Grille hydraulique. La présente invention se rapporte à une grille hydraulique destinée à retenir des corps flottants afin d'empêcher leur introduc tion dans des installations telles que des tur bines hydrauliques par exemple.
Par leur accumulation, les corps ainsi re tenus obstruent les grilles, ce qui nécessite des installations supplémentaires de décras sage de ces dernières, généralement consti tuées par des rangées de barreaux droits, ver ticaux ou inclinés.
Le but de la présente invention est de réaliser une grille susceptible d'évacuer par ses propres moyens les corps étrangers qu'elle retient. A cet effet, cette grille a la forme d'un corps de révolution disposé de façon à pouvoir tourner autour de son axe et de façon que l'eau à débarrasser des corps flottants étrangers la traverse dans une direction cen tripète.
Cette disposition a pour effet d'entraîner les corps étrangers extérieurement accolés à la grille, en les faisant participer au mouve ment de rotation de cette dernière qui permet de les amener sans autre à un déversoir ou autres moyens d'élimination.
Le dessin annexé montre deux formes d'exécution de l'objet de l'invention, données à titre d'exemple, ainsi que quelques détails.
La fig. 1 est une coupe verticale d'un bas sin d'alimentation d'une turbine hydraulique, dont l'eau traverse une grille selon la pre mière forme d'exécution, supposée comporter un axe de rotation dirigé transversalement au sens d'arrivée de l'eau.
La fig. 2 est une projection horizontale correspondante, dont la moitié supérieure est en vue et la moitié inférieure en coupe.
La fig. 3 est une coupe verticale sembla ble à celle de la fig. 1, mais se rapportant à la seconde forme d'exécution, présentant une grille dont l'axe de rotation est dirigé paral lèlement au sens d'arrivée de l'eau.
La fig. 4 montre cette seconde forme d'exécution vue en plan et, la fig. 5 vue en bout, l'écoulement de l'eau étant sensé se faire en pénétrant dans le plan du dessin. La fig. 6 montre un détail d'assemblage d'un barreau de l'une des deux grilles repré sentées.
La fi* 7 montre, en coupe axiale. un détail de construction de l'extrémité d'une grille.
La fig. 8 montre une disposition particu lière d'un râteau coopérant avec la grille dans le but de conduire dans un déversoir les corps flottants étrangers à éliminer.
Dans la première forme d'exécution, selon les fi-. 1 et 2, l'eau partient à la, grille par le canal d'admission 1 se terminant par une bâche spirale 2 à axe horizontal transversal au sens d'arrivée. Au point bas de la bâche se trouve un canal 3 d'évacuation des sables et graviers.
Parallèlement à l'axe de la bâche et en travers de tout le canal s'étend la grille cylindrique 4, constituée par des barreaux circulaires disposés autour d'un arbre 5 que supportent deux paliers 6 et 7, le tout for mant, à l'exception de l'orientation des bar reaux, une cage d'écureuil.
Les extrémités du cylindre ainsi consti tué coïncident, comme le montre la fi-. 2, avec des canaux 8, 9, de même section qui, après s'être réunis, conduisent l'eau à une turbine non représentée. Dans l'espace trian gulaire subsistant entre la bâche contenant la grille et les deux canaux précités se trouve enfin un déversoir 10 relié à un canal d'éva cuation 11.
Il est facile de voir que l'eau, suivant le chemin indiqué par des flèches, pénètre cen- tripétalement dans la grille qu'elle abandonne axialcment par les deux extrémités. Pour fa- c 'liter le changement de direction infligé par <B>i</B> LI ce parcours, l'intérieur de la grille contient un corps de révolution 12 en tôle, dont la forme -énérale est celle de deux cônes acco lés par leur base et coaxiaux à la grille. Ils jouent le rôle de déflecteurs assurant. un écou lement sans remous, donc sans résistance supplémentaire.
La condition de fonctionnement de la grille étant. de tourner, il est évident que l'on peut la réaliser de diverses façons, par exem- ple en l'entraînant au moyen d'un moteur indépendant, hydraulique, électrique ou autre, où à. partir de l'une des machines de l'usine à laquelle elle appartient.
Dans l'exemple décrit, cet entraînement se fait de soi-même, par l'adjonction de pales 13 sur les rayons assurant la liaison entre les entretoises longitudinales 14 et l'axe 5 de la grille, Grâce à l'orientation de ces pales, la grille sera mise en mouvement par l'eau même s'échappant par ses deux extrémités dans les canaux 8 et 9. Le sens de rotation sera celui des aiguilles d'une montre en égard à la fig. 1, soit donc un mouvement d'éléva tion sur la moitié de gauche de la grille telle (lue représentée à la fig. 2 et d'abaissement sur la moitié de droite correspondante.
