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TOIT FLOTTANT POUR RESERVOIR.
La présente invention concerne le mécanisme d'étanchéité et de centrage d'un toit flottant destiné à protéger de l'essence ou un liquide analogue.
Il est bien connuequ'un moyen d'éanchéité doit être appliqué à l'espace périphérique autour d'un toit flottant dans le but d'éviter des pertes de vapeur, et que le toit doit être maintenu sensiblement centré, malgré la pression du vent et autres efforts analogues, dans le but d'éviter des dégâts du joint d'étanchéité et des autres parties de l'installation. Il est également connu d'appliquer, au moyen d'une série de leviers appropriés, des forces servant à la fois à réaliser cette étanchéité et ce centrage du toit.
Chacun de ces leviers comporte généralement une extrémité articulée,: sur le toit flottant, une autre extrémité lestée et disposée en-dessom du toit, et une portion intermédiaire agissant sur le joint d'étanchéité, soit directement comme une pince, soit indirectement par l'intermédiaire d'une tringlerie supplémentaire qui peut servir également à supporter le poids du joint d'étanchéité.
Conformément à la présente invention, la portion intermédiaire d'un tel levier agissant comme une pince est incurvée de manière à réaliser une surface oscillante formant came, en contact avec le joint d'étanchéité et absorbant la charge, dans le but de réaliser un bras de levier variable "de charge". La came modifie le bras de levier de charge de telle manière que, quand le toit flottant se rapproche du joint dchéité, le poids uniforme fixé au levier produit une force nette qui augmente plus vite que p roportionnellement à ce déplacement.
De cette manière, le système de contrepoids et de leviers conforme à l'invention produit des effets d'étanchéi-
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té et de centrage supérieurs à ceux pouvant être obtenus avec les anciens leviers à contrepoids ou avec les poussoirs élastiques à ressort bien connus dans la présente technique. Le prix de construction et d'entretien du nouveau dispositif conforme à l'invention est tout au plus égal à celui des anciens leviers à contrepoids et il est considérablement inférieur à celui des anciens poussoirs à ressort.
Toutes ces caractéristiques du nouveau mécanisme conforme à l'invention ainsi que d'autres, seront mieux comprises en lisant la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation préférés.
Sur le dessin annexé : la figure 1 est une coupe transversale partielle d'un toit flottant conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue analogue d'une autre partie du même toit flottant; la figure 3 est un graphique des forces utilisées dans le dispositif conforme à l'invention; la figure 4 est une vue schématique en plan d'un toit flottant utilisant le mécanisme conforme à l'invention; la figure 5 est un schéma d'une bielle de suspension de la figure 2 et représente quelques-unes des forces représentées graphiquement sur la figure 3 ;
la figure 6 est une vue schématique analogue d'un levier-poussoir de la figure 1 et représente d'autres forces dont les variations sont représentées graphiquement sur la figure 3- la figure 7 est une vue analogue dans son ensemble aux figures 1, et 2, mais représente des variantes des leviers-poussoirs et des bielles de suspension.
Si l'on se réfère d'abord aux figures 1 à 6, on y voit un toit flottant F comprenant un pont D et une bordure R et flottant sur un liquide volatil C,-tel que de l'essence, qui est emmagasiné dans le réservoir T.
Le pont D recouvre la surface L du liquide, à l'exception d'un espace périphérique, étroit et annulaire P. Le jeu fourni par cet espace permet une construction légèrement irrégulière et en principe économique du réservoir T et du toit F. Pour éviter les pertes de vapeur, l'espace P est recouvert par un joint d'étanchéité flexible S formé par une bande annulaire de toile caoutchoutée ou d'une substance analogue dont le bord intérieur est fixé à la partie supérieure de la bordure R. Le bord extérieur de ce joint d'étanchéité S est fixé au bord supérieur d'une semelle d'étanchéité SS, qui est en contact avec la paroi intérieure du réservoir T et qui forme une bague annulaire métallique mince, par exemple en acier.
On prévoit une série de leviers-poussoirs rigides 10, qui sont articulés autour de la bordure R du toit flottant F et qui sont espacés le long de la périphérie de cette bordure avec des intervalles compris de préférence entre Om,60 et 1m,50. Chaque levier-poussoir consiste de préférence en une barre d'acier longue, qui a été laminée de manière à lui donner la forme d'un arc de cercle continu à convexité tournée vers l'extérieur.
