FR2716476A1

FR2716476A1 - Desurging device for sewage pumping stations

Info

Publication number: FR2716476A1
Application number: FR9402358A
Authority: FR
Inventors: Frangin Claude Jean-Marie
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1995-08-25
Also published as: FR2716476B1

Abstract

The device has a vertical, hollow body (7). Its base is attached to a flange (4b) on the delivery pipe (4) and its upper end is closed by a tubular plug (8) with side openings (8c), the inner surface has a ring shaped seal (16). There is a valve (9) which is held elastically against its seating in a transverse wall (8a) of the plug (8) below the side openings (8c). There is a float (14) attached to a valve (15) by a rod (13) which passes through the body of the device so that when the liquid reaches a certain level (N) the valve is pushed against the seal (16) in the plug. A calibrated nozzle (8a) links the area inside the plug with the outside. The rod (13) which joins the float (14) to the valve (15) moves freely inside a sleeve (12a) which is attached to a perforated bell (12) which is in turn attached to the base of the plug.

Description

La présente invention est relative à un appareil anti coups de bélier pour stations de pompage destinées au relevage d'eaux usées et/ou pluviales, c'est-à-dire dans un réseau d'assainissement. The present invention relates to an anti-water hammer device for pumping stations intended for lifting wastewater and / or rainwater, that is to say in a sewerage network.

Les réseaux d'assainissement, c'est-à-dire de transport d'eaux pluviales et/ou usées, comportent très souvent des stations de pompage pour le relevage desdites eaux, étant donné que certains égouts se trouvent à un niveau inferieur à celui du collecteur. Toutefois, de telles stations de pompage différent de celles destinées à l'eau potable du fait que les hauteurs géométriques et les hauteurs manométriques totales sont plus faibles. Les fréquences des démarrages et des arrêts sont par contre plus importantes. Les conduites sont plus courtes et moins résistantes. The sewerage networks, that is to say the transport of rainwater and / or wastewater, very often include pumping stations for the lifting of said water, since certain sewers are at a level lower than that of the collector. However, such pumping stations differ from those intended for drinking water in that the geometric heights and the total manometric heights are lower. The frequencies of starts and stops are on the other hand more important. The pipes are shorter and less resistant.

Le réseau aval n'est pas maillé.The downstream network is not meshed.

Si une station de refoulement ou de relevage est conçue corne celle utilisée pour l'eau potable, son fonctionnement ne donne pas satisfaction et des problèmes apparaissent principalement au niveau des clapets de retenue lors des phases transitoires d'arrêt et de démarrage des pompes. C'est ainsi que l'on observe des coups de clapet Liés au temps d'aller et de retour des ondes de surpression et des coups de bélier
Liés à l'ouverture des poches de cavitation du fait des faibles pressions de service.If a discharge or lifting station is designed like that used for drinking water, its operation is not satisfactory and problems appear mainly at the check valves during the transient stop and start phases of the pumps. This is how we observe valve flaps linked to the time of the back and forth waves of overpressure and water hammer.
Linked to the opening of cavitation pockets due to low operating pressures.

Pour éviter ces inconvénients, certaines installations d'assainissement comportent un ballon anti-bélier monté directement sur la conduite de refoulement, ce qui ne permet pas d'effectuer les operations de maintenance et d'exploitation dudit ballon dans de bonnes conditions. Ce ballon est par ailleurs générateur de perturbations importantes, par exemple des coups de clapet, compte tenu du positionnement de ce dernier près de la ou des pompes. Ce type de protection ne donne pas satisfaction et entraine des soLlicitations dynamiques importantes des clapets qui, de ce fait, presentent une durée de vie reduite. To avoid these drawbacks, certain sanitation installations include an anti-ram balloon mounted directly on the discharge pipe, which does not allow the maintenance and operation of said balloon to be carried out under good conditions. This balloon is also a generator of significant disturbances, for example of valve blows, taking into account the positioning of the latter near the pump or pumps. This type of protection is not satisfactory and leads to significant dynamic stresses on the valves, which therefore have a reduced service life.

On peut encore réaliser une protection anti-bélier en dotant la ou les pompes d'un volant d'inertie, en associant à la conduite de refoulement une cheminée d'équilibre ou encore en montant en combinaison un ballon et/ou une cheminée tronquee. Anti-ram protection can also be achieved by equipping the pump or pumps with a flywheel, by associating a balance chimney with the discharge pipe or by mounting a balloon and / or a truncated chimney in combination.

Il va de soi que le coût d'un volant d'inertie est très élevé. It goes without saying that the cost of a flywheel is very high.

