Dispositif pour épaissir un corps en suspension dans un liquide
La présente invention a pour objet un dispositif pour épaissir un corps en suspension dans un liquide, tel que du limon, de la boue, de la vase. Ce dispositif comprend un réservoir de décantation et des moyens de raclage rotatifs.
Les dispositifs de raclage utilisés jusqu'à maintenant présentaient de grandes surfaces apparentes, aussi bien dans le sens de dépôt des corps solides que dans le sens de déplacement du dispositif, ce qui avait pour effet d'augmenter la résistance au déplacement et de brasser les corps solides en suspension.
Le dépôt du corps augmentait le poids des organes mobiles et les surfaces orientées dans la direction de déplacement et, par conséquent, la résistance opposée au déplacement du dispositif de raclage à travers le fluide. Dans certains cas, le dépôt du corps était rendu difficile.
Etant donné le poids considérable des parties mobiles, il était nécessaire jusqu'à maintenant de prévoir un support robuste. I1 en résultait un prix de fabrication élevé pour le dispositif de raclage et le support.
Pour éviter, ou du moins diminuer, un endommagement du dispositif de raclage par collision avec un obstacle durant son déplacement à travers le liquide, on a proposé de prévoir un dispositif sensible au courant consommé par un moteur électrique d'entraînement du dispositif de raclage, ceci pour soulever le dispositif de raclage à partir de sa position active.
Cet arrangement présentait l'inconvénient qu'un certain laps de temps s'écoulait entre le moment où le courant augmentait et le moment où le dispositif de raclage était effectivement soulevé. Souvent, le dispositif de raclage avait balayé l'obstacle ou avait été endommagé pendant le soulèvement. Cet arrangement était, de plus, compliqué et coûteux.
Dans un autre dispositif, les moyens d'entraînement du dispositif de raclage étaient montés sur des surfaces inclinées, le tout de façon que ces moyens d'entraînement demeuraient immobiles lorsque le dispositif de raclage tournait, tandis qu'ils tournaient eux-mêmes contre les surfaces inclinées en direction opposée du dispositif de raclage afin de soulever ce dernier lorsque le couple résistant dépassait une valeur déterminée. Ce dispositif permettait de réduire les dommages causés au dispositif de raclage lorsque la résistance offerte devenait trop grande, le dispositif de raclage étant stoppé et les moyens d'entraînement s'élevant le long des surfaces inclinées sous l'effet du couple résistant. Ce dispositif était toutefois compliqué et coûteux, son efficacité étant limitée en raison du blocage du dispositif de raclage.
Le but de l'invention est d'obtenir un dispositif qui soit bon marché, facile à fabriquer tout en demeurant efficace.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de raclage comprennent au moins un bras de support de lames de raclage disposé dans le réservoir, ce bras étant incliné par rapport à l'horizontale et monté à une de ses extrémités de façon à pouvoir tourner autour d'un axe sensiblement vertical et de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe sensiblement horizontal et au moins un élément de traction de forme allongée fixé au bras, des moyens de traction agissant le long d'une trajectoire fermée autour de l'axe de rotation vertical du bras, sur ledit élément, ces moyens de traction étant situés au-dessus et en avant du bras.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif.
La fig. 1 est une coupe en élévation du dispositif.
La fig. 2 est une vue partielle en plan du dispositif.
La fig. 3 est une vue partielle en perspective et à plus grande échelle de la zone centrale du réservoir de décantation, cette vue montrant le montage de la base du dispositif de raclage.
La fig. 4 est une vue partielle, en perspective et à plus grande échelle, de l'extrémité extérieure d'un bras, cette vue montrant les moyens de fixation des éléments de traction.
La fig. 5 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une partie du bras, cette vue montrant Ie montage de lames du dispositif de raclage sur le bras.
La fig. 6 est une vue en perspective et à plus grande échelle d'une partie du bras, cette vue montrant une console servant à la fixation d'un élément de traction.
La fig. 7 est une vue en perspective de la console représentée à la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en élévation d'une partie du bras et de la console représentée à la fig. 6.
Les fig. 1, 2 et 3 représentent un réservoir de décantation 1 présentant une base 2 inclinée en bas vers le centre où une ouverture 3 communique avec un entonnoir de décharge 4. La base 2 comprend deux parties 2a et 2b présentant des inclinaisons différentes.
Au-dessus du réservoir 1 est montée une passerelle 5 portant un dispositif d'entraînement 6 comprenant lui-même un moteur électrique 7 accouplé à un arbre vertical 8. Le moteur 7 peut être accouplé de façon à entraîner l'arbre 8 lequel est fixé, de façon à pouvoir tourner, au dispositif d'entraînement 6.
Un caniveau d'alimentation 9 s'étend radialement du bord du réservoir 1 vers le centre de celui-ci, ce caniveau débouchant dans une trémie annulaire 10.