L'extrémité supérieure de chaque levier-poussoir est connectée par un pivot 11 à la bordure R du toit flottant; ce pivot 11 est soudé transversalement sur le levier 10 et peut tourner dans deux pattes de support 11A soudées sur la bordure R. La fixation et l'orientation de ces pattes 11A sont telles que le levier-poussoir 10 peut pivoter dans un plan sensiblement vertical, et sensiblement radial par rapport au toit flottant. Un contrepoids 12 est fixé à l'extrémité libre de chaque levier-poussoir 10 en dessous du pont D et à l'intérieur du réservoir par rapport à la bordure R.
Chaque levier-poussoir 10 comporte sur toute sa longueur, entre son axe de
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pivotement 11 et son contrepoids 12, une surface 10 C de préférence arron- die en arc de cerlce, dont la convexité est tournée vers l'extérieur et qui est en contact avec la semelle d'étanchéité SS en un point X, dont la position dépend de la largeur de l'espace P. Le levier-poussoir 10 exerce sur la semelle d'étanchéité SS une pression dirigée vers l'extérieur et due au contrepoids 12, qui tend à éloigner le toit flottant de l'enveloppe du réservoir.
Les le viers-poussoirs incurvés sont obtenus très simplement en laminant à froid des barres pleines d'une longueur prédéterminée suivant un rayon prédéterminé. Il est préférable d'adopter un arc d'en- viron 135 pour former les leviers-poussoirs, avec un rayon d'environ
Om,60 dans le cas où l'on désire maintenir la largeur locale de l'espa- ce P entre 7,5 cm et 25 cm.
Cette opération de laminage à froid est plus simple et plus sûre que l'opération utilisée autrefois pour fabriquer certains leviers- poussoirs et consistant à plier une barre à un endroit déterminé et sui- vant un angle aigu déterminé. De même, le levier-poussoir 10 conforme à l'invention est un élément mobile extrêmement simple, économique et sûr, puisqu'il n'est muni que d'un simple axe de pivotement 11.
Des bras de suspension ou bielles de support 20 sont prévus, en plus des leviers-poussoirs 10, pour supporter le poids de l'ensemble
S, SS d'étanchéité. Ces bielles supplémentaires sont réparties tout autour du toit flottant à des intervalles périphériques compris à peu près entre Om,90 et lm,80, et alternent convenablement avec les leviers-pous- soirs 10. Comme on le voit sur la figure 2, chaque bielle de suspension
20 s'étend à partir d'un pivot intérieur et inférieur 21 fixé convenable- ment sur le toit flottant F, et traverse l'espace P pour aboutir à un pivot.extérieur et supérieur 22 fixé à la semelle d'acier SS.
Chaque pi- vot intérieur et inférieur 21 est monté de préférence dans une plaque de support 23 fixée sur un organe coulissant 24; cet organe 24 peut coulisser dans un manchon de guidage vertical 25 fixé sur la face infé- rieure du pont D par un gousset 26. Un ressort de compression 27 entou- rant l'organe coulissant 24 s'appuie, d'une part contre l'extrémité supé- reure du manchon 25 et d'autre part contre la face inférieure de la plaque de support 23, de manière à fournir à la semelle d'étanchéité un sup- port élastique verticalement et à éviter ainsi la déformation de la semelle et la perte partielle d'étanchéité qui pourrait résulter des mouvements de pivotement de la bielle de suspension 20.
Pour diminuer l'interférence des parties 10 et 25 sur un rappro- chement accentué du toit flottant F et de la paroi T du réservoir, dans le cas ou un tel rapprochement est nécessaire, il peut être désirable de dé- couper des échancrures 13 dans les parties marginales extérieures du pont D, à l'extérieur de la bordure Rades emplacements en regard avec les parties
10 et 25 .
Le manchon 25 peut être disposé dans une position voisine de la verticale mais légèrement inclinée par rapport à celle-ci, comme on le voit sur le dessin, afin de réduire la poussée latérale qui tend à se pro- duire par suite de la charge excentrée appliquée aux bielles de suspension
20. Cependant, cette inclinaison des manchons 25 peut subir des modifica- tions. En réalité, il est quelquefois possible de supprimer tout le méca- nisme élastique de coulissement. Dans ce cas, comme on le voit sur la figure 7, les bielles de suspension peuvent être constituées par des barres pleines et rigides qui sont articulées sur des pivots montés rigidement sur le toit flottant F et sur la semelle d'étanchéité SS.
