Installation de dessablage pour eaux industrielles. Le dessablage des eaux industrielles pose des problèmes techniques et économiques difficiles, car ils sont souvent opposés. On connaît de nombreuses dispositions de des- sableurs consistant soit en des bassins de décantation de grande surface, bien que trai tant des débits relativement peu importants. soit en des canaux longs et de section suffi samment grande pour que, malgré les forts débits. la vitesse de circulation soit assez faible pour permettre à la précipitation des grains de sable de s'effectuer dans les meil leures conditions.
Généralement, dès qu'il s'agit de traiter des débits d'eau importants, par exemple de l'ordre du m3 par seconde ou plus élevés, qui laissent se déposer de grandes masses de sable. on évacue ces dernières hors de l'appareil par des moyens purement hy drauliques 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 (les 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 incon vénients notables. La faible vitesse de chute des grains, en milieu calme, nécessite par elle- même des ouvrages de volume important. Mais il règne toujours une certaine turbulence qui a pour effet 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 l'afflux de l'eau, mais on ne peut pas agir efficacement contre la tur bulence inhérente à l'écoulement lui-même.
On est alors conduit à majorer notablement les dimensions 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 décanté se dépose sur des surfaces très étendues par rapport au volume, si bien que dans les appa reils à fuite d'eau permanente, la consomma- tion d'eau nécessaire à l'évacuation du sable déposé est élevée, atteignant le plus souvent 10% du débit décanté.
On sait par ailleurs que l'on a utilisé dans certaines industries chimiques et dans les mines des bacs ou des bassins de décantation où la séparation des particules en suspension est. accélérée en forçant le liquide à circuler, en montant, en descendant ou en circulant alternativement des deux façons dans un espace cloisonné, au moyen de plaques in clinées assez rapprochées, ce qui réduit beau coup la hauteur de chute libre des grains et permet ainsi d'augmenter la capacité de dé cantation de ces appareils, tout en leur don nant 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 suspension par le liquide arrivant ou sortant, ce qui diminue l'efficacité de ces dispositifs même pour les petits débits de quelques litres à la seconde pour lesquels ils sont employés, mais ils ne sont pas agencés pour traiter de grands débits circulant à des vitesses élevées.
Suivant la présente invention, on réalise des dessableurs capables de traiter des débits d'eau importants, c'est-à-dire allant de plu sieurs centaines de litres/sec. à plusieurs dizaines de m3/sec. et au-delà, avec une efficacité égale ou supérieure à celle des des- sableurs de types courants, et qui remédient presque complètement aux inconvénients indiqués ci-dessus.
L'installation de dessablage pour eaux industrielles selon l'invention, au moyen de dispositifs à plaques superposées, est carac térisée en ce qu'elle comprend, placée dans un canal d'écoulement, de l'eau chargée de sable, une batterie de cellules montées en parallèle par rapport au courant de liquide, chaque cellule présentant des plaques inclinées parallèles ménageant entre elles des conduits dans lesquels la circulation est sensiblement horizontale et des espaces de rassemblement et de dépôt des sables décantés entre les plaques.
Avec cette installation, on réalise d'abord la décantation rapide des sables entre les plaques, puis, moyennant la présence de dis positifs appropriés, leur réception efficace au bas de ces plaques avec le minimum de mé lange avec l'eau décantée, enfin leur concen tration sur une surface étroite ou sur une ligne de faible longueur, ce qui permet de les éva cuer hors de l'appareil avec la dépense en eau minimum ou avec un organe mécanique de relativement faible importance.
Le canal peut conserver la forme qu'il aurait s'il n'était prévu aucun effet de des- sablage et contenir dans une partie de sa longueur le nombre des cellules de Cëcanta- tion nécessaires à la réalisation d'un bon dessablage. Il peut aussi être un peu élargi à l'emplacement où seront placées les cellules de décantation.
Il peut encore avoir une forme plus ou moins modifiée localement pour permettre de réaliser l'implantation des cellules clé 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 éva cuation facile des sables décantés et un ou vrage économique.
Dans les cellules à plaques inclinées, ainsi placées dans les dessableurs, l'écoulement de l'eau est sensiblement horizontal sur tout son parcours. En outre, les cellules sont générale ment alimentées sur toute leur face amont et l'évacuation de l'eau dessablée est répartie sur la totalité de leur face aval.
Entre les parois obliques de chaque cellule, les grains se séparant de la mixture n'ont qu'une faible hauteur de chute à parcourir pour rencontrer la paroi sur laquelle ils se déposent et, au contact des parois, les grains tendent à s'écouler suivant la ligne de plus grande pente, pour aboutir finalement au réservoir de stockage ou à. l'organe d'évacua tion.
Dans certains cas, la disposition dans les cellules de parois obliques espacées ne suffit pas pour assurer la chute des sables sans re mise en suspension. On adjoint auxdites parois des dispositifs de réception 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 cou rant d'eau. bien que celui-ci puisse être im portant.
Les organes d'évacuation des sables dé posés sont de tous types connus. Ce sont généralement des organes à fonctionnement purement hydraulique, comme par exemple des trémies dont. le fond présente des orifices disposés de manière appropriée pour per mettre une consommation d'eau aussi réduite que possible. Ils peuvent être aussi à fonc tionnement mécanique, comme par exemple des raclettes ou des tapis roulants immergés, à fonctionnement continu ou discontinu. Chaque cellule petit avoir son propre organe d'évacuation ou au contraire celui-ci peut être commun à plusieurs cellules. Grâce à ces dispositions, on réalise des dessableurs qui, à égalité d'efficacité avec ceux de types habituels, occupent des volumes actifs 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.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'installation objet de l'invention.
