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La présente invention a pour but d'apporter des solutions économiques aux problèmes de construction et d'exploitation des réservoirs de stockage, notamment d'hydrocarbures, par la combinaison de dispositions de construction se référant tant aux réservoirs proprement dits qu'aux installations connexes de ces réservoirs.
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30-icnie ai amplification de construction des réservoirs et ..... leurs f3.ds.tior-s. ste."cilî."j= des réservoirs sounis à tuie pression ¯¯¯ .3 c'u.ss -#sduction. ou suppression, des pertes par évapc. - ':#! , '.y,.?3 du stockage des produits volatils tels que j >.-#":# jIgs - renforcement de la sécurité.
Les procédés faisant l'objet de la présente invention peuvent être adoptés pour la réalisation de réservoirs neufs ou pour l'amélioration ou la transformation de réservoirs existants.
Les réservoirs de types classiques sont construits, trie- fréquemment, sur des sols dont la résistance pratique est inférieure à 1kg/cm2, ce qui conduit, soit à limiter leur hauteur à 10 mètres environ, soit à recourir à des fondations toujours onéreuses, telles que dalles de répartition en béton armé, couronnes en béton armé, pieux, etc....
Cependant, la construction de réservoirs relativement hauts est bénéfique car la surface d'échange thermique avec l'extérieur, la surface d'évaporation du produit stocké, ainsi que le prix de revient, sont sensiblement réduits.
Les calculs et l'expérience montrent que les réservoirs de types classiques ont tendance à se soulever sur la partie périphérique de leur fond lorsque, soumis à une pression gazeuse interne, ils ne sont pas équilibrés par un poids suffisant de la construction.
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De plus, à moins de recourir à des ccédés spéciaux, très souvent onéreux,la réduction substantielle des pertes par évaporation de produits volatils ne peut être obtenue.
Encore ces procédés spéciaux sont-ils indépendants des dispositifs à mettre en oeuvre en cas d'inendie.
A ce sujet, l'extinction des incendies est mise fréquem- ment en échec en raison de l'insuffisance en volume et en débit des réserves d'eau.
Dans le domaine de la sécurité, les dispositifs classiques de protection des réservoirs situés à proximité d'une flamme ne sont pas suffisamment efficaces pour éviter la propagation du feu, notamment par introduction de flammes extérieures dans les réservoirs dont la phase gazeuse se met en dépression pour une raison quelconque, telle qu'un refroidissement exces-' sif non contrôlé.
Les procédés selon la présente invention permettent d'éviter les inconvénients ci-dessus.
Selon l'invention, la charge sur le sol du réservoir et de son contenu est répartie sur une surface beaucoup plus grande que celle du fond, tout en assurant la mise en tension des tôles du fond, ce "qui évite ou limite le recours à des formes spéciales onéreuses.
L'accroissement de la surface de répartition de la charge totale est obtenue par le prolongement vers l'extérieur des tôles de fond, sensiblement dans leur plan.
Les tôles assemblées, généralement soudées, constituant le prolongement du fond, sont de préférence de forme convexe 'pour travailler en traction sous l'action de la pression exercée par la réaction du sol de fondation. De cette manière, les propriétés mécaniques de l'acier sont utilisées au mieux.
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La plateforme extérieure, constituée par le prolonjj# on- des tôles du fond, peut recevoir un lest solide, tel que matériaux pierreux, destiné às'oppser au soulevèrent des réservoirs à pression en phase raseuse.
Si le lest employé est liquide (eau par exemple), la plateforme est complétée par une paroi verticale périphérique permettant de constituer la capacité nécessaire.
Cette capacité sert d'ailleurs de réserve 2 eau pour, selon l'invention, assurer en circuit fermé et de manière automatique, l'arrosage du réservoir, soit pour éviter les pertes par évaporation en exploitation normale, soit pour éviter l'échauffement excessif en cas de feu voisin.
Selon 1* invention, l'automaticité du circuit d'arrosage est obtenue par des manocontacteurs réglés en fonction des pressions maxima et minima en phase gazeuse que l'on .s'est fixées en relation avec les pressions de tarage des soupapes de sécurité du réservoir.
