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La présente invention concerne les réservoirs pour l'emmagasinage des gaz et vise plus particulièrement des perfectionnements aux réservoirs, du type dans lesquels le gaz est conservé sous pression sous un piston mobile verticalement à l'intérieur du réservoir. la. caractéristique de ces réservoirs est que l'on peut utiliser le mouvement du piston pour modifier le volume de l'espace du réservoir contenant le gaz afin de maintenir celui-ci sous une pression sensiblement constante.
D'une manière générale, on peut
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utiliser individuellement de teis réservoirs pour l'emmagasinage de gaz ,ou encore, relier une série de ces réservoirs à une autre série de réservoirs contenant des liquides volatils, le raccordement étant fait de sorte que les vapeurs des liquides sont reçues et conservées dans les réservoirs à gaz ce qui évite les pertes de vapeur provoquées par la dilatation due à la chaleur ou à toute autre cause .
On peut également utiliser ces réservoirs à gaz eux-mêmes, sous réserve de quelques modifications , pour conserver du liquide volatil. Dans ce cas, les vapeurs des liquides sont recueillies dans l'espace situé au-dessus du liquide et au-dessous du piston, le piston étant soumis à la pression des vapeurs gazeuses, ou actionné par tout autre moyen afin de maintenir la vapeur à une pression voulue.
Les réservoirs de ce type ont souvent un très gand diamètre. Comme les pistons Il flottent" sur le gaz emmagasiné, ils doivent être suffisamment rigides pour supporter les contraintes dues aux charges périphériques appliquées latéralement en cours de fonctionnement et pour résister aux efforts dûs à la pression des gaz. Les pistons doivent également être suffisamment rigides pour conserver leur forme quand les réservoirs sont hors service et que, pour certains types de réservoirs, les pistons reposent sur des supports placés dans le fond des réservoirs.
La présente invention a pour objet un piston perfectionné et lesté destiné à un réservoir à gaz sous pression, le piston étant d'une construction relativement simple et d'un coût beaucoup plus faible que les modèles antérieurs de résistance, dimensions, et poids analogues.
Un tel piston présentant ces avantages comprend un mince diamphragme métallique relativement souple et peu coûteux muni d'un anneau concentrique pratiquement rigide qui représente une grande partie du poids désiré du piston et constitue une charpente assurant la rigidité nécessaire et supportant les contraintes.
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Dans un piston selon l'invention , les rorces tendant à faire fléchir le diaphragme du piston sont transmises à l'anneau lui-même qui est situé de telle manière sur le diaphragme qu'il constitue une sorte de bague de torsion en absorbant les contraintes exercées sur certaines parties du diaphragme par la pression du gaz se trouvant en dessous.
Selon l'invention, des éléments coopérant avec l'anneau précité transmettent à celui-ci les charges périphériques dirigées latéralement auxquelles le piston est parfois soumis.De même, d'autres éléments transmettent à l'anneau les contraintes exercées par le gaz sur la partie du diaphragme disposée à l'intérieur de l'anneau , de manière à lui appliquer un moment de torsion ayant une première direction, tandis que les contraintes exercées par le gaz sur la partie du diaphragme extérieure à l'anneau sont transmises à ce dernier de manière à lui appliquer un moment de torsion ayant la direction opposée. Les deux moments de torsion tendent ainsi à se compenser mutuellement et à minimiser les efforts résultant de torsion appliqués à l'anneau.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le piston comporte un anneau constitué d'un ensemble monolithique rigide en béton construit sur le diaphragme lui-même, cet anneau en béton constituant un élément particulièrement peu coûteux absorbant les forces de torsion précitées, tout en donnant un poids appréciable au piston et augmentant ainsi la pression du gaz emmagasiné dans le réservoir sous le piston.
Selon une caractéristique de ce mode de réalisation, un dispositif soutenant toute la structure du piston, y compris l'anneau en béton, en position élevée au-dessus du fond du réservoir, lorsque celui-ci est inutilisé, est conçu de telle façon que les efforts appliqués à l'anneau en béton sont réduits au minimum lorsque celui-ci est en position soutenue.
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Ces objets et avantages de l'invention,ainsi que d'autres, apparaîtront au cours de la description suivante de certains modes préfères de réalisation. On se référera au dessin annexé sur lequel:
La fig. 1 est une coupe verticale d'un réservoir à gaz comprenant un piston mobile vertical construit selon la présente invention et muni d'un anneau de torsion en béton. Le piston est représenté dans la position élevée qui est l'une des positions qu'il peut occuper lorsqu'il repose sur une masse de gaz contenue dans le réservoir sous le piston.
La fig, 2 est une coupe partielle montrant le piston de la fig. 1 porté sur des supports qui reposent sur le fond du réservoir.
