FR2597360A1 - Gravity separation process - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un séparateur par gravité des matières d'une densité,par rapport à un liquide dans lequel elles sont contenues, inférieure ou supérieure à l'unité,comme par exemple les particules et/ou les matières grasses contenues dans les eaux usées ou résiduelles.The present invention relates to a gravity separator for materials with a density, relative to a liquid in which they are contained, of less than or greater than unity, such as for example the particles and / or the fats contained in waste water. or residual.
Le séparateur faisant l'objet de la présente invention est du type de ceux comportant une entrée pour l'arrivée de liquide chargé, une sortie pour le départ de liquide clarifié.The separator which is the subject of the present invention is of the type comprising those with an inlet for the arrival of charged liquid, an outlet for the departure of clarified liquid.
Le fonctionnement de ce type de séparateur est basé sur le ralentissement de la vitesse de flux pendant la période de transition dans le séparateur afin de donner la chance à la dite charge soit de se décanter soit de flotter selon le cas.The operation of this type of separator is based on slowing down the flow speed during the transition period in the separator in order to give the said charge the chance either to settle or to float as the case may be.
Les conditions les plus importantes à réunir pour réussir cette séparation par gravité sont - le vitesse de flux ne doit pas excéder certaine valeur. Cette
valeur est une fonction de la distance à traverser entre l'ent-
rée et le sortie du séparateur, la densité relative de la charge
par rapport au liquide clair et aussi l'état de la turbulence du
flux.The most important conditions to be met to achieve this separation by gravity are - the flow velocity must not exceed a certain value. This
value is a function of the distance to be crossed between the
rée and the output of the separator, the relative density of the charge
compared to the clear liquid and also the state of turbulence of the
flux.
- la distance à parcourir doit être suffisante pour que la séparation soit faite avant d'atteindre la sortie.- the distance to be covered must be sufficient for the separation to be made before reaching the exit.
- la turbulence du flux est à éviter le plus possible pour ne pas perturber le parcours des composants de la charge.- the turbulence of the flow is to be avoided as much as possible so as not to disturb the path of the load components.
La cause essentielle de la turbulence dans un tel séparateur est l'arrivée d'une façon brutale et irrégulière du liquide chargé.The main cause of turbulence in such a separator is the sudden and irregular arrival of the charged liquid.
Pour cette raison les séparateurs par gravité peuvent avoir par exemple - une cloison le divisant en deux compartiments; le premier reçoit le liquide chargé et subit la turbulence causée par son arrivée irrégulière et le deuxième reçoit par exemple, par trop plein, le liquide clarifié à moitié du premier compartiment pour compléter la séparation.For this reason gravity separators can have for example - a partition dividing it into two compartments; the first receives the loaded liquid and undergoes the turbulence caused by its irregular arrival and the second receives for example, by overflow, the liquid clarified half of the first compartment to complete the separation.
- une chicane composée de plusieurs obstacles faisant varier le sens du flux dans le séparateur et favorisant la séparation du liquide de sa charge, tout en empêchant la progression de la turbulence causée par l'arrivée irrégulière de liquide chargé.- a baffle made up of several obstacles varying the direction of flow in the separator and promoting the separation of the liquid from its charge, while preventing the progression of the turbulence caused by the irregular arrival of charged liquid.
Dans ces séparateurs par gravité, le débit d'arrivée de liquide chargé est incontrôlable, n'importe quelle quantité de liquide chargé se présentant à 11 entrée est admise,ce qui fait augmenter le débit à l'entrée d'une façon brutale pour des durées relativement courtes.In these gravity separators, the flow of charged liquid inlet is uncontrollable, any quantity of charged liquid occurring at 11 inlet is allowed, which increases the flow at the inlet suddenly for relatively short durations.
D'autres séparateurs essaient de jouer sur le sens suivant lequel, et la profondeur à laquelle, le liquide clarifié est éva cuve, par exemple évacuer le liquide clarifié à partir d'un point immergé pour éviter d'évacuer en même temps les matières soit flottantes à la surface soit décantées au fond et suivant un sens horizontal pour éviter de pécher tes matières au sein du liquide, se dirigeant soit vers la surface, soit vers le fond.Other separators try to play on the direction in which, and the depth at which, the clarified liquid is evacuated tank, for example evacuate the clarified liquid from a submerged point to avoid evacuating the materials at the same time either floating on the surface is decanted at the bottom and in a horizontal direction to avoid fishing your materials in the liquid, going either to the surface or to the bottom.
