LU82490A1 - Structure flexible pour la separation de phases a l'interieur de recipiente pour le stockage de fluides et procede pour la fabriquer - Google Patents
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Description
La présente invention concerne une structure flexible pour la séparation de phases à l’intérieur de récipients pour le stockage de fluides, ainsi que le procédé utilisé pour la fabriquer. Elle concerne, en 5 particulier, une cloison de séparation pour des réci pients flexibles ou rigides, ayant de préférence, une forme cylindrique, convenant pour le stockage de fluides.
On connaît déjà des cloisons de séparation 10 flexibles pour des récipients de stockage de fluides.
Ces cloisons de séparation flexibles sont constituées par une membrane de matière flexible dont les bords sont liés entre les deux moitiés du récipient. Les . deux moitiés du récipient sont raccordées l'une à 15 l’autre le long d'une ligne fermée se trouvant sur un plan de symétrie du récipient, ce plan étant parallèle à la plus grande dimension du récipient. De cette manière, la membrane divise le volume intérieur du récipient en deux parties séparées et on peut donc in-20 troduire dans chacune des deux parties un fluide dif férent sans courir le risque de contaminer les deux fluides.
Les cloisons de séparation flexibles à membrane qui viennent d'être décrites présentent de nom-25 breux inconvénients.
* L'un de ceux-ci, valable dans le cas de ré cipients de grandes dimensions, est la conséquence même des grandes dimensions que doivent avoir les cloisons correspondantes.
30 Ce fait crée des problèmes considérables pour ce qui concerne la fabrication desdites cloisons de séparation flexibles.
En fait, comme ces cloisons sont habituellement fabriquées en un tissu caoutchouté, elles pré-35 sentent des inconvénients au cours de leur vulcanisa- i tion du fait qu'il n'existe pas de presses ayant des 2 t · dimensions suffisantes pour vulcaniser en une seule fois la totalité de la membrane. Il faut, dès lors, vulcaniser partie par partie la membrane déjà préparée mais non vulcanisée, avec tous les inconvénients qui 5 en découlent »
Si, par ailleurs, on vulcanise de plus petites bandes, la vulcanisation peut être effectuée plus facilement mais on se heurtera au problème de joindre ces bandes les unes aux autres de manière 10 étanche afin de réaliser la membrane. Ces joints sont très critiques car ladite membrane est sollicitée en flexion et si les jonctions ne sont pas exécutées parfaitement elles auront une durée très limitée dans le é temps· i 15 La présente invention vise à obvier aux * inconvénients que présentent les cloisons de séparation connues. Elle vise, en particulier, à procurer une il cloison de séparation facile à fabriquer, qui soit I fiable et de longue durée et qui soit à même également | 20 de réduire les risques de pollution du milieu extérieur | ambiant au cas où il se produirait une rupture des pa- 1 rois du récipient.
Un autre objet de la présente invention consiste à procurer un procédé de fabrication d’une cloi-25 son flexible de séparation ayant les dimensions dési- | ' rées et ne présentant pas de problème pour sa vulcani- | , sation.
L’objet de l’invention consiste en une cloi-f son de séparation flexible pour un récipient de sto- 30 ckage de fluides caractérisée en ce qu’elle est cons tituée par une membrane cylindrique.
Un autre objet de l’invention consiste en un procédé de fabrication d’une cloison de séparation | flexible constituée par une membrane cylindrique | 35 s caractérisé en ce qu’il comprend les phases consistant ! à *· j < 3 a) former un tube en enroulant sur un mandrin une bande de matière flexible non vulcanisée, b) appliquer une pression sur la surface extérieure du tube obtenu à la phase a) et 5 c) vulcaniser le tube en continuant à exer cer la pression sur sa surface extérieure.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, donnée à titre d’exemple non limitatif, en se référant 10 aux figures de la planche de dessins annexée dans laquelle : la figure 1 montre en coupe longitudinale un récipient de stockage de fluides pourvu d’une cloi-, son de séparation flexible conforme à la présente in- 15 vention \ la figure 2 montre une vue en perspective d’un tronçon de cloison de séparation flexible conforme à l’invention et la figure 3 montre, à plus grande échelle, 20 un détail d’une variante de réalisation d'une cloison de séparation flexible conforme à l'invention.