La figure 7 représente également une variante relative aux le- viers-poussoirs 30, qui comprennent chacun dans ce cas, une partie supérieure etincurvée 31, dont la convexité est tournée vers l'extérieur et qui s'étend depuis le voisinage de la bordure R légèrement au delà de la
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semelle d'étanchéité SS, un coude intermédiaire 32, et enfin une partie inférieure 33, rectiligne et plus ou moins horizontale qui s'étend depuis ce coude jusqu'à la région en-dessous du pont D et à l'intérieur de la bordure R, cette dernière partie 33 portant un contrepoids approprié.
Ce levier-poussoir modifié convient principalement dans le cas où le rayon de courbure de la partie supérieure 31 formant came est relativement important: il peut être aussi intéressant quand on veut appliquer la pression d'étanchéité dans des régions prédéterminées du joint. Au contraire, un levierpoussoir se présentant sous la forme d'un arc non brisé età rayon court, comme celui utilisé sur la figure 1, est très satisfaisant dans la plupart des cas : ill'est certainement davantage que le dispositif utilisé jusqu'à présent et consistant à appliquer la pression d'étanchéité avec un bras de levier fixe "de charge".
Ce dernier point apparaîtra plus clairement au cours de la description qui va suivre du fonctionnement du dispositif préféré conforme à l'invention.
Si l'on considère la figure 4, on voit que l'action du vent W a tendance à décentrer le toit flottant par rapport au réservoir. Cette action du vent tend à déranger la disposition la plus efficace du joint d'étanchéité. Elle tend également à détacher les conduites de drainage et à compromettre l'intégrité des autres parties. Il faut par conséquent réagir efficacement contre cette action de décentrage et maintenir principalement l'étanchéité.
Le maintien de l'é+anchéité est réalisé, dans une certaine mesure, par les bielles de suspension 20 seules, mais ces bielles tendent plutôt à décentrer qu'à centrer le toit flottant. Par suite de sa position inclinée, en montant vers l'extérieur, et du poids des parties 20, S et SS, chaque bielle de suspension 20 applique par son pivot supérieur 20 à la semelle d'étanchéité SS une pression P20 dirigée vers l'extérieur avec une réaction appliquée à la bielle elle-même et dirigée vers l'intérieur (figure 5). Une réaction R20 dirigée vers l'intérieur et égale en grandeur à la pression P20 dirigée vers l'extérieur est appliquée au toit flottant par le pivot intérieur 21. Ces pressions P20 et R20 augmentent à peu près proportionnellement à la distance entre le toit flottant et l'enveloppe du réservoir.
Cependant, si l'on veut créer une action de centrage du toit flottant,ces pressions P20 et R20 doivent au contraire augmenter quand cette distance diminue.
Pour rendre ce dernier point plus clair, on se référera de nouveau à la figure 4. Quand le vent agissant dans la direction W pousse le toit flottant F vers les bielles de suspension 20-1 d'un côté du réservoir, ces bielles tournent pour occuper des positions plus voisines de la verticale et produisent ainsi une réduction locale des pressions P20 et R20.
'Les bielles opposées 20-2 produisent un effet composé, puisqu'elles tournent vers des positions plus inclinées par rapport à la verticale. Par conséquent, dès que le vent a déplacé le toit flottant dans la direction W au delà de la position de centrage, les réactions de pression R20 des bielles de suspension 20-1 sont inférieures à celles des bielles de suspension 20-2. Ainsi, les bielles de suspension aident en réalité la pression du vent à décentrer le toit flottant.
Ces effets de décentrage sont contrebalancés par les nouveaux leviers-poussoirs 10 conformes à l'invention de la manière la plus efficace et la plus économique. Quand le toit flottant est décentré, comme on vient de l'expliquer, il en résulte certains décalages dans les positions de ces leviers-poussoirs. Si l'on considère de nouveau la figure 4 on voit que les leviers-poussoirs 10-1 voisins des bielles de suspension 20-1 ont leurs contrepoids soulevés, tandis que leurs points de contact X se rapprochent de leurs axes de pivotement, En mêmte temps, les leviers-poussoirs 10-2 opposés ont leurs contrepoids abaissés et leurs points de contact X
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éloignés de leurs axes de pivotement.
