Brevet FR3042236A1 — publié le 20170414

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le pompage d'un produit par aspiration sous vide. Quoique non exclusivement, elle est particulièrement appropriée à être mise en oeuvre pour le pompage de produits susceptibles de produire une atmosphère explosive et/ou d'émettre des composés organiques volatils. On sait que de nombreuses industries, par exemple chimiques, pétrochimiques, agroalimentaires, métallurgiques, etc., engendrent des boues susceptibles de produire une atmosphère explosive et/ou d'émettre des composés organiques volatils. Ces boues sont généralement stockées dans des bacs, desquels elles doivent être pompées pour être transportées vers des sites spécialisés de traitement et/ou de stockage. De telles opérations de pompage sont également nécessaires pour purger les égouts industriels, pour récupérer les déchets produits par le nettoyage haute pression d'installations industrielles, pour extraire les boues des stations d'épuration, pour assécher les fonds des cuves de manière à permettre leur inspection ou leur maintenance, etc. Ces opérations de pompage présentent, pour la sécurité et la santé des opérateurs et des riverains, ainsi que pour la protection des installations et de l'environnement, de nombreux risques qui sont liés à la nature explosive des produits pompés et à l'émission de gaz nocifs comme les composés organiques volatils. Pour réaliser de telles opérations de pompage, on peut utiliser une pompe à vide pour vider le bac contenant les produits à pomper. Une enceinte de stockage est agencée entre la pompe à vide et un tuyau d'aspiration immergé en permanence dans le produit à pomper à vide. Cette technique présente les avantages de permettre un arrêt de fonctionnement de la pompe à vide durant l'opération de pompage, en maintenant une capacité d'aspiration tant que le différentiel par rapport à la pression atmosphérique existe. Elle permet donc d'épuiser à fond le bac à vidanger. De plus, elle assure la vidange du circuit de pompage. En outre, elle autorise l'installation de la pompe à des grandes distances du produit à 3042236 2 pomper en raison de la force d'aspiration. Elle permet également d'éviter le contact du produit avec la pompe à l'exception des vapeurs ou des gaz et de limiter la quantité de polluants rejetée et de cantonner la zone dangereuse à la zone de pompage. 5 En revanche, le principal inconvénient d'une telle technique de pompage par le vide est de favoriser la désorption de produits volatils et donc l'émission de gaz explosifs et de composés organiques volatils. La présente invention a pour objet de perfectionner la technique de 10 pompage par aspiration sous vide, afin d'en conserver les avantages et d'en éliminer les inconvénients. À cette fin, selon l'invention, le procédé pour le pompage d'un produit par aspiration par le vide est remarquable en ce que, de façon alternée : 15 - on aspire le produit dans une première cuve de transit mise sous vide et, simultanément, on vidange une seconde cuve de transit par chasse sous pression, - puis, on aspire ledit produit dans ladite seconde cuve de transit mise sous vide et, simultanément, on vidange ladite première cuve de transit par 20 chasse sous pression. Ainsi, dans le procédé conforme à la présente invention, les deux cuves de transit travaillent simultanément et en alternance, l'une se chargeant de produit par aspiration sous vide et l'autre étant vidangée sous 25 pression du produit précédemment aspiré. Chaque cuve de transit est donc alternativement chargée en produit, puis vidangée de celui-ci. Bien que la mise sous vide et la chasse sous pression desdites cuves de transit puissent être obtenues de toute matière désirée, il est avantageux que, pour la mise sous vide desdites première et seconde cuves 30 de transit, on utilise la dépression d'aspiration d'une pompe à vide, de préférence d'une pompe à vide à anneau d'eau, et que, pour la chasse sous 3042236 3 pression desdites première et seconde cuves de transit, on utilise la pression de refoulement de ladite pompe à vide. L'invention met ainsi à profit le fait que l'utilisation des gaz refoulés par la pompe à vide comme source de pression ne modifie pas la capacité de ladite pompe à engendrer le vide. 5 Très fréquemment, les produits industriels à pomper comportent des corps étrangers solides et doivent donc être filtrés au moment du pompage. Or, une telle filtration est très pénalisante en ce qui concerne le débit de pompage. Pour éviter un tel inconvénient, conformément à une autre particularité de la présente invention, on utilise lesdites première et seconde 10 cuves de transit pour éliminer des corps étrangers solides présents dans ledit produit à pomper. Pour ce faire, lesdites cuves de transit peuvent être des cuves cycloniques. La présente invention concerne de plus un dispositif pour le 15 pompage d'un produit par aspiration sous vide, ledit dispositif comportant une source de vide et une buse d'aspiration dudit produit et étant remarquable en ce qu'il comporte : - une source de pression, - deux cuves de transit pour ledit produit, et 20 - un jeu de vannes commandées