La fig. 1 est. une vue en plan d'une pre mière forme d'exécution d'un canal dessa- bleur.
La fig. 2 est une vue en coupe verticale par II-II du canal représenté à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan d'une seconde forme d'exécution de canal dessableur.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale du canal suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une vue en plan d'une troi sième forme de canal dessableur selon l'inven tion permettant de traiter un débit par exem ple double de celui traité dans l'installation représentée par la fig. 3.
La fig. 6 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle, d'un premier type de cellule de décantation.
La fig. 7 est une vue en bout d'un second type de cellule de décantation placée seule dans un canal dessableur et non munie de dispositifs de réception.
La fig. 8 est une vue de côté suivant VIII-VIII de la cellule du canal dessableur de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en coupe de l'ins tallation suivant la ligne IX-IX de la fig. 7. La fig. 10 est une vue de côté d'une cellule de dessableur munie de dispositifs de récep tion.
La fig. 11 est une vue de détail montrant une disposition spéciale du bord des plaques principales d'une cellule de dessableur.
Les fig. 12 à 16 sont des vues en coupe montrant diverses formes des dispositifs de réception.
La fig. 17 est une vue schématique en bout d'une disposition particulière des cellules ne nécessitant pas d'organes de réception.
La fig. 18 est une vue, à échelle agrandie, d'un détail de la fig. 17. .
La fig. 19 est une vue de côté d'une cellule de dessablage munie de dispositifs de récep tion particuliers.
Les fig. 20 et 21 sont des coupes longitudi nales partielles d'installations différentes munies de plusieurs cellules de dessablage; ces coupes sont faites entre deux cellules juxtaposées, les dispositifs de réception étant supposés enlevés.
La fig. 1 montre en plan un dessableur constitué par un canal 1 dans lequel est installé obliquement une batterie 2 de cellules juxtaposées posées sur le fond du canal. Chacune des cellules telles que 3 a une même forme que celles représentées par les fig. 6 ou 7 ; elle peut aussi avoir une forme diffé rente. Chacune des cellules est pourvue d'un 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 présen tant des fentes appropriées favorise une répartition égale des débits entre les diffé rentes cellules et les différents conduits de chaque cellule.
L'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. Ce sable qui est tombé au fond des cellules, est aspiré par des fentes ménagées dans une paroi supérieure d'une rigole d'évacuation 4 et s'en va dans le collecteur 5.
La fig. 2, qui est une coupe verticale du canal représenté à la fig. 1, montre, pour la bonne compréhension, une coupe transversale 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 qui se produisent dans la plaque perforée 7. Des cloisons supplémentaires sont placées d'une manière appropriée, en particulier en 8 et !) pour obliger toute l'eau à traverser les cellules.
Dans la disposition des fig. 3 et 4, la partie aval<B>1-9</B> du canal a été légèrement décalée par rapport à la partie amont<B>Il</B> pour permettre de réaliser une alimentation uniforme des cellules, telles que 13, placées dans l'espace 14. Ces cellules, qui sont placées côte à côte, sont du type représenté par les fig. 6 ou 7 ou d'autres types, avec ou sans organes de récep tion. Elles sont représentées placées en pont au-dessus d'une trémie collectrice 15. Cette trémie présente sur toute sa longueur une rigole 16 (fig. <I>3 et 4)</I> comportant à sa partie supérieure une série de fentes d'aspiration.
Cette rigole débouche dans une ou plusieurs canalisations d'évacuation 17 qui conduisent au dehors de l'ouvrage l'eau chargée du sable qui a été 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 mouillée 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 section beaucoup plus importante que la section du canal. Il en résulte que la vitesse 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 cloisonne ment, les tourbillons dus à la brusque varia tion de vitesse à l'entrée s'amortissent très rapidement et ne nuisent pratiquement pas au dessablage.
Si les débits des cellules ne sont pas équi librés par le jeu naturel des simples pertes de charge qui se produisent, 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 créent les pertes de charge supplémentaires égalisatrices.
L'eau sortant par la face aval des cellules s'éloigne suivant les flèches H après avoir été purifiée et n'ayant subi qu'une perte de charge très faible, réduite du fait des formes bien étudiées de l'ouvrage.
L'eau de chasse chargée en sable qui s'en va par la galerie 17 a son débit réglé par la charge existant sur les fentes placées dans la rigole du fond de la trémie et par les pertes de charge dans les canalisations. On peut ainsi évacuer en permanence un débit donné pro portionnellement d'autant plus faible que le débit entrant dans le dessableur est plus im portant. On peut d'ailleurs réduire ce débit de fuites en plaçant dans 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 petit être de l'ordre de 5 ,. du débit. dessablé et même souvent plus faible. ce qui est notablement inférieur au débit de fuites des dessableurs de type connu.
Les dessa.bleurs construits suivant ces dis positions sont très efficaces malgré leur très faible volume. De plus, ils présentent par rapport à d'autres ouvrages l'avantage que leur efficacité peut être augmentée, s'il en est besoin, simplement en diminuant l'écarte ment existant entre les plaques inclinées des cellules. La fig. 5 est une vue en plan d'une autre disposition de canal dessableur qui dérive de la disposition représentée à la. fig. 3.