Ce circuit d'arrosage, de fonctionnement automatique, permet donc de maintenir la phase gazeuse du réservoir à température sensiblement constante, d'où il résulte une réduction très importante de pertes par évaporation et la possibilité d'éviter une mise en dépression de la phase gazeuse du réservoir.
La réserve d'eau ainsi constituée assure aussi l'appro- visionnement en eau qu'exige la fabrication de mousse extinctrice.
La cuvette recevant l'eau fait fonction, selon l'in- vention., de cuvette de rétention. Bile permet de recueillir le produit débordant accidentellement du réservoir. Un trop- plein spécial assure, par priorité 1' évacuation automatique de l'eau pour faire la place, neceasa@re au produit.
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Les formes de réalisation, selon l'invention, sont différentes selon les objectifs fixés et les conditions d'exploitation.
Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent er coupe verti- cale partielle la partie inférieure de différents réservoirs réalisés selon l'invention.
La figure 5 représente également en coupe, à titre de variante, un mode de réalisation faisant appel à la construc- tion chaudronnée et en béton.
La figure 6 représente, toujours en coupe, une appli- cation à un réservoir sphéroïdal à fond sensiblement plan.
Les figures 7 et 8 montrent, à titre d'exemple, le schéma d'une installation, selon l'invention, d'un dispositif d'arrosage automatique ou manuel, fonctionnant en circuit fermé.
Sur la figure 1, on a seulement recherché le lestage du réservoir avec de l'eau.
A cet effet, le fond 1 du réservoir est prolongé par la bande annulaire 2. L'ensemble 1 et 2 s'appuie sur le sol préparé 3.
La tôle rigide 4, faisant le tour du réservoir, est soudée, d'une part à la robe 5 du réservoir et, d'autre part à la bande annulaire 2. La capacité étanche ainsi constituée est emplie d'eau pour assurer la stabilité du réservoir.
Dans la variante représentée sur la figure 2, on a pour objectif principal de réduire les charges sur le sol et de constituer une capacité annexe. Cette capacité est destinée à recueillir les eaux de pluie et d'arrosage et à constituer une réserve d'eau en cas d'incendie, notamment pour la fabrication de mousse extinctrice.
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Le fond 1 du réservoir est prolongé par la bande annu- laire 2 préférablement de forme légèrement convexe.
L'ensemble 1 et 2 s'appuie sur le sol préparé 3. Des tubes rigides 6, remplis de béton 7 (ou enrobés de béton), sont solidement soudés à la robe 5 par l'intermédiaire de rai disseurs 8, et à la bande annulaire 2 par l'intermédiaire de raidisseurs 9.
Les raidisseurs 8 représentés verticalement sur la figure 2 peuvent être horizontaux ou dans toute autre positic selon l'importance des charges à transmettre.
La réaction du sol sur la bande annulaire 2, légèrement convexe, la fait travailler à la traction et transmet égale- ment un effort de traction au fond 1 qui tend normalement à travailler à la flexion sous l'action de la pression hydros- tatique du liquide.
Les raidisseurs 8, sollicités par les tubes 6, assurent un renforcement de la résistance de la partie inférieure de la robe du réservoir.
Près du bord extérieur de la bande 2 est soudée une virole verticale 10. Ainsi est réalisée la capacité 11, per- mettant le lestage du réservoir et pouvant recueillir égale- ment le produit provenant d'un débordement accidentel du réservoir. Dans ce dernier cas, l'eau est évacuée automati- quement, au fur et à mesure des nécessités, par le trop-plein à tube plongeur 12.
Lorsque la constitution d'une capacité annexe est seule recherchée, on adoptera la forme de réalisation représentée par la figure 3.
Sur le prolongement 2 du fond 1, reposant sur le sol préparé 3, est soudée une virole verticale 8. La capacité 9 ainsi obtenue répond à l'objectif fixé.
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Entre la robe 5 du réservoir et la virole 8 sont placées des entretoises 6 soudées à 5 et à 8, éventuellement, par l'intermédiaire de raidisseurs non représentés sur le dessin. lorsque la répartition des charges sur le sol est seule recherchée, une construction simplifiée est représentée sur la figure 4.
