<Desc/Clms Page number 1>
INSTALLATION DE DESSABLAGE POUR EAUX'INDUSTRIELLES.
Le dessablage des eaux industrielles pose des problèmes techni- ques et économiques difficiles, car souvent opposés. On connaît de nombreu- ses dispositions de dessableurs consistant soit en des bassins de décantation de grande surface bien que traitant des débits. relativement peu importants, soit en des canaux longs et de section suffisamment grande pour que, malgré les forts débits, la vitesse de circulation soit assez faible pour permettre à la précipi- tation des grains de sable de s'effectuer dans les meilleures conditions.
Géné- ralement, dès qu'il s'agit de traiter des débits d'eau importants, par exemple de l'ordre du m3 par seconde ou plus importants,qui laissent se déposer de grandes masses de sable, on évacue ces dernières hors de l'appareil par des moy- ens purement hydrauliques en évitant dans toute la mesure du possible d'employer des moyens mécaniques qui sont assez coûteux. On procède alors soit par chasses et lavages périodiques, et c'est le cas des bassins de décantation, soit par éva- cuation permanente d'une fraction du débit entrant dans le dessableur; le débit emporte sous une concentration assez forte le sable déposé ou en voie de l'être.
Ces dispositions présentent des inconvénients notables.
Le volume des ouvrages de dessablage doit être important, même s'il n'y a aucu- ne turbulence, en raison de la hauteur de chute grande que les grains tombant ont à traverser. Mais il règne toujours une certaine turbuelnce qui a pour ef- fet de retarder la chute des grains; on peut, grâce à des tranquillisateurs placés à l'entrée de l'ouvrage éteindre les courants parasites résultant de 1' afflux de l'eau', mais on ne peut pas grand'chose contre la turbulence inhérente à l'écoulement lui-même. On est alors conduit à majorer notablement les dimen- sions du dessableur pour compenser l'effet retardateur de la turbulence sur la chute des grains de sable.
Il résulte de ces grandes dimensions que le sable dé- canté se dépose sur des surfaces très étendues par rapport au volume si bien que, dans les appareils à fuite d'eau permanente, la consommation d'eau nécessaire à l'évacuation du sable déposé est élevée atteignant le plus souvent 10% du débit décanté.
<Desc/Clms Page number 2>
On sait par ailleurs que l'on a utilisé dans certaines industries chimiques et dans le domaine des mines des bacs ou des bassins de décantation où la séparation des particules en'suspension est accélérée en forçant le li- quide à circuler, en montant, en descendant ou en circulant alternativement des deux façons dans un espace cloisonné, au moyen de plaques inclinées assez rap- prochées, ce qui réduit beaucoup la hauteur de chute libre des grains et permet ainsi d'augmenter la puissance de décantation de ces appareils en leur donnant des volumes beaucoup plus faibles que s'ils n'étaient pas cloisonnés. Cependant, ils présentent le défaut que les boues séparées sont souvent remises en suspen- sion par le liquide arrivant ou sortant,
ce qui diminue leur efficacité même pour les petits débits de quelques litres à la seconde pour lesquels ils sont employés, mais ils ne sont pas organisés pour traiter de grands débits circulant à des vi- tesses élevées.
Suivant la présente invention, on réalise des dessableurs capables de traiter des débits d'eau importants, c'est-à-dire allant de plusieurs centai- nes de litres/sec, à plusieurs dizaines de m3/sec. et au-delà; avec une efficaci- té égale ou supérieure à celle des dessableurs de types courants et qui remédient presque complètement aux inconvénients indiqués ci-dessus.
L'installation de dessablage selon l'invention est caractérisée en ce que l'on place dans le canal d'écoulement chargé de sable une batterie de cellules montées en parallèle sur le courant liquide, chaque cellule étant garnie de plaques inclinées parallèles ménageant entr'elles des conduits à circulation sensiblement horizontale, avec espaces de rassemblement et de dépôt des sables décantés entre les plaques.
Avec cette installation on réalise d'abord la décan- tation rapide des sables entre les plaques, puis, moyennant la présence des dis- positifs appropriés, leur recueil efficace au bas de ces plaques avec le minimum ¯de remélange avec l'eau décantée, enfin leur concentration sur une surface étroi- te ou sur une ligne de faible longueur, ce qui permet de les emporter hors de 1' appareil avec la dépense en eau minimum ou avec un organe mécanique de relative- ment faible importance.
Le canal peut conserver la forme qu'il aurait s'il n'était prévu aucun effet de dessablage et contenir dans une portion de sa longueur le nombre des cel- lules de décantation nécessaires à la réalisation d'un bon dessablage. Il peut aussi être un peu élargi à l'emplacement où seront placées les cellules de décan- tation. Il peut encore avoir sa forme plus ou moins modifiée localement pour per- mettre de réaliser l'implantation des cellules de décantation-de la façon la: plus heureuse pour réaliser à la fois une bonne efficacité de.dessablage, des pertes de charge globales aussi faibles que possible, une évacuation facile des sables décantés et un ouvrage économique.
Les cellules à plaques inclinées.placées dans les dessableurs selon l'invention sont caractérisées par le fait que l'écoulement de l'eau à leur in- térieur est sensiblement horizontal sur tout son parcours, alors que l'écoulement des particules séparées qui a lieu au contact des plaques se fait suivant une direction assez éloignée de la précédente et parfois presque perpendiculaire à cette dernière direction. En outre, ces cellules sont généralement également ali- mentées sur toute leur face amont et l'évacuation de l'eau dessablée est également répartie sur toute la face aval.
Dans ces cellules, l'espace est organisé par des parois obliques de façon que le solide puisse se séparer de la mixture grâce à la faible hauteur de chute séparant chaque particule de la paroi où elle se dépose, et que les courants de solides séparés circulent constamment soit au contact.des parois et suivant des directions sensiblement perpendiculaires à celle de l'écoulement moyen de la mixture, soit en chute libre, sur la hauteur la plus faible possible dans des ré- gions où la vitesse de l'écoulement est minimum et en formant une nappe sensible- ment parallèle à la direction générale de l'écoulement de la mixture, pour abou- tir finalement au ré,servoir de stockage ou à l'organe évacuateur.
Dans certains types de cellules, il n'est pas possible d'obtenir la circulation des sables au contact des parois ou en chute libre de faible hauteur par le seul.emploi des plaques accélératrices de la décantation qui constituent
<Desc/Clms Page number 3>
les cellules proprement dites. On leur adjoint alors suivant l'invention des, dispositifs de recueil qui ont pour effet de capter les sables déposés sur les plaques et de les conduire vers l'organe de stockage ou d'évacuation, sans qu'ils puissent être repris et remis en suspension par le courant d'eau bien qu'il puisse être important.
Les organes d'évacuation des.sables déposés sont de tous types connus. Ce sont généralement des organes à fonctionnement purement hydrauli- que comme par exemple des trémies dont-le fond porte des orifices convenable- ment disposés pour permettre une consommation d'eau aussi réduite que possi- ble. Ils peuvent être aussi à fonctionnement mécanique, comme par exemple des raclettes ou des tapis roulants immergés, à fonctionnement continu ou discon- tinu. Chaque cellule peut avoir son organe d'évacuation ou au contraire ce- lui-ci peut être commun à plusieurs cellules.
