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Perfectionnements apportes ou relatifs à des toits flottants pour réservoirs d'emmagasinage en' masse et méthode de construc- tion d'un toit flottant.
La présente invention se rapporte à un toit flottant à deux étages ou ponts pour des réservoirs d'emmagasinage . en masse, plus particulièrement pour l'emmagaainage en masse de liquides très volatils, tels que l'essence de pétrole.
Rien que: des constructions à deux étages ou po,nts aient été employées jusqu'à main,tenant pour de petits réservoirs, par exemple pour des tanks ou bâches ayant un diamètre allant jus- qu'à 30 et même 40 pieds, les modèles de toitures à double pont disponibles jusqu'ici n'étaient pas adaptes à l'utili- sation dans des réservoirs plus grands, plus particulièrement dans ceux ayant un diamètre de 100 pieds et plus. Les toits à double pont décrits ici ne conviennent pas seulement pour de grands réservoirs d'un diamètre de 120 pieds ou plus, mais également pour des réservoirs plus petits et ils présentent un certain nombre d'avantages non seulement sur les anciennes constructions à double pont, mais encore sur les,toitures flot- tantes à un pont de toutes dimensions.
Selon la présente invention, le toit flottant perfection- né pour réservoirs d'emmagasinage en masse comprend un flotteur à double pont, ce dernier comprenant une fermeture supérieure et inférieure, en tôle métallique reliées par un rebord droit, la fermeture inférieure s'inclinant vers le haut et vers l'intérieur à partir au rebord.
Dans une forme de la présente invention, le toit flottant perfectionné comprend un flotteur à double pont ayant un certain nombre de sections en forme d'anneau, l'une des sections les plus extérieures étant renforcée et au moins une des sections intérieures n'étant pas renforcée.
La présente invention comprend également. une méthode per- fectionnée de construction du nouveau toit flottant .
Le toit à double pont décrit ici est considérablement plus stable, que le toit à un pont. Il est pratiquement insubmersible en toutes circonstances, fournit un isolement contre la chaleur d.u soleil sur toute la, surface du toit e.t l'assem- blage en est très facile.
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Dans la forme de toit profère, le fond présente une très légère conicité vers le haut et versl'intérieur, vers le centre du pont. Le degré de,cette conicité ne doit être que
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suffisant pour causer un déplacement tel que uans des coxadi- tions normales, le toit flottant sur le liquide auquel il est destiné, le pont inférieur sera en contact avec le liquide.
Four cette raison, il n'est pas prévu d'espace permanent pour le gaz dans la partie conique du pont inférieur. D'un autre côté, si pour une raison quelconque de l'ébullition se pro-
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duis8it, ou si des gaz non condensables étaient emprisonnés au dessous du toit, ils seraient wonàuits par la pente lé- gère du côté inférieur dupont vers un emplacement central et de cette façon ils stabiliseraient la construction.
Parce que le toit est double pont et parce que le centre du dont inférieur est normalement un point qui n'est pas sujet à déplacement, les conduits travers le toit et les évents travers le toit ne doivent pas être munis de soupapes de la façon habituelle. Ceci constitue un avantage particulier dans l'emmagasinage d'essence ou d'autres matières qui @e peuvent pas être mises en contact avec une quantité
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d'efau excessive. ces cas toute ouverture de purge de secours ou toute autre ouverture de purge peut être facilement reliée à un, tuyau flexible ouvert conduisant au fond du, réservoir.
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Diverses formes sont illustrées par 1,s dessins en anne- xe, dans lesquels:
La fig. 1 est une vue en plan du sommet d'un modèle du toit à double pont;
La fig.2 est une élévation en coupe pratiquée suivant la ligne 2-2 de la fig.l;
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La fig.3 est une élévation en coupe fragmentaire du modèle de toit montré dans les figures 1 et @ reposant sur le fond au coursdela construction;
La fig.4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la
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ìg.l, représentant le toit lorsqu'il repose dans sa posi- tion normale la plus rapprochée du fond;
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j,a fig.5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la fig.
