Installation de dessablage
La présente invention a pour objet une installation de dessablage, comprenant un bassin circulaire relié, d'une part, à un canal d'amenée d'eau brute et, d'autre part, à un canal d'évacuation d'eau dessablée, ce bassin présentant des parois coniques aboutissant à leur partie inférieure à un puits collecteur de sable, un organe de brassage étant disposé dans la partie centrale du bassin pour imprimer un mouvement constant à l'eau dans un sens transversal par rapport au mouvement de sédimentation du sable, une pompe dont le tube d'aspiration est disposé au centre du bassin permettant le transfert du sable du puits collecteur vers un réceptacle d'évacuation, l'organe de brassage étant porté par un arbre creux tournant autour du tube vertical de la pompe.
Une installation de dessablage du type défini ci-dessus a déjà été décrite dans le brevet suisse No 376859.
Toutefois, dans cette installation connue, L'organe de brassage comporte des bras immergés munis de palettes fixes mais orientables, disposées horizontalement à une certaine distance de l'arbre creux d'entraînement. Cette disposition des bras et des palettes favorise l'accrochage des fils de textile ou autres filaments en suspension dans l'eau usée. I1 est donc nécessaire, comme l'expérience l'a montré dans une telle installation, de procéder à l'enlèvement périodique de ces fils ou filaments accrochés à l'organe de brassage. En outre, dans cette installation connue, le palier inférieur de guidage de l'arbre creux se trouve sous le niveau de l'eau et, de ce fait, travaille dans des conditions peu favorables.
L'installation de dessablage selon l'invention vise à remédier aux inconvénients précités. Elle est caractérisée par le fait que l'arbre creux, porteur de l'organe de brassage est disposé au-dessus du niveau de l'eau dans le bassin, l'organe de brassage comprenant des palettes suspendues à cet arbre creux et plongeant sous le niveau de leau.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'installation selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de l'installation, dont
la fig. 2 est une vue en plan.
La fig. 3 montre une seconde forme d'exécution de l'organe de brassage.
Les fig. 4 et 5 montrent respectivement deux autres variantes d'exécution de cet organe de brassage.
En référence aux fig. 1 et 2, l'installation de dessa blage représentée comprend un bassin 1 de forme circulaire cylindrique pour sa partie supérieure. Cette partie cylindrique supérieure se prolonge, vers le bas, par un cône 2 constituant la partie intermédiaire du bassin. Le cône 2 débouche lui-mme dans un puits 3 servant de collecteur pour le sable récolté. Ce puits 3 est de forme générale cylindrique et à fond conique pour rassembler le sable dans la partie centrale.
Ce bassin 1 est relié, d'une part, à un canal d'amenée d'eau brute 4 débouchant tangentiellement en 5 dans la partie supérieure du bassin 1. D'autre part, ce bassin est relié à un canal 6 d'évacuation de l'eau dessablée par une ouverture latérale 7 du bassin 1. L'évacuation du sable déposé dans le puits collecteur 3 se fait à l'aide d'une pompe 8, de préférence du type émulseur à air comprimé. Le tube d'aspiration de cette pompe 8 est disposé au centre du bassin 1. Une conduite 9 permet d'alimenter en air comprimé une tte de diffusion 10 disposée à la partie inférieure du tube d'aspiration de la pompe 8. Une conduite 1 1 d'évacuation du sable est reliée par un coude 12 à l'extrémité supérieure du tube d'aspiration de la pompe 8.
Pour assurer une précipitation ou une sédimentation du sable dans le puits collecteur 3, exempte de matière organique en suspension, l'eau doit tre maintenue en mouvement à une vitesse de l'ordre de 30 à 40 cm/sec.
Ce mouvement circulaire horizontal nécessaire à la masse de liquide est assuré par-un organe de brassage rotatif 13 composé d'un arbre creux tournant autour du tube d'aspiration de la pompe centrale 8 qui est fixe. Cet organe de brassage comprend, en outre, des palettes 14 et le sens de rotation de cet organe 13, 14 est le mme que celui donné à l'eau brute par son entrée tangentielle dans le bassin 1. L'entraînement en rotation de l'organe de brassage 13, 14 se fait par un moteur réducteur 15 disposé sur une passerelle 16 traversant le bassin 1 diamétralement. Un dispositif de démultiplication 17 est interposé entre le moteur réducteur 15 et la partie supérieure de l'arbre creux 13. Le palier inférieur de guidage de cet arbre creux 13 est disposé au-dessus du niveau maximum 21 de l'eau dans le bassin 1.