Le piston est ainsi maintenu dans une position permettant l'inspection do sa face intérieure lorsque le réservoir est vide.
La fig. 3 ost une coupe verticale partielle du piston des fig. 1 et 2 montrant environ la moitié du piston à plus grande échelle.
La fig. 4 est une vue en élévation d'un quart du piston à même échelle que la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe agrandie montrant comment l'on peut fixer au piston lui-même les supports du piston représentés sur les fig. 1 à 4.
' La fig. 6 est une coupe verticale d'un autre réservoir à gaz comportant une.variante de piston construit selon les principes de la présente invention.
La fig. 7 est une vue en élévation du réservoir de la fig. 6 dont une partie a été enlevée pour montrer le piston. cylindrique Sur les fig. 1 et 2, le nombre 10 désigne la paroi verti- cale/d'un réservoir à gaz muni d'un fond 11 qui peut reposer directement sur le sol 12 ou sur tout autre fondation appropriée. La partie supérieure du'réservoir est fermée dans le cas présent, par un toit conique
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13 destiné à le protéger contre les intempéries, et qui peut être soutenu par une charpente de poutrelles 14 ayant une résistance suffi-. sante pour supporter le poids de la neige ou de tout autre produit susceptible de tomber sur le toit. Le toit 13 ne fait pas partie en lui-même de la présente invention , et il n'est pas nécessaire qu'il soit imperméable aux gaz ou capable de supporter des pressions gazeuses.
Le toit doit toutefois de préférence être muni d'évents et de trous d'homme fermés par dos tampons 15 qui permettent de pénétrer facilement dans la partie supérieure du réservoir.
Le gaz sous pression est introduit à la partie inférieure du réservoir par un conduit 16, le gaz étant maintenu dans le réservoir par le fond 11 et les parois 10, ainsi que par un piston mobile vertical présentant les caractéristiques nouvelles de la présente invention . En temps normal, le piston repose ou flotte sur la masse gazeuse contenue dans le réservoir et comprime le gaz grâce à son poids.Le piston peut se déplacer librement dans la sens vertical, de sorte que la pression du gaz dans le réservoir reste sensiblement constante, même lorsque son volume varie.
Le piston comprend un diaphragme circulaire flexible ou semi-flexible référencé dans son ensemble par le nombre 17. Ce diaphragme est généralement obtenu par soudage d'une série de tôles minces, do poids relativement faible, et de forme et dimensions appropriées. Le diamètre du réservoir et celui du diaphragme 17 qui se trouve à l'intérieur de celui-ci peut être égal ou supérieur à 30 mètres , suivant le volume maximum de gaz que l'on désire conserver;on comprend ainsi que si le diaphragme n'était pas muni d'une charpente qui le main-tient solidement, il serait soumis à des déformations. Toutefois,selon la; présente invention, un anneau rigide 18 constitué d'un ensemble monolithique en béton est disposé sur la face supérieure du diaphragme 17, le centre de l'anneau coïncidant avec le centre géométrique du diaphragme.
Cet anneau
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constitue à lui seul la structure principale qui maintient rigidement le diaphragme) ainsi qu@l'on l'expliquera plus en détail ci-après.et sa nasse ou son poids relativement élevés augmentent les forces de pe- santeur agissant sur le diaphragme, produisant ainsi une compression positive importante de la masse gazeuse se trouvant sous le piston.
De préférence, l'anneau doit avoir une dimension et un diamètre tels que sa périphérie intérieure se trouve dans le voisinage immédiat d'un cercle tracé sur la diaphragme 17 et qui diviserait en parties égales la surface totale du diaphragme. De la sorte, l'anneai 18 divise en effet le diaphragme en une partie circulaire centrale 19, qui est entourée par l'anneau,et en une partie ¯, extérieure 20, qui s'étend radialement vers l'extérieur de l'anneau.
L'anneau 18 est de préférence construit sur le diaphragme 17 lors de la construction du réservoir au cours de laquelle le diaphragme 17 repose directement sur le fond 11 du réservoir. Le diaphragme étant dans cette position une couronne cylindrique intérieure 21, constituée de tôles de formes appropriées,est vissée ou maintenue par tout r.utre moyen en position verticale sur le diaphragme, tandis qu'une couronne cylindrique extérieure correspondante'22 est montée de même façon , de manière à former un caisson dans lequel on peut verser directement le béton qui constituera l'anneau.
La périphérie extérieure du diaphragme 17 est munie d'une bordure circulaire 23 à laquelle est fixé , comme cela est classique, le bord d'un manchon ou rideau 24 qui est cylindrique, flexible, imperméable aux gaz, et dont l'autre bord est fixé de manière à former un joint étanche aux gaz sur la face intérieure de la paroi verticale du réservoir.
