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La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour l'introduction d'un liquide d'alimentation contenant de la matière solide, dans les appareils de. sédimentation, de clarification, et, analogues.
Un appareil tel que celui auquel la présente invention se rapporte et bien connu depuis longtemps dans la technique, ce dispositif comprenant essentiellement un bassin muni d'un puits
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d'alimentation sensiblement central, dans lequel le liquide affluent à traiter est amené à travers une paroi de ce puits.
Le' liquide contenu dans le puits d'alimentation afflue vers le bas à travers le fond ouvert de ce puits, tandis que la matière solide qui descend se dirige par gravité vers le fond du bassin, où elle se dépose et d'où elle est ensuite évacuée sous la forme de boue, tandis que le liquide clarifié s'élève dans le bassin, pour être déchargé à la partie supérieure de celui-ci en tant qu'effluent clarifié.
L'introduction du liquide d'alimentation dans le puits d'alimentation crée inévitablement une certaine turbulence dans ce puits et, comme celle-ci influence défavorablement la sédimentation par gravité de la matière solide, il est souhaitable que cette turbulence cesse aussi rapidement que possible, de façon que le puits d'alimentation soit surtout une zone de calme.
La présente invention est basée sur la constatation qu'en divisant l'alimentation de telle façon qu'elle se disperse dans le puits d'alimentation sous la forme de courants orientés dans différentes directions; on peut faire en'sorte que ces-courants s'opposent les uns aux autres, ce qui aura pour résultat d'amener rapidement le liquide alimentaire entrant à l'état de calme voulu.
En d'autres termes, la turbulence inévitable, qui existe au point d'entrée 'immédiat, est très rapidement neutralisée par l'opposition mutuelle des' courants, de sorte que l'intérieur du puits d'alimentation est à prédominance calme, cela dans une mesure qui favorise la sédimentation de la matière solide par gravité.
La turbulence initiale est d'une ampleur très limitée.et, lorsqu'elle présente ce caractère, peut servir dans un but utile, à savoir, provoquer des collisions entre petites particules, à la suite de quoi celles-ci fusionnent les unes avec les autres, de manière à se déposer plus aisément.
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Afin de faciliter la compréhension et la mise en oeuvre de la présente invention, celle-ci sera décrite ci-après, à titre d'exemple, en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un bassin de sédimentation comprenant le puits d'alimentation perfectionné construit conformément à la présente invention.
La figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail, en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
La figure 3 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2, une autre partie du puits d'alimentation étant arrachée, afin de mettre à jour le raccord pour l'affluent, destiné à ce puits.
La figure 4 est une autre vue de détail à plus grande échelle, prise suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2.
La figure 5 est une vue latérale prise suivant la ligne 5-5 de la vue de détail de la Fig. 4.
La figure 6 est une vue développée du conduit de distribution d'alimentation qui entoure le puits d'alimentation.
La figure 7 est une vue schématique et en coupe verticale du puits d'alimentation, cette vue montrant les conditions de flux qui aboutissent à la dispersion d'énergie, telles qu'elles existent dans ce puits.
La figure 8 est une vue schématique en coupe transversale suivant la ligne 8-8 de la Fig. 7.
Les figures 9 et 10 sont respectivement une vue en plan (partie en coupe) et une vue d'élévation latérale (également partie en coupe), qui représentent un mode d'exécution de variante du puits d'alimentation.
Les figures 11 et 12 sont des vues schématiques, respectivement en élévation latérale et en plan, qui correspondent aux figures 7 et 8, mais qui représentent les conditions de dispersion de l'énergie du flux, qui existent dans l'appareil selon les figures 9 et 10.
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Le puits d'alimentation construit selon la présente inven- tion est représenté à titre d'exemple comme étant incorporé dans un-bassin de sédimentation comprenant une superstructure 10 qui enjambe le bassin 11, lequel comporte une paroi 12 et une paroi de fond 13 constituée par un cône peu profond, au centre duquel se trouve un puisard 14 muni d'un tuyau d'évacuation de boues 15.
