteur obturateur (120) selon l'une des revendications 1 à 3, le flotteur d'obturation (120) étant mobile et guidé à l'intérieur de l'élément tubulaire (102). 20 5) Dispositif d'obturation (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un joint (128) disposé au niveau de l'ouverture d'évacuation (106) et prévu pour recevoir le flotteur d'obturation (120). 6) Dispositif d'obturation (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le joint (128) comprend une jupe (402) prévue pour coopérer avec l'ouverture 25 d'évacuation (106), un premier rebord (404) qui s'évase en s'éloignant de la jupe (402), et à partir de l'extrémité haute du premier rebord (404), un deuxième rebord (406) qui se rétrécit en s'éloignant de la jupe (402) et dont la lèvre s'affine vers son extrémité.