Dans le cas d'une grande turbulence, il y a une chance que les composants de la charge se dirigent dans tous les sens.In the case of high turbulence, there is a chance that the load components will move in all directions.
La présente invention résoud le problème de la turbulence dans le séparateur par gravité en contrant le débit à l'entrée. The present invention solves the problem of turbulence in the gravity separator by countering the flow at the inlet.
A cet effet, le séparateur par gravité, faisant l'objet de la présente invention, se caractérise essentiellement par un moyen pour exercer une pression sur le liquide lorsque son niveau atteint une hauteur prédéte.#inée è l'intérieur du séparateur, la dite pression étant croissante avec le deit de liquide char, h l'entrée,ceci pour ralentir l'arrive de ce liquide chars et accélérer le départ du liquide clarifié dans le cas d'arrivée brutale d'un affluent important de liquide chargé.To this end, the gravity separator, which is the subject of the present invention, is essentially characterized by a means for exerting pressure on the liquid when its level reaches a predetermined height. # Inside the separator, the so-called pressure being increasing with the deit of char liquid, at the entry, this to slow down the arrival of this char liquid and accelerate the departure of the clarified liquid in the case of sudden arrival of a large tributary of charged liquid.
La pressente invention se ra mieux composite à la lecture de la description détaillée ci-aprés illustrée par des dessins dans lesquels - la figure (1) est un schéma qui présente un mode de réalisation du séparateur dans lequel un coussin d'air (13), prisonnier entre la surface de liquide et les parois étanches du séparateur exerce une pression sur la dite surface dés que le niveau du liquide atteint la prise d'air (13) - la figure (2) est une vue en coupe selon B8 de la figure (1).The present invention will be better composite on reading the detailed description below illustrated by drawings in which - Figure (1) is a diagram which shows an embodiment of the separator in which an air cushion (13) , trapped between the liquid surface and the sealed walls of the separator exerts pressure on said surface as soon as the liquid level reaches the air intake (13) - Figure (2) is a sectional view along B8 of the figure 1).
- la figure (3) est une vue selon CC de la figure (1) - la figure (4) est un schéma qui présente un deuxième mode de réalisation dans lequel un sac (17) rempli de gaz occupe l'espace entre la surface du liquide et les parois du séparateur.- Figure (3) is a view along CC of Figure (1) - Figure (4) is a diagram showing a second embodiment in which a bag (17) filled with gas occupies the space between the surface liquid and the separator walls.
- la figure (5) est un schéma qui montre un troisième mode de réalisation dans lequel, l'espace contenu entre la surface de liquide et la paroi supérieure du séparateur est réduit,un tuyau vertical (18) d'une faible section par rapport à celle de l'entrée de liquide chargée communique avec le liquide à l'intérieur du séparateur.- Figure (5) is a diagram showing a third embodiment in which, the space contained between the liquid surface and the upper wall of the separator is reduced, a vertical pipe (18) of a small section relative to to that of the charged liquid inlet communicates with the liquid inside the separator.
Selon l'invention et suivant un mode de réalisation le séparateur par gravité est constitué d'un bac étanche (1) d'une forme quelconque.According to the invention and according to one embodiment, the gravity separator consists of a sealed container (1) of any shape.
A titre d'exemple le bac (1) peut avoir un fond rectangulaire incliné (2), quatre parois verticales (3) et une paroi supérieure (4). Une entrée d'admission constituée d'un tuyau coudé (5) dont une partie horizontale porte le liquide chargé depuis l'extérieur et une partie verticale conduit le liquide près du fond de séparateur, et une sortie d'évacuation constituée aussi d'un tuyau coudé (6) dont une partie horizontale porte le liquide clarifié depuis le séparateur jusqu'à l'extdrieur et une partie verticale conduit le liquide clarifié du sein du séparateur jusqu'à la partie horizontale,traversent les parois verticales de part et d'autre de la pente constituée par le fond du séparateur , la sortie (6) étant vèrs le niveau supérieur de la dite pente.For example, the tank (1) can have an inclined rectangular bottom (2), four vertical walls (3) and an upper wall (4). An inlet inlet consisting of a bent pipe (5) of which a horizontal part carries the liquid loaded from the outside and a vertical part leads the liquid near the bottom of the separator, and an outlet outlet also consisting of a bent pipe (6) of which a horizontal part carries the clarified liquid from the separator to the exterior and a vertical part leads the clarified liquid from the breast of the separator to the horizontal part, pass through the vertical walls on either side other of the slope formed by the bottom of the separator, the outlet (6) being towards the upper level of said slope.
