FR2723855A1

FR2723855A1 - Dispositif de decantation compact

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Publication number: FR2723855A1
Application number: FR9410450A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-01

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de décantation gravitaire de globules solides ou liquides, initialement présents dans un fluide de densité différente, caractérisé en ce qu'il comporte - Une cuve dans laquelle se produit l'écoulement principal dudit fluide à traiter, cette cuve comportant les éléments suivants: - Un ouvrage d'entrée du fluide porteur permettant d'homogénéiser la vitesse de l'écoulement dudit fluide porteur sur une faible longueur avant son entrée dans la zone de séparation, - Au moins un dispositif séparateur formé d'une pluralité de canaux quasi parallèles juxtaposés, longs et étroits, inclinés par rapport à l'horizontale, canaux dans lesquels l'écoulement de fluide est laminaire pendant les phases de traitement, - Le dernier de ces dits dispositifs formés d'une pluralité de canaux étant incliné selon le sens de l'écoulement en sens inverse du sens de décantation verticale des globules restant à séparer, constituant ainsi une barrière au passage desdits globules, - Un ouvrage de sortie dudit fluide porteur après son traitement, ledit ouvrage étant de faible longueur dans le sens de l'écoulement; - Au moins un réservoir de réception desdits produits situés à l'extérieur de ladite zone d'écoulement principal selon la direction verticale correspondant à la direction de décantation verticale des produits à séparer - Des dispositifs hydrauliques placés entre l'écoulement principal et lesdits réservoirs de réception permettant d'éviter que l'écoulement principal ne génère des turbulences dans lesdits réservoirs de réception, ce qui pourrait provoquer leur réentraînement. Les dispositifs ainsi conçus sont particulièrement compacts.

Description

La présente invention est relative à un système de séparation de globules contenus dans un fluide porteur, ces globules pouvant être liquides, solides ou gazeux, plus denses ou plus légers que le fluide porteur.

On trouve dans le commerce de tels appareils, par exemple pour la séparation des sables et des huiles dans les eaux pluviales. Les dimensions de ces appareils sont, en général, très importantes pour les raisons suivantes
- Le compartiment d'entrée du liquide est de grande dimensions, car on doit
dissiper l'énergie d'un jet de fluide qui pénètre sans ralentir dans un volume réduit,
engendrant ainsi des turbulences. De plus, la décantation des espèces lourdes,
généralement du sable qu'il est prévu de réaliser dans cet espace, ne peut se faire
que dans un milieu peu agité, ce qui explique que l'on soit obligé d'agrandir les
dimensions de ce compartiment d'entrée.

- Plusieurs constructeurs effectuent la coalescence de la phase liquide dans un
ensemble de canaux parallèles juxtaposés formant un décanteur lamellaire, en
général inclinés à environ 60 Très souvent néanmoins, les conditions d'entrée
dans le premier compartiment sont telles que la distribution de vitesses dans cette
structure n'est pas homogène, ce qui conduit à une baisse d'efficacité du
décanteur lamellaire. Les matières grenues, sables et argiles sont, en général
retenues par ce décanteur lamellaire. Par contre, les huiles traversent cet appareil
à co-courant et en ressortent dans un étage de décantation finale.

- L'étage de décantation finale doit être de très grandes dimensions si on veut
évacuer par gravité les plus petites gouttes résultant de la coalescence dans le
décanteur lamellaire sans qu'elles soient entrainées par l'écoulement général.

La fonction décantation des décanteurs classiques demande donc un grand volume résultant de la nécessité de dissiper l'énergie de l'écoulement à l'entrée, de la mauvaise aiimentation du décanteur lamellaire et de la nécessité de disposer d'un étage de décantation finale de très grandes dimensions.

De plus, lorsque le débit de liquide devient très important, par exemple lors d'un orage, il est nécessaire de disposer d'une dérivation de l'appareil qui permet d'éviter la remise en suspension des espèces préalablement décantées. Ceci implique la mise en oeuvre d'un appareillage supplémentaire assez complexe et onéreux.

Enfin, les fabricants de ces appareils mettent en oeuvre un dispositif à flotteur dans la chambre de décantation aval de l'appareil qui permet d'éviter le réentrainement d'huile.

Ce système est également complexe et onéreux.