Des barres rigides constituées par des tubes 6 remplis ou enrobés de béton 7, sont soudées à la bande 2 et à la robe 5 du réservoir,par l'intermédiaire des raidisseurs 8 et 9 représentés respectivement verticalement et circulaires.
La bande annulaire 2, de préférence légèrement convexe, travaille en traction sous l'action de la réaction du sol, et transmet des efforts de traction au fond 1, normalement sollicité à la flexion.
Si l'on désire, par surcroît, assurer la stabilité sous l'effet de la pression interne en phase gazeuse, la, plate-forme annulaire 2 peut être chargée de lest solide constitué par des matériaux pierreux par exemple.
La figure 5 représente, à titre de variante, un mode de réalisation faisant appel à la construction chaudronnée et au béton.
Il s'applique particulièrement aux réservoirs existants dont on désire, isolément ou en combinaison, améliorer les caractéristiques déjà citées.
Le réservoir est représenté partiellement par son fond 1 et sa robe 5.
La couronne 2 est en béton armé.
Dans cette couronne est noyée l'extrémité inférieure des tubes 6 dont l'extrémité supérieure est soudée à la robe 5 par l'intermédiaire des raidisseurs 8.
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Des tirants 9' noyés dans la couronne 2 sont soudés à leur extrémité libre au fond 1 du réservoir. Ils exercent un effort de traction à la périphérie du fond 1 qui, norma- lement, est soumis à un effort de flexion. Une murette 10 peut être montée à proximité du bord extérieur de la couronne 2 pour constituer la cuvette de rétention 11.
L'invention ne se limite pas aux réservoirs de type classique, c'est-à-dire de forme cylindrique à axe vertical, nais s'étend à tous autres types de réservoirs contenant ou non des hydrocarbures liquides.
A titre d'exemple, dans le cas d'un réservoir sphérique ou cylindrique comportant une ceinture circulaire équatoriale externe 21, qui serait supportée par une charpente prenant appui sur le sol 3, celle-ci peut être remplacée, selon l'invention, par une 7upemétrallique 22 soudée, ainsi que le montre la figure 6.
Le fond 1 du réservoir prolongé largement en 2, repose sur le sol préparé 3.
Il est bien entendu que ces réservoirs peuvent reposer, soit au niveau du sol directement sur leur fond, soit sur un fond surélevé, soit encore être partiellement enfoncés au dessous du niveau du sol.
L'invention s'applique également aux réservoirs à toit flottant. Dans ce cas, l'eau pluviale tombant sur le ponton peut être recueillie dans la capacité annexe.
Selon la présente invention, il est possible de complé- ter les dispositions décrites par un système automatique d'arrosage à l'eau, fonctionnant en circuit fermé,sans perte d'eau autre que celle résultant de l'évaporation, cette perte étant d'ailleurs largement compensée par la récupération de l'eau de pluie tombant sur le réservoir.
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Le réservoir 5 , supposé de type classique, équipé de sa virole 10 , repose sur le sol préparé 3.
Le réservoir 5 est entouré d'un ravir de rétention 10'. partiellement, représenté sur les figures 7 et 8, et qui présente un décrochement pour la salle de pompe 13.
Le réservoir 5 est équipé de la soupape de sécurité 14 dont les tarages à la pression et à la dépression sont conve- nablement réglés.
Il comporte aussi la rampe d'arrosage à l'eau 15, dont' les diffuseurs ne sont pas représentés.
La salle de pompe 13 comporte une pompe à eau 16, entraînée par un moteur de sécurité 17 et un tableau de com- mande 18.
L'aspiration de la pompe 16 est reliée à la capacité annexe 11 par la tubulure 19.
Le refoulement de la pompe 16 est relié à la rampe d'arrosage 15 par la tubulure 20.
L'eau d'arrosage convenablement répartie sur toute la toiture coule sur la robe du réservoir et se rassemble dans la capacité annexe 11 pour servir a nouveau.
