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DISPOSITIF D'OBTURATION DE CITERNE
D'EPURATION DE LIQUIDE RESIDUAIRE
La présente invention est relative à un dispositif d'obturation de citerne d'épuration de liquide résiduaire, en particulier d'eau, chargé de substances de densité plus légère que le liquide, comprenant un conduit d'évacuation de liquide épuré, présentant une ouverture d'admission orientée vers le haut dans une partie basse de la citerne et une ouverture de sortie située dans une partie haute de la citerne, en communication avec une sortie de la citerne, cette ouverture d'admission présentant une première superficie, un moyen de bouchage de l'ouverture d'admission, qui est déplaçable entre une position de fermeture de celle-ci et une position d'ouverture dans laquelle il est maintenu à distance de l'ouverture d'admission,
et un moyen de flotteur relié au moyen de bouchage et déplaçable entre une position basse, dans laquelle le moyen de bouchage est dans ladite position de fermeture, et une position haute dans laquelle le moyen de bouchage est dans ladite position d'ouverture.
De tels dispositifs sont connus depuis longtemps en particulier pour épurer de l'eau chargée en hydrocarbures. Ceux-ci, plus légers que l'eau, flottent et forment ainsi une couche superficielle d'hydrocarbures qui devient de plus en plus épaisse. L'eau épurée, située dans le bas de la citerne, est évacuée par le conduit d'évacuation.
Quand la couche d'hydrocarbures devient fort épaisse, elle pousse sur le flotteur de densité plus lourde et celui-ci redescend jusque dans la position de fermeture. Il est alors temps de purger la citerne.
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Lorsque celle-ci est purgée, on peut à nouveau remplir la citerne de liquide. Au début du remplissage, alors que le moyen de bouchage ferme l'ouverture d'admission, une surpression s'installe dans la citerne tandis que le conduit d'évacuation reste en communication avec l'atmosphère extérieure. Il en résulte que la pression exercée par la montée du liquide dans la citerne sur le flotteur, pression qui est égale au volume d'eau déplacé par le flotteur, n'est pas suffisante pour décoller le moyen de bouchage comprimé sur l'ouverture d'admission.
Il s'ensuit qu'après purgeage il est nécessaire d'ouvrir manuellement l'ouverture d'admission, avec éventuellement une descente dans la citerne pour ce faire.
La présente invention a pour but de surmonter cet inconvénient et de proposer un dispositif simple et peu coûteux qui permette d'obtenir une réouverture du conduit d'admission sans intervention manuelle.
On résout ce problème, suivant l'invention, par un dispositif d'obturation tel que décrit au début, ce dispositif comprenant en outre une ouverture d'égalisation de pression qui permet une communication entre la citerne et le conduit d'évacuation, cette ouverture d'égalisation de pression présentant une deuxième superficie inférieure à ladite première superficie, un moyen d'obturation de l'ouverture d'égalisation de pression qui est déplaçable entre une position de fermeture de celle- ci et une position d'ouverture dans laquelle il est maintenu à distance de l'ouverture d'égalisation de pression, et un moyen d'entraînement relié au moyen d'obturation et déplaçable par le liquide entre une position inférieure, dans laquelle le moyen d'obturation est dans ladite position de fermeture, et une position supérieure,
dans laquelle il est dans ladite position d'ouverture, dispositif dans lequel, à un premier stade de remplissage de la citerne, la pression dans le conduit d'évacuation est inférieure à celle régnant dans la citerne et le moyen
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de bouchage et le moyen d'obturation sont en position de fermeture, à un deuxième stade de remplissage de la citerne, le moyen d'obturation, entraîné par le moyen d'entraînement déplacé en position supérieure par le liquide résiduaire, est en position d'ouverture, la pression étant ainsi équilibrée entre la citerne et le conduit d'évacuation, et, à un troisième stade de remplissage de la citerne, le moyen de bouchage, entraîné par le moyen de flotteur déplacé en position haute par le liquide résiduaire, est en position d'ouverture,
le liquide entrant dans le conduit d'évacuation par l'ouverture d'admission.
