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Perfectionnements, aux joints et organes d'étanchéité pour les réservoirs à couvercle flottant.
La présente invention est relative à un réservoir à toit ou à couvercle flottant et vise plus particulièrement un joint assurant l'étanchéité entre le couvercle flottant et les parois du r,;servoir.
Suivant l'invention, l'organe d'étanchéité ou joint perfectionné, en matière flexible, dans lequel sont pratiqués des nervures ou plis sensiblement verticaux, comprend des plis verticaux s'étendant dans l'ensemble d'un côté à l'autre de l'organe.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, l'or- gane de joint perfectionné en tôle métallique ou l'équivalent comporte des parties marginales longitudinales rabattues depuis le plan de l'organe et comportant des plis s'étendant depuis un point voisin de l'un des bords marginaux jusqu'à un point voisin de l'autre bord, tous ces plis se trouvant du côté de l'organe vers lequel les zones marginales sont rabattues, et
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@ chacun de ces plia ayant ses extrémités inclinées sous un angle igu par rapport au. corps principal de l'organe.
L'invention vise aussi le produit industriel nouveau. qui constitue un joint perfectionné pour un réservoir à couvercle flottant ou l'équivalent comprenant l'organe d'é- tanchéité perfectionné, sus-visé.
L'invention vise, en outre, un procède pour pra- tiquer un pli dans l'organe d'étanchéité perfectionné.
On utilise, en gênerai, les cuves à couvercle ou à toit flottant pour le stockage de liquides volatils, le couvercle flottant à la surface du liquide. Il existe, en général, un espace annulaire entre le bord du couvercle flot tant et les parois de la cuve. Pour éviter les pertes par éva- @ poration ainsi que la souillure du contenu de la cuve par les poussières, les eaux de pluie, etc... il est indispensable de prévoir un dispositif d'étanchéité ou joint bouchant cet es- pace.
On a proposé par le passé divers types de dispositifs de joint, mais un grand nombre de ceux-ci se dont révil.peu satisfaisants en raison de leur poids ou de leur encombrement exagérés,etc.. ou de leurs difficultés d'installation et d'entretien.
On a mis au point un dispositif d'étanchéité de type nouveau q ui utilise une bague d'étanchéité flexible en contactavec la paroi de la cuve, et comportant des moy- ens de suspension pour supporter cette bague en contactéian- che avec la paroi. la nouvelle bague ou couronne d'étanchéi- té est prévue de manière à pouvoir coulisser aisément de haut en bas et de bas en haut sur les parois de la cuve à mesure que le toit s'élève ou s'abaisse, et elle est tout à fait flexible de manière à pouvoir épouser le contour des parois si celles-ci prennent du faux rond.
Le nouveau dispositif de suspension supporte la bague d'étanchéité en place et exerce une pression dirigée vers l'extérieur pour appliquer toujours la bague contre la paroi. le dispositif desuspension est de préférence rotatif pour pouvoir permettre un déplacement la-
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téral de la bague. De préférence, on prévoit en outre des moy- ens tendant à rappeler le dispositif de suspension vers sa position initiale lorsque la bague d'étanchéité s'est écartée de sa position normale. L'un des principaux avantages de la nouvelle bague d'étanchéité réside en ce qu'elle assure un contact très étroit avec la paroi de la cuve, ce'contact étant maintenu lorsque la bague est supportée en des points espacés.
L'invention sera décrite dans le cas du mode de réalisation représenté au dessin annexé sur lequel:
La figure 1 est une vue en plan partiel d'une cuve à toit flottant incorporant l'invention.
La figure 2 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe horizontale montrant une disposition de la courbure de la bague d'étanchéité, en de- hors de l'application de toute pressiez) s'exercant vers l'exté- rieur.
La figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la figure.
Les figures 5 à 8 inclus montrent les stades distincts successifs d'un procédé préféré pour l'établissement de nervures ou plis dans la nouvelle bague d'étanchéité.
La figure 9 est une coupe horizontale suivant 9-9 de la figure 2.
La figure 10 est une élévation montrant un sta- de d'une variante du procédé de façonnage d'une bague d'étanche té.
La figure 11 est une élévation montrant le sta- de final de ce procédé.
La figure 12 est une élévation montrant la ba- gue d'étanchéité complète obtenue par le second procédé, et, la figure 13 est une coupe suivant la ligne 13-13 de la figure 12.
La cuve à toit flottant représentée sur le des- sin comprend une paroi 10 et un couvercle ou toit flottant 11 à l'intérieur de la paroi.