Toutes ces contraintes font que les appareils deshuileurs du marché sont encombrants et onéreux, leur volume en mètres cubes étant typiquement supérieur à cent fois le débit de liquide qui les traverse exprimé en mètres cubes par seconde. Ceci correspond a un temps de séjour d'environ 100 secondes.

Les mêmes problèmes se rencontrent dans les décanteurs utilisés dans l'industrie pour la séparation des espèces légères dans les liquides ou lourdes dans les liquides ou les gaz, le dépoussiérage en particulier.

La présente invention est relative à un système qui permet de pallier la plupart de ces inconvénients. Bien que son applicabilité soit générale, on peut, dans le cas de séparateurs d'huile et de sables dans l'eau espérer une diminution de volume d'environ 4 à performances égales par rapport aux appareils du marché ci-dessus brièvement décrits. De plus, il n'est pas nécessaire de mettre en place une dérivation de sur-débit ni d'utiliser de système d'extraction à flotteur.

L'invention concerne un dispositif de décantation gravitaire de globules solides ou liquides, initialement présents dans un fluide de densité différente, caractérisé en ce qu'il comporte - Une cuve dans laquelle se produit l'écoulement principal dudit fluide à traiter, cette cuve comportant les éléments suivants::
- Un ouvrage d'entrée du fluide porteur permettant d'homogénéiser la vitesse de
l'écoulement dudit fluide porteur sur une faible longueur avant son entrée dans la
zone de séparation,
- Au moins un dispositif séparateur formé d'une pluralité de canaux quasi
parallèles juxtaposés, longs et étroits, inclinés par rapport à l'horizontale, canaux
dans lesquels l'écoulement de fluide est laminaire pendant les phases de
traitement,
- Le dernier de ces dits dispositifs formés d'une pluralité de canaux étant incliné
selon le sens de l'écoulement en sens inverse du sens de décantation verticale des
globules restant à séparer, constituant ainsi une barrière au passage desdits
globules,
- Un ouvrage de sortie dudit fluide porteur après son traitement, ledit ouvrage
étant de faible longueur dans le sens de l'écoulement;; -Au moins un réservoir de réception desdits produits situés à l'extérieur de ladite zone d'écoulement principal selon la direction verticale correspondant à la direction de décantation verticale des produits à séparer - Des dispositifs hydrauliques placés entre l'écoulement principal et lesdits réservoirs de réception permettant d'éviter que l'écoulement principal ne génère des turbulences dans lesdits réservoirs de réception, ce qui pourrait provoquer leur réentramement.

L'ouvrage d'entrée du fluide a pour fonction d'homogénéiser spatialement sa vitesse d'écoulement avant qu'il ne pénètre dans la zone de décantation proprement dite. Il est, en effet fondamental que cette homogénéité soit la meilleure possible si on veut que l'organe séparateur ait un bon rendement. Dans la plupart des appareils industriels, cette fonction est réalisée en laissant se disperser le jet d'entrée pénétrant dans le séparateur.

Pour qu'une telle solution soit efficace, il faudrait, dans l'idéal, laisser une longueur de dissipation égale à au moins 10 fois le diamètre de la tuyauterie d'entrée. En fait, les constructeurs se contentent de longueurs légèrement inférieures. parfois, on met en place des chicanes, ce qui est une mauvaise solution, car le ralentissement qu'elles provoquent n'est pas organisé et est à l'origine de fortes turbulences. Dans la présente invention, deux solutions sont revendiquées, I'une qui 5?adapte à une cuve axisymétrique cylindrique à axe vertical consiste à introduire le fluide au travers d'une tuyauterie coaxiale à la cuve percée d'orifices convenablement répartis en regard des zones d'entrée situées à l'aval. L'autre solution s'applique à une cuve prismatique, en général parallélépipédique.Elle consiste à mettre en place en regard du débouché de la tuyauterie d'entrée une tôle parallèle à la paroi de la cuve dans cette zone de débouché,
L'ensemble créant un passage annulaire qui s'étend radialement au delà des parois de la tuyauterie. En passant dans ce passage annulaire, le fluide se ralentit, ceci d'autant plus que le rapport entre le diamètre externe de la tôle et celui de la tuyauterie est élevé. Par exemple, si, D étant le diamètre de la tuyauterie, I'épaisseur du jeu annulaire est égale à 0.25 D et si le diamètre de la tôle en regard est de 4D, le ralentissement du fluide provoqué par ce dispositif sera de 4 dans un volume extremement réduit, égal à 7tD3.