Un manomètre indiquant, à tout moment, la pression régnant en phase gazeuse du réservoir 10 est équipé en mano- contacteur réglable de sécurité, permettant la mise en route automatique de la poupe à eau 16, avant échappement de la soupape de sécurité 14 et l'arrêt automatique de la pompe. à eau 16, dès que la pression en phase gazeuse du réservoir descend à une valeur fixée.
Ce dispositif permet notamment d'éviter les pertes par évapo- ration dans le cas de stockage d'hydrocarbures légers.
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Un dispositif densimétrique automatique, non représente. évite la marche automatique lorsque l'eau se présentant à l'aspiration de la pompe 16 contient des hydrocarbures.par exemple.
Il est possible, selon l'invention, d'installer une centrale unique de pompage d'eau d'arrosage et d'établir ainsi un réseau permanent d'eau sous pression. Dans ce cas, l'arrosage automatique et indépendant de chaque réservoir est obtenu par des vannes automatiques commandées individuelle- ment à l'ouverture ou la fermeture par la pression régnant en phase gazeuse de chacun des réservoirs.
Lesdites vannes automatiques comportent en outre des dispositifs permettant d'opérer manuellement et individuelle- ment au gré de l'opérateur, les manoeuvres d'ouverture et de fermeture.
Le dispositif d'arrosage d'un réservoir, selon l'inven- tion, peut être combiné avec l'installation de fabrication et de déversement de la mousse d'extinction d'incendie. A cet effet, le refoulement de la pompe 16 comporte 2 dériva- tions, l'une 20 déjà citée, l'autre 23 sur laquelle peut se brancher l'appareil fixe ou mobile de fabrication de mousse.
Les vannes de sectionnement ou de réglage 24 et 25 permettent d'effectuer les manoeuvres qu'exigent les circonstances.
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The object of the present invention is to provide economical solutions to the problems of construction and operation of storage tanks, in particular of hydrocarbons, by the combination of construction provisions referring both to the tanks themselves and to related storage installations. these tanks.
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30-icnie ai amplification of construction of reservoirs and ..... their f3.ds.tior-s. ste. "cilî." j = tanks provided with pressure ¯¯¯ .3 c'u.ss - # sduction. or elimination of evapc losses. - ': #! , '.y,.? 3 storage of volatile products such as j> .- # ": # jIgs - security reinforcement.
The methods forming the subject of the present invention can be adopted for the production of new tanks or for the improvement or transformation of existing tanks.
Tanks of conventional types are built, frequently, on soils with a practical resistance of less than 1 kg / cm2, which leads either to limiting their height to about 10 meters, or to resorting to foundations which are always expensive, such as as distribution slabs in reinforced concrete, crowns in reinforced concrete, piles, etc.
However, the construction of relatively high tanks is beneficial because the heat exchange surface with the outside, the evaporation surface of the stored product, as well as the cost price, are significantly reduced.
Calculations and experience show that tanks of conventional types tend to rise on the peripheral part of their bottom when, subjected to internal gas pressure, they are not balanced by sufficient weight of the construction.
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In addition, unless special cédés, very often expensive, are used, the substantial reduction of losses by evaporation of volatile products cannot be obtained.
These special processes are also independent of the devices to be used in the event of a fire.
In this regard, the extinguishing of fires is often put in failure due to insufficient volume and flow of water reserves.
In the field of safety, conventional devices for protecting tanks located near a flame are not sufficiently effective to prevent the spread of fire, in particular by introducing external flames into tanks whose gaseous phase goes into depression. for some reason, such as excessive uncontrolled cooling.
The methods according to the present invention make it possible to avoid the above drawbacks.
According to the invention, the load on the ground of the tank and its contents is distributed over a much larger surface than that of the bottom, while ensuring the tensioning of the bottom plates, which "avoids or limits the use of expensive special shapes.
The increase in the distribution surface of the total load is obtained by the outward extension of the bottom plates, substantially in their plane.
The assembled sheets, generally welded, constituting the extension of the bottom, are preferably of convex shape to work in tension under the action of the pressure exerted by the reaction of the foundation soil. In this way, the mechanical properties of the steel are used to the best possible effect.