Le soulèvement et l'abaissement des contrepoids qui sont bien connus dans la présente technique, exercent un effet utile pour contrebalan- cer 1-'effet de décentrage. Cet effet est cependant tout au plus approxi- mativement proportionnel au déplacement latéral du toit flottant, puisqu'il provient d'une simple augmentation du bras de levier A-12 du contrepoids d'un levier-poussdir pivotant. Dans le présent mécanisme conforme à l'in- vention cet effet utile est considérablement augmenté, puisque le bras de levier de charge A-P de chaque levier-poussoir est réduit pendant que le bras de levier A12 de son contrepoids est augmenté et vice-versa.
De cette manière, l'augmentation de la réaction de pression R10 produite par chaque levier-poussoir 10 peut varier plus vite que proportionnellement au rappro- chement du toit flottant par rapport à l'enveloppe du réservoir.
En modifiant le profil de la came 10C, on peut faire varier de différentes manières prédéterminées les bras de levier de charge AP.
En pratique, le profil de came en arc de cercle est évidemment le plus simple au point de vue fabrication, et ce profil exerce un effet accentué permettant de contreblancer les forces de décentrage avec efficacité et sûreté, même dans le cas ôù quelques leviers-poussoirs lise gélent" ou deviennent inopérants d'une autre manière pendant un temps prolongé.
Il paraît utile de souligner maintenant le fait que., quand le toit flottant se déplace horizontalement en modifiant le bras de levier
A12 du contrepoids et le bras de levier de charge AF, une certaine fric- tion de glissement peut se produire entre lasurface de came 10C et la se- melle d'étanchéité SS, suivant le type de bielle de suspension (20 ou 40) utilisé. Un frottement de démarrage SF agissant vers le haut ou vers le bas, suivant la direction du mouvement du toit flottant, doit pouvoir être surmonté avant que la position du levier-poussoir 10 ait été réellement modifiée. En pratique, la réalisation de cette condition ne pose pas de problème très sérieux.
Le levier-poussoir 10 peut être en contact avec la semelle d'étanchéité SS sur une surface relativement large, et il répartit alors d'une manière adéquate la charge de frottement.
Les principales réactions de pression réalisées par les leviers
10 et 20 ont été représentées sur la figure 3 pour un toit flottant typique conforme à la présente invention.
La courbe R20 représente les réactions de pression désignées par le même nombre de référence et produites par les bielles de suspension
20 et les contrepoids portés par ces bielles (figure 5).
La courbe R10 représente les réactions de pression désignées par la même référence et produites par les leviers-poussoirs 10, par suite des changements déjà mentionnés plus haut dansleurs bras de leviers de contrepoids et de charge; on a tenu compte également de facteurs fortuits, tels que les variations de la. répartition du poids du levier-poussoir lui- même. La courbe RT représente la somme de R10 et R20. On suppose que le toit flottant est centré à la distance de 16,25 cm de l'enveloppe du réservoir, comme on le voit sur la graphique, et que la pression RT de toutes les combinaisons poussoir-bielle de suspension est légèrement supérieure à 13,5 Kgs, quand le toit est ainsi centré.
Si l'on suppose maintenant que le toit flottant est entraîné d'un côté par la pression du vent, et que la largeur de l'espace P de ce côté est ainsi réduite jusqu'à 8,75 cms au voisinage des bielles de suspension 10-1 et des leviers-poussoirs 20-1, la largeur de l'espace P est augmentée jusqu'à environ 23,75 cms au voisinage des leviers-poussoirs et bielles de suspension opposés 10-2 et 20-2. Aux premiers points mentionnés, le toit flottant est soumis aux forces R10 et aux forces R20 agissant vers l'intérieur, dont la somme dépasse 22,5 Kg, c'est- à-dire a été considérablement augmentée, comme le montre la courbe RT.
Aux points opposés correspondants la courbe RT indiqueune pression opposée inférieure à 11,25 Kg et dirigée vers l'intérieur, c'est-à-dire une pres-
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sion inférieure aux pressions agissant dans la position de centrage et légèrement supérieure seulement aux pressions minima représentées. Ainsi, il existe pour les premiers points mentionnés une force de centrage supérieure à 11,25 kg. Cette force est multipliée par le nombre d'éléments de tringlerie se trouvant effectivement dans la ligne d'action de la pression du vent, et ce nombre dépend des dimensions du réservoir comme l'effet lui-même de la pression du vent.