La grille se trouve à un niveau tel qu'elle émerge légèrement de l'eau, ce qui lui permet de remplir la fonction d'élévateur de corps flottants étrangers arrêtés par ses barreaux. La fig. 1 permet de se rendre compte com ment de tels corps, venant de la gauche en égard au dessin, seront entraînés par la grille, par-dessus elle, pour en être ensuite séparés par le râteau 15 s'étendant le long d'une de ses génératrices, pratiquement au niveau de l'eau et aboutissant par un plan incliné dans le déversoir 10.
La pratique a démontré qu'une grille ro tative ainsi construite élimine non seulement tous les corps flottants étrangers indépen dants de l'eau, mais encore les glaçons formés par cette dernière, que la grille ne retient pas mais transporte également au déversoir.
Il est à noter que les piliers 16 et 17 des paliers de la grille présentent une section aérodynamique rendant leur résistance < i l'écoulement de l'eau pratiquement nulle. Les paliers eux-mêmes pourront être graissés par un moyen quelconque, ils le seront de préfé rence par de l'eau sous pression ou seront de construction étanche.
A remarquer à ce sujet qu'en rendant le déflecteur 12 étanche, la grille se trouvera allégée du poids de l'eau déplacée par ce der nier, en sorte que les paliers travailleront à faible pression. L'installation décrite peut bien entendu comprendre des avant-grilles à gros barreaux, largement espacés, dans le but de retenir de gros objets tels que des troncs d'arbres.
En avant de la grille, il pourra être utile de disposer un séparateur 18 des eaux de surface et des eaux de fond, ce qui assure un écoulement plus régulier et facilite le dé pôt des sables et graviers dans la partie basse de la bâche 2.
Les pales 13 pourront être fixes ou orien tables. Dans ce dernier cas, on en modifiera l'inclinaison en rapport avec la hauteur des eaux des diverses époques de l'année.
La forme d'exécution selon les fig. 3 à 5 diffère de la précédente en ce sens que l'axe de rotation de la grille est parallèle au sens d'arrivée comme au sens d'écoulement de l'eau.
Amenée par le canal d'admission 19, l'eau s'en va, après avoir traversé la grille cylin drique 20, par le canal 21 situé en bout et à la partie postérieure de cette dernière.
La pénétration se fait centripétalement et la sortie axialement, un déflecteur 22 as surant sans remous le changement de direc tion nécessaire du sens d'écoulement.
L'avant de la grille est couvert par le pilier 23, supportant l'un des paliers, et de forme arrondie. A défaut d'un tel pilier, la face correspondante de la grille pourrait com porter un chapeau de la forme d'une demi- sphère ou d'un autre corps de révolution faci litant l'écoulement de l'eau.
Les corps flottants étrangers que la grille, tournant dans le sens des aiguilles d'une montre en égard à la fig. 5, élèvera par dessus elle, seront happés et éloignés par les soins du râteau 24 et conduit au déversoir 24a, le mouvement de rotation correspondant de la grille étant obtenu par l'un des moyens cités plus haut.
En avant de la grille et du côté du pilier 23 conduisant à la partie de la grille effec tuant un mouvement de descente par suita de sa rotation, un écran 2,5 pénètre de haut en bas dans l'eau, conduisant les eaux de sur face et les corps flottants étrangers éventuels du côté de la grille qui, par suite du sens de rotation précité, est susceptible d'élever ces dernières. Pour aider à l'écoulement sans remous, l'extrémité du canal 19, voisine de la grille, se termine par une bâche spirale à axe horizontal parallèle au sens d'amenée de l'eau. Les sables et graviers s'échapperont par le canal d'évacuation 26.
Le palier arrière de la grille est supporté par une entretoise 27 de section transversale aérodynamique.
Au lieu d'être cylindrique, la grille pour rait très bien être conique ou en forme de tronc de cône. Dans ce cas, la base du cône, respectivement la grande base du tronc de cône coïnciderait avec le canal 21., comme c'est le cas pour la base postérieure de la grille cylindrique représentée.
La fi-. 6 montre comment une entretoise longitudinale 28 peut être reliée à. un barreau circulaire 29 par un chevalet soudé<B>30.</B> En admettant que l'ensemble tourne dans le sens de la flèche, on voit que la direction de l'arête 3,1 du chevalet .donne lieu à une pous sée centripète tendant à la décrasser de tout dépôt fin.
Les entretoises, que les exemples repré sentés montrent au nombre de quatre, seront de préférence reliées entre elles par des cer cles indépendants des barreaux et assurant à l'ensemble la rigidité requise.