Elle per met une facile égalisation de la répartition des débits entre les différentes cellules quand le débit total à traiter est trop important pour que l'on puisse le répartir convenable ment 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 dont la largeur va en se rétrécissant, afin d'assurer la constance de la vitesse. Les espaces 23. 24 contiennent des cellules ana logues 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 partie aval<B>26</B> du canal. Les dispositifs d'évacuation peuvent être les mêmes que ceux décrits à propos de la fig. 3.
D'autres dispositions peuvent être em ployées. Par exemple, l'ouvrage. au lieu d'être constitué par un canal à l'air libre, peut être réalisé sous forme de galerie creusée dans le rocher. Dans ce cas, il est souvent avanta geux, pour des raisons techniques, de prévoir un ouvrage étroit et profond plutôt qu'un ouvrage large et de faible profondeur. Cela est possible grâce aux conditions d'écoule ment de l'eau et des sables dans les cellules, qui peuvent être de grande hauteur, et dans les dispositifs de réception.
On peut encore, sans construire un ouvrage nouveau, augmenter l'efficacité d'un ouvrage existant en y plaçant des plaques inclinées ou des cellules comme celles dé crites d'une façon adéquate, soit en conser vant la direction primitive de l'écoulement, soit en rendant cette direction oblique par rapport à la direction primitive par une orien tation adéquate des cellules.
Les cellules de dessablage ont des formes qui varient. suivant les formes d'exécution adoptées. Ales peuvent être entièrement en tôle ou en plaques d'amiante-ciment, ou com porter des plaques d'amiante-ciment portées par un cadre métallique ou être en toutes autres matières résistant à la corrosion par les eaux.
Elles comportent toujours une série de conduits élémentaires de section à peu près rectangulaire traversés par l'eau dans un écoulement sensiblement horizontal.
Suivant leur conception générale, cer taines des cellules ne nécessitent pas d'organes de réception spéciaux, ceux-ci étant rem placés par les parois elles-mêmes des con duits, tandis que les autres rendent ces or ganes nécessaires, les parois accélératrices du dessablage ne pouvant pas servir par elles- mêmes à l'acheminement vers l'organe d'éva cuation du sable décanté.
La fig. 6 représente une vue en coupe ver ticale transversale d'une cellule de dessablage 3 ou 13 dont, la forme assure à la fois un bon dessablage et le minimum de remise en sus pension des grains de sable décantés lors de la conduite de ces derniers vers l'organe d'éva cuation. L'efficacité de cette disposition per met une excellente utilisation du volume de la cellule.
L'écoulement uniformément réparti a lieu perpendiculairement au plan de la figure. La longueur de la cellule est celle qui est néces saire pour réaliser la décantation désirée, compte tenu des sujétions de construction et de manutention.
La cellule représenteé à la fig. 6 est cons tituée par un caisson 27 dans lequel sont ménagés plusieurs compartiments 28 déli mités par des cloisons inclinées 29 ou verti cales 30 ou encore par le caisson extérieur lui-même 27. Dans chaque compartiment 28 est monté un ensemble de plaques planes parallèles inclinées 31. Ces plaques 31 atta chées à la cloison verticale 30 ou aux parois 27 du caisson s'étendent jusqu'à proximité de la plaque inclinée opposée 29, mais en laissant un espace vide entre leur extrémité 32 et la plaque inclinée 29.
L'ensemble des plaques parallèles incli nées 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 fig. 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 inclinées 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 29 placée au-dessous. Les sables glissent ainsi sur les plaques 31 et 29 jusqu'à ce- qu'ils parviennent à la base 35 de la cellule où ils sont recueillis par un organe d'évacuation.
Dans la forme d'exécution représentée, l'organe d'évacuation est un tapis roulant 36 circulant dans le sens de l'écoulement du liquide ou en sens inverse. Le tapis roulant 36 est disposé dans une rigole 37 ménagée dans un socle 38 posé sur le radier du canal équipé du dessableur. La cellule repose sur ce socle par ses parois 39 et 40. Un ensemble de cellules juxtaposées telles que celle décrite et représentée constitue la batte rie 2. 13 ou 23-24 des fig. 1 à 5.
Les plaques 31 sont agencées de façon telle que la chute des courants de sable qui glissent sur elles et qui tombent de l'une sur l'autre ait lieu sur une hauteur aussi faible que possible afin qu'il n'y ait qu'un minimum de grains de sable remis 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 avanta geuse parce qu'on peut lui donner une assez grande hauteur sans nuire à la bonne récep tion du sable; cela contribue 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 re présentée aux fig. 7 à 9.
La cellule, limitée par des parois 41, com porte une succession de plaques parallèles 42 en forme de toit<B>(V</B> renversé) fixées sur des supports appropriés pour maintenir leur écartement. Les plaques 42 sont montées de façon que les arêtes 43 des dièdres soient sensiblement horizontales. Elles sont déter minées de façon que leurs extrémités 44 soient à une certaine distance des parois 41, ménageant entre les plaques et les parois des espaces libres verticaux 45.
Grâce à leur grande rigidité, les plaques en forme de toit 42 ne nécessitent que des supports de faible importance relative. Elles délimitent une succession de canaux horizon taux 46.