Deux bras d'entraînement horizontaux 11 sont fixés à l'arbre 8. Les bras 11 et l'arbre 8 sont disposés coaxialement au réservoir 1 juste au-dessus du niveau A de l'eau dans le réservoir 1.
Un arbre de support 12 est fixé aux bras 11, ceci coaxialement à l'arbre d'entraînement 8. Un arbre 13 est monté à l'extrémité inférieure de l'arbre de support 12, l'extrémité inférieure de cet arbre 13 étant montée dans un palier 14 lui-même fixé au fond du réservoir 1 et au-dessus de l'entonnoir de décharge 4 par des bras radiaux 15 fixés à leurs extrémités extérieures à une bride 4a de l'entonnoir de décharge 4.
Deux bras de support tubulaires 16 sont montés dans le réservoir 1 au-dessous du niveau A de l'eau, ces bras s'étendant radialement en sens inverse de l'arbre de support 12 ; ces bras tubulaires sont inclinés en concordance avec l'inclinaison du fond 2 du réservoir 1.
Comme représenté à la fig. 3, la bride 17 est fixée à l'extrémité inférieure de l'arbre de support 12 et porte deux bielles 18 présentant des broches filetées 19 passant à travers des trous verticaux pratiqués dans la bride 17 afin de permettre à ces bielles
18 de tourner par rapport à la bride 17 et à l'arbre de support 12 autour des axes verticaux des broches
19 lesquelles sont placées à distance de l'axe de l'arbre de support 12. Les bielles 18 sont fixées par
des écrous 20 vissés sur les broches 19.
Chacun des bras 16 présente à son extrémité intérieure une fourche 21 dans laquelle est engagée l'extrémité inférieure -d'une bielle 18. Chacune des
fourches 21 est montée sur sa broche 18 à l'aide
d'une goupille horizontale 22 pour permettre un pivotement du bras 16 autour de l'axe de cette goupille.
Ainsi, les bras de support 16 sont montés de façon à pouvoir tourner avec l'arbre de support 12
autour de l'axe vertical de ce dernier. De plus, cha
cun des bras 16 est monté de façon qu'ils puissent pivoter indépendamment l'un de l'autre autour d'un
axe horizontal espacé de l'axe vertical de l'arbre d'entraînement 8, ainsi qu'autour d'un axe vertical
espacé de l'axe vertical de l'arbre d'entraînement 8.
Des lames de raclage 23 sont fixées le long de
chacun des bras de support 16. Comme représenté
à la fig. 5, chacune des lames 23 est engagée sur le bras 16 par une encoche 24 où elles sont sou
dées en 25.
Des cordes de traction 26 sont fixées le long de
chacun des bras 16, ces cordes convergeant vers le haut où elles sont fixées à une plaque 27 elle-même montée à l'extrémité extérieure du bras d'entraînement 1 1 correspondant. Comme représenté à la fig. 4, la plaque de fixation 27 présente des trous 28
répartis sur la circonférence d'un cercle. Chacune
des cordes 26 est fixée dans l'un des trous 28, à
l'aide d'une bride non représentée, les cordes 26
divergeant ainsi vers le bas et en arrière à partir
d'un centre commun.
En se reportant aux fig. 6 à 8, on voit que cha
cune des cordes est fixée à son bras correspondant
16 à l'aide d'une console 29 fixée au bras 16 et dis
posée transversalement au bras. Les consoles 29 pré
sentent chacune une lame 29a inclinée vers l'avant
en faisant un angle n avec la verticale, la corde 26
correspondante étant fixée à la plaque 29a à l'écart
du bras de support 16.
Lorsque les bras d'entraînement 1 1 et l'arbre
d'entraînement 8 tournent autour de l'axe vertical de
ce dernier, une force de traction agissant le long d'une trajectoire fermée 30 disposée autour de l'axe verti
cal de l'arbre d'entraînement 8, est appliquée à cha
cune des cordes 26, ce point d'application étant situé
au-dessus et en avant du bras de support 16 correspondant. Ainsi, ce dernier est entraîné autour de l'axe vertical de l'arbre 12 en faisant un angle b avec son bras d'entraînement 11. Les deux bras de support 16
tournent ensemble autour de l'axe vertical de l'arbre
de support 12.
Etant donné que l'arbre de support 12 est fixé aux bras d'entraînement 1 1 et est, par conséquent, accouplé rotativement à l'arbre d'entraînement 8, un certain couple de torsion est appliqué aux bras de support 16 par leurs extrémités intérieures de montage sur l'arbre de support 12. Toutefois, ces extrémités intérieures sont disposées à proximité de l'axe de rotation de l'arbre de support 12, de sorte que ce couple est négligeable, la presque totalité du couple d'entraînement étant appliquée par les bras d'entraînement 1 1 et les cordes de traction 26.