La fig. 7 montre l'extrémité aval d'une telle entretoise 32 et les cinq derniers bar reaux 3-3. La rigidité de l'ensemble est obte nue par une tôle 3-4 en forme de quart de tore. Cette forme présente l'avantage de ne pas diminuer la section d'écoulement dispo nible en regard de l'ouverture du canal avec lequel la face considérée de la grille coïncide, et dont le bord est figuré en 35.
Les deux flèches de cette figure montrent en effet comment l'eau a libre passage, d'une part, intérieurement et concentriquement au dit cercle, d'autre part, entre les barreaux dessinés, extérieurement audit cercle agissant comme déflecteur.
Ce cercle pourra. aussi supporter les pa liers des tourillons de pales, dans le cas d'un entraînement automatique comme celui de l'exemple des fil. 1 et 2.
Enfin, la fig. 8 montre, en regard d'une grille 36 avec entretoise 37 et cercle 38, l'aménagement d'un râteau 39 de hauteur réglable en correspondance avec la hauteur des eaux. La particularité exprimée par cette figure est que le râteau se déplace dans ce but concentriquement à la grille, le long de son support 40, schématiquement représenté, ce qui assure une position relative toujours semblable du râteau et des barreaux de la grille.
Hydraulic grid. The present invention relates to a hydraulic grid intended to retain floating bodies in order to prevent their introduction into installations such as hydraulic turbines for example.
By their accumulation, the bodies thus held obstruct the grids, which necessitates additional installations for clearing the latter, generally constituted by rows of straight, vertical or inclined bars.
The aim of the present invention is to provide a grid capable of removing by its own means the foreign bodies which it retains. For this purpose, this grid has the shape of a body of revolution arranged so as to be able to turn around its axis and so that the water to be rid of foreign floating bodies passes through it in a cen tripet direction.
This arrangement has the effect of driving the foreign bodies attached to the outside of the grid, by making them participate in the rotational movement of the latter which allows them to be brought without further to a weir or other elimination means.
The appended drawing shows two embodiments of the object of the invention, given by way of example, as well as some details.
Fig. 1 is a vertical section of a bottom sin of supply of a hydraulic turbine, the water of which passes through a grid according to the first embodiment, supposed to include an axis of rotation directed transversely to the direction of arrival of the 'water.
Fig. 2 is a corresponding horizontal projection, the upper half of which is in view and the lower half in section.
Fig. 3 is a vertical section similar to that of FIG. 1, but relating to the second embodiment, having a grid whose axis of rotation is directed parallel to the direction of arrival of the water.
Fig. 4 shows this second embodiment seen in plan and, FIG. 5 end view, the flow of water being supposed to take place by entering the plane of the drawing. Fig. 6 shows an assembly detail of a bar of one of the two grids shown.
The fi * 7 shows, in axial section. a construction detail of the end of a grid.
Fig. 8 shows a particular arrangement of a rake cooperating with the grid for the purpose of leading the foreign floating bodies to be eliminated into a weir.
In the first embodiment, according to fi-. 1 and 2, the water goes to the grid through the inlet channel 1 ending in a spiral tarpaulin 2 with a horizontal axis transverse to the direction of arrival. At the bottom point of the tarpaulin is a channel 3 for the evacuation of sand and gravel.
Parallel to the axis of the tarpaulin and across the entire channel extends the cylindrical grid 4, consisting of circular bars arranged around a shaft 5 supported by two bearings 6 and 7, all for mant, at the Except for the orientation of the bars, a squirrel cage.
The ends of the cylinder thus constituted coincide, as shown in fig. 2, with channels 8, 9, of the same section which, after having joined together, lead the water to a turbine, not shown. In the triangular space remaining between the tarpaulin containing the grid and the two aforementioned channels, there is finally a weir 10 connected to an evacuation channel 11.
It is easy to see that the water, following the path indicated by the arrows, penetrates centrally into the grid which it leaves axially at the two ends. To facilitate the change of direction inflicted by <B> i </B> LI this path, the interior of the grid contains a body of revolution 12 made of sheet metal, the general shape of which is that of two cones acco lengths at their base and coaxial with the grid. They play the role of ensuring deflectors. a flow without eddies, therefore without additional resistance.
The operating condition of the grid being. to rotate, it is obvious that it can be achieved in various ways, for example by driving it by means of an independent motor, hydraulic, electric or other, where to. from one of the machines in the factory to which it belongs.