Dans la conception la plus générale de la solution visant à procurer une cloison de séparation flexible à insérer dans un récipient de stockage de 25 fluides, ayant de préférence, une forme cylindrique, * ladite cloison de séparation est constituée par une membrane cylindrique capable de se trouver en contact avec les parois internes du récipient sans être mise sous tension, 30 On montre, à la figure 1, une vue en coupe longitudinale d'un récipient 1 pourvu d'une cloison de séparation flexible 2 conforme à la présente invention.
Le récipient 1, représenté à la figure 1, 35 est un récipient rigide utilisable comme réservoir ! pour véhicule automobile industriel ou comme réservoir 4 fixe pouvant être posé, par exemple, sur un fond marin.
La cloison de séparation flexible conforme à l'invention peut aussi être utilisée pour des récipients non rigides· 5 Ledit récipient 1 est constitué par une enve loppe métallique ayant une forme cylindrique.
L'extrémité 3 de ce récipient a une forme hémisphérique tandis que 1'extrémité opposée 4 est munie d'un rebord circulaire 5 auquel est attaché un 10 couvercle 6 de manière connue, par exemple, au moyen de boulons et d'écrous (on montre uniquement l'axe de ceux-ci par une ligne par traits et par points dans la figure 1)»
La cloison de séparation 2 est constituée 15 par une membrane cylindrique en matière flexible dont f une extrémité 7 est attachée au récipient 1 proprement dit par insertion de cette extrémité 7 entre le couvercle 6 et le rebord 5 avec ou sans interposition de bourrages adéquats (non représentés dans la figure) 20 suivant des techniques bien connues dans la branche.
Suivant une variante de réalisation représentée à la figure 3, la fixation de la cloison de séparation 2 au récipient 1 est réalisée en plaçant un anneau rigide 2' (formé d'une seule pièce ou de 25 plusieurs secteurs indépendants) contre la surface ' intérieure du récipient 1 en intercalant l'extrémité 7 de la cloison 2 entre cet anneau rigide 21 et la surface intérieure du récipient 1 et en fixant l'anneau rigide au récipient au moyen de boulons 2".
30 On peut évidemment intercaler encore d'au tres bourrages entre l'anneau rigide 2' et le récipient 1 afin d'améliorer ou d'assurer l'étanchéité.
L'extrémité opposée 8 de la membrane cylindrique est fermée de manière étanche par des moyens 35 connus en soi, de préférence, des moyens mécaniques, j ou à l'aide d'adhésifs, par couture et/ou par agra- ! fage, ou par vulcanisation.
5
La membrane cylindrique susdite a des dimensions de même ordre de grandeur et de préférence, non inférieures aux dimensions internes du récipient 1.
En outre, la membrane cylindrique est montée 5 dans le récipient 1, évidemment quand elle n'est pas affaissée, de manière à être coaxiale au récipient.
Ladite membrane cylindrique est constituée par un tube de matière flexible, comme par exemple, du tissu caoutchouté.
10 La structure de ce tube est représentée à la figure 2. On peut voir dans cette figure, en perspective, un tronçon 9 du tube.
Ce tube est obtenu en enroulant hélicoïdale-. ment au moins une bande 10 de tissu caoutchouté en 15 superposant les bords 11 de chaque spire aux bords de la spire adjacente (ligne discontinue).
Le mélange élastomérique particulier utilisé pour la cloison de séparation 2 peut être un mélange de matière élastomérique quelconque connu en soi 20 pourvu qu'il soit capable de résister aux fluides pour lesquels on prévoit l'utilisation du récipient 1.
Le récipient 1 est muni, en outre, d'au moins une ouverture 12 (voir la figure 1) communiquant avec l'intérieur de la cloison de séparation 2 par où 25 l'on introduit le fluide à emmagasiner dans le réci pient.
Pour faciliter l'écoulement du fluide contenu dans la paroi de séparation 2, on prévoit au moins une autre ouverture 13 pour permettre à un fluide quelcon-30 que se trouvant à l'extérieur du récipient d'y pénétrer quand on désire vider le récipient.
Dans le cas d'un réservoir submergé, ce fluide est l'eau mène qui entoure le récipient.
La présente invention concerne aussi un pro-35 cédé de fabrication d'une cloison de séparation con- h ' forme à l'invention.
16
Dans le concept de réalisation le plus géné- | ral d'un procédé suivant l'invention pour fabriquer I1 une cloison de séparation constituée par une membrane cylindrique telle qu'on l'a décrite précédemment, 5 ledit procédé comprend une première phase dans laquelle ' on forme un tube en enroulant une bande de matière | j! flexible autour d'un mandrin, une deuxième phase au Ü cours de laquelle on applique une pression sur la i surface extérieure du tube formé à la phase précé-10 dente et une troisième phase au cours de laquelle on i vulcanise le tube tout en continuant à appliquer la pression sur la surface extérieure.