On peut éventuellement compléter ce dispositif en mettant en place à son aval une tôle perforée qui a pour effet de mieux homogénéiser la distribution des vitesses d'écoulement. Ces deux solutions d'ouvrages d'entrées permettent de limiter de manière spectaculaire les volumes de l'ouvrage d'entrée des décanteurs.

Le procédé de séparation proprement dit selon l'invention consiste à mettre en oeuvre des blocs de canaux parallèles dans lequel s'établit un écoulement laminaire, et qui sont préférablement inclinés. Les globules plus denses que le fluide porteur tombent dans ces canaux vers le bas et glissent alors le long de la paroi soit à contre courant, soit à co courant suivant le sens d'inclinaison des blocs de canaux. Au contraire, les globules plus légers que le fluide porteur montent dans l'écoulement. Ils glissent de même au plafond des canaux dans un sens qui dépend de leur inclinaison.

Lorsque les globules séparés s'agglomèrent, on parle de coalescence. Les nouveaux globules formés ont alors une vitesse verticale de décantation supérieure au premiers, proportionnellement au carré de leur diamètre.

Les blocs séparateurs selon l'invention sont constitués de blocs de ce type et ne constituent pas en eux mêmes une nouveauté. Plusieurs réalisations de tels canaux juxtaposés sont possibles, en particulier sous forme de tôles pliées ou ondulées jointes entre elles ou sous forme de blocs de nids d'abeilles.

L'un des autres points majeurs de l'invention concerne l'ouvrage de sortie. Dans les systèmes classiques, on met en place entre l'ouvrage d'entrée et l'ouvrage de sortie un ensemble de tubes juxtaposés de grande longueur dans lesquels se produit la décantation des espèces à séparer, les plus lourdes allant vers le bas, les plus légères vers le haut du canal. Lorsque l'une de ces espèces coalesce, ce qui signifie que la réunion de plusieurs globules forme un globule plus gros, on dispose l'élément décanteur de telle sorte que ces espèces coalescées dont les vitesses de décantation sont augmentées par rapport à celles des globules initiaux, soient dirigées vers l'étage de sortie. Idéalement, cet étage de sortie devrait être suffisamment grand pour que les plus petits globules à séparer aient le temps de se décanter.Si H est la hauteur de ce décanteur, d le diamètre des dits globules les plus petits à séparer et w leur vitesse de décantation, V étant la vitesse horizontale du fluide dans la zone de décantation, la longueur de cette zone de décantation doit être égale à -
VH
w
Par exemple, pour une vitesse V de I cm/s, une vitesse ascensionnelle de 7 mm/s et une hauteur de 2 m, on trouve une longueur minimale de décanteur de 10m. Encore faut-il considérer qu'aucune turbulence ne vient perturber la remontée des globules, ce qui est pratiquement impossible à réaliser.

La présente invention permet de supprimer totalement la chambre de décantation en utilisant un principe différent. On met en place à la sortie du décanteur-coalesceur à canaux parallèles un second étage de canaux juxtaposés parallèles dont le rôle n'est plus de réaliser une décantation, mais d'empêcher que les globules puissent continuer vers l'aval. Ce décanteur est, dans le sens du courant, incliné en sens inverse des globules issus de l'étage précédent de décantation. En effet, un globule susceptible d'être séparé pénétrant dans un canal quelconque de ce décanteur atteindra la partie supérieure du canal. Du fait de l'inclinaison du canal et du caractère laminaire de l'écoulement dans celui-ci, ce globule pourra remonter à contre courant et sortira donc dudit canal au bout d'une certain temps.A la sortie du canal, le globule sera repris par le canal suivant dans lequel il sera à nouveau séparé, canal qu'il quittera à contre courant pour atteindre un nouveau canal dans son sens de décantation et ainsi de suite. L'ensemble de ces canaux constitue donc une barrière pour les globules séparables. Le fluide qui sort de cet ouvrage est donc exempt des globules séparables. Il n'est donc plus nécessaire de mettre en oeuvre un quelconque ouvrage de sortie qui n'a plus d'utilité.

