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Toit flottant à pontons pour r';3ervoirs d,lemaugasinage de liquides.
La'présente invention'se rapporte à un 'toit flottant pour réservoirs du type général comportant ou constitué par un .ponton central rigide, un ponton annulaire rigide, et un élément de recouvrement disposé à la manière d'un pont au-dessus de l'intervalle entre ce ponton,central et ce ponton annulair'e, et ':construit ou disposé de manière telle que'l'eau de pluie qui tombe sur cet élément de recouvrement ou qui ruisselle sur cet . élément depuis les faces supérieures de ce ponton' central et 'de ce ponton'annulaire s'écoule vers un ou plusieurs orifices de sortie qui l'évacué de la face supérieure de cet élément de recouvrement.
L'un des buts de l'invention est de réaliser un toit flot- tant pour.réservoir, . ' du type général sus-désigné, dont les ':pontons et l'élément de recouvrement soient de construction et @ ./de disposition telles que toute la surface de la face inférieure
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du toit soit maintenue of fecti ver:
1el"lt l'état l1l1G1iclo par le liquide nur lequel flotte le toit! on éliminant ainsi la. corrosion rapide ou excessive du toit qui estdue à l'accumu- lation d'air ou de va.peur entre la face inférieure du toit et la surface du liquide qui supporte ce toit lorsque ce liquide de support est constitué par un produit acide ou une huile fortement corrosive.'
Un autre but de l'invention est d'améliorer et d'a.c- croître les caractéristiques et qualités du dispositif d'écoule- ment des eaux de l'élément de recouvrement du toit flottant du type généra.l sus-désigné.
Un autre but encore de l'invention est d'atteindre les résulta,ts particulièrement désirables désignés ci-dessus, sans augmenter lé prix de revient du toit, ou sans compliquer sa fabrication et son établissement. D'autres buts et particularités désirables de l'invention apparaîtront par la suite.
A cet effet, il a. été imaginé un toit flottant qui se distingue des toits décrits dans les publications antérieures par les particularités suivantes :
1 - L'élément de recouvrement du toit est fixé au ponton périphérique en un point très voisin de l'extrémité inférieure de ce ponton, a.u lieu de l'être en un point voisin de l'extrémité supérieure du ponton périphérique, éliminant ainsi un intervalle relativement haut et vaste pour la. vapeur sur la face inférieure du toit, a.u voisina.ge du bord interne du ponton périphérique, et assurant ainsi le maintien à l'état humide, par contact a. vec le liquide sur lequel flotte le toit, de la fa.ce inférieure de lélé- ment de recouvrement au point où celui-ci rejoint le ponton
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-'périphérique, son lavage constant par ce liquide ou son bar- botage.
2 - Le ponton central est construit dè manière telle, et . est combiné avec l'élément de recouvrement ou.'fixé sur cet élément d'une manière telle que, lorsque le toit flotte nor- ,malement, ce ponton central exerce une certaine charge- ou force dirigée vers le bas sur l'élément de recouvrement, ce qui fait. descendre le bord interne ,de cet élément au-dessous de-la surface du liquide sur lequel flotte le toit, et main- tient ainsi cet élément de recouvrement dans une position inclinée vers le bas, suivant un angle suffisant pour assurer une évacuation certaine et rapide des eaux tombant sur cet élément de recouvrement.
En outre, comme le ponton central déplace le bord interne de l'élément de recouvrement en-des- sous du niveau normal du liquide supportant le toit, il n'y a aucune possibilité d'accumulation d'air ou de vapeur pouvant être une cause de corrosion sur la-face,inférieure du toit à l'endroit où. l'élément de-recouvrement se réunit au ponton central. Dans le toit décrit, le bord interne ;de l'élément de recouvrement,au point où il se raccorde au ponton central, est maintenu normalement incliné vers le haut, et hors'de contact avec le liquide sur lequel flotte le toit.
3 - Le ponton central comporte un. fond qui a une forme générale telle que la majeure partie de sa surface soit dis- posée dans un plan horizontal plus élevé que le bord inférieur du rebord périphérique du ponton central. Le but poursuivi lors de cette construction du fond du ponton central est l'ob- .tention, pour ce ponton, de deux fonctions, à savoir: a) Réaliser' un dispositif pesant, ou de charge, qui déplace vers le bas le bord interne de l'élément de recouvre-
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ment du toit, au-dessous du niveau du liquide de support, lorque le toit flotte normalement sans charge supplémentaire d'ea.u ou de neige. b) Former un dispositif assurant la, flottabilité à cet élé- ment de recouvrement lorsque le toit supporte une charge d'eau ou de neige.
