FR2482640A1

FR2482640A1 - Constant rate liquid extn. from sewage basin - by hinged inflow tube with float and orifice plate downstream of intake edge

Info

Publication number: FR2482640A1
Application number: FR8108641A
Authority: FR
Inventors: Robert Loth
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG; Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1980-05-14
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1981-11-20
Also published as: NL8102348A; DE3018480A1

Abstract

Device for the extn. of liq. from a basin, specially from sewage basins, consists of an inflow tube which is hinged near the outlet pipe at the bottom and carries at the intake end a mouthpiece with an inflow edge and a float. Just past the intake opening the pipe section is reduced, followed by a wider section which is fitted with vents. This compensates for fluctuations, caused by the back pressure of the outflow system and by varying heads of liq. in the inflow pipe. It ensures that the liq. is extracted at a constant rate.

Description

L'invention concerne un dispositif pour le prélèvement de liquides dans des bassins ou similaires, en particulier dans des bassins d'eaux d'égouts, avec un tube de prise qui peut pivoter autour d'une articulation à axe horizontal située à proximité du fond du bassin et dont le bec, comportant un bord d'entrée, est raccordé à un ou plusieurs flotteurs et suit, sous l'effet de la force ascensionnelle de ceux-ci, le niveau du liquide dans le bassin de telle manière que le bord d'entrée du bec se trouve constamment à faible distance au-dessous du niveau du liquide. The invention relates to a device for withdrawing liquids from basins or the like, in particular from sewage basins, with a pick-up tube which can pivot around a joint with a horizontal axis located near the bottom. of the basin and whose spout, having an inlet edge, is connected to one or more floats and follows, under the effect of the upward force of these, the level of the liquid in the basin so that the edge spout inlet is constantly a short distance below the liquid level.

Un tel dispositif, qui sera également appelé régulateur d'écoulement ci-après, est déjà connu d'après le brevet allemand n0 2 406 857 et il sert au prélèvement d'une quantité de liquide aussi constante que possible dans le temps à partir d'un bassin, même lorsque la hauteur de remplissage de celui-ci varie, sans nécessiter à cet effet des organes compliqués de régulation ou de refoulement. Un dispositif de ce genre peut être par exemple utilisé avec avantage dans le cas où, à partir d'un bassin de retenue des eaux de pluie qui est situé en amont d'une installation pour l'épuration des eaux résiduaires et dont l'état de remplissage varie fortement en fonction des précipitations, l'eau doit être acheminée avec un maximum d'uniformité vers l'installation d'épuration. Such a device, which will also be referred to as a flow regulator below, is already known from German Patent No. 2,406,857 and it is used for withdrawing an amount of liquid as constant as possible over time from 'a basin, even when the filling height thereof varies, without requiring for this purpose complicated organs of regulation or discharge. A device of this kind can for example be used with advantage in the case where, from a rainwater retention basin which is located upstream of an installation for the treatment of waste water and whose condition filling varies greatly depending on precipitation, water should be routed with maximum uniformity to the treatment plant.

Etant donné que le bec supporté par flotteurs suit la surface du liquide, la distance du bord d'entrée et, par suite, la quantité de liquide prélevée par unité de temps restent approximativement constantes. En service, il s'exerce toutefois des influences qui peuvent donner lieu à des variations de la profondeur d'immersion du bord d'entrée et, par suite, à des oscillations de la quantité de liquide prélevée. Parmi ces in fluences, on peut mentionner l'inclinaison du tube de prise qui varie selon l'état de remplissage du bassin, ce qui se traduit d'une part par une variation de la position du bord d'entrée par rapport au flotteur et, d'autre part,par une variation de la composante de poids du tube de prise que doit supporter le flotteur.Dans le brevet allemand n0 2 406 857, il est indiqué comment cette influence de l'inclinaison variable du tube de prise peut etre compensée par une disposition particulière du bord d'entrée par rapport à la fixation du bec sur le flotteur. Since the spout supported by floats follows the surface of the liquid, the distance from the inlet edge and, consequently, the quantity of liquid withdrawn per unit of time remain approximately constant. In service, however, there are influences which can give rise to variations in the depth of immersion of the inlet edge and, consequently, to oscillations in the quantity of liquid withdrawn. Among these influences, we can mention the inclination of the intake tube which varies according to the filling state of the basin, which is reflected on the one hand by a variation in the position of the inlet edge relative to the float and , on the other hand, by a variation of the weight component of the intake tube which the float must support. In the German patent n 0 2 406 857, it is indicated how this influence of the variable inclination of the intake tube can be compensated by a particular arrangement of the entry edge with respect to the fixing of the spout on the float.