Les palettes 14, au nombre d'au moins deux, sont fixées à un support 18 pouvant tre en forme de disque de bras ou de croisillon. comme représenté à la fig. 2.
Ce support 18 est solidaire de l'arbre creux 13 et les palettes 14 sont fixées à ce support 18 en un point situé au-dessus du niveau maximum 21 de l'eau. Dans la première forme d'exécution, les palettes 14 sont fixées rigidement au support 18 par un prolongement 14a en forme de tige filetée qu'elles présentent, prolongement sur lequel est vissé un écrou de fixation 19. Cette disposition permet de régler l'orientation des palettes 14 autour de leur axe vertical, selon le rendement de brassage désiré.
En effet. si le plan général des palettes 14 se trouve disposé radialement, I'effet de brassage est le plus fort; par contre. l'énergie nécessaire pour l'entraînement des palettes est la plus élevée. Par contre, en inclinant ces palettes 14 par rapport à leur axe de déplacement, on diminue la surface active de celles-ci sur la masse d'eau à brasser. ce qui permet de réduire l'énergie d'entraînement.
La longueur verticale des palettes 14 est telle que leur partie inférieure plonge encore dans l'eau lorsque le niveau de celle-ci est au plus bas dans le bassin 1, c'està-dire qu'il atteint le niveau du seuil 20 de l'ouverture latérale 7.
Le réglage de la surface d'attaque des palettes 14 par ajustement de leur orientation par rapport au support 18 peut se faire sans vider le bassin 1. du fait que les écrous 19 sont visibles au-dessus du niveau 21 de l'eau.
Dans l'exemple représenté, la section des palettes 14 est constante sur toute leur longueur. Toutefois, en variante. cette section pourrait tre décroissante vers son extrémité inférieure. Cette section constante ou décroissante des palettes 14 est destinée à permettre un dégagement aisé des fils ou filaments de tout genre susceptibles d'tre entraînés par elles lors du fonctionnement de l'organe de brassage.
Le fonctionnement de l'installation de dessablage décrite ci-dessus est le suivant:
L'eau brute à dessabler arrive par le canal 4 et entre tangentiellement dans le bassin 1 par l'ouverture 5. La masse de liquide dans le bassin 1 est maintenue en mouvement rotatif par l'organe de brassage 13, 14, 18 entraîné par le groupe moteur réducteur 15, 17. Les matières minérales grenues et lourdes (sable, gravier) se déposent dans le puits collecteur 3. tandis que les matières organiques sont maintenues en suspension, du fait du mouvement rotatif de l'eau. Ces matières organiques sont finalement entraînées par le courant d'eau sortant par l'ouverture latérale 7 en direction du canal d'évacuation 6.
Le sable déposé dans le puits collecteur 3 est évacué périodiquement par la pompe 8 et la conduite ll, opération qui se fait en injectant de l'air comprimé dans la tte de diffusion 10 à partir de la conduite 9. Le sable en provenance de la pompe est dirigé vers un réceptacle d'évacuation, non représenté sur le dessin.
De nombreuses variantes d'exécution de l'installation décrite ci-dessus en regard des fig. 1 et 2 pourraient tre imaginées.
La fig. 3 montre une première variante dans laquelle l'arbre creux rotatif 13 tournant autour du tube d'aspiration fixe de la pompe centrale 8 porte un collier 22 présentant des bras 23. Ce collier 22 et les bras 23 se trouvent disposés au-dessus du niveau d'eau 21, de mme que le palier inférieur de guidage de l'arbre creux 13. Au voisinage de l'extrémité des bras 23 sont suspendues les palettes 14. Les organes de suspension 25 des palettes 14 aux bras 23 peuvent tre constitués par une chaîne, une lame élastique, un câble ou une barre, ces différents organes pouvant tre reliés aux bras 23 par une bague 24 fixe ou mobile sur le bras 23.