Grâce à toutes ces dispositions, on réalise des dessableurs qui, à égalité d'efficacité avec ceux de types habituels, occupent des volumes ac- tifs beaucoup plus réduits et consomment beaucoup moins d'eau pour évacuer les sables. Pour un volume donné, on peut faire varier l'efficacité en jouant sur l'écartement des plaques et par là, permettre de décanter des grains beaucoup plus fins que ceux que l'on peut envisager d'enlever économiquement dans les ouvrages de type classique.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation choisis uniquement à titre d'exemples en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en plan d'un canal dessableur selon l'in- vention; la figure 2 est une coupe verticale du canal représenté par la fi- gure 1; la figure 3 est une vue en plan d'une seconde forme de canal des- sableur selon l'invention; la figure 4 est une vue en coupe verticale du canal suivant , la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en plan d'une troisième forme de canal des- sableur selon l'invention permettant de traiter un débit par exemple double de celui traité dans l'installation représentée par la figure 3; la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un premier type de cellule de décantation;
la figure 7 est une vue en bout d'un second type de cellule de dé-' cantation placée seule dans un canal dessableur et non munie de dispositifs de recueil ; la figure 8 est une vue de côté suivant VIII-VIII de la cellule du canal dessableur de la figure 7 ; la figure 9 est une vue en coupe de l'installation suivant la ligne IX-IX de la figure 7 ; la figure 10 est une vue de côté d'une cellule de dessableur munie de dispositifs de recueil. la figure 11 est une vue de détail montrant une disposition spécia- le du bord des plaques principales d'une cellule de dessableur; les figures 12, 13, 14, 15, 16, sont des vues en coupe montrant di- verses formes des dispositifs de recueil; la figure 17 est une vue schématique en bout d'une disposition par- ticulière des cellules né nécessitant pas d'organes de recueil;
la figure 18 est'une vue agrandie d'un détail de la figure 17; la figure 19 est une vue de côté d'une cellule de dessablage munie de
<Desc/Clms Page number 4>
dispositifs de recueil particuliers; les figures 20 et 21 sont des coupes longitudinales d'installa- tions munies ou équipées de plusieurs cellules de dessablage; ces coupes .sont pratiquées entre deux cellules juxtaposées, les dispositifs de recueil étant supposés enlevés.
La figure 1 montre en plan un dessableur selon L'invention consti- tué par un canal dans lequel on a installé obliquement une batterie 2 de cellules juxtaposées posées sur le fond du canal. Chacune des cellules telles que 3 a une forme telle que celles représentées par les figures 6 ou 7 ou une forme diffé- 'rente. Chacune des cellules est pourvue de son organe d'évacuation hydraulique 4 apportant le sable déposé dans un collecteur général 5 pouvant avoir plusieurs exutoires 6. A l'aval,des cellules une plaque 7 perforée ou portant des fentes convenables favorise l'équi-répartition des débits entre les différentes cellu- les et les différents conduits de chaque cellule.
D'eau à dessabler qui arrive suivant les flèches F traverse les cellules suivant les flèches G et s'éloigne du dessableur suivant les flèches H après avoir abandonné la plus grande partie de son sable dans les cellules.
Celui-ci, qui est tombé au fond des cellules, est aspiré par les fentes ména- gées dans la paroi supérieure de la rigole d'évacuation 4 et s'en va dans le collecteur 5.
La figure 2, qui est une coupe verticale du canal représenté par la figure 1, montre pour la bonne compréhension la coupe du canal et la hauteur des cellules posées sur le fond.
Le niveau d'eau aval est situé à la hauteur du sommet des cellules. A l'amont, il est plus haut à cause des pertes de charge dans la plaque perforée 7. Des . cloisons supplémentaires sont placées convenablement, en particulier en 8 et 9, pour obliger toute l'eau à traverser les cellules.
Dans la disposition des figures 3 et 4, la partie aval 12 du canal a -été légèrement décalée par rapport à la partie amont 11 pour permettre de réaliser une alimentation uniforme des cellules, telles que 13 placées dans 1' espace 14.
Ces cellules, qui sont placées côte à côte, sont du type représenté par les fi- gures 6 ou 7 ou d'autres types, avec ou sans organes de recueil. Elles sont représentées placées en pont au-dessus d'une trémie collectrice 15. Cette tré- mie conduit les sables à sa base qui porte sur toute sa longueur une rigole 16 (fig. 3 et 4) comportant à sa partie supérieure une série dé fentes d'as- piration. Cette rigole débouche dans une ou plusieurs canalisations d'évacua- tion 17 qui conduisent au-dehors de l'ouvrage l'eau chargée du sable qui s'est décanté au passage dans les cellules.
Le fonctionnement est le suivant. L'eau à dessabler arrive en 11 suivant la flèche F avec la vitesse résultant du débit et de la section mouil- lée du canal. Elle entre dans les cellules 13 par leur face amont suivant les flèches G et subit un brusque ralentissement parce que la face amont a une sec- tion beaucoup plus importante que la section du canal. Il en résulte que la vi- tesse de l'eau est beaucoup plus faible dans les cellules que dans le canal.
Ceci, joint au faible écartement des plaques, permet d'obtenir un dessablage très énergique de l'eau.
Grâce à l'étroitesse du cloisonnement, les tourbillons dus à la brusque varia- , tion de vitesse à l'entrée s'amortissent très rapidement et ne nuisent pratique- ment pas au dessablage.
Si les débits des cellules ne sont pas tous les mêmes par le jeu na- turel des simples pertes de charge au cours de leur traversée, on peut les rendre égaux en plaçant contre la face aval des cellules des plaques perforées telles que 19 qui apportent les pertes de charge supplémentaires égalisatrices.
L'eau sortant par la face des cellules s'éloigne suivant les flè- ches H après avoir été purifiée et n'ayant subi qu'une perte de charge très faible, réduite par les.formes bien étudiées de l'ouvrage.
L'eau de chasse chargée en sable qui s'en va par la galerie 17 a
<Desc/Clms Page number 5>
son débit réglé par la charge existante sur les fentes placées dans la rigo- le du fond de la trémie et par les pertes de charge dans les canalisations.
On peut ainsi évacuer en permanence un débit donné.proportionnellement d'autant plus faible que le débit entrant dans le dessableur est plus important. On peut d'ailleurs réduire ce débit de fuite en plaçant sur la galerie d'évacuation 17 une vanne de réglage (non représentée), ce qui permet une économie d'eau dans le cas où il y a peu de sable à évacuer. De toute façon, le débit de fuite peut être de l'ordre de 5% du débit dessablé et même souvent plus faible, ce qui est notablement inférieur au débit de fuite des dessableurs de type courant.