Or, il a été découvert que le comportement à l'écoulement du régulateur d'écoulement est également influencé à partir du côté décharge. L'installation située en aval, vers laquelle l'eau est acheminée, et la canalisation qui y aboutit présentent une résistance à l'écoulement qui se manifeste par une retenue plus ou moins importante dans le tube du régulateur. Du fait que le tube de prise est alors complètement rempli de temps à autre, le flotteur est plus fortement chargé et la profondeur d'immersion du bord d'entrée augmente. Si la retenue dans le tube était constante, on pourrait en tenir compte par un déplacement du bord d'entrée.Or on observe dans la pratique une variation de la hauteur de retenue dans le tube, c'est-à-dire de la distance entre le niveau du liquide retenu et le bec du tube de prise, et cela d'une part en raison des différentes conditions de retenue et de résistance à l'écoulement du côté écoulement et, d'autre part, en raison de l'inclinaison variable du tube de prise qui suit le niveau du liquide dans le bassin.De ce fait, il peut se produire des variations excessives et même des instabilités du prélèvement de liquide : lorsque la hauteur de retenue dans le tube augmente ou que le tube s'incline plus près de l'horizontale, le bord d'entrée plonge plus profondément du fait de l'augmentation de la charge du poids, il arrive plus d'eau, la retenue augmente et ce processus se renforce jusqu'à ce que le tube soit complètement rempli. De-meme, une diminution de la retenue ou une position plus-proche de la verticale du tube a pour effet que la charge du poids et, par suite, la profondeur d'immersion diminuent, moins d'eau pénètre dans le bec, le tube se redresse davantage encore et ainsi de suite, ce qui peut aboutir le cas échéant à une brusque expulsion du bec au-dessus du niveau du liquide. However, it has been discovered that the flow behavior of the flow regulator is also influenced from the discharge side. The installation located downstream, to which the water is routed, and the pipe which leads to it have a resistance to flow which is manifested by a more or less significant retention in the regulator tube. Since the intake tube is then completely filled from time to time, the float is more heavily loaded and the immersion depth of the inlet edge increases. If the retention in the tube was constant, this could be taken into account by a displacement of the entry edge, but in practice we observe a variation in the height of retention in the tube, i.e. the distance between the level of the liquid retained and the spout of the intake tube, and this on the one hand due to the different conditions of retention and resistance to flow on the flow side and, on the other hand, due to the inclination variable of the intake tube which follows the level of the liquid in the basin. As a result, excessive variations and even instabilities in the withdrawal of liquid can occur: when the retention height in the tube increases or the tube s' tilts closer to the horizontal, the entry edge dives deeper due to the increase in the weight load, more water arrives, the retention increases and this process is reinforced until the tube is completely filled. Likewise, a reduction in the retention or a position closer to the vertical of the tube has the effect that the load of the weight and, consequently, the depth of immersion decrease, less water enters the spout, the tube straightens even more and so on, which can result if necessary in a sudden expulsion of the spout above the level of the liquid.

Le but de l'invention est d'améliorer un dispositif de prélèvement de liquide du genre défini ci-dessus, de façon à éliminer dans une large mesure les variations et, en particulier, les instabilités du comportement à l'écoulement du dispositif, pro voqués par une retenue du côté écoulement. The object of the invention is to improve a liquid sampling device of the kind defined above, so as to eliminate to a large extent the variations and, in particular, the instabilities of the behavior at flow of the device, pro invoked by a restraint on the flow side

Ce but est. atteint d'après l'invention par le fait qu'il est prévu, dans le tube de prise, un point d'étranglement et en aval de celui-ci dans le sens de l'écoulement, un élargissement de la section. De préférence, l'élargissement de la section est ventilé et, de préférence, la section du point d'étranglement est dimensionnée de telle manière qu'en cas de remplissage complet du bec, la quantité de liquide qui s'écoule à travers le point d'étranglement soit égale ou un peu inférieure à la quantité de liquide qui arrive en franchissant le bord d'entrée. This goal is. achieved according to the invention by the fact that there is provided, in the intake tube, a choke point and downstream thereof in the direction of flow, a widening of the section. Preferably, the widening of the section is ventilated and, preferably, the section of the choke point is dimensioned in such a way that in case of complete filling of the spout, the quantity of liquid which flows through the point throttle is equal to or slightly less than the amount of liquid that arrives at the inlet edge.