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L'espace compris entre le bord du toit flottant et 1 paroi de la cuve estmuni d'un dispositifd'étanchéité évitant l'évapora- tion et la souillure du liquide stocké.
Le dispositif d'étanchéité représenté comprend une
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bague d'ét,nch6it en contact avec la. surface intotieure de 1L paroi 10, et il est supporté par un dispositif desuspensi.on 13 monté autour du bord du toit flottant 11. L'anneau d'étanchéité 12 comporte des nervuresou plis verticaux 14 s'étendant entre le zones marginales supérieures 15 et inférieures 16. Ces zones mar-
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ginales supérieure et inférieure sont de pr'férence rabattues à partir de la verticale par rapport a la paroi afin de permettre 2 l'anneau d'étanohéité de passer par dessus les sections snrci- levées à la surface interne de la paroi.
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Les plis 14 sont établis dans la bague d'étanchéi- té 1 qui est de préférence en tôle métallique, et ils sont di- rigés de manière z1 s'écarter du corps p.rinei;?: 1 de la ])(.\0110 à' à- Ces plis sont en forme de boucles, façonnés dans la tôle, les parties intérieures 17 étant rapprochées ponr permet- tre les dilatations et les contractions de la bague.
Les nervures meuvent, en général, être arrondies
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comme indique en 14 ou avoir des cotés aplatis comme indiqué en 18. Ces nervures ne permettent pas seulement les dilatations
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et les contractions (le la bague, m.-is également facilitent sa flexion. Les figures5 à 8 inclus montrent uh procédé permettant d'établir des nervures. Suivant ce procédé, on pratique dans
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un bord de la bague une entaille 19. Une deuxième entaille simi- laire estpratiquée sur le bord opposé de la bague en face de
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la. première.
Une troisième entaille 0 est faite depuis l'extré- mité intérieure de la première entaille et une quatrième entail- le semblable à la troisième est pratiquée au voisinage de l'au- tre bord de la bague. La troisième et quatrième entaille présen- tent un bord ,Il sensiblement parallèle au bord correspondant de la bague et un autre bord 22 en arc de cercle s'écartant du bord correspondant de la bague. La quatrième entaille est éta- blie de la même manière. La nervure 14 est établie en rapprochant
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les extrémités opposées de la troisième etde la quatrième en- taille pour former un pli.
Les bords en recouvrement 23 et 24 voisins de la première et de la seconde entaille sont laissés libres de manière à, pouvoir glisser l'un sur l'autre. Par ce procédé, on obtient uns nervure 14 dont les bords du haut 5 et du bas 26 convergent l'un vers l'autre en formant un angle aigu par rapport au corps principal de la bague. On préfère prévoir cette inclinaison des extrémités du haut et du bas que ce mode de construction ne soit pas absolument indispensable et que, dans certains cas, une seule des extrémités, celle du hanit par exemple puisse être inclinée.
Pour supporter la nouvelle bague d'étanchéité, on peut utiliser tout type de suspension voulu, La suspension représentée comprend une barre en T 27 s'étendant entre les nervures voisines 14 et fixée à la bague d'étanchéité 12 au moyen de courtes équerres L8. La barre en T 27 est maintenue avec jeu par les équerres 28 pour permettre le fléchissement de la section ,?9 ùe la bague entre deux nervures voisines 14.
Cette liaison à jeu peut être réalisée au moyen de fentes 30 ménagées dans les équerres :t8 et logeant des tenons 31 prévus aux extrémités de la barre en T.
La partie horizontale 32 de la barre en T 27 est dirigée vers le toit flottant. On prévoit un tuyau sensible- ment horizontal 33 ayant une extrémité en chape 34 dont une branche se trouve au-dessus et l'autre au-dessous de la partie horizontale. Un boulon 35 est maintenu légèrement dans la cha- pe 34 et se visse dans un taraudage prévu dans la partie hori- zontale 32. Le boulon 35 s'étend au-dessus de la chape 34 et un ressort 36 est disposé entre l'extrémité supérieure du boulon et la surface supérieure de la branche supérieure de la chape. On prévoit aussi un second tuyau 37 de plus grand dia- mètre que le premier tuyauy 33 et dans lequel celui-ci s'enman- che.
Le prmier tuyau 33 est pourvu d'un galet 38 maintenu dans des fent supérieure et inférieure 39 du premier tuyau 33 et monté sur un axe 40 pour pouvoir rouler sur la surface interne du second tuyau 37. A l'extrémité du premier tuyau 33 opposée
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Le la chape ";4 est dispose un chapecm 41 fermant cette extré- mité du tuyau. Sur l'extrémité cOrre3)On#c.m"ce du second tuy- au. '7 est monte un chapeau, annulaire 42 perce d'un trou. 43 pour le passage du premier tuyau 33.