Dans la superstructure 10 est monté à rotation un râteau rotatif 16 de type courant, qui se compose d'un arbre vertical 17 et de bras de raclage 18 pourvus de lames racleuses usuelles 19, destinées à racler la boue sur la surface de fond 13 du réservoir, vers le puisard 14, d'où elle sera évacuée. La super- structure entretoisée 10 supporte en outre un mécanisme de com- mande désigné par 20 et destiné à produire la rotation du râteau 16. A la partie supérieure du bassin est prévue la bâche péri- phérique habituelle 21 pour l'effluent, destinée à recevoir et à décharger hors du bassin le trop-plein de liquide clarifié.
La superstructure entretoisée 10 supporte en outre un puits d'alimentation 22 dont les éléments de support sont constitués par deux organes de suspension rigides désignés par 23 et 24.
Le puits d'alimentation 22 est pourvu d'un tuyau d'alimentation horizontal submergé 22a et est constitué lui-même par un puits cylindrique 25 muni d'orifices d'alimentation allongés dans le sena horizontal et submergés; comme on le voit, ces orifices présentent une forme rectangulaire a p 1 a t ie et peuvent être définis par leur largeur w et leur hauteur h. A titre d'exemple, on a représenté dans ce mode de réalisation (voir Fig. 2) six orifices d'alimentation ou d'amenée de cette espèce, à savoir, un premier orifice 26, un dernier orifice 31 et des orifices intermédiaires 27, 28,29, 30, écartés les uns des autres le long de la circonférence du puits d'alimentation 25.
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Un conduit de distribution d'alimentation 32 nourrit tous ces orifices d'amenée 26 à 31, par le fait qu'il entoure le puits
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d'alimentation 25 depuis le premier orifice d'amenée 26 jusqu'au dernier orifice 31.
Le conduit 32 présente une section transversale sensiblement rectangulaire, section qui va cependant en diminuant, dans le sens du flux, sur toute la longueur de ce conduit. En d'autres termes, la section transversale de ce conduit va en diminuant au fur et à mesure que celui-ci envoie des courants de liquide partiels ou fractionnaires ou détachés à travers les orifices d'admission respectifs, vers l'intérieur du puits d'alimentation 25. Par le fait qu'ils convergent les uns vers les autres, ces courants partiels, qui sortent de leurs orifices d'admission respectifs, voient leurs énergies respectives dispersées les unes par rapport aux autres.
Plus particulièrement, et en considé rant les figures 2, 3,4 et 5, les courants fractionnaires, dirigés vers l'intérieur, du liquide d'alimentation, voient leurs flux respectifs dirigés de façon à converger les uns vers les autres, par exemple à l'aide d'embouchures horizontales 33, orientées radialement, et qui s'étendent vers l'intérieur à partir des orifices d'amenée ou d'alimentation respectifs. Bien que ces embouchures aient été représentées ici sous une forme droite, leurs parois opposées s'étendant parallèlement les unes par rapport aux autres, on notera que ces embouchures peuvent présenter- une forme comportant une section transversale croissant progressivement, dans lequel cas l'extrémité extérieure de l'embouchure est plus large que l'ouverture d'admission ou d'amenée proprement dite.
Un tel évasement ou épanouissement de l'extrémité intérieure des embouchures, est d'autre part susceptible de favoriser la dispersion de l'énergie des courants partiels de ce liquide, qui convergent les uns vers les autres dans le périmètre du puits d'alimentation.25.
De plus, et comme montré dans ces figures, chaque embouchure
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33 est pourvue d'un système d'obturation réglable, sous la forme d'une plaque verticale 34 retenue de façon réglable par une paire de pattes 35 et 36 pourvues de fentes verticales et qui sont situées de part et d'autre de l'extrémitélibre de l'embouchure, tout en étant solidaires de celles-ci, ainsi qu'à l'aide d'une paire correspondante d'assemblages à boulons 37 et 38.
Les figu- res de détail 4 et 5 montrent en traits pleins la position su- périeure extrême de la plaque d'obturation 34 qui permet un écoul ment total, c'est-à-dire, non étranglé, du liquide, depuis l'em- bouchure, tandis qu'une position quelque peu plus abaissée de la plaque d'obturation 34, position indiquée par les lignes en @ traits mixtes, correspond à la section de passage étranglée ou réduite, c'est-à-dire, d'une hauteur h', réduite comparative- ment à la hauteur pleine ou non étranglée h de l'orifice d'ali- mentation.
