FR2614983A1 - METHOD FOR DETERMINING LIQUID OR PASSIZED SUBSTANCES AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE DOSAGE DE SUBSTANCES LIQUIDES OU PATEUSES ET UNE INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE. L'INSTALLATION COMPORTE UNE CUVE D'ALIMENTATION 10, DEUX RESERVOIRS 12 ET 13 DE STOCKAGE INTERMEDIAIRE, UN COMPRESSEUR 24 PERMETTANT D'INJECTER DE L'AIR SOUS PRESSION DANS LES RESERVOIRS ET UN CIRCUIT DE VIDANGE EQUIPE DE DEUX VANNES DE DECHARGE REGLABLES 22 ET 23. ON REMPLIT L'UN DES RESERVOIRS PENDANT QUE L'ON VIDANGE L'AUTRE. LA PRESSION INJECTEE DANS LE RESERVOIR EN VIDANGE PROVOQUE L'EVACUATION DE LA SUBSTANCE LIQUIDE OU PATEUSE. LA PRESENTE INSTALLATION PERMET D'EFFECTUER UN DOSAGE DE LIQUIDE SANS RECOURIR A UNE POMPE.THE PRESENT INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR THE MEASUREMENT OF LIQUID OR PASTE SUBSTANCES AND AN INSTALLATION FOR IMPLEMENTING THIS PROCESS. THE INSTALLATION INCLUDES A SUPPLY TANK 10, TWO TANKS 12 AND 13 FOR INTERMEDIATE STORAGE, A COMPRESSOR 24 ALLOWING TO INJECT AIR UNDER PRESSURE IN THE TANKS AND A DRAIN CIRCUIT EQUIPPED WITH TWO AND 22 ADJUSTABLE DISCHARGE VALVES 23. FILLING ONE OF THE TANKS WHILE DRAINING THE OTHER. THE PRESSURE INJECTED INTO THE DRAINING TANK CAUSES THE EVACUATION OF THE LIQUID OR PASTE SUBSTANCE. THIS INSTALLATION ALLOWS A LIQUID DOSAGE TO BE PERFORMED WITHOUT USING A PUMP.
Description
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PROCEDE DE DOSAGE DE SUBSTANCES LIQUIDES OU PATEUSES ET METHOD FOR DETERMINING LIQUID OR PASSIZED SUBSTANCES AND
INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE INSTALLATION FOR IMPLEMENTING THIS METHOD
La présente invention concerne un procédé de dosage de substances liquides The present invention relates to a method for assaying liquid substances
ou pâteuses.or pasty.
Elle concerne égaleient une installation pour le dosage de substances liquides ou pâteuses permettant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus et comportant une cuve d'alimention contenant les substances à doser, des moyens pour prélever des masses ou des volumes prédéterminés de ces substances et des moyens pour évacuer de manière contrôlée lesdites masses It also concerns an installation for the dosing of liquid or pasty substances making it possible to implement the above method and comprising a feed tank containing the substances to be assayed, means for taking predetermined masses or volumes of these substances and means for controllably evacuating said masses
ou volumes prédéterminés.or predetermined volumes.
Traditionnellement on a recours à des pompes pour contrôler le débit des liquides que l'on veut doser. L'utilisation d'un réservoir porté par un dispositif de pesage permet de contrôler le poids des liquides à doser et par conséquent d'asservir le débit de la pompe à la perte de poids que l'on souhaite atteindre par unité de temps. De tels dispositifs sont connus sous lé Traditionally, pumps have been used to control the flow rate of the liquids to be dosed. The use of a tank carried by a weighing device makes it possible to control the weight of the liquids to be dosed and consequently to enslave the flow rate of the pump to the weight loss that one wishes to achieve per unit of time. Such devices are known as
nom dé trémies à vidange régulée ou de doseurs gravimétriques diffé- controlled flush hoppers or different gravimetric feeders
rentiels. Dans ces installations, les pompes constituent les éléments faibles qui peuvent fuir, qui spnt susceptibles de polluer le liquide dosé et qui nécessitent dans tous les cas une maintenance importante. En outre, les substances visqueuses ou pâteuses ne peuvent en général pas être dosées petitive. In these installations, the pumps are the weak elements that can leak, which spnt likely to pollute the dosed liquid and which require in all cases a significant maintenance. In addition, the viscous or pasty substances can not generally be dosed
dans les installations de ce type.in installations of this type.