Le diamètre du trou 43 est tel eue le chapeau 41 à l'extrémité du premier tuyau tou- che le chapeau annulaire 42 après que le premier tuyau a été retiré à fond vers la paroi de la cuve . Entre le chapeau, annu- laire 42 etle galet 38, on prévoitun collier annulaire 44
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sur le premier tUj8,u3. Le diamètre de ce collier est tel qu' il permet un libre coulissement du collier vers le second
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tuyau '-7 . Entre le chapeau annulaire 4R et le collier 4, est monte un ressort 45 rappelant normalement le premier tuyau 33 vers la paroi de la, cuve.
Pour supporter le second tuyau 37 et le premier
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tuyau .3:3, on prévoit un troisième tuyau 46 fixé près d3 l'ei- trsmits antérieure de second tuyau ,37 et s'0tendant vers le bas à partir de celui-ci. Ce troisième tuyau 'riverSe un trou 48 T:lé7nc^. dans une embase horizontale 47 . Le troisième tuyau #6 est maintenu à rotation par le trou 48 grâce à un tuyau plus petit 4:. concentrique, traversant le trou 48, le tuyau
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concentrique étant fixe au. Lroisi8L1e t1JY<.;a:t, par exemple par une soudure 50.
A la base du tuyau concentrique il';) sont prévus trois tétons 31 pour maintenir en place l'ensemble. lorsde l'assemblage, on peut introduire les tétons 51 à travers des
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encoches !'i3 pratiquées dans le bord du trou 48. les tâtons 51 et les encoches :;;2 sont disposas de manière a ne paa coïncider lorsque le dispositif de cuspension est en action.
La plaque ou embase 47 est mOl1'G'3e sur des colon nettes verticales 'i13té3s 55 mont'des sur la partie SU1J:3rieu-,:"e du toit flottant. L'embase est maintenue sur la colonnette au moyen d'ëorous 54 de part et d'autre de l'embase, permettant le réglage facile de la position de celle-ci .
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.±fin (le soulager une partie de la charge de li. bague d'éto.nclLité 1;2, on prévoit un ressort 55 s'étendant sensiblement verticalement depuis l'arrière de la plaque de
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de base 47 jusqu'à un second tuy au 37. Le ressort est ancré à l'embase au moyen d'un trou 56 à l'arrière de l'embase et est fixé au tuyau 37 au moyen d'un oeillet 57 dirigé vers' le bas.
On peut prévoir tout type de dispositif d'étan- du toit chéité entre la bague le et le bord/flottant 11. Selon le dessin, le dispositif comprend un organe d'étanchéité flexible 58 en tis- su imprgné d'une matière imperméable flexible. L'organe d'étan- chéité 58 est fixé à la bague d'étanchéité par des boulons 59 traversant une barre entretoise 60 et la bague d'étanchéité 12.
Le bord de l'organe d'étanchéité 58 qui est du côté du toit est attaché à celui-ci au moyen de crochets 61 qui maintiennent des cales 62 qui coincent une tige circulaire 6.3/contre le bord côté toit de. l'organe d'étanchéité 58. On pourrait utiliser éventuelle- ment tout autre mode d'attache.
La bague d'étanchéité 12 peut aussi être pourvue de n'importe quel genre de joint secondaire (non représenté) pour assurer la fermeture de tout espace pbuvant s.e trouver éventuelle- ment entre la paroi 10 et la bague 12.
Le ressort 36 entourant l'extrémité supérieure du boulon 35 est prévu de manière que chaque dispositif de suspen- sion 13 supporte sa part proportionnelle de la charge de la ba- gue d'étanchéité. Le boulon 35 sert à régler la position de la barre en T 27 par rapport au prenier tuyau 33 et peut servir à éga- liser les charges supportées par tous les dispositifs de suspen- sion. Le ressort 45 entourant le premier tuyau 33 sert à mainte- nir la bague en contact étroit contre la paroi 10.
Le ressort 55 entre l'embase 47 et le second tuyau 37 applique une charge ver- ticule sur l'extrémité intérieure du second tuyau et sert à équi- librer au moins en partie la charge de la bague d'étanchéité. Si la bague vient à se déplacer vers un côté de sa position normale, le ressort 55 applique aussi une force tendant à ramener le tuyau 37dans une direction radiale. Le ressort 55 réduit le moment de flexion sur l'embase 47 et contribue à empêcher la rupture du dis- positif de suspension.
