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EP0796211B1 - Reservoir etanche a volume variable pour le stockage d'un liquide - Google Patents

Reservoir etanche a volume variable pour le stockage d'un liquide Download PDF

Info

Publication number
EP0796211B1
EP0796211B1 EP95941762A EP95941762A EP0796211B1 EP 0796211 B1 EP0796211 B1 EP 0796211B1 EP 95941762 A EP95941762 A EP 95941762A EP 95941762 A EP95941762 A EP 95941762A EP 0796211 B1 EP0796211 B1 EP 0796211B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tank
liquid
floating cover
cover
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95941762A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0796211A1 (fr
Inventor
Lorena Grundrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0796211A1 publication Critical patent/EP0796211A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0796211B1 publication Critical patent/EP0796211B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/34—Large containers having floating covers, e.g. floating roofs or blankets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/22—Safety features
    • B65D90/38—Means for reducing the vapour space or for reducing the formation of vapour within containers

Definitions

  • the present invention relates to a variable volume sealed tank for the storage of a liquid, comprising a lower element, forming an open tank upwards and arranged to contain a variable volume of the liquid to be stored, said first liquid, and an upper element mounted on the lower element so as to ensure tight sealing of the tank and slide vertically when the volume of the first liquid varies, the lower element comprising, around the tank, a sealing jacket extending over the entire height of the tank, open towards the high and containing a second liquid between two peripheral walls, the element upper with a floating cover and a vertical skirt integral with the cover and immersing in the second liquid in the sealing jacket.
  • Such a tank can be intended for the storage and possibly for the transport of all kinds of liquid products, especially those which should be avoided from contact with the atmosphere, for example for reasons of hygiene, conservation, security and environmental protection. This is particularly the case for drinks or other liquid food products such as drinking water, mineral water, milk, or hydrocarbons presenting risks of evaporation, pollution or explosion, or still liquids to be kept away from air to avoid their oxidation, like fruit juice or wine, or to avoid the emission of odors as it is the case with slurry.
  • drinks or other liquid food products such as drinking water, mineral water, milk, or hydrocarbons presenting risks of evaporation, pollution or explosion, or still liquids to be kept away from air to avoid their oxidation, like fruit juice or wine, or to avoid the emission of odors as it is the case with slurry.
  • variable volume tank such as a flexible tank avoids most of these problems but can present other well known difficulties related to materials, stability and durability flexible walls.
  • Patent FR-A-802 831 describes a tank for volatile liquids intended to remove evaporation losses. It includes a bowl and a bell-shaped cover containing air. When filling with liquid, the air is compressed and the bell raises.
  • This reservoir has in particular the disadvantage of containing, in all cases of use, air in the tank, between the liquid to be stored and the cover. This air can then mix with the vapors of the stored liquid. Therefore, no sealing is not guaranteed and the stored liquid may be soiled. On the other hand, a liquid which does not must not be in contact with air cannot be stored in such a tank.
  • Document FR-A-2 385 612 describes a tank for the storage of hydrocarbons at almost constant volume.
  • This tank has around the upper part of the tank a sealing cavity containing water. It also includes a floating roof resting directly on the hydrocarbon and extending beyond the wall of the tank to end with a peripheral part which plunges into the cavity sealing.
  • This tank is at constant volume thanks to an increase in volume of water on which the hydrocarbon rests to compensate for the decrease in volume of hydrocarbon.
  • the floating roof moves very little. Its sliding along the tank is also limited by the length of the heating devices used to thin the hydrocarbon.
  • This reservoir has drawbacks, in particular the mixing the water with the hydrocarbon and the impossibility of completely emptying the tank since it is necessary to maintain a constant volume.
  • US-A-1,823,256 also describes a tank for hydrocarbons with almost constant volume including in its upper part an annular cavity filled with water.
  • the tank also has a floating cover resting on the hydrocarbon and extending by a vertical skirt which plunges into said cavity.
  • This device works thanks to a balance established between hydrocarbon and water which are in contact in the annular cavity. The seal is therefore not respected.
  • the annular cavity being limited in height prevents the floating roof from sliding down and stay in contact with the fluid if the level goes down.
