Brevet FR2941926A1 — publié le 20100813

La présente invention a pour objet un dispositif d'obturation de l'orifice de sortie d'un séparateur de liquides légers. Selon l'invention, un tel orifice est constitué par un perçage circulaire réalisé dans une paroi de fermeture verticale du séparateur. Les séparateurs de liquides légers comportent classique-ment une cuve, en règle générale parallélépipédique ou cylindrique, munie d'un orifice d'admission par lequel un flux d'eaux de ruissellement ou d'eaux usées à traiter est introduit à la partie interne de la cuve et un orifice de sortie par lequel un flux d'eaux traitées est évacué vers l'extérieur. Les eaux devant être traitées dans un tel séparateur renferment classiquement une quantité notable de matières polluantes telles que des hydrocarbures ou autres liquides légers non miscibles à l'eau, ainsi que le cas échéant des boues et diverses autres matières solides en suspension qu'il est nécessaire d'éliminer avant tout rejet vers un milieu extérieur ou toute réutilisation. Si elles ne sont pas préalablement éliminées, les boues et autres matières solides sédimentent à la partie inférieure de la cuve alors que les liquides légers se séparent de l'eau par gravité et se rassemblent à la surface de l'eau contenue dans la cuve. Après séparation, les eaux traitées sont évacuées par l'orifice de sortie qui est situé essentiellement à la partie médiane inférieure de la cuve alors que les liquides légers sont stockés à la partie supérieure de celle-ci. La cuve d'un séparateur de liquides légers peut avantageu- sement être réalisée par rotomoulage, de préférence en polyéthylène, en acier revêtu, en PRV (plastique renforcé de fibres de verre) voire en béton. Une telle cuve se distingue par une configuration simple, robuste et peu onéreuse, tout en étant de nature à remplir de manière globalement satisfaisante la fonction à laquelle elle est destinée ; elle peut, en fonction des besoins et du savoir-faire de son fabricant, avoir une capacité moyenne de quelques centaines de litres à plusieurs dizaines de mètres cubes, tout en conservant une tenue mécanique suffisante vis-à-vis des contraintes auxquelles elle est soumise. Il va de soi qu'au cours du fonctionnement du séparateur, le niveau bas de liquides légers dans la cuve s'abaisse constamment, au fur et à mesure que l'épaisseur de la couche de stockage de liquides légers augmente. 2 Or, pour qu'un tel séparateur puisse fonctionner de manière satisfaisante, il est essentiel que ce niveau n'atteigne pas l'orifice de sortie du séparateur de sorte que l'eau évacuée par cet orifice ne soit pas polluée, c'est à dire qu'il faut éviter tout relargage des liquides légers stoc- kés dans le séparateur. A cet effet, on a déjà proposé des dispositifs permettant de fermer automatiquement l'orifice de sortie d'un séparateur de liquides légers lorsque le niveau bas de ces produits polluants dépasse un seuil pré-défini de façon à empêcher leur évacuation par l'orifice de sortie. De tels dispositifs sont basés sur la présence, à la partie in-terne de la cuve, d'une tubulure d'évacuation verticale reliée à l'orifice de sortie, munie d'ouvertures de transfert réparties sur sa longueur et équipée à sa partie interne d'un flotteur taré à la densité du liquide léger. Compte tenu de ce tarage, au fur et à mesure du remplis- sage de la cuve par des liquides légers, le flotteur suit le niveau de l'inter-face eau/liquide léger et descend dans la tubulure d'évacuation pour finalement obturer l'orifice de sortie du séparateur. Le flux d'eau qui est évacué par l'orifice de sortie est exempt de liquides légers et lorsque la couche de stockage a atteint une épaisseur critique, le flotteur vient s'appliquer sur l'orifice de sortie et provoque un confinement du reste d'eau et des liquides légers dans le séparateur pour éviter tout risque de pollution au niveau de l'exutoire. Un tel dispositif d'obturation ne donne toutefois pas entière satisfaction dans la mesure où sa mise en oeuvre est onéreuse. Il est en 25 outre très lourd du fait du tarage à l'eau du flotteur. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif d'obturation de l'orifice de sortie d'un séparateur de liquides légers constitué par un perçage circulaire réalisé dans une paroi de fermeture verticale. 30 Selon l'invention, un tel dispositif d'obturation comporte principalement un bras basculant coudé comportant une branche supérieure dont l'extrémité est articulée autour d'un axe horizontal fixé sur la paroi de fermeture au-dessus de l'orifice de sortie ainsi qu'une branche inférieure dont l'extrémité porte une calotte d'obturation essentiellement 35 hémisphérique. La géométrie du bras basculant est conçue de sorte que la calotte d'obturation puisse être déplacée dans une position d'obturation 3 dans laquelle elle vient en regard de l'orifice de sortie pour fermer cet orifice. Plus précisément, des moyens de tarage automatique du bras basculant à la densité des liquides légers permettent de déplacer cette calotte en position d'obturation lorsque le niveau bas de la couche de liquides légers dans le séparateur dépasse un seuil prédéfini, ce de façon à empêcher l'évacuation de produits polluants par l'orifice de sortie. Selon l'invention, le dispositif d'obturation comporte égale-ment un joint hublot d'étanchéité monté à la périphérie de l'orifice de sortie de manière à garantir le caractère hermétique de la fermeture de cet orifice par la calotte d'obturation en position d'obturation. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le bras basculant est essentiellement en forme de Y et est muni au niveau de son coudage d'un prolongement dirigé vers l'intérieur du séparateur et sur 15 lequel est monté un corps creux, rempli d'air et étanche à l'eau, formant flotteur faisant partie intégrante des moyens de tarage. Ce flotteur suit ainsi le niveau bas des hydrocarbures ou des liquides légers dans le séparateur de façon à déplacer la calotte d'obturation en position d'obturation dès que ce niveau dépasse le seuil 20 prédéfini. Il est à noter que le flotteur peut avantageusement coopérer avec une plaque métallique notamment en acier qui permet d'obtenir un tarage fin complémentaire. 25 Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le bras basculant est réalisé en une seule pièce essentiellement par rotomoulage. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, la calotte d'obturation ainsi que le flotteur sont eux aussi réalisés par ro-30 tomoulage. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, la calotte d'obturation ainsi que le bras basculant sont munis d'orifices de remplissage et de vidange autorisant la libre circulation de l'eau entre l'extérieur et l'intérieur de ces pièces de sorte que celles-ci soient remplies 35 d'eau en conditions de fonctionnement normal du séparateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la calotte d'obturation peut avantageusement être fixée à l'extrémité inférieure du bras basculant au moyen d'une goupille qui lui laisse une certaine liberté 4 de mouvement de façon à lui permettre de s'appuyer de façon optimisée, et donc plus fortement, contre le joint hublot d'étanchéité en position d'obturation. Selon l'invention, ce joint peut avantageusement comporter une gorge annulaire médiane permettant son montage à la périphérie de l'orifice de sortie et se prolonger au niveau de sa périphérie interne par une lèvre d'étanchéité dirigée vers l'extérieur. La présence d'une telle lèvre permet de garantir le caractère hermétique de la fermeture de l'orifice de sortie par la calotte d'obturation 10 en position d'obturation. Un tel joint peut être réalisé en un matériau quelconque adapté à son utilisation, et notamment en nitrile PVC dans le cas de séparateurs d'hydrocarbures. Les caractéristiques du dispositif d'obturation qui fait l'objet 15 de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective du dispositif d'obturation, - la figure 2 est une vue en perspective du bras basculant, - la figure 3 est une vue de côté du bras basculant, 20 - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 représentant le bras bas-culant en position d'obturation, - la figure 5 est une vue en perspective coupée du joint hublot d'étanchéité. Selon la figure 1, le dispositif d'obturation a pour fonction 25 de permettre de fermer l'orifice de sortie 1 d'un séparateur de liquides légers lorsque le niveau bas de ces produits polluants dans le séparateur dépasse un seuil prédéfini. Comme représenté sur la figure 1, cet orifice 1 est constitué par un perçage circulaire réalisé dans une paroi de fermeture verticale 2 30 (figures 1 et 4). Selon les figures 1 à 4, le dispositif d'obturation est essentiellement constitué par un bras basculant coudé 3 globalement en forme de Y qui est susceptible de se déplacer dans un plan vertical. Ce bras basculant coudé 3 comporte plus précisément une 35 première branche 4 ou branche supérieure, une seconde branche 5 ou branche inférieure ainsi qu'un prolongement 6 constituant le � pied � du Y. Il est réalisé en une seule pièce par rotomoulage et est totalement rempli d'eau lorsque le séparateur l'est aussi. La branche supérieure 4 du bras 3 est articulée à son extrémité autour d'un axe horizontal 7 solidaire de la paroi de fermeture 2 et situé au-dessus de l'orifice de sortie 1, comme représenté sur les figures 1 et 4. 5 La branche inférieure 5 du bras 3 est quant à elle équipée à son extrémité d'une calotte d'obturation 8 essentiellement hémisphérique montée au moyen d'une goupille 9 de façon à lui laisser une certaine liber-té de mouvement. Cette calotte 8 est réalisée par rotomoulage et est elle aussi 10 remplie d'eau lorsque le séparateur l'est aussi. La géométrie du bras basculant 3 est déterminée de sorte que la calotte d'obturation 8 puisse être déplacée dans une position d'obturation représentée sur la figure 4 dans laquelle elle vient en regard de l'orifice de sortie 1 pour fermer cet orifice. 