La présehte invention se propose de pallier les inconvénients ci-dessus en The present invention proposes to overcome the above disadvantages in
développant un procédé et en mettant au point une installation de dosage. developing a process and developing a dosing system.
de substances liquides ou pâteuses ne comportant aucune pompe. liquid or pasty substances without any pump.
Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on prélève séquentiellement des masses' ou des volumes prédéterminés de substances à doser, en ce que l'on stocke momentanément ces masses ou volumes prédéterminés dans au moins un réservoir-de stockage intermédiaire dont on connaît le poids et/ou le volume, en ce que l'on soumet ces masses ou volumes prédéterminés à la pression d'un gaz et en ce que l'on règle For this purpose, the process according to the invention is characterized in that sequential masses or volumes of substances to be measured are sequentially sampled, in that these predetermined masses or volumes are temporarily stored in at least one reservoir. of intermediate storage whose weight and / or volume are known, in that these predetermined masses or volumes are subjected to the pressure of a gas and in that
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- 2 - l'ouverture d'une vanne de décharge et/ou la pression dudit gaz dans ledit réservoir de telle manière que J'écoulement desdites masses ou volumes - 2 - the opening of a discharge valve and / or the pressure of said gas in said tank so that I discharge said masses or volumes
prédétermines s'effectue en un temps donné. predetermines occurs in a given time.
Selon un mode de réalisation préféré, l'on utilise deux réservoirs de stockage intermédiaire disposés en parallèle et l'on procède au remplissage de l'un de ces réservoirs de stockage intermédiaire pendant au plus une According to a preferred embodiment, two intermediate storage tanks are used in parallel and one of these intermediate storage tanks is filled for at most one hour.
partie du temps nécessaire à vider l'autre. part of the time needed to empty the other.
De préférence, les moyens de remplissage et de vidange des réservoirs de stockage intermédiaire sont agencés de telle manière que le remplissage d'un de ces réservoirs puisse être effectué dans un délai inférieur au temps Preferably, the means for filling and emptying the intermediate storage tanks are arranged in such a way that the filling of one of these tanks can be carried out in a time less than the time
minimal nécessaire pour vider l'autre. minimum necessary to empty the other.
Le poids des masses prédéterminées de substances contenues dans les réservoirs de stockage intermédiaire est de préférence déterminé par pesage The weight of the predetermined masses of substances contained in the intermediate storage tanks is preferably determined by weighing
de ces réservoirs.of these tanks.
Au cours de la vidange du réservoir, on contrôle de préférence de façon continue la variation du poids du réservoir contenant les substances à doser et l'on règle le débit d'évacuation de ces substances en régulant la pression During the emptying of the tank, the variation of the weight of the tank containing the substances to be assayed is preferably continuously monitored and the evacuation rate of these substances is regulated by regulating the pressure
du gaz injecté dans le réservoir et/ou l'ouverture de la vanne de décharge. gas injected into the tank and / or the opening of the discharge valve.
Selon un mode de réalisation avantageux, on procède de la manière suivante pour effectuer un dosage According to an advantageous embodiment, the procedure is as follows to perform a dosage
- on ferme la vanne d'alimentation du réservoir intermédiaire préala- - the intermediate tank feed valve is closed before
blement rempli, - on ouvre la vanne de mise à l'air de ce réservoir, - on met le réservoir sous la pression d'un gaz, - on active une chaîne de mesure du poids des deux réservoirs, - on ouvre progressivement la vanne de décharge du réservoir rempli et on ferme progressivement la vanne de décharge du réservoir vidé, - on active la chaîne de mesure du poids du réservoir rempli, - on ferme l'arrivée du gaz sous pression dans le réservoir vide, filled, - the vent valve of this tank is opened, - the tank is put under the pressure of a gas, - a chain of measurement of the weight of the two tanks is activated, - the valve is gradually opened discharging the filled tank and gradually closing the discharge valve of the emptied tank, - activating the chain for measuring the weight of the filled tank, - closing the inlet of the gas under pressure in the empty tank,
- on ouvre la vanne d'alimentation du réservoir vide,- the empty tank supply valve is opened,
- on contrôle le poids de ce réservoir au cours dle son remplissage pour détecter le moment o il est considéré comme plein, - 3 - the weight of this tank is checked during its filling to detect when it is considered to be full,
- et on ferme la vanne d'alimentation correspondante. - and close the corresponding supply valve.