Sur les faces d'entrée et de sortie, l'espace qui est situé sous la plaque inférieure est obturé aux extrémités amont et aval par une plaque triangulaire verticale 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 Fl et sort suivant les flèches F2, (fig. 8) en circulant. entre les plaques inclinées 42. Pen dant 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 contact 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: ligne de plus grande pente des plaques. Si la cellule n'est munie d'aucun dis positif de réception, les grains décantés arrivent dans les deus 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 mouvement, il entraîne 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 liquide 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 tré mie, situé sous la cellule.
Dans les cas où l'on peut se contenter de l'enlèvement des grains les plus gros, la cellule peut être employée telle qu'elle est décrite ci-dessus. Si, au contraire. on désire purifier le liquide. au maximum, il est. nécessaire d'installer des dispositifs de réception per mettant de collecter la, quantité maximum des solides séparés par les plaques 42.
Ces dispositifs reçoivent les sables au mo ment où ils quittent les plaques 42 et les conduisent, vers le bas de la cellule, dans toute la mesure du possible au contact des parois 41. de façon à réaliser et à conserver le groupe ment des grains, ce qui évite leur remise en suspension au cours de leur acheminement, grâce à la résistance accrue qu'ils opposent ainsi à l'action du courant principal.
Une première disposition consiste à placer dans les espaces 45 des cloisons-guides 52 verticales ou inclinées, qui accroissent la précipitation vers 48 des particules qui arri vent dans l'espace 45.
Quand les cloisons sont verticales, cet accroissement de la précipitation est dû à ce que les particules qui sont situées dans les espaces tels que 53 entre les cloisons sont beaucoup moins entraînées vers l'aval.
Si les cloisons sont inclinées, comme re présenté en 54 à la fig. 10, la hauteur sur laquelle les particules doivent tomber en chute libre est au maximum égale à la dis tance verticale entre deux plaques 42 succes sives, qui est une faible fraction de la hauteur totale de la cellule. Les grains forment alors sur les cloisons 54 des courants 55 glissant vers le bas dans lesquels est réalisé un groupe ment des grains qui s'oppose efficacement à leur reprise par le courant principal, plus exactement par les tourbillons que ce dernier provoque dans les espaces 45 situés entre les cloisons.
Si ces tourbillons sont trop intenses, le groupement des grains est détruit. On peut y remédier en plaçant entre les plaques en forme de toit, des éléments longitudinaux tels que ceux représentés en 56 à la fig. 11.
Ces éléments 56, qui peuvent être avanta geusement constitués par un simple prolonge ment recourbé des plaques 42, produisent des pertes de charge qui réduisent l'intensité des tourbillons dans l'espace 45 où se trouvent les cloisons-guides (52 ou 54).
De nombreuses autres dispositions peuvent être réalisées pour conduire 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 une bonne protection des grains contre une reprise par le courant et une construction facile.
A titre d'exemples, les fig. 12, 13, 14, 15, 16 représentent les sections droites d'un cer tain nombre de ces cloisons-guides caractéri sées 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 formées d'une tôle pliée. Leur forme symétrique leur permet de recueillir les dépôts tombant des plaques de deux cellules voisines, la paroi de la cellule étant suppri mée.
C'est ainsi que les cloisons-guides inclinées telles que 54 peuvent être en forme de<B>V</B> (fig. 12) dont les deux branches 57 et 58 for ment une goulotte de réception des sables dans l'arête 59. Dans une autre disposition (fig. 13), les cloisons-guides sont en forme de <B>V</B> renversé dont les extrémités des branches 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 angle droit ou à angle aigu des extrémités des branches 60 et 61.
Dans la fig. 16 est représentée une variante où la cloison-guide est en forme de ligne brisée constituant une succession de canaux inclinés 64 ouverts alternativement vers les plaques d'une cellule et vers celles de la cellule voi sine.
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 trémie sous la cellule. La fig. 17 montre une exécution dans laquelle les cellules sont placées côte à côte avec un certain chevauchement en 65 de leurs plaques 42. La fig. 18 montre le détail du chevauche ment de quatre plaques 42. Les grains décan tés ne sont que peu entraînés vers l'aval pen dant les chutes libres qui sont de très faible hauteur. En outre, dans cette disposition, la masse de dépôt augmente à chaque change ment de plaque, si bien que l'action d'en traînement du dépôt par le courant est pro portionnellement moins importante en bas qu'au haut de l'appareil.
Une telle disposition peut aussi être em ployée pour les cloisons-guides 66 placées entre deux cellules juxtaposées, comme le représente la fig. 19, qui est une vue de côté d'une cellule. Les cloisons-guides 66 peuvent être planes ou avoir une section en arc de circonférence ou en forme de dièdre comme celles de la fig. 12, mais elles peuvent avoir toute autre forme plus ou moins compliquée, permettant de bien recueillir, conduire et protéger le sable pendant son cheminement 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 latéralement de multiples ouvertures.
Pour obtenir le meilleur effet de décanta tion, il est nécessaire que le débit soit uni formément 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 une bonne répartition, on introduit des pertes de charge supplémentaires en appliquant contre la face aval des cellules des plaques présen tant soit des fentes verticales d'une largeur appropriée axées sur le plan de symétrie des cellules, soit des orifices, par exemple circu laires. Ceux-ci peuvent aussi être axés sur le plan de symétrie de chaque cellule.