  • the present invention aims to avoid these drawbacks by creating a volume reservoir variable which consists of essentially rigid elements, ensures excellent tightness against the atmosphere and high security against the risks of pollution of the product or the environment and allows, if necessary, to preserve the liquid stored away from contact with air.
  • the invention relates to a reservoir of the kind indicated in the preamble, characterized in that the floating cover rests directly on the first liquid, in that said floating cover has a bottom and a peripheral wall extending upward from this bottom and sealingly connected to an edge upper of the skirt, the height of said peripheral wall and of said skirt being respectively at least equal to the height of the tank, so that said cover floating exactly follows the variation in the level of said first liquid over the entire height of the tank, and in that an intermediate gas is retained captive in the element upper by respective free surfaces of the first and second liquid.
  • the upper element of the tank can go up and down like the bell of a gasometer, but these movements are directly dictated by variations in the level of the first liquid stored in the tank.
  • the upper element the construction of which may be entirely rigid, guarantees a suitable and durable seal against the atmosphere, thanks to its plunging skirt permanence in the second liquid.
  • the presence of a volume of gas buffer intermediate between the free surfaces of the first and second liquid inside the upper element, and which may have a volume substantially constant allows on the one hand to avoid any contact between the two liquids and, on the other hand, avoid contact of the first liquid with air or oxygen, if this gas intermediate is a neutral gas, for example nitrogen.
  • the sealing jacket extends also below the tank so as to completely surround the tank, except towards the high.
  • said peripheral walls comprise a peripheral wall inside, separating the sealing jacket from the inside of the tank, and a wall external device having an upper edge located lower than an upper edge of the inner peripheral wall.
  • the bottom of the floating cover can rest directly on the first liquid.
  • the bottom of the floating cover can be convex down or convex up.
  • these may include at least one pipe passing under the tank and opening into the tank through a bottom thereof.
  • these can comprise at least one pipe mounted on the upper element and opening into the tank through the floating cover.
  • the reservoir shown mainly consists a stationary lower element 1 and an upper element 2 mounted on the element lower so that it can slide vertically along the double arrow A.
  • the two elements 1 and 2 are of rigid construction, preferably metallic. They are preferably cylindrical, but other shapes are possible as is will describe later.
  • the lower element 1 has a slightly waterproof bottom 10 conical, an inner peripheral wall 11 connected to the bottom 10, a wall external device 12 and an annular bottom 13 sealingly connecting the walls 11 and 12.
  • the bottom 10 and the wall 11 together form a cylindrical tank 14 containing a variable volume of a first liquid 15 which is the liquid to be stored in the tank.
  • a first liquid 15 which is the liquid to be stored in the tank.
  • the walls 11 and 12 and the annular bottom 13 define together a narrow annular sealing jacket 16, which does not communicate with the interior of the tank and in which is placed a constant volume of a second liquid 17 serving as sealing liquid.
  • the outer peripheral wall 12 has an edge upper 18 located a little lower than the upper edge 19 of the peripheral wall interior 11, to prevent any risk of accidental spillage of the liquid seal 17 inside the tank 14.
  • the upper element 2 has a cover 20 which closes the major part of the upper opening of the tank 14 and floats on the first liquid 15 contained in this tank.
  • the cover 20 includes a circular bottom 21 and a peripheral wall cylindrical 22.
  • the bottom 21 is convex downwards, for example conical, to avoid to hold gas under it. It can be provided with an inspection hatch 23 closing sealingly a manhole intended for access for maintenance work.
  • the peripheral wall 22 is surrounded externally by a cylindrical skirt 24 to which it is tightly connected by an upper ring 25 which can support a roof 26 (shown diagrammatically) if the tank is used outdoors.
  • the skirt 24 slides inside the jacket 16, where its lower edge 27 is dipped in permanence in the sealing liquid 17, which prevents any passage of gas through a either way between the inside and outside of the tank.
  • Wall 22, ring 25 and the skirt 24 define an annular chamber 28 in which a volume of gas intermediate 29 is retained, this gas being in contact with the upper surface 30 of the first liquid 15 and the upper surface 31 of the second liquid 17 inside the chamber 28.
