EQUIPEMENT DE VESSIES-RESERVOIRS A L'INTERIEUR DE CUVES-CITERNES .EQUIPMENT OF VESSIES-TANKS WITHIN CUVES-CITERNES.
L'objet de la présente demande de brevet d'invention concerne l'équipement de vessies-réservoirs à l'intérieur de cuves-citernes à parois rigides afin qu'elles puissent contenir en stockage fixe ou pour les transports, soit simultanément soit successivement et alternativement, des fluides différents ou des produits à caractéristiques fluidiques différents, sans contact entra eux, donc sans mélange ni salliεsure ni pollution quelconque entre eux, et an utilisant au mieux les capacités des volumes des cuves-citernes ainsi équipées.The subject of the present patent application concerns the equipment of bladder-reservoirs inside tank vessels with rigid walls so that they can contain in fixed storage or for transport, either simultaneously or successively and alternatively, different fluids or products with different fluid characteristics, without contact between them, therefore without mixing or salliεsure or any pollution whatsoever between them, and making the best use of the capacities of the volumes of tank vessels thus equipped.
On connaît déjà des brevets déposés dans différents pays et en particulier en France pour de tels dispositifs, mais leur application n'en est pas faite, car pas très faisable tels qu'ils sont proposés. Le procédé et las dispositifs objets du présent dépôt de brevet permettent de réaliser des emmagasinages simultanés ou alternés mais rigoureusement séparés de fluides différents ou de produits différents à caractéristiques fluidiques dans une cuve-citerne 1 à parois rigides équipée à l'intérieur avec une ou plusieurs vessies-réservoirs 4 étanches à paroi souple en utilisant les principes du phénomène naturel de l'équilibre hydrostatique qui est mieux connu sous le vocable général de principe d'Archimède. Le problème particulier qui est à résoudre est de pouvoir transporter avec des véhicules à caractère spécifique un autre ou d'autres produits que celui pour lequel ils ont été conçue et construits à l'origine; c'est-à-dire : transporter utilement autre chose que du pétrole avec un
navire pétrolier, transporter utilement autre chose que des hydrocarbures avec des péniches au des chalans dits "à hydrocarbure", transporter autre chose que du vin dans des bateaux-citernes appelés "piπardiers" - etc-. A titre d'exemple, un navire pétrolier sur le chemin "de retour" pourra transporter de l'eau douce ou du blé ou du mais, ou même à l'extrême un chargement mixte selon des affectations choisies des vessies-réservoirs dans les différentes citernes que comporte le bateau. Les chargements et déchargements, en fonction des caractéristiques fluidiques des produits qu'il est envisagé de transporter, peuvent se faire selon les équipements de bord existants ou à compléter à bord des bateaux et les équipements portuaires existants ou à compléter aux quais des ports ou aux postes d'ammarage hors-port ["chiksons"]. Ce principe, ce procédé et ces dispositifs s'appliquent également pour des véhicules fluviaux, ferroviaires ou routiers. En fonction de la séparation absolue des différentes embouchures d'entrée et de sortie, des différents conduits, des vannes, des pompes nécessaires à l'un et l'autre des fluides ou produits, les opérations de remplissage et de vidage doivent être conduites pour réaliser à tout moment l'équilibre de caractère hydrostatique dans l'ensemble du chargement de la cuve-citerne et de la vessie-réservoir de telle façon que la paroi separative ne soit pas soumise à des contraintes mécaniques de dilatation de son matériau qui pourraient apparaître dans certains cas selon des différences de niveaux pour des écarts entre les vitesses de remplissage ou les vitesses de vidage.Patents registered in different countries and in particular in France for such devices are already known, but their application is not made, because not very feasible as they are proposed. The process and the devices which are the subject of this patent application make it possible to carry out simultaneous or alternating but strictly separated storage of different fluids or different products with fluid characteristics in a tank tank 1 with rigid walls fitted inside with one or more bladder-type 4 tight-walled bladders using the principles of the natural phenomenon of hydrostatic balance which is better known under the general term of Archimedes principle. The particular problem to be solved is to be able to transport with vehicles of a specific nature another or other products than that for which they were originally designed and built; that is to say: usefully transporting something other than petroleum with a oil tanker, usefully transport anything other than hydrocarbons with barges using so-called "oil" chalans, transport anything other than wine in tankers called "piardardiers" - etc-. For example, an oil tanker on the "return" path may transport fresh water or wheat or corn, or even in the extreme a mixed load according to selected assignments of the bladder-tanks in the different tanks in the boat. Loading and unloading, depending on the fluid characteristics of the products it is intended to transport, can be done according to existing on-board equipment or to be completed on board ships and existing port equipment or to be completed at port docks or out-of-port docking stations ["chiksons"]. This principle, this process and these devices also apply to river, rail or road vehicles. Depending on the absolute separation of the different inlet and outlet mouths, the different conduits, the valves, the pumps required for each of the fluids or products, the filling and emptying operations must be carried out to achieve at all times the balance of hydrostatic character in the whole load of the tank-tank and the bladder-tank in such a way that the separating wall is not subjected to mechanical stresses of expansion of its material which could appear in certain cases according to differences in levels for differences between the filling speeds or the emptying speeds.
