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BREVET D'INVENTION " APPAREIL PGUR LA DIGESTION DE BOUE D'EAUX D'EGOUT " Conv.Int. : Priorité d'une Penaude de brevet d'invention dénoséeen Grande-Bretagne le 12 mars 1935 par Henry J. TALBCT.
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La présente invention concerne les appareils pour le traitement distinct, par digestion, de matière organique et spécialement de la boue d'eaux d'égout, appareils com- prenant un récipient clos dans lequel la matière est soumise à une action bactérienne et qui est pourvu de dispositifs s pour recueillir le gaz dégagé au cours au procède.
On sait qu'il est avantageux de chauffer la boue en cours de digestion, en particulier par temps froid, et uivers dispositifs ont été employés dans ce but. L'invention a pour l'un de ses objets d'offrir un moyen de chauffage perfectionné et plus efficace, en particulier pour des diges-
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teurs de très grandes dimensions où un chauffage uniforme ae toute ia masse de boue est très difficile a accomplir.
.L'invention offre également un moyen perfectionné de remuer -La Matière en cours de digestion pour aider à la séparation de liquide et, aussi, pour obtenir une consistance plus uniforme du contenu lu bassin et aider l'action bactérienne.
Elle offre en outre, en association avec les moyens collecteurs de gaz, un moyen perfectionné de supporter le mécanisme en mouvement, tel que racles, briseurs d'écume et agitateurs, situé a l'intérieur du bassin.
Suivant l'invention, des serpentins ou éléments de chauffage sont montés pour tourner autour d'un axe vertical à travers .La masse de matière contenue dans le digesteur et sont, de préférence, associés avec, ou portés par, le mécanisme à racles pour effectuer un déplacement progressif de la matière à une décharge et/ou aux dispositifs briseurs d'écume.
Suivant une caractéristique de l'invention, les serpentins ou éléments de chauffage sont disposés pour former une série de barres ou tiges sensiblement verticales qui sont mues dans des chemins horizontaux et qui, par leur passage à travers la matière, créent des courants de liquide ascendants et âpaissisent la boue de la manière dont cela se fait dans l'épaississeur dit à"cloture de lattes". Dans une bonne aisposition, les serpentins de chauffage sont arrangés en une série de boucles verticales entre .Les b@as des racles de décharge et les bras briseurs d'écume du digesteur.
Des moyens convenables du type rotatif à presse- étoupe, sont prévus pour relier les tuyaux d'amenée et de
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retour du fluide de chauffage au système de serpentins de chauffage en mouvement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le système mobile à l'intérieur du digesteur, système qui peut comprendre les racles de décharge, les dispositifs briseurs d'écume et agitateurs, les éléments de chauffage , etc. est supporté, de façon à pouvoir tourner, par un support central qui peut également porter le mécanisme de commande et il est prévu une cloche flottante, collectrice de gaz présentant une forme annulaire et entourant le support central. En outre, la connexion des tuyaux d'amenée et de retour, pour le fluide de chauffage, au système de serpentins de chauffage en mouvement est obtenue au moyen d'un collecteur ou distributeur fixe à presse-étoupe, faisant partie du supportcentral, etd'une partie capable de tourner qui peut être supportée et mise en rotation par le même moyen qui supporte les autres parties du mécanisme rotatif.
De plus, la cloche collectrice de gaz est munie, en son centre, d'un joint hydraulique porté par le mécanisme rotatif du digesteur.
Les dispositifs briseurs a'écume peuvent comprendre des éléments s'étendant de bas en haut qui coopèrent avec des dispositifs fixes comprenant des éléments s'étendant de naut en bas, supportés par les côtés du digesteur.
Sur les dessins ci-joints, qui représentent tant d'une manière quelque peu schématique qu'en détail une réalisation preférée de l'invention qui n'est toutefois donnée ici qu'à titre d'exemple, car il est évident qu'on pourrait y apporter des changements et des moaifications
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sans que cela doive être considéré comme une dérogation à l'exprit de l'invention :
Fig. 1 est une coupe verticale, quelque peu sché- matique, représentant la relation générale de certaines ça- ractristiques essentielles, ou entrant dans la constitution, d'une forme d'exécution de digesteur réalisant l'invention.
Des figs. 2 à 13, qui représentent complètement et en détail une réalisation industriel-Le de l'inventicn:
Fig. 2 est une élévation extérieure du digesteur,
Fig. 3 en est un plan , en partie brisé;
Fig. 4 en est une coupe verticale;
Fig. 5 est une coupe horizontale suivant 5-5 , fig. 4 ;
Figs. 6 et 7 représentent collectivement, en coupe verticale, a plus grande échelle que fig. 4, certains déails ainsi que l'assemblage et l'arrangement de certaines parties les unes par rapport aux autres ;
Fig. 8 est une coupe horizontale, suivant 8-8, Figs. 6 et 7 à la même échelle que ces dernières Figs. ;
Fig. 9 est une coupe verticale suivant 9-9, fig. 8 ;
Fig. 10 est une coupe verticale suivant un plan indiqué par la ligne 10-10 sur la fig. 9 ;
Fig.