En prévoyant, pour l'égalisation de pression entre la citerne et le moyen d'évacuation, une ouverture de petite superficie par rapport à celle de l'ouverture d'admission d'eau épurée, la pression exercée sur son moyen d'obturation est moins importante que celle produite sur le moyen de bouchage de l'ouverture d'admission. Cela permet une ouverture aisée et automatique de l'ouverture d'égalisation de pression et un équilibrage de pression qui va permettre l'ouverture subséquente de l'ouverture d'admission et la mise en service efficace de la citerne, sans intervention manuelle.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'ouverture d'égalisation de pression est agencée dans le moyen de bouchage de l'ouverture d'admission. Cette forme de réalisation offre l'avantage de permettre la réalisation d'un dispositif de dimension réduite.
Suivant une forme de réalisation perfectionnée de l'invention, le moyen de flotteur susdit est relié de manière fixe au moyen d'obturation de l'ouverture d'égalisation de pression, à titre de moyen d'entraînement susdit du moyen d'obturation, et le moyen de flotteur est relié au moyen de bouchage de l'ouverture d'admission de manière à permettre un coulissement initial limité du moyen du flotteur par rapport au moyen de bouchage jusqu'audit deuxième stade de
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remplissage de la citerne. De cette manière, le même moyen de flotteur permet un entraînement vers le haut, sous l'effet de la pression du liquide de remplissage, successivement du moyen d'obturation, puis du moyen de bouchage. Cela offre l'avantage d'une forme de réalisation très compacte dans le volume de la citerne.
D'autres formes de réalisation de dispositif suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif, et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif d'obturation de citerne suivant l'invention, en position ouverte.
La figure 2 représente une vue de détail du dispositif suivant la figure 1, en position fermée.
La figure 3 représente une vue de détail du dispositif suivant la figure 1, en position d'équilibrage de pression.
Sur les différents dessins, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références.
Sur les dessins, la citerne d'épuration 1 est destinée à épurer de l'eau chargée en hydrocarbures de densité plus légère, ces hydrocarbures présentant par exemple une densité de l'ordre de 0,7 à 0,8.
Un conduit d'évacuation 2 est agencé au fond de la citerne 1. Il présente une ouverture d'admission 3 orientée vers le haut et une ouverture de sortie 4 qui débouche à travers une sortie de la citerne.
Cette ouverture d'admission présente une superficie qui est appropriée pour le débit que l'on souhaite obtenir dans le conduit d'évacuation 2 et qui est donc relativement importante.
Sur la figure 1, par-dessus l'ouverture d'admission 3, un disque de bouchage 5 est maintenu en suspension, à distance de cette
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ouverture, par un flotteur 6, dont la densité est tarée de façon qu'elle soit intermédiaire à celle de l'eau et celle des hydrocarbures. Elle peut être avantageusement de l'ordre de 0,85 à 0,9. Le disque de bouchage 5 est déplacé par le flotteur entre une position d'ouverture de l'ouverture d'admission 3, représentée à la figure 1, et une position de fermeture de celle-ci, représentée aux figures 2 et 3.
Dans l'exemple de réalisation illustré, le flotteur 6 est un corps cylindrique creux, par exemple en polyéthylène haute densité, qui est rempli au moins partiellement d'eau pour atteindre la densité précitée. Il est muni d'une tige creuse 7 centrale qui fait saillie vers le haut et vers le bas par rapport au corps du flotteur.
La tige creuse 7 est guidée, pendant le déplacement du flotteur vers le haut ou vers le bas, par un axe fixe 8, disposé verticalement, dans l'exemple illustré à l'extrémité d'une potence 9 fixée au conduit d'évacuation 2. Cet axe est pourvu d'une bride de butée 10 qui limite le mouvement vers le haut du flotteur 6.
