Dispositif automatique de commande de la vanne de purge d'un dessableur Les dessableurs connus, utilisés généralement en haute montagne pour l'adduction d'eau des amer nagements hydroélectriques, comprennent un bassin de décantation au fond duquel se déposent le sable et le gravier. L'eau propre est récoltée au haut du dessableur, puis conduite vers un collecteur.
Lorsque la purge du dessableur est actionnée, les dépôts sont entraînés en direction de la décharge constituée par le lit du torrent, à l'aval de la prise d'eau.
La présente invention a pour objet un dispositif automatique de commande de la vanne de purge d'un dessableur.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple, la figure unique représente d'une manière schématique une forme d'exécution du dispositif, objet de l'in vention.
Le bassin de décantation 1 du dessableur com prend une paroi antérieure 2, une paroi postérieure 3 et un radier incliné 4 sur lequel est susceptible de se déposer de la matière solide 5 à éliminer, par exemple du sable, du gravier ou un dépôt de, nature quelconque. L'eau à dessabler arrive au sommet la de la paroi 2 et l'eau dessablée coule par le déversoir fixe 1 b et le collecteur d'évacuation l c, représenté schématiquement par un trait pointillé.
A la partie inférieure de la paroi postérieure 3 est aménagée une ouverture susceptible d'être obtu rée par une vanne de purge du dessableur, d'un type usuel, par exemple une vanne-secteur <B>6.</B>
A l'intérieur du bassin 1 et à proximité de la paroi postérieure 3 est monté un tube coudé 7 dont l'une des branches, la branche verticale 8, se termine, au voisinage du radier, par une manche à eau 9, en forme d'entonnoir renversé, et dont l'autre branche, la branche horizontale 10, traverse la paroi postérieure 3 et se termine par un embout vertical 11, destiné à déverser l'eau débitée par le tube 7 dans une cuve mobile 12, de petites dimen sions.
La manche à eau 9, destinée à servir de détec teur de sable, est fixée rigidement au tube 7 et est reliée fortement aux parois ou au fond du dessableur.
La paroi postérieure 3 du bassin de décantation est, en outre, traversée entre 1e niveau d'eau 13 de plein remplissage du dessableur et la branche horizontale 10 du tube 7 par un tuyau supérieur 14, se terminant par un embout vertical 15, destiné à déverser l'eau débitée par ladite branche 10 dans une cuve mobile 16, de mêmes dimensions que la cuve 12, mais plus légère.
En contrebas de la branche horizontale 10, la paroi postérieure 3 est traversée par un tuyau infé rieur 17, destiné à alimenter un réservoir vertical 18, servant à la commande de la vanne 6 qui sera dé crite ci-après.
A l'intérieur du bassin 1, les extrémités des tuyaux 14 et 17 présentent chacune une crépine 19, 20 respectivement, et chacun des trois tuyaux 14, 10 et 17 est muni d'une vanne de garde 21, 22 et 23 respectivement, lesdites vannes, en position d'ouverture pendant le fonctionnement du dispositif de purge, étant destinées à l'obturation éventuelle des tuyaux en cas de vidange du bassin ou pour mettre à sec l'installation en hiver.
La branche horizontale 10 est reliée à l'embout vertical 11 par un col de cygne 24 dont la hauteur, par rapport au niveau d'eau 13, est réglable à volonté, cette hauteur étant, de préférence, inférieure à celle de la crépine 19, afin d'assurer le réglage de la charge d'eau nécessaire à son écoulement à travers le détecteur 9.
Derrière le col de cygne 24, la branche 10 est munie d'une vanne 25, destinée au réglage du débit d'eau pour le remplissage de la cuve mobile 12, ladite vanne étant réglée pour demeurer légèrement ouverte.
Dans un but analogue, le tuyau supérieur 14 est pourvu d'une vanne 26, destinée à régler le débit d'eau pour le remplissage de la cuve mobile<B>16,</B> ladite vanne étant réglée pour demeurer légèrement ouverte.