L'avantage de ce dispositif de fixation des palettes 14 réside dans le fait que lorsque l'organe de brassage démarre dans la masse de liquide au repos, le couple de démarrage peut tre moindre du fait que les palettes 14 qui ne sont pas reliées rigidement aux bras 23, mais de manière souple, peuvent s'incliner par rapport à l'axe de rotation de l'organe de brassage et rester inclinées en se redressant progressivement jusqu'à ce que la masse de liquide ait pris sa vitesse de rotation correspondant pratiquement à celle de l'organe de brassage. Ce dispositif de fixation à suspension permet également de régler la longueur du rayon entre le point de suspension des palettes 14 et l'axe central constitué par la pompe fixe 8, ceci pour adapter la position des palettes 14 au diamètre du bassin 1 en déplaçant la bague 24 le long du bras 23 correspondant.
La fig. 4 montre une seconde variante dans laquelle l'arbre creux 13 tournant autour de la pompe fixe 8 porte au moins deux articulations 26 auxquelles sont attachées des palettes 29 grâce à un axe d'articulation 27. Cet axe d'articulation 27 peut tre libre pour laisser osciller librement les palettes 29 sous l'effet de la force centrifuge. lors du démarrage et de l'entraînement en rotation normale de l'organe de brassage.
On peut également prévoir des moyens de blocage de ces articulations 26 permettant de bloquer en position les palettes 29 soit verti également. soit en position inclinée. le réglage de l'écartement des extrémités inférieures des palettes 29 par rapport à l'axe de rotation de l'organe de brassage se faisant en fonction du diamètre du bassin 1. Ces articulations 26 se trouvent disposées au-dessus du niveau 21 de l'eau.
Dans le cas où elles ne sont pas munies de moyens de blocage, à l'arrt de l'organe de brassage, les palettes 29 occupent la position verticale indiquée en trait mixte en 28. Dans cette position, un faible couple de démarrage permet l'entraînement de l'organe de brassage dans la masse d'eau et au fur et à mesure que la vitesse angulaire de celle-ci augmente, la vitesse angulaire de l'organe de brassage augmente également et l'extrémité inférieure des palettes s'écarte de plus en plus au fur et à mesure de cette augmentation de vitesse angulaire.
La fig. 5 montre une troisième variante d'exécution dans laquelle l'arbre creux 13 porte, fixées rigidement sur lui, au moins deux palettes 30 plongeant sous le niveau 21 de l'eau. L'avantage de cette construction réside dans le fait que la vitesse de rotation de l'arbre creux 13 peut tre sensiblement plus élevée qu'avec les dispositifs selon les fig. 1, 3 et 4, ce qui permet une démultiplication moindre du groupe d'entraînement 15, 17, d'où une économie.
En outre, du fait d'une agitation plus prononcée de la surface de l'eau autour de la pompe 8, les matières et corps flottants éventuels sont chassés vers la circonférence du bassin 1 d'où ils peuvent tre plus commodément éliminés.
Dans toutes les formes d'exécution représentées, la section des palettes 14 est constante sur toute la hauteur, respectivement sur toute la longueur de ces palettes.
Toutefois, en variante, il serait possible de prévoir une section décroissante de ces palettes 14 vers leurs extrémités inférieures. Cette disposition permettrait un dégagement encore plus aisé des fils ou filaments de tout genre susceptibles d'tre entraînés par les palettes lors de la marche de l'organe de brassage. En effet, à l'arrt de l'organe de brassage, la plus grande partie des fils ou filaments se dégagerait d'elle-mme des palettes 14 ou pourrait en tre dégagée facilement.
Avec la disposition de l'installation telle que décrite ci-dessus, le rendement de celle-ci atteint un maximum tout en simplifiant ou mme en supprimant la nécessité de nettoyer périodiquement les bras 23, respectivement les palettes 14 ceci, d'une part, étant dû au fait que les bras 23 sont disposés au-dessus du niveau 21 de l'eau et que la forme des palettes 14 et leur position dans la masse d'eau facilitent leur autonettoyage au cours du fonctionnement de l'installation.
Sand removal installation
The present invention relates to a de-sanding installation, comprising a circular basin connected, on the one hand, to a raw water supply channel and, on the other hand, to a de-sand water discharge channel, this basin having conical walls terminating at their lower part in a sand collecting well, a stirring member being arranged in the central part of the basin to impart a constant movement to the water in a direction transverse to the sedimentation movement of the sand, a pump whose suction tube is placed in the center of the basin allowing the transfer of sand from the collecting well to a discharge receptacle, the stirring member being carried by a hollow shaft rotating around the vertical tube of the pump .
A grit removal installation of the type defined above has already been described in Swiss Patent No. 376859.