L'utilisation d'une cheminée d'equilibrage n'est pas utilisable en milieu urbain et elle comporte de plus un caractère inesthétique. La combinaison d'un ballon avec une cheminée tronquée présente tous les inconvénients précités du ballon monté seul.The use of a balancing chimney cannot be used in an urban environment and it also has an unsightly character. The combination of a balloon with a truncated chimney has all the aforementioned drawbacks of the balloon mounted alone.

Les perfectionnements qui font l'objet de La présente invention visent à remédier aux inconvénients des protections anti-bélier utilisées jusqu'a présent dans les réseaux d'assainissement et elle vise la réalisation d'un appareil constituant un dispositif d'entrée d'air de nature à supprimer les coups de clapet et les coups de bélier, ledit appareil comportant un clapet d'entrée d'air associé à un dispositif d'évacuation d'air du type purgeur sonique calibre protégé par un dispositif de mise hors d'eau. The improvements which are the subject of the present invention aim to remedy the drawbacks of the water hammer protections used until now in sewerage networks and it aims at the production of an apparatus constituting an air intake device likely to suppress flapper and water hammer, said apparatus comprising an air intake valve associated with an air evacuation device of the caliber sonic bleeder type protected by a device for removing water .

A cet effet, l'appareil anti coups de bélier suivant l'invention comporte des moyens permettant la constitution d'une poche d'air dans la canalisation immédiatement après l'apparition de l'onde de pression engendrée par un arrêt de la station de pompage, des moyens d'évacuation lente de l'air formant ladite poche et des moyens d'isolation des moyens d'évacuation lente de l'air à L'encontre de l'introduction dans ces moyens de liquide chargé. To this end, the water hammer device according to the invention comprises means allowing the creation of an air pocket in the pipeline immediately after the appearance of the pressure wave generated by a stop of the station. pumping, means for slowly evacuating the air forming said pocket and means for isolating the means for slowly evacuating the air against the introduction into these means of charged liquid.

La structure de l'appareil suivant l'invention comprend en combinaison
- un corps vertical creux dont la base est assemblée à une bride de la canalisation de refoulement, tandis que sa partie supérieure est fermée par un bouchon tubulaire à ouvertures latérales et dont la face interne est pourvue d'un joint annulaire ;
- une soupape maintenue élastiquement contre son siège ménagé sous une cloison transversale du bouchon située en dessous de ses ouvertures latérales ;
- un équipage mobile constitué par un flotteur relie à un clapet par une tige guidée axialement dans te corps, de manière que lorsque
le liquide chargé se trouve à un certain niveau dans ledit corps, le clapet est appliqué contre le joint du bouchon ;
- et un ajutage calibré faisant comnuniquer l'espace interieur du bouchon situé sous La soupape avec L'extérieur.The structure of the apparatus according to the invention comprises in combination
- A hollow vertical body, the base of which is assembled with a flange of the discharge pipe, while its upper part is closed by a tubular plug with lateral openings and the internal face of which is provided with an annular seal;
- A valve held resiliently against its seat formed under a transverse partition of the plug located below its lateral openings;
- a movable assembly consisting of a float connected to a valve by a rod guided axially in the body, so that when
the loaded liquid is at a certain level in said body, the valve is applied against the seal of the cap;
- and a calibrated nozzle making the internal space of the plug located under the valve communicate with the outside.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux co- prendre L'invention, les caractéristiques qu'eLLe présente et Les avantages qu'elle est susceptibte de procurer :
Fig. 1 illustre schématiquement la branche de relevage d'un circuit d'assainissement comportant application d'un appareil suivant l'invention.The appended drawing, given by way of example, will make it easier to understand the invention, the characteristics it presents and the advantages which it is capable of providing:
Fig. 1 schematically illustrates the lifting branch of a sanitation circuit comprising application of an apparatus according to the invention.

Fig. 2 est une coupe à plus grande échelle de l'appareil suivant l'invention en position de fonctionnement. Fig. 2 is a section on a larger scale of the apparatus according to the invention in the operating position.

Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 2, mais illustrant l'appareil tors de son fonctionnement en anti-bélier. Fig. 3 is a view similar to that of FIG. 2, but illustrating the device tors of its operation in anti-ram.