L'installation selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens pour prélever lesdites masses ou volumes prédéterminés et les moyens pour les évacuer comportent au moins un reservoir de stockage intermédiaire, un dispositif générateur de gaz sous pression pour soumettre les substances contenues dans ce réservoir à la pression de ce gaz, au moins une vanne de décharge et/ou de régulation montée sur un conduit de vidange de ce réservoir et des organes de contrôle et de commande du dispositif générateur de gaz sous pression et de l'ouverture de la vanne de décharge The installation according to the invention is characterized in that the means for taking said predetermined masses or volumes and the means for evacuating them comprise at least one intermediate storage tank, a pressurized gas generator device for subjecting the substances contained in this invention. reservoir at the pressure of this gas, at least one discharge valve and / or regulator mounted on a drain line of this tank and control and control members of the device for generating pressurized gas and the opening of the discharge valve
et/ou de régulation.and / or regulation.
Selon un premier mode de réalisation préféré de cette installation, elle comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire connectés en parallèle à la cuve d'alimentation et un circuit de vidange comportant deux vannes de - décharge et de régulation respectivement associées à chacun des deux réservoirs. Selon un second mode de réalisation préféré, elle comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire connectés en parallèle à la cuve d'alimentation et un circuit de vidange comportant deux vannes de décharge respectivement According to a first preferred embodiment of this installation, it comprises two intermediate storage tanks connected in parallel to the feed tank and a draining circuit comprising two discharge and control valves respectively associated with each of the two tanks. According to a second preferred embodiment, it comprises two intermediate storage tanks connected in parallel to the feed tank and a draining circuit comprising two discharge valves respectively
associées à chacun des deux réservoirs et une vanne de régulation unique. associated with each of the two tanks and a single control valve.
Chaque réservoir de stockage intermédiaire est avantageusement associé à un dispositif -de pesage agencé pour mesurer le poids de ce réservoir contenant une masse prédéterminée de substance à doser. La vanne de Each intermediate storage tank is advantageously associated with a weighing device arranged to measure the weight of this tank containing a predetermined mass of substance to be assayed. The valve of
régulation est de préférence du type à joint torique pneumatique. The regulation is preferably of the pneumatic O-ring type.
La'présente invention et ses différents avantages seront mieux compris en The present invention and its various advantages will be better understood in
- 30 référence à la description d'un exemple de réalisation préféré et du dessin Reference to the description of a preferred embodiment and drawing
annexé dans lequel la figure unique représente sous une forme schématique annexed in which the single figure shows in schematic form
l'installation selon l'invention.the installation according to the invention.
En référence à la figure, l'installation décrite comporte une cuve d'alimentation 10 contenant une substance liquide ou pâteuse Il que l'on souhaite doser, deux réservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13 connectés en parallèle au moyen de conduits 14 et 15 à la cuve d'alimentation 10 et deux conduits d'évacuation 16 et 17 reliés entre eux et With reference to the figure, the described installation comprises a feed tank 10 containing a liquid or pasty substance Il that it is desired to dose, two intermediate storage tanks 12 and 13 connected in parallel by means of conduits 14 and 15 to the feed tank 10 and two exhaust pipes 16 and 17 connected to each other and
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-4 - connectés à un conduit de sortie 18. Des vannes d'alimentation 20 et 21 sont respectivement montées sur les conduits d'alimentation 14 et 15 et des vannes de décharge et/ou de régulation 22 et 23 sont respectivement Connected to an outlet duct 18. Supply valves 20 and 21 are respectively mounted on the supply ducts 14 and 15 and discharge and / or control valves 22 and 23 are respectively
montées sur les conduits d'évacuation 16 et 17. mounted on the exhaust ducts 16 and 17.