However, in this known installation, the stirring member comprises submerged arms provided with fixed but orientable vanes, arranged horizontally at a certain distance from the hollow drive shaft. This arrangement of the arms and the pallets promotes the attachment of the textile threads or other filaments in suspension in the waste water. It is therefore necessary, as experience has shown in such an installation, to periodically remove these son or filaments attached to the stirring member. In addition, in this known installation, the lower guide bearing of the hollow shaft is located below the water level and, therefore, works under unfavorable conditions.
The de-sanding installation according to the invention aims to remedy the aforementioned drawbacks. It is characterized by the fact that the hollow shaft, carrying the stirring member is arranged above the level of the water in the basin, the stirring member comprising pallets suspended from this hollow shaft and plunging under the water level.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, several embodiments of the installation according to the invention.
Fig. 1 is an axial sectional view of the installation, of which
fig. 2 is a plan view.
Fig. 3 shows a second embodiment of the stirring member.
Figs. 4 and 5 respectively show two other variant embodiments of this stirring member.
With reference to fig. 1 and 2, the desa bling installation shown comprises a basin 1 of circular cylindrical shape for its upper part. This upper cylindrical part is extended downwards by a cone 2 constituting the intermediate part of the basin. The cone 2 itself opens into a well 3 serving as a collector for the collected sand. This well 3 is generally cylindrical in shape and with a conical bottom to collect the sand in the central part.
This basin 1 is connected, on the one hand, to a raw water supply channel 4 opening tangentially at 5 in the upper part of the basin 1. On the other hand, this basin is connected to an evacuation channel 6 de-sanded water through a lateral opening 7 of the basin 1. The sand deposited in the collecting well 3 is discharged using a pump 8, preferably of the compressed air foam concentrate type. The suction tube of this pump 8 is arranged in the center of the basin 1. A pipe 9 makes it possible to supply compressed air to a diffusion head 10 arranged at the lower part of the suction tube of the pump 8. A pipe 1 1 sand evacuation is connected by an elbow 12 to the upper end of the suction tube of the pump 8.
To ensure precipitation or sedimentation of the sand in the collecting well 3, free from suspended organic matter, the water must be kept in motion at a speed of the order of 30 to 40 cm / sec.
This horizontal circular movement necessary for the mass of liquid is provided by a rotary stirring member 13 composed of a hollow shaft rotating around the suction tube of the central pump 8 which is fixed. This stirring member further comprises paddles 14 and the direction of rotation of this member 13, 14 is the same as that given to the raw water by its tangential entry into the basin 1. The rotational drive of the The stirring member 13, 14 is made by a reduction motor 15 disposed on a walkway 16 crossing the basin 1 diametrically. A gear reduction device 17 is interposed between the reduction motor 15 and the upper part of the hollow shaft 13. The lower guide bearing of this hollow shaft 13 is placed above the maximum level 21 of the water in the basin 1. .
The pallets 14, at least two in number, are fixed to a support 18 which may be in the form of an arm or spider disc. as shown in fig. 2.
This support 18 is integral with the hollow shaft 13 and the vanes 14 are fixed to this support 18 at a point located above the maximum level 21 of the water. In the first embodiment, the pallets 14 are rigidly fixed to the support 18 by an extension 14a in the form of a threaded rod which they present, an extension onto which is screwed a fixing nut 19. This arrangement makes it possible to adjust the orientation. pallets 14 around their vertical axis, according to the desired stirring efficiency.
Indeed. if the general plane of the pallets 14 is disposed radially, the stirring effect is the strongest; On the other hand. the energy required to drive the pallets is the highest. On the other hand, by inclining these pallets 14 relative to their axis of movement, the active surface thereof on the body of water to be stirred is reduced. which makes it possible to reduce the training energy.
The vertical length of the pallets 14 is such that their lower part still plunges into the water when the level of the latter is at its lowest in the basin 1, that is to say that it reaches the level of the threshold 20 of l side opening 7.
The adjustment of the attack surface of the vanes 14 by adjusting their orientation with respect to the support 18 can be done without emptying the basin 1. because the nuts 19 are visible above the level 21 of the water.
In the example shown, the section of the pallets 14 is constant over their entire length. However, as a variant. this section could decrease towards its lower end. This constant or decreasing section of the pallets 14 is intended to allow easy release of the threads or filaments of any kind which may be entrained by them during the operation of the stirring member.