reliant, simultanément et en alternance, l'une desdites cuves de transit à ladite source de vide et à ladite buse d'aspiration et l'autre desdites cuves de transit à ladite source de pression et à une cuve de réception dudit produit. Comme mentionné ci-dessus, l'aspiration sous vide et la mise en 25 pression desdites cuves de transit peuvent être obtenues par une pompe à vide, de préférence une pompe à vide à anneau d'eau. Dans ce cas, ladite source de vide et ladite source de pression sont respectivement constituées par l'orifice d'aspiration et par l'orifice de refoulement de ladite pompe à vide. Un tel dispositif de pompage permet de pomper des produits dont le 30 point éclair est inférieur à 60 °C. 3042236 4 Comme précédemment indiqué, dans ce dispositif de pompage conforme à la présente invention, lesdites cuves de transit peuvent être des cuves cycloniques permettant l'élimination des corps étrangers solides contenus dans le produit à pomper. 5 On remarquera que lesdites sources de vide et de pression (la pompe à vide), ladite buse d'aspiration, lesdites cuves de transit et ledit jeu de vannes commandées forment une unité de pompage sous vide qui, pour des raisons de sécurité, doit de préférence être éloignée de ladite cuve de réception du produit qui, elle, se trouve à la pression atmosphérique ou à une 10 pression légèrement supérieure. À cet effet, le dispositif de pompage conforme à la présente invention est relié à ladite cuve de réception par un long tuyau permettant d'éloigner ladite unité de pompage sous vide de ladite cuve de réception dudit produit. La longueur d'un tel tuyau de liaison peut être de l'ordre de plusieurs 15 dizaines de mètres, par exemple au moins de 50 mètres. Afin de pouvoir vidanger des sites industriels différents géographiquement répartis de leurs produits susceptibles d'engendrer des atmosphères explosives et/ou des composés organiques volatils, il est avantageux que le dispositif de pompage conforme à la présente invention 20 soit mobile, par exemple porté par un véhicule automobile. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments identiques. 25 Les figures 1 et 2 illustrent un exemple de réalisation du dispositif de pompage conforme à la présente invention dans deux phases alternées différentes de fonctionnement. Le mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention 30 représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 comporte : 3042236 5 - une pompe à vide 1, par exemple une pompe à anneau d'eau, comportant un orifice d'aspiration 1A et un orifice de refoulement 1R ; - une première cuve de transit 2, de préférence une cuve cyclonique, comportant une entrée fluidique 2E, une entrée de produit 2P et une sortie 5 de produit 2S ; - une seconde cuve de transit 3, de préférence une cuve cyclonique, comportant une entrée fluidique 3E, une entrée de produit 3P et une sortie de produit 3S ; - une vanne à quatre voies 4, disposée entre les orifices d'aspiration 1A et de 10 refoulement 1R de la pompe à vide 1, d'une part, et les entrées fluidiques 2E et 3E des première et seconde cuves de transit 2 et 3, d'autre part ; - une cuve de réception de produit 5, comportant une entrée de produit 5E ; - des vannes de vidange commandées 7 et 8 reliant respectivement les sorties 2S et 3S des cuves de transit 2 et 3 à l'entrée de produit 5E de la 15 cuve de réception 5 par l'intermédiaire d'un long tuyau 6, d'une longueur au moins égale à 50 mètres ; - une buse 9 d'aspiration d'un produit 10 à pomper, reliée respectivement aux entrées de produit 2P et 3P des première et seconde cuves de transit 2 et 3, par l'intermédiaire de vannes de remplissage commandées 11 et 12 ; et 20 - un système de commande 14 (seulement représenté sur les figures 1 et 2 par des flèches) pour commander les vannes 4, 7, 8, 11 et 12. Dans une première phase de fonctionnement du dispositif de l'invention, représentée sur la figure 1 et commandée par le système de commande 14, la vanne à quatre voies 4 relie l'entrée fluidique 2E de la cuve 25 de transit 2 à l'orifice d'aspiration 1A de la pompe à vide 1 et l'entrée fluidique 3E de la cuve de transit 3 à l'orifice de refoulement 1R de ladite pompe. De plus : - la vanne de vidange 7, à la sortie 2S de la cuve de transit 2, est fermée ; 30 - la vanne de remplissage 11, à l'entrée de produit 2P de la cuve de transit 2, est ouverte ; 3042236 6 - la vanne de remplissage 12, à l'entrée de produit 3P de la cuve de transit 3, est fermée ; et - la vanne de vidange 8, à la sortie 3S de la cuve de transit 3, est ouverte. 5 Dans ces conditions, la cuve de transit 2 est mise sous vide par la pompe 1 et du produit 10, éventuellement accompagné d'air, est aspiré dans ladite cuve 2 par l'intermédiaire de la buse d'aspiration 9, de la vanne de remplissage 11 et de l'entrée de produit 2P. Le produit aspiré est retenu dans la cuve de transit 2, puisque la vanne de vidange 7 est fermée. 10 Simultanément, la cuve de transit 3 est mise sous pression par l'orifice de refoulement 1R de la pompe 1 et le produit précédemment aspiré dans ladite cuve de transit 3 est chassé dans la cuve de réception 5 par l'intermédiaire de la sortie 3S, de la vanne de vidange 8 et du long tuyau 6. 