15 Selon les figures 1 à 4, le prolongement 6 du bras basculant 3 est muni d'un évidement dans lequel est logé un corps creux générale-ment rempli d'air et étanche à l'eau, 10 réalisé lui aussi par rotomoulage. Ce corps creux 10 constitue ainsi un flotteur qui est main-tenu sur le prolongement 6 du bras basculant 3 par une plaque en acier 20 11 permettant d'obtenir un tarage fin complémentaire. Compte tenu de ce tarage, le dispositif d'obturation 10 suit, au niveau de son centre de gravité, le niveau bas des liquides légers dans le séparateur de façon à déplacer automatiquement la calotte d'obturation 8 dans la position d'obturation de l'orifice de sortie 1 représentée sur la 25 figure 4 lorsque ce niveau dépasse un seuil prédéfini. Selon les figures 1 et 5, un joint hublot d'étanchéité 12 est monté à la périphérie de l'orifice de sortie 1. Selon la figure 5, ce joint hublot d'étanchéité 12 comporte une gorge annulaire médiane 13 permettant son montage autour de 30 l'orifice de sortie 1 dans la position représentée sur la figure 1. Il se prolonge par ailleurs au niveau de sa périphérie in-terne par une lèvre d'étanchéité 14 dirigée vers l'extérieur sur laquelle vient s'appuyer la calotte d'obturation 8 dans la position d'obturation représentée sur la figure 4. 35 Le montage de la calotte 8 au moyen de la goupille 9 qui lui laisse une certaine liberté de mouvement lui permet de s'appuyer plus fortement contre le joint hublot d'étanchéité 12 dans la position d'obturation 6 représentée sur la figure 4 pour garantir le caractère hermétique de la fermeture de l'orifice de sortie 1 dans cette position.5 NOMENCLATURE 1. Orifice de sortie 2. Paroi de fermeture verticale 3. Bras basculant coudé 4. Branche supérieure 5. Branche inférieure 6. Prolongement 7. Axe horizontal 8. Calotte d'obturation 9. Goupille 10. Tampon rempli d'air 11. Plaque en acier 12. Joint hublot d'étanchéité 13. Gorge annulaire médiane 14. Lèvre d'étanchéité20 REVENDICATIONS1 °) Dispositif d'obturation de l'orifice de sortie (1) d'un séparateur de liquides légers, cet orifice étant constitué par un perçage circulaire réalisé dans une paroi de fermeture verticale (2), dispositif caractérisé en ce qu' il comporte : - un bras basculant coudé (3) comportant une branche supérieure (4) dont l'extrémité est articulée autour d'un axe horizontal (7) fixé sur la paroi de fermeture (2) au-dessus de l'orifice de sortie (1) ainsi qu'une branche inférieure (5) dont l'extrémité porte une calotte d'obturation (8) essentiellement hémisphérique susceptible d'être déplacée dans une position d'obturation dans laquelle elle est vient en regard de l'orifice de sortie (1) pour fermer cet orifice, - des moyens de tarage automatique (10, 11) du bras basculant (3) à la densité des liquides légers pour déplacer la calotte d'obturation (8) en position d'obturation lorsque le niveau bas de liquides légers dans le séparateur dépasse un seuil prédéfini de façon à empêcher l'évacuation de ces produits polluants par l'orifice de sortie, et - un joint hublot d'étanchéité (12) monté à la périphérie de l'orifice de 20 sortie (1). 2°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras basculant (3) est essentiellement en forme de Y et est muni au ni- 25 veau de son coudage d'un prolongement (6) sur lequel est monté un corps creux rempli d'air et étanche à l'eau (10), formant flotteur faisant partie intégrante des moyens de tarage. 3°) Dispositif selon la revendication 2, 30 caractérisé en ce que le bras basculant (3) et la calotte d'obturation (8) sont munis d'orifices de remplissage et de vidange autorisant la libre circulation de l'eau entre l'extérieur et l'intérieur de ces pièces de sorte que celles-ci soient remplies d'eau en conditions de fonctionnement normal du séparateur. 35 4°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que 9 le flotteur (10) coopère avec une plaque métallique (11), notamment en acier permettant d'obtenir un tarage fin complémentaire. 5°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la calotte d'obturation (8) est fixée à l'extrémité inférieure du bras basculant (3) au moyen d'une goupille (9) lui laissant une certaine liberté de mouvement, pour un meilleur positionnement, de façon à lui permettre de s'appuyer plus fortement contre le joint hublot d'étanchéité (12) en posi- tion d'obturation. 6°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bras basculant (3) est réalisé en une seule pièce essentiellement par ro-15 tomoulage. 7°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la calotte d'obturation (8) ainsi que le flotteur (10) sont réalisés par roto-20 moulage. 8°) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le joint hublot d'étanchéité (12) comporte une gorge annulaire médiane 25 (13) permettant son montage à la périphérie de l'orifice de sortie (1) et se prolonge au niveau de sa périphérie interne par une lèvre d'étanchéité (14) dirigée vers l'extérieur permettant de garantir le caractère hermétique de la fermeture de l'orifice de sortie (1) par la calotte d'obturation (8) en position d'obturation. 30