Afin d'éviter des effets d'aspiration résultant de la présence de la tuyauterie de sortie, on peut mettre en place à la sortie du bloc formant barrière une tôle perforée. L'entrée dans la tuyauterie de sortie se fera préférentiellement en mettant en place une tôle en regard de ladite tuyauterie, tôle formant convergent en forme de jeu annulaire de manière analogue à celle utilisée pour le divergent d'entrée.

Ces dispositions permettent d'optimiser ie volume du séparateur en minimisant les dimensions des ouvrages d'entrée et de sortie. De plus, il est nécessaire d'éviter le réentrainement des globules décantés, en particulier lorsque le séparateur fonctionne en sur débit. Le dispositif selon l'invention est donc complété par des réservoirs situés à l'abri de l'écoulement principal dans lequel sont stockés les globules séparés. Dans le cas de globules moins denses que le fluide porteur, les stockage est situé au dessus de la zone de décantation de l'écoulement principal. Au contraire, dans le cas de globules plus denses, le stockage est placé en dessous.Dans le cas ou l'écoulement transporte à la fois des globules plus denses et moins denses, on met en place deux cuves de stockage, I'une située au dessus, L'autre au dessous de l'écoulement principal.

Les orifices d'entrée dans lesdites cuves de stockage sont placés à l'amont de la zone dans laquelle se produit la décantation finale des espèces concernées et donc à l'amont de la barrière relative à chaque espèce. Ces orifices sont ménagés dans la paroi située immédiatement en contact avec les blocs séparateurs. Afin d'éviter les recirculations de fluide porteur dans les réservoirs de stockage, on met en place des orifices de grande longueur qui sont quasi verticaux. De plus, dans certaines réalisations de l'invention, on canalise l'écoulement principal à l'amont de cette zone de sorte que la direction dudit l'écoulement soit parallèle à la paroi portant les canaux, ce qui évite les recirculations dans le compartiment de stockage. On dispose pour ce faire un bloc de canaux juxtaposés parallèles horizontaux dans la tranche d'écoulement située à l'amont de cette zone.Pour que cette solution soit efficace, la longueur de ces canaux sera au moins égale å 5 fois leur diamètre hydraulique. Enfin, les cuves de stockage ne comporteront pas d'autres zones en contact avec l'écoulement principal, ce qui aurait pour conséquence d'induire des recirculations internes a la cuve. Si la mise en oeuvre d'une telle autre zone s'avérait nécessaire, par exemple pour prédécanter de gros globules, on cloisonnerait ladite cuve de stockage. L'ensemble de ces dispositions permet de faire transiter des débits très importants dans la cuve, ce qui permet d'éviter la mise en oeuvre de dérivations.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de mises en oeuvre de l'invention donnés å titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur les quelles
- les figures la et lb donnent en vue de face et de coté un exemple de bloc de
décantation à canaux parallèles constitués de structures en nids d'abeilles, mettant
en évidence le principe de la décantation et de la coalescence des globules.

- la figure 2 donne une vue en perspective d'un exemple de structures de tôles
ondulées permettant de réaliser industriellement de tels blocs de décantation à
canaux longs et étroits.

- la figure 3 donne une vue en coupe d'un séparateur adapté à une seule espèce de
globules, moins denses que le fluide porteur. La cuve a une forme
parallélépipédique.

- la figure 4 donne une vue en coupe d'un exemple de séparateur permettant de
séparer deux espèces de globules, I'une moins dense et l'autre plus dense que le
fluide porteur. La cuve a une forme générale prismatique parallélépipédique.

- la figure 5 donne encore une vue en coupe d'un exemple de séparateur
permettant de séparer deux espèces de globules, I'une moins dense et l'autre plus
dense que le fluide porteur. La cuve également a une forme générale prismatique
parallélépipédique.

- la figure 6 donne une vue en coupe d'encore un exemple de séparateur selon
l'invention permettant de séparer deux espèces de globules, I'une moins dense et
l'autre plus dense que le fluide porteur. La cuve est cylindrique à axe vertical.