De préférence, la forme du fond du ponton central est telle que l'air enfermé sur la. face inférieure de ce ponton soit dirigé vers un conduit de ventila. tion prévu dans ce ponton, et par lequel l'air puisse s'échapper dans l'atmosphère.
Dans un toit connu de ce type,' le fond du ponton central est incliné vers le bas, depuis sa. périphérie vers son centre ou, en d'autres termes, a sensiblement la forme d'un cône renversé, de manière à augmenter la. flottabilité ou force as- censionnelle de ce ponton central.
Ce ponton exerce ainsi une force dirigée vers le haut sur l'élément de recouvrement, et maintient normalement le bord interne de cet élément de recou- vrement fixé sur le ponton central hors de contact avec le li- quide du réservoir,, créant ainsi un intervalle pour la va.peur sur la face inférieure du toit, dans la zone dans laquelle cet @ élément de recouvrement se raccorde avec le ponton central.
Il n'est pas indispensable que le fond du ponton central a.it en coupe la forme représentée sur les dessins. La caracté- ristique importante est que ce fond soit disposé de manière telle ou ait une forme telle que, normalement, lorsqu'aucune cha.rge d'eau ou de neige ne s'exerce sur le toit, le ponton central ne donne pratiquement aucune flottabilité à l'élément de recouvrement du toit, jusqu'à ce que le rebord périphérique de ce ponton ait enfoncé le bord interne de l'élément de recou-
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vrement d'une quantité i é 1 11. ulin é.e a 1 ' é.v;
ii c c , mais exerce a,u
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contraire sur cet élément de recouvrement une force ou charge dirigée vers le .bas qui le maintient dans une condition d'éva- cuation satisfaisante et, lorsqu'une'charge d'eau ou de neige s'exerce sur le toit, déplaçant ainsi vers le bas .Le ponton central, celui-ci se transforme automatiquement en un organe ,de flottabilité de l'élément de recouvrement, en l'aidant à 'supporter cette charge additionnelle appliquée sur le toit.
Le mode de construction préférable du ponton central est de recour- ber brusquement le fond.de ce ponton vers le haut juste à l'in- tériedr du rebord disposé, sur le bord périphérique de ce ponton, .la majeure partie du fond étant ainsi disposée dans un plan horizontal plus élevé que le bord inférieur du'rebord péri- phérique de ce ponton central. Le fond de ce dernier pourrait encore aller en remontant du bord inférieur du rebord périphé- rique vers le centre du ponton.
Lorsque le fond -du ponton cen- tral à cette forme, ïl ne peut se former d'intervalle d'accumu- lation de vapeur entre le fond de ce ponton et le liquide de . support, et le ponton ne fournira, normalement aucune flottabi- lité, mais dès que le toit est soumis à une charge suffisante pour faire descendre le rebord du ponton central d'une cer- taine 'distance dans le liquide, ce ponton prend aussitôt sa flottabilité totale.
Lorsque le, toit flotte normalement, sans charge additionnelle, la partie horizontale du fond du ponton . , , @ . central est submergée légèrement dans le liquide de support, ,par exemple de 12 mm. Ceci assure l'éliminationd'un intervalle d'air,. et assure également que, le ponton central a,ura sa flotta- bilité totale au moment où une charge d'eau agira au voisinage de son rebord périphérique.
Dans le dessin annexé ;- .
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La fig. 1 'est une vue. partielle en coupe verticale d'un toit flottant de réservoir selon la présente invention, montrart le toit à la. fin de son installation, le toit ayant un diamètre d'environ 40 mètres, et étant formé de plaques d'a.cier de 4,5 mm d'épaisseur.
La. fig. 2 est une vue analogue, montrant la position normale du toit lorsqu'il flotte sur une nappe d' huile, sans cha.rge d'eau ou de neige.
La. fig. 3 montre le toit flottant sur une nappe d'huile et supportant une charge d'eau.
A désigne le ponton central du toit, B le ponton péri- phérique, C l'élément de recouvrement, D la, paroi latérale du réservoir, et X le liquide du réservoir sur lequel flotte le toit. Le ponton périphérique rigide est de forme annulaire et constitue la partie périphérique du toit. Le ponton central est également rigide, et de forme circulaire.,L'élément de recou- vrement du toit est flexible. Les faces ou parties supérieures de ces pontons sont, de préférence, de forme telle qu'elles déversent l'eau de pluie sur l'élément de recouvrement C du toit.
