FR2992568A1 - Appareil pour le traitement d'un liquide a epurer. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil pour le traitement d'un liquide à épurer en forme de cuve (1) cylindrique, laquelle cuve (1) comprend : - d'une part, un aménagement pour canaliser le liquide à traiter et qui est formé d'une paroi verticale cylindrique (2), d'un fond (3), d'un fourreau (4) centré sur son axe vertical (5) et d'une cloison radiale verticale (6) qui s'étend entre ladite paroi (2) et ledit fourreau (4) pour séparer l'entrée et la sortie dudit liquide, - et cette cuve (1) comprend, d'autre part, un équipement pour réaliser une séparation gravitaire des matières contenues dans le liquide à traiter, comportant : - des moyens (7) pour introduire le liquide à traiter dans ladite cuve (1), - au moins un racleur supérieur (15) de surface pour amener les matières flottantes vers un collecteur (11), - au moins un racleur inférieur (16) pour amener les matières décantées, qui reposent sur le fond (3), vers une zone d'évacuation (26), - des moyens (8, 9, 80) pour évacuer le liquide épuré, caractérisé en ce que ladite cuve (1) comporte, à la partie inférieure de sa paroi cylindrique (2), un fond (3) qui est double.

Description

APPAREIL POUR LE TRAITEMENT D'UN LIQUIDE A EPURER Description Domaine technique de l'invention. La présente invention a pour objet un appareil pour le traitement d'un liquide à épurer. Elle concerne le domaine technique des appareils de séparation par flottation couramment appelés « flottateurs », lesquels appareils permettent de traiter des liquides, du genre effluents ou autres, chargés de toutes sortes de matières. État de la technique.

Ce type de flottateur, comme décrit dans le document FR 2693922 (TARTING), se présente sous la forme d'une cuve cylindrique qui est aménagée pour former un canal circulaire dans lequel circule le liquide à traiter et cette cuve comporte aussi un équipement interne pour réaliser la séparation de la phase liquide par rapport aux différentes charges, et en particulier les matières qui flottent et celles qui décantent. Le liquide chargé est introduit dans la cuve à mi-hauteur de cette dernière et il parcourt le canal circulaire, lequel canal est délimité par la paroi cylindrique externe, par un fourreau central qui constitue une paroi cylindrique interne, ainsi que par une cloison radiale verticale qui sépare l'entrée et la sortie du liquide.

Les matières flottantes sont évacuées, en surface, au moyen d'un racleur rotatif, lequel racleur pousse lesdites matières flottantes dans une goulotte en forme de trémie disposée contre la cloison radiale.

Les matières issues de la décantation sont déplacées vers une zone d'évacuation, au moyen d'un racleur inférieur qui tourne en même temps que le racleur de surface, lequel racleur inférieur balaye le fond de la cuve dont la forme s'apparente à celle d'un entonnoir très évasé. La zone d'évacuation est située au centre de l'entonnoir.

Le liquide épuré est récupéré au moyen d'une goulotte radiale, laquelle goulotte est aménagée en forme de siphon, au niveau de la cloison radiale. La réalisation de la partie inférieure de ce flottateur en forme d'entonnoir est relativement complexe en raison, notamment, des différentes fonctionnalités qui sont concentrées dans cette zone : - on y trouve les moyens d'appui de la cuve sur son aire d'accueil et de stationnement : piètement au sol pour répartir le poids dudit flottateur ; - on y trouve l'entonnoir qui concentre les matières décantées et l'aménagement (piquage) qui permet leur évacuation ; - on y trouve également des moyens de guidage de l'extrémité inférieure de l'arbre central qui entraîne les deux racleurs : le racleur inférieur pour l'entonnoir et le racleur supérieur de surface.

Un aménagement spécifique est donc nécessaire pour assurer le support du flottateur et assurer un report de charge compatible avec l'aménagement de son aire d'accueil et de stationnement. Cette partie inférieure du flottateur requiert donc un travail précis et important de mécano-soudure et de chaudronnerie du fait des contraintes qui sont liées à son poids et des contraintes qui sont liées à la précision nécessaire pour assurer un fonctionnement efficace du racleur inférieur.

L'utilisation de la surface du fond du flottateur, en forme d'entonnoir évasé, comme surface d'appui et de contact avec l'aire d'accueil et de stationnement, génère des travaux de génie civil importants et onéreux au niveau de cette aire d'accueil pour réaliser une forme rigoureusement identique et obtenir une bonne répartition des charges. Cet entonnoir est une pièce de chaudronnerie qui requiert une bonne précision pour donner un maximum d'efficacité au racleur inférieur et il sert également au moins d'organe de centrage pour l'équipage interne mobile du flottateur, à savoir l'extrémité inférieure de l'arbre moteur qui entraîne les deux racleurs. De ce fait, le travail de chaudronnerie du fond et l'aménagement spécifique des moyens supports du flottateur génèrent un coût relativement important pour ce type de matériel. Divulgation de l'invention.