Cette augmentation plus que proportionnelle de la pression des leviers-poussoirs, du côté opposé au vent, est mise en évidence par la convexité prononcée que présente vers le bas la courbe R10 et par la forme similaire de la courbe RT.
Il résulte de cette nouvelle disposition avantageuse des conditions de pression que le poids total des contrepoids 12, nécessaire pour une semelle d'étanchéité SS un oint d'étanchéité S et un système de bielles 20 déterminés, est considérablement inférieur à celui des anciens toits flottants. Cette caractéristique diminue le poids du mécanisme directement et indirectement.
La présente demande de brevet fait suite à la demande de brevet Ser.N 149.956 déposée aux Etats Unis d'Amérique le 15 Mars 1950 et à la demande Ser.N 200.713 déposée aux Etats Unis d'Amérique le 14 Décembre 1950.
Cette première demande citée en référence décrivait un levier-poussoir analogue à celui de la présente figure 7 ; la deuxième demande de brevet citée en référence décrivait le levier-poussoir analogue à celui de la présente figure 1. Les bras de suspension représentés dans les deux demandes de brevets citées plus haut en référence étaient identiques à ceux représentés sur la figure 7.
REVENDICATIONS.
1. - Toit flottant pour réservoir de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend,en combinaison avec une bordure périphérique et un anneau d'étanchéité supporté par celle-ci, une série de leviers-poussoirs rigides répartis autour de la bordure,chaque levier-poussoir comportant une extrémité supérieure formant pivot et connectée à la bordure de manière que le levier-poussoir puisse osciller dans un plan sensiblement vertical et radial par rapport au toit flottant, une extrémité inférieure lestée par un contrepoids et disposée en-dessous du toit flottant vers l'intérieur du réservoir par rapport au pivot, et une partie intermédiaire formant came qui s'étend depuis le voisinage du pivot sur au moins la plus grande partie du levier-poussoir dans la direction de l'extrémité lestée,
avec une courbure prononcée en arc de cercle, convexe vers l'extérieur et sensiblement uniforme sur la surface extérieure de cette partie intermédiaire jouant le rôle de came, avec un prolongement fortement incliné vers le bas et vers l'extérieur aux voisinages du pivot dans la portion jouant le rôle de came et avec un prolongement s'inclinant vers le bas et vers l'extérieur, jusqu'en un point de contact tangentiel entre la portion jouant le rôle de came et l'anneau d'étanchéité, de sorte que l'emplacement du point de contact est variable verticalement dans une mesure assez importante par comparaison avec le déplacement de 1-'extrémité lestée du levierpoussoir en réponse aux mouvements horizontaux du toit flottant par rapport à l'anneau d'étanchéité.
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FLOATING ROOF FOR RESERVOIR.
The present invention relates to the sealing and centering mechanism of a floating roof for protecting gasoline or the like.
It is well known that a sealing means must be applied to the peripheral space around a floating roof in order to avoid losses of vapor, and that the roof must be kept substantially centered, despite the pressure of the wind. and other similar efforts, in order to avoid damage to the seal and other parts of the installation. It is also known to apply, by means of a series of suitable levers, forces serving both to achieve this sealing and this centering of the roof.
Each of these levers generally has an articulated end: on the floating roof, another ballasted end disposed below the roof, and an intermediate portion acting on the seal, either directly as a clamp, or indirectly through the 'via an additional linkage which can also serve to support the weight of the seal.
In accordance with the present invention, the intermediate portion of such a lever acting as a clamp is curved so as to provide an oscillating surface forming a cam, in contact with the seal and absorbing the load, in order to provide an arm. variable lever "load". The cam modifies the load lever arm in such a way that, as the floating roof approaches the dead seal, the uniform weight attached to the lever produces a net force which increases faster than proportionally with this displacement.
In this way, the system of counterweights and levers according to the invention produces sealing effects.
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tee and centering superior to those obtainable with the old counterbalance levers or with the elastic spring pushers well known in the present art. The cost of construction and maintenance of the new device according to the invention is at most equal to that of the old counterweight levers and it is considerably lower than that of the old spring pushers.
All these characteristics of the new mechanism in accordance with the invention as well as others will be better understood by reading the following description of several preferred embodiments.