Dans les ouvrages décrits, les cellules sont placées par rapport aux ouvrages de génie civil de faon telle que l'évacuation des sables décantés soit effectuée dans les meilleures conditions possibles. En particulier, quand il s'agit de dessableurs pour centrales hydro électriques, ou canaux d'irrigation, les dis positifs dévacuation sont étudiés de manière à ne consommer qu'une très faible quantité d'eau. Chaque cellule peut posséder sa trémie 48, orientée dans le sens de l'écoulement, comme représenté à la fig. 7.
Cette trémie est munie, par exemple, d'une rigole 49 longitu dinale alimentée à sa partie supérieure par un certain nombre d'orifices 67 qui aspirent à la fois du liquide et le sable décanté. Quand l'ouvrage comporte un très grand nombre de cellules. on petit les placer toutes au-dessus d'une trémie unique 68 (fig. 20) ou de plusieurs trémies 69 (fig. ?1) orientées per pendiculairement à la, direction de l'écoule ment général.
Les canaux dessableurs décrits sont en particulier utilisés pour réaliser le dessablage des eaux destinées à l'alimentation des cen trales hydro-électriques. Ils sont beaucoup plus efficaces et permettent d'arrêter des grains beaucoup plus fins qu'avec les dessa- bleurs de type courant et, ce, avec des v olu- mes 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 longueur formée de plaques en toit espacées de 3 centimètres inclinées à 45 , placées dans un canal de 85 centimètres de profondeur, avec un cou rant d'eau se déplaçant à ?5 centimètres par seconde, on a décanté 96, 5 ,o du sable entrant. Celui-ci était composé de grains de silice com pris entre 5(1o de millimètre et 50 microns. dont la moitié était formée de grains infé rieurs à 170 microns. En particulier, les grains de '=1o de millimètre étaient pratique ment tous arrêtés. La, cellule était du type représenté dans les fig. 7 et 11 et ne compor tait aucun dispositif de réception.
Le débit employé pour assurer l'évacuation du sable déposé était inférieur à 5 0 du débit. entrant.
Ces canaux dessableurs peuvent aussi servir à purifier les eaux envoyées dans les canaux d'irrigation, ce qui réduit l'envase ment de ceux-ci et supprime une grande partie des frais de enrage. 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 le même genre de fonctionnement.
Ces ouvrages sont employés à la purifica tion de toutes sortes d'eaux industrielles contenant des particules solides en suspen sion telles que les eaux de lavage des dé- poussiéreurs à fumées, l'eau d'exhaure de mines. les eaux contenant des schlammes ou de l'argile résultant du lavage des charbons ou des minerais. eaux de dragage. etc.
Ils sont employés également à effectuer des triages granulométriques ou par équi valence de matériaux pulvérulents. En effet, au cours du passage de la suspension 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 plaçant en série plusieurs cellules dont, les écartements de plaques vont en décroissant. vers l'aval et.
en recueillant le produit qui arrive sous chacune des cellules par des moyens appro priés, par exemple par des tapis roulants se déplaçant perpendiculairement à la direction du courant.
La. présente invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites. Elle s'étend, au contraire, à toute forme d'exécution com portant des moyens techniques équivalents dans lesquels les cellules sont: placées de manière que leur arête soit. sensiblement horizontale. Cependant, dans certains ou vrages on peut. les placer inclinées si les con ditions 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 installations comme celle décrite sont également. conçues pour séparer des particules plus légères que l'eau, comme c'est par exemple le cas pour certains sables volcaniques contenant de la pierre ponce.
De-sanding installation for industrial water. The de-sanding of industrial water poses difficult technical and economic problems, because they are often opposed. Numerous arrangements of sand separators are known consisting either of large-area settling basins, although they treat relatively low flow rates. or in long channels with a sufficiently large section so that, despite the high flow rates. the speed of circulation is low enough to allow the precipitation of the grains of sand to take place under the best conditions.
Generally, when it comes to treating large water flows, for example of the order of m3 per second or higher, which allow large masses of sand to settle. the latter are evacuated from the device by purely hydraulic means, avoiding as much as possible the use of mechanical means which are. quite expensive. We then proceed either. by periodic flushing and washing, and this is the case (settling basins, either by permanent evacuation of a fraction of the flow entering the grit trap; the flow carries away the sand deposited or on the way in a fairly high concentration. 'be.
These provisions have significant drawbacks. The low rate of fall of the grains, in a calm environment, necessitates by itself works of large volume. But there is still a certain turbulence which has the effect of delaying the fall of the grains.We can, thanks to tranquilizers placed at the entrance of the structure, extinguish the parasitic currents resulting from the influx of water, but we can cannot act effectively against the tur bulence inherent in the flow itself.
We are then led to significantly increase 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 settled sand is deposited on very large areas in relation to the volume, so that in devices with permanent water leakage, the water consumption necessary for the evacuation of the sand deposited is high, most often reaching 10% of the settled flow.
It is also known that in certain chemical industries and in mines, tanks or settling basins where the separation of suspended particles is. accelerated by forcing the liquid to circulate, ascending, descending or circulating alternately in the two ways in a partitioned space, by means of clinched plates fairly close together, which greatly reduces the height of free fall of the grains and thus allows to '' increase the decantation capacity of these devices, while 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 reduces the efficiency of these devices even for the small flow rates of a few liters per second for which they are used, but they are not designed to handle 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 hundreds of liters / sec, are produced. at several tens of m3 / sec. and beyond, with an efficiency equal to or greater than that of sandblasters of common types, and which almost completely overcome the drawbacks indicated above.