La présente invention propose un aménagement original de la partie inférieure du flottateur pour surmonter les problèmes énoncés ci-avant. Cet aménagement permet de dissocier certaines fonctionnalités propres à cette zone pour rendre plus aisés et moins contraignants les travaux de chaudronnerie sur les pièces constitutives de cette partie inférieure. Cet aménagement présente également l'avantage de renforcer toute la partie inférieure de la cuve. Ainsi, l'appareil pour le traitement d'un liquide à traiter selon l'invention (ci- après le « flottateur ») se présente sous la forme d'une cuve cylindrique, laquelle cuve comprend : - d'une part, un aménagement pour canaliser le liquide à traiter et qui est formé d'une paroi verticale cylindrique, d'un fond, d'un fourreau centré sur son axe vertical et d'une cloison radiale verticale qui s'étend entre ladite paroi et ledit fourreau pour séparer l'entrée et la sortie dudit liquide, - et cette cuve comprend, d'autre part, un équipement pour réaliser une séparation gravitaire des matières contenues dans le liquide à traiter, comportant : - des moyens pour introduire le liquide à traiter dans ladite cuve, - au moins un racleur supérieur de surface pour amener les matières flottantes vers un collecteur, - au moins un racleur inférieur pour amener les matières décantées, qui reposent sur le fond, vers une zone d'évacuation, - des moyens pour évacuer le liquide épuré.

Ce flottateur est remarquable en ce que la cuve comporte, à la partie inférieure de sa paroi cylindrique, un double fond qui est formé : - d'une paroi plane circulaire faisant office d'embase, - d'une structure comprenant une surface supérieure sur laquelle reposent les matières décantées, ladite surface supérieure étant balayée par le racleur inférieur ladite structure étant disposée sur ladite embase, à l'intérieur de ladite cuve, - d'une zone d'évacuation en forme de rigole (ou de canal) aménagée radialement dans ladite structure pour collecter les matières décantées avant leur évacuation.

D'autres caractéristiques techniques avantageuses du flottateur objet de l'invention sont listées ci-dessous, ces différentes caractéristiques pouvant être considérées seules ou en combinaison, indépendamment des caractéristiques techniques remarquables définies ci-dessus : - l'extraction des matières décantées est réalisée au moyen d'un orifice de purge situé sur la paroi verticale cylindrique de la cuve, au niveau de la zone d'évacuation en forme de rigole, - La structure est préférentiellement formée de plusieurs pièces préfabriquées en forme de portions de camembert ou de parts de gâteau, lesquelles pièces sont disposées sur l'embase et habillent le fond de la cuve. - la zone d'évacuation en forme de rigole s'étend préférentiellement, depuis le centre de la structure, selon un angle de 20° à 60°. - La structure est avantageusement formée d'une juxtaposition de caissons disposés sur l'embase, chaque dit caisson comportant: - une surface supérieure horizontale en forme de secteur annulaire, - une paroi verticale externe en forme de portion de cylindre qui se colle à la face intérieure de la paroi cylindrique de la cuve, - au moins une paroi latérale radiale verticale de forme trapézoïdale et, - une paroi centrale homothétique à ladite paroi externe. - Dans une variante de réalisation, la surface supérieure de chaque caisson est en pente, en forme de secteur de cône. - Les caissons peuvent comporter une plaque inférieure qui fait office de fond, laquelle plaque permet de rendre étanche ledit caisson. - Les caissons sont avantageusement de forme identique, leur nombre pouvant varier de 5 à 8 selon le diamètre de la cuve. - La surface occupée par les caissons disposés sur l'embase est préférentiellement inférieure à celle de ladite embase de façon à délimiter le contour d'une rigole radiale qui sert de zone d'accueil pour l'évacuation des matières décantées. - Les caissons sont préférentiellement assemblés entre eux et à la surface interne de la paroi verticale cylindrique et/ou à l'embase, et de façon étanche. - Un arbre vertical, disposé dans le fourreau entraîne préférentiellement le racleur supérieur et le racleur inférieur, la partie centrale de la structure formant un logement cylindrique permettant d'accueillir et de centrer un palier qui sert au guidage de l'extrémité inférieure dudit arbre.