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The outer platform, formed by the extension of the bottom plates, can receive a solid ballast, such as stony material, intended to oppser to the lifting of the pressure tanks in the leveling phase.
If the ballast used is liquid (water for example), the platform is completed by a peripheral vertical wall making it possible to build up the necessary capacity.
This capacity also serves as a water reserve 2 to, according to the invention, ensure in a closed circuit and automatically, the watering of the tank, either to avoid losses by evaporation in normal operation, or to avoid excessive heating. in the event of a neighboring fire.
According to the invention, the automaticity of the sprinkler circuit is obtained by pressure switches adjusted as a function of the maximum and minimum pressures in the gas phase which have been set in relation to the calibration pressures of the safety valves of the gas phase. tank.
This sprinkling circuit, which operates automatically, therefore makes it possible to maintain the gas phase of the tank at a substantially constant temperature, resulting in a very significant reduction in losses by evaporation and the possibility of avoiding depressurizing the phase. gas from the tank.
The water reserve thus formed also ensures the water supply required for the manufacture of fire-fighting foam.
The water receiving basin acts, according to the invention, as a retention basin. Bile collects the product accidentally overflowing from the tank. A special overflow ensures, as a priority, the automatic evacuation of water to make room for the product.
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The embodiments, according to the invention, are different according to the objectives set and the operating conditions.
Figures 1, 2, 3 and 4 show a partial vertical section of the lower part of various reservoirs produced according to the invention.
FIG. 5 also shows in section, by way of a variant, an embodiment using the sheet metal and concrete construction.
FIG. 6 represents, still in section, an application to a spheroidal reservoir with a substantially planar bottom.
FIGS. 7 and 8 show, by way of example, the diagram of an installation, according to the invention, of an automatic or manual watering device, operating in a closed circuit.
In Figure 1, we only sought the ballasting of the tank with water.
For this purpose, the bottom 1 of the tank is extended by the annular band 2. The assembly 1 and 2 rests on the prepared soil 3.
The rigid sheet 4, going around the tank, is welded, on the one hand to the jacket 5 of the tank and, on the other hand to the annular band 2. The sealed capacity thus formed is filled with water to ensure stability. of the tank.
In the variant shown in FIG. 2, the main objective is to reduce the loads on the ground and to constitute an additional capacity. This capacity is intended to collect rainwater and irrigation water and to constitute a reserve of water in the event of a fire, in particular for the manufacture of fire-fighting foam.
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The bottom 1 of the tank is extended by the annular strip 2, preferably of slightly convex shape.
The assembly 1 and 2 is based on the prepared soil 3. Rigid tubes 6, filled with concrete 7 (or coated with concrete), are firmly welded to the jacket 5 by means of spokes 8, and to the annular band 2 by means of stiffeners 9.
The stiffeners 8 shown vertically in Figure 2 can be horizontal or in any other position depending on the importance of the loads to be transmitted.
The reaction of the soil on the annular band 2, slightly convex, causes it to work in traction and also transmits a tensile force to the bottom 1 which normally tends to work in bending under the action of the hydrostatic pressure of the liquid.
The stiffeners 8, stressed by the tubes 6, reinforce the resistance of the lower part of the tank jacket.
Near the outer edge of the strip 2 is welded a vertical ferrule 10. Thus the capacity 11 is produced, allowing the tank to be ballasted and also able to collect the product from an accidental overflow of the tank. In the latter case, the water is evacuated automatically, as and when required, through the plunger tube overflow 12.
When only the constitution of an additional capacity is sought, the embodiment shown in FIG. 3 will be adopted.
On the extension 2 of the bottom 1, resting on the prepared soil 3, is welded a vertical shell 8. The capacity 9 thus obtained meets the objective set.
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Between the shell 5 of the tank and the shell 8 are placed spacers 6 welded to 5 and 8, possibly by means of stiffeners not shown in the drawing. when the distribution of loads on the ground is only desired, a simplified construction is shown in FIG. 4.
Rigid bars formed by tubes 6 filled or coated with concrete 7, are welded to the strip 2 and to the shell 5 of the tank, by means of the stiffeners 8 and 9 shown respectively vertically and circular.