The de-sanding installation for industrial water according to the invention, by means of devices with superimposed plates, is characterized in that it comprises, placed in a flow channel, water charged with sand, a battery of cells mounted in parallel with respect to the liquid stream, each cell having parallel inclined plates forming between them conduits in which the circulation is substantially horizontal and spaces for collecting and depositing the sand settled between the plates.
With this installation, the rapid settling of the sands between the plates is carried out first, then, with the presence of suitable devices, their efficient reception at the bottom of these plates with the minimum of mixing with the settled water, and finally their concentration on a narrow surface or on a line of short length, which makes it possible to evacuate them out of the apparatus with the minimum expenditure of water or with a mechanical component of relatively small importance.
The channel can retain the shape it would have if no sandblasting effect were foreseen and contain in part of its length the number of settling cells necessary to achieve good sandblasting. It can also be widened a little at the location where the settling cells will be placed.
It can still have a shape more or less modified locally to allow to carry out the implantation of the key settling cells in the happiest way to achieve. both good grit removal efficiency, overall head losses as low as possible, easy evacuation of settled sand and economical cleaning.
In the inclined plate cells, thus placed in the sand traps, the water flow is substantially horizontal over its entire path. In addition, the cells are generally supplied over their entire upstream face and the discharge of the de-sanded water is distributed over their entire downstream face.
Between the oblique walls of each cell, the grains separating from the mixture have only a low drop height to travel to meet the wall on which they are deposited and, in contact with the walls, the grains tend to flow along the line of greatest slope, finally ending in the storage tank or. the evacuation organ.
In some cases, the arrangement in the cells of spaced oblique walls is not sufficient to ensure the fall of the sands without resuspension. Receiving devices are added to said walls which have the effect of capturing the sands deposited on the plates and leading them to the storage or evacuation device, without them being able to be taken up and resuspended by the current. of water. although this one may be important.
The bodies for removing the deposited sand are of all known types. These are generally organs with purely hydraulic operation, such as, for example, hoppers. the bottom has orifices arranged in an appropriate manner in order to allow as little water consumption as possible. They can also be mechanically operated, such as for example squeegees or submerged conveyor belts, continuously or discontinuously. Each small cell has its own organ of evacuation or on the contrary this one can be common to several cells. Thanks to 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 evacuate the sands.
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 which can be considered to remove economically. in works of the classic type.
The appended drawing represents, by way of examples, several embodiments of the installation which is the subject of the invention.
Fig. 1 is. a plan view of a first embodiment of a desiccant duct.
Fig. 2 is a view in vertical section through II-II of the channel shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view of a second embodiment of a sand trap.
Fig. 4 is a vertical sectional view of the channel along line IV-IV of FIG. 3. Fig. 5 is a plan view of a third form of de-sand 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.
Fig. 6 is an enlarged 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 fitted with receiving devices.
Fig. 8 is a side view along VIII-VIII of the cell of the desander channel of FIG. 7.
Fig. 9 is a sectional view of the installation along the line IX-IX of FIG. 7. FIG. 10 is a side view of a sand trap equipped with receiving devices.
Fig. 11 is a detail view showing a special arrangement of the edge of the main plates of a desander cell.
Figs. 12 to 16 are sectional views showing various shapes of the receiving devices.
Fig. 17 is a schematic end view of a particular arrangement of the cells not requiring receiving members.
Fig. 18 is a view, on an enlarged scale, of a detail of FIG. 17..
Fig. 19 is a side view of a grit removal cell fitted with special reception devices.
Figs. 20 and 21 are partial longitudinal sections of different installations provided with several grit removal cells; these sections are made between two juxtaposed cells, the receiving devices being supposed to be removed.
Fig. 1 shows a plan of a sand trap consisting of a channel 1 in which is installed obliquely a battery 2 of juxtaposed cells placed on the bottom of the channel. Each of the cells such as 3 has the same shape as those shown in FIGS. 6 or 7; it can also have a different shape. Each of the cells is provided with a 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 having suitable slots promotes equal distribution. flow rates between the different cells and the different conduits of each cell.
The water to be desanded which arrives following arrows F crosses the cells according to arrows G and moves away from the desander following arrows H after having abandoned most of its sand in the cells. This sand which has fallen to the bottom of the cells is sucked up through slits made in an upper wall of an evacuation channel 4 and goes into the collector 5.
Fig. 2, which is a vertical section of the channel shown in FIG. 1, shows, for better understanding, a cross section of the canal 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 which occur in the perforated plate 7. Additional partitions are placed in a suitable manner, in particular at 8 and!) To force all the water to pass through. cells.
In the arrangement of fig. 3 and 4, the downstream part <B> 1-9 </B> of the channel has been slightly offset from the upstream part <B> Il </B> to allow a uniform supply of cells, such as 13 , placed in space 14. These cells, which are placed side by side, are of the type shown in FIGS. 6 or 7 or other types, with or without receiving units. They are shown placed in a bridge above a collecting hopper 15. This hopper has a channel 16 over its entire length (fig. <I> 3 and 4) </I> comprising at its upper part a series of slots. aspiration.
This channel opens into one or more discharge pipes 17 which lead outside the structure water laden with sand which has been decanted as it passes through the cells.
The operation is as follows: The water to be desanded 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 channel. This, together with the small spacing between the plates, makes it possible to obtain a very energetic de-sanding of the water. Thanks to the narrowness of the partition, the vortices due to the sudden change in speed at the inlet are very quickly damped and hardly affect the grit removal.