Il est une vue en perspective représentant, en traits continus, les serpentins de chauffage et, en pointillé, certains bras ou parties par lesquels ils sont portas, ou avec lesquels ils sont directement associés, et indiquent en outre la façon dont le fluide de chauffage est conduit aux serpentins et dont le fluide refroidi, ou de
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retour, est emmené de ceux-ci après qu'il a rempli son office ;
Fig. 12 qui est une coupe verticale suivant 12-12, fig. 13 et
Fig. 13 , qui est une coupe hori zontale suivant 13-13 , fig. 12, représentent collectivement, à plus grande échelle que Figs. 6, 7 et 8, les détails de certaines des parties agissantes situées à la partie centrale supérieure du digesteur et
Fig. 14 représente une modification dans laquelle le distributeur à presse-étoupe fait partie du support central qui supporte le mécanisme rotatif et où la partie tournante du presse-étoupe et le chapeau de celui-ci sont supportés et mis en rotation par le mécanisme lui-même.
Le digesteur de l'invention est un récipient relativement étanche aux gaz, désigné dans son ensemble par 1. Il comprend un bassin de digestion, 2, et est construit de manière à présenter intérieurement, pour recevoir et contenir le liquide ou boue, une chambre 3 dans laquelle une masse de boue est maintenue à un niveau marqué N.L. et déterminé par ie déversoir de trop-plein 4 . Avec ce bassin est directement associée une cloche flottante 5 offrant intérieurement, par en-dessous, un espace récepteur et collecteur de gaz ±.
Il est prévu, en 7, un moyen grâce auquel la boue peut-être facilement amenée à l'intérieur du bassin et grâce auquel, aussi, le digesteur sera maintenu relativement étanche aux gaz peu importe que de la boue soit ou non en cours d'alimentation à l'intérieur du digesteur.
Le digesteur est pourvu d'un mécanisme possédant des éléments montés de manière à tourner dans le bassin pour agir sur la boue ou masse de liquide y contenue, à sa-
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voir: des éléments capables de tourner horizontalement, 55, portant des rouables ou racles 56 pour effectuer un r aclage et un transfert de la boue déposée, éléments dont certains ont pour rôle de briser toute couche d'écume qui se rassemble, ou tend à se former, dans la région supérieure du bassin 2 et dont d'autres sont prévus sous la forme de serpentine de chauffage et ont pour rôle de chauffer la boue qui se trouve dans le digesteur.
La construction possédant ou offrant les éléments capables de tourner horizontalement dont il vient d'être question est désignéepar 8 et il en sera parfois question ici comme du mécanisme rotatif agissant sur la boue.
Le bassin 2 possède un fond 9, une paroi verticale 10 et une colonne ou pilier central fixe 11 qui s'élève sensiblement au-dessus du niveau normal de la masse de liquide ou boue maintenue à l'intérieur du digesteur. Le bassin 2 est également pourvu d'une fosse de décharge, 12 , pour recevoir les solides, déposés, raclés de diverses sections du fond du bassin et transférés à cette fosse en raison du mouvement tournant, horizontal, des bras portant les racles. Les bras 55 et les racles 56 dont il vient d'être question constituent des éléments importants de ce que l'on peut appeler les dispositifs racleurs de boue 13.
Le bassin est de section circulaire. Les dispositifs racleurs de boue 13 sont montés de manière à tourner concentriquement au pilier ou colonne il. c'est-à-dire autour de ce pilier, et comme cela vient d'être indiqué ils fonctionnent collectivement pour racler des diverses sections du fonc. du bassin la boue déposée et pour entraîner, cornue
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par une sorte de labourage, la boue ainsi raclée par eux vers et dans la fosse 12. De cette dernière, les solides déposés, sous la forme de boue, sont retirés d'une manière convenable, par exemple: au moyen du tuyau 14.
En ce qui concerne maintenant le moyen d'alimentation 7, celui-ci comprend une poche réceptrice d'alimen- tation,15, dans la partie supérieure de laquelle la boue qui arrive est livrée, en 16, par un tuyau d'amenée 17. De la partie inférieure de cette poche 15 s'étend un tuyau en U 18 à travers lequel la boue d'eaux d'égout passe, de la poche 15, de préférence à la partie supérieure de la chambre à liquide 3 à l'intérieur du bassin 2.. Il est évident que -La construction de nourrice que l'on vient de décrire assure une disposition relativement étanche aux gaz et que cette nourrice sera maintenue étanche aux gaz même si le niveau dans ..le digesteur vient, par suite de quelque circonstance anormale, à tomber au-dessous de l'extrémité supérieure ou de surtie au tuyau en U 18.