Le conduit de distribution d'alimentation. 32 (voir également la vue développée de celui-ci dans la Fig. 6), comprend une par- tie inférieure 39 soudée au puits d'alimentation 25 et formée de manière à présenter'des déflecteurs de courant S1 à S5. pré- vus respectivement à chacun des orifices d'admission ou d'alimen- tation 26 à 31, chacun de ces déflecteurs présentent une confor- mation curviligne, comme il ressort clairement de la vue en plan de la Fig.2, afin d'opérer et de faciliter le fractionnement ou la division du flux en courants partiels, en vue de l'envoi de ces derniers, à travers les orifices d'admission respectifs, dans le puits d'alimentation 25.
Ces 'épaulements inférieurs ou de fond sl, à s5 réduisent la section de passage effective du conduit 32 à mesure que le flux qui le traverse passe d'un ori- fice d'alimentation au suivant, étant donné que la hauteur du conduit se'trouve ainsi réduite depuis une hauteur maximum h1, au niveau du premier orifice d'alimentation 26, à une hauteur minimum h6, au niveau du.-dernier orifice d'alimentation 31.
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Vus de côté, ces épaulements (voir également Fig. 6) confèrent au conduit 32 un aspect analogue à celui de dents de scie. La partie de fond 39 présente également des ressauts o1 à o5 pour les gradins ou épaulements d'alimentation respectifs s1, s2, s3,s4, et s5,de façon à favoriser le détachement de courants partiels, en vue de .leur envoi, à travers les orifices d'alimen- tation respectifs, dans le puits d'alimentation 28.
Le conduit de distribution 32 comprend en outre une paroi extérieure 40 dont le bord inférieur est entaillé dans un sens correspondant au contour en dents de scie de la partie de fond qui correspond aux épaulements ou déflecteurs s1 à s5,mention- nés plus haut. Le conduit 32 est obturé à son extrémité supé- rieure par des plaques-couvercles ou secteurs supérieurs 43, maintenus en place par une bride extérieure 44 formée sur l'ex- trémité supérieure de la paroi verticale 40, ainsi que par une bride ou bordure intérieure 45 soudée à la face extérieure du puits d'alimentation 25, au même niveau que la bride extérieure 44.
Comme on le voit,' le conduit de distribution 32 est pour- vu d'un goulot d'entrée 46 relié par un accouplement à brides 47 à un tuyau d'alimentation horizontal 22a, submergé dans le bassin.
On a montré ici que ce dernier tuyau es t'submergé à une distance d au-dessous du niveau de débordement L de la masse de liquide contenue dans le 'bassin.
Les figures 7 et 8 représentent schématiquement l'effet de la dispersion de l'affluent et de la dissipation d'énergie. Cette représentation indique,la présence, à l'intérieur dupuits d'ali- mentation F, d'une zone a de brassage uniforme ou d'homogénéisa- tion s'étendant sur toute ..la section du puits d'alimentation et due à la convergence du courant d'affluent I. Immédiatement au- dessous de la zone a , on a indiqué, à l'intérieur du puits d'ali- mentation, une zone de calme , elle-même suivie par une zone
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ayant la profondeur ± et dans laquelle le courant s'épanouit et s'étale en substance dans le sens horizontal, avant de devenir une masse d'eau calme entourant le puits d'alimentation dans le bassin.
Les lignes de flux dans la masse calme indiquent l'utilisa-' tion améliorée du volume du bassin en vue d'effectuer la sédimentation (comme indiqué par les lignes de flux k),ainsi que la clarification (comme indiqué par les lignes de flux 1).Cette utilisation et ce rendement améliorés du bassin peuvent ainsi être attribués à la manière améliorée dont le liquide est désormais introduit et dont l'énergie d'affluence du liquide d'alimentation est dissipée de telle façon que l'on obtienne une distribution uniforme du flux non seulement dans toutes les directions radialest en partant de l'extrémité inférieure du puits d'alimentation, mais aussi sur une profondeur telle qu'indiquée par la profondeur de la zone de transition C.