1 montrantle toit flottantsousune charge d'eau maximum dans les cas d'extrême nécessité. La fig.5 est déformée in- tentionnellement par l'agrandissement des déviations dans le plan vertical en vue d'illustrer l'adaptation du toit à une charge d'eau dans des conditions d'extrême nécessité ;
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La fig.G est une élévation verticale en coupes zrag- msntaires pratiquées suivant la ligne 4-4 de la fig.l; Les figures 7a et 7b sont des coupes pratiquées sui- vant la ligne '-'7 de la fig.l; La îig.n, e; une coupe pratiquée suivant la ligne c.i-8 de la fig.l; Les ìg.9, ,J,11,lil et H3 sont des élévations en coupe Je variantes de l'invention.
Comme indiqué dano les dessins, un toit flottant 1:L dou- ble pont 20 eoji>=<e#iO un pont supérieur en tôle 21 et un pont inférieur en tôle ;::::. Chacun de ces ponts est construit en plaques de métal, de préférence d'acier, fabriquées d'une ma- nière appropriée etreliées ensemble de préférence par sou- dure. Le pont supérieur 21 sera parfois appelé le sommet ou
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comble de la construction, et le pont ixrarieur :. SCld eiàr- fois appelé le fana de la. construction.
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Comme on le remarquera, le mieux dans la fig.3, le fond 22 est de forme conique. La pente de ce cône est mise en corrélation avec le format du pont, le poids du pont, et la densité du liquide sur lequel le toit doit être employé de telle façon que le centre du fond ait normalement une flottabilité ou déplacement nul. Les déviations par rapport à cette flottabilité normale, auxquelles on peut s'attendre . dans les réservoirs plus petits, par exemple ceux ayant un diamètre de moins de 60 pieds, se situeront de préférence au- tour d'une flottabilité inférieure à zéro au centre - c'est- à-dire de telle façon qu'il n'y ait pas d'espace à gaz per- manent sous le fond du pont.
Le but de ce degré de déclivité est d'avoir les pla- ques du fond du pont normalement mouillées par le liquide.
Si un espa,ce à gaz permanent est laissé sous le pont, la corrosion aura lieu beaucoup plus rapidement quand on em- magasine plusieurs sortes de matières commerciales.
Les experts n'auront aucune difficulté à calculer la pente appropriée. Pour un réservoir de 120 pieds de dia- mètre, dans lequel le toit lui-même aura un diamètre d'en- viron 119 pieds, et un poids normal et pour l'emploi dans un liquide de 45 livres de densité par pied cube, le fond pourra être incliné à 6 pouces à partir du bord extérieur vers le centre. Pour les toits plus petits, la pente est à peu près la même quoique légèrement supérieure. Tour un toit d'en- viron 60 pieds de diamètre, elle devrait être d'environ 8 pieds. :Pour la plupart des grands toits, sur essence, on peut admettre que la pente peut etre de 1'pouce sur 10 pieds de rayon.
Le comble 21 est en pente dans la direction opposée dans le modèle montré dans les fig.l à 5, de sorte-que l'eau sera drainée vers le centre du toit. Le degré de déclivité appliqué est tel qu'il permet un drainage convenable et qu'il fournit Il capacité nécessaire pour la charge d'ea.u imprévue, que l'on désire prévoir. De préférence, la pente pour un réservoir de 120 pieds de diamètre est d'approximativement 15 pouces ou 2 1/2 pouces par 10 pieds de rayon.
Les chiffres donnés tant pour le fond que pour le com- ble sont basés sur la'forme du toit,quand il repose sur le fond du réservoir. Dans les conditions de fonctionnement, il n'y aura normalement que des écarts très légers par rapport à ces conditions, et sous une charge d'eau imprévue, il y aura des déviations notables comme il sera expliqué ci-après, la cons- truction étant conçue de façon à permettre de telles dévia- tions.
