Installation de dessablage
La présente invention a pour objet une installation de dessablage, comprenant un bassin circulaire relié, d'une part, à un canal d'amenée d'eau brute et, d'autre part, à un canal d'évacuation d'eau dessablée, ce bassin présentant des parois coniques aboutissant à leur partie inférieure à un puits collecteur de sable, un organe de brassage étant disposé dans la partie centrale du bassin pour imprimer un mouvement constant à l'eau dans un sens transversal par rapport au mouvement de sédimentation du sable, une pompe dont le tube d'aspiration est disposé au centre du bassin permettant le transfert du sable du puits collecteur vers un réceptacle d'évacuation, l'organe de brassage étant porté par un arbre creux tournant autour du tube vertical de la pompe.
Une installation de dessablage du type défini ci-dessus a déjà été décrite dans le brevet suisse No 376859.
Toutefois, dans cette installation connue, L'organe de brassage comporte des bras immergés munis de palettes fixes mais orientables, disposées horizontalement à une certaine distance de l'arbre creux d'entraînement. Cette disposition des bras et des palettes favorise l'accrochage des fils de textile ou autres filaments en suspension dans l'eau usée. I1 est donc nécessaire, comme l'expérience l'a montré dans une telle installation, de procéder à l'enlèvement périodique de ces fils ou filaments accrochés à l'organe de brassage. En outre, dans cette installation connue, le palier inférieur de guidage de l'arbre creux se trouve sous le niveau de l'eau et, de ce fait, travaille dans des conditions peu favorables.
L'installation de dessablage selon l'invention vise à remédier aux inconvénients précités. Elle est caractérisée par le fait que l'arbre creux, porteur de l'organe de brassage est disposé au-dessus du niveau de l'eau dans le bassin, l'organe de brassage comprenant des palettes suspendues à cet arbre creux et plongeant sous le niveau de leau.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'installation selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de l'installation, dont
la fig. 2 est une vue en plan.
La fig. 3 montre une seconde forme d'exécution de l'organe de brassage.
Les fig. 4 et 5 montrent respectivement deux autres variantes d'exécution de cet organe de brassage.
En référence aux fig. 1 et 2, l'installation de dessa blage représentée comprend un bassin 1 de forme circulaire cylindrique pour sa partie supérieure. Cette partie cylindrique supérieure se prolonge, vers le bas, par un cône 2 constituant la partie intermédiaire du bassin. Le cône 2 débouche lui-mme dans un puits 3 servant de collecteur pour le sable récolté. Ce puits 3 est de forme générale cylindrique et à fond conique pour rassembler le sable dans la partie centrale.
Ce bassin 1 est relié, d'une part, à un canal d'amenée d'eau brute 4 débouchant tangentiellement en 5 dans la partie supérieure du bassin 1. D'autre part, ce bassin est relié à un canal 6 d'évacuation de l'eau dessablée par une ouverture latérale 7 du bassin 1. L'évacuation du sable déposé dans le puits collecteur 3 se fait à l'aide d'une pompe 8, de préférence du type émulseur à air comprimé. Le tube d'aspiration de cette pompe 8 est disposé au centre du bassin 1. Une conduite 9 permet d'alimenter en air comprimé une tte de diffusion 10 disposée à la partie inférieure du tube d'aspiration de la pompe 8. Une conduite 1 1 d'évacuation du sable est reliée par un coude 12 à l'extrémité supérieure du tube d'aspiration de la pompe 8.
Pour assurer une précipitation ou une sédimentation du sable dans le puits collecteur 3, exempte de matière organique en suspension, l'eau doit tre maintenue en mouvement à une vitesse de l'ordre de 30 à 40 cm/sec.
Ce mouvement circulaire horizontal nécessaire à la masse de liquide est assuré par-un organe de brassage rotatif 13 composé d'un arbre creux tournant autour du tube d'aspiration de la pompe centrale 8 qui est fixe. Cet organe de brassage comprend, en outre, des palettes 14 et le sens de rotation de cet organe 13, 14 est le mme que celui donné à l'eau brute par son entrée tangentielle dans le bassin 1. L'entraînement en rotation de l'organe de brassage 13, 14 se fait par un moteur réducteur 15 disposé sur une passerelle 16 traversant le bassin 1 diamétralement. Un dispositif de démultiplication 17 est interposé entre le moteur réducteur 15 et la partie supérieure de l'arbre creux 13. Le palier inférieur de guidage de cet arbre creux 13 est disposé au-dessus du niveau maximum 21 de l'eau dans le bassin 1.