Sur la figure 1, les blocs de canaux séparateurs 1 sont constitués de blocs élémentaires 2 de nids d'abeilles extrudés, collés entre eux. Chacun de ces blocs élémentaires contient une pluralité de tubes hexagonaux 3. L'écoulement dans ces tubes hexagonaux doit être laminaire pour que la décantation puisse s'y produire efficacement. Cette condition est atteinte si le nombre de Reynolds de l'écoulement de fluide porteur dans le canal est inférieur à 2000, cedit nombre de Reynolds Re étant défini par VD
Re=-
v
V étant la vitesse d'écoulement du fluide porteur dans le sens du canal, D le diamètre hydraulique du canal et v la viscosité cinématique du fluide porteur.

Les globules 4 moins denses que le fluide montent dans les canaux suivant la flèche Fl.

Lorsqu'ils atteignent la paroi du canal, la vitesse d'écoulement selon le canal est nulle en raison du caractère laminaire de l'écoulement. Les globules 4 remontent donc le long du canal à contre-courant du fluide porteur selon la flèche F2.

Au contraire, les globules 5 plus denses que le fluide porteur tendent à rejoindre la paroi inférieure du canal car ils se décantent vers le bas selon la flèche F3. Là encore, la vitesse du fluide porteur est nulle en ladite paroi inférieure du canal et les globules denses descendent naturellement le long du canal à co-courant selon la flèche F4.

La vitesse de décantation des particules est fonction de leur densité et de leur diamètre.

Les plus grosses d'entre elles décantent plus vite que les plus petites. Il existe un diamètre particulier d'une particule de densité donnée pour laquelle la distance de chute parcourue pendant le passage dans les canaux longs et étroits est égale à la hauteur desdits canaux dans le sens vertical. Toutes les particules d'un diamètre supérieur à ce diamètre critique sont séparées. Ce diamètre est appelé le diamètre de coupure de l'appareil pour le débit de fluide porteur concerne.

Si le canal était incliné vers le haut dans le sens du courant, les globules lourds auraient tendance à redescendre à contre courant et les globules légers seraient entraînés à cocourant selon un processus connu.

La figure 2 donne un autre mode de réalisation des canaux 3, qui consiste à assembler des tôles ondulées 6 par collage, soudage ou rivetage par des rivets 7.

Bien entendu, ces deux modes de réalisation ne sont pas limitatifs, d'autres manières de réaliser des canaux de grande longueur faisant l'objet de l'art connu.

La figure 3 donne un mode de réalisation de l'invention dans lequel on cherche à séparer uniquement des globules 4 plus légers que le fluide porteur. Le fluide chargé des particules 4 plus légères que lui pénètre dans la cuve parallélépipédique 8 au travers de la tuyauterie 9, puis au travers du jeu annulaire 10 ménagé entre la paroi de la cuve
Il et la plaque 12 qui lui est parallèle, cette plaque 12 étant soutenue par des ailettes radiales 13 qui ne gênent pas l'écoulement. La cuve est séparée en deux parties 14 et 15 selon le sens vertical par la tôle 16. La partie 14 dans laquelle se trouvent les éléments séparateurs est parcourue par le flux principal d'écoulement alors que la partie 15 sert uniquement de réserve des globules légers séparés.Après avoir été ralenti dans le jeu annulaire, le fluide traverse une plaque 17 perforée d'orifices 18 servant à homogénéiser les débits de fluide avant qu'il ne pénètre dans les éléments séparateurs. Cette tôle perforée est suivie d'un espace 19 permettant la dissipation hydraulique des jets issus des perforations 18. On place ensuite un bloc de canaux parallèles 20 permettant d'obtenir un écoulement quasi parfaitement horizontal et quasi laminaire. Ce bloc est à nouveau suivi d'un espace 20 surmonté d'un nid d'abeilles 21, puis d'un bloc de canaux inclinés à contre courant 22. Ce bloc de canaux 22 fait office de décanteur et éventuellement coalesceur des globules qui ne peuvent le traverser si leur taille est supérieure au diamètre de coupure de l'appareil.Les globules remontent donc dans le canal où ils se trouvent, passent dans le canal supérieur, puis successivement de canal supérieur en canal supérieur. Ils remontent donc petit à petit dans la zone 20. Lorsqu'ils arrivent en partie supérieure de la zone 20, les globules rencontrent le nid d'abeilles vertical 21 et le traversent. Ils pénètrent alors dans le réservoir de stockage 15 des globules, qui est protégé de l'écoulement principal grâce à la conjugaison des blocs de nids d'abeille 20 et 21. Les globules sont stockés en 23 en partie supérieure du réservoir de stockage 15.