Dans une cuve - citerne donnée an peut mettre en oeuvre plusieurs vessies-réservoirs, le tout en harmonie avec les dimensions de base, et dans ce cas encore les opérations de remplissage et de vidage devront être simultanées pour toujours réaliser l'équilibre de caractère hydrostatique nécessaire et obligatoire; et ceci est possible à l'aide des moyens techniques d'ores et déjà existants, en particulier sur les navires pétroliers modernes équipés de systèmes de télémesures, télésurveillance et télécomman des des niveaux et des débits des pompes et des vannes.
En fonction de la grande dimension dans le sens de la profondeur de certaines cuves-citernes il est nécessaire de soutenir mécaniquement les vessies-réservoirs pour éviter leur destruction par déchirures et arrachements à leur raccordement supérieur car leur matériau souple ne peut seul supporter les efforts de traction mis en jeu par leur propre poids auquel s'ajoute le poidsdes fluides ou produits restant adhérents à leur paroi. Les dispositifs d'équipement des vessies-réservoirs comporteront donc des moyens de soutien mécanique de celles-ci; la paroi comportera des renforcements par des anneaux souples collés et soudés en surépaisseur pour ceinturer selon différents cercles la vessie-réservoir et sur ces renforts seront ancrés des câbles de suspension qui seront fixés en points hauts à la partie supérieure de la cuve-citerne rigide avec un réglage en longueur tel que ces câbles soutiennent effectivement le poids de la paroi souple et des produits adhérents pour éviter des efforts destructeurs dans le matériau mis en oeuvre. Si les possibilités techniques de fabrication des vessies-réservoirs souples paraissent momentanément limitées, en particulier pour les équipements nécessaires aux cuves des navires super-tankers, c'est parceque le besoin n'en était pas ressenti jusqu'à maintenant, mais en fonction du principe général que le besoin et la fonction créent l'organe, les grandes vessies-réservoirs nécessaires seront faisables tant dans le domaine des matériaux composants que dans les dimensions requises. Tous les accessoires des raccordements, des crépines, des tuyauteries, des vannes, des pompes, des systèmes de mesures des niveaux, des températures, et autres accessoires sont de formes et d'usages traditionnels et ne font pas partie de l'idée inventive du présent dépôt de brevet. Un tel procédé avec ses dispositifs d'utilisation à échelle industrielle procure une meilleure rentabilité des capacités des volumes des cuves-citernes ainsi équipées; ces équipements procurent de sensibles économies d'énergie de transports et un meilleur amortissement de tous les autres frais inhérents au personnel, à l'entretien et autres chapitres de dépenses; le fait de transporter quelque chose d'utile
sur le chemin de retour et qui soit vendable à l'arrivée abaisse systématiquement le côût de ces transports. Le procédé et les dispositifs d'équipement décrits au présent brevet participent à une nette amélioration de la sécurité générale des biens et des hommes à bord des véhicules de transport considérés et en particulier à bord de navires pétroliers par réduction des risques d'explosion car les gaz .dangereux sont pratiquement éliminés du fait du remplissage "à nouveau" du volume des cuves. La figure [1] rappelle simplement le phénomène physique fondamental de l'équilibre hydrostatique et du principe d' Archimède.In a tank - tank given a year can use several tank-bladders, all in harmony with the basic dimensions, and in this case again the filling and emptying operations must be simultaneous to always achieve the balance of hydrostatic character necessary and mandatory; and this is possible using the technical means already existing, in particular on modern oil tankers equipped with telemetry, remote monitoring and remote control systems of the levels and flow rates of the pumps and valves. Depending on the large dimension in the direction of the depth of certain tank-tanks it is necessary to mechanically support the tank-bladders to avoid their destruction by tears and tears at their upper connection because their flexible material cannot withstand the efforts of traction brought into play by their own weight to which is added the weight of fluids or products remaining adherent to their wall. The bladder-tank equipment devices will therefore include mechanical support means for the latter; the wall will include reinforcements by flexible rings glued and welded in extra thickness to surround in different circles the bladder-tank and on these reinforcements will be anchored suspension cables which will be fixed in high points to the upper part of the rigid tank tank with a length adjustment such that these cables effectively support the weight of the flexible wall and of the adherent products to avoid destructive forces in the material used. If the technical possibilities of manufacturing flexible tank bladders appear temporarily limited, in particular for the equipment necessary for the tanks of super-tanker ships, it is because the need was not felt until now, but according to the general principle that the need and the function create the organ, the large bladder-tanks necessary will be feasible both in the field of component materials and in the required dimensions. All accessories for connections, strainers, piping, valves, pumps, systems for measuring levels, temperatures, and other accessories are of traditional forms and uses and are not part of the inventive idea of present patent filing. Such a process with its devices for use on an industrial scale provides better profitability of the capacities of the volumes of the tank-tanks thus equipped; this equipment provides significant savings in transport energy and better amortization of all other costs inherent in personnel, maintenance and other expenditure; carrying something useful on the way back and which is salable on arrival systematically lowers the cost of these transports. The process and the equipment devices described in this patent contribute to a marked improvement in the general safety of goods and men on board the transport vehicles in question and in particular on board oil tankers by reducing the risk of explosion because the .dangerous gases are practically eliminated due to the filling "again" of the volume of the tanks. Figure [1] simply recalls the fundamental physical phenomenon of hydrostatic balance and the principle of Archimedes.