Un creux (7) constitue la partie basse du fond du coté de l'entrée (5). Une colonne sèche de vidange (8) traverse la paroi supértieure pour s'arrêter au regard du creux (7). Une prise d'air (10) est reliée à la colonne sèche (8). Cette prise d'air est munie de deux vannes monodirectionnelles (11) et (12).A hollow (7) constitutes the lower part of the bottom on the side of the entrance (5). A dry drain column (8) crosses the upper wall to stop with regard to the hollow (7). An air intake (10) is connected to the dry column (8). This air intake is provided with two one-way valves (11) and (12).
Ces deux vannes fonctionnent à partir d'une certaine pression appliquée. Lors des vidanges on envoie l'air sous pression par la colonne sèche pour désagréger les matières décantées, ensuite on aspire le contenu du bac. La vanne (11) ne laisse pas la pression, lors de cet envoi d'air sous pression, depasser certain seuil à partir duquel il commence à laisser l'air s'échapper. De meme la vanne (12) fonctionne dans le sens inverse, lors de l'aspiration pour empêcher la depression d'atteindre un niveau très bas dans le séparateur ceci pour éviter la déformation de celui-ci. These two valves operate from a certain applied pressure. During emptying, pressurized air is sent through the dry column to disaggregate the settled material, then the contents of the tank are vacuumed. The valve (11) does not allow the pressure, during this sending of pressurized air, to exceed a certain threshold from which it begins to let the air escape. Likewise, the valve (12) operates in the opposite direction, during suction to prevent the vacuum from reaching a very low level in the separator, to avoid deformation of the latter.
La paroi supérieure est munie d'une trappe (9) de visite étanche.The upper wall is provided with a sealed inspection hatch (9).
La charge portée par le liquide peut soit se décanter soit flotter, ceci en fonction de sa densité relative par rapport au liquide clair. The charge carried by the liquid can either decant or float, this depending on its relative density compared to the clear liquid.
Au repos ou dans le cas d'un débit relativement faible, le niveau de liquide (13) dans le séparateur sera égal au niveau le plus bas du tuyau horizontal de la sortie.At rest or in the case of a relatively low flow, the liquid level (13) in the separator will be equal to the lowest level of the horizontal pipe of the outlet.
Dans le mode de réalisation présenté sur la figure (1) l'entrée et la sortie sont au mêne niveau. Le coussin gazeux, prisonnier entre la surface de liquide, les parois verticales et la paroi supérieure communique avec entrée à l'aide d'une prise d'air (15). Ceci pour maintenir la pression du dit coussin égale à celle de l'entrée (15).In the embodiment shown in Figure (1) the input and the output are at the same level. The gas cushion, trapped between the liquid surface, the vertical walls and the upper wall communicates with the inlet using an air intake (15). This is to maintain the pressure of said cushion equal to that of the inlet (15).
Une communication,entre le coussin d'air et la canalisation, peut être autrement assurée par une prise d'air (16) à la sortie (6).Communication between the air cushion and the pipe can be otherwise ensured by an air intake (16) at the outlet (6).
La communication entre le coussin d'air et la canalisation peut être encore réalisée à la fois à l'aide des deux prises d'air (15) et (16).Communication between the air cushion and the pipe can still be achieved at the same time using the two air intakes (15) and (16).
Dans le cas d'un affluent important de liquide chargé par l'entrée, celui-ci bouche le prise d'air (15). Si la communication entre le coussin d'air et la canalisation est assurée uniquement par la prise d'air (15), une fois que celle-ci est bouchée le coussin d'air sera isolé et s'opposera à la montée de niveau du liquide (13). Si cette communication est assurée uniquement par la prise d'air (16), l'exercice de pression sur le liquide co#- mencera une fois que cette prise d'air est bouchée par la montée de niveau du liquide.In the case of a large tributary of liquid charged by the inlet, it closes the air intake (15). If the communication between the air cushion and the pipe is ensured only by the air intake (15), once this is blocked the air cushion will be isolated and will oppose the level rise of the liquid (13). If this communication is only ensured by the air intake (16), the pressure exertion on the liquid begins - once this air intake is blocked by the rise in the level of the liquid.