On a représenté en fig. 1 une branche d'un réseau d'assainissement destinée au relevage d'eaux pluviales ou usées à partir d'un égout 1 en direction d'un collecteur Z situé à un niveau plus élevé. Pour ce faire, on utilise une pompe 3 qui, dans la plupart des cas, est immergée dans le liquide contenu dans l'égout 1. La canalisation de refoulement 4 de la pompe 3 comporte un clapet anti-retour 5 et un appareil suivant l'inven- tion affecté de la reférence générale 6. Celui-ci est assemblé à une dérivation 4a verticale de ta canalisation 4 qui a été illustrée en traits discontinus en fig. 2 et 3. There is shown in fig. 1 a branch of a sewerage network intended for the lifting of rainwater or wastewater from a sewer 1 in the direction of a collector Z located at a higher level. To do this, a pump 3 is used which, in most cases, is immersed in the liquid contained in the sewer 1. The discharge line 4 of the pump 3 comprises a non-return valve 5 and a device according to the invention. 'invention affected by the general reference 6. This is assembled to a vertical branch 4a of the pipe 4 which has been illustrated in broken lines in FIG. 2 and 3.

Le dispositif suivant l'invention est essentiellement constitue d'un corps creux 7 dont la base comporte une bride 7a assemblée à celle 4b de la dérivation 4a à La manière connue. La partie haute du corps 7 est associee, pour des raisons de facilité de fabrication, à un col tubuLaire 7b, mais il pourrait bien entendu ne faire qu'une seuLe pièce avec ce dernier. La partie supérieure du col 7b est taraudée pour recevoir un bouchon tubulaire 8 qui comporte une cloison transversale intermédiaire 8a percée d'un trou central 8b. Celui-ci est fermé par une soupape 9 s'appliquant sur la face inférieure de la cloison 8a grâce à sa tige 9a chargée vers le haut par un ressort 10. La tige 9a coulisse dans un presse-étoupe 11 solidaire de l'extrémité supérieure ouverte du bouchon 8. On observe que celui-ci comporte encore des ouvertures latérales 8c disposées entre la cloison transversale 8a et le presse-étoupe 11, de manière que l'espace du bouchon situé entre la cloison 8a et te presse-étoupe 11 soit en communication avec l'extérieur. The device according to the invention essentially consists of a hollow body 7, the base of which comprises a flange 7a assembled to that 4b of the branch 4a in the known manner. The upper part of the body 7 is associated, for reasons of ease of manufacture, with a tubular collar 7b, but it could of course only be one piece with the latter. The upper part of the neck 7b is tapped to receive a tubular plug 8 which comprises an intermediate transverse partition 8a pierced with a central hole 8b. The latter is closed by a valve 9 applying to the underside of the partition 8a by virtue of its rod 9a loaded upwards by a spring 10. The rod 9a slides in a cable gland 11 secured to the upper end open the plug 8. It is observed that the latter also has lateral openings 8c arranged between the transverse partition 8a and the cable gland 11, so that the space of the plug located between the partition 8a and the cable gland 11 is in communication with the outside.

La partie inférieure du bouchon située dans le coL 7b est associée à une cloche 12 qui se prolonge vers le bas par un manchon 12a. Dans
L'alésage de ce dernier est monte à coulissement la tige 13 d'un équipage mobile constitué par un flotteur 14 monté à L'extrémité inférieure de la tige 13 dont L'extrémité supérieure est accouplée à un clapet 15 qui prend appui, lorsque du liquide se trouve à un niveau N dans Le corps 7, contre un joint annulaire 16 tel qu'un joint torique ou analogue dispose dans une gorge de la face inférieure du bouchon. On observe que la jupe de La cloche 12 est pourvue d'ouvertures 1Zb faisant commu- niquer L'intérieur de cette cloche et celui du corps 7. A ce dernier est associé un robinet 17 destiné à ta purge ou au nettoyage de L'appareil 6.The lower part of the plug located in the coL 7b is associated with a bell 12 which is extended downwards by a sleeve 12a. In
The bore of the latter is mounted to slide the rod 13 of a movable assembly consisting of a float 14 mounted at the lower end of the rod 13 whose upper end is coupled to a valve 15 which is supported when the liquid is at a level N in the body 7, against an annular seal 16 such that an O-ring or the like has in a groove the underside of the plug. It is observed that the skirt of the bell 12 is provided with openings 1Zb communicating the interior of this bell and that of the body 7. With the latter is associated a tap 17 intended for purging or cleaning the apparatus. 6.