If the flow rates of the cells are not balanced by the natural play of the simple pressure drops which occur during their passage, they can be made equal by placing against the downstream face of the cells perforated plates such as 19, which create additional equalizing pressure drops.
The water leaving the downstream face of the cells moves away along the arrows H after having been purified and having undergone only a very low pressure drop, reduced due to the well-studied shapes of the structure.
The flushing water loaded with sand which goes through the gallery 17 has 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 proportionally all the smaller as the flow rate entering the grit trap is greater. This flow of leaks can also be reduced by placing an adjustment valve (not shown) in the discharge gallery 17, which allows. saving water in the event that there is little sand to remove.
In any case, the leakage rate may be of the order of 5,. of flow. desanded and even often weaker. which is notably lower than the rate of leaks from known type sand traps.
Desalcators constructed according to these arrangements are very efficient despite their very low volume. In addition, they have the advantage over other structures that their efficiency can be increased, if necessary, simply by reducing the gap between the inclined plates of the cells. Fig. 5 is a plan view of another de-sand channel arrangement which derives from the arrangement shown in. fig. 3.
It allows easy equalization of the distribution of the flow rates between the different cells when the total flow rate to be treated is too high for it to be able to be distributed suitably in a single row of cells.
The water to be de-sanded arrives in the upstream part 20 of the channel following arrows F. The channel branches off into two identical branches 21, 22, the width of which narrows, in order to ensure constant speed. Spaces 23. 24 contain cells similar to those in the previous example. They are uniformly crossed along the arrows G by the water to be de-sanded which arrives in space 25 where it resumes its longitudinal direction, flowing along the arrows H and moves away in the downstream part <B> 26 </B> of the channel. The evacuation devices can be the same as those described with reference to fig. 3.
Other provisions may be employed. For example, the book. instead of being constituted by a channel in the open air, can be made in the form of a gallery dug in the rock. In this case, it is often advantageous, for technical 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 reception devices.
It is also possible, without constructing a new structure, to increase the efficiency of an existing structure by placing inclined plates or cells like those adequately described therein, either by keeping the original direction of the flow, or by making this direction oblique with respect to the original direction by an adequate orientation of the cells.
The grit cells have varying shapes. according to the forms of execution adopted. Ales may be entirely of sheet metal or asbestos-cement plates, or include asbestos-cement plates supported by a metal frame or be of any other material resistant to corrosion by water.
They always include a series of elementary conduits of roughly rectangular section through which water passes in a substantially horizontal flow.
According to their general design, some of the cells do not require special receiving members, these being replaced by the walls themselves of the conduits, while the others make these organs necessary, the accelerating walls of the grit removal. cannot be used by themselves for conveying the settling sand to the evacuating member.
Fig. 6 represents a view in transverse vertical section of a grit removal cell 3 or 13, the shape of which ensures both good grit removal and the minimum of resuspension of the grains of sand settled during the conduct of the latter towards the evacuation organ. The efficiency of this arrangement allows an excellent use of the volume of the cell.
The uniformly distributed flow takes place 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 fig. 6 is constituted by a box 27 in which are formed several compartments 28 delimited by inclined partitions 29 or vertical 30 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 extend 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 made at their end. and which allows their discharge onto the inclined partition 29 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 flow of the liquid or in the opposite direction. The conveyor belt 36 is placed in a channel 37 formed in a base 38 placed on the base of the channel equipped with the sand trap. The cell rests on this base by its walls 39 and 40. A set of juxtaposed cells such as that described and shown 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 sand currents which slide on them and which fall on one another takes place over as low a height as possible so that there is only one minimum of resuspended sand grains. This effect is enhanced by 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 given a sufficiently great height without interfering with the good reception of the sand; this contributes to reducing the proportion of water necessary for its expulsion.
Another cell arrangement which has the advantage of being both very efficient and of a particularly simple construction is shown in FIGS. 7 to 9.
The cell, limited by walls 41, com carries a succession of parallel plates 42 in the form of a <B> (V </B> inverted) roof fixed on suitable supports to maintain their spacing. The plates 42 are mounted so that the ridges 43 of the dihedrons are substantially horizontal. They are determined so that their ends 44 are at a certain distance from the walls 41, leaving free vertical spaces 45 between the plates and the walls.
Thanks to their great rigidity, the roof-shaped plates 42 only require supports of low relative importance. They delimit a succession of horizon rate channels 46.
On the inlet and outlet faces, the space which is located under the lower plate is closed at the upstream and downstream ends by a vertical triangular plate 47. Below the plates is formed a hopper 48; the bottom of which has a channel 49 for discharging the settled sand. The water to be de-sanded enters following arrows Fl and leaves following arrows F2, (fig. 8) circulating. between the inclined plates 42. While passing through the cell, the grains settle, that is to say fall on the plates 42 situated immediately below them.
They are walking. then in contact with the plates or away from them. quite a few, following a direction that has. a component in the general direction of flow and another following. la: line of greatest slope of the plates. If the cell is not provided with any reception 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 arrive in 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 carries the particles which 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 stream formed by the clarified liquid. Only the largest grains thus fall to the bottom of the cell and collect in the hopper-shaped space 48, located under the cell.
In cases where it is possible to be satisfied with the removal of the larger grains, the cell can be employed as described above. Yes, on the contrary. we want to purify the liquid. at most it is. necessary to install receiving devices to collect the maximum quantity of solids separated by the plates 42.