Le liquide porteur débarrassé des plus gros globules qu'il contenait sort du bloc de canaux parallèles, traverse la tôle perforée 24 qui tend encore à homogénéiser l'écoulement et ressort au travers de la tuyauterie 26 après avoir traversé le convergent radial 25 formé de la conjugaison de la plaque 26 et du fond de cuve 28.

Les dimensions de l'appareil représenté sur la figure 3 sont les suivantes la largeur de l'appareil est de 1.2m, sa hauteur totale de 1.75m, sa profondeur est de 1 m. Les blocs séparateurs sont constitués de nids d'abeille hexagonaux de maille 8 mm et de longueur 600 mm inclinés à 60 par rapport à l'horizontale. Le volume total de l'appareil est de 2. lu3. Le volume de stockage des globules légers est de 0.36m3. Le débit total passant dans l'appareil sera de 100 I/s et son diamètre de coupure en supposant une densité des globules de 0.85 par rapport à l'eau sera de 200 microns. Le temps de séjour moyen du liquide dans l'appareil sera donc de 21 secondes.Un appareil de cette conception doit permettre le passage d'un sur-débit de 500 Us sans remise en suspension des particules légères stockées dans le réservoir supérieur grâce à la conjugaison des canaux 20 et 21.

La figure 4 donne un mode de réalisation du dispositif destiné à séparer une espèce lourde 5 et une espèce légère 4 en un seul passage. On retrouve la tuyauterie d'alimentation 9 suivie du passage annulaire 10 ménagé entre la paroi de la cuve 11 et la tôle 12, la tôle perforée 17 de trous répartis 18 suivie de l'espace 19 de dissipation de l'énergie des jets issus desdits trous 18. On retrouve les canaux horizontaux parallèles 20a qui permettent de donner une direction générale horizontale à l'écoulement. Le bloc de nids d'abeilles 29 est, dans ce cas, incliné vers le haut. Les particules lourdes 5 sont donc séparées dans les canaux longs qui le constituent, rejoignent les parois puis descendent graduellement vers le bas à contre-courant.Ces particules lourdes sont ensuite évacuées au travers du nid d'abeilles 30 vers le réservoir de stockage inférieur 3 1 où elles forment un tas 32. Le réservoir de stockage 31 est séparé de la zone d'écoulement principal 14 par la tôle 33. Les particules légères sont séparées dans les canaux du bloc 29 et se coalescent lorsqu'elles atteignent le plafond des canaux. Elles traversent alors des blocs de canaux lamellaires horizontaux 20b avant de se présenter à l'entrée de la barrière 22 formée de canaux parallèles inclinés vers le bas qui empêche le passage des globules par le mécanisme décrit ci-dessus. Les particules légères sont donc forcées à passer dans le nid d'abeilles 21 avant de rejoindre le réservoir de stockage 15 à la partie supérieure duquel elles se rassemblent pour former un amalgame 23. Au cas où les particules ne coalesceraient pas dans le bloc de canaux 29; la longueur des canaux du bloc 22 et leur dimension devraient être identiques à celles du bloc 29. A la sortie de ce séparateur 22, on trouve la tole perforée 24 la tôle 27 permettant de créer l'espace annulaire 25 et la sortie 26. Le temps de séjour dans cet appareil, sur la base d'un débit de 100 Us et d'un pouvoir de coupure de 200 microns en huile et de 66 microns en boue de densité 2.5 est de 25 s.

La figure 5 donne encore la coupe d'un exemple de décanteur dans lequel la séparation initiale est faite sur les globules les plus légers et la séparation finale sur les plus lourds.

Les deux blocs de canaux inclinés 29 et 22 se comportent comme des barrières pour l'espèce légère, puis pour l'espèce lourde. On retrouve pour l'essentiel les mêmes éléments que ceux des exemples précédents. La différence essentielle provient du fait que les deux blocs de séparation sont identiques et que l'ordre de décantation est inversé, la décantation des globules légers précédant celle des plus lourds. De plus, le réservoir de réception des matières lourdes est compartimenté en trois compartiments 31a, 31b et 31c, ce qui permet de récupérer les matériaux les plus gros qui pourraient se décanter à l'amont du nid d'abeilles 30. Les dimensions de l'appareil, pour un débit traité de 100 I/s sont proches de celles correspondant au schéma de la figure 4.