Les dessableurs construits suivant ces dispositions sont très effi- caces malgré leur très faible volume. De plus, ils présentent par rapport à d' autres ouvrages l'avantage que leur efficacité peut être améliorée, s'il en est besoin, simplement en diminuant l'écartement existant entre les plaques inclinées des cellules.
La figure5 est une vue en plan d'une autre disposition de canal des- sableur suivant l'invention qui dérive de la disposition représentée par la figu- re 3. Elle permet une facile équi-répartition des débits entre les différentes cellules quand le débit total à traiter serait trop important pour que l'on puis- se le répartir convenablement dans une seule rangée de cellules.
L'eau à dessabler arrive dans la partie amont 20 du canal suivant les flèches F. Le canal bifurque en deux branches identiques 21, 22 qui vont en se rétrécissant afin d'assurer la constance de la vitesse. Les espaces 23, 24 contiennent des cellules analogues à celles de l'exemple précédent. Elles sont traversées uniformément suivant les flèches..G par l'eau à dessabler qui arrive dans l'espace 25 où elle reprend sa direction longitudinale en coulant suivant les flèches H et s'éloigne dans la portion aval 26 du canal.
Les dispositifs d'évacuation peuvent être les mêmes que ceux décrits à propos de la figure 3.
D'autres dispositions peuvent être employées. Par exemple, au lieu @ que l'ouvrage soit constitué par un canal à l'air libre, ce peut être une gale- rie creusée dans le rocher.
Dans ce cas, il est souvent avantageux, pour des raisons de génie civil, de prévoir un ouvrage étroit et profond plutôt qu'un ouvrage large et de faible profondeur. Cela est possible grâce aux conditions d'écoulement de l'eau et des sables dans les cellules, qui peuvent être de grande hauteur, et dans les dis- positifs de recueil.
On peut encore, sans construire .un ouvrage nouveau, améliorer l'ef- ficacité d'un ouvrage existant en y plaçant des plaques inclinées ou des cellu- les selon l'invention d'une daçon adéquate, soit en conservant la direction pri- mitive de l'écoulement, soit en la rendant 'oblique sur cette direction par une telle orientation des cellules.
Les cellules de dessablage ont des formes qui varient suivant les modes de construction adoptés. Elles peuvent être entièrement en tôle ou en plaques d'amiante-ciment ou comportant des plaques d'amiante-ciment portées par un cadre métallique ou être en toutes autres matières peu corrodables par les eaux.
Elles comportent toujours une série de conduits élémentaires de sec- tion à peu près rectangulaire.traversés par l'eau dans un écoulement sensiblement horizontal.
Suivant leur conception générale, les unes ne nécessitent pas d'or- ganes de recueil spéciaux, ceux-ci étant matérialisés par les parois elles-mêmes des conduits, les autres en nécessitent, les parois accélératrices du dessabla- ge ne pouvant pas servir par elles-mêmes à l'acheminement vers l'organe d'éva- cuation du sable séparé.
La figure 6 représente une coupe verticale transversale d'une cel- lule de dessablage 3 ou 13 dont, la forme assure à la fois un bon dessablage, le minimum de remise en suspension des grains de sable séparés lors de leur conduits
<Desc/Clms Page number 6>
vers l'organe d'évacuation et la concentration dans un espace aussi réduit que possible du sable séparé dans le maximum de volume de cellule.
L'écoulement uniformément réparti est perpendiculaire'au plan de la figure. La longueur de la cellule est celle qui est nécessaire.pour réa- liser la décantation désirée, compte tenu des sujétions de construction et de manutention.
-La cellule représentée figure 6 est constituée par un caisson 27 dans lequel sont ménagés plusieurs compartiments 28 délimités par des.cloisons inclinées 29 ou verticales 30 ou encore par le caisson extérieur lui-même 27.
Dans chaque compartiment 28 est monté un ensemble de plaques planes parallè- les inclinées 31..Ces plaques 31 attachées à la cloison verticale 30 ou aux parois 27 du caisson s'étendant jusqu'à proximité de la plaque inclinée oppo- sée 29, mais en laissant un espace vide entre leur extrémité 32 et la plaque inclinée 29.
L'ensemble des plaques parallèles inclinées 31, avec les cloisons 27, 29 et 30 réalise une juxtaposition de.conduits élémentaires de dessablage 33 dans lesquels le liquide circule horizontalement, perpendiculairement au plan de la figure 6.
Dans chaque compartiment les sables décantés se déposent sur les plaques 31 et glissent sur celles-ci pour venir se rassembler sur les cloisons inclinés 29.
Ils s'écoulent ensuite sur ces cloisons 29 jusqu'à une ouverture 34 ménagée à leur extrémité et qui permet leur déversement sur la cloison inclinée 22 placée au-des- sous. Les sables glissent ainsi sur les plaques 31 et 29 jusqu'à ce qu'ils parvien- nent à la base 35 de la cellule où ils sont recueillis par un organe d'évacuation.
Dans la réalisation représentée, l'organe d'évacuation est un tapis roulant 36 circulant dans le sens de l'écoulement de liquide ou en sens inverse.
Le tapis roulant 36 est disposé dans une rigole-37 ménagée dans le socle 38 po- sé sur le radier du canal équipé du dessableur.
La cellule repose sur ce socle par ses parois 39 et 40. Un ensemble de cellules telles que celles décrites et représentées et juxtaposées constitue la batterie 2,13 ou 23-24 des figures 1 à 5.
Les plaques 31 sont agencées de façon telle que la chute des courants de sable qui glissent sur elle et qui tombent de l'une sur l'autre ait lieu sur une hauteur aussi faible que possible afin qu'il n'y ait que le minimum de remi- se en suspension.
Cet effet est amélioré par suite de l'augmentation rapide de la masse de sable qui chemine vers le bas réalisant ainsi une concentration des grains qui rend beaucoup plus difficile leur remise en suspension.
On peut placer à l'aval de la cellule une.plaque perforée créant une perte de charge supplémentaire permettant d'égaliser les vitesses de circulation dans les différents conduits de la cellule.
La disposition de cette cellule est avantageuse parce qu'on peut la construire d'assez grande hauteur sans nuire au bon,recueil du sable; cela con- tribue à diminuer la proportion d'eau nécessaire à son expulsion.
Une autre disposition de cellule qui a l'avantage d'être à la fois très efficace et d'une construction particulièrement simple est représentée fi- gures 7 à 9.
La cellule limitée par les parois 41, comporte une succession de plaques parallèles 42 en forme de toit (V renversé) fixées sur des supports appropriés pour maintenir leur écartement..
Les plaques 42 sont montées de façon que les arêtes 43 des dières soient sensi- blement horizontales. Elles sont déterminées de façon que leurs extrémités 44 se trouvent à une certaine distance des parois 41, ménageant entre les plaques ét les parois des espaces libres verticaux 45.
Grâce à leur grande rigidité, les plaques en toit 42 ne nécessitent que des supports de faible importance relative.
Elles délimitent une succession de-canaux horizontaux 46.