L'Un des avantages principaux du toit est l'isolement contre le soleil et pour cette raison l'épaisseur minimum du toit à double pont a son importance. Normalement, on choi- sit de préférence une profondeur minimum d'environ 1b pouces au centre. L'épaisseur au centre, plus les déclivités res- pectives du comble et du fond déterminent la hauteur du rebord 23 qui complète la fermeture à double pont. Des anneaux con- centriques 24 et 25 peuvent également être employés pour di- viser le pont en sections annulaires. Dans le modèle montré dans les, figures 1 à 5 inclusivement, trois rebords sont in- diqués, mais ce nombre peut être modifié en vue de l'adapter aux dimensions et à l'usage du toit flottant considéré.
Le toit est muni d'un trou d'homme ordinaire 26. Il est pourvu également d'un conduit d'écoulement 27 de la,forme usuelle et situé' de préférence au point le plus bas du pont .supérieur.
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Un nombre convenable de conduits d'écoulement de secours sont également prévus. ces conduits sent indiques au centre
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8 et également près de l'anneau 4 en 89.
Le double pont est aussi convenablement renforcé afin de rendre la construction 'pratiquement rigide dans son ensemble.
Comme indique dans les dessins, l'anneau extérieur entre les anneaux 33 et @4 est divisé par descloisons 30 en seg-
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mentis radiaux 31. Le cercle intérieur dans l'anneau z;5 est de la même façon divise par des tirants 02 en segments 3. Le som- met ou comble entier est soutenu par des poutres 34,qui sont
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de préférence intercalées entre les différentes portions ..'an- nenu.
L'un des avantages du modèle préféré du pont est la fa-
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c1lité avec laquelle il peut être construit dans un réservoir classique. Le réservoir d'emmagasinage normal 40 tel qu'il est
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indique uans le est. pourvu d'un fond <11 en pente vers le haut et vers l'intérieur, et @ans le réservoir adopte de
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préférence, il est prévu une déclivité sur ce fond correspon- dant à la déclivité du fond -:3 du pont. Lors 5e l'assemblage du toit flottant, les plaques du fond peuvent être placées dans leur position sur le fond du réservoir et rivées ensemble dans
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cetbe position.
Les anneaux,tirants,poutres et plaques du som- met peuvent alorsêtre assembléspendant que la construction repose encore sur le fond du réservoir.
Ensuite, le toit est lève du fond et des supports ré-
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glables 45 sont intercalés, comme il est indiqué dans la fit.
4. vers supports comprennent des manchons 46, s'étendant a, tra- vers le double pont, des tiges 47 qui sont bridées au fond comme indiqué au 48, et des chevilles 49/'lUi s'étendent a bra- vers des ouvertures du ,nanchon et de la tige. Des tirants o3 sont placés entre des paires de cessupports, comme il est in- diqué dans la fig.l.
Il est à noter que la section centrale 51 entre les an-
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seaux N1 et z5 n'est pas dans le modèle préféré de l'invention, renforcé au moyen à tirants. -Jette crractërir-,ticlue permet la flexion comme il e st montré dans la fiB.5 sous une charge d'eau imprévue ou une autre charge. Dansées conditions normales, toute eau tombant sur le sommet du toit flottant sera drainée par l'ouverture centrale.
Cependant, à de rares occasions, le conduit d'écoulement central peut être obstrué, soit par des glaces soit par des débris ou un autre agent quelconque. 3ien que ces occasions soient rares, le toit doit être conçu de fa-
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çon a pouvoir supporter n'importe quelle charge dans de pweil- les circonstances, eL si le toit était construit avec suffi- sament ùe métal pour être complètement rigide dans 888 c0ndi- L'ions de charge si extraordinaires, il serait considérablement plus lourd que le modèle décrit ici..our cette raison, on a intentionnellement donné Li la section centrale du pont la forme d'un :rz:eru et on nE1il' pas renforcée de sorte, qu'elle est sas- ceptible de fléchir légèrement >nL1s de telles charges d'eau ex'tra ordinaires.