Le tuyau d'évacuation de boue 14, sus-mentionné, possède une haute partie montante, 19, qui peut être munie d'un branchement 20 , commande par robinet, qui se termine à un niveau un peu inférieur à celui de l'extrémité supérieure 21 de la partie 19. Si le branchement 20 est fermé, il n'y a pas de décharge normale de boue par la partie 19, puisque l'extrémité supérieure 21 de celle-ci est bien audessus du niau normal N.L. Si l'on marche avec le bran- chement 20 fermé, le rôle principal du tuyau 19 est alors d'offrir une ouverture utilisable pour l'introduction d'un dégorgeoir si le tuyau 14 venait à se trouver obstrué.
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Du tuyau 14 part une conduite ou/tuyau 22, commandé par robinet, au moyen duquel on retire de la boue de la partie inférieure du bassin comme et quand on le. désire.
Certaines conditions de fonctionnement peuvent indiquer l'opportunité d'employer un/écoulement divise, de l'intérieur du bassin du digesteur et, pour cela, il est possible d'ouvrir le robinet du branchement 20 et de permettre ainsi un passage dévié d'une partie de la boue déposée de la partie inférieure du bassin, par le tuyau 14, au-delà du robinet prevu sur le branchement 20, d'où la boue débordera dans la boîte de trop-plein 23, et un passage direct, simultané, de .Liquide surnageant de la partie supérieure de la chambre 3. du bassin, par l'ouverture 24, par-dessus -Le déversoir 4, dans la boite de trop-plein 23. Le contenu, capable de couler, de la boite 23 sort de celle-ci par le tuyau de décharge 25.
Le gaz est retiré de l'intérieur du digesteur par le tuyau d'évacuation de gaz 26.
On a fait aliusion ci-dessus au mécanisme agissant sur la boue et désigné dans son ensemble par 8 ainsi qu'au fait que ce mécanisme comprend les dispositifs racleurs de boue 13.
Le mécanisme 8, agissant sur la boue, esc tout entier supporté par le pilier central 11 et peut tourner autour de celui-ci.
Le pilier 11 porte une plate-forme 27 sur laquelle sont montes un moteur 28 et un mécanisme réducteur de vitesse et de transmission de mouvement, 29, comprenant une roue dentée 30. Cette roue 30 constitue donc un organe de
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commande qui engrène avec une couronne à denture intérieure, 31 , menée par elle.
La couronne 31 est reliée au mécanisme tournant 8 ou faitpartiede ce mécanisme qui est entièrement supporté par le pilier 11 et, plus particulièrement, par l'intermédiaire d'une section porteuse annulaire fixe 32 qui se trouve sur la plate-forme 27 ou qui en fait partie.
Dans la construction représentée, la couronne 31 peut être considérée comme un élément annulaire, supporté de manière à pouvoir tourner, qui est porté et guidé par la section porteuse annulaire fixe 32. Le mécanisme capable de tourner horizontalement, 8, possède un tambour ou cage 33 qui descend de la couronne dentée 31 et est porté par celle-ci. Ce tambour ou cage, dans la construction représentée, descend de l'extérieur du digesteur à l'intérieur du bassin sur sensiblement toute la hauteur de celui-ci et est guidé, de manière à se trouver empêché de s'incliner, par tout moyen convenable tel que des élémentsguides convenables pourvus de blocs ou de galets 34.
La partie de corps de cette cage 33, et plus particulièrement sa partie supérieure qui descend dans la boue, est de préférence tubulaire et fait partie d'une cuvette de joint hydraulique 35 propre à contenir un liquide obturateur 36 qui est de préférence autre que les eaux d'egout subissant la digestion dans le bassin. La cuvette 35 , en question, est annulaire en plan et en forme de U en section transversale.
Il est bon de préciser ici que la cloche ¯5 comprend un dessus ou calotte 37 et des rebords, externe et interne, descendants 38 et 39 . Cette cloche est , bien en-
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tenau , étanche aux gaz et renferme, en-dessous d'elle et entre ses rebords interne et externe, l'espace récepteur de gaz 6. Le rebord interne 39 plonge constamment dans ie liquide obturateur, 36, que confient la cuvette 35. Le rebord externe 38 s'étend jusque tout près de la partie la plus interne :le La paroi verticale 10 au bassin et plonge dans la boue que contient ce bassin.
Le résultat de -L'immersion du rebord interne 39 dans le liquide obturateur 36 et du rebord externe 38 dans la niasse de boue en cours de digestiun dans le bassin est une disposition étanche aux gaz qui empêche que au gaz s'échappe de l'espace 6, en aescendant le long des rebords 38 et 39 , puis en passant sous les bords inférieurs de ceux-ci, à l'at- mo sphère.