<Desc/Clms Page number 7>
Sur les faces d''entrée et de sortie l'espace qui. se trouve sous la plaque inférieure est obturé par une plaque transversale 47. Au-dessous , des plaques est ménagée une trémie 48, dont le fond comporte une rigole 49 . d'évacuation des sables décantés. '
L'eau à dessabler entre suivant les flèches F1 et sort'suivant ' ' les flèches F2 (fig.8) en circulant entre les plaques inclinées 41. Pendant la traversée de la cellule, les grains décantent, c'est-à-dire tombent sur les plaques 42 situées immédiatement au-dessous d'eux. Ils cheminent alors.au con- tact des plaques ou s'en éloignent assez peu, suivant une direction qui a une composante dans le sens général de l'écoulement et une autre suivant la li- gne de plus grande pente des plaques.
Si la cellule n'est munie d'aucun dispo- sitif de recueil, les grains décantés arrivent dans les deux espaces latéraux 45 compris entre les extrémités 44 des plaques et les parois 41 et tombent en chute libre dans le liquide qui les remplit pour parvenir en 48 et 49. Mais le liquide situé dans les espaces 45 se déplace vers l'aval même si des éléments- 50 et 51 obturent les extrémités amont et aval des espaces 45. Dans ce mouve- ment, il entraine les particules qui s'y trouvent et celles qui n'ont pas le temps d'atteindre le fond, en raison de leur faible vitesse de chute, sortent à l'aval dans deux courants latéraux qui se mélangent au courant formé par le li- quide clarifié.
Seuls les grains les plus gros tombent ainsi jusqu'au bas de la cellule et se rassemblent dans l'espace 48 en forme de trémie, situé sous la cellule.,
Dans le cas où l'on peut se contenter de l'enlèvement des grains les plus gros, la cellule peut être employée telle qu'il est décrit ci-dessus. Si au contraire, on désire purifier le liquide au maximum, il est nécessaire d'ins- taller les dispositifs de recueil permettant de collecter au maximum les soli- des séparés par les plaques 42.
Ces dispositifs reçoivent les sables au moment où ils quittent les plaques 42 et les conduisent vers le bas de la cellule, dans toute la mesure du possible au contact de parois 41, de façon à réaliser et à conserver le grou- pement des grains, ce qui évite leur remise en suspension au cours de leur ache- minement grâce à la meilleure résistance qu'ils'opposent ainsi à l'action du courant principal.
Une première disposition selon l'invention consiste à placer dans les espaces 45 des cloisons-guides 52 verticales ou inclinées, qui accroissent la précipitation vers 48 des particules qui viennent dans l'espace 45.
Quand les,.cloisons sont vertiçales, cet accroissement de la précipi- tation est dû à ce que les particules qui se trouvent dans les espaces tels que 53 entre cloisons sont beaucoup moins entraînées vers l'aval.
Si les cloisons sont inclinées, comme représenté en 54.sur la figure 10, la hauteur dont les particules ont à tomber en chute libre est au maximum égale à la distance verticale entre deux plaques 42 successives, qui est une frac- tion faible de la hauteur totale de la cellule. Les grains forment alors sur les cloisons 54 des courants 55 glissant vers le'bas dans lesquels se trouve réalisé un groupement des grains qui s'oppose efficacement 'à leur reprise par le courant principal, plus exactement par les tourbillons que ce dernier induit dans les es- paces 45 situés entre les cloisons.
Si ces tourbillons sont trop intenses, le groupement des grains est détruit. On peut y remédier dans les appareils suivant l'invention en plaçant entre les plaques en forme de toit, des éléments longitudinaux tels'que.ceux représentés en 56 sur la figure 11.
Ces éléments 56, qui peuvent être avantageusement'constitués par un simple prolongement 'recourbé des plaques-42,-produisent dés pertes de char- ge qui réduisent l'intensité des tourbillons:.dans l'espace 45 ou .se trouvent les cloisons-guides (52 ou 54).
De nombreuses autres dispositions peuvent être réalisées pour con-
<Desc/Clms Page number 8>
duire vers le bas les particules séparées entre les plaques-principales de la cellule et qui arrivent dans les deux espaces latéraux des cellules. Elles sont caractérisées par des formes de cloisons-guides qui permettent à la fois et une bonne protection des grains contre une reprise par le courant et une cons- truction facile.
A titre d'exemples, les figures 12, 13, 14, 15, 16 représentent les sections droites d'un certain nombre de ces cloisons-guides caractérisées par le ¯fait que les grains restent groupés jusqu'au bas de la'cellule et-sont protégés contre l'action du courant. Ces cloisons-guides peuvent être réalisées ,en-tôle pliée. Leur forme symétrique leur permet de recueillir les dépôts tombant des plaques de deux cellules voisines, la paroi de la cellule étant supprimée.
C'est ainsi que les cloisons-guides inclinées telles que 54 peuvent être en forme de V (fig.12) dont les deux branches 57 et 58 forment une goulot- te de recueil des sables selon l'arête 59. Dans une autre disposition (fig.13) les cloisons-guides sont en forme de V renversé dont les extrémités des bran- ches 60 et 61 sont recourbées pour former des gouttières'62. Une disposition analogue (fig. 14 et 15) comporte des gouttières 63 réalisées par pliage à an- gle droit ou à angle aigu des extrémités des branches 60 et 61. Dans la figure 16 est représentée une variante où la cloison-guide est en forme de ligne bri- sée constituant une succession de canaux inclinés 64 ouverts alternativement vers les plaques d'une cellule et celles de la cellule voisine.
Un autre type de disposition est celui où les grains tombent.plusieurs fois en chute libre depuis leur dépôt sur les plaques et leur arrivée dans la tré- mie sous la cellule. La figure 17 montre une réalisation dans laquelle les cel- lules sont placées côte à côte avec un certain chevauchement en 6 de leurs pla- ques 42. La figure 18 montre le détail du chevauchement de quatre plaques 42.
Le solide séparé n'est que peu entraîné vers l'aval pendant les chutes libres qui sont de très faible hauteur. En outre, dans cette disposition, la masse de dépôt s'augmente à chaque changement de plaque, si bien que l'action d'entraînement du dépôt par le courant est proportionnellement moins importante en bas qu'en haut.de l'appareil.
Une telle disposition peut aussi être employée pour les cloisons- guides 66 placées entre deux cellules juxtaposées, comme le représente la figure 19, qui est une vue de côté d'une cellule. Les cloisons-guides 66 sont planes ou ont une section en arc de circonférence ou en forme de dièdre comme celles de la figure 12, mais elles peuvent avoir toute autre forme plus ou moins compli- quée, permettant de bien recueillir, conduire et protéger¯la boue pendant son che- minement vers le bas. Au lieu de débiter les unes dans les autres en cascade, ces cloisons-guides peuvent alimenter une cheminée verticale ou inclinée percée laté- ralement de multiples ouvertures.
Pour obtenir le meilleur effet de décantation, il est nécessaire que le débit soit uniformément réparti entre tous les conduits de'chaque cellule.