Les palettes 14, au nombre d'au moins deux, sont fixées à un support 18 pouvant tre en forme de disque de bras ou de croisillon. comme représenté à la fig. 2.
Ce support 18 est solidaire de l'arbre creux 13 et les palettes 14 sont fixées à ce support 18 en un point situé au-dessus du niveau maximum 21 de l'eau. Dans la première forme d'exécution, les palettes 14 sont fixées rigidement au support 18 par un prolongement 14a en forme de tige filetée qu'elles présentent, prolongement sur lequel est vissé un écrou de fixation 19. Cette disposition permet de régler l'orientation des palettes 14 autour de leur axe vertical, selon le rendement de brassage désiré.
En effet. si le plan général des palettes 14 se trouve disposé radialement, I'effet de brassage est le plus fort; par contre. l'énergie nécessaire pour l'entraînement des palettes est la plus élevée. Par contre, en inclinant ces palettes 14 par rapport à leur axe de déplacement, on diminue la surface active de celles-ci sur la masse d'eau à brasser. ce qui permet de réduire l'énergie d'entraînement.
La longueur verticale des palettes 14 est telle que leur partie inférieure plonge encore dans l'eau lorsque le niveau de celle-ci est au plus bas dans le bassin 1, c'està-dire qu'il atteint le niveau du seuil 20 de l'ouverture latérale 7.
Le réglage de la surface d'attaque des palettes 14 par ajustement de leur orientation par rapport au support 18 peut se faire sans vider le bassin 1. du fait que les écrous 19 sont visibles au-dessus du niveau 21 de l'eau.
Dans l'exemple représenté, la section des palettes 14 est constante sur toute leur longueur. Toutefois, en variante. cette section pourrait tre décroissante vers son extrémité inférieure. Cette section constante ou décroissante des palettes 14 est destinée à permettre un dégagement aisé des fils ou filaments de tout genre susceptibles d'tre entraînés par elles lors du fonctionnement de l'organe de brassage.
Le fonctionnement de l'installation de dessablage décrite ci-dessus est le suivant:
L'eau brute à dessabler arrive par le canal 4 et entre tangentiellement dans le bassin 1 par l'ouverture 5. La masse de liquide dans le bassin 1 est maintenue en mouvement rotatif par l'organe de brassage 13, 14, 18 entraîné par le groupe moteur réducteur 15, 17. Les matières minérales grenues et lourdes (sable, gravier) se déposent dans le puits collecteur 3. tandis que les matières organiques sont maintenues en suspension, du fait du mouvement rotatif de l'eau. Ces matières organiques sont finalement entraînées par le courant d'eau sortant par l'ouverture latérale 7 en direction du canal d'évacuation 6.
Le sable déposé dans le puits collecteur 3 est évacué périodiquement par la pompe 8 et la conduite ll, opération qui se fait en injectant de l'air comprimé dans la tte de diffusion 10 à partir de la conduite 9. Le sable en provenance de la pompe est dirigé vers un réceptacle d'évacuation, non représenté sur le dessin.
De nombreuses variantes d'exécution de l'installation décrite ci-dessus en regard des fig. 1 et 2 pourraient tre imaginées.
La fig. 3 montre une première variante dans laquelle l'arbre creux rotatif 13 tournant autour du tube d'aspiration fixe de la pompe centrale 8 porte un collier 22 présentant des bras 23. Ce collier 22 et les bras 23 se trouvent disposés au-dessus du niveau d'eau 21, de mme que le palier inférieur de guidage de l'arbre creux 13. Au voisinage de l'extrémité des bras 23 sont suspendues les palettes 14. Les organes de suspension 25 des palettes 14 aux bras 23 peuvent tre constitués par une chaîne, une lame élastique, un câble ou une barre, ces différents organes pouvant tre reliés aux bras 23 par une bague 24 fixe ou mobile sur le bras 23.