Comme représenté, le ponton central est muni de poutres inter- nes, de toute construction désirée, dont sont rendus solidaires la face supérieure et le'fond du ponton central.
Le bord externe de l'élément de recouvrement C est fixé sur le rebord interne 1 du ponton périphérique B, suffisamment près du fond de ce ponton pour que la face inférieure de cet élément de recouvrement, au point où il se fixe sur ce ponton périphérique, soit maintenue, humide par le liquide! supportant le toit, même lorsque ce toit flotte normalement sans charge additionnelle d'eau, comme cela est représenté sur la fig. 2.
En règle générale, l'élément de recouvrement sera.fixé au pon- .
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ton périphérique B au niveau du liquide de support X, ou environ
2 cm 5 au-dessus de la.surface de ce liquide. Le bord interne .de l'élément de recouvrement C est fixé' sur le ponton central
A au bord inférieur extrême du rebord 2 'quiconstitue la partie périphérique de ce ponton. Le fond 3 du ponton central est d'une forme telle que sa partie centrale soit disposée dans un plan horizontal plus élevé que le bord périphérique de ce fond, qui est fixé sur le bord inférieur du rebord 2 du ponton central.
Comme cela a déjà été expliqué, la section du fond 3 ,du ponton central peut être modifiée, sans pour. cela sortir du cadre de l'invention, mais ce fond va ordinairement, soit remon- ter légèrement du bord périphérique vers le centre du ponton central.A, soit être brusquement replié'vers le haut en 4, juste à l'intérieur .du. rebord 2 de ce ponton, et il est horizontal ou sensiblement parallèle à la surfacé du liquide X au centre du ,ponton, où un conduit de ventilation 5.s'élève verticalement à travers le centre de ce ponton.
Au moins un conduit d'écoulement principal 6, de tout type désiré,,' est disposé dans l'élément de recouvrement C, de préférence au voisinage immédiat du rebord
2 du ponton central, de manière à évacuer l'eau du bac d'accu- mulation formé par le rebord 2 et l'élément de recouvrement C incliné vers le bas. Un certain nombre de conduits d'écoulement auxiliaires ou de secours 7, de tout type désiré, sont disposés dans l'élément de recouvrement- de¯ préférenceau voisinage . immédiat du rebord,interne 1 du ponton périphérique B.
Si ces conduits d'écoulement de secours sont du type à siphon renversé, des conduits d'échappement d'air'(non représentés) sont dis- posés de préférence dans l'élément de recouvrement 0 au voisi- nage du point où cet élément de recouvrement est fixé sur le
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ponton périphérique B, de manière à assurer l'évacuation de l'air qui pourrait se trouver enfermé sons la fa.ce inférieure 'du toit, au voisinage du ponton périphérique. Sur le dessin, le chiffre de référence 8 désigne les poutres internes ou les organes formant l'armature du ponton central, et dont sont rendus soli- daires la fa.ce supérieure et le fond de. ce ponton.
Dans le toit représenté sur le dessin, la partie supé- rieure du ponton central couvre environ 25 % de la surface totale du toit, la. partie supérieure du ponton périphérique forme environ 25 % de cette surface totale, et l'élément de recouvre- ment en représente environ 50%. Le toit est monté à l'intérieur du réservoir D et, pendant ce montage, les pontons centra.l et périphérique sont supportés par des bâtis de support de hauteur telle que l'élément de recouvrement C soit dans une position horizontale ou de niveau (comme montré en fige 1) lorsque les plaques qui constituent cet élément de recouvrement sont soudées ou réunies. Comme cela a.
déjà été établi, le fond du ponton central est incliné ou replié suffisamment vers le haut, depuis le rebord 2 vers le centre de ce ponton, pour diminuer la flotta- bilité du ponton A et concentrer la charge effective sur le rebord 2 de ce ponton, afin de dépla.cer vers le ba.s le bord interne de cet élément de recouvrement C en maintenant cet élément de recouvrement dans une position inclinée telle que, lorsque le toit flotte, il assure l'écoulement rapide vers le rebord 2 du ponton central A.
En disposa.nt l'élément de recouvrement C de niveau lorsque les plaques méta.lliques le constituant sont as- semblées et fixées sur les pontons A et B, le rebord 2 du ponton centra.l A peut s'affa.isser de plusieurs centimètres en-dessous de ce niveau sans imposer une charge sensible au ponton péri- phérique B lorsque le toit flotte norma.lement.