Ce résultat peut être obtenu par le jeu des pertes de charge qui sont les mêmes dans chacun de ces conduits. Si celles-ci sont insuffisantes pour assurer la bonne répartition, on introduit des pertes de charge supplémentaires en appliquant contre la face aval des cellules une plaque portant soit des fentes verticales d'une largeur convenable, axées sur le plan de symétrie des cellules, soit des orifices, par exemple circulaires. Ceux-ci peuvent aussi être axés sur le plan de symétrie de chaque cellule.
Dans les ouvrages construits selon l'invention, les cellules sont placées par rapport aux ouvrages de génie civil de façon telle que l'évacuation des solides séparés soit effectuée dans les meilleures conditions'possibles.
En particulier, quand il s'agit de dessableurs pour centrales hydro-électriques, ou canaux d'irrigation, les dispositifs d'évacuation sont étudiés de manière à consommer une très faible quantité d'eau. Chaque, cellule peut posséder sa trémie 48, orientée dans le sens de l'écoulement,'comme représenté sur la figure 7.
Cette trémie est munie, par exemple, d'une rigole 49 longitudinale alimentée à sa partie supérieure par.un certain nombre d'orifices67 qui aspirent à la fois du liquide et le solide séparé. - ' '
<Desc/Clms Page number 9>
Quand l'ouvrage comporte un très grand nombre de cellules, on peut les placer toutes au-dessus d'une trémie unique 68 (figure 20) ou de.. plusieurs trémies 69 (figure 21) orientées perpendiculairement à la direction de l'écoulement général.
Les canaux dessableurs suivant l'invention sont en particulier uti- lisés pour réaliser le dessablage des eaux destinées à l'alimentation des¯cen- trales hydroélectriques. Ils sont beaucoup plus efficaces,permettant d'arrê- ter des grains beaucoup plus-fins qu'avec les dessableurs de type courant et ce avec des volumes d'ouvrages extrêmement réduits et avec une perte d'eau d' évacuation beaucoup plus faible,
Par exemple dans un essai fait avec une cellule de 4 mètres de lon- gueur formée de plaquesen toit espacées de 3 centimètres inclinées à 45 , placées dans un canal de 85 centimètres de profondeur, avec un courant d'eau allant à 25 centimètres par seconde, on a arrêté 96,5% du sable entrant.
Celui-ci était composé de grains de silice compris entre 5/10 de millimètres-et 50 microns dont la moitié était formée de grains inférieurs à 170 microns. En particulier les grains de 2/10 de mm étaient pratiquement tous arrêtés. La cellule était du type représenté par les figures 7 et 11 et ne comportait aucun dispositif de recueil.
Le débit employé pour assurer l'évacuation du sable déposé était inférieur à 5% du débit entrant.
Ces canaux dessableurs peuvent aussi servir à purifier les eaux envoyées dans les canaux d'irrigation ce qui réduit leur envasement et supprime une grande partie des frais de curage.
Il s'agit souvent là d'enlever des particules plus fines que pour.purifier l'eau des centrales; les ouvrages sont alors relativement de plus grandes dimensions et peuvent même prendre un aspect de bassin tout en conservant intégralement les . mêmes modes de fonctionnement,
Ces ouvrages sont employés à la purification de toutes sortes d'eaux industrielles contenant des particules solides en suspension telles que eaux de lavage des dépoussiéreurs à fumées, eau'd'exhaure de mines, eaux contenant des schlammes ou de l'argile résultant du lavage des charbons ou dés minerais, eaux -de dragage, etc..
Ils sont employés également à faire des triages granulométriques ou par équivalence de matériaux pulvérulents.
En effet au cours du passage de la mixture dans. les cellules, les grains les plus gros et les plus lourds se séparent en'premier lieu, les fins en second lieu et les plus fins ne se déposent pas. Cet effet peut être accentué en pla- gant en série plusieurs cellules dont les écartements de plaques vont en décrois- sant vers l'aval et en recueillant le produit qui arrive sous chacune des cel- lules par des moyens appropriés, par exemple par des tapis roulants se dépla- çant perpendiculairement à la direction du courant.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Elle s'étend au contraire à tout mode de réalisation comportant des moyens techniques équivalents dans lesquels les cellules sont placées avec leur arête sensiblement horizontale. Cependant dans certains ouvrages on peut les placer inclinées si les conditions d'implantation le demandent, De même dans ce qui précède il a toujours été question de particules plus lourdes que l'eau mais bien entendu des ouvrages selon l'invention sont également conçus pour séparer des particules plus légères que l'eau comme c'est par exemple le cas pour cer- tains sables volcaniques contenant de la pierre ponce.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
BLASTING PLANT FOR INDUSTRIAL WATER.
The de-sanding of industrial water poses difficult technical and economic problems, because they are often opposed. Numerous arrangements of sand traps are known, consisting either of large-surface settling basins although they deal with flow rates. relatively unimportant, or in long channels with a sufficiently large cross section so that, despite the high flow rates, the circulation speed is low enough to allow the precipitation of the grains of sand to take place under the best conditions.
Generally, as soon as it is a question of treating large water flows, for example of the order of m3 per second or greater, which allow large masses of sand to settle, the latter are evacuated out of the water. the apparatus by purely hydraulic means, avoiding as far as possible the use of mechanical means which are quite expensive. This is done either by periodic flushing and washing, and this is the case with settling basins, or by permanent evacuation of a fraction of the flow entering the grit trap; the flow carries away under a strong enough concentration the sand deposited or in the process of being so.
These arrangements have notable drawbacks.
The volume of the de-sanding structures must be large, even if there is no turbulence, because of the great drop height that the falling grains have to cross. But there is still a certain turbulence which has the effect of delaying the fall of grains; one can, thanks to tranquillizers placed at the entrance of the structure, to extinguish the parasitic currents resulting from the influx of water, but not much can be done against the turbulence inherent in the flow itself. . This leads to significantly increasing the dimensions of the sand trap to compensate for the retarding effect of the turbulence on the fall of the grains of sand.
The result of these large dimensions is that the decanted sand is deposited on very large surfaces in relation to the volume so that, in devices with a permanent water leak, the water consumption necessary for the removal of the deposited sand. is high, usually reaching 10% of the settled flow.
<Desc / Clms Page number 2>
It is also known that in certain chemical industries and in the field of mines, tanks or settling basins have been used in which the separation of suspended particles is accelerated by forcing the liquid to circulate, by rising, by descending or by circulating alternately in both ways in a partitioned space, by means of inclined plates fairly close together, which greatly reduces the height of free fall of the grains and thus makes it possible to increase the settling power of these devices by giving them much smaller volumes than if they were not partitioned. However, they have the defect that the separated sludge is often resuspended by the incoming or outgoing liquid,
which decreases their efficiency even for the small flows of a few liters per second for which they are used, but they are not organized to treat large flows circulating at high speeds.
According to the present invention, sand traps capable of treating high water flow rates, that is to say ranging from several hundred liters / sec, to several tens of m³ / sec, are produced. and beyond; with an efficiency equal to or greater than that of conventional types of sand trap and which almost completely overcome the drawbacks indicated above.