Les deux cuves mobiles 12 et 16 sont également susceptibles d'être alimentées chacune par une déri vation 27, 28 respectivement, du tuyau inférieur 17, dont le débit est réglé par une vanne 29, 30 res pectivement, lesdites vannes, normalement fermées, étant destinées à être actionnées manuellement pour les besoins de l'installation. Les cuves 12 et 16 sont, en outre, reliée l'une à l'autre par un câble 31, enroulé sur deux poulies à gorge 32 et 33,
disposées de manière que les cuves puissent se déplacer verti calement en sens contraire sous l'effet de la diffé rence du volume d'eau qu'elles contiennent et de leur poids propre.
Sur le brin du câble 31, auquel est suspendue la cuve mobile 12, est fixée l'extrémité 34 d'un levier 35, articulé en 36 et destiné à commander, par une tige 37, une vanne à coin 38, destinée à obturer le tuyau inférieur 17.
L'extrémité 39 du tuyau 17, située hors du bassin 1, est fixée à la partie inférieure du réservoir vertical 18 dans lequel est susceptible de se déplacer un flotteur 40. Ce flotteur 40 est relié par un câble 41 à un contrepoids 42, fixé à l'extrémité d'un levier de commande 43, articulé en 44 et des tiné à actionner la vanne-secteur 6.
Des poulies à <I>gorge</I> 45 et 46, destinées à guider le câble 41, sont disposées à l'aplomb du flotteur 40 et du contre poids 42 respectivement, de manière à assurer cons tamment la tension du câble 41, en vue de la com mande de la vanne de purge 6.
Le fond du réservoir 18 comporte une vanne de purge 47, normalement fermée, et un conduit d'éva cuation 48, pourvu d'une vanne de vidange 49, normalement un peu ouverte, et d'une vanne à coin 50, ladite vanne 50 étant reliée par une tige 51 à un levier 52. Ce levier 52, articulé à l'une de ses extrémités en 53, est fixé par son extrémité libre 54 à un câble 55, destiné à supporter une cuve mobile 56, ledit câble, enroulé sur une poulie à gorge 57, étant relié à son autre extrémité à un contrepoids 58.
La cuve mobile 56, dont le poids mort est infé- rieur à celui du contrepoids 58, est susceptible d'être remplie par l'eau s'écoulant d'un conduit 59, dé bouchant en 60, dans le trop-plein du réservoir vertical 18 et d'être vidée au moyen d'un robinet 61, fixé dans le fond de ladite cuve, ledit robinet étant normalement un peu ouvert. En outre, une canali sation 62, de dérivation, relie le tuyau 17, en aval de la vanne 38 et un peu au-dessus du fond dudit tuyau, au conduit 59.
Enfin, chacune des cuves mobiles 12 et 16 est pourvue à sa partie supérieure d'un tamis et à sa partie inférieure d'un dispositif de vanne 63, 64 respectivement, à orifice calibré 65, 66 respective- vement, et d'une autre vanne 67, 68 respectivement. Les vannes 63 et 64, normalement tout ouvertes, sont susceptibles d'être utilisées pour un réglage éventuel du débit et les vannes 67 et 68, normale ment fermées, sont destinées à des manoeuvres ma nuelles de l'installation.
Lorsque le bassin de décantation est rempli jus qu'au niveau d'eau 13 et que le dépôt de matières 5 n'atteint pas l'orifice de l'entonnoir renversé, l'eau pénètre dans le détecteur 9 et, à travers les tuyaux 8, 10 et 11, remplit la cuve mobile 12. Le débit est réglé par la vanne 25 de manière à être peu élevé pour qu'aucun entraînement appréciable de dépôt ne puisse avoir lieu par le détecteur 9, suf fisamment large pour que la vitesse d'entrée de l'eau soit très faible.
La douille à orifice calibré 65 assure un écou lement permanent de la cuve 12, mais son débit est un peu plus faible que celui réglé par la vanne 25, de sorte que la cuve 12, étant toujours pleine, l'eau passe au travers du tamis et déborde.