The operation of the de-sanding installation described above is as follows:
The raw water to be de-sanded arrives via channel 4 and enters tangentially into basin 1 through opening 5. The mass of liquid in basin 1 is kept in rotary motion by the stirring member 13, 14, 18 driven by the reduction motor group 15, 17. The coarse and heavy mineral materials (sand, gravel) are deposited in the collecting well 3. while the organic materials are kept in suspension, due to the rotary movement of the water. These organic materials are finally entrained by the stream of water leaving through the side opening 7 in the direction of the discharge channel 6.
The sand deposited in the collecting well 3 is periodically evacuated by the pump 8 and the pipe II, an operation which is carried out by injecting compressed air into the diffusion head 10 from the pipe 9. The sand coming from the pipe. pump is directed to a discharge receptacle, not shown in the drawing.
Numerous variant embodiments of the installation described above with reference to FIGS. 1 and 2 could be imagined.
Fig. 3 shows a first variant in which the rotary hollow shaft 13 rotating around the fixed suction tube of the central pump 8 carries a collar 22 having arms 23. This collar 22 and the arms 23 are located above the level. 21, as well as the lower guide bearing of the hollow shaft 13. In the vicinity of the end of the arms 23 are suspended the pallets 14. The suspension members 25 of the pallets 14 to the arms 23 may consist of a chain, an elastic blade, a cable or a bar, these different members being able to be connected to the arms 23 by a ring 24 which is fixed or movable on the arm 23.
The advantage of this device for fixing the pallets 14 lies in the fact that when the stirring member starts up in the mass of liquid at rest, the starting torque can be lower because the pallets 14 which are not rigidly connected to the arms 23, but in a flexible manner, can incline relative to the axis of rotation of the stirring member and remain inclined while gradually straightening up until the mass of liquid has taken its corresponding rotational speed practically to that of the brewing member. This suspension fixing device also makes it possible to adjust the length of the shelf between the point of suspension of the pallets 14 and the central axis formed by the fixed pump 8, this to adapt the position of the pallets 14 to the diameter of the basin 1 by moving the ring 24 along the corresponding arm 23.
Fig. 4 shows a second variant in which the hollow shaft 13 rotating around the stationary pump 8 carries at least two articulations 26 to which pallets 29 are attached by means of an articulation axis 27. This articulation axis 27 can be free for let the pallets 29 oscillate freely under the effect of centrifugal force. when starting up and driving the stirring unit in normal rotation.
It is also possible to provide means for blocking these articulations 26 making it possible to block the pallets 29 in position, which is also verti. either in an inclined position. the adjustment of the spacing of the lower ends of the paddles 29 relative to the axis of rotation of the mixing member being made according to the diameter of the basin 1. These joints 26 are located above the level 21 of the 'water.
In the event that they are not provided with locking means, when the stirring member is stopped, the vanes 29 occupy the vertical position indicated in phantom at 28. In this position, a low starting torque allows the 'entrainment of the stirring member in the body of water and as the angular speed of the latter increases, the angular speed of the stirring member also increases and the lower end of the paddles s' deviates more and more as this increase in angular speed.
Fig. 5 shows a third variant embodiment in which the hollow shaft 13 carries, rigidly fixed to it, at least two vanes 30 plunging below the level 21 of the water. The advantage of this construction lies in the fact that the speed of rotation of the hollow shaft 13 can be appreciably higher than with the devices according to FIGS. 1, 3 and 4, which allows less reduction of the drive unit 15, 17, resulting in savings.
In addition, due to a more pronounced agitation of the surface of the water around the pump 8, any materials and floating bodies are expelled towards the circumference of the basin 1 from where they can be more conveniently removed.
In all the embodiments shown, the section of the pallets 14 is constant over the entire height, respectively over the entire length of these pallets.
However, as a variant, it would be possible to provide a decreasing section of these pallets 14 towards their lower ends. This arrangement would allow an even easier release of the threads or filaments of any kind liable to be entrained by the paddles during the operation of the stirring member. In fact, when the stirring member stops, the greater part of the threads or filaments would come out of itself from the pallets 14 or could be released there easily.
With the arrangement of the installation as described above, the efficiency thereof reaches a maximum while simplifying or even eliminating the need to periodically clean the arms 23, respectively the pallets 14 this, on the one hand, being due to the fact that the arms 23 are arranged above the water level 21 and that the shape of the vanes 14 and their position in the body of water facilitate their self-cleaning during operation of the installation.