  • the intermediate gas 29 can for example be air or a neutral gas such as nitrogen. It is preferably at a pressure close to the pressure atmospheric, so that the free surface 32 of the second liquid 17 outside the skirt 24 is substantially at the same level as the surface 31 of this same liquid inside the skirt.
  • Chamber 28 can be connected to a sniffer of decompression 34, making it possible to adjust the pressure of the intermediate gas 29 and capable of be connected to a supply or storage tank for this gas (not shown).
  • Known level detection means can be installed in the sealing jacket 16 for monitoring the levels of surfaces 31 and 32.
  • the liquid to be stored 15 is introduced into the tank 14 and withdrawn from this tank via a pipe 35 connected to the bottom point 36 of the bottom 10 of the tank and provided with a valve 37 or other control means.
  • the upper element 2 moves to the same extent as the upper surface 30 of this liquid, while its skirt 24 slides in the outer jacket 16 where it can be guided by guides such as slides or rollers (not shown). So these organs of guides are protected from the stored liquid 15 and can be lubricated by the liquid sealing 17. The level and volume of the stored liquid 15 are therefore visible directly by the position of the upper element 2.
  • the pressure to be exerted by the stored liquid 15 on the bottom 21 of the cover 20 does not need to be high, given the large surface of the cover.
  • a pressure of less than 10 kPa (0.1 bar) is sufficient, i.e. that the cover 20 sinks slightly say the stored liquid 15, according to the surface and weight of the float cover.
  • An overpressure of the intermediate gas in the annular chamber 28 is not necessary.
  • the upper element 2 has to withstand significant wind forces, it is possible to consider guiding it by sliding in an external structure comprising vertical posts fixed to the outside of the outer wall 12. This structure can then support the possible roof 26. Instead of this structure, we can also consider a central guide post, extending from the bottom of the tank and overlapped by a waterproof protruding part provided in the center of the cover 20.
  • the tank 14 In the position shown in Figure 2, the tank 14 is practically empty and the bottom 21 of the cover can rest on the bottom 10 of corresponding shape of the tank.
  • a mechanical system for closing a flap or valve (not shown) mounted on the pipe 35 in order to stop the flow of the liquid.
  • the sealing jacket 16 also extends under the bottom 10 of the tank, thanks to a second sealed flat bottom 44 located at a small distance below the bottom 10. This results in a double security envelope around the tank. This is especially useful for ensuring the maintenance and checking the tightness between the tank and the environment in the case of storage of polluting liquids, such as hydrocarbons.
  • the second liquid 17 can be a non-polluting liquid, such as water, and a possible leak of the first liquid in the second will be easily detected.
  • the double jacket also offers more water-tightness safe in the opposite direction, between the environment and the inside of the tank. In all the case, it is possible to choose and control at will the composition of the gas intermediate 29 which is in contact with the two liquids.
  • the plan shape of the tank according to the invention can be arbitrary, depending on the special conditions such as its size, the materials used, the space available and whether the tank is buried or not.
  • Figures 5 to 7 show some examples of plan shapes.
  • the circular shape of elements 1 and 2 according to Figure 5 is generally preferred from the construction point of view.
  • the bottom of the cover 20 can be conical, but also curved, faceted or even flat. In the form rectangular shown in Figure 6, the bottom of the cover 20 is preferably pyramidal, as well as in the oval shape with two straight sides in Figure 7.
  • two or more tanks depending on the invention can be juxtaposed and associated as shown in Figure 8, so their sealing sleeves 16 have a common part 16 'between the walls respective interior 11 of the two tanks.
  • the outer shell vertical is formed by an outer wall 12 common to the two tanks, and that sealing liquid is also common to them. This poses no problem of level since the level of the liquid stored in each tank can vary without change the sealant level.
  • Tanks according to the invention can be produced in any size and with any waterproof material, and can be used for all kinds applications, especially those that require a tight separation between the liquid stored and the atmosphere.