Un compresseur d'air 24 qui pourrait être remplacé par diverses autres sources de- gaz sous pression est connecté à un dispositif répartiteur de pression 25 lui-même couplé aux deux réservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13. Chacun de ces réservbirs est associé à un dispositif de pesage respectivement 26 et 27. Par ailleurs, le réservoir de stockage intermédiaire 12 est équipé d'une vanne 28 de mise à l'air ou d'évacuation du gaz sous pression. De façon similaire, le réservoir de stockage intermédiaire 13 est An air compressor 24 which could be replaced by various other sources of pressurized gas is connected to a pressure distribution device 25 itself coupled to the two intermediate storage tanks 12 and 13. Each of these reservoirs is associated with a weighing device respectively 26 and 27. Furthermore, the intermediate storage tank 12 is equipped with a valve 28 for venting or evacuating the gas under pressure. Similarly, the intermediate storage tank 13 is
également équipé d'une vanne 29 ayant les mêmes fonctions. also equipped with a valve 29 having the same functions.
Le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant les deux réservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13 sont alternativement remplis et vidés. Pepd'ant que l'un des réservoirs est vidé à travers le conduit d'évacuation, par la vanne de décharge correspondante, l'autre réservoir de stockage intermédiaire se remplit. La vidange du premier réservoir est contrôlée en fonction de la perte de poids mesurée au moyen du dispositif The operating principle of the device according to the invention is as follows the two intermediate storage tanks 12 and 13 are alternately filled and emptied. When one of the reservoirs is emptied through the discharge pipe, through the corresponding discharge valve, the other intermediate storage tank fills. The emptying of the first tank is controlled according to the weight loss measured by the device
de pesage correspondant au réservoir concerné. La régulation de l'éva- weighing scale corresponding to the tank concerned. The regulation of the
cuation des substances liquides ou pâteuses contenues dans le réservoir est assurée par un contrôle de la pression du gaz injecté dans ce réservoir. Ce gaz peut être un gaz neutre, un mélange de gaz, de l'air, de la vapeur ou tout autre gaz ne réagissant pas avec les substances contenues dans le réservoir. La régulation peut également être assurée par un contrôle de la vanne de décharge qui est avantageusement constituée par un joint torique pneumatique. Lorsque les substances à doser sont constituées par des liquides s'écoulant facilement, la cuve d'alimentation est mise en liaison avec le réservoir de stockage intermédiaire et le liquide s'écoule par grayité dans ce réservoir, la section du conduit d'alimentation étant choisie de telle manière que le remplissage du réservoir s'effectue au cours d'un intervalle de temps qui est sensiblement égal à 80% du temps minimum nécessaire pour assurer la vidange de l'autre réservoir. En revanche, si la substance contenue dans la cuve d'alimentation est visqueuse ou pâteuse, cette cuve sera mise sous pression pour assurer un remplissage forcé des réservoirs de stockage cuation of the liquid or pasty substances contained in the tank is ensured by a control of the pressure of the gas injected into this tank. This gas can be a neutral gas, a mixture of gas, air, steam or any other gas that does not react with the substances in the tank. The regulation can also be ensured by a control of the discharge valve which is advantageously constituted by a pneumatic O-ring. When the substances to be dosed are constituted by easily flowing liquids, the feed tank is brought into contact with the intermediate storage tank and the liquid flows grayly into this tank, the section of the feed duct being chosen in such a way that the filling of the tank takes place during a time interval which is substantially equal to 80% of the minimum time necessary to ensure the emptying of the other tank. On the other hand, if the substance contained in the feed tank is viscous or pasty, this tank will be pressurized to ensure a forced filling of the storage tanks
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- 5 - intermédiaire. Le remplissage de ces reservoirs de stockage intermédiaire 12 et 13 est facilité grâce aux deux vannes de mise à l'air 28 et 29 assurant l'évacuation de l'air initialement contenu dans le réservoir, au moment de ce remplissage. On effectue le pesage du réservoir contenant un volume prédéterminé de substance à doser; lorsque le niveau supérieur est atteint, Intermediate. The filling of these intermediate storage tanks 12 and 13 is facilitated by two venting valves 28 and 29 ensuring the evacuation of the air initially contained in the tank, at the time of filling. Weighing the tank containing a predetermined volume of substance to be assayed; when the higher level is reached,
on ferme la vanne d'alimentation.the feed valve is closed.