Compte tenu des dimensions notables que peuvent avoir les cloisons de séparation conformes à i I 15 la présente invention, il est préférable d'utiliser des mandrins pourvus de moyens capables d'apporter de la chaleur par l'intérieur afin d'éviter l'emploi d'autoclaves·
On donne ci-après un procédé particulier de 20 fabrication d'une cloison de séparation suivant l'in vention.
i
On enroule hélicoïdalement sur un de ces mandrins au moins une bande de tissu caoutchouté non encore vulcanisé afin d'obtenir un tube.
! 25 Chacune des spires de ladite bande enroulée helicoidalement sur le mandrin a ses bords superposes à ceux de la spire adjacente de manière à former une paroi tubulaire continue.
j En outre, dans certains cas, on peut enrouler 30 au moins deux bandes en les superposant l'une à l'autre en faisant en sorte que la trame et la chaîne englobées dans chaque bande soient inclinées de manière connue en soi par rapport à la trame et à la chaîne de l'autre bande en vue d'obtenir un tube plus résistant.
35 La matière élastomérique de la bande ou des 1 diverses bandes est encore, à ce moment, à l'état cru 7 et avant de procéder à sa vulcanisation, il faut appliquer sur ses faces externes une chemise ou un bandage en une matière adéquate (par exemple, un tissu) traitée de manière connue en soi afin qu'elle n'adhère 5 pas à la matière élastomérique qui constitue le tube·
Cette chemise est réalisée pour exercer sur le tube une pression adéquate, en particulier, au cours de la phase de vulcanisation subséquente.
Cette chemise a aussi, de préférence, pour 10 fonction d'isoler le tube thermiquement au cours de ladite phase de vulcanisation subséquente lorsqu'on apporte la chaleur à partir de l'intérieur pour vulcaniser le tube.
Il peut être avantageux d'effectuer la vul-15 canisation en autoclave, mais uniquement dans le cas de tubes ayant des dimensions réduites ; la chemise n'a plus alors le rôle supplémentaire d'isoler le tube thermiquement.
En particulier, lorsqu'on fabrique des tubes 20 de grandes dimensions pour lesquels il n'est pas pos sible d'utiliser un autoclave, il est spécialement avantageux d'employer des rubans constitués d'une matière textile rétrécissable à chaud pour effectuer le chemisage.
25 En fait, sous l'action de la chaleur appor tée de l'intérieur du mandrin, on produit en même . temps la dilatation de la matière élastomérique du tube et la contraction de la chemise formée en une matière rétrécissable à chaud.
30 De cette manière, on exerce dans la zone comprise entre le mandrin et la chemise une pression garantissant une soudure parfaite entre les spires du tissu caoutchouté dans les zones de superposition et la vulcanisation de la matière élastomérique, en évi-35 \ tant la formation de bulles et/ou la porosité.
f - 8
Lorsque la vulcanisation est terminée, on ] détache la chemise et on la fait glisser sur le man- ! drin au moyen de jets d'air comprimé appliqués dans I la zone de séparation entre le tube et le mandrin.
5 Le tube est écrasé à une de ses extrémités ^ afin de mettre les surfaces intérieures du tube en contact, le long d'une ligne.
En utilisant, de préférence, des moyens mécaniques ou des adhésifs et/ou des agrafes métallo liques ou des coutures, on ferme ladite extrémité du tube le long de cette ligne et on la rend étanche.
S A ce moment, si on introduit le tube dans un récipient et si on raccorde l'extrémité ouverte opposée à celle qui est fermée, de l'une des manières i 15 décrites précédemment, à l'intérieur dudit récipient, ! * on obtient une cloison de séparation flexible consti- ! tuée par une membrane cylindrique qui divise le volume i intérieur du récipient en deux parties parfaitement | étanches l'une à l'égard de l'autre, 20 Grâce au procédé décrit ci-dessus pour la fabrication d'une cloison de séparation flexible constituée par une membrane cylindrique, conformément à la j présente invention, on peut aisément constater que l'on j peut obtenir des cloisons de séparation, même des cloi- 25 sons de grandes dimensions aussi bien en diamètre ! * qu'en longueur, vulcanisées en une seule phase.