The de-sanding installation according to the invention is characterized in that a battery of cells mounted in parallel on the liquid stream is placed in the flow channel loaded with sand, each cell being lined with parallel inclined plates leaving between they are conduits with substantially horizontal circulation, with spaces for collecting and depositing the settled sand between the plates.
With this installation, the rapid settling of the sands between the plates is carried out first, then, with the presence of appropriate devices, their efficient collection at the bottom of these plates with the minimum ¯ of remixing with the settled water, and finally their concentration on a narrow surface or on a line of short length, which makes it possible to carry them out of the apparatus with the minimum expenditure of water or with a mechanical member of relatively small importance.
The channel can retain the shape it would have if no grit removal effect were expected and contain in a portion of its length the number of settling cells necessary to achieve good grit removal. It can also be enlarged a little at the location where the settling cells will be placed. It can still have its shape more or less modified locally to make it possible to carry out the implantation of the settling cells - in the most successful way to achieve both good grit removal efficiency, as well as overall pressure drops. low as possible, easy disposal of settled sand and economical work.
The inclined plate cells placed in the sand traps according to the invention are characterized by the fact that the flow of water inside them is substantially horizontal over its entire path, while the flow of the separated particles which has place in contact with the plates takes place in a direction quite far from the previous one and sometimes almost perpendicular to the latter direction. In addition, these cells are generally also supplied over their entire upstream face and the discharge of the de-sanded water is also distributed over the entire downstream face.
In these cells, the space is organized by oblique walls so that the solid can separate from the mixture thanks to the low fall height separating each particle from the wall where it is deposited, and that the streams of separated solids circulate. constantly either in contact with the walls and in directions substantially perpendicular to that of the average flow of the mixture, or in free fall, over the lowest possible height in regions where the flow velocity is minimum and forming a sheet substantially parallel to the general direction of flow of the mixture, ultimately leading to the storage tank or discharge member.
In certain types of cells, it is not possible to obtain the circulation of sand in contact with the walls or in free fall from a low height by the sole use of the settling accelerating plates which constitute
<Desc / Clms Page number 3>
the cells themselves. They are then added according to the invention, collection devices which have the effect of capturing the sands deposited on the plates and leading them to the storage or evacuation member, without them being able to be taken up and put back in. suspension by the current of water although it may be significant.
The des.sables evacuation bodies deposited are of all known types. These are generally purely hydraulically operated members such as, for example, hoppers, the bottom of which carries orifices suitably arranged to allow as little water consumption as possible. They can also be mechanically operated, such as for example squeegees or submerged conveyor belts, with continuous or discontinuous operation. Each cell can have its evacuation organ or, on the contrary, this can be common to several cells.
Thanks to all these arrangements, sand traps are produced which, at equal efficiency with those of the usual types, occupy much smaller active volumes and consume much less water to remove the sand. For a given volume, the efficiency can be varied by adjusting the spacing of the plates and thereby allow much finer grains to be decanted than those that can be considered to remove economically in conventional type structures. .
The characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description of embodiments chosen solely by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a plan view of a sand trap according to the invention; Figure 2 is a vertical section of the channel shown in Figure 1; FIG. 3 is a plan view of a second form of sand channel according to the invention; Figure 4 is a vertical sectional view of the following channel, line IV-IV of Figure 3; FIG. 5 is a plan view of a third form of sand removal channel according to the invention making it possible to treat a flow rate, for example double that treated in the installation shown in FIG. 3; Figure 6 is a cross-sectional view of a first type of settling cell;
FIG. 7 is an end view of a second type of settling cell placed alone in a sand trap and not provided with collection devices; FIG. 8 is a side view along VIII-VIII of the cell of the grit channel of FIG. 7; Figure 9 is a sectional view of the installation along the line IX-IX of Figure 7; FIG. 10 is a side view of a sand trap equipped with collecting devices. Fig. 11 is a detail view showing a special arrangement of the edge of the main plates of a desander cell; Figures 12, 13, 14, 15, 16 are sectional views showing various shapes of the collection devices; Figure 17 is a schematic end view of a particular arrangement of cells not requiring collection organs;
Figure 18 is an enlarged view of a detail of Figure 17; Figure 19 is a side view of a sandblasting cell provided with
<Desc / Clms Page number 4>
special collection devices; FIGS. 20 and 21 are longitudinal sections of installations fitted or fitted with several grit removal cells; these cuts are made between two juxtaposed cells, the collection devices being supposed to be removed.
FIG. 1 shows a plan of a sand trap according to the invention consisting of a channel in which a battery 2 of juxtaposed cells placed on the bottom of the channel has been installed obliquely. Each of the cells such as 3 has a shape like those shown in Figures 6 or 7 or a different shape. Each of the cells is provided with its hydraulic discharge member 4 bringing the sand deposited in a general collector 5 which may have several outlets 6. Downstream, of the cells, a perforated plate 7 or carrying suitable slots promotes equi-distribution flow rates between the different cells and the different conduits of each cell.
Water to be desanded which arrives following arrows F crosses the cells following arrows G and moves away from the desander following arrows H after having abandoned most of its sand in the cells.
This, which has fallen to the bottom of the cells, is sucked up through the slots in the upper wall of the discharge channel 4 and goes into the collector 5.
FIG. 2, which is a vertical section of the channel represented by FIG. 1, shows for a better understanding the section of the channel and the height of the cells placed on the bottom.
The downstream water level is located at the height of the top of the cells. Upstream, it is higher because of the pressure drops in the perforated plate 7. Des. Additional partitions are placed appropriately, particularly at 8 and 9, to force all water to pass through the cells.
In the arrangement of FIGS. 3 and 4, the downstream part 12 of the channel has been slightly offset with respect to the upstream part 11 to allow a uniform supply of the cells, such as 13 placed in the space 14, to be achieved.
These cells, which are placed side by side, are of the type shown in Figures 6 or 7 or other types, with or without collection organs. They are shown placed in a bridge above a collecting hopper 15. This hopper leads the sands to its base which carries over its entire length a channel 16 (fig. 3 and 4) comprising at its upper part a series of suction slots. This channel opens into one or more evacuation pipes 17 which lead outside the structure the water laden with sand which has settled as it passes through the cells.
The operation is as follows. The water to be de-sanded arrives at 11 following arrow F with the speed resulting from the flow rate and the wetted section of the channel. It enters the cells 13 via their upstream face following the arrows G and undergoes a sudden slowing down because the upstream face has a section much larger than the section of the channel. As a result, the water velocity is much slower in the cells than in the canal.
This, together with the small spacing between the plates, makes it possible to obtain a very energetic grit removal of the water.
Thanks to the narrowness of the partitioning, the vortices due to the sudden change in speed at the inlet are very quickly damped and practically do not interfere with the sand removal.
If the flow rates of the cells are not all the same by the natural play of the simple pressure drops during their passage, they can be made equal by placing perforated plates such as 19 against the downstream face of the cells, which provide the additional equalizing pressure drops.