Comme il est représenté dans la fig.5, l'eau 52 s'est accumulée a une profondeur d'environ 1 .pouces jusqu'à un point où elle orra drainée par le conduit d'écoulement de se- cours 29. En même temps, le centredu pont s'est légèrement dé- placé vers le bas, c.à.d. normalement d'environ 5 pouces. Le conduit de secours 28 a normalement un orifice situé b pouces
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plus haut, ou un peu moins, que le conduit ùl,coule-,Ient?9, maie le mouvement du pont ramène ce conduit au même niveau ou légère- ment au-dessous de celui du conduit 29.
La légère flexion dans la section 51 peut être facilitée par pivotement des poutres 53 au point de pivotement 54. Le toit
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n'a. aucune tendance notable à s'infléchir vers le haut ou vers le bas dans des conditions normales. Il n'y a pas de changement appréciable dans les positions relatives du cen- tre du pont et du bord extérieur dans toutes les conditions du plein déplacement, avec le fond du pont entièrement mouillé, au déplacement nul quand. le fond du pont repose complètement sur du gaz sous pression. La, section 51 est, pour cette raison, de structure rigide, excepté dans des conditions de charge d' eau extraordinaire et imprévue, ou d'autres charges similaires sur la partie supérieure du pont.
La construction intérieure du toit à double pont est le mieux montrée dans les figures 6 à 8 incluse. La figure 6 est prise le long de la lignequi montre les tirants bO et 32, qui renforcent ou entretoisent les sections extérieures et inté- rieures du toit. Elle illustre également la méthode.de montage des poutres 53 et des pivots 54 sur lesquelles elles reposent.
La fig. 7a est prise à travers d'une cloison 30; la fig.
7b est prise à travers les tirants de la section centrale ; dis que la fig.8 est prise pour rnontrer les poutres 34.
Comme il est montré dans les figures 1 et 2, un évent d'air à soupape 60 est prévu près du centre du pont. Un évent
61 supplémentaire peut etre placé au bord intérieur de la sec- tion extérieure, si on le désire, en sorte que l'air peut s'échapper, quand le toit est dans la position montrée dans la figure 5. Quand le toit est mis à flot sur le réservoir pour la première fois, la soupape d'air 60 est ouverte et tout l'air qui se trouve sous le pont peut s'échapper. La soupape peut alors être fermée. Cette opération peut être répétée chaque fois que le toit est mis à flot après que le réservoir a.été vidé, '
On peut faire fonctionner le toit comme un toit d'élé- vateur flottant en maintenant la soupape fermée après que le toit a été mis à flot.
Tout ébullition qui a lieu sous le toit, ou tout gaz permanent entraîné dans le produit qui y est pompé, s'amasse au centre et le toit se lèvera, supporté partiellement par déplacement du liquide et partiellement par du gaz. Si la quantité de gaz est suffisante, le toit peut être supporté en- tièrement par du gaz. La nuit les vapeurs peuvent' se reconden- ser soit en partie soit en totalité réduisant ainsi la perte par évaporation.
Il est à noter aussi que dans la forme de l'invention montrée, dans les figures 1 à 8 inclus, une charge de pluie dif- férente sera supportée, selon que le toit'est flottant ou repo- se sur les supports du fond. En tant que les supports et le toit peuvent supporter une charge de pluie plus grande lorsque le toit est flottante que lorsqu'il repose sur les supports, la construc- tion décrite ici présente une valeur particulière à ce point de vue. Par exemple, sur un toit d'un réservoir de 120 pieds, une construction comme décrite dans les fig.1 à 8 incluse, est con- -que en vue de résister à une chute de pluie de 1 1/2 pouces, le conduit d'écoulement étant obstrué et le réservoir reposant sur les supports du fond.