Si la communication entre le coussin d'air et la canalisation est à la fois assurée par les deux prises d'air (15) et (16), le dit exercice de pression commence une fois que toutes les deux sont bouchées.If the communication between the air cushion and the pipe is both ensured by the two air intakes (15) and (16), the said pressure exercise begins once both are closed.
Dans tous les cas, la pression exercée par le coussin d'air est linéairement proportionnelle au débit du liquide à l'entrée c' est-à-dire au débit de l'admission.In all cases, the pressure exerted by the air cushion is linearly proportional to the flow rate of the liquid at the inlet, that is to say to the flow rate of the intake.
A l'arrivée d'un affluent important par l'entrée le débit à l'entrée prend une valeur très importante, vue la noÀ opposition du coussin d'air. Une fois que la (les) prise(s) d'air est (sont) bouchées, le coussin d'air commence à excercer une pression croissante sur la surface de liquide et par conséquence le débit à l'entrée diminue jusqu'à un état stationnaire ( dans l'hypothè- se où l'affluent continue) auquel le débit à l'entrée est assuré par la différence entre la pression exercée par le liquide chargé à l'entrée dans le tuyau juste avant de se jeter au bac et la pression dans le bac au même niveau de l'entrée.On arrival of a large tributary through the inlet, the flow at the inlet takes on a very significant value, given the no opposition of the air cushion. Once the air intake (s) is (are) blocked, the air cushion begins to exert increasing pressure on the liquid surface and consequently the inlet flow decreases to a stationary state (assuming the tributary continues) at which the flow at the inlet is ensured by the difference between the pressure exerted by the liquid loaded at the inlet into the pipe just before emptying into the tank and the pressure in the tank at the same level of the inlet.
Dans le sens inverse lorsque le débit à l'entrée diminue, la pression du coussin d'air diminue aussi.Conversely when the inlet flow decreases, the pressure of the air cushion also decreases.
Dans tous les cas quand la pression à l'intérieur du séparateur augmente, le débit du liquide clarifié à la sortie augmente aus Si. In all cases when the pressure inside the separator increases, the flow rate of the clarified liquid at the outlet increases as well.
Le fait de contrôler le débit de liquide à l'entrée atténue efficacement la cause de turbulence.Controlling the flow of liquid at the inlet effectively alleviates the cause of turbulence.
Le fond du séparateur qui présente une pente dans le sens entrée sortie est encore incliné dans le sens perpendiculaire au sens précédent (figure 2) pour aider les matières décantées à se rassembler au niveau le plus inférieur de la partie creuse (7) au regard de la colonne sèche de vidange. The bottom of the separator which has a slope in the input-output direction is still inclined in the direction perpendicular to the previous direction (Figure 2) to help the decanted materials to collect at the lowest level of the hollow part (7) with regard to the dry drain column.
Conne le débit de liquide chargé est contrôlé et ralenti en cas de besoin, un réservoir d'attente ( non présenté) peut précéder l'entrée du séparateur, ceci pour contenir les quantités de liquide qui arrivent et attendent qu'elles soient admises.As the flow of charged liquid is controlled and slowed down if necessary, a holding tank (not shown) can precede the entry of the separator, this to contain the quantities of liquid arriving and waiting for them to be admitted.
Ce réservoir d'attente peut être utile dans le ces où des quantitis importantes de liquide chargé par rapport au flux interne pour r le type de séparateur utilisé, se présentent à l'entrée,
Ceci pour éviter le remplissement de tuyaux qui précédent l'entrée.This holding tank can be useful in those where large quantities of liquid loaded with respect to the internal flow for the type of separator used, are present at the inlet,
This is to avoid the filling of pipes preceding the entry.
Dans le cas où la taille du séparateur choisi à un flux interne maximal autorisé dans les conditions habituelles de fonctionnement permet de faire passer les quantités prévues de liquide chargé sans encombrer la canalisation qui le précède, l'usage d'un réservoir d'attente n'est pas necessaire.In the case where the size of the separator chosen at a maximum internal flow authorized under the usual operating conditions allows the planned quantities of charged liquid to pass without cluttering the pipe which precedes it, the use of a holding tank n is not necessary.
Selon une autre forme de réalisation, un sac (17) rempli de gaz sous une pression désirée occupe l'espace entre la surface de liquide et les parois du séparateur.According to another embodiment, a bag (17) filled with gas under a desired pressure occupies the space between the liquid surface and the walls of the separator.