Description des figures. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective du flottateur selon l'invention, représenté avec une zone écorchée pour montrer l'aménagement de la partie inférieure de la cuve ; - la figure 2 représente, en perspective, l'un des caissons qui permet de réaliser le fond de la cuve de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en perspective du flottateur dans une variante de réalisation, représenté avec une zone écorchée pour montrer l'aménagement de la partie inférieure de la cuve ; - la figure 4 représente, en perspective, l'un des caissons qui permet de réaliser le fond de la cuve de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en plan d'un mode de réalisation de la structure constituée de six caissons identiques.

Modes de réalisation de l'invention. Le flottateur représenté figures 1 et 3 se présente, comme détaillé dans le document FR 2693922 précité, sous la forme d'un cuve 1 cylindrique qui est aménagée pour canaliser le liquide chargé et pour favoriser la séparation des matières qui flottent et des matières qui décantent. Cette cuve 1 et les différentes parois qui la composent sont préférentiellement constituées de tôles ou de plaques métalliques ou plastiques, soudées collées, ou rivetées entre elles.

Cette cuve 1 comprend un aménagement pour canaliser le liquide à traiter. Cet aménagement est formé d'une paroi verticale cylindrique 2 dont la partie inférieure constituant le fond 3 fait l'objet de la présente invention. L'aménagement est également avantageusement formé d'un fourreau 4 centré sur l'axe vertical 5 de ladite cuve 1 et d'une cloison radiale verticale 6 qui sépare l'entrée et la sortie du liquide à traiter. Cette paroi 6 s'étend entre la paroi 2 et ledit fourreau 4. La paroi 2 et le fourreau 4 constituent les parois latérales du canal dans lequel circule le liquide à traiter. Le fourreau 4 est porté par la cloison 6 ainsi que par des petites cloisons 13 disposées radialement et réparties circonférenciellement, lesquelles petites cloisons font également office de raidisseurs pour le maintien dudit fourreau 4. La cuve 1 renferme des équipements qui permettent d'effectuer une séparation gravitaire des matières contenues dans le liquide à traiter. En pratique, ces équipements sont ceux décrits dans le document FR 2693922 précité. Le liquide à traiter est avantageusement introduit dans la cuve 1, au niveau de la cloison 6, par une rampe 7 qui est disposée radialement, à mi-hauteur de ladite cuve 1. Dans l'exemple de la figure 1, la rampe 7 est pourvue de tubes de sortie 70 qui orientent le liquide à traiter dans une direction telle qu'il tourne dans un sens anti-horaire. D'autres moyens pour introduire le liquide à traiter dans la cuve 1 peuvent être employés par l'homme du métier, et par exemple des buses d'injection.

Le liquide est ensuite récupéré, après avoir réalisé un tour complet dans la cuve 1, au moyen d'une goulotte d'évacuation 8 aménagée avec un siphon 9. Le liquide débarrassé de ses matières en suspension passe sous une cloison siphoïdale 90 disposée radialement dans la cuve 1, puis est collecté par surverse dans la goulotte 8 pour être évacué par une tubulure latérale 80. D'autres moyens équivalents, et convenant à l'homme du métier, peuvent être utilisés pour évacuer le liquide épuré. La cloison séparatrice 6 délimite l'entrée du liquide chargé et la sortie du liquide épuré. Au niveau de cette cloison 6, la cuve 1 comporte deux tubulures d'évacuation des matières séparées : - une tubulure 10 associée à un collecteur se présentant préférentiellement sous la forme d'une trémie 11 située en surface de la cuve 1 et qui s'étend radialement en jouxtant la cloison 6 et le dispositif de goulotte siphoïdale 8,9, pour recueillir les matières flottantes qui remontent à la surface durant le trajet du liquide ; le fond de ladite trémie 11 est incliné vers le bas, depuis le fourreau central 4 vers la paroi verticale 2 de la cuve 1, pour orienter les matières flottées vers ladite tubulure d'extraction 10 ; - et un orifice de purge des matières décantées 12 situé sur la paroi verticale 2, sous ladite tubulure 10 ; cet orifice 12 est associé à un aménagement original du fond 3 formant zone d'évacuation 26 et qui est décrite plus après dans la suite de la description.