Dans l'exemple de réalisation illustré, on a prévu, au centre de la plaque de bouchage 5, une ouverture d'égalisation de pression 11, qui, en position ouverte, permet une communication entre la citerne 1 et le conduit d'évacuation 2 (v. figure 3). Cette ouverture d'égalisation de pression 11, présente une superficie inférieure à celle de l'ouverture d'admission. Dans l'exemple de réalisation illustré, le rapport entre la superficie de l'ouverture d'égalisation de pression 11 et celle de l'ouverture d'admission est de l'ordre de 1/100.
Un obturateur 12 est, dans l'exemple de réalisation, fixé à l'extrémité basse de la tige creuse 7, par l'intermédiaire d'un axe 13 qui permet une légère rotation de l'obturateur 12 autour de cet axe.
L'obturateur 12 peut être avantageusement en une matière plastique ou caoutchouteuse et il a de préférence une extrémité inférieure de forme conique ou semi-cylindrique qui s'adapte à l'ouverture
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d'équilibrage de pression 11, elle-même conique dans l'exemple illustré.
Dans la position de fermeture représentée sur la figure 2, l'obturateur ferme l'ouverture d'équilibrage de pression, tandis que dans les positions représentées sur les figures 1 et 3 il a été déplacé à distance de l'ouverture d'équilibrage de pression par le flotteur 6 qui lui sert de moyen d'entraînement.
Dans l'exemple illustré, l'obturateur 12 est muni d'une tige filetée 14, qui est vissée dans un trou borgne de l'obturateur 12 prévu à son extrémité libre, de manière à faire saillie vers le bas à travers l'ouverture d'équilibrage de pression 11. Un écrou 15, de type papillon par exemple, plus large que l'ouverture d'égalisation de pression est agencé à l'extrémité libre de la tige filetée 14. Dans la position de fermeture représentée sur la figure 2, cet écrou est situé à une petite distance du fond d'un évidement 16 prévu dans la face inférieure de la plaque de bouchage 5. Dans la position représentée sur la figure 3, l'obturateur 12 a été entraîné vers le haut par le flotteur 6 et l'écrou 15 s'est élevé avec lui pour venir buter contre le fond de l'évidement 16.
Dans cette position, l'ouverture d'équilibrage de pression 11est ouverte tandis que l'ouverture d'admission 3 reste fermée.
Le fonctionnement du dispositif de fermeture suivant l'invention va à présent être décrit de manière plus détaillée.
Dans la position d'ouverture représentée sur la figure 1, la citerne 1 est remplie d'eau chargée d'hydrocarbures et le flotteur 6, sous une pression d'eau exercée sur lui égale au volume d'eau déplacé, a atteint sa hauteur maximale limitée par la butée 10. Celle-ci empêche un coulissement supplémentaire vers le haut de la tige creuse 7 sur l'axe 8. L'ouverture d'admission 3 et l'ouverture d'équilibrage de pression 11sont en position ouverte et l'eau située au fond de la citerne, et donc épurée, puisque débarrassée des
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hydrocarbures qui flottent, peut s'échapper par le conduit d'évacuation 2.
Au fur et à mesure du fonctionnement de la citerne, de plus en plus d'hydrocarbures s'accumulent à la surface de l'eau en formant à un moment une couche épaisse qui atteint le haut du flotteur 6. Comme le flotteur 6 a une densité plus élevée que cette couche d'hydrocarbures, il descend petit à petit jusqu'à appliquer la plaque de bouchage 5 sur l'ouverture d'admission, comme représenté sur la figure 3, puis en enfonçant l'obturateur 12 dans l'ouverture d'égalisation de pression 11, comme représenté sur la figure 2. Dans cette position, la tige filetée 14 a coulissé à travers l'ouverture 11 et l'écrou 15 se trouve à une petite distance du fond de l'évidement 16 de la plaque de bouchage 5.
Il est alors temps de purger la citerne, ce qui est effectué d'une manière connue, non décrite ici.