La couronne dentée, capable de tourner, 31 et le tambour ou cage 33 qui en pend constituent un ensemble qui , entièrement supporté par le pilier 11 , est monté de façon à pouvoir tourner autour de ce pilier sous l'action de forces y appliquées à l'extérieur du digesteur, c'est-adire de forces appliquées par la roue dentée 30 à la couronne dentée 31.
Le mécanisme 8, agissant sur la boue, possède les bras radiaux, supérieurs et inférieurs, 45 et 46 . Chacun de ces bras est directement relié, par son extrémité interne, au tambour ou cage 33 de manière que le bras se trouve entièrement porté et commandé par l'intermédiaire de ce tambour ou cage. Les bras 45 et 46 ont de préférence une formation en/treillis, comme ceile représentée clairement sur
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la fig. Il ce qui fait qu'ils sont relativement rigides.
De chacun desbrassupérieurs 45 s'élèvent des doigtswrti- eaux horizontalement espacés, 47, 48, et 49 , constituant des éléments briseurs d'écume horizontalement mobiles. Des parois 10 du bassin, s'étendent des potences fixes 50 dont chacune présente une membrure supérieure ou s'étendant à peu près horizontalement, 51, d'où descendent des doigts 52, 53 et 54 horizontalement espacés, qui constituent des éléments briseurs d'écume fixes coopérant avec les doigts briseursd'écume hori zontalement mobiles47, 48 et 49. A mesure que ceux-ci se meuvent dansun chemin horizontal, ils pénètrent dans, et passent à travers, les espaces délimités par les doigts pendants 52,53 et 54 , avec ce résultat qu'un mécanisme briseur d'écume efficace est ainsi réalisé.
Chaque bras radial inférieur 46 présente un élément 55 par le quel lesraclesou rouable56 sont portés etd'où ceux-ci pendent.
Il a été question, précédemment, de serpentins de chauffage. Ceux-ci sont désignés par 60 et 61 . Ils comprennent des éléments en boucle présentant des parties qui sont relativement droites et qui s'étendent vertioalement de, sensiblement, la partie inférieure de l'intérieur du digesteur à la partie supérieure de la chambra 3 de celui....(}-3... Les parties inférieures de ces serpentins de chauffage sont directement reliées aux bras inférieurs 46 et sont portées par ceux-ci, tandis que les parties supérieures des serpentins sont directement reliées aux bras supérieurs 45 et portées par eux.
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Les serpentins de chauffage 60 et 61 sont reliés en série, comme on le voit clairement sur la fig. 11, et ils sont associés avec une nourrice prévue en 70.
La nourrice 70 comprend une section tubulaire fixe 71 se terminant dans une section réceptrice de fluide chaud, 73, existant dans une enveloppe 74 capable de tourner. Le fluide de chauffage arrivant est amene par le tuyau 72 qui s'élève dans la section tubaiaire fixe et, de là, dans la section 73 , réceptrice de fluide chaud.
L'enveloppe tournante 74 de la nourrice possède également une section réceptrice de fluide de retour, 75, qui est constamment en communication directe avec une section tubulaire fixe, 76, de la nourrice. Cette dernière section 76 est reliée directement avec un tuyau de retour 77 partant du dessous du digesteur.
Un tuyau 78 va de la section réceptrice de fluide chaud 73 de l'enveloppe capable de tourner 74 à l'extrémité d'entrée, 79, des serpentins de chauff age. Un tuyau 80 va de l'extrémité de sortie des serpentins de chauffage a la section réceptrice de fluide de retour, 75, de l'enveloppe capable de tourner,
Les tuyaux 78 et 80 , dont il vient d'être question, tournent avec le mécanisme 8 agissant sur la boue.
Le tuyau d'amenée de fluide chaud, 72 , et le tuyau de fluide de retour 77 possédent une partie Horizontale noyée dans la construction qui constitue le fono au bassin. Ils présentent également une partie verticale essentiellement située à L'intérieur du tambour, ou cage, tournant 33, mais extérieurement au pilier 11. Il serait possible de faire ce
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pilier creux et de faire passer ces parties de tuyau ver- ticales à travers la partie centrale dudit pilier.
La cloche 5 est pourvue d'éléments de guidage situé en dehors du rebord externe descendant. Ces éléments de guidage, qui sont désignés par 91 coopèrent avec des élé- ments de guidage correspondants tels que des galets 92 qui sont portés par des plaques de support 93 fixées à l'inté- rieur de la partie supérieure de la paroi 10 du bassin. Les éléments de guidage 91 présentent des rainures 94 (figs. 8 et la) dans lesquellesles galets 92 roulent etavec les- quelles ces galets coopèrent. Ces rainures sont disposées de façon qu'elles s'étendent, en fait, suivant des chemins sensiblement hélicoïdaux parallèles.