In the accompanying drawing: Figure 1 is a partial cross section of a floating roof according to the present invention; Figure 2 is a similar view of another part of the same floating roof; FIG. 3 is a graph of the forces used in the device according to the invention; Figure 4 is a schematic plan view of a floating roof using the mechanism according to the invention; Figure 5 is a schematic of a suspension link of Figure 2 and shows some of the forces shown graphically in Figure 3;
Figure 6 is a similar schematic view of a push lever of Figure 1 and shows other forces, the variations of which are shown graphically in Figure 3- Figure 7 is a view generally similar to Figures 1, and 2, but represents variants of the push levers and suspension rods.
If we first refer to Figures 1 to 6, we see a floating roof F comprising a bridge D and a border R and floating on a volatile liquid C, -such as gasoline, which is stored in the T.
The bridge D covers the surface L of the liquid, with the exception of a peripheral, narrow and annular space P. The clearance provided by this space allows a slightly irregular and in principle economical construction of the tank T and of the roof F. To avoid vapor losses, the space P is covered by a flexible seal S formed by an annular strip of rubberized fabric or a similar substance, the inner edge of which is fixed to the upper part of the edge R. The edge The exterior of this seal S is fixed to the upper edge of a sealing sole SS, which is in contact with the interior wall of the reservoir T and which forms a thin metal annular ring, for example made of steel.
A series of rigid push levers 10 are provided, which are articulated around the edge R of the floating roof F and which are spaced along the periphery of this edge with intervals preferably between Om, 60 and 1m, 50. Each push lever preferably consists of a long steel bar, which has been rolled into the shape of a continuous arc of a circle with a convexity facing outward.
The upper end of each push-lever is connected by a pivot 11 to the edge R of the floating roof; this pivot 11 is welded transversely to the lever 10 and can rotate in two support lugs 11A welded to the edge R. The fixing and orientation of these lugs 11A are such that the push-lever 10 can pivot in a substantially vertical plane , and substantially radial with respect to the floating roof. A counterweight 12 is fixed to the free end of each push-lever 10 below the bridge D and inside the tank relative to the edge R.
Each push-lever 10 has over its entire length, between its axis of
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pivot 11 and its counterweight 12, a surface 10 C preferably rounded in a circular arc, the convexity of which is turned outwards and which is in contact with the sealing sole SS at a point X, whose position depends on the width of the space P. The push-lever 10 exerts on the sealing sole SS a pressure directed towards the outside and due to the counterweight 12, which tends to move the floating roof away from the shell of the tank.
The curved pushers are obtained very simply by cold rolling solid bars of a predetermined length along a predetermined radius. It is preferable to adopt an arc of about 135 to form the push-levers, with a radius of about
Om, 60 in the case where it is desired to maintain the local width of the space P between 7.5 cm and 25 cm.
This cold rolling operation is simpler and safer than the operation formerly used to manufacture certain push levers and consisting in bending a bar at a determined location and following a determined acute angle. Likewise, the push-lever 10 according to the invention is an extremely simple, economical and safe movable element, since it is only provided with a simple pivot pin 11.
Suspension arms or support rods 20 are provided, in addition to the push levers 10, to support the weight of the assembly.
S, SS sealing. These additional connecting rods are distributed all around the floating roof at peripheral intervals comprised approximately between Om, 90 and lm, 80, and suitably alternate with the push-levers 10. As can be seen in FIG. 2, each connecting rod suspension
20 extends from an inner and lower pivot 21 suitably attached to the floating roof F, and passes through the space P to terminate at an outer and upper pivot 22 fixed to the steel sole SS.
Each inner and lower pole 21 is preferably mounted in a support plate 23 fixed to a sliding member 24; this member 24 can slide in a vertical guide sleeve 25 fixed to the lower face of the bridge D by a gusset 26. A compression spring 27 surrounding the sliding member 24 rests, on the one hand against the the upper end of the sleeve 25 and on the other hand against the lower face of the support plate 23, so as to provide the sealing sole with a vertically elastic support and thus to avoid deformation of the sole and the partial loss of seal which could result from the pivoting movements of the suspension rod 20.
To decrease the interference of parts 10 and 25 on an accentuated approximation of the floating roof F and the wall T of the tank, in the event that such approximation is necessary, it may be desirable to cut notches 13 in the tank wall. the outer marginal parts of bridge D, outside the roadstead border, locations opposite the parts
10 and 25.