On voit à la fig. 4 que la partie 27a de la plaque de fixation 27 est inclinée vers le bas en faisant un angle t3 avec l'horizontale, de sorte que la traction exercée sur la plaque 27 par les cordes 26 agit sensiblement dans le plan de la partie 27a. On voit également à la fig. 8 que chacune des plaques 29a est inclinée latéralement en faisant un angle déterminé avec la verticale qui dépend de sa position le long du bras de support 16, ceci de façon que la force appliquée à la console 29 agisse sensiblement dans le plan de la plaque 29a.
En consultant les fig. 5 et 6 ensemble, on voit que lorsque le bras 16 se déplace en avant, en direction de la flèche B, un moment de torsion est exercé en sens inverse des aiguilles de montre sur le bras de support 16 comme représenté par la flèche C, ceci résultant de la résistance offerte par les lames 23.
Les consoles 29 sont disposées de telle façon sur le bras 16 qu'elles exercent un moment de torsion sur ce dernier qui est orienté en sens inverse des aiguilles de montre, comme représenté par la flèche D de la fig. 6, ce moment de torsion résultant de la traction exercée par les cordes 26. Ce moment dû à la force de traction compense le moment de torsion dû aux lames 23.
Si les lames 23 rencontrent un obstacle lors d'un mouvement de rotation autour de l'axe vertical de l'arbre de support 12, la tension exercée par les cordes 26 s'accroît et les bras de support pivotent automatiquement vers le haut autour de l'axe horizontal de la goupille 22. Les cordes 26 ont une longueur déterminée et, par conséquent, leurs extrémités inférieures se déplacent le long d'une circonférence située dans un plan vertical. De plus, le bras est capable de pivoter vers l'arrière autour de l'axe vertical de la bielle 18. Ainsi, lorsque le bras est pivoté vers le haut en raison de l'augmentation de la résistance rencontrée, il pivotera également en arrière de façon à augmenter l'angle â qu'il fait avec son bras d'entrainement 11.
Les mouvements de pivotement vers le haut et vers l'arrière du bras de support 16 autour des axes horizontaux et verticaux ont pour effet de soulever les lames 23 à l'écart du dépôt situé dans le réservoir 1, ce qui diminue la résistance offerte au bras 16. Ainsi, la charge du dispositif d'entraînement 16 est réglée automatiquement. Cet effet de régulation est rapide et les lames 23 agissent également lorsque le dépôt n'est pas distribué de façon homogène dans le réservoir 1.
En cas de collision avec un obstacle solide, les lames 23 seront soulevées par-dessus l'obstacle dont elles racleront la surface supérieure. Les passages successif de lames 23 sur cet obstacle auront pour effet de le détruire sans pour cela surcharger le dispositif de raclage.
Lorsque le bras de support 16 pivote vers le haut, le soulèvement des lames 23 au centre du bras est minimum, de sorte que le raclage se poursuit au voisinage de la sortie 3 du réservoir, ce qui empêche un bouchage de celui-ci.
Comme représenté à la fig. 1, une corde de suspension 31 est prévue pour chacun des bras 16, cette corde étant fixée à l'une de ses extrémités au bras d'entraînement 1 1 correspondant, ceci à proximité de l'axe de rotation vertical de ce dernier; l'autre extrémité de la corde est fixée au bras de support en un point situé entre les deux extrémités de ce dernier. Les cordes de suspension 31 ont pour but de déterminer les positions inférieures que peuvent prendre les bras 16, afin de les empêcher de venir frotter la base 2 du réservoir 1 lors du démarrage et de l'arrêt. En fonctionnement normal, les bras 16 sont supportés par les cordes 26 et les cordes de suspension 31 deviennent inactives. Ces cordes de suspension n'empêchent nullement le pivotement des bras 16 vers le haut et vers l'arrière.
Le dispositif de raclage décrit permet de monter les bras d'entraînement entièrement au-dessus du niveau de l'eau.
Aucun couple d'entraînement n'est appliqué aux extrémités intérieures des bras de support par le dispositif de montage à pivotement, le moment étant entièrement appliqué par les cordes. Ceci permet de diminuer la résistance, les dimensions et le poids des bras de support et de leur dispositif de montage.
Ainsi, les dimensions des parties se déplaçant au-dessous du niveau de l'eau, peuvent être maintenues à un minimum, ceci en vue: a) de réduire à un minimum la surface apparente
dans le sens de déplacement des organes afin de
diminuer le brassage du dépôt et la résistance
offerte au déplacement, et b) d'offrir un minimum de surface pour le dépôt des
corps solides afin de réduire le poids des organes
mobiles résultant du dépôt des corps sur ceux-ci
et de diminuer le brassage