La cuve 16 est alimentée par la crépine 19 et par la vanne 26, réglée de manière que son débit soit compris entre celui de la vanne 25 et le débit de l'orifice calibré 65. La douille 66, identique à la douille 65, assure la vidange de la cuve 16 avec un débit légèrement plus faible que celui de la vanne 26. La cuve 16 est donc toujours pleine. En outre, le poids mort de la cuve 12 étant supé rieur à celui de la cuve 16, la vanne 38 reste fermée et aucun-- purge du dessableur ne peut être actionnée.
Lorsque le dépôt de matières 5 atteint l'orifice d'entrée du détecteur 9, le dispositif de purge fonc tionne de la manière suivante: la base du détecteur étant obstruée sans que la faible valeur du débit d'eau aspiré ne gêne cette obstruction, la cuve 12, n'étant plus alimentée, se vide, l'eau s'écoulant par la vanne 63 et la douille à orifice calibré 65.
Pendant cette vidange, la cuve 16 continue à être alimentée, de sorte que son poids deviendra, à un moment donné, supérieur à celui de la cuve 12, augmenté des forces de frottement de la vanne 38 et des poulies 32 et 33. La cuve 16 s'abaisse donc et la cuve 12 s'élève, provoquant ainsi par l'entrai- nement du levier 35 l'ouverture de la vanne 38.
Un fort débit s'établit dans le tuyau 17 en direc tion du réservoir 18. Dès le début de cette circula tion d'eau, la canalisation de dérivation 62 assure le remplissage de la cuve 56. Ce remplissage est complété par le conduit 59 lorsque l'eau atteint le haut du réservoir 18.
En réglant le robinet 61 pour que son débit soit nettement inférieur à celui du remplissage de la cuve 56, ladite cuve se remplit rapidement et en devenant plus lourde que le contrepoids 58, ferme la vanne 50 par l'intermédiaire du levier 52.
L'eau monte alors rapidement dans le réser voir 18 jusqu'au niveau du trop-plein 60, le débit de la vanne 38 étant beaucoup plus élevé que celui de la vanne 49.
Le flotteur 40 s'élevant en même temps que le niveau de l'eau, le contrepoids 42 s'abaisse sous l'effet de son propre poids et la vanne de purge 6, pivotant autour de l'axe 44, s'ouvre, laissant ainsi s'écouler le dépôt 5 hors du bassin de décantation, ce qui permet d'assurer la purge du dessableur.
Par suite de la vidange du bassin, les crépines 19 et 20 sont mises à sec et provoquent le dés amorçage de toute l'installation. La cuve mobile 16 se vide à son tour par l'intermédiaire de la vanne 64 et de l'orifice calibré 65. Lorsque le poids de ladite cuve devient inférieur à celui de la cuve 12, cette dernière s'abaisse et referme la vanne 38 par l'inter médiaire du levier 35 et de la tige 37.
La cuve mobile 56 se vide également, l'eau s'écoulant par la vanne 61, et remonte sous l'effet du contrepoids 58 et du câble 55 auquel elle est reliée, ouvrant automatiquement la vanne 50 par l'intermédaire du levier 52 et de la tige 51. A son tour, le réservoir 18 se vide lentement et le flot teur 40, étant plus lourd que le contrepoids 42, s'abaisse en même temps que le niveau de l'eau dudit réservoir, ce qui a pour effet de refermer la vanne de purge 6. Le bassin 1 se remplit à nouveau ainsi que les deux cuves 12 et 16 et le dispositif automatique de commande de la purge recommence à fonctionner comme il vient d'être décrit.