En d'autres termes, on peut dire que chacun de ces éléments de guidage rainées 91 présente une inclinaison de haut en bas et d'arrière en avant par rapport à une ligne verticale. Ils sont, de pré- férence, disposés symétriquement autour de l'extérieur de la cloche et sont prévus de manière à assurer une position re- lativement de niveau et uniforme de cette cloche, à mesure qu'elle mont,e et qu'elle descend, de façon qu'elle ne s'in- cline pas dans le cas où une charge anormale viendrait à être appliquée à une partie de sa périphérie comme ce serait le cas, par exemple, si quelqu'un pénétrait, et marchait, sur le dessus de la cloche.
Ces parties rainées inclinées ont pour effet d'obliger la cloche à se mouvoir, ou à tourner, comme un élément de vis guidé, autour d'un axe ver- tical à mesure qu'elle s'élève ou s'abaisse dans son en- semble.
Le moteur et la plupart des parties essentielles
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du mécanisme réducteur de vitesse et de transmission de mouvement sont situes à l'extérieur du digesteur, en la partie centrale de la cloche, ou au voisinage immédiat de cette partie. Il devient par conséquent nécessaire qu'un opérateur ait facilement accès au moteur, au réducteur de vitesse et aux parties y associées. Il est également bon d'avoir accès aux parties périphériques supérieures du bassin et de la cloche. A ces fins, il est prévu des escaliers 96 et des passerelles 97.
Il est bon d'avoir accès, à différentes hauteurs verticales, à l'intérieur du bassin dans le but d'essayer la boue qui se trouve dans ces parties ou sections du bassin et de contrôler par cela même le fonctionnement de l'ensemble du digesteur. A cette fin, il est prévu des tuyaux d'essai 101, 102, 103, et 104 (figs. 2 et 6) allant de l'intérieur du bassin a l'extérieur de celui-ci. Ces tuyaux d'essai sont pourvus de robinets qui se trouvent immédiatement au-dessus d'un bac 105 . Ce dernier est situé dans le voisinage des escaliers et on peut, par conséquent, avoir facilement accès aux robinets d'essai.
Le bac est pourvu d'un tuyau de vidange 106 aboutissant au tuyau 22 dont il a été question précédemment. La boue sortant au bac peut par conséquent passer par le tuyau 22 soit pour être ramenée directement dans le bassin du aigesteur par le tuyau 14 ou pour être emmenée au digesteur en continuant vers l'extérieur, à travers le tuyau 22 , selon les conditions particulières de fonctionnement existant au moment considère.
La fig. 1 représente schématiquement, d'une façon
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générale, les caractéristiquesfondamentales du digesteur dans son ensemble et on peut lire, en s'y reportant, la majeure partie de la présente description. Toute la description peut être lue complètement en se reportant à la réalisation plus spécifique et détaillée de l'invention telle qu'elle est représentée sur les figs, 1 à 13 inclusivement.
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PATENT OF INVENTION "DEVICE FOR DIGESTION OF SEWER WATER SLUDGE" Conv.Int. : Priority of a sheepish patent for invention denounced in Great Britain on March 12, 1935 by Henry J. TALBCT.
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The present invention relates to apparatus for the separate treatment, by digestion, of organic matter and especially of sewage sludge, apparatus comprising a closed container in which the matter is subjected to bacterial action and which is provided with s devices to collect the gas released during the process.
It is known that it is advantageous to heat the sludge during digestion, particularly in cold weather, and various devices have been employed for this purpose. The invention has for one of its objects to offer an improved and more efficient heating means, in particular for digests.
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Very large dimensions where uniform heating of the entire sludge mass is very difficult to achieve.
The invention also provides an improved means of stirring the material being digested to aid in the separation of liquid and also to achieve a more uniform consistency of the contents of the pond and to aid bacterial action.
It also offers, in association with the gas collecting means, an improved means of supporting the moving mechanism, such as scrapers, scum breakers and agitators, located inside the basin.
According to the invention, coils or heating elements are mounted to rotate about a vertical axis through the mass of material contained in the digester and are preferably associated with, or carried by, the doctor blade mechanism for progressively move material to landfill and / or scum breaker devices.
According to one characteristic of the invention, the coils or heating elements are arranged to form a series of substantially vertical bars or rods which are moved in horizontal paths and which, by their passage through the material, create ascending liquid currents. and thicken the mud the way it is done in the so-called "slat fence" thickener. Conveniently, the heating coils are arranged in a series of vertical loops between the bases of the discharge scrapers and the scum breaker arms of the digester.
Suitable means of the rotary type with gland are provided for connecting the inlet and outlet pipes.