Lorsque la citerne est vide, on peut à nouveau le remplir d'eau.
Au début du remplissage, l'eau qui pénètre dans citerne 1 crée une surpression à l'intérieur de celle-ci par rapport au conduit d'évacuation 2, qui reste en communication avec l'air extérieur. La plaque de bouchage 5 et l'obturateur 12 sont donc comprimés contre leur ouverture respective, en les maintenant fermées.
Lorsque l'eau atteint le flotteur, elle exerce sur celui-ci une pression ascensionnelle déjà mentionnée. Cette pression, qui serait insuffisante pour décoller la plaque de bouchage 5 de grande superficie, est tout à fait suffisante pour surmonter la pression exercée par la surpression de la citerne sur l'obturateur, étant donné la petite superficie de l'ouverture d'équilibrage de pression. Le rapport entre la superficie de l'ouverture d'équilibrage de pression et celle de l'ouverture d'admission va donc dépendre de la surpression à vaincre.
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Dans le dispositif de fermeture suivant l'invention, le flotteur peut soulever l'obturateur 12, puisque, pendant une période initiale, la tige 14 peut coulisser librement dans l'ouverture d'équilibrage de pression 11, entre la position illustrée sur la figure 2 et celle représentée sur la figure 3. Pendant ce coulissement, l'ouverture d'équilibrage de pression permet un écoulement d'eau dans le conduit d'évacuation 2 et un équilibrage de pression entre la citerne 1 et celui-ci.
Dans la position représentée sur la figure 3, l'écrou 15 bute sur le fond de l'évidement 16 de la plaque de bouchage 5, et le flotteur 6 peut maintenant entraîner la plaque de bouchage 5 vers le haut sans devoir surmonter une surpression présente dans la citerne. L'ouverture du dispositif se fait donc sans aucune intervention manuelle.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation préférentielle décrite ci-dessus et que bien des modifications pourraient y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.
On pourrait par exemple imaginer une ouverture d'équilibrage de pression dans le conduit d'évacuation et un flotteur séparé pour l'obturateur de cette ouverture.
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TANK CLOSURE DEVICE
PURIFICATION OF RESIDUAL LIQUID
The present invention relates to a device for closing off a tank for purifying residual liquid, in particular water, loaded with substances of lighter density than the liquid, comprising a duct for discharging purified liquid, having an opening inlet facing upwards in a lower part of the tank and an outlet opening situated in an upper part of the tank, in communication with an outlet of the tank, this inlet opening having a first surface, a means of plugging the intake opening, which is movable between a closed position thereof and an open position in which it is kept away from the intake opening,
and a float means connected to the plugging means and movable between a low position, in which the plugging means is in said closed position, and a high position in which the plugging means is in said open position.
Such devices have been known for a long time in particular for purifying water loaded with hydrocarbons. These, lighter than water, float and thus form a surface layer of hydrocarbons which becomes increasingly thick. The purified water, located at the bottom of the tank, is evacuated through the evacuation pipe.
When the hydrocarbon layer becomes very thick, it pushes on the heavier density float and it goes back down to the closed position. It is then time to purge the tank.
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When it is drained, the tank can be filled with liquid again. At the start of filling, while the closure means closes the intake opening, an overpressure is installed in the tank while the evacuation pipe remains in communication with the outside atmosphere. It follows that the pressure exerted by the rise of the liquid in the tank on the float, a pressure which is equal to the volume of water displaced by the float, is not sufficient to take off the compressed plugging means on the opening d 'admission.
It follows that after purging it is necessary to manually open the intake opening, possibly with a descent into the tank to do this.
The object of the present invention is to overcome this drawback and to propose a simple and inexpensive device which makes it possible to reopen the intake duct without manual intervention.