La puissance du ressort 55 est telle que le moment engendré lorsque le toit se déplace vers le haut est à
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peu. près le même mais de signe contraire au moment créé lors- ' que le toitse déplace vers le bas. Ceci est réalisé en pré-
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voyant un ressort susceptible de résister a une charge norma- lement inférieure à 1.- somme du poids de la bague d'étanchéité et du frottement crée lorsque le toit monte,
mais dont la puissance est supérieure au poids de la bague d' c\tc.nc]16it3 seu- le . Cette condition n'est évidemment pas indispensable et on pourrait prévoir lé. charge du ressort telle que le moment au raccordement de l'embase 47 soittoujours de même signe nmis
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de valeur variable.
Le ressort, ou tout dispositif de lia.ison similaire, peut être supprimé si on le désire. l'embase 47 est montée sur les colonnettes fi-
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Jetées 5J de telle sorte que cha:'ue embase puisse être orientée horizontalement et réglée, en position verticale. Pour assurer le bon fonctionnement, il faut que tous les dispositifs de
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suspension se trouvent dans un plan sensiblement horizontz#1' .
Le sommet du toit flottant pouvant s'écarter un peu da plan horizontal, un réglage vertical est nécessaire. Comme le tuyau 37 est monté pour pouvoir tourner dans un plan horizontal il faut que l'embase soitmaintenue sensiblement de niveau etuil faut pour cela qu'il y it au moins trois colonnettes 53. la bague d'étanchéité est construite de pré- férence de manière que les parties de le. bague comprises entre
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les nervures voisin-nés présentent des rayons de courbures, lorsqu'elles ne sont GO Ll1,i s '-' s Ü aucune contrainte, Qi :i:f c5:"c;n [;::; du rayon de jta fie,ra:.;
:10n:'s "arré,nge alors pour que les disposi- tifs ' de suspension pressenti contre la bague en des points sen- siblement voisins de ceux pour lesquels la distance entre le. paroi et la bague tend à être maximum. En prévoyant la poussée en ces points, il est possible de maintenir un contact satis-
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faisant sensiblement sur toute la. SU:::'::8,ce de la bague. Ce prin- cipe (le construction est représenté figure 3 o le rayon de la partie '.:2 est inférieur 2U rayon de la paroi, et 1-s dispositifs (18 suspension portent contre les extrémités de la partie J9.
Si on le désire, néanmoins, la bague d'étanchéité peut ï ¯::idlli.E:r un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la paroi. Bien
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qu'on ait représenté le dispositif d'étanchéité avec les dispo- sitifs de suspension portant contre la paroi en des zones com- prises entre les nervures, on peut établir des dispositifs de suspension de manière à porter contre les nervures elles-mêmes si on le veut. Comme représenté, un dispositif de suspension agitentre deux nervures voisines. Aais on pourrait aussi utili- ser un dispositif de suspension pour chaque nervure ou pour un groupe de nervures. On préfère cependant prévoir un dispositif de suspension pour un nombre de nervures non supérieur à trois.
Lorsqu'on utilise des joints secondaires ceux- ci peuvent être fixés la zone marginale supérieure 15 de la bague d'étanchéité. Ils peuvent être portés par la bague elle- même, ou par des équerres dirigées vers le haut fixées à la bague.
Les différentes sections de la bague d'étanchéité peuvent être assemblées de toute manière voulue. Ainsi, les extrémités de sections contigües peuvent être soudées, rivées ou boulonnées les unes aux autres; elles peuvent être pliées et. soudées, rivées ou boulonnées; elles peuvent être emboîtées et serrées ; encore assemblées par des organes d'étanchéité flexibles.
Dans la majorité des cuves, il est désirable de prévoir des dispositifs de guidage pour que la bague d'étanchéité ne puisse se mouvoir que verticalement. Ces moyens de guidage peuvent être de tous types convenables. On peut,par exemple, pré- voir une barre verticale fixée à la surface interne de la paroi et sertir la bague d'étanchéité autour de la bague. La combinai- son de la partie sertie et de la barre empêche tout mouvement transversal sensible de la bague.Cependant, ces dispositions peu- vent ne pas être nécessaires sur toutes les cuves.