L'appareil décrit à propos des figs. 9 et 10 diffère de celu- des figs. 1 à 8 en ce sens qu'au lieu d'être divisé par des orifices d'admission répartis à intervalles angulaires autour de la paroi du puits d'alimentation, .le. flux est fractionné, comme préconisé dans les figs. 9 et 10, c'est-à-dire, en courants adjacents échelonnés verticalement, ces courants étant introduits de façon à s'écouler dans le sens périphérique, dans des directions opposées, en agissant ici également les uns à l'encontre des autres.
Ainsi, dans le mode de réalisation selon les figs. 9 et 10, le puits d'alimentation est désiré généralement par le. chiffre de référence 48 et est entouré d'un canal annulaire 49 lui-même subdivisé en deux rigoles superposées 50 et 51, chacune de ces rigolos s'ouvrant vers l'intérieur, à travers la paroi 53, vers l'espace intérieur du puits d'ali station. Le liquide d'alimentation'est amené à travers le conduit d'alimentation principal 53 (qui correspond au conduit 22a de la construction suivant les figures 1 à 8);
toutefois, dans le cas présent, le conduit d'ali-
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mentation principal se divise en deux conduits d'embranchement 54 et 55 qui débouchent tangentiellement dans les rigoles respectives 50 et 51, la disposition étant telle que les deux courants qui traversent ces canaux s'écoulent dans des directions opposées, comme indiqué par les flèches à fût pointillé dans les figs. 8 et 9. La plaque de division annulaire 56, qui sépare les deux canaux 50 et 51, présente de préférence une,bride intérieure qui se termine en dehors du point de raccordement de la paroi 52 du puits d'alimentation aux brides horizontales du canal 49.
Il convient de noter que le système de canaux ne doit pas être nécessairement un élément fixe- faisant saillie vers l'extérieur, comme montré dans les figs. 9 et 10, étant donné qu'il peut être constitué dans certains cas par trois galeries horizontales, convenablement espacées, qui font saillie vers l'intérieur à partir de la paroi du puits d'alimentation. De plus, le système de canaux des figs. 9 et 10 peut être remplacé par un système de canaux comprenant deux canaux en volutes, qui s'étendent dans le sens périphérique.
Les figs. 11 et 12 donnent une représentation schématique de l'effet de la dispersion de l'affluent, qui a lieu au cours du fonctionnement de l'appareil selon les figs. 9 et 10. Cette représentation fait apparaître, à l'intérieur du puits d'alimentation F, une zone $ où a lieu un brassage uniforme ou une homogénéisation sur toute. la section du puits d'alimentation, cette homogénéisation résultant du fait que les filets à contrecourant du liquide d'alimentation se heurtent mutuellement dans les rigoles d'alimentation respectives F1 et F2 comme indiqué par la rencontre entre les flèches A et les ;flèches B (voir fig. 12).
Les directions opposées respectives du flux dans les canaux F1 et F2 sont désignées par les signes "plus" et "moins". Immédiatement au-dessous de la zone e, on a indiqué dans le puits d'ali-
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mentation une zone ± d'apaisement et de rectification de flux, cette zone étant suivie d'une zone ayant la profondeur g et dans laquelle le courant affluent préalablement homogénéisé s'épanouit ou s'étale de façon sensiblement horizontale et se transforme par transition en une masse d'eau calme qui entoure le puits d'alimentation dans-le bassin.
Les lignes de flux que l'on voit dans la masse apaisée indiquent que l'on tire un meilleur parti du volume disponible du bassin en vue d'effectuer la sédimentation (indiquée par la ligne de flux k), ainsi que la clarification (indiquée par la ligné de flux 1).
L'invention n'est pas nécessairement limitée aux bassins à compartiment unique, étant donné que les puits d'alimentation selon la présente invention peuvent être employés dans des clarificateurs, et appareils analogues, à compartiments multiples, et peuvent d'autre part être utilisés conjointement avec des appareils d'écumage ou de décrassage.
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REVENDICATIONS.
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