Le fonctionnement est le suivant
Lorsque la station de pompage fonctionne, le liquide de l'égout t est trànsférévers le collecteur 2 par la pompe 3. La pression du liquide le fait pénétrer dans le corps 7, de telle sorte que le flotteur 14 applique le clapet 15 contre son siège ou joint 16. Lorsque la pompe est arretée, il se crée à la manière connue une onde de dépression qui vide le corps 7, de telle sorte que le flotteur 14 descend (fig. 3), si bien que le clapet 15 s'ouvre. a dépression entraine alors l'ouverture de la soupape 9 à l'encontre de la réaction du ressort 10. L'air ambiant traverse donc les ouvertures 8c pour pénétrer à L'intérieur du bouchon 8, puis dans la cloche 12 d'où it ressort par les ouvertures 12b pour venir constituer une poche d'air dans la canalisation 4. Bien entendu, des l'arrêt de la pompe, le clapet anti-retour 5 se ferme. Lors du retour de l'onde de surpression, la soupape 9 se ferme pour bloquer un certain volume d'air dans la conduite en vue d'assurer l'amortissement de cette onde. Par contre, le clapet 15 reste ouvert.The operation is as follows
When the pumping station is operating, the liquid from the sewer t is transferred to the collector 2 by the pump 3. The pressure of the liquid causes it to penetrate into the body 7, so that the float 14 applies the valve 15 against its seat or seal 16. When the pump is stopped, a vacuum wave is created in the known manner which empties the body 7, so that the float 14 descends (fig. 3), so that the valve 15 opens . a vacuum then causes the opening of the valve 9 against the reaction of the spring 10. The ambient air therefore passes through the openings 8c to penetrate inside the plug 8, then into the bell 12 from where it comes out through the openings 12b to form an air pocket in the pipe 4. Of course, when the pump stops, the non-return valve 5 closes. When the overpressure wave returns, the valve 9 closes to block a certain volume of air in the pipe in order to ensure the damping of this wave. On the other hand, the valve 15 remains open.

Grâce à un ajutage calibré 8g l'air enfermé dans la conduite s'évacue petit à petit tant que le clapet de sécurité 15 n'est pas fermé, c'est-à-dire tant que tout l'air de la poche n'est pas évacué en permettant le retour du liquide dans le corps 7. Ce retour de liquide entraine la fermeture du clapet 15 lorsque son niveau N est suffisant. La soupape 9 se ferme alors et l'appareil suivant l'invention revient dans la position de fig. 2. Thanks to a calibrated nozzle 8g the air trapped in the pipe is gradually evacuated as long as the safety valve 15 is not closed, that is to say as long as all the air in the pocket does not is not evacuated by allowing the liquid to return to the body 7. This liquid return causes the valve 15 to close when its level N is sufficient. The valve 9 then closes and the apparatus according to the invention returns to the position of FIG. 2.

La fermeture du clapet 15 isole la soupape 9 et l'ajutage calibré 8d par rapport à toute entrée de liquide charge circulant dans la canalisation 4. La circulation d'air à chaque arrêt de ta pompe permet de reduire le développement de l'hydrogène sulfureux (H2s). Bien entendu, l'ajutage 8g peut comprendre un système de régLage de son diamètre de manière à régler le temps d'évacuation de la poche d'air. Closing the valve 15 isolates the valve 9 and the calibrated nozzle 8d with respect to any entry of charge liquid circulating in the pipe 4. The circulation of air at each stop of your pump makes it possible to reduce the development of sulfurous hydrogen (H2s). Of course, the nozzle 8g may include a system for adjusting its diameter so as to regulate the evacuation time of the air pocket.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne Limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

1. Anti-water hammer apparatus (6) for pumping stations for lifting wastewater and / or rainwater of the kind constituted by an anti-water hammer mounted directly on the discharge pipe (4), characterized in that it comprises means (9) allowing the constitution of an air pocket in the pipeline (4) immediately after the appearance of the pressure wave generated by a stop of the pumping station, means (8d) d 'slow evacuation of the air forming said pocket and means (13, 14, 15) for isolating the slow air evacuation means against the introduction into these means of charged liquid.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that iL comprises in combination:

- A hollow vertical body (7), the base of which is assembled with a flange (4b) of the delivery pipe (4), while its upper part is closed by a tubular plug (8) with lateral openings (8c) and of which the internal face is provided with an annular seal (16);

- a valve (9) resiliently held against its seat formed under a transverse partition (8a) of the plug (8) situated below its lateral openings (8c);

- a moving assembly consisting of a float (14) connected to a valve (15) by a rod (13) guided axially in the body (7) so that when the charged liquid is at a certain level (N) in said body (7) the valve (15) is applied against the seal (16) of the plug (8);

- And a calibrated nozzle (8a) communicating the interior space of the plug (8) located under the valve (9) with the outside.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the connecting rod (13) of the float (14) to the valve (15) slides freely in the bore of a sleeve associated (12a) with a bell (12) perforated integral with the underside of the plug (8).