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return of heating fluid to the moving heating coil system.
According to another feature of the invention, the mobile system inside the digester, which system may include discharge scrapers, scum breakers and agitators, heating elements, etc. is supported, so as to be able to turn, by a central support which can also carry the control mechanism and there is provided a floating, gas-collecting bell having an annular shape and surrounding the central support. In addition, the connection of the supply and return pipes, for the heating fluid, to the system of heating coils in motion is obtained by means of a manifold or stationary distributor with gland, forming part of the central support, and a part capable of rotating which can be supported and rotated by the same means which supports the other parts of the rotary mechanism.
In addition, the gas collecting bell is provided, in its center, with a hydraulic seal carried by the rotary mechanism of the digester.
The scum breaker devices can include bottom-up extending members which cooperate with stationary devices including bottom-extending members supported by the sides of the digester.
In the accompanying drawings, which show both somewhat schematically and in detail a preferred embodiment of the invention which is, however, given here only by way of example, since it is obvious that could make changes and modifications
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without this having to be considered as a departure from the spirit of the invention:
Fig. 1 is a vertical section, somewhat schematic, showing the general relation of certain essential characteristics, or entering into the constitution, of an embodiment of digester embodying the invention.
Figs. 2 to 13, which represent completely and in detail an industrial realization-Le of the inventicn:
Fig. 2 is an exterior elevation of the digester,
Fig. 3 is a plan, partly broken;
Fig. 4 is a vertical section;
Fig. 5 is a horizontal section along 5-5, fig. 4;
Figs. 6 and 7 collectively represent, in vertical section, on a larger scale than FIG. 4, certain details as well as the assembly and arrangement of certain parts with respect to each other;
Fig. 8 is a horizontal section, along 8-8, Figs. 6 and 7 on the same scale as the latter Figs. ;
Fig. 9 is a vertical section along 9-9, FIG. 8;
Fig. 10 is a vertical section taken on a plane indicated by line 10-10 in FIG. 9;
Fig.
It is a perspective view showing, in solid lines, the heating coils and, in dotted lines, certain arms or parts by which they are carried, or with which they are directly associated, and further indicate how the heating fluid is led to the coils and whose cooled fluid, or
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return, is taken from these after he has fulfilled his office;
Fig. 12 which is a vertical section along 12-12, fig. 13 and
Fig. 13, which is a horizontal section along 13-13, fig. 12, represent collectively, on a larger scale than Figs. 6, 7 and 8, details of some of the working parts located at the upper central part of the digester and
Fig. 14 shows a modification in which the stuffing box distributor is part of the central support which supports the rotary mechanism and where the rotating part of the stuffing box and the cap thereof are supported and rotated by the mechanism itself .
The digester of the invention is a relatively gas-tight container, designated as a whole by 1. It comprises a digestion basin, 2, and is constructed so as to present internally, to receive and contain the liquid or sludge, a chamber 3 in which a mass of sludge is maintained at a level marked NL and determined by the overflow weir 4. With this basin is directly associated a floating bell 5 providing internally, from below, a receiving space and gas collector ±.
A means is provided, at 7, by which the sludge can be easily brought inside the basin and thanks to which, also, the digester will be kept relatively gas-tight regardless of whether or not sludge is being added. feed inside the digester.
The digester is provided with a mechanism having elements mounted so as to rotate in the basin to act on the sludge or mass of liquid contained therein, to its extent.
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see: elements capable of rotating horizontally, 55, carrying rollers or scrapers 56 to perform a leveling and transfer of the deposited mud, elements of which some have the role of breaking any layer of foam which collects, or tends to form, in the upper region of the basin 2 and of which others are provided in the form of heating serpentine and have the role of heating the sludge which is in the digester.
The construction having or offering the elements capable of rotating horizontally which has just been mentioned is designated by 8 and it will sometimes be referred to here as the rotary mechanism acting on the mud.
The basin 2 has a bottom 9, a vertical wall 10 and a fixed central column or pillar 11 which rises substantially above the normal level of the mass of liquid or sludge maintained inside the digester. The basin 2 is also provided with a discharge pit, 12, to receive the solids, deposited, scraped from various sections of the bottom of the basin and transferred to this pit due to the rotating, horizontal movement of the arms carrying the scrapers. The arms 55 and the scrapers 56 which have just been mentioned constitute important elements of what can be called the mud scraping devices 13.
The basin is of circular section. The mud scrapers 13 are mounted so as to rotate concentrically with the pillar or column 11. that is, around this pillar, and as has just been indicated they function collectively to scrape various sections of the ground. from the basin the mud deposited and to entrain, retort
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by a kind of plowing, the mud thus scraped by them towards and into the pit 12. From the latter, the solids deposited, in the form of mud, are removed in a suitable manner, for example: by means of the pipe 14.