The water exiting from the face of the cells moves away following the arrows H after having been purified and having undergone only a very slight pressure drop, reduced by the well-studied forms of the structure.
The hunting water loaded with sand which goes through gallery 17 a
<Desc / Clms Page number 5>
its flow rate regulated by the load existing on the slots placed in the channel at the bottom of the hopper and by the pressure drops in the pipes.
It is thus possible to permanently evacuate a given flow rate which is proportionately lower the greater the flow rate entering the grit trap. This leakage rate can also be reduced by placing an adjustment valve (not shown) on the discharge gallery 17, which allows water savings in the case where there is little sand to be discharged. In any case, the leakage rate can be of the order of 5% of the de-sanded rate and often even lower, which is notably lower than the leakage rate of conventional sand traps.
Sand traps constructed according to these provisions are very efficient despite their very small volume. In addition, they have the advantage over other structures that their efficiency can be improved, if necessary, simply by reducing the gap between the inclined plates of the cells.
FIG. 5 is a plan view of another arrangement of a sand channel according to the invention which derives from the arrangement represented by FIG. 3. It allows easy equi-distribution of the flows between the different cells when the flow The total to be processed would be too large to be able to distribute it properly in a single row of cells.
The water to be de-sanded arrives in the upstream part 20 of the channel following the arrows F. The channel branches off into two identical branches 21, 22 which narrow in order to ensure constant speed. Spaces 23, 24 contain cells similar to those in the previous example. They are crossed uniformly along the arrows..G by the water to be de-sanded which arrives in the space 25 where it resumes its longitudinal direction, flowing along the arrows H and moves away in the downstream portion 26 of the channel.
The evacuation devices can be the same as those described with reference to figure 3.
Other arrangements can be used. For example, instead of the structure being formed by an open-air channel, it may be a tunnel dug in the rock.
In this case, it is often advantageous, for civil engineering reasons, to provide a narrow and deep structure rather than a wide and shallow structure. This is possible thanks to the flow conditions of water and sand in the cells, which can be very high, and in the collection devices.
It is also possible, without constructing a new structure, to improve the efficiency of an existing structure by placing inclined plates or cells according to the invention therein in an appropriate manner, or by retaining the primary direction. mitive of the flow, or by making it oblique in this direction by such an orientation of the cells.
The sand removal cells have shapes which vary according to the construction methods adopted. They can be entirely in sheet metal or in asbestos-cement plates or comprising asbestos-cement plates carried by a metal frame or be in any other material which is not very corrodible by water.
They always comprise a series of elementary conduits of roughly rectangular cross-section, crossed by water in a substantially horizontal flow.
According to their general design, some do not require special collection organs, these being materialized by the walls themselves of the conduits, the others require them, the accelerating walls of the grit not being able to be used by themselves to the conveyance to the separate sand discharge unit.
FIG. 6 represents a transverse vertical section of a de-sanding cell 3 or 13, the shape of which ensures both good de-sanding and the minimum resuspension of the grains of sand separated during their conduits.
<Desc / Clms Page number 6>
towards the evacuation member and the concentration in as small a space as possible of the sand separated in the maximum cell volume.
The uniformly distributed flow is perpendicular to the plane of the figure. The length of the cell is that which is necessary to achieve the desired settling, taking into account the constraints of construction and handling.
-The cell shown in Figure 6 is constituted by a box 27 in which are formed several compartments 28 delimited by inclined 29 or vertical 30 des.cloisons or by the outer box itself 27.
In each compartment 28 is mounted a set of inclined parallel flat plates 31. These plates 31 attached to the vertical partition 30 or to the walls 27 of the box extending to the proximity of the opposite inclined plate 29, but leaving an empty space between their end 32 and the inclined plate 29.
The set of inclined parallel plates 31, with the partitions 27, 29 and 30 forms a juxtaposition of elementary grit-removal conduits 33 in which the liquid circulates horizontally, perpendicular to the plane of FIG. 6.
In each compartment, the settled sands are deposited on the plates 31 and slide on them to come together on the inclined partitions 29.
They then flow over these partitions 29 to an opening 34 formed at their end and which allows their discharge onto the inclined partition 22 placed below. The sands thus slide on the plates 31 and 29 until they reach the base 35 of the cell where they are collected by an evacuation member.
In the embodiment shown, the discharge member is a conveyor belt 36 flowing in the direction of the flow of liquid or in the opposite direction.
The conveyor belt 36 is disposed in a channel 37 formed in the base 38 in. On the raft of the channel equipped with the sand trap.
The cell rests on this base by its walls 39 and 40. A set of cells such as those described and shown and juxtaposed constitutes the battery 2, 13 or 23-24 of FIGS. 1 to 5.
The plates 31 are arranged in such a way that the fall of the currents of sand which slide on it and which fall on one another takes place on a height as low as possible so that there is only the minimum. of resuspension.
This effect is improved as a result of the rapid increase in the mass of sand which travels downwards, thus achieving a concentration of the grains which makes their resuspension much more difficult.
A perforated plate can be placed downstream of the cell creating an additional pressure drop making it possible to equalize the circulation speeds in the various ducts of the cell.
The arrangement of this cell is advantageous because it can be built to a fairly great height without harming the good collection of sand; this helps to reduce the proportion of water necessary for its expulsion.
Another cell arrangement which has the advantage of being both very efficient and of particularly simple construction is shown in Figures 7 to 9.
The cell limited by the walls 41, comprises a succession of parallel plates 42 in the form of a roof (inverted V) fixed on appropriate supports to maintain their spacing.
The plates 42 are mounted so that the ridges 43 of the diers are substantially horizontal. They are determined so that their ends 44 are located at a certain distance from the walls 41, leaving vertical free spaces 45 between the plates and the walls.
Thanks to their great rigidity, the roof plates 42 only require supports of low relative importance.
They delimit a succession of horizontal channels 46.
<Desc / Clms Page number 7>
On the entry and exit faces the space which. is located under the lower plate is closed by a transverse plate 47. Below, the plates is formed a hopper 48, the bottom of which has a channel 49. evacuation of settled sand. '
The water to be de-sanded enters following arrows F1 and exits following arrows F2 (fig.8) circulating between the inclined plates 41. While passing through the cell, the grains settle, that is to say fall onto the plates 42 located immediately below them. They then travel in contact with the plates or move away from them rather little, following a direction which has one component in the general direction of flow and another following the line of greatest slope of the plates.
If the cell is not provided with any collecting device, the settled grains arrive in the two lateral spaces 45 between the ends 44 of the plates and the walls 41 and fall in free fall into the liquid which fills them to reach the cell. at 48 and 49. But the liquid located in the spaces 45 moves downstream even if elements 50 and 51 block the upstream and downstream ends of the spaces 45. In this movement, it entrains the particles which s' are there and those which do not have time to reach the bottom, because of their low speed of fall, exit downstream in two lateral currents which mix with the current formed by the clarified liquid.
Only the largest grains thus fall to the bottom of the cell and collect in the space 48 in the form of a hopper, located under the cell.