Pendant ce temps l'autre réservoir de stockage intermédiaire a été mis préalablement en vidanrge, cette -vidange étant réglée en fonction de la perte de poids du réservoir, que l'on mesure au rmoyen du dispositif de pesage correspondant. Cette régulation est effectuée par un contrôle de la pression du gaz injecté dans le réservoir de stockage intermédiaire pendant l'opération de vidange, pression destinée à forcer plus ou moins de substance vers la vanne de décharge. Compte tenu de l'élasticité des gaz, Meanwhile, the other intermediate storage tank has been previously emptied, this emptying being adjusted according to the weight loss of the tank, which is measured by means of the corresponding weighing device. This regulation is carried out by controlling the pressure of the gas injected into the intermediate storage tank during the emptying operation, a pressure intended to force more or less substance towards the discharge valve. Given the elasticity of gases,
cette méthode peut avoir une tendance à osciller ern terme de débit si les- this method may have a tendency to oscillate in the run-off period if
variations sont rapides. Elle présente cependant l'intérêt de ne comporter aucune partie en mouvement en contact avec le liquide ce qui supprime tous variations are fast. However, it has the advantage of not including any moving parts in contact with the liquid which eliminates all
risques *de pollution.* pollution risks.
Par ailleurs, les vannes de décharge et/ou de régulation 22 et 23 comportent de préférence une ouverture circulaire fermée par un joint torique creux en matière élastique et alimenté par un fluide pouvant être injecté sous pression. L'ouverture de la vanne de décharge est directement liée à la pression du fluide injecté dans ce joint. Il est bien entendu que ces vannes de décharge à joint pneumatique pourraient être remplacées par une vanne à pointeau ou tout autre dispositif équivalent. Il est également possible de placer sur le conduit d'évacuation 18 une vanne unique de régulation 19, les vannes 22 et 23 n'ayant plus dans ce cas qu'une fonction de vannes de fermeture par tout ou rien. Comme précédemment, aucun organe en mouvement ne perturbe le liquide lors de son évacuation hors du réservoir Furthermore, the discharge and / or regulation valves 22 and 23 preferably comprise a circular opening closed by a hollow O-ring of elastic material and supplied with a fluid that can be injected under pressure. The opening of the discharge valve is directly related to the pressure of the fluid injected into this seal. It is understood that these pneumatic seal discharge valves could be replaced by a needle valve or other equivalent device. It is also possible to place on the exhaust duct 18 a single control valve 19, the valves 22 and 23 having in this case only a function of closure valves by all or nothing. As before, no moving body disturbs the liquid during its evacuation out of the tank
en vidange.in emptying.
Il est intéressant de constater que la mise en pression du réservoir de stockage intermédiaire en vidange n'influe pas sur le poids de celui-ci de façon significative. En effet, le poids du volume d'air ou de gaz sous pression injecté dans le réservoir est pratiquement négligeable par rapport au-poids de substance liquide ou pâteuse contenue dans ce réservoir. De ce fait il est possible de contrôler la perte de poids du réservoir au cours de la It is interesting to note that the pressurization of the intermediate storage tank emptying does not influence the weight of it significantly. Indeed, the weight of the volume of air or pressurized gas injected into the reservoir is practically negligible compared to the weight of liquid or pasty substance contained in this reservoir. Therefore it is possible to control the weight loss of the tank during the
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- 6 - vidange. Lorsque le réservoir en vidange atteint le niveau inférieur, un dispositif de contrôle et de commande automatique 30 assure la commutation des vannes d'alimentation et de décharge de sorte qu'un nouveau cycle de remplissage - 6 - emptying. When the emptying tank reaches the lower level, an automatic control and control device 30 switches the supply and discharge valves so that a new filling cycle
et de vidange puisse être mis en route. and draining can be started.