Un arbre 14, motorisé, s'étend verticalement dans le fourreau 4 ; cet arbre 14 porte, d'une part, au moins un racleur supérieur 15 qui déplace les matières flottantes vers la trémie 11 et il porte, d'autre part, au moins un racleur inférieur 16 pour collecter et rassembler les matières décantées dans la zone d'évacuation 26, au niveau du fond 3. Cet arbre 14 est entraîné en rotation dans un sens inverse de celui du courant de liquide qui circule dans la cuve 1. Le moteur 17 d'entraînement de l'arbre 14 est porté par une structure, non représentée, qui peut être solidaire de la partie supérieure de la paroi verticale cylindrique 2. Conformément à l'invention, le fond 3 de la cuve 1, objet de l'invention, se présente sous la forme d'un double fond qui comprend : - une paroi circulaire plane qui fait office d'embase 18 pour la cuve 1 ; cette embase 18 est fixée au niveau de l'extrémité inférieure de la paroi 2 et peut facilement coopérer avec une aire d'accueil plane, - et une structure 19 comprenant une surface supérieure sur laquelle reposent les matières décantées, laquelle surface est balayée par le racleur inférieur 16.30 Dans le mode de réalisation de la figure 1, la surface supérieure de la structure 19 est horizontale, parallèle à l'embase 18 ; ladite surface s'étend depuis la paroi verticale 2 de la cuve 1 vers le fourreau central 4.

Dans la variante de réalisation de la figure 3, la surface supérieure de la structure 19 est conique, évasée en forme d'entonnoir ; ladite surface conique est inclinée vers le bas, depuis la paroi verticale 2 de la cuve 1 vers le fourreau central 4, pour orienter les matières décantées vers le centre dudit entonnoir 19. Dans une variante de réalisation non représentée, la pente peut être inversée, c'est-à- dire que la surface supérieure de la structure 19 est inclinée le bas, depuis le fourreau central 4 vers la paroi verticale 2 de la cuve 1, de sorte que les matières décantées soient orientées vers la périphérie de ladite cuve. Cette structure 19 est formée de plusieurs pièces préfabriquées 20 en forme de portions de camembert ou de parts de gâteau, lesquelles pièces sont disposées sur l'embase 18 et habillent le fond de la cuve 1. La figure 2 montre, en perspective, l'une de ces pièces 20 qui sert à former le fond de la cuve 1 selon le mode de réalisation de la figure 1. Cette pièce 20 se présente sous la forme d'un caisson. Chaque caisson 20 comprend : - une surface supérieure horizontale 21 qui est en forme de secteur annulaire, - une paroi externe verticale 22 en forme de portion de cylindre qui se colle à la surface intérieure de la paroi verticale 2 de la cuve 1, - une paroi interne 23 qui est homothétique à ladite paroi externe 22, - au moins une paroi radiale verticale 24 de forme trapézoïdale - et, éventuellement, une plaque inférieure 25 de fermeture faisant office de fond pour rendre étanche ledit caisson 20.

La figure 4 montre, en perspective, une autre de ces pièces 20 qui sert à former le fond de la cuve 1 selon la variante de réalisation de la figure 3. Cette pièce 20 se présente sous la forme d'un caisson similaire à celui décrit précédemment, sauf en ce que la surface supérieure 21 est en pente, en forme de secteur de cône. Les caissons 20 peuvent être réalisés en tôle métallique ou en plastique et assemblés entre eux et à la cuve 1 et en particulier à la surface interne de la paroi 2 et/ou à l'embase 18, par soudure, ou autre, et de façon étanche, pour éviter la stagnation de matières décantées dans les espaces de jonction. Pour former le fond de la cuve 1, les caissons 20 sont juxtaposés, comme représentés figures 1, 3 et 5, et ils recouvrent partiellement l'embase 18, laissant une zone 26 pour l'accueil des matières décantées, avant leur évacuation par l'orifice de purge 12 qui permet leur aspiration. En d'autres termes, la surface occupée par les caissons 20 n'occupe pas toute la surface de l'embase 18, une tranche restant libre de façon à former la zone d'accueil 26.

Cette zone d'accueil 26 des matières décantées se présente sous la forme d'une rigole, ou canal, disposé radialement dans l'espace laissé entre les caissons 20 et, en particulier, entre les parois latérales 24 de deux caissons qui ne sont pas juxtaposés. La paroi de fond de la zone d'accueil 26 est formée par l'embase 18.