The sleeve 25 can be arranged in a position close to the vertical but slightly inclined therefrom, as seen in the drawing, in order to reduce the lateral thrust which tends to occur as a result of the eccentric load. applied to suspension rods
20. However, this inclination of the sleeves 25 can be changed. In reality, it is sometimes possible to eliminate the entire elastic sliding mechanism. In this case, as can be seen in FIG. 7, the suspension rods can be constituted by solid and rigid bars which are articulated on pivots rigidly mounted on the floating roof F and on the sealing sole SS.
FIG. 7 also shows a variant relating to the push-levers 30, which in this case each comprise a curved upper part 31, the convexity of which is turned outwards and which extends from the vicinity of the edge R slightly beyond the
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sealing sole SS, an intermediate elbow 32, and finally a lower part 33, rectilinear and more or less horizontal which extends from this elbow to the region below the bridge D and inside the border R, this last part 33 carrying an appropriate counterweight.
This modified push-lever is suitable mainly in the case where the radius of curvature of the upper part 31 forming a cam is relatively large: it can also be advantageous when it is desired to apply the sealing pressure in predetermined regions of the seal. On the contrary, a push lever in the form of an unbroken arc with a short radius, like that used in figure 1, is very satisfactory in most cases: it is certainly more than the device used so far. and applying the sealing pressure with a fixed "load" lever arm.
This last point will appear more clearly during the description which follows of the operation of the preferred device according to the invention.
If we consider Figure 4, we see that the action of the wind W tends to offset the floating roof relative to the reservoir. This action of the wind tends to disturb the most efficient arrangement of the seal. It also tends to loosen drainage lines and compromise the integrity of other parts. It is therefore necessary to react effectively against this decentring action and mainly to maintain the seal.
Maintaining the maturity is achieved, to a certain extent, by the suspension rods 20 alone, but these rods tend to offset rather than center the floating roof. As a result of its inclined position, going up towards the outside, and of the weight of the parts 20, S and SS, each suspension rod 20 applies by its upper pivot 20 to the sealing sole SS a pressure P20 directed towards the outside with a reaction applied to the connecting rod itself and directed inward (figure 5). An R20 reaction directed inward and equal in magnitude to the pressure P20 directed outward is applied to the floating roof by the interior pivot 21. These pressures P20 and R20 increase approximately in proportion to the distance between the floating roof and the tank shell.
However, if we want to create a centering action of the floating roof, these pressures P20 and R20 must on the contrary increase when this distance decreases.
To make this last point clearer, reference will again be made to figure 4. When the wind acting in the direction W pushes the floating roof F towards the suspension rods 20-1 on one side of the tank, these rods rotate for occupy positions closer to the vertical and thus produce a local reduction in the pressures P20 and R20.
The opposing connecting rods 20-2 produce a compound effect, since they rotate to positions more inclined from the vertical. Therefore, as soon as the wind has moved the floating roof in the W direction past the centering position, the pressure reactions R20 of the suspension links 20-1 are lower than those of the suspension links 20-2. So the suspension rods actually help the wind pressure to offset the floating roof.
These off-center effects are counterbalanced by the new push levers 10 according to the invention in the most efficient and economical manner. When the floating roof is off-center, as we have just explained, this results in certain shifts in the positions of these push-levers. If we consider again Figure 4 we see that the push levers 10-1 adjacent to the suspension rods 20-1 have their counterweights raised, while their points of contact X approach their pivot axes. time, the opposing push levers 10-2 have their counterweights lowered and their contact points X
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away from their pivot axes.
The raising and lowering of the counterweights which are well known in the present art have a useful effect in counteracting the off-center effect. This effect is, however, at most approximately proportional to the lateral displacement of the floating roof, since it results from a simple increase of the lever arm A-12 of the counterweight of a pivoting push-lever. In the present mechanism according to the invention this useful effect is considerably increased, since the load lever arm A-P of each push lever is reduced while the lever arm A12 of its counterweight is increased and vice versa.
In this way, the increase in the pressure reaction R10 produced by each push lever 10 can vary faster than proportional to the approach of the floating roof to the shell of the tank.
By modifying the profile of the cam 10C, the load lever arms AP can be varied in various predetermined ways.
In practice, the arcuate cam profile is obviously the simplest from a manufacturing point of view, and this profile exerts an accentuated effect allowing the offset forces to be counterbalanced efficiently and safely, even in the case of a few push-levers. lise freeze "or otherwise become inoperative for an extended period of time.