  • one application interesting may be that of storing and transporting mineral water to deliver it in bulk to consumers. In countries where regulations prohibit two successive packaging of these waters before retail sale, the use of a tank according to the invention would avoid the high costs of transport and storage of bottled water.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Packging For Living Organisms, Food Or Medicinal Products That Are Sensitive To Environmental Conditiond (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)

Description

La présente invention concerne un réservoir étanche à volume variable pour le stockage d'un liquide, comportant un élément inférieur, formant une cuve ouverte vers le haut et agencée pour contenir un volume variable du liquide à stocker, dit premier liquide, et un élément supérieur monté sur l'élément inférieur de manière à assurer une obturation étanche de la cuve et à coulisser verticalement lorsque le volume du premier liquide varie, l'élément inférieur comportant, autour de la cuve, une chemise d'étanchéité s'étendant sur toute la hauteur de la cuve, ouverte vers le haut et contenant un second liquide entre deux parois périphériques, l'élément supérieur comportant un couvercle flottant et une jupe verticale solidaire du couvercle et plongeant dans le second liquide dans la chemise d'étanchéité.
Un tel réservoir peut être destiné au stockage et éventuellement au transport de toutes sortes de produits liquides, en particulier ceux dont on doit éviter le contact avec l'atmosphère, par exemple pour des raisons d'hygiène, de conservation, de sécurité et de protection de l'environnement. C'est le cas notamment des boissons ou d'autres produits alimentaires liquides tels que l'eau potable, l'eau minérale, le lait, ou des hydrocarbures présentant des risques d'évaporation, de pollution ou d'explosion, ou encore des liquides devant être tenus à l'abri de l'air pour éviter leur oxydation, comme les jus de fruit ou le vin, ou pour éviter l'émission d'odeurs comme c'est le cas avec le lisier.
Dans les cas de ce genre, l'utilisation d'un réservoir à volume constant peut poser des problèmes à cause du volume des gaz qui varie dans le réservoir lorsque le volume du liquide stocké varie. Il est alors nécessaire de traiter spécialement les volumes de gaz entrant ou sortant du réservoir, ou de les stocker séparément s'il s'agit par exemple d'un gaz inerte. L'utilisation d'un réservoir à volume variable tel qu'un réservoir souple permet d'éviter la plupart de ces problèmes, mais peut présenter d'autres difficultés bien connues, liées aux matériaux, à la stabilité et à la durabilité des parois souples.
Le brevet FR-A-802 831 décrit un réservoir pour liquides volatils destiné à supprimer les pertes par évaporation. Il comprend une cuve et un couvercle en forme de cloche renfermant de l'air. Lors d'un remplissage de liquide, l'air est comprimé et la cloche se soulève. Ce réservoir présente notamment l'inconvénient de contenir, dans tous les cas d'utilisation, de l'air dans le réservoir, entre le liquide à stocker et le couvercle. Cet air peut alors se mélanger aux vapeurs du liquide stocké. De ce fait, aucune étanchéité réelle n'est assurée et le liquide stocké peut être souillé. D'autre part, un liquide qui ne doit pas être en contact avec l'air ne pourra pas être stocké dans un tel réservoir.
Le document FR-A-2 385 612 décrit un réservoir pour le stockage d'hydrocarbures à volume quasi-constant. Ce réservoir comporte autour de la partie supérieure de la cuve une cavité d'étanchéité contenant de l'eau. Il comprend également un toit flottant s'appuyant directement sur l'hydrocarbure et se prolongeant au-delà de la paroi du réservoir pour se terminer par une partie périphérique qui plonge dans la cavité d'étanchéité. Ce réservoir est à volume constant grâce à une augmentation du volume d'eau sur lequel repose l'hydrocarbure pour compenser la diminution du volume d'hydrocarbure. Ainsi, le toit flottant bouge très peu. Son coulissement le long du réservoir est d'autre part limité par la longueur des dispositifs de chauffage utilisés pour fluidifier l'hydrocarbure. Ce réservoir présente des inconvénients, notamment le mélange de l'eau avec l'hydrocarbure et l'impossibilité de vider complètement le réservoir puisqu'il faut maintenir un volume constant.