This problem is solved, according to the invention, by a sealing device as described at the beginning, this device further comprising a pressure equalization opening which allows communication between the tank and the evacuation duct, this opening pressure equalization having a second area smaller than said first area, a means for closing the pressure equalization opening which is movable between a closed position thereof and an open position in which it is kept away from the pressure equalization opening, and a drive means connected to the shutter means and movable by the liquid between a lower position, in which the shutter means is in said closed position, and a higher position,
in which it is in said open position, device in which, at a first stage of filling the tank, the pressure in the evacuation duct is lower than that prevailing in the tank and the means
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stopper and the closure means are in the closed position, at a second stage of filling the tank, the closure means, driven by the drive means moved to the upper position by the residual liquid, is in position d opening, the pressure thus being balanced between the tank and the evacuation pipe, and, at a third stage of filling the tank, the plugging means, driven by the float means moved in the high position by the residual liquid, is in the open position,
liquid entering the exhaust pipe through the intake opening.
By providing, for the pressure equalization between the tank and the means of evacuation, an opening of small surface compared to that of the opening of admission of purified water, the pressure exerted on its means of obturation is less important than that produced on the plugging means of the intake opening. This allows an easy and automatic opening of the pressure equalization opening and a pressure balancing which will allow the subsequent opening of the intake opening and the efficient commissioning of the tank, without manual intervention.
According to an advantageous embodiment of the invention, the pressure equalization opening is arranged in the means for blocking the intake opening. This embodiment offers the advantage of allowing the production of a device of reduced size.
According to an improved embodiment of the invention, the above-mentioned float means is fixedly connected to the closure means of the pressure equalization opening, as the above-mentioned drive means of the closure means, and the float means is connected to the plugging means of the intake opening so as to allow a limited initial sliding of the float means relative to the plugging means until said second stage of
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filling the tank. In this way, the same float means allows an upward drive, under the effect of the pressure of the filling liquid, successively of the sealing means, then of the plugging means. This offers the advantage of a very compact embodiment in the volume of the tank.
Other embodiments of the device according to the invention are indicated in the appended claims.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description given below, without implied limitation, and with reference to the attached drawings.
Figure 1 shows a sectional view of a tank closure device according to the invention, in the open position.
2 shows a detailed view of the device according to Figure 1, in the closed position.
FIG. 3 represents a detailed view of the device according to FIG. 1, in the pressure balancing position.
In the various drawings, identical or analogous elements are designated by the same references.
In the drawings, the purification tank 1 is intended to purify water loaded with lighter density hydrocarbons, these hydrocarbons having for example a density of the order of 0.7 to 0.8.
A discharge pipe 2 is arranged at the bottom of the tank 1. It has an inlet opening 3 oriented upwards and an outlet opening 4 which opens out through an outlet from the tank.
This intake opening has an area which is suitable for the flow rate which it is desired to obtain in the exhaust duct 2 and which is therefore relatively large.
In FIG. 1, over the intake opening 3, a plugging disc 5 is kept in suspension, at a distance from this
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opening, by a float 6, whose density is tared so that it is intermediate to that of water and that of hydrocarbons. It can advantageously be of the order of 0.85 to 0.9. The plugging disc 5 is moved by the float between an open position of the intake opening 3, shown in FIG. 1, and a closed position of the latter, shown in FIGS. 2 and 3.
In the illustrated embodiment, the float 6 is a hollow cylindrical body, for example made of high density polyethylene, which is filled at least partially with water to reach the aforementioned density. It is provided with a central hollow rod 7 which projects upwards and downwards relative to the body of the float.
The hollow rod 7 is guided, during the movement of the float up or down, by a fixed axis 8, arranged vertically, in the example illustrated at the end of a bracket 9 fixed to the discharge pipe 2 This axis is provided with a stop flange 10 which limits the upward movement of the float 6.
In the illustrated embodiment, there is provided, in the center of the stopper plate 5, a pressure equalization opening 11, which, in the open position, allows communication between the tank 1 and the discharge pipe 2 (see figure 3). This pressure equalization opening 11 has an area smaller than that of the intake opening. In the illustrated embodiment, the ratio between the area of the pressure equalization opening 11 and that of the intake opening is of the order of 1/100.