As regards the supply means 7, this comprises a supply receiving pocket, 15, in the upper part of which the incoming sludge is delivered, at 16, by a supply pipe 17. From the lower part of this pocket 15 extends a U-shaped pipe 18 through which the sewage sludge passes, from the pocket 15, preferably to the upper part of the liquid chamber 3 to the bottom. inside the basin 2 .. It is obvious that -The construction of the manifold that has just been described ensures a relatively gas-tight arrangement and that this manifold will be kept gas-tight even if the level in ..the digester comes, by due to some abnormal circumstance, falling below the top end or over the U-pipe 18.
The above-mentioned sludge discharge pipe 14 has a high rising part, 19, which can be provided with a connection 20, controlled by a tap, which ends at a level a little lower than that of the end. upper 21 of part 19. If the branch 20 is closed, there is no normal discharge of sludge through part 19, since the upper end 21 of this is well above the normal level NL If one works with the connection 20 closed, the main role of the pipe 19 is then to provide an opening which can be used for the introduction of a disgorger should the pipe 14 become blocked.
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From the pipe 14 leaves a pipe or / pipe 22, controlled by a valve, by means of which mud is removed from the lower part of the basin as and when it is done. longed for.
Certain operating conditions may indicate the advisability of employing a / split flow, from inside the digester basin, and for this it is possible to open the tap on branch 20 and thus allow a diverted passage of part of the sludge deposited from the lower part of the basin, through pipe 14, beyond the tap provided on connection 20, from where the sludge will overflow into the overflow box 23, and a direct, simultaneous passage , of .Liquid supernatant from the upper part of the chamber 3. of the basin, through opening 24, over -The weir 4, in the overflow box 23. The contents, capable of sinking, of the box 23 exits from it through the discharge pipe 25.
The gas is withdrawn from inside the digester through the gas discharge pipe 26.
Allusion has been made above to the mechanism acting on the sludge and designated as a whole by 8 as well as to the fact that this mechanism comprises the sludge scrapers 13.
The mechanism 8, acting on the mud, esc entirely supported by the central pillar 11 and can turn around it.
The pillar 11 carries a platform 27 on which are mounted a motor 28 and a speed reduction and movement transmission mechanism, 29, comprising a toothed wheel 30. This wheel 30 therefore constitutes a control member.
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control which meshes with an internally toothed crown wheel, 31, driven by it.
The crown 31 is connected to the rotating mechanism 8 or is part of this mechanism which is fully supported by the pillar 11 and, more particularly, by means of a fixed annular carrying section 32 which is located on the platform 27 or which therefrom. is part.
In the construction shown, the crown 31 can be viewed as an annular member, rotatably supported, which is carried and guided by the fixed annular carrier section 32. The horizontally rotatable mechanism, 8, has a drum or cage. 33 which descends from the ring gear 31 and is carried by the latter. This drum or cage, in the construction shown, descends from the outside of the digester to the interior of the basin over substantially the entire height of the latter and is guided, so as to be prevented from tilting, by any means suitable such as suitable guide elements provided with blocks or rollers 34.
The body part of this cage 33, and more particularly its upper part which descends into the mud, is preferably tubular and forms part of a hydraulic seal bowl 35 suitable for containing a sealing liquid 36 which is preferably other than the sewage undergoing digestion in the basin. The cup 35, in question, is annular in plan and U-shaped in cross section.
It is good to specify here that the bell ¯5 includes a top or cap 37 and rims, external and internal, descending 38 and 39. This bell is, of course
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tenau, gas-tight and encloses, below it and between its internal and external edges, the gas receiving space 6. The internal rim 39 constantly plunges into the sealing liquid, 36, which the cuvette 35 confides. outer rim 38 extends to very close to the innermost part: the vertical wall 10 to the basin and plunges into the mud contained in this basin.
The result of the immersion of the inner rim 39 in the sealing liquid 36 and of the outer rim 38 in the mass of mud being digested in the basin is a gas-tight arrangement which prevents gas from escaping from the tank. space 6, descending along the edges 38 and 39, then passing under the lower edges of these, to the atmosphere.
The ring gear, capable of rotating, 31 and the drum or cage 33 which hangs from it, constitute an assembly which, entirely supported by the pillar 11, is mounted so as to be able to turn around this pillar under the action of forces applied to it. the outside of the digester, i.e. forces applied by the toothed wheel 30 to the toothed ring 31.
The mechanism 8, acting on the mud, has the radial arms, upper and lower, 45 and 46. Each of these arms is directly connected, by its internal end, to the drum or cage 33 so that the arm is entirely carried and controlled by means of this drum or cage. The arms 45 and 46 preferably have a lattice / mesh formation, as shown clearly in
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fig. He what makes them relatively rigid.