Le brevet US-A-1 823 256 décrit également un réservoir pour hydrocarbures à volume quasi-constant comprenant dans sa partie supérieure une cavité annulaire remplie d'eau. Le réservoir comporte également un couvercle flottant s'appuyant sur l'hydrocarbure et se prolongeant par une jupe verticale qui plonge dans ladite cavité. Ce dispositif fonctionne grâce à un équilibre s'établissant entre l'hydrocarbure et l'eau qui sont en contact dans la cavité annulaire. L'étanchéité n'est donc pas respectée. De plus, la cavité annulaire étant limitée en hauteur empêche le toit flottant de coulisser vers le bas et de rester en contact avec le fluide si le niveau descend. Ce dispositif présente donc les inconvénients de mettre l'eau au contact du fluide stocké et de nécessiter toujours un volume constant.
La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en créant un réservoir à volume variable qui se compose d'éléments essentiellement rigides, assure une excellente étanchéité vis à vis de l'atmosphère et une grande sécurité vis à vis des risques de pollution du produit ou de l'environnement et permet, le cas échéant, de conserver le liquide stocké à l'abri de tout contact avec l'air.
Dans ce but, l'invention concerne un réservoir du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que le couvercle flottant s'appuye directement sur le premier liquide, en ce que ledit couvercle flottant comporte un fond et une paroi périphérique s'étendant vers le haut à partir de ce fond et raccordée de manière étanche à un bord supérieur de la jupe, la hauteur de ladite paroi périphérique et de ladite jupe étant respectivement au moins égale à la hauteur de la cuve, de sorte que ledit couvercle flottant suit exactement la variation du niveau dudit premier liquide sur toute la hauteur de la cuve, et en ce qu'un gaz intermédiaire est retenu captif dans l'élément supérieur par des surfaces libres respectives du premier et du second liquide.
Ainsi, l'élément supérieur du réservoir peut monter et descendre à la manière de la cloche d'un gazomètre, mais ces mouvements sont dictés directement par les variations du niveau du premier liquide stocké dans le réservoir. En même temps, l'élément supérieur, dont la construction peut être entièrement rigide, garantit une étanchéité appropriée et durable vis à vis de l'atmosphère, grâce à sa jupe plongée en permanence dans le second liquide. Enfin, la présence d'un volume de gaz intermédiaire faisant tampon entre les surfaces libres du premier et du second liquide à l'intérieur de l'élément supérieur, et pouvant avoir un volume sensiblement constant, permet d'une part d'éviter tout contact entre les deux liquides et, d'autre part, d'éviter un contact du premier liquide avec l'air ou l'oxygène, si ce gaz intermédiaire est un gaz neutre, par exemple l'azote.
Dans une forme de réalisation spécialement avantageuse lorsque le premier liquide présente un danger de pollution de l'environnement, la chemise d'étanchéité s'étend aussi en dessous de la cuve de façon à entourer complètement la cuve, sauf vers le haut.
De préférence, lesdites parois périphériques comprennent une paroi périphérique intérieure, séparant la chemise d'étanchéité de l'intérieur de la cuve, et une paroi périphérique extérieure ayant un bord supérieur situé plus bas qu'un bord supérieur de la paroi périphérique intérieure.
Le fond du couvercle flottant peut s appuyer directement sur le premier liquide. Le fond du couvercle flottant peut être convexe vers le bas ou convexe vers le haut.
Dans une première forme de réalisation des moyens de remplissage et de vidange de la cuve, ceux-ci peuvent comporter au moins une conduite passant sous le réservoir et débouchant dans la cuve à travers un fond de celle-ci.
Dans une autre forme, ceux-ci peuvent comporter au moins une conduite montée sur l'élément supérieur et débouchant dans la cuve à travers le couvercle flottant.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront dans la description suivante de différents exemples de réalisation, présentés à titre non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'une première forme de réalisation d'un réservoir selon l'invention, lorsque le réservoir est plein,
  • la figure 2 représente le réservoir de la figure 1 lorsqu'il est pratiquement vide,
  • la figure 3 représente une autre variante de la réalisation selon la figure 1,
  • la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 et représente une variante de réservoir à double enveloppe offrant une sécurité accrue,
  • les figures 5 à 7 sont des vues en plan schématiques montrant différentes formes possibles d'un réservoir selon l'invention, et
  • la figure 8 est une vue schématique en coupe verticale de deux réservoirs jumelés.