Des quantités de pluie.plus grandes que celle-ci seront drainées par les conduits de secours. Lorsque le toit repose sur le fond, le conduit d'écoulement du cen'tre est plus haut,que les conduits de secours extérieures et pour cette raison ne fonctionnera, pas. Le poids total de l'eau est ainsi limité à une quantité prédéterminée pour laquelle les sup- ports sont conçus.
Lorsqu'il est flottant, toutefois, le toit recueillera la pluie d'environ 2 3/2 pouces de chute de pluie avant que l'eau commence à être drainée parole conduit de secours du centre,
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lequel a été abaissé car rapportaux autres par la flexion du toit.
Dans la construction montrée dans la fig.9, le toit flottant comprend un fond 22a incliné de la même manière que ceux montras dans les fig. 1 et 8 incluse. Le sommet 21 a, ce- pendant, est en déclivité vers le bas et vers l'interieur à par- tir du bord, de sorte qu'il fournit une section inclinée vers l'intérieur 70, et rte est en déclivité vers le bas et vers l'ex- térieur à partir du centre pour fournir une section en pente vers l'extérieur 71. Le drainage d'eau se fait ainsi' vers une portion annulaire ayant son point le plus bas dans l'anneau 72, zone dans laquelle se trouve un conduit d'écoulement.
Dans le modèle montré dans la fig.10, le fond 22 b est inclinê vers le haut et vers l'intérieur à partir du bord et présente une section à face montante 80, mais présente également une pente vers le haut et vers l'extérieur à partir du centre, ayant ainsi une section à face montante 81. Le gaz est ainsi rassemblé dans une portion annulaire ayant son sommet en 82.
Dans ce modèle de toit, la pente est telle,qu'elle fournit un point de déplacement nul en 82. Dans le modèle montré ici, le pont supérieur 21 b présente une inclination vers le haut et vers l'intérieur à partir des bords/avec une section à face mon- tante 85 ayant un sommet en 86, et est ensuite muni d'une bec- tion circulaire en pente vers lebas et vers l'intérieur à par- tir de 86 versle centre du pont pour former une section 87 concave vers le haut.
Dans ce modèle, le drainage de l'eau se produit vers le centre et vers le bord. Un cirduit 88 peut être aménage en sorte qu'il mène du centre à un raccord 89 au bord. Ce modèle de conduit d'écoulement est le conduit le plus court des différents modèles montrés. Ce modèle est muni, au bord, d'une bride verti- cale pour le déplacement additionnel et également pour recueil- lir l'eau coulantvers le bord.
Le modèle montré dans la figure 11 a un fond 22 @ sem- blable à celui montré dans les figures 1 à 8 incluse et la par- tie supérieure 21c, qui est à peu près parallèle au fond. cela procure un avantage dans l'entretoisement, en ce sens que tous les tirants peuvent être faits identiques. Dans ce modèle, un re- bord bridé 90 est prévu pour le déplacement additionnel et aussi pour recueillir l'eau coulant vers le bord.
Dans le modèle montré dans la fig.12, le fond 22e et la partie supérieure 21 d ont une pente semblable à celle des mo- dèles montrés dans les figures 1 à 8 incluse. Le toit flottant dans cette figure est, toutefois, entretois par l'anneau 91 qui le divise en deux sections à distinguer des trois sections dans les figures 1 à 8 incluse. la figure 13 représente un modèle dans lequel le fond 22e a la même forme que celle montrée dans la figure 10, tandis que la pente 2Ie a à peu près lamême forme que celle montréedans la figure 9. Il est à noter, toutefois, que la section extérieure à face montante 70a est un peu plus large; que dans lemodèle montré dans la figure 9.
Tour n'importe lequel des modèles, un rebord pendant peut être employé, si on le désire, pour augmenter la capacité de va- peur .
La description détaillée.qui précède a été donnée uniquement pour la clarté de l'explication et ne doit prêter à aucune limitation qu'elle n'implique pas.