Le nombre de caissons 20 posés sur l'embase 18 peut, par exemple, être de l'ordre de 5 à 8, selon les dimensions du flottateur. La rigole 26 a une dimension qui dépend du choix de la dimension des caissons 20 ; elle s'étend, depuis le centre de l'entonnoir 19, selon un angle de 20 à 60°de l'ordre de 20° à 60° par exemple. La position et les dimensions de cette rigole 26 peuvent être facilement adaptées aux besoins. Du fait de la conception des caissons 20, la partie centrale de la structure 19, comme représentée figure 5, forme une sorte de logement cylindrique 28. Ce logement 28 permet d'accueillir et de centrer un palier 27, représenté figure 1, servant de guidage à l'extrémité inférieure de l'arbre 14 qui porte les racleurs 15 et 16.5

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Appareil pour le traitement d'un liquide à épurer en forme de cuve (1) cylindrique, laquelle cuve (1) comprend : - d'une part, un aménagement pour canaliser le liquide à traiter et qui est formé d'une paroi verticale cylindrique (2), d'un fond (3), d'un fourreau (4) centré sur son axe vertical (5) et d'une cloison radiale verticale (6) qui s'étend entre ladite paroi (2) et ledit fourreau (4) pour séparer l'entrée et la sortie dudit liquide, - et cette cuve (1) comprend, d'autre part, un équipement pour réaliser une séparation gravitaire des matières contenues dans le liquide à traiter, comportant : - des moyens (7) pour introduire le liquide à traiter dans ladite cuve (1), - au moins un racleur supérieur (15) de surface pour amener les matières flottantes vers un collecteur (11), - au moins un racleur inférieur (16) pour amener les matières décantées, qui reposent sur le fond (3), vers une zone d'évacuation (26), - des moyens (8, 9, 80) pour évacuer le liquide épuré, caractérisé en ce que ladite cuve (1) comporte, à la partie inférieure de sa paroi cylindrique (2), un fond (3) qui est double et qui est formé : d'une paroi plane circulaire faisant office d'embase (18), d'une structure (19) comprenant une surface supérieure sur laquelle reposent les matières décantées, ladite surface supérieure étant balayée par le racleur inférieur (16), ladite structure étant disposée sur ladite embase (18), à l'intérieur de ladite cuve (1), - d'une zone d'évacuation (26) en forme de rigole aménagée radialement dans ladite structure (19) pour collecter les matières décantées avant leur évacuation.
2. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'extraction des matières décantées est réalisée au moyen d'un orifice de purge (12) situé sur la paroi verticale cylindrique (2) de la cuve (1), au niveau de la zone d'évacuation (26) en forme de rigole.
3. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la structure (19) est formée de plusieurs pièces préfabriquées (20) en forme de portions de camembert ou de parts de gâteau, lesquelles pièces sont disposées sur l'embase (18) et habillent le fond de la cuve (1).
4. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la zone d'évacuation (26) en forme de rigole s'étend, depuis le centre de la structure (19), selon un angle de 20° à 60°.
5. 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la surface supérieure de la structure (19) est horizontale, parallèle à l'embase 18.
6. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la surface supérieure de la structure (19) est conique, évasée en forme d'entonnoir.
7. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la structure (19) est formée d'une juxtaposition de caissons (20) disposés sur l'embase (18), chaque dit caisson comportant : - une surface supérieure horizontale (21) en forme de secteur annulaire, - une paroi verticale externe (22) en forme de portion de cylindre qui se colle à la face intérieure de la paroi cylindrique (2) de la cuve (1), - au moins une paroi latérale radiale verticale (24) de forme trapézoïdale et, une paroi centrale (23) homothétique à ladite paroi externe (22).
8. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4 et 6, dans lequel la structure (19) est formée d'une juxtaposition de caissons (20) disposés sur l'embase (18), chaque dit caisson comportant : - une surface supérieure (21) en pente, en forme de secteur de cône, - une paroi verticale externe (22) en forme de portion de cylindre qui se colle à la face intérieure de la paroi cylindrique (2) de la cuve (1), - au moins une paroi latérale radiale verticale (24) de forme trapézoïdale et, - une paroi centrale (23) homothétique à ladite paroi externe (22).
9. 9. Appareil selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel les caissons (20) comportent une plaque inférieure qui fait office de fond, laquelle plaque permet de rendre étanche ledit caisson.
10. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les caissons (20) sont de forme identique, leur nombre variant de 5 à 8 selon le diamètre de la cuve (1).
11. 11.Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la surface occupée par les caissons (20) disposés sur l'embase (18) est inférieure à celle de ladite embase de façon à délimiter le contour d'une rigole (26) radiale qui sert de zone d'accueil pour l'évacuation des matières décantées.
12. 12.Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel les caissons (20) sont assemblés entre eux et à la surface interne de la paroi verticale cylindrique (2) et/ou à l'embase (18), et de façon étanche.
13. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel un arbre (14) vertical, disposé dans le fourreau (4) entraîne le racleur supérieur (15) et le racleur inférieur (16), la partie centrale de la structure (19) forme un logement cylindrique (28) permettant d'accueillir et de centrer un palier (27) qui sert au guidage de l'extrémité inférieure dudit arbre (14).