These devices receive the sands at the moment they leave the plates 42 and lead them, towards 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 transport, thanks to the increased resistance that they thus oppose to the action of the main current.
A first arrangement consists in placing in the spaces 45 vertical or inclined guide partitions 52, which increase the precipitation towards 48 of the particles which arrive in the space 45.
When the partitions are vertical, this increase in precipitation is due to the fact that the particles which are located in the spaces such as 53 between the partitions are carried away much less downstream.
If the partitions are inclined, as shown at 54 in fig. 10, the height to which the particles must 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 a group of grains is produced which effectively opposes their being taken up by the main current, more exactly by the vortices that the latter causes in the spaces 45 located between the partitions.
If these vortices are too intense, the grouping of grains is destroyed. This can be remedied by placing between the roof-shaped plates, longitudinal elements such as those shown at 56 in FIG. 11.
These elements 56, which can advantageously be constituted by a simple curved extension of the plates 42, produce pressure drops which reduce the intensity of the vortices in the space 45 where the guide partitions (52 or 54) are located.
Numerous other arrangements can be made to conduct downward 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, FIGS. 12, 13, 14, 15, 16 represent the cross sections of a certain 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 formed from a folded sheet. Their symmetrical shape allows them to collect deposits falling from the plaques of two neighboring cells, with the cell wall removed.
Thus, inclined guide partitions such as 54 can be in the shape of a <B> V </B> (fig. 12), the two branches of which 57 and 58 form a chute for receiving the sand in the ridge. 59. In another arrangement (fig. 13), the guide partitions are in the shape of an inverted <B> V </B> whose ends of the branches 60 and 61 are curved to form gutters 62. A similar arrangement (fig. 14 and 15) comprises gutters 63 produced by bending at right angles or at acute angles the ends of the branches 60 and 61.
In fig. 16 is shown a variant where the guide partition is in the form of a broken line constituting a succession of inclined channels 64 open alternately towards the plates of a cell and towards 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. Fig. 17 shows an embodiment in which the cells are placed side by side with some overlap at 65 of their plates 42. FIG. 18 shows the detail of the overlap of four plates 42. The decanted grains are only slightly carried downstream during the free falls which are of very low height. In addition, in this arrangement, the mass of deposit increases with each change of plate, so that the dragging action of the deposit by the current is proportionally less important at the bottom than at the top of the apparatus.
Such an arrangement can also be employed for the guide partitions 66 placed between two juxtaposed cells, as shown in FIG. 19, which is a side view of a cell. The guide partitions 66 may be flat or have a section in the form of a circumferential arc or in the form of a dihedral like those of FIG. 12, but they can have any other more or less complicated shape, making it possible to collect, conduct and protect the sand during its downward path. Instead of cascading into each other, these guide partitions can feed a vertical or inclined chimney pierced laterally with multiple openings.
To obtain the best settling effect, it is necessary for the flow to be uniformly 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 plates against the downstream face of the cells, presenting either vertical slots of an appropriate 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 structures described, the cells are placed in relation to the civil engineering structures in such a way that the evacuation of the settled sand is carried out under the best possible conditions. In particular, when it comes to grit traps for hydroelectric power stations, or irrigation canals, the evacuation devices are designed so as to consume only a very small quantity of water. Each cell can have its hopper 48, oriented in the direction of flow, as shown in FIG. 7.
This hopper is provided, for example, with a longitudinal channel 49 supplied at its upper part by a certain number of orifices 67 which suck both liquid and the settled sand. When the book has a very large number of cells. we can place them all above a single hopper 68 (fig. 20) or several hoppers 69 (fig.? 1) oriented per pendicular to the direction of the general flow.
The de-sand channels described are used in particular to remove sand from water intended for supplying hydroelectric power stations. They are much more efficient and allow to stop much finer grains than with conventional desiccators and, with extremely small volumes of work and with a loss of evacuation water. much lower.
For example in a test made with a cell 4 meters in length formed of roof plates spaced 3 centimeters apart inclined at 45, placed in a channel 85 centimeters deep, with a stream of water moving at? 5 centimeters per second, 96.5.0 of the incoming sand was decanted. This was composed of grains of silica comprised between 5 (1o of a millimeter and 50 microns. Half of which was formed of grains smaller than 170 microns. In particular, the grains of '= 1o of a millimeter were practically all arrested. The cell was of the type shown in Figures 7 and 11 and did not include any receiving device.
The flow rate used to remove the deposited sand was less than 50 of the flow rate. entering.
These sand channels can also be used to purify the water sent to the irrigation canals, which reduces the siltation of the latter and eliminates a large part of the costs of enrage. 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 a basin aspect, while fully retaining the same type of operation.
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 drainage water. waters containing schlammes or clay resulting from the washing of coals or ores. dredged water. etc.
They are also used to perform particle size or equivalence sorting of powdery materials. Indeed, during the passage of the suspension in the cells, the largest and heaviest grains separate first, the fine second and the finest do not settle. This effect can be accentuated by placing several cells in series, the plate spacing of which decreases. downstream and.
by collecting the product which arrives under each of the cells by appropriate means, for example by conveyor belts 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 so that their edge is. substantially horizontal. However, in some or vrages it is possible. place them inclined if the installation conditions require it. The same. in the above it has always been a question of particles heavier than water, but of course installations like the one described are also. designed to separate particles lighter than water, as is the case, for example, with certain volcanic sands containing pumice stone.