L'avantage de ce dispositif de fixation des palettes 14 réside dans le fait que lorsque l'organe de brassage démarre dans la masse de liquide au repos, le couple de démarrage peut tre moindre du fait que les palettes 14 qui ne sont pas reliées rigidement aux bras 23, mais de manière souple, peuvent s'incliner par rapport à l'axe de rotation de l'organe de brassage et rester inclinées en se redressant progressivement jusqu'à ce que la masse de liquide ait pris sa vitesse de rotation correspondant pratiquement à celle de l'organe de brassage. Ce dispositif de fixation à suspension permet également de régler la longueur du rayon entre le point de suspension des palettes 14 et l'axe central constitué par la pompe fixe 8, ceci pour adapter la position des palettes 14 au diamètre du bassin 1 en déplaçant la bague 24 le long du bras 23 correspondant.
La fig. 4 montre une seconde variante dans laquelle l'arbre creux 13 tournant autour de la pompe fixe 8 porte au moins deux articulations 26 auxquelles sont attachées des palettes 29 grâce à un axe d'articulation 27. Cet axe d'articulation 27 peut tre libre pour laisser osciller librement les palettes 29 sous l'effet de la force centrifuge. lors du démarrage et de l'entraînement en rotation normale de l'organe de brassage.
On peut également prévoir des moyens de blocage de ces articulations 26 permettant de bloquer en position les palettes 29 soit verti également. soit en position inclinée. le réglage de l'écartement des extrémités inférieures des palettes 29 par rapport à l'axe de rotation de l'organe de brassage se faisant en fonction du diamètre du bassin 1. Ces articulations 26 se trouvent disposées au-dessus du niveau 21 de l'eau.
Dans le cas où elles ne sont pas munies de moyens de blocage, à l'arrt de l'organe de brassage, les palettes 29 occupent la position verticale indiquée en trait mixte en 28. Dans cette position, un faible couple de démarrage permet l'entraînement de l'organe de brassage dans la masse d'eau et au fur et à mesure que la vitesse angulaire de celle-ci augmente, la vitesse angulaire de l'organe de brassage augmente également et l'extrémité inférieure des palettes s'écarte de plus en plus au fur et à mesure de cette augmentation de vitesse angulaire.
La fig. 5 montre une troisième variante d'exécution dans laquelle l'arbre creux 13 porte, fixées rigidement sur lui, au moins deux palettes 30 plongeant sous le niveau 21 de l'eau. L'avantage de cette construction réside dans le fait que la vitesse de rotation de l'arbre creux 13 peut tre sensiblement plus élevée qu'avec les dispositifs selon les fig. 1, 3 et 4, ce qui permet une démultiplication moindre du groupe d'entraînement 15, 17, d'où une économie.
En outre, du fait d'une agitation plus prononcée de la surface de l'eau autour de la pompe 8, les matières et corps flottants éventuels sont chassés vers la circonférence du bassin 1 d'où ils peuvent tre plus commodément éliminés.
Dans toutes les formes d'exécution représentées, la section des palettes 14 est constante sur toute la hauteur, respectivement sur toute la longueur de ces palettes.
Toutefois, en variante, il serait possible de prévoir une section décroissante de ces palettes 14 vers leurs extrémités inférieures. Cette disposition permettrait un dégagement encore plus aisé des fils ou filaments de tout genre susceptibles d'tre entraînés par les palettes lors de la marche de l'organe de brassage. En effet, à l'arrt de l'organe de brassage, la plus grande partie des fils ou filaments se dégagerait d'elle-mme des palettes 14 ou pourrait en tre dégagée facilement.
Avec la disposition de l'installation telle que décrite ci-dessus, le rendement de celle-ci atteint un maximum tout en simplifiant ou mme en supprimant la nécessité de nettoyer périodiquement les bras 23, respectivement les palettes 14 ceci, d'une part, étant dû au fait que les bras 23 sont disposés au-dessus du niveau 21 de l'eau et que la forme des palettes 14 et leur position dans la masse d'eau facilitent leur autonettoyage au cours du fonctionnement de l'installation.