La figure 6 représente un décanteur axisymétrique à axe vertical dont le principe de fonctionnement est proche de celui des décanteurs précédemment décrits. Le fluide chargé est introduit dans l'appareil au travers de la tuyauterie 9, puis de la tuyauterie cylindrique verticale 34 perforée d'orifices 35. Le séparateur proprement dit qui suit cette tuyauterie est analogue à celui de la figure 4. On retrouve le bloc de canaux quasi parallèles 29 qui a un rôle de barrière pour les particules les plus lourdes qui sont évacuées au travers du nid d'abeilles 30 dans le réservoir 31 où elles forment un tas 32, puis le bloc de canaux horizontaux 21 destinés à protéger le réservoir 15 des turbulences, la barrière d'arrêt des particules légères 29 et la sortie au travers d'une tuyauterie cylindrique 26. La hauteur de ce décanteur est de 4.5 m, son diamètre est de m m et il est susceptible de traiter de l'eau chargée de sables et d'huile avec des diamètres de coupure respectifs de 66 et 200 microns avec un temps de séjour de 25 s.

Cette disposition convient bien aux très grands débits, dans le cas d'espèce 1.5 m3/s.

Ces quelques exemples ne sont pas limitatifs de l'applicabilité de l'invention. Elle est directement utilisable pour des applications à la séparation d'autres liquides légers dans des liquides plus denses, au dégazage des liquides ou au dépoussiérage. D'autres conceptions voisines utilisant les principes développés ci-dessus pourront facilement être imaginées par l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS.

1. Dispositif de décantation gravitaire de globules solides ou liquides, initialement présents dans un fluide de densité différente, caractérisé en ce qu'il comporte - Une cuve dans laquelle se produit l'écoulement principal dudit fluide à traiter, cette cuve comportant les éléments suivants

- Un ouvrage d'entrée du fluide porteur permettant d'homogénéiser la vitesse de

l'écoulement dudit fluide porteur sur une faible longueur avant son entrée dans la

zone de séparation,

- Au moins un dispositif séparateur formé d'une pluralité de canaux quasi

parallèles juxtaposés, longs et étroits, inclinés par rapport à l'horizontale, canaux

dans lesquels l'écoulement de fluide est laminaire pendant les phases de

traitement,

- Le dernier de ces dits dispositifs formés d'une pluralité de canaux étant incliné

selon le sens de l'écoulement en sens inverse du sens de décantation verticale des

globules restant à séparer, constituant ainsi une barrière au passage desdits

globules,

- Un ouvrage de sortie dudit fluide porteur après son traitement, ledit ouvrage

étant de faible longueur dans le sens de l'écoulement;; -Au moins un réservoir de réception desdits produits situés à l'extérieur de ladite zone d'écoulement principal selon la direction verticale correspondant à la direction de décantation verticale des produits à séparer - Des dispositifs hydrauliques placés entre l'écoulement principal et lesdits réservoirs de réception permettant d'éviter que l'écoulement principal ne génère des turbulences dans lesdits réservoirs de réception, ce qui pourrait provoquer leur réentraînement.

2. Dispositif selon la revendication N01 caractérisé en ce que les ensembles de canaux longs sont constitués d'une structure en nid d'abeilles.

3. Dispositif selon la revendication N"1 caractérisé en ce que les ensembles de canaux longs sont constitués de plaques comportant des ondulations perpendiculairement au sens de l'écoulement, et sont assemblées de telle sorte que leur juxtaposition permette de constituer des canaux longs.

4. Dispositif selon la revendication N"1 caractérisé en ce que la cuve a une forme générale parallélépipédique.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications N"1 et 4 caractérisé en ce que l'ouvrage d'entrée du liquide dans la cuve est formé d'une tuyauterie d'amenée cylindrique, puis d'un passage annulaire ménagé entre la paroi de la cuve et une plaque plane qui lui est quasi parallèle, ledit passage s'étendant radialement, forçant ainsi l'écoulement à ralentir d'autant plus que le développement radial dudit passage est important.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications N"1 et 4 caractérisé en ce que l'ouvrage de sortie du liquide de la cuve est formé d'une tuyauterie cylindrique, précédée d'un passage annulaire ménagé entre la paroi de la cuve et une plaque plane qui lui est quasi parallèle, ledit passage s'étendant radialement.