A shutter 12 is, in the embodiment, fixed to the lower end of the hollow rod 7, by means of an axis 13 which allows a slight rotation of the shutter 12 around this axis.
The shutter 12 can advantageously be made of a plastic or rubbery material and it preferably has a lower end of conical or semi-cylindrical shape which adapts to the opening
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pressure balancing 11, itself conical in the example illustrated.
In the closed position shown in Figure 2, the shutter closes the pressure balancing opening, while in the positions shown in Figures 1 and 3 it was moved away from the balancing opening of pressure by the float 6 which serves as its drive means.
In the example illustrated, the shutter 12 is provided with a threaded rod 14, which is screwed into a blind hole in the shutter 12 provided at its free end, so as to project downward through the opening pressure equalization 11. A nut 15, of the butterfly type for example, wider than the pressure equalization opening is arranged at the free end of the threaded rod 14. In the closed position shown in the figure 2, this nut is located at a small distance from the bottom of a recess 16 provided in the underside of the stopper plate 5. In the position shown in FIG. 3, the shutter 12 has been driven upwards by the float 6 and the nut 15 rose with it to abut against the bottom of the recess 16.
In this position, the pressure balancing opening 11 is open while the intake opening 3 remains closed.
The operation of the closure device according to the invention will now be described in more detail.
In the open position shown in FIG. 1, the tank 1 is filled with water loaded with hydrocarbons and the float 6, under a pressure of water exerted on it equal to the volume of water displaced, has reached its height maximum limited by the stopper 10. This prevents further sliding up of the hollow rod 7 on the axis 8. The inlet opening 3 and the pressure balancing opening 11are in the open position and the water located at the bottom of the tank, and therefore purified, since freed of
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floating oil, can escape through drain 2.
As the tank operates, more and more hydrocarbons accumulate on the surface of the water, forming at a moment a thick layer which reaches the top of the float 6. As the float 6 has a higher density than this layer of hydrocarbons, it gradually descends until the plugging plate 5 is applied to the intake opening, as shown in FIG. 3, then by pushing the shutter 12 into the opening pressure equalizing valve 11, as shown in FIG. 2. In this position, the threaded rod 14 has slid through the opening 11 and the nut 15 is located a short distance from the bottom of the recess 16 of the closure plate 5.
It is then time to purge the tank, which is done in a known manner, not described here.
When the tank is empty, it can be refilled with water.
At the start of filling, the water which enters tank 1 creates an overpressure inside it with respect to the discharge pipe 2, which remains in communication with the outside air. The stopper plate 5 and the shutter 12 are therefore compressed against their respective opening, keeping them closed.
When the water reaches the float, it exerts on it a rising pressure already mentioned. This pressure, which would be insufficient to take off the stopper plate 5 of large area, is quite sufficient to overcome the pressure exerted by the overpressure of the tank on the shutter, given the small area of the balancing opening. pressure. The ratio between the area of the pressure balancing opening and that of the intake opening will therefore depend on the overpressure to be overcome.
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In the closure device according to the invention, the float can lift the shutter 12, since, during an initial period, the rod 14 can slide freely in the pressure balancing opening 11, between the position illustrated in the figure 2 and that shown in FIG. 3. During this sliding, the pressure balancing opening allows a flow of water in the evacuation duct 2 and a pressure balancing between the tank 1 and the latter.
In the position shown in FIG. 3, the nut 15 abuts on the bottom of the recess 16 of the stopper plate 5, and the float 6 can now drive the stopper plate 5 upwards without having to overcome an overpressure present. in the tank. The device is therefore opened without any manual intervention.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the preferred embodiment described above and that many modifications could be made thereto without departing from the scope of the appended claims.
One could for example imagine a pressure equalization opening in the discharge pipe and a separate float for the shutter of this opening.