In the example described, this drive is done by itself, by the addition of blades 13 on the spokes ensuring the connection between the longitudinal spacers 14 and the axis 5 of the grid, thanks to the orientation of these blades , the grid will be set in motion by the water itself escaping through its two ends into the channels 8 and 9. The direction of rotation will be that of clockwise with respect to fig. 1, ie an upward movement on the left half of the grid such (read shown in FIG. 2 and lowering on the corresponding right half.
The grid is located at such a level that it emerges slightly from the water, which allows it to fulfill the function of lifting foreign floating bodies stopped by its bars. Fig. 1 allows to realize how such bodies, coming from the left with regard to the drawing, will be entrained by the grid, above it, to be then separated therefrom by the rake 15 extending along one of its sides. its generators, practically at water level and ending in an inclined plane in the weir 10.
Practice has shown that a rotating grid thus constructed eliminates not only all foreign floating bodies independent of the water, but also the ice cubes formed by the latter, which the grid does not retain but also carries to the weir.
It should be noted that the pillars 16 and 17 of the bearings of the grid have an aerodynamic section making their resistance <i to the flow of water practically zero. The bearings themselves can be lubricated by any means, they will preferably be with pressurized water or will be of leaktight construction.
Note in this regard that by making the deflector 12 waterproof, the grid will be lightened by the weight of the water displaced by it, so that the bearings will work at low pressure. The installation described can of course include large bars, widely spaced front grilles, for the purpose of retaining large objects such as tree trunks.
In front of the grid, it may be useful to have a separator 18 for surface water and bottom water, which ensures a more regular flow and facilitates the deposit of sand and gravel in the lower part of the cover 2.
The blades 13 may be fixed or oriented tables. In the latter case, the inclination will be modified in relation to the height of the water at various times of the year.
The embodiment according to FIGS. 3 to 5 differs from the previous one in that the axis of rotation of the grid is parallel to the direction of arrival and to the direction of water flow.
Brought through the intake channel 19, the water goes, after passing through the cylindrical grid 20, through the channel 21 located at the end and at the rear of the latter.
The penetration is done centripetally and the exit axially, a deflector 22 assuring without disturbance the necessary change of direction of the direction of flow.
The front of the grid is covered by the pillar 23, supporting one of the landings, and of rounded shape. In the absence of such a pillar, the corresponding face of the grid could comprise a cap in the form of a half-sphere or of another body of revolution facilitating the flow of water.
Foreign floating bodies as the grid, rotating clockwise with respect to fig. 5, will rise above it, will be caught and removed by the care of the rake 24 and leads to the weir 24a, the corresponding rotational movement of the grid being obtained by one of the means mentioned above.
In front of the grid and on the side of pillar 23 leading to the part of the grid effecting a downward movement by suita of its rotation, a screen 2.5 penetrates from top to bottom in the water, leading the waters of on face and any foreign floating bodies on the side of the grid which, as a result of the aforementioned direction of rotation, is liable to raise the latter. To help the flow without eddies, the end of the channel 19, close to the grid, ends in a spiral sheet with a horizontal axis parallel to the direction of the water supply. The sand and gravel will escape through the discharge channel 26.
The rear bearing of the grid is supported by a spacer 27 of aerodynamic cross section.
Instead of being cylindrical, the grid could very well be conical or in the form of a truncated cone. In this case, the base of the cone, respectively the large base of the truncated cone would coincide with the channel 21., as is the case for the posterior base of the cylindrical grid shown.
The fi-. 6 shows how a longitudinal strut 28 can be connected to. a circular bar 29 by a welded trestle <B> 30. </B> Assuming that the assembly rotates in the direction of the arrow, it can be seen that the direction of the edge 3.1 of the trestle gives rise to a centripetal push tending to clean it of any fine deposit.
The spacers, which the examples shown show four in number, will preferably be interconnected by rings independent of the bars and providing the assembly with the required rigidity.
Fig. 7 shows the downstream end of such a spacer 32 and the last five bars 3-3. The rigidity of the assembly is obtained by a 3-4 sheet in the form of a quarter torus. This shape has the advantage of not reducing the flow section available opposite the opening of the channel with which the face of the grid in question coincides, and the edge of which is shown at 35.
The two arrows in this figure show in fact how the water has free passage, on the one hand, internally and concentrically to said circle, on the other hand, between the drawn bars, externally to said circle acting as a deflector.
This circle may. also support the paliers of the blade trunnions, in the case of an automatic drive like that of the example of the wire. 1 and 2.
Finally, fig. 8 shows, facing a grid 36 with spacer 37 and circle 38, the arrangement of a rake 39 of adjustable height in correspondence with the height of the water. The peculiarity expressed by this figure is that the rake moves for this purpose concentrically with the grid, along its support 40, shown schematically, which ensures an always similar relative position of the rake and of the bars of the grid.