From each of the upper arms 45 rise horizontally spaced tubular fingers, 47, 48, and 49, constituting horizontally movable scum breaking elements. From the walls 10 of the basin extend fixed brackets 50 each of which has an upper chord or extending approximately horizontally, 51, from which descend horizontally spaced fingers 52, 53 and 54, which constitute breaker elements of the basin. 'fixed scum cooperating with horizontally movable scum breaking fingers47, 48 and 49. As these move in a horizontal path, they enter, and pass through, the spaces delimited by the hanging fingers 52,53 and 54, with the result that an efficient scum breaking mechanism is thus realized.
Each lower radial arm 46 has an element 55 by which lesraclesou rouable56 are carried and from which they hang.
Heating coils were previously discussed. These are designated by 60 and 61. They comprise looped elements having parts which are relatively straight and which extend vertio from, substantially, the lower part of the interior of the digester to the upper part of the chamber 3 of that .... (} - 3 ... The lower parts of these heating coils are directly connected to the lower arms 46 and are carried by them, while the upper parts of the coils are directly connected to the upper arms 45 and carried by them.
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The heating coils 60 and 61 are connected in series, as can be clearly seen in FIG. 11, and they are associated with a wet nurse provided for in 70.
The manifold 70 comprises a fixed tubular section 71 terminating in a hot fluid receiving section, 73, existing in a casing 74 capable of rotating. The incoming heating fluid is brought through pipe 72 which rises into the fixed tubal section and thence into section 73, receiving hot fluid.
The rotating casing 74 of the manifold also has a return fluid receiving section, 75, which is constantly in direct communication with a fixed tubular section, 76, of the manifold. This last section 76 is connected directly with a return pipe 77 from the underside of the digester.
A pipe 78 runs from the hot fluid receiving section 73 of the rotatable casing 74 to the inlet end, 79, of the heating coils. A pipe 80 runs from the outlet end of the heating coils to the return fluid receiving section, 75, of the rotatable casing,
The pipes 78 and 80, which have just been discussed, rotate with the mechanism 8 acting on the mud.
The hot fluid supply pipe, 72, and the return fluid pipe 77 have a horizontal part embedded in the construction which constitutes the fono to the basin. They also have a vertical part essentially located inside the drum, or cage, rotating 33, but outside the pillar 11. It would be possible to do this.
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hollow pillar and pass these vertical pipe parts through the central part of said pillar.
The bell 5 is provided with guide elements located outside the descending outer rim. These guide elements, which are designated by 91 co-operate with corresponding guide elements such as rollers 92 which are carried by support plates 93 fixed inside the upper part of the wall 10 of the basin. . The guide elements 91 have grooves 94 (Figs. 8 and la) in which the rollers 92 roll and with which these rollers cooperate. These grooves are arranged so that they extend, in fact, along substantially parallel helical paths.
In other words, it can be said that each of these grooved guide elements 91 has an inclination from top to bottom and back to front with respect to a vertical line. They are preferably arranged symmetrically around the exterior of the bell and are provided so as to ensure a relatively level and uniform position of this bell as it rises and falls. descends, so that it does not tilt in the event that an abnormal load should be applied to part of its periphery as would be the case, for example, if someone entered, and walked, on the top of the bell.
These inclined grooved parts have the effect of forcing the bell to move, or rotate, like a guided screw element, about a vertical axis as it rises or falls in its direction. - seems.
The engine and most of the essential parts
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of the speed reduction and motion transmission mechanism are located outside the digester, in the central part of the bell, or in the immediate vicinity of this part. It therefore becomes necessary for an operator to have easy access to the motor, the speed reducer and the associated parts. It is also good to have access to the upper peripheral parts of the pelvis and the bell. For these purposes, stairs 96 and walkways 97 are provided.
It is good to have access, at different vertical heights, to the interior of the pool in order to test the mud that is in these parts or sections of the pool and thereby to check the operation of the entire pool. digester. For this purpose, test pipes 101, 102, 103, and 104 (Figs. 2 and 6) are provided running from the inside of the basin to the outside thereof. These test pipes are fitted with taps which are located immediately above a tank 105. The latter is located in the vicinity of the stairs and therefore it is possible to have easy access to the test taps.
The tank is provided with a drain pipe 106 leading to the pipe 22 which was discussed previously. The sludge leaving the tank can therefore pass through the pipe 22 either to be brought directly into the basin of the agitator through the pipe 14 or to be taken to the digester continuing outwards, through the pipe 22, depending on the particular conditions. operating conditions at the time considered.
Fig. 1 represents schematically, in a way
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general, the basic characteristics of the digester as a whole and one can read, with reference, the major part of the present description. The entire description can be read completely with reference to the more specific and detailed embodiment of the invention as shown in Figs, 1 to 13 inclusive.