Il est à remarquer que la cuve 12 se remplit un peu plus rapidement que la cuve 16, de manière que la vanne 38 puisse rester fermée. En outre, la durée de la purge du dessableur est fixée par l'ouver ture de la vanne 61, ladite vanne déterminant la vitesse de vidange de la cuve 56. Enfin, l'intervalle de temps compris entre le moment où le dépôt de matières 5 atteint l'ouverture inférieure du détec teur 9 et l'instant du déclenchement automatique de la purge est susceptible d'être fixé par le diamètre de l'orifice calibré 65.
L'eau s'écoulant des cuves mobiles 12 et 16 pourrait être récupérée en étant recueillie par des entonnoirs 69 et 70 respectivement, reliés à une canalisation 71 commune, débouchant dans le col lecteur d'alimentation 1c du bassin 1.
Au lieu d'être alimentée par la crépine 19, la cuve 16 pourrait être remplie par l'eau s'écoulant de la cuve 12. Dans ce cas, le tuyau supérieur 14 avec ses vannes 21 et 26 et la crépine 19 seraient supprimés, mais l'installation serait plus élevée.
Il est évident que l'ensemble constitué par les cuves 12 et 16 pourrait être utilisé comme relais d'un dispositif plus puissant, commandant la vanne 38. Dans ce cas, ces deux cuves pourraient, par exemple, être disposées de manière à assurer l'ouverture d'une plus petite vanne, destinée à rem plir une cuve mobile contrebalancée par un contre poids et reliée au levier 35 de la vanne 38, par exemple au moyen du même dispositif utilisé pour la commande de la cuve 56, du contrepoids 58 et de la vanne 50.
Si, au début du remplissage des cuves 12 et 16, le déséquilibre des poids desdites cuves n'est pas assez grand, le poids total constitué par le poids mort de la cuve 16 et de son volume d'eau risque d'être trop rapidement inférieur à celui de la cuve 12 ;et le mouvement de retour s'effectuer trop tôt. Dans ce cas, on pourrait compléter le dispositif décrit en fixant une butée sur le câble 31 de sus pension de la cuve 16, ladite butée appuyant sur l'une des extrémités d'un levier dont l'autre extré mité serait munie d'un petit contrepoids.
Un cliquet permettrait le mouvement ascensionnel de la cuve 16 sans que le dispositif n'intervienne, ce qui aurait pour effet d'augmenter le déséquilibre des deux cuves nécessaire au fonctionnement du dispositif de commande automatique de la vanne-secteur 6.
Le dispositif décrit a pour but de commander automatiquement la purge d'un dessableur ou de tout autre bassin de décantation destiné à éliminer des matières solides contenues dans un liquide. Il s'applique notamment aux dessableurs à purge dis continue et a pour avantage d'utiliser pour sa ma noeuvre l'énergie fournie directement par l'eau conte nue dans ledit dessableur, sans l'intervention d'éner gie électrique ou pneumatique.
La consommation d'eau est pratiquement nulle, car le très faible débit utilisé par le dispositif automatique est susceptible d'être restitué au collecteur. Un autre avantage du dispositif décrit réside dans le fait que le déclenchement de la purge ne dépend que de la quantité de matière déposée au fond du dessableur, l'emplacement du détecteur au fond du bassin étant choisi selon la nature des dépôts. Si, par exemple, le dépôt est constitué en majeure partie par du sable fin, le point de détection sera situé plus près de la vanne de purge que si l'eau du bassin contenait davantage de gravier.
Dans le cas où le bassin de décantation se rem plirait d'une trop forte quantité de dépôt de ma tières et que l'on constaterait une défectuosité dans la commande automatique de la vanne de purge, on pourrait, en vue de faciliter la vidange du des- sableur, prévoir un tuyau supplémentaire 72, de fortes dimensions, présentant à son extrémité supé rieure une crépine 73, située au-dessous de la crête du déversoir lb,
ledit tuyau supplémentaire se ter minant par un embout biseauté 74 à proximité de l'ouverture de la paroi 3, obturée par la vanne de purge 6, de manière à amener de l'eau dépourvue de dépôt à la sortie du dessableur et éviter ainsi la formation d'un bouchon à l'ouverture de la vanne de purge.