The annular band 2, preferably slightly convex, works in traction under the action of the reaction of the ground, and transmits tensile forces to the bottom 1, normally subjected to bending.
If, moreover, it is desired to ensure stability under the effect of the internal pressure in the gas phase, the annular platform 2 can be loaded with solid ballast constituted by stony materials for example.
FIG. 5 represents, by way of a variant, an embodiment using the sheet metal construction and concrete.
It is particularly applicable to existing tanks for which it is desired, individually or in combination, to improve the characteristics already mentioned.
The tank is partially represented by its bottom 1 and its dress 5.
Crown 2 is made of reinforced concrete.
In this ring is embedded the lower end of the tubes 6, the upper end of which is welded to the jacket 5 by means of the stiffeners 8.
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Tie rods 9 'embedded in the ring 2 are welded at their free end to the bottom 1 of the tank. They exert a tensile force at the periphery of the base 1 which, normally, is subjected to a bending force. A low wall 10 can be mounted near the outer edge of the crown 2 to constitute the retention basin 11.
The invention is not limited to tanks of the conventional type, that is to say of cylindrical shape with a vertical axis, but extends to all other types of tanks, whether or not containing liquid hydrocarbons.
By way of example, in the case of a spherical or cylindrical tank comprising an external equatorial circular belt 21, which would be supported by a frame resting on the ground 3, the latter can be replaced, according to the invention, by a welded 7upemetrallique 22, as shown in Figure 6.
The bottom 1 of the tank extended widely in 2, rests on the prepared soil 3.
It is understood that these reservoirs can rest either at ground level directly on their bottom, or on a raised bottom, or even be partially sunk below ground level.
The invention also applies to tanks with a floating roof. In this case, the rainwater falling on the pontoon can be collected in the annex capacity.
According to the present invention, it is possible to complete the arrangements described by an automatic water sprinkler system, operating in a closed circuit, without loss of water other than that resulting from evaporation, this loss being d 'moreover largely offset by the recovery of rainwater falling on the reservoir.
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The tank 5, assumed to be of the conventional type, equipped with its shell 10, rests on the prepared soil 3.
The reservoir 5 is surrounded by a retention rim 10 '. partially, shown in Figures 7 and 8, and which has a recess for the pump room 13.
The reservoir 5 is equipped with the safety valve 14, the pressure and vacuum settings of which are suitably adjusted.
It also includes the water spray bar 15, the diffusers of which are not shown.
The pump room 13 comprises a water pump 16, driven by a safety motor 17 and a control panel 18.
The suction of the pump 16 is connected to the additional capacity 11 by the pipe 19.
The delivery of the pump 16 is connected to the spray bar 15 by the pipe 20.
The sprinkling water suitably distributed over the entire roof flows over the tank dress and collects in the annex capacity 11 to be used again.
A pressure gauge indicating, at any time, the pressure prevailing in the gas phase of the tank 10 is equipped with an adjustable safety pressure switch, allowing the automatic start of the water stern 16, before the safety valve 14 and automatic stop of the pump. water 16, as soon as the gas phase pressure of the reservoir drops to a fixed value.
This device makes it possible in particular to avoid losses by evaporation in the case of storage of light hydrocarbons.
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An automatic densimetric device, not shown. prevents automatic operation when the water present at the suction of the pump 16 contains hydrocarbons, for example.
It is possible, according to the invention, to install a single irrigation water pumping station and thus to establish a permanent pressurized water network. In this case, the automatic and independent watering of each reservoir is obtained by automatic valves controlled individually on opening or closing by the pressure prevailing in the gas phase of each of the reservoirs.
Said automatic valves further include devices making it possible to operate manually and individually at the discretion of the operator, the opening and closing maneuvers.
The device for sprinkling a tank, according to the invention, can be combined with the installation for manufacturing and discharging fire extinguishing foam. For this purpose, the delivery of the pump 16 comprises 2 branches, one 20 already mentioned, the other 23 to which the fixed or mobile foam production apparatus can be connected.
The sectioning or adjustment valves 24 and 25 make it possible to carry out the operations required by the circumstances.
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