7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications N"5 à 6 caractérisé en ce que l'épaisseur dudit passage est comprise entre 0.2 D et 0.5 D, D étant le diamètre de la canalisation cylindrique.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'ensemble du séparateur de forme générale parallélépipédique est placé dans une cuve cylindrique à axe horizontal.

9 Dispositif selon la revendication N01 caractérisé en ce que la cuve a une forme générale cylindrique à axe vertical dans lequel l'écoulement du fluide à traiter s'effectue dans un sens général radial.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 9 caractérisé en ce que le fluide à traiter pénètre dans la cuve au travers d'une tuyauterie verticale perforée coaxiale à la cuve destinée à répartir le débit dudit fluide de manière homogène autour de ladite tuyauterie verticale dans le sens radial, les éléments séparateurs à canaux longs étant situés à l'aval de cette tôle perforée dans le sens de circulation de l'écoulement qui s'effectue du centre vers l'extérieur de la cuve.

Il. Dispositif selon la revendication N"1 caractérisé en ce que le décanteur n'a qu'une seule espèce à séparer et est constitué d'un seul étage d'éléments séparateurs dont les canaux sont inclinés selon le sens de l'écoulement en sens inverse de la direction de décantation verticale des globules de ladite espèce 12.Dispositif selon la revendication N01 caractérisé en ce que le décanteur a deux espèces à séparer, l'une étant moins dense que le fluide porteur, l'autre plus dense, et est constitué de deux éléments séparateurs, les canaux du premier élément séparateur étant inclinés dans un premier temps selon le sens de l'écoulement en sens inverse de la direction de décantation verticale des globules de la première espèce, lesdits globules de ladite première espèce étant arrêtés par ledit premier étage et remontant ses canaux dans le sens inverse de l'écoulement principal sous l'effet de leur différence de densité avec le fluide porteur, lesdits globules passant de canal en canal en étant réentrainés, puis décantés et arrivant finalement au canal ultime de l'ensemble des canaux dans le sens de décantation des globules pour être en mesure de pénétrer dans le réservoir de stockage qui leur correspond les canaux du second séparateur étant destinés à arrêter les globules de la deuxième espèce étant inclinés en sens inverses des premiers et constituant une barrière au passage des globules de la seconde espèce par décantation dans les canaux et passage d'un canal à l'autre de manière analogue aux globules de la première espèce dans le premier ensemble de canaux parallèles, les globules de la seconde espèce étant récupérés dans le réservoir de stockage qui leur correspond et qui est situé à l'opposé du premier réservoir dans le sens vertical.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que la séparation entre les réservoirs de stockage et le canal d'écoulement général se fait au travers de tuyauteries de grande longueur situées à l'entrée des canaux de séparation dans le sens vertical correspondant à la zone de récupération des espèces selon leur densité relative par rapport au fluide porteur.

14. Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que les tuyauteries de transfert des particules séparées vers la cuve de décantation sont constituées de nids d'abeilles.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que on place à la sortie des canaux verticaux de séparation, à l'amont des tuyauteries de transfert, des éléments de tuyauterie horizontales sous forme de canaux jointifs de grande longueur destinées à rendre l'écoulement dans cette zone parallèle au plafond du canal principal, ce qui permet d'éviter que l'écoulement principal pénètre dans les réservoirs de stockage et risque d'entraîner les globules qui s'y trouvent.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 8 caractérisé en ce que les globules de l'une des espèces pouvant s'agglomérer ou coalescer, l'agrégat ainsi formé ayant une vitesse de décantation supérieure à celle des globules initiaux, le dernier étage de canaux est utilisé comme barrière pour ce corps agglomérable et est donc incliné dans le sens de l'écoulement en sens inverse de la vitesse de décantation de ces dits corps agglomérables et a une longueur inférieure à celle du premier étage de canaux.

17. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dernier étage de canaux séparateurs est suivi d'une plaque perforée très proche de la sortie desdits canaux qui a pour effet d'homogénéiser les vitesses d'écoulement dans lesdits canaux.