Dans ce mode de réalisation, la colonne sèche est,de préférence, branchée sur une des parois verticales au niveau du creux (7).In this embodiment, the dry column is preferably connected to one of the vertical walls at the level of the hollow (7).
La pression à laquelle le sac (17) est rempli peut être égale ou supérieure à la pression atmosphérique.The pressure at which the bag (17) is filled may be equal to or greater than atmospheric pressure.
Dans le cas où cette pression est égale à la pression atmosphéri- que,la réaction du sac (17) vis à vis de la montée du niveau de la surface de liquide est approximativement semblable à celle du coussin d'air (14) dans le premier mode de réalisation. In the case where this pressure is equal to atmospheric pressure, the reaction of the bag (17) with respect to the rise in the level of the liquid surface is approximately similar to that of the air cushion (14) in the first embodiment.
Dans le cas où la pression à laquelle le se (17) est soumis est supérieure à la pression atmosphérique, la résistance à la montée de niveau de le surface de liquide est plus importante que dans le cas précédent. In the case where the pressure to which the se (17) is subjected is higher than atmospheric pressure, the resistance to the rise in level of the liquid surface is greater than in the previous case.
Selon une variante de ce deuxième ncde de réalisation la pression du sac (17) est rd31able à l'aide d'une vanne (mn présentée) qui traverse une des parois du séparateur pour être accessible de l'extérieur.According to a variant of this second embodiment, the pressure of the bag (17) is rd31able using a valve (min shown) which passes through one of the walls of the separator to be accessible from the outside.
Selon une troisième forme de réalisation, ltespace entre la surface de liquide et les parois du séparateur est réduit ou presque annulé, un tuyau (16) d'une section relativement petite par rapport à celle de l'entrée de liquide chargé communique avec l'intérieur du séparateur. Ce tuyau remplit la m#me fonction que celle du coussin d'air (14) ou du sac gonflsble (17).According to a third embodiment, the space between the liquid surface and the walls of the separator is reduced or almost canceled, a pipe (16) of a relatively small section compared to that of the charged liquid inlet communicates with the inside the separator. This hose fulfills the same function as that of the air cushion (14) or the airbag (17).
En effet à l'arrivée d'un grand affluent et comme le niveau de liquide ne peut pas monter dans le bac lui même, le liquide monte dans le tuyau (18). La colonne de liquide dans le tuyau (18) exerce une pression proportionnelle à sa hauteur sur le liquide à l'intérieur du séparateur, ce qui a comme résultat de ralentir l'arrivée de liquide chargé et accélerer le départ du liquide clarifié. Indeed at the arrival of a large tributary and as the liquid level cannot rise in the tank itself, the liquid rises in the pipe (18). The column of liquid in the pipe (18) exerts a pressure proportional to its height on the liquid inside the separator, which has the result of slowing the arrival of charged liquid and accelerating the departure of the clarified liquid.
Le tuyau (18) peut être ouvert à son autre extrémité. Il peut encore être fermé ,fermant ainsi une quantité de gaz compressib- le.The pipe (18) can be opened at its other end. It can still be closed, thereby closing a quantity of compressible gas.
Il est à noter que dans tous les modes de réalisation le rapport entre la section de l'entrée et celle de la sortie est choisi pour ajuster le rapport entre le débit de l'arrivée et celui de la sortie dans le cas d'une arrive importante de liquide chargé.It should be noted that in all the embodiments the ratio between the section of the inlet and that of the outlet is chosen to adjust the ratio between the flow of the inlet and that of the outlet in the case of an inlet large amount of charged liquid.
La grandeur de ces deux sections est choisie en fonction de la taille du séparateur c'est-à-dire de sa capacité. The size of these two sections is chosen according to the size of the separator, that is to say its capacity.
La vidange du séparateur est à effectuer périodiquement en fonction de l'intensité de l'usage et aussi en fonction de la quantité des matières chargées normalement dans le liquide.The emptying of the separator must be carried out periodically depending on the intensity of use and also depending on the quantity of materials normally loaded in the liquid.
Le séparateur faisant l'objet de la présente invention peut être réalisé en toutes matière adéquates.The separator which is the subject of the present invention can be made of any suitable material.
Il est bien évident que le séparateur, faisant l'objet de la pre- sente invention, peut recevoir toutes améliorations classiques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. It is obvious that the separator, which is the subject of the present invention, can receive any conventional improvements without departing from the scope of this patent.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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CL | Concession to grant licences | ||
ST | Notification of lapse |