It seems useful now to underline the fact that., When the floating roof moves horizontally by modifying the lever arm
A12 of the counterweight and the load lever arm AF, some sliding friction may occur between the cam surface 10C and the seal shoe SS, depending on the type of suspension rod (20 or 40) used. . A starting friction SF acting up or down, depending on the direction of movement of the floating roof, must be able to be overcome before the position of the push-lever 10 has actually been changed. In practice, the fulfillment of this condition does not pose a very serious problem.
The push lever 10 may contact the seal sole SS over a relatively large area, and then adequately distributes the frictional load.
The main pressure reactions performed by the levers
10 and 20 have been shown in Figure 3 for a typical floating roof according to the present invention.
The curve R20 represents the pressure reactions designated by the same reference number and produced by the suspension rods
20 and the counterweights carried by these connecting rods (Figure 5).
The curve R10 represents the pressure reactions designated by the same reference and produced by the push levers 10, as a result of the changes already mentioned above in their counterweight and load lever arms; fortuitous factors, such as variations in the. weight distribution of the push lever itself. The RT curve represents the sum of R10 and R20. It is assumed that the floating roof is centered at a distance of 16.25 cm from the tank shell, as seen in the graph, and that the pressure RT of all the pushrod-suspension rod combinations is slightly above 13 , 5 Kgs, when the roof is thus centered.
If we now assume that the floating roof is driven on one side by the pressure of the wind, and that the width of the space P on this side is thus reduced to 8.75 cms in the vicinity of the suspension rods 10-1 and push levers 20-1, the width of the space P is increased to approximately 23.75 cms in the vicinity of the opposed push levers and suspension rods 10-2 and 20-2. At the first mentioned points, the floating roof is subjected to the forces R10 and the forces R20 acting inwards, the sum of which exceeds 22.5 Kg, that is to say has been considerably increased, as shown by the curve RT .
At the corresponding opposite points the RT curve indicates an opposite pressure less than 11.25 Kg and directed inwards, that is to say a pressure.
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pressure lower than the pressures acting in the centering position and only slightly higher than the minimum pressures shown. Thus, for the first points mentioned there is a centering force greater than 11.25 kg. This force is multiplied by the number of linkage elements actually lying in the line of action of the wind pressure, and this number depends on the dimensions of the tank as the effect of the wind pressure itself.
This more than proportional increase in the pressure of the push-levers, on the side opposite to the wind, is evidenced by the pronounced convexity which the curve R10 presents downwards and by the similar shape of the curve RT.
It results from this new advantageous arrangement of the pressure conditions that the total weight of the counterweights 12, necessary for a sealing sole SS, a sealing ring S and a system of connecting rods 20 determined, is considerably lower than that of the old floating roofs. . This characteristic decreases the weight of the mechanism directly and indirectly.
The present patent application follows the patent application Ser.N 149,956 filed in the United States of America on March 15, 1950 and the Ser.N application 200,713 filed in the United States of America on December 14, 1950.
This first application cited by reference described a push-lever similar to that of the present figure 7; the second patent application cited by reference described the push lever analogous to that of the present figure 1. The suspension arms shown in the two patent applications cited above by reference were identical to those shown in figure 7.
CLAIMS.
1. - Floating roof for liquid tank, characterized in that it comprises, in combination with a peripheral edge and a sealing ring supported by the latter, a series of rigid push levers distributed around the edge, each push-lever comprising an upper end forming a pivot and connected to the edge so that the push-lever can oscillate in a plane substantially vertical and radial with respect to the floating roof, a lower end ballasted by a counterweight and disposed below the roof floating inwardly of the tank relative to the pivot, and an intermediate cam portion which extends from the vicinity of the pivot over at least the majority of the push lever in the direction of the weighted end,
with a pronounced arcuate curvature, convex outwardly and substantially uniform on the outer surface of this intermediate part acting as a cam, with an extension strongly inclined downward and outward in the vicinity of the pivot in the portion playing the role of cam and with an extension inclining downwards and outwards, up to a point of tangential contact between the portion playing the role of cam and the sealing ring, so that the The location of the contact point is variable vertically to a fairly large extent compared to the displacement of the weighted end of the push lever in response to horizontal movements of the floating roof relative to the sealing ring.