Les mesures prises d'après l'invention se traduisent par une uniformisation importante des conditions d'écoulement, même lorsque la hauteur de retenue varie dans le tube de prise. Lorsque la retenue augmente et qu'en conséquence, le bord d'entrée plonge plus profondément, la quantité accrue d'eau qui arrive ne peut dépasser le point d'étranglement qu'avec resserrement de la veine fluide et un niveau libre est maintenu dans la zone venti lée en aval du point d'étranglement. Le tube entier ne peut donc pas se remplir brusquement. A l'inverse, lorsque la retenue diminue, c'est tout d'abord la section du tube au-dessous du point d'étranglement qui se vide, tandis que le bec reste encore rempli au départ.Etant donné qu'en raison de sa plus grande distance à l'articulation voisine du fond, le bec a, sur la char ge du flotteur par le poids, une plus grande influence que les autres sections du tube de prise, la charge du flotteur par le poids et, par suite, la profondeur d'immersion du bord entrée sont déterminées-es#s#entiellement, en service, par le poids du bec complètement rempli et, en conséquence, elles sont maintenues constantes dans une large mesure, indépendamment de variations de la hauteur de retenue dans les autres sections du tube. The measures taken according to the invention result in a significant uniformization of the flow conditions, even when the retention height varies in the intake tube. When the retention increases and as a consequence, the entry edge plunges deeper, the increased quantity of water which arrives can only exceed the choke point with tightening of the fluid vein and a free level is maintained in the ventilated area downstream of the choke point. The entire tube cannot therefore suddenly fill up. Conversely, when the retention decreases, it is first of all the section of the tube below the choke point which empties, while the spout remains still filled at the start. its greater distance from the joint close to the bottom, the spout has a greater influence on the load of the float by the weight than the other sections of the intake tube, the load of the float by the weight and, consequently , the depth of immersion of the entered edge are determined entirely, in service, by the weight of the fully filled spout and, consequently, they are kept constant to a large extent, regardless of variations in the holding height in the other sections of the tube.

Une forme de réalisation de l'invention est ci-après décrite de façon plus détaillée, en référence aux dessins annexés. An embodiment of the invention is described below in more detail, with reference to the accompanying drawings.

La figure 1 représente le dispositif d'écoulement suivant l'invention en une vue en coupe longitudinale, dans deux positions différentes. Figure 1 shows the flow device according to the invention in a longitudinal sectional view, in two different positions.

Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe transversale du tube d'écoulement, faites suivant les lignes Il-Il et III-III respectivement. Figures 2 and 3 are cross-sectional views of the flow tube, taken along lines Il-II and III-III respectively.

Le dispositif d'écoulement suivant l'invention qui est représenté sur la figure 1 se compose d'un tube de prise 1 qui est monté pivotant dans un bassin 2 > par exemple un bassin d'eaux d'égouts, autour d'une articulation 3 d'axe horizontal, située au voisinage du fond 4 du bassin. Grâce à un flotteur 6 fixé au bec 5 du tube de prise 1, celui-ci peut suivre le niveau du liquide 7, 7' dans le bassin en prenant des inclinaisons dif férentes. Dans ces conditions, le bord d'entrée 8 sur le bec 5 reste constamment à faible distance au-dessous du niveau de liquide 7 ou 7'.L'installation qui est située en aval du dispositif d'écoulement et vers laquelle l'eau est acheminée à partir du bassin, ainsi que la canalisation 9 qui y aboutit présentent une résistance à l'écoulement qui donne lieu à une retenue plus ou moins importante dans le tube de prise 1. Dans le tube de prise 1, il s'établit des hauteurs de retenue différentes ha1 ou ha2 suivant l'inclinaison du tube et suivant les différentes conditions de retenue et d'écoulement du côté écoulement. Sous l'effet de l'augmentation de la charge de poids en cas de forte inclinaison du tube de prise 1' (indiquée en points et en tirets) ou de grande hauteur de retenue ha2, le tube de prise 1 ou 1' peut s'incliner davantage, ce qui fait que le bord d'entrée 8 est immergé plus profondément. De ce fait, la quantité de l'eau qui arrive est augmentée, d'où il résulte que dans les mêmes conditions d'écoulement, la hauteur de retenue ha1 ou ha2 augmente encore, jusqu'à ce que le tube de prise 1 ou 1' se remplisse complètement. Le tube étant complètement rempli, le niveau du liquide dans le tube de prise 1 ne s'abaisseraplus, mais restera à la hauteur du niveau extérieur 7 ou 7', même en cas de réduction des résistances à l'écoulement du côté écoulement. The flow device according to the invention which is shown in Figure 1 consists of a intake tube 1 which is pivotally mounted in a basin 2> for example a basin of sewage, around a joint 3 with a horizontal axis, located near the bottom 4 of the basin. Thanks to a float 6 fixed to the spout 5 of the intake tube 1, the latter can follow the level of the liquid 7, 7 ′ in the basin by taking different inclinations. Under these conditions, the inlet edge 8 on the spout 5 remains constantly at a short distance below the liquid level 7 or 7 ′. The installation which is located downstream of the flow device and towards which the water is conveyed from the basin, as well as the pipe 9 which terminates there has a resistance to flow which gives rise to a more or less significant retention in the intake tube 1. In the intake tube 1, it is established different retention heights ha1 or ha2 depending on the inclination of the tube and according to the different conditions of retention and flow on the flow side. Under the effect of the increase in the weight load in the event of a steep inclination of the pick-up tube 1 '(indicated in dots and in dashes) or of large retaining height ha2, the pick-up tube 1 or 1' can 'tilt more, so that the input edge 8 is immersed more deeply. As a result, the quantity of water which arrives is increased, from which it follows that under the same flow conditions, the retention height ha1 or ha2 increases further, until the intake tube 1 or 1 'fills up completely. The tube being completely filled, the level of the liquid in the intake tube 1 will no longer drop, but will remain at the level of the external level 7 or 7 ′, even in the event of a reduction in the flow resistance on the flow side.