15 Inversement, dans une seconde phase de fonctionnement du dispositif de l'invention représentée sur la figure 2, et également commandée par le système de commande 14, la vanne à quatre voies 4 relie l'entrée fluidique 3F de la cuve de transit 3 à l'orifice d'aspiration 1A de la pompe à vide 1 et l'entrée fluidique 3E de la cuve de transit 2 à l'orifice de refoulement 20 1R de ladite pompe. De plus : - la vanne de vidange 8, à la sortie 3S de la cuve de transit 3, est fermée ; - la vanne de remplissage 12, à l'entrée de produit 3P de la cuve de transit 3, est ouverte ; 25 - la vanne de remplissage 11, à l'entrée de produit 2P de la cuve de transit 2, est fermée ; et - la vanne de vidange 7, à la sortie 2S de la cuve de transit 2, est ouverte. Dans ces conditions, la cuve de transit 3 est mise sous vide par la 30 pompe 1 et du produit 10, éventuellement accompagné d'air, est aspiré dans ladite cuve 3 par l'intermédiaire de la buse d'aspiration 9, de la vanne de 3042236 7 remplissage 12 et de l'entrée de produit 3P. Le produit aspiré est retenu dans le récipient 3 puisque la vanne de vidange 8 est fermée. Simultanément, la cuve de transit 2 est mise sous pression par l'orifice de refoulement 1R de la pompe 1 et le produit précédemment aspiré dans ladite cuve de transit 2 est 5 chassé dans la cuve de réception 5 par l'intermédiaire de la sortie 2S, de la vanne de vidange 7 et du long tuyau 6. Ainsi, l'alternance desdites première et seconde phases commandées par le système de commande 14 permet de pomper le produit 10 par la buse d'aspiration 9 pour l'amener dans la cuve de réception 5, en 10 mettant en oeuvre non seulement la dépression engendrée par la pompe 1 à son orifice d'aspiration 1A, mais encore la pression engendrée par ladite pompe 1 à son orifice de refoulement 1 R. Bien que cela ne soit pas représenté sur les figures 1 et 2, on comprendra aisément : 15 - que le dispositif de pompage décrit ci-dessus, composé de la pompe à vide 1, des cuves de transit 2 et 3, des vannes 4, 7, 8, 11 et 12 et du système de commande 14, peut être porté par un véhicule automobile ou une remorque pour être mobile et pouvoir se déplacer et pomper des produits 10 en des endroits différents ; 20 - que, de même, la cuve 5 de réception du produit pompé peut être mobile ; et - que le tuyau 6 peut être prévu pour être monté de façon amovible, d'un côté au dispositif de pompage et, de l'autre, à la cuve 5 de réception du produit pompé. 25 REVENDICATIONS1. Procédé pour le pompage d'un produit (10) par aspiration par le vide, caractérisé en ce que : - on aspire le produit dans une première cuve de transit (2) mise sous vide et, simultanément, on vidange une seconde cuve de transit (3) par chasse sous pression, - puis, on aspire ledit produit dans ladite seconde cuve de transit (3) mise sous vide et, simultanément, on vidange ladite première cuve de transit (2) par chasse sous pression. 2. Procédé de pompage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la mise sous vide desdites première et seconde cuves de transit (2, 3), on utilise la dépression d'aspiration d'une pompe à vide (1) et en ce que, pour la chasse sous pression desdites première et seconde cuves de transit (2, 3), on utilise la pression de refoulement de ladite pompe à vide (1). 3. Procédé de pompage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise lesdites première et seconde cuves de transit (2, 3) pour éliminer des corps étrangers solides présents dans ledit produit. 4. Dispositif pour le pompage d'un produit (10) par aspiration sous vide, ledit dispositif comportant une source de vide et une buse (9) d'aspiration dudit produit, caractérisé en ce qu'il comporte de plus : - une source de pression, - deux cuves de transit (2, 3) pour ledit produit (10), et - un jeu de vannes commandées (4, 7, 8, 11, 12) reliant, simultanément et en alternance, l'une desdites cuves de transit à ladite source de vide et à ladite buse d'aspiration (9) et l'autre desdites cuves de transit à ladite source de pression et à une cuve (5) de réception dudit produit. 5. Dispositif de pompage selon la revendication 4, 3042236 9 caractérisé en ce qu'il comporte une pompe à vide (1) et en ce que ladite source de vide et ladite source de pression sont respectivement constituées par l'orifice d'aspiration (1A) et par l'orifice de refoulement (1 R) de ladite pompe à vide (1). 5 6. Dispositif de pompage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite pompe à vide (1) est du type à anneau d'eau. 7. Dispositif de pompage selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdites cuves de transit (2, 3) sont des cuves cycloniques. 10 8. Dispositif de pompage selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il est relié à ladite cuve de réception (5) par un long tuyau (6) permettant d'éloigner ledit dispositif de pompage de ladite cuve (5) de réception dudit produit. 9. Dispositif de pompage selon la revendication 8, 15 caractérisé en ce que la longueur dudit tuyau (6) est de l'ordre de plusieurs dizaines de mètres. 10. Dispositif de pompage selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il est mobile.