! On élimine ainsi le risque découlant de rup tures telles qu'elles se produisent dans les cloisons de séparation connues dans lesquelles on effectue des 30 jonctions entre les diverses pièces qui constituent la membrane de la cloison de séparation.
On peut comprendre facilement comment une | cloison de séparation conforme à l'invention permet j d'atteindre les objectifs que l'on s'était assignés.
j 35 En fait, les cloisons de séparation flexi- it / blés constituées par une membrane cylindrique, suivant j 9 l'invention, procurent une barrière supplémentaire (à côté de celle qui est déjà constituée par l'enveloppe du récipient) entre le liquide emmagasiné et le milieu extérieur ambiant.
5 Par conséquent, même si l'enveloppe du réci pient est perforée accidentellement, il ne se produira pas de perte du fluide emmagasiné ni de pollution consécutive du milieu extérieur ambiant.
De plus, comme ces récipients cylindriques 10 peuvent être construits de manière que la cloison de séparation soit attachée au récipient par une extrémité du cylindre plutôt que le long d'un périmètre se trouvant dans un plan de symétrie, comme cela se fait sui-. vant l'état antérieur de la technique, on réduit consi- 15 dérablement - pour des dimensions du récipient égales - les risques de perte dans les zones où la cloison de séparation est raccordée au récipient.
Ceci apparaît clairement quand on compare deux récipients de même volume dont l'un est pourvu 20 d'une membrane de type connu et dont l'autre est pour vu d'une membrane conforme à la présente invention.
En effet, la zone de jonction des deux moitiés des récipients connus s'étend sur un périmètre se trouvant dans un plan de symétrie du récipient, 25 sur une longueur égale à deux fois la longueur du récipient et deux fois le diamètre ou la largeur du , récipient. Au contraire, lorsqu'on utilise une cloi son de séparation suivant l'invention, la longueur de la zone de blocage de la cloison de séparation est 30 seulement égale à la circonférence du cylindre.
Enfin, la forme cylindrique particulière des cloisons de séparation conformes à l'invention pourrait permettre d'exploiter aussi les volumes internes existant dans les colonnes de support des plates-35 formes de forage en haute mer, afin de pouvoir emmaga- * siner dans ces colonnes des quantités importantes de ίο ! fluides sans devoir construire des récipients spécialement destinés à cet effet·
Bien que l'on ait décrit et représenté plusieurs formes de réalisation particulières d'une struc-5 ture flexible pour la séparation de phases à l'inté rieur de récipients destinés au stockage de fluides ainsi qu'un procédé de fabrication, il est bien entendu que toutes les variantes possibles accessibles à un technicien de la branche sont comprises dans la portée 10 de l'invention, » *· i i t j i i i l \ ! t i j
Claims (6)
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1· Cloison de séparation flexible pour un récipient de stockage de fluides, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une membrane cylindrique. 5 2. · Cloison de séparation flexible suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la membrane cylindrique a une extrémité refermée sur elle-même de manière étanche le long d'une ligne tandis que l'extrémité opposée est raccordée de manière étanche au 10 récipient le long de sa propre circonférence.
3. Cloison de séparation flexible suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la membrane cylindrique est constituée par au , moins une bande de matière flexible enroulée en hélice, 15 les bords de chacune des spires étant superposés aux bords de la spire adjacente.
4· Cloison de séparation flexible suivant l’une des revendications 1, 2 ou 3* caractérisée en ce que la membrane cylindrique est coaxiale au récipient. 20 5· Cloison de séparation flexible suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la membrane cylindrique a des dimensions qui ne sont pas inférieures aux dimensions internes du récipient.
6. Procédé de fabrication d'une cloison de ’ séparation flexible constituée par une membrane cylin- . drique caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à : a) former un tube en enroulant sur un man- 30 drin une bande de matière flexible non vulcanisée, b) appliquer une pression sur la surface ‘ extérieure du tube obtenu à la phase a) et c) vulcaniser le tube en continuant à exercer la pression sur sa surface extérieure. 35 . / 4 * ! 12 ί Ι 7· Procédé suivant Ja revendication 6, ca- I ^ ractérisé en ce que la pression sur la surface exté- I rieure du tube à vulcaniser est exercée au moyen d'un bandage.
8. Procédé suivant la revendication 6, ca ractérisé en ce que la pression exercée sur le tube pendant la vulcanisation est la résultante de l'action i de dilatation thermique de la matière élastomérique du tube et de la contraction thermique du ruban qui forme le bandage. / ( ! i i ' i i j l· i i i
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