In the event that one can be satisfied with the removal of the larger grains, the cell can be employed as described above. If, on the contrary, it is desired to purify the liquid as much as possible, it is necessary to install the collection devices allowing the solids separated by the plates 42 to be collected as much as possible.
These devices receive the sands as they leave the plates 42 and lead them to the bottom of the cell, as far as possible in contact with the walls 41, so as to achieve and maintain the grouping of the grains. which avoids their resuspension during their conveyance thanks to the better resistance which they thus oppose to the action of the main current.
A first arrangement according to the invention consists in placing in the spaces 45 vertical or inclined guide partitions 52, which increase the precipitation towards 48 of the particles which come into the space 45.
When the partitions are vertical, this increased precipitation is due to the fact that the particles which are in the spaces such as between the partitions are much less carried downstream.
If the partitions are inclined, as shown at 54. in figure 10, the height of which the particles have to fall in free fall is at most equal to the vertical distance between two successive plates 42, which is a small fraction of the total height of the cell. The grains then form on the partitions 54 currents 55 sliding downwards in which there is a grouping of grains which effectively opposes their recovery by the main current, more precisely by the vortices that the latter induces in the spaces 45 located between the partitions.
If these vortices are too intense, the grouping of grains is destroyed. This can be remedied in the devices according to the invention by placing between the roof-shaped plates, longitudinal elements such as those shown at 56 in FIG. 11.
These elements 56, which can be advantageously 'constituted by a simple extension' curved of the plates-42, -produce pressure losses which reduce the intensity of the vortices:. In the space 45 where the partitions are located. guides (52 or 54).
Many other arrangements can be made to con-
<Desc / Clms Page number 8>
downwards the particles separated between the main plates of the cell and which arrive in the two lateral spaces of the cells. They are characterized by forms of guide partitions which allow both good protection of the grains against being picked up by the current and easy construction.
By way of example, Figures 12, 13, 14, 15, 16 show the cross sections of a number of these guide partitions characterized by the fact that the grains remain grouped to the bottom of the cell and -are protected against the action of the current. These guide partitions can be made of folded sheet metal. Their symmetrical shape allows them to collect deposits falling from the plaques of two neighboring cells, with the cell wall removed.
Thus the inclined guide partitions such as 54 can be V-shaped (fig. 12), the two branches 57 and 58 of which form a sand collection neck along the ridge 59. In another arrangement (fig.13) the guide partitions are in the shape of an inverted V, the ends of the branches 60 and 61 of which are curved to form gutters'62. A similar arrangement (fig. 14 and 15) comprises gutters 63 produced by bending at a right angle or at an acute angle the ends of the branches 60 and 61. In FIG. 16 is shown a variant in which the guide partition is shaped. of broken line constituting a succession of inclined channels 64 open alternately towards the plates of a cell and those of the neighboring cell.
Another type of arrangement is one where the grains fall several times in free fall since their deposit on the plates and their arrival in the hopper under the cell. Figure 17 shows an embodiment in which the cells are placed side by side with some overlap at 6 of their plates 42. Figure 18 shows the detail of the overlap of four plates 42.
The separated solid is only slightly dragged downstream during free falls which are from a very low height. In addition, in this arrangement, the mass of deposit increases with each change of plate, so that the action of driving the deposit by the current is proportionately less important at the bottom than at the top of the apparatus.
Such an arrangement can also be used for the guide partitions 66 placed between two juxtaposed cells, as shown in Figure 19, which is a side view of a cell. The guide partitions 66 are flat or have a section in an arc of circumference or in the shape of a dihedron like those in figure 12, but they can have any other more or less complicated shape, making it possible to collect, conduct and protect. mud as it travels down. Instead of cascading into one another, these guide partitions can feed a vertical or inclined chimney pierced laterally with multiple openings.
To obtain the best settling effect, it is necessary that the flow rate be evenly distributed among all the conduits of each cell.
This result can be obtained by the play of pressure drops which are the same in each of these conduits. If these are insufficient to ensure good distribution, additional pressure drops are introduced by applying against the downstream face of the cells a plate carrying either vertical slots of suitable width, centered on the plane of symmetry of the cells, or orifices, for example circular. These can also be focused on the plane of symmetry of each cell.
In the works constructed according to the invention, the cells are placed relative to the civil engineering works in such a way that the evacuation of the separated solids is carried out under the best possible conditions.
In particular, when it comes to sand traps for hydroelectric power stations, or irrigation canals, the evacuation devices are designed so as to consume a very small amount of water. Each cell may have its hopper 48, oriented in the direction of flow, as shown in Figure 7.
This hopper is provided, for example, with a longitudinal channel 49 fed at its upper part by a number of orifices67 which suck both liquid and the separated solid. - ''
<Desc / Clms Page number 9>
When the structure has a very large number of cells, they can all be placed above a single hopper 68 (figure 20) or several hoppers 69 (figure 21) oriented perpendicular to the direction of flow. general.
The sand-removal channels according to the invention are used in particular to carry out the de-sanding of water intended for the supply of hydroelectric power stations. They are much more efficient, making it possible to stop much finer grains than with conventional sand traps and this with extremely small volumes of work and with a much lower waste water loss,
For example in a test carried out with a cell 4 meters long formed of roof plates spaced 3 centimeters apart inclined at 45, placed in a channel 85 centimeters deep, with a water current going to 25 centimeters per second , 96.5% of the incoming sand was stopped.
This was composed of grains of silica ranging between 5/10 of a millimeter and 50 microns, half of which was formed of grains smaller than 170 microns. In particular, the grains of 2/10 of a mm were practically all stopped. The cell was of the type shown in Figures 7 and 11 and did not include any collection device.
The flow rate used to remove the deposited sand was less than 5% of the incoming flow.
These sand channels can also be used to purify the water sent to the irrigation canals, which reduces siltation and eliminates a large part of the cleaning costs.
This often involves removing finer particles than to purify power plant water; the structures are then relatively larger in size and can even take on the aspect of a basin while fully retaining them. same operating modes,
These works are used for the purification of all kinds of industrial water containing solid particles in suspension such as washing water from fume dust collectors, mine dewatering water, water containing schlammes or clay resulting from washing. coals or dice, dredging water, etc.
They are also used to sort grain size or by equivalence of powdery materials.
Indeed during the passage of the mixture in. cells, larger and heavier grains separate first, fine second and finer ones do not settle. This effect can be accentuated by placing several cells in series, the plate spacings of which decrease downstream and by collecting the product which arrives under each of the cells by appropriate means, for example by carpets. rolling wheels moving perpendicular to the direction of the current.
The present invention is not limited to the embodiments described. On the contrary, it extends to any embodiment comprising equivalent technical means in which the cells are placed with their edge substantially horizontal. However, in some structures, they can be placed inclined if the implantation conditions so require, Similarly in the above it has always been a question of particles heavier than water but of course structures according to the invention are also designed for separate particles that are lighter than water as is the case, for example, for certain volcanic sands containing pumice stone.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.