La figure [2 ] représente une cuve-citerne rigide 1 avec son équipement interne d'une vessie-réservoir souple 4 avec deux fluides A et B.Figure [2] shows a rigid tank 1 with its internal equipment of a flexible bladder-tank 4 with two fluids A and B.
La figure [3 ] représente une cuve-citerne rigide 1 avec à titre d'exemple, un équipement interne avec quatre vessies-réservoirs souples 4 figurées vides. Les figures [4] et [5 ] représentent les dispositions de principe dans le cas d'une cuve-citerne 1 et d'une vessie- réservoir souple 4 avec des embouchures placées en partie supérieure et inférieure.Figure [3] shows a rigid tank 1 with, for example, internal equipment with four flexible tank bladders 4 shown empty. Figures [4] and [5] show the basic arrangements in the case of a tank tank 1 and a bladder-flexible tank 4 with mouths placed in the upper and lower parts.
La figure [5 ] représente schématiquement les renforcement en anneaux de la paroi souple d'une vessie-réservoir 4 avec les câbles de suspension fixés à la paroi supérieure de la cuve-citerne.Figure [5] schematically shows the ring reinforcement of the flexible wall of a bladder-reservoir 4 with the suspension cables attached to the upper wall of the tank.
Sur la figure [1] les pressions p et p, p' et p', p" et p" s'équilibrent de chaque côté de la paroi separative 4. Sur la figure [23, la cuve-citerne rigide 1 est équipée d'une vessie-réservoir souple 4 et les fluides A et B se remplissent et se vident par les orifices d'embouchure 2 et 3.In figure [1] the pressures p and p, p 'and p', p "and p" are balanced on each side of the separating wall 4. In figure [23, the rigid tank 1 is equipped with a flexible bladder-reservoir 4 and the fluids A and B are filled and emptied through the mouth openings 2 and 3.
Sur les figures [4] et [5 ] les cuves-citernes rigides 1 sont vues en coupe l'une dans le cas d'une forme parallé-lipédique, l'autre dans le cas d'une forme cylindrique avec les orifices d'embouchure de remplissage supérieurs 2A et 3B et les orifices de vidage inférieurs 5A et 5B. Sur la figure [6], on voit les renforcements 5 de la paroi souple 4, les câbles de soutient 7 fixés en des points tels que 8 de la paroi supérieure 9 de la cuve-citerne 1.
Dans l'exemple explicatif ci-après, d'un navire pétrolier devant transporter successivement et alternativement du pétrole brut, appelé crude, et des eaux douces destinées d'une part à la consommation et d'autre part à l'irrigation des cultures, le processius d'utilisation de l'équipement des vessies-réservoirs dans les citernes rigides est le suivant :In Figures [4] and [5] the rigid tank vessels 1 are seen in section, one in the case of a parallel-lipedic shape, the other in the case of a cylindrical shape with the orifices of upper filling mouth 2A and 3B and the lower emptying orifices 5A and 5B. In Figure [6], we see the reinforcements 5 of the flexible wall 4, the support cables 7 fixed at points such as 8 of the upper wall 9 of the tank 1. In the explanatory example below, of an oil tanker having to transport successively and alternately crude oil, called crude, and fresh water intended on the one hand for consumption and on the other hand for crop irrigation, the process for using the tank bladder equipment in rigid tanks is as follows:
- dans un sens de sa route, le pétrolier a un chargement de crude et son voyage terminé il le décharge à son port d'arrivée;- in one direction of its route, the tanker has a load of crude and its journey finished it unloads it at its port of arrival;
- il est procédé comme à l'habitude aux opérations de lavage, rinçage et dégazage obligatoires des cuves- citernes dans le système "load on top".- the tank washing operations, rinsing and degassing are carried out as usual in the "load on top" system.