Afin d'obtenir une baisse de la hauteur de retenue ha1 ou ha2 dans le tube de prise 1 ou 1', même après remplissage complet du tube, le tube de prise 1 est muni d'un dispositif d'étranglement sous la forme d'un obturateur 10. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'obturateur 10 est réalisé de telle sorte qu'il ne se produise un étranglement que dans la partie superieure de la section du tube (figure 3), tandis que sa partie inférieure reste non étranglée, par exemple jusqu'aux deux tiers de la section totale. Afin d'accroître progressivement l'effet d'étranglement vers la fin, ctest-à-dire lorsque la section complète du tube est parcourue par le courant, la lumière Il de l'obturateur peut être réalisée en se terminant en pointe vers le haut. L'espace mort en aval des parties de la section aveu guées par l'obturateur est ventilé au moyen de reniflards 12 qui s'étendent intérieurement dans le tube 1 jusqu'au-dessus du bec 5. In order to obtain a reduction in the retention height ha1 or ha2 in the intake tube 1 or 1 ', even after the tube has been completely filled, the intake tube 1 is provided with a throttling device in the form of a shutter 10. As can be seen in FIG. 2, the shutter 10 is produced in such a way that a constriction only occurs in the upper part of the section of the tube (FIG. 3), while its part lower remains uncapped, for example up to two thirds of the total section. In order to gradually increase the choking effect towards the end, that is to say when the complete section of the tube is traversed by the current, the light Il of the shutter can be produced by ending in a point upwards. . The dead space downstream of the sections of the section concealed by the shutter is ventilated by means of breather 12 which extend internally in the tube 1 up to the top of the spout 5.

La section de la lumière 11 de l'obturateur est opportunément dimensionnée de telle sorte que la quantité de liquide qui s'écoule à travers l'obturateur 10 lorsque le bec 5 est complètement rempli soit égale ou légèrement inférieure à la quantité de liquide qui arrive en franchissant le bord d'entrée 8. The lumen section 11 of the shutter is suitably sized so that the amount of liquid flowing through the shutter 10 when the spout 5 is completely filled is equal to or slightly less than the amount of liquid arriving crossing the entry edge 8.

Claims

1. Device for withdrawing liquids from basins or the like, in particular from sewage basins, with a pick-up tube (1) which can pivot around a joint with a horizontal axis (3) located near the bottom (4) of the basin (2) and the spout (5) of which, having an inlet edge (8), is connected to one or more floats (6) and follows, under the effect of the bearing capacity of these, the level of the liquid in the basin so that the inlet edge of the spout is constantly a short distance below the level of the liquid, characterized in that it is provided, in the intake tube (1), a choke point and, downstream of this in the direction of flow, a widening of the section

2. Device according to claim 1, characterized in that the widening of the section is ventilated.

3. Device according to claim 1, characterized in that the throttling point is produced in the form of a shutter (10) inserted in the intake tube.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cross-sectional area of the choke point is dimensioned, in relation to the width and the immersion depth of the entry edge, so that when the spout is completely filled, the amount of liquid flowing per unit of time through the choke point is approximately equal to or less than the amount of liquid arriving through the edge d 'Entrance.

5, Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in cross section, the choke point has a shape such that its width decreases towards the highest point of the section.

6. Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the admission of air for ventilation of the space downstream of the throttling point is carried out by a duct (12) which s extends along the outside or inside of the spout.