En référence aux figures 1 et 2, le réservoir représenté se compose principalement d'un élément inférieur stationnaire 1 et d'un élément supérieur 2 monté sur l'élément inférieur de manière à pouvoir coulisser verticalement suivant la double flèche A. Les deux éléments 1 et 2 sont en construction rigide, de préférence métallique. Ils sont de préférence cylindriques, mais d'autres formes sont possibles comme on le décrira plus loin. L'élément inférieur 1 comporte un fond étanche 10 légèrement conique, une paroi périphérique intérieure 11 raccordée au fond 10, une paroi périphérique extérieure 12 et un fond annulaire 13 reliant de manière étanche les parois 11 et 12.
Le fond 10 et la paroi 11 forment ensemble une cuve cylindrique 14 contenant un volume variable d'un premier liquide 15 qui est le liquide à stocker dans le réservoir. Autour de la cuve 14, les parois 11 et 12 et le fond annulaire 13 définissent ensemble une étroite chemise annulaire d'étanchéité 16, qui ne communique pas avec l'intérieur de la cuve et dans laquelle est placé un volume constant d'un second liquide 17 servant de liquide d'étanchéité. La paroi périphérique extérieure 12 a un bord supérieur 18 situé un peu plus bas que le bord supérieur 19 de la paroi périphérique intérieure 11, afin de prévenir tout risque de déversement accidentel du liquide d'étanchéité 17 à l'intérieur de la cuve 14.
L'élément supérieur 2 comporte un couvercle 20 qui obture la majeure partie de l'ouverture supérieure de la cuve 14 et flotte sur le premier liquide 15 contenu dans cette cuve. Le couvercle 20 comprend un fond circulaire 21 et une paroi périphérique cylindrique 22. Le fond 21 est convexe vers le bas, par exemple conique, pour éviter de retenir du gaz sous lui. Il peut être pourvu d'une trappe de visite 23 fermant de manière étanche un trou d'homme destiné à l'accès pour les travaux d'entretien. La paroi périphérique 22 est entourée extérieurement d'une jupe cylindrique 24 à laquelle elle est raccordée de manière étanche par un anneau supérieur 25 qui peut supporter une toiture 26 (représentée schématiquement) si le réservoir est utilisé en plein air. La jupe 24 coulisse à l'intérieur de la chemise 16, où son bord inférieur 27 est plongé en permanence dans le liquide d'étanchéité 17, ce qui interdit tout passage de gaz dans un sens ou dans l'autre entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir. La paroi 22, l'anneau 25 et la jupe 24 définissent une chambre annulaire 28 dans laquelle un volume de gaz intermédiaire 29 est retenu, ce gaz étant en contact avec la surface supérieure 30 du premier liquide 15 et la surface supérieure 31 du second liquide 17 à l'intérieur de la chambre 28. Le gaz intermédiaire 29 peut être par exemple de l'air ou un gaz neutre tel que l'azote. Il est de préférence à une pression voisine de la pression atmosphérique, de sorte que la surface libre 32 du second liquide 17 à l'extérieur de la jupe 24 se trouve sensiblement au même niveau que la surface 31 de ce même liquide à l'intérieur de la jupe. La chambre 28 peut être raccordée à un renifleur de décompression 34, permettant d'ajuster la pression du gaz intermédiaire 29 et pouvant être raccordé à une bâche d'alimentation ou d'accumulation de ce gaz (non représentée). Des moyens connus de détection de niveau peuvent être installés dans la chemise d'étanchéité 16 pour surveiller les niveaux des surfaces 31 et 32.
Dans l'exemple des figures 1 et 2, le liquide à stocker 15 est introduit dans la cuve 14 et soutiré de cette cuve via une conduite 35 raccordée au point bas 36 du fond 10 de la cuve et pourvue d'une vanne 37 ou d'autres moyens de commande. Lorsqu'on augmente ou diminue le volume du liquide stocké 15, l'élément supérieur 2 se déplace dans la même mesure que la surface supérieure 30 de ce liquide, tandis que sa jupe 24 coulisse dans la chemise extérieure 16 où elle peut être guidée par des organes de guidage tels que des glissières ou des galets (non représentés). Ainsi, ces organes de guidage sont à l'abri du liquide stocké 15 et peuvent être lubrifiés par le liquide d'étanchéité 17. Le niveau et le volume du liquide stocké 15 sont donc visibles directement par la position de l'élément supérieur 2. Pour supporter l'élément supérieur 2, la pression à exercer par le liquide stocké 15 sur le fond 21 du couvercle 20 n'a pas besoin d'être élevée, vu la grande surface du couvercle. Dans les grands réservoirs métalliques, une pression inférieure à 10 kPa (0,1 bar) est suffisante, c'est-à-dire que le couvercle 20 s'enfonce légèrement dis le liquide stocké 15, selon la surface et le poids du couvercle flotteur. Une surpression du gaz intermédiaire dans la chambre annulaire 28 n'est pas nécessaire.