- C'est alors qu'au lieu de lester et de ballaster partiel lement le navire avec de l'eau de mer pour de bonnes conditions de navigabilité et de manoeuvre sur la route du retour, on charge utilement les cuves-citernes 1 d'une certaine quantité d'une eau douce quelconque A, non potable, qui peut être de l'eau brute de fleuve ou de l'eau de tout à l ' égout d'origine urbaine, laquelle eau à l'avantage d'être chargée d'éléments fertilisants utiles et économiques pour l'agriculture ou l'arboriculture; puis on charge dans les vessies-réservoirs 4 de l'eau douce potable B de consommation humaine et animale en prenant les précautions nécessaires d'équilibre hydrostatique entre les eaux A et B [comme expliqué ci- avant] jusqu'à remplir le volume des cuves.- It is then that instead of ballasting and partially ballasting the ship with sea water for good seaworthiness and maneuvering conditions on the return route, tankers 1 are usefully loaded with a certain quantity of any fresh water A, not drinkable, which can be raw river water or water from the sewer of urban origin, which water has the advantage of being charged useful and economical fertilizers for agriculture or arboriculture; then one loads into the bladder-reservoirs 4 fresh drinking water B for human and animal consumption taking the necessary precautions of hydrostatic balance between waters A and B [as explained above] until filling the volume of tanks.
- Le navire repart et fait ainsi son voyage de retour dans de parfaites conditions de sécurité et avec un chargement utile vendable et rentable;- The ship sets off and thus makes its return voyage in perfect conditions of safety and with a salable and profitable payload;
- au port d'arrivée, on décharge simultanément les deux chargements d'eau A et B en respectant les conditions d'équilibre hydrostatique de chaque côté de la paroi souple des vessies-réservoirs avec les moyens de pompage et de stockages différents mis en place à cet effet;- at the arrival port, the two water loads A and B are discharged simultaneously, respecting the hydrostatic equilibrium conditions on each side of the flexible wall of the bladder-tanks with the different pumping and storage means put in place for this purpose;
- l'eau douce potable B est directement bonne à la consommation; l'eau douce non potable A n'est presque pas souillée grâce au procédé "Load on top" et elle est directement utilisable en agriculture ou en arboriculture pour
l'irrigation traditionnelle ou par le système d'arrosage dit "au goutte à goutte", car le phénomène naturel de chimiotropisme des racines des plantes et des arbres procédera à l'élimination des quelques traces d'hydro carbure contenues dans cette eau.- fresh drinking water B is directly suitable for consumption; non-potable fresh water A is hardly soiled using the "Load on top" process and can be used directly in agriculture or arboriculture for traditional irrigation or by the so-called "drip" irrigation system, because the natural phenomenon of chemotropism in the roots of plants and trees will eliminate the few traces of hydro carbide contained in this water.
Comme déjà dit plus haut, si cette eau douce non potable provient des égoûts urbains elle sera chargée de produits fertilisants qui remplaceront pour une bonne part les engrais chimiques habituellement mis en oeuvre. - Le navire recharge du pétrole crude dans ses cuves 1, les vessies-réservoirs 4 restant vides, et il reprend sa route ... et ainsi de suite ... pour tous ses voyages systématiques et coutumiers d'allers et de retours. Il est bien entendu que pour ce navire pétrolier de notre exemple l'eau semble le fluide le plus séduisant à transporter pour sa facilité de manutention et en fonction des besoins énormes d'eau douce des pays habituellement producteurs de pétrole mais des études économiques peuvent aussi conduire à utiliser ce processius pour le transport d'autres marchandises.
As already mentioned above, if this non-potable fresh water comes from urban sewers, it will be loaded with fertilizer products which will largely replace the chemical fertilizers usually used. - The ship refills crude oil in its tanks 1, the bladder-tanks 4 remaining empty, and it resumes its course ... and so on ... for all its systematic and customary journeys back and forth. It is understood that for this oil tanker of our example water seems the most attractive fluid to transport for its ease of handling and according to the enormous needs of fresh water of the countries usually producing oil but economic studies can also lead to use this process for the transport of other goods.