Pour efffectuer un dosage, on procède de la manière suivante To perform an assay, proceed as follows
- on ferme la vanne d'alimentation du réservoir intermédiaire préala- - the intermediate tank feed valve is closed before
blement rempli, - on ouvre la vanne de mise à l'air de ce réservqir, - on met le réservoir sous la pression d'un gaz, - on active une chaîne de mesure du poids des deux réservoirs, - on ouvre progressivement la vanne de décharge du réservoir rempli et on ferme progressivement la vanne de décharge du réservoir vidé, - on active la chaîne de mesure du poids du réservoir rempli, - on ferme l'arrivée du gaz sous pression dans le réservoir vide, - on ouvre la vanne d'alimentation du réservoir vide, - on contrôle le poids de ce réservoir au cours de son remplissage pour détecter le moment o il est considéré comme plein, filled, - it opens the valve venting this reservqir, - it puts the tank under the pressure of a gas, - it activates a chain of measurement of the weight of the two tanks, - it opens gradually the valve discharging the filled tank and gradually closing the discharge valve of the emptied tank, - activating the chain for measuring the weight of the filled tank, - closing the inlet of the pressurized gas in the empty tank, - opening the valve supply of the empty tank, - the weight of this tank is checked during filling to detect when it is considered full,
- et on ferme la vanne d'alimentation correspondante. - and close the corresponding supply valve.
Il est bien. évident que si l'installation ne comporte qu'un seul réservoir de stockage intermédiaire, il n'est guère possible d'assurer un dosage en He's good. obvious that if the installation has only one intermediate storage tank, it is hardly possible to
continu des substances initialement contenues dans la cuve d'alimen- substances originally contained in the feed tank
tation 10. La variante préférée comporte deux réservoirs de stockage intermédiaire dont l'un est en phase de remplissage pendant que l'autre est en phase de vidange et permet d'assurer un dosage continu des substances il. Comme mentionné précédemment, cette installation et le procédé dont elle assure la mise en oeuvre permettent d'assurer un dosage de substances The preferred variant comprises two intermediate storage tanks, one of which is in the filling phase while the other is in the emptying phase and ensures a continuous dosing of the substances. As mentioned previously, this installation and the process which it ensures the implementation make it possible to ensure a dosage of substances
liquides ou pâteuses sans recourir à l'utilisation d'une pompe. liquids or pastes without the use of a pump.
La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus mais peut subir différentes modifications et se présenter sous la forme de diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. Entre autres, le dispositif de pesage peut être remplacé par une mesure de débit en ligne The present invention is not limited to the embodiments described above but may undergo various modifications and be in the form of various variations obvious to those skilled in the art. Among other things, the weighing device can be replaced by an online flow measurement
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-7 - avec la vanne de régulation, par un débitmètre à ultrasons ou à effet Corriolis ou par tout autre dispositif. Par ailleurs, on notera que si les substances traitées l'exigent, il est également possible de thermostater l'installation. Ceci est particulièrement intéressant lorsqu'il s'agit de traiter des substances visqueuses à la température ambiante. Cette installation permet de "'pomper" des liquides en hauteur. Elle permet également de traiter des liquides dangereux, des substances explosives, riioyennant un -7 - with the control valve, an ultrasonic or Corriolis flowmeter or any other device. Furthermore, it should be noted that if the treated substances require it, it is also possible to thermostate the installation. This is particularly interesting when it comes to treating viscous substances at room temperature. This installation makes it possible to "pump" liquids in height. It also makes it possible to treat dangerous liquids, explosive substances, using a
dimensionnement approprié de la cuve et des réservoirs intermédiaires. appropriate sizing of the tank and intermediate tanks.
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