Si l'élément supérieur 2 doit supporter d'importants efforts dus au vent, on peut envisager de le guider par coulissement dans une structure extérieure comportant des poteaux verticaux fixés à l'extérieur de la paroi extérieure 12. Cette structure peut alors supporter la toiture éventuelle 26. Au lieu de cette structure, on peut aussi envisager un poteau central de guidage, s'étendant à partir du fond de la cuve et chevauché par une partie protubérante étanche prévue au centre du couvercle 20.
Dans la position représentée à la figure 2, la cuve 14 est pratiquement vide et le fond 21 du couvercle peut s'appuyer sur le fond 10 de forme correspondante de la cuve. Pour les travaux d'entretien, il est possible de vider le réservoir par gravité, de soulever l'élément supérieur 2 par injection d'air comprimé à travers la conduite 35 ou le renifleur 34, puis d'accrocher cet élément 2 au bord supérieur 19 de l'élément inférieur au moyen de verrous appropriés, ce qui permet de relâcher la pression d'air et d'ouvrir la trappe 23 pour accéder dans la cuve.
Lorsque le réservoir est vidé, afin d'éviter la création de vide entre le fond 10 de la cuve et le fond 21 du couvercle, il est prévu un système mécanique (non représenté) pour assurer la fermeture d'un clapet ou vanne (non représenté) monté sur la conduite 35 afin de stopper l'écoulement du liquide. On peut aussi prévoir un dispositif de commande indirecte de fermeture de ce clapet au moyen d'un détecteur de fin de course qui indique le fond de la cuve et commande électriquement la fermeture de la vanne.
Dans l'exemple de la figure 3, le remplissage ou soutirage du liquide par-dessous au moyen de la conduite 35, selon les figures 1 et 2, est remplacé par un remplissage ou pompage du liquide stocké 15 par le haut, au moyen d'une conduite 42 montée sur l'élément supérieur 2 et débouchant dans la cuve à travers le fond 21 du couvercle, qui est convexe vers le haut dans ce cas. Pour le reste, la construction et le fonctionnement du réservoir sont les mêmes que dans l'exemple des figures 1 et 2.
Dans la variante illustrée par la figure 4, la chemise d'étanchéité 16 s'étend aussi sous le fond 10 de la cuve, grâce à un second fond plat étanche 44 situé à une petite distance au-dessous du fond 10. Il en résulte une double enveloppe de sécurité tout autour de la cuve. Cette disposition est spécialement utile pour garantir le maintien et le contrôle de l'étanchéité entre la cuve et l'environnement dans les cas de stockage de liquides polluants, tels que des hydrocarbures. Le second liquide 17 peut être un liquide non polluant, tel que l'eau, et une éventuelle fuite du premier liquide dans le second sera aisément détectée. La double enveloppe offre aussi une étanchéité plus sûre dans le sens inverse, entre l'environnement et l'intérieur de la cuve. Dans tous les cas, il est possible de choisir et de contrôler à volonté la composition du gaz intermédiaire 29 qui est en contact avec les deux liquides.
La forme en plan du réservoir selon l'invention peut être quelconque, selon les conditions particulières telles que sa taille, les matériaux utilisés, la place disponible et le fait que le réservoir est enterré ou non. Les figures 5 à 7 montrent quelques exemples de formes en plan. La forme circulaire des éléments 1 et 2 selon la figure 5 est en général préférée du point de vue de la construction. Le fond du couvercle 20 peut être conique, mais aussi bombé, à facettes ou même plat. Dans la forme rectangulaire représentée à la figure 6, le fond du couvercle 20 est de préférence pyramidal, de même que dans la forme ovale à deux côtés droits de la figure 7.