La bague d'étanchéité peut êtse prévue avec les nervures s'arrêtant avant la partie marginale supérieure rabattue si on le désire, et les parties en recouvrement 23 et 24 sur les zones marginalespeuvent être supprimées si on le désire. Les fi- gures 10 à 12 inclus, montrent une variante du procédé de fotma- tion des sections de la bague d'étanchéité. Ici, la tôle 54 est prévue avec des encoches relativement profondes65 le long de son bord supérieur, descendant au delà de la ligne de flexion 66. des
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encoches peu. profondes 67 sont pratiquées le long du bord sugé
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rieur sensiblement jLisqul',1 la ligne de rabattement û6.
Sur le bord inférieur, des encoches 68 sont pratiquées juste en dessous des encoches supérieures de grande largeur 65 mais ces encoches inférieures ne s'étendent sensiblement que jusqu'à la ligne de rabattement inférieur 69. Des encoches étroites 70 sont pratiques entre les encoches inférieures larges 68. On forme ensuite les nervures 71 en rapprochant les côtés des encoches supérieureet inférieure de grande largeur 65 et 68. Les zones marginales su- périeure etinférieure sont rabattues le long des lignes de ra- battement 66 et 69.
Dans ce mode de construction, il est préféra- ble que le bord supérieur de la bague soit retourné comme vu fi- cure l pour supprimer les arêtes vifs:.
Dans le procédé ci-dessus de fabrication d'une
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bague dl étanchéité, il y a une longue encoche étroite 7 au-des- sus de chaque nervure 71. Il est préférable que ces encoches soi-
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ent bouchées au moyen d'une ieuil7e de matière imperméable flexi- ble 'i3 tel que du néoprène. Ces feuilles peuvent être fixées a la bague par cimentage, bou}onn2,ce, rivure ou autrement.
Dans toute les formes de nervures, il estpar- fois préférable que l'ouverture de chaque nervure soit fermée par
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uni fermeture élastique, ",iI18i, la figure 7¯3 montre un bouchon 74 en éponge de néoprene ou l'équivalent, s'engageant dans 1;. l1ervu"" re 71.
Un rabat 75 en néoprène ou l'équivalent est ciment,:, ou autrement fixé au sommet du bouchon 74:.
Lorsqu'on veut utiliser un joint secondaire avec
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la bague d'étanehéité de l'invention, ce joint secondaire peut avoir sensiblement la même forme que 1.i. bague d'étanehéité m<-.is 'c.V0lr Sdn.91b1 c:flent lllel:'!P, 10¯i.î2, 7¯e bzz.15 aura rie préférence une 7¯r ï.or moindre. Il doit être établi en une matière e r;:4 s tanue te] que de l'acier inoxydable.
Lorsque la paroi de la- cuve présente un côté plat
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la section de la bague d'étanehéité corrsa'pondant à cette partie devra être aussi 1. te . ainsi, on peut dire lue toutes l:38 sec- tions de le. bague présentent une courbure comprise entre <Ji"o et un nombre défini.
La bague d'étanehéité annulaire est constituée en
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acier inoxydable et son épaisseur n'est pas supérieure à o,8mm environ. L'acier inoxydable utilisé peut être un alliage de typ pes très divers. L'acier inoxydable est un alliage de chrome, de fer et de nickel ayant subiun traitement thermique pour for- mer une solution solide vraie. On a trouvé que l'acier inonda- ble pernet d'établir une bague d'étanchéité de type supérieur parce qu'il est très dur et résiste à l'usure par frottement.
Il est, en outre, assez flexible et peut trs se plier et glis- ser autour de protubérances résultant de points de soudure, de rivets, etc. Il résiste à la corrosion, facteur très important car les liquides volatils stockes dans les cuves à toit flot- tant sont souvent assez corrosifs. L'acier inoxydable est très résistant et sa limite de rupture est considérablement supéri- eure à celle de l'acier doux et n'est que de peu inférieure à celle de l'acier à ressorts. L'acier à ressorts ne convient pas à la bague d'étanchéité car il ne présente pas la flexibilité voulue. L'acier inoxydable est beaucoup plus résistant que l'a- cier galvanisé de sorte que quand c'est ce dernier type d'acier qu'on utlise, i'l. doit être prévu relativement épais et perd ainsi de lé:. flexibilité recherchée.
En outre, l'acier galvani- sé est sujet à l'usure. Tous ces facteurs, joints à l'aspect sa- -tisfaiscnt de l'acier inoxydable, en font un matériau idbal pour la construction des bagues d'étanchéité.
Il doit être bien entendu que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation et aux exemples représentés ci-dessus et que l'on pourra apporter à ceux-ci divers change- mentssans sortir de l'esprit ni s'éloigner du cadre de l'inven- tion.