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Une fois le montage du toit terminé, on amène par pompage du liquide dans le réservoir D. Lorsque le liquide coule dans le,réservoir, il rencontre d'abord le fond du ponton périphé- rique B et, lorsque le niveau du liquide s'élève, ce ponton B commence à se déplacer, vers le ha,ut, tout l'a.ir qui se trouve contre la face inférieure du toit étant expulsé par le conduit de ventilation 5 du centre du ponton A. Lorsque le liquide con- tinue'de pénétrer dans le réservoir le ponton périphérique B
S'élève progressivement, mais le ponton central A demeure au repos sur son bâti de support, jusqu'au moment où le ponton pé- riphérique s'est élevé de-plusieurs centimètres.
Ceci-signifie que le bord inférie'ur du rebord 2 du ponton centra,l est submergé de plusieurs.centimètres en-dessous de la surface du liquide sup- portant le toit avant que le ponton central ne commence à flot- . ter.
Des essais ont permis de déterminer que, dans un toit ayant approximativement les dimensions indiquées ci-dessus, le ponton' périphérique s'élèvera environ de 20 cm avant que le ponton central ne commence à flotter et que, lorsque le toit flotte normalement (comme montré en fig, 2) le bord inférieur du .rebord 2 du ponton central sera environ 17 cm en-dessous de la surface du liquide supportant le toit. La charge ou force diri- gée vers le bas qui est exercée par le rebord du ponton central sur le bord interne de l'élément de recouvrement C infléchit cet élément de recouvrement d'une profondeur plus grande que la ' profondeur à laquelle cet élément de recouvrement s'infléchirait par son propre poids. Par suite, la surface' incurvée de l'élé- ment de recouvrement assure presque entièrement le support du ' ponton central A.
L'équilibre du ponton central est assuré par le liquide déplacé par le fond de ce ponton central. Il est
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désirable que cette dernière flottabilité soit la plus fa.ible que possible, tout en s'assurant le fond 5 du ponton central soit submergé dans le liquide de support X du toit, ou au voisinage immédiat de ce liquide. On voit d'après ce qui précède'que, dans le toit perfectionné représenté lors du pompage du liquide dans le réservoir pour le remplissage 'de ce dernier, l'élément de recouvrement C est incliné vers, le bas depuis le ponton péri- phérique B, sous l'effet de son propre poids.
Lorsque cet élé- ment de recouvrement s'enfonce progressivement dans le liquide il vers le centre du toit'finit par flotter et, à partir de ce moment, il va se trouver dans une position horizontale s'il ne l'était déjà parce que le ponton central A était conformé de manière à concentrer une certaine charge sur le bord interne de l'élément de recouvrement. C. Cette charge concentrée inflé- chit cet élément de recouvrement en-dessous de sa submersion normale, suivant une courbe prononcée, comme représenté en fig. 2.
Les conditions d'écoulement de cet élément de recouvre- ment sont satisfaisantes, car les plissements des plaques dont il est construit sont supprimés par l'affaissement ou la trac- tien vers le ba.s exercée sur le bord interne de cet élément de recouvrement par le rebord 2 du ponton central. Ainsi, sur la moitié environ de la distance entre le rebord interne 1 du ponton périphérique B et le rebord 2 du ponton central A, le liquide X du réservoir exerce une poussée vers le haut sur l'élément de recouvrement C avec une force plus grande que le poids des plaques dont est construit cet élément, tendant ainsi à supprimer et à égaliser tout plissement de ces plaques.
Les caractéristiques d'écoulement du toit perfectionné selon l'invention sont exceptionnement élevées, car le toit est
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'constitue par une surface continuellement inclinée qui conduit l'eau de pluie à un bac d'accumulation annulaire muni d'un con- duit d'écoulement.
Par suite du fait que la face inférieure du toit est entièrement submergée dans le liquide de supportou. si proche.de ce liquide qu'elle est continuellement lavée ou écla,- boussée par lui, le toit ne peut se corroder rapidement ou de façon excessive lorsqu'il est utilisé dans un réservoir dans lequel est emmagasiné de l'huile acide, L'élément de recouvre- ment ne formant que la moitié de la surface entière du toit, la charge d'eau sur ce toit s'élève en moyenne à un niveau plus élevé que celui auquel le toit est submergé. Ceci est avanta- geux, car cette particularité permet l'utilisation de siphons peu profonds et renversés pour les conduits d'écoulement auxi- liaires ou de secours 7.