Dans les cas où ils ont certains côtés droits, deux ou plusieurs réservoirs selon l'invention peuvent être juxtaposés et associés comme le montre la figure 8, de façon que leurs chemises d'étanchéité 16 aient une partie commune 16' entre les parois intérieures respectives 11 des deux réservoirs. Il en résulte que l'enveloppe extérieure verticale est formée par une paroi extérieure 12 commune aux deux réservoirs, et que le liquide d'étanchéité leur est aussi commun. Ceci ne pose pas de problème de niveau puisque le niveau du liquide stocké dans chaque réservoir peut varier sans modifier le niveau du liquide d'étanchéité.
Des réservoirs selon l'invention sont réalisables dans n'importe quelle taille et avec n'importe quels matériaux étanches, et sont utilisables pour toutes sortes d'applications, spécialement celles qui exigent une séparation étanche entre le liquide stocké et l'atmosphère. A part les applications déjà citées au stockage de produits liquides alimentaires, d'hydrocarbures ou de produits chimiques, une application intéressante peut être celle du stockage et du transport d'eau minérale pour la délivrer en vrac aux consommateurs. Dans les pays où la réglementation interdit deux conditionnements successifs de ces eaux avant la vente au détail, l'utilisation d'un réservoir selon l'invention permettrait d'éviter les frais élevés de transport et de stockage de l'eau en bouteilles.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier.

Claims (7)

  1. Réservoir étanche à volume variable pour le stockage d'un liquide, comportant un élément inférieur (1), formant une cuve (14) ouverte vers le haut et agencée pour contenir un volume variable du liquide à stocker, dit premier liquide (15), et un élément supérieur (2) monté sur l'élément inférieur de manière à assurer une obturation étanche de la cuve et à coulisser verticalement lorsque le volume du premier liquide varie, l'élément inférieur (1) comportant, autour de la cuve (14), une chemise d'étanchéité (16) s'étendant sur toute la hauteur de la cuve, ouverte vers le haut et contenant un second liquide (17) entre deux parois périphériques (11, 12), l'élément supérieur (2) comportant un couvercle flottant (20) et une jupe verticale (24) solidaire du couvercle et plongeant dans le second liquide (17) dans la chemise d'étanchéité (16), caractérisé en ce que ledit couvercle flottant s'appuye directement sur le premier liquide, en ce que ledit couvercle flottant (20) comporte un fond (21) et une paroi périphérique (22) s'étendant vers le haut à partir de ce fond et raccordée de manière étanche à un bord supérieur de la jupe (24), la hauteur de ladite paroi périphérique (22) et de ladite jupe (24) étant respectivement au moins égale à la hauteur de la cuve (14), de sorte que ledit couvercle flottant (20) suit exactement la variation du niveau dudit premier liquide (15) sur toute la hauteur de la cuve (14), et en ce qu'un gaz intermédiaire (29) est retenu captif dans l'élément supérieur par des surfaces libres respectives (30, 31) du premier et du second liquide.
  2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chemise d'étanchéité (16) s'étend aussi en dessous de la cuve (14) de façon à entourer complètement la cuve, sauf vers le haut.
  3. Réservoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites parois périphériques comprennent une paroi périphérique intérieure (11), séparant la chemise d'étanchéité (16) de l'intérieur de la cuve (14), et une paroi périphérique extérieure (12) ayant un bord supérieur (18) situé plus bas qu'un bord supérieur (19) de la paroi périphérique intérieure (11).
  4. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (21) du couvercle flottant (20) est convexe vers le bas.
  5. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (21) du couvercle flottant (20) est convexe vers le haut.
  6. Réservoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de remplissage et de vidange de la cuve comportent au moins une conduite (35) passant sous le réservoir et débouchant dans la cuve (14) à travers un fond (10) de celle-ci.
  7. Réservoir selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des moyens de remplissage et de vidange de la cuve comportent au moins une conduite (42) montée sur l'élément supérieur (2) et débouchant dans la cuve (14) à travers le couvercle flottant (20).
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