Ce rideau sert de joint étanche empêchant le passage du gaz entre la périphérie extérieure du diaphragme 17 et la paroi 10 du r éservoir.
La partie extérieure 20 du diaphragme est munie d'une série de brides radiales 25 fixées ,par exemple par soudure, sur la face
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supérieure du diaphragme. Ces bridos, à leurs extrémités intérieures @ et extérieures sont soudées ou fixées de toute autre façon à la bor- dure 23 et à la couronne extérieure 22. Une srie de cornières verti- cales 26 sont soudées à leurs extrémités inférieures à la bordure 23 et supportent une série d'éléments annulaires verticaux 27 espacés les uns des autres et qui, avec les cornières 26 , constituent une charpente verticale de protection disposée sur la périphérie du diaphragme.
Dans 'la présente réalisation, cette charpente de protection comporte une plaque cylindrique d'appui 28 soudée aux éléments annulaires 27 et coopé- rant avec le joint étanche 24,étant entendu que lorsque le diaphragme se déplace'verticalement dans le réservoir, le joint 24 est progressive- ment plié en 24@ ( ( Fig. 3). Ainsi, la pression du gaz au-dessous du joint, applique une partie de celui-ci vers l'extérieur du réservoir contra la face intérieure de la paroi cylindrique 10 , tandis que l'autre partie du joint est appliquée vers l'intérieur contre la plaque cylindrique d'appui 28.
Une série d'étrésillons 29s'étend diagonalement vers le haut, à partir de lapartie extérieure 20 du diaphragme. Les extrémités inférieures de ces étrésillons, disposées vers l'extérieur, sont soudées aux éléments 25 et à la face supérieure du diaphragme. Le cas échéant, les extrémités supérieures des étrésillons sont soudées à des plaques verticales 30 ancrées de manière appropriée sur la partie supérieure de l'anneau en béton 18, par exemple au moyen de tiges radiales 31.
(fig. 3), noyées dans le béton ou de tout autre moyen équivalent. Une série d'étrésillons .supplémentaires 32 s'étend diagonalement vers le bas entre les éléments verticaux de la charpente de protection 26 jusqu'aup.laques 30, de façon à renforcer cette charpente.
La partie intérieure 19 du diaphragme est munie d'une série de colonnes verticales 33,34 et 35 de hauteurs décroissantes, disposées circonférenciellement et espacées radialement . La partie
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supérieure des colonnes verticales 33 et 34 est traversée et réunie par une série de tiges ou de câbles de tension 36 dont les extrémités intérieures sont soudées ou fixées de toute autre façon à une plaque circulaire 37, placée directement au-dessus du centre du diaphragme.
Les tendeurs 36 sortent radialement vers l'extérieur de cette plaque 37 et sont fixés au sonnet des colonnes 33 dont les extrémités supé- rieures peuvent être réunies par des barres transversales 33a ( fige 4).
Les tendeurs 36 passent par les sommets des colonnes 34 où leurs extré- mités sont fixées aux extrémités intérieures de tendeurs divergents 36a.
Ces derniers tendeurs partant dos colonnes 34, passent sur les.sommets des colonnes 35, puis de là vont vers l'extérieur en descendant vers la jonction de la couronne cylindrique intérieur 21 avec le diaphragme 17 où ils sont soudés ou fixés de toute autre manière aux plaques ver- ticales 38 qui à leur tour sont soudées à la partie supérieure du diaphragme et sont ancrées à ce dernier et fixées à une série de tiges 38a qui s'étendent jusqu'à la partie inférieure de l'anneau en béton où elles sont fixées.
On peut employer tout moyen approprié pour équilibrer l'assemblage du piston représenté sur les fig. 1 à 4 lorsqu'il flotte de ,sur une masse/gaz contenue dans le réservoir. Dans le cas présent, cet équilibrage est réalisé au moyen de deux balanciers de poids identiques, de type classique, dont un seul est représenté sur la fig. 1.
Pour que ces systèmes de uontre-poids puissent équilibrer le piston, on a fixé sur celui-ci des câbles 40 et 41 en des endroits diamétralement opposés, tels que par exemple,les extrémités extérieures et inférieures des étrésillons 29. le câble 40 se dirige vers le haut à travers une ouverture appropriée ménagée dans le toit 13 et- est renvoyé par une poulie 42 qui peut être montée sur le toit au moyen d'un bâti approprié 43. De la poulie 42, le câble 40 traverse le toit 13, puis passe sur une double poulie 44, montée sur un bâti 45, et est
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raccordé à un poids 39 qui pend à l'extérieur du réservoir, Le câble 41 sort verticalement du piston d'une manière analogue, passe dans une ouverture ménagée dans le toit 13,
est renvoyé par une poulie 46 montée sur le bâti 45puis de là passe autour de la poulie double 44 et est rac@ordé au poids 39. Si par exemple la partie droite du piston représentée sur la fig. 1 tombe au-dessous du niveau de la partie gauche, le câble 41 sera détendu et le câble 40 supportera la charge entière du poids 39.
L'application de cette charge sur la partie droite du piston par le câble 40 redressera ce côté jusqu'à ce que la charge du poids 39 soit supportée également par les deux câbles 40 et 41, le piston étant alors horizontal. On comprendra, bien entendu, que si on n'a représenté qu'un seul poids et un seul câble il faut, pour bien équilibrer le piston au moins un autre système de câbles fixés au piston à 90 par rapport à celui qui est représenté. Etant donné que ce système d'équilibrage est bien connu en soi, il n'est pas nécessaire de représenter les deux systèmes et toute explication plus détaillée sur leur fonctionnement serait superflue.
Lorsque le piston a été mis en place, on vérifie que le piston et le réservoir sont étanches et qu'ils fonctionnement correctement avant d'être mis en service. Au cours de cet essai, on insuffle de l'air à travers le conduit 16. Quand on a introduit dans le réservoir une quantité d'air suffisante pour produire une pression capable de soulever le piston, celui-ci commence à monter et le joint 24 empêche l'échappement de l'air autour des bordures périphériques du diaphragme 17.
Lorsque le piston a été soulevé par la pression de l'air qui se trouve en dessous, on peut vérifier l'équilibrage du piston et, si l'on considère qu'il faut ajouter du poids ou que l'on désire améliorer l'équilibrage, on peut couler une quantité supplémentaire de béton sur l'anneau 18 aux endroits voulus. Pour que cette opération se fasse dans de bonnes conditions, il faut que les bords supérieurs des couronnes cylindriques
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intérieure 21 et extérieure 22 aient une hauteur telle que, normalement, ils dépassent de quelques centimères la face supérieure de l'anneau en béton 18.
Cette augmentation de la hauteur des bagues permet ainsi de couler une quantité supplémentaire de béton sur l'anneau en vue de 1'Equilibrer. On peut bien entendu réaliser également l'équilibrage du piston en plaçant aux endroits appropriés sur la partie supérieure de l'anneau quelques blocs de béton.
Lors de l'essai initial du réservoir ou ultérieurement ,il peut être indiqué do soutenir le piston représenté sur les fig. 1 à 4 à une certaine distance du fond du réservoir. A cet effet, le piston est muni de dispositifs permettant de recevoir des supports sur lesquels il peut reposer. Une série de'gouttières cylindriques verticales 50 sont soudées sur-la face supérieure du diaphragme 17 dans les positions indiquées sur les figures avant que l'on coule le béton constituant l'anneau 18. Ces gouttières passent dans des ouvertures 51 du diaphragme (fig. 1) et sont disposées verticalement à travers l'anneau de béton, bien au-dessus de la face supérieure de ce dernier.
Comme on peut mieux le voir sur la fig. 5 l'extrémité supérieure de chacune des gouttières est munie d'une collerette 52 qui est soudée ou fixée de toute autre manière de sorte que la face supérieure de la collerette se trouve au-dessus de l'extrémité supérieure du support dont le bord supérieur constitue ainsi un épaulement intérieur 53.En position normale, .l'extrémité supérieure de chaque gouttière est obturée par un couvercle 54 qui est fixé au rebord 52 au moyen d'une série d'écrous 56 et de.boulons 57? une garniture appropriée 55 pouvant être.placée au-dessous de chaque couvercle.
Quand on veut faire reposer le.piston sur les supports, on le soulève en introduisant de l'air comprimé à la partie intérieure du réservoir par la conduite 16, le gaz précédemment contenu dans le réservoir ayant été tout d'abord chassé pour permettre au piston de descendre jusqu'au fond du réservoir. Quand le piston flotte sur une masse
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d'air, on enlève un par un les couvercles 54 de la partie supérieure des gouttières de support 50, et on glisse vers le bas, à l'intérieur de chaque gouttière, un support cylindrique 58 en forme de tuyau , dont le bord supérieur est muni d'une collerette annulaire 59 qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est destinée à. s'appliquer sur l'épaulement 53 de la gouttière de support pour empêcher le support 58 de descendre dans la gouttière.
Après avoir placé le support 58 dans sa gouttière correspondante, comme représenté sur la fig. 5, on remet en place le couvercle 54 sur la gouttière pour en obturer l'extrémité supérieure et pour empêcher tout déplacement axial du support par rapport à la gouttière. Lorsque les supports ont tous été mis en place, on chasse l'air comprimé se trouvant sous le piston, qui alors s'abaisse jusqu'à ce que l'extrémité inférieure des supports vienne reposer sur le fond 11 du réservoir , comme représenté sur la fig. 2. Le piston se trouve alors suffisamment élevé par rapport au fond 11 du réservoir pour que l'on puisse accéder dans l'espace se trouvant sous la piston et se livrer ainsi à des travaux de nettoyage, d'entretien ou de vérification.
La pression sous laquelle le gaz est conservé dans le réservoir représenté sur les fig. 1 à 4 dépend, bien entendu, du poids total du piston et de son anneau en béton 18. Le poids du diaphragme 17 et des autres éléments en acier du piston peuvent aisément être calculés pour un piston d'un diamètre et d'un type déterminés et, comme on connaît le poids du béton d'un mélange déterminé, on peut également calculer la quantité de béton nécessaire dans l'anneau pour obtenir la pression de az voulue. Etant donné la masse du béton de l'anneau, les pistons instruits conformément aux principes de la présente invention sont peu coûteux et permettent d'obtenir une pression d'emmagasinage raisonnable.
Par exemple, on peut facilement obtenir des pressions de l'ordre de 15 à 60 cm d'eau ou plus en faisant simplement varier la quantité de béton déposée dans l'anneau. Sous ces pressions ( environ de 0,02 à 0,1 kg/cm2)
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on peut placer les supports 58 dans le piston ou. les en retirer 'sans qu'il s'ensuive une porte appréciable du volume du gaz par rapport au volume total de gaz contenu au-dessous du piston. On notera que lorsque le piston repose sur la masse gazeuse dans la position représentée sur la fig. 1 ,les forces de pression ascendantes exercées par le gaz sur la partie périphérique extérieure 20 du diaphragme ont pour effet de fléchir cette partie du diaphragme vers le haut.
Ces forces, toutefois, sont transmises à la partie supérieure de l'anneau 18 par les étrésillons
29 disposes diagonalement vers le haut et qui sont ainsi en état de compression lorsque le piston repose sur le gaz, Etant donné que les extrémités supérieures des étrésillons 29 sont ancrées à. la F .io su- périeure de. l'anneau de béton 18 au-dessus de son centre de gravite transversal 60 ( fig. 3), les forces exercées par le gaz sur la partie périphérique 20 du diaphragme produisent un moment de torsion autour do l'anncau on béton 18 dans le sens de la flèche 61.
En même temps, toute- fois, les forces ascendantes qu'exercent les gaz sous pression sur la partie centrale 19 du diaphragme produisent des forces de compression dans les colonnes 33,34 et 35, qui sont transmises aux éléments 36 et
36a, qui sont ainsi rais sous tension. La tension ainsi produite dans les éléments 36 et 36a par les forces ascendantes de la pression du gaz sur la partie centrale 19 du diaphragme, est transmise aux plaques verticales
38 et, de là, à la partie inférieure de l'eanneau en béton, produisant ainsi unmoment de torsion autour de l'anneau dans le sens indiqué par la flèche 62 sur la fig. 3.
Ainsi, les moments de torsion produits autour de l'anneau en béton par la pression du gaz sur les parties 19 et 20 du diaphragme sont en sens opposé et tendent à se neutraliser l'une l'autre et à minimiser ainsi l'effort résultant de torsion existant dans l'anneau 18. On peut, par le calcul, fixer le diamètre et la disposition de l'anneau en béton de telle sorte que ces moments soient égaux l'un à
1 autre ,
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Il y a lieu do remarquer, en outre, que la pression du gaz sur la partie du joint 24 qui est soutenue par les plaques cylindriquef verticales 28 exerce une force radiale dirigée vers l'intérieur sur le dispositif de protection de la périphérie du piston.
Une partie de cette force est transmise directement à l'anneau en béton 18 par les étrésillons 32 dirigés radialement vers le bas, ainsi que par les étrésillons 29 et par le métal des plaques constituant la partie périphérique 20 du diaphragme..On comprendra également que l'on peut employer, pour la présente invention, des types de joints d'un modèle classique autres que le joint 24. Par exemple, on'peut employer des joints a la graisse ou au goudron du type classique. Dans ce cas, le dispositif vertical de protection de la périphérie du diaphragme est muni de rouleaux qui frottent d'une manière bien connue sur la face intérieure de la paroi 10 du réservoir pour guider le piston.
Lorsqu'on utilise des joints de ce dernier type, les forces latérales dirigées radialement vers l'intérieur auxquelles est soumise la protection verticale du fait des rouleaux qui frottent sur celle-ci seront de même transmises directement à l'anneau en béton 18 par les étrésillons 32 et autres charpentes connexes.
Si on le désire, les couronnes intérieure 21 ot extérieure 22 des fig. 1 à 4 peuvent être construites de telle façon qu'on puisse les enlever lorsque l'anneau en béton 18 a été coulé '. Dans ce cas, il n'y aura pas de. Tien permanent entre les couronnes et les autres parties du piston, aussi peut-il être utile d'ancrer l'anneau 18 sur la face su- périeure du diaphragme au moyen d'oreillettes verticales soudées sur la face supérieure du diaphragme et noyées dans la partie inférieure de l'anneau..
Dans ce cas, on constatera que l'anneau en béton 18 de construction simple et peu coûteuse sert non seulement de charge principale pour le piston, mais également d'élément raidisseur principal pour celui-ci. Lorsque le réservoir et le piston sont en service, les forces exercées sur le
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piston par la pression du gaz sur la partie du joint 24 épaulée par la plaque cylindrique 28 ou par les rouleaux guides qui sont employés sur la protection verticale périphérique quand on utilise d'autres types 'la joints sont transaises directement à l'anneau 18.
Les forces de flexion du diaphragme exercées sur le piston par le gaz qui se trouve au-dessous de ce dernier sont également transmises à l'anneau de la minière indiquée ci-dessus, l'anneau absorbant ces forces en moments do torsion qui tendent à se neutraliser mutuellement. Comme un moment de torsion tend à contrebalancer l'autre à l'intérieur de l'anneau en béton, il n'est pas nécessaire de prévoir un renforemment intérieur dans le béton pour absorber ces forées et le coût de construction se trouve ainsi réduit.
Quand le piston des fig. 1 à 4 repose sur les supports 58, on constate que l'anneau en béton 18 qui peut constituer la plus grande partie du poids applique sur le piston sert également d'élément raidisseur principal du piston. A ce moment le poids de la partie périphérique 2o du diaphragme et de la protection verticale reposant sur celui-ci est transmis à l'anneau d'abord par les étrésillons diagonaux 29 qui sont alors tendus et par les tiges 25 qui sont alors comprimés;le poids de la partie intérieure du diaphragme est appliqué à l'anneau,soit par les couronnes intérieure et extérieure 21 et 22, soit lorsque les couronnes sont enlevables par les oreillettes précitées au moyen desquelles l'anneau peut être ancré sur le diaphragme.
En outre, comme le poids de l'anneau et celui des autres parties du piston est porté par les supports 5 qui sont situésà l'intérieur et immédiatement au-dunsous de l'anneau en béton, la position des supports et des gouttières de support 50 peut être réglée radialement par rapport au piston,de sorte qu'il ne-se produit pas de contraintes excessives dans le béton lorsque le piston repose sur los supports. On peut noyer dans la partie supérieure de l'anneau les éléments circulaires de renforcement 63, comme représenté sur la fig. 4
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pour minimiser les forces de tension auxquelles certaines parties du béton situé dans cette région peuvent être soumises lorsque le piston repose sur le support 58.
Les fig. 6 et 7 représentent une autre réalisation du piston faisant l'objet de la présente invention, qui est monté dans un réservoir d'un type pouvant servir à l'emmagasinage des liquides volatils et dans lequel la partie gazeuse du contenu du réservoir est maintenue à une pression désirée dans un espace confiné au-dessus de la partie liquide.
Comme il sera explique plus loin, ce dernier type de piston peut être utilisé¯si on le désire pour maintenir le gaz à une pression .supérieure ou inférieure à celle de l'atmosphère.
. Le réservoir représenté sur les fig. 6 et 7 comprend un fond circulaire 70 , et des parois latérales cylindriques verticales 71 à la partie supérieure desquelles est placé un toit partiel 72 qui est dirigé radialement vers l'intérieur et vers le haut comme représenté sur la fig. 6. Ce toit partiel est soutenu par la paroi 71 du réservoir et par une série de poteaux droits 73 dont les extrémités inférieures reposent sur le fond 70 du réservoir et dont les extrémités supérieures peuvent être raccordées à la paroi 71 du réservoir au moyen de chevrons 74.
Le toit partiel 72 et les poteaux 73 soutiennent une chambre à gaz ver- ticale. Le piston,faisant l'objet de la présente invention ,est placé dans la partie supérieure du réservoir. Cette chambre à gaz comprend une paroi cylindrique verticale 75 qui est soudée, ou rendue étanche aux gaz d'une autre manière, au bord intérieur du toit partiel 72 dans le voisi- nage des extrémités supérieures des poteaux 73. L'extrémité supérieure de la chambre à gaz du réservoir est fermée par un toit 76 étanche à
77 la pluie,qui peut être renforcé par des chevrons/et des poutres '78,afin que le toit puisse supporter la charge de, la neige et la poussée du vent quelles il peut être soumis.
Ce toit étanche est muni d'évents ( non re- présentés) , de sorte que la partie intérieure supérieure de la chambre
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gaz du réservoir communique avec l'atmosphère au-dessus du piston que l'on va maintenant décrire.
Le piston représente- sur les fig. 6 et 7 comprend un diaphragme circulaire semi-flexible, désigne d'une manière générale .par le numéro 79, et peut être constitué par le soudage de plusieurs tôles minces de forme appropriée. La périphérie du diaphragme est munie d'un cadre vertical 80, à l'intérieur duquel est fixé un anneau de renforcement 81 sur la partie supérieure du diaphragme et concentriquement par rapport au centre de' celui-ci. Cet anneau, tel qu'il est représenté, est une poutre d'acier circulaire, dont la section est en forme de gouttière. La collerette inférieure de l'anneau 81 est soudée ou fixée de toute autre façon au diaphragme 79, de sorte que l'anneau divise le diaphragme en une partie 82 entourée par l'anneau et une partie extérieure 83 qui s'étend radialement à l'extérieur de l'anneau jusqu'au cadre 80.
Une série d'égrésillons 84 sont disposés radialement vers l'extérieur et vers le haut, par rapport à la partie centrale 82 du diaphragme jusqu'à l'ann-eau supérieur 81, les extrémités supérieures de ces étrésillons étant soudées ou fixées de tpute autre manière à l'anneau et les extrémités opposées des étrésillons étant de même fixées à la partie intérieure 82 du diaphragme. De même, une série d'étrésillons 85 sont disposés radialement vers l'intérieur et vers le haut joignant la base du cadre 80 à la partie supérieure de l'anneau 81, les extrémités extérieures de ces étrésillons étant soudées à la base du cadre 80 ou à la partie extérieure 85 du diaphragme, ou encore aux deux, et les extrémités supérieures des étrésillons 85 étant fixées de la même manière à la partie supérieure de l'anneau 81.
Comme il sera expliqué plus loin, les étrésillons 84 et 85 transmettent à l'anneau rigide 81 une grande partie des forces qui sont exercées sur la partie intérieure et la partie extérieure du diaphragme 79 lorsque le piston est en mouvement.
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L'espace compris entre la surface périphérique extérieure du cadre 80 du piston et la surface intérieure de la paroi cylindrique 75 de la chambre à gaz du réservoir est obturé d'une manière classique par une toile flexible ou par un joint 86 de forme connue. Ce joint 86 a uneforme annulaire et l'un de ses bords est fixé d'une manière étanche au cadre 80 et son autre bord est fixé de même sur la face intérieure de la paroi cylindrique 75 permettant ainsi le déplacement vertical du piston à l'intérieur du réservoir tout en emêchant l'échappement du gaz au delà du périmètre du piston.
Le piston des fig. 6 et 7 est soutenu et équilibré par un système de contrepoids dont le principe est identique à celui du système de contrepoids précédemment décrit pour le piston des fig. la 4. le dispositif d'équilibrage représenté sur les fig. 6 et 7 comprend deux jeux distincts de câbles écartés de 90 , comme on peut le voir sur la fig. 7. L'un de ces jeux ( fig. 6) comprend un câble 87 qui est fixé à l'un des côtés de l'anneau 84 et se dirige vers le haut à travers une ouverture pratiquée dans le toit étanche 76 , puis passe sur une poulie 88 traverse ensuite diamétralement la partie supérieure du réservoir et vient passer sur une double poulie 89.
De cette double poulie, le câble 87 descend diagonalement pour passer sur une autre double poulie 90 qui est montée près du bord extérieur du toit partiel 72, puis se termine par un contrepoids 91 qui pend librement. A l'opposé même de l'endroit où le câble 87 est fixé à l'anneau 81, un autre-câble 92 est fixé à l'anneau. Ce dernier câble traverse le toit 76,puis passe autour d'une poulie 93, puis est ensuite dirigée sur des doubles poulies 89 et 90 pour se terminer par le contrepoids 91.
Les câbles 77 et 92 qui viennent d'être décrits constituent un jeu de câbles , tandis que l'autre système de câbles comprend également les deux câbles 94 et 95 qui sont fixés à l'anneau 84 en deux points opposés et qui s'étendent vers le haut pour passer sur les poulies 96 et 97 puis autour des doubles poulies 98 e.t 99
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pour se terminer par un autre contrepoids 100.
On comprendra d'après ce qui précède que, si pour une raison quelconque le piston se trouvait décalé par rapport à l'horizon- tale,' les câbles 87,92,94 et 95 remettraient par le jeu des contrepoids . 91 et 100 le piston dans sa position horizontale normale de la manière précédemment décrite pour les pistons des fig. 1 à 4. En même temps, les -jeux de -,câbles et de contrepoids permettent le déplacement vertical du piston à l'intérieur du réservoir lorsque l'on veut augmenter ou diminuer le volume du gaz contenu dans le réservoir.
A cet égard, il y a lieu de noter que le point de déplacement maximum vers le bas du piston repré- senté par des pointillés de la fig. 6 est limité par la longueur du rideau flexible d'obturation 86, tandis que le point supérieur de déplacement du piston est limité par les poutres 78, le bord supérieur de l'anneau 81 étant disposé de manière à se mettre en contact avec les poutres 78 pour arrêter le mouvement ascendant du piston lorsque celui- ci a atteint son point supérieur maximum.
Le liquide 101 peut être introduit dans le réservoir des fig. 6 et 7 par un conduit approprié, non représenté.' Lorsque le liquide est volatil, la partie gazeuse de celui-ci se collectera dans l'espace compris entre la surface du liquide et la face inférieure du diaphragme
79 du piston. La pression à laquelle la partie'gazeuse du contenu du réservoir est maintenue dépend du rapport qui existe entre le poids total du piston et. les masses des contrepoids'91 et 100. Bien souvent, il est désirable que le poids total des contrepoids 91 et 100 soit sen- siblement inférieur au poids total du piston afin que celui-ci puisse . flotter sur la partie gazeuse du contenu du réservoir et maintenir ce gaz à une pression sensiblement positive.
Les forces exercées par le gaz sous pression.sur le diaphragme 79 du piston sont transmises à l'anneau 81 au moyen des étrésillons 84 et 85 de telle manière que l'anneau fait office drôlement de torsion en même temps que de poutre
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de renforcement.Les forces de compression exercées par le gaz sur la partie centrale 82 du diaphragme entourée par l'anneau 81 compriment les étrésillons 84 et les forces exercées par le gaz de la partie extérieure 83 du diaphragme compriment également les étrésillons 85.
On constate que ces forces de compression qui agissent sur les étrésillons
84 et 85 sont transmises à l'anneau 81 de manière que les forces support tées par les étrésillons 84 produisent un moment de torsion autour de l'anneau 81 dans un sens alors que les forces transmises par les étré- sillons 86 produisent un moment de torsion autour de l'anneau dans l'autre direction. Ces moments de torsion autour de l'anneau tendent à se contrebalancer et à s'annuler de telle sorte que les forces résultantes de torsion'absorbées par l'anneau 91 sont réduites au minimum. Cette caractéristique de la présente invention permet de construire le piston de manière à réduire au minimum la charpente de raidissement et renfor- . cernent, ce qui simplifie considérablement la construction du piston et réduit notablement son coût total.
On comprendra que lorsque le poids combiné des contrepoids
91 et 100 vient à dépasser sensiblement le poids total du piston, la partie gazeuse du contenu du réservoir peut être conservée sous le piston à une pression inférieure à celle de l'atmosphère, les contre- poids soulevant le piston malgré la pression atmosphérique exercée sur la face supérieure du diaphragme 79 du piston.
Dans ce cas, les étré- sillons 84 et 85 se trouveront dans un é tat de tension par suite de la pression atmosphérique agissant sur les faces supérieures de la partie intérieure 82 et 'de la partie extérieure 83 du diaphragme.Ces efforts de tension dans les étrésillons seront également transmis à l'anneau et produiront.des moments de torsion en sens opposé qui se contrebalance- ront mutuellement et réduiront au minimum l'effort résultant de torsion dans 1' anneau.
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On constatera que lorsque la partie gazeuse du contenu du r éservoir des fig. 6 et 7 est conservée sous une pression inférieure à celle de l'atmosphère, comme il vient d'être décrit, le piston peut néanmoins se déplacer verticalement de manière à compenser l'augmentation ét la diminution du volume du contenu du réservoir. Lorsque/Le contenu du réservoir est conservé sous cette pression négative, il est néanmoins désilable de prévoir un dispositif pour appuyer ou soutenir le joint flexible 86 lorsque le piston est dans sa position la plus basse.Ce système de support peut tre constitué par une série de bandes circulaires 102 espacées les unes des autres ou fixées de toute autre manière sur les poteaux verticaux 73 comme représenté sur la fig.
6.
Bien qu'on vienne de décrire deux réalisations préférées de l'invention, on comprendra qu'on peut y apporter des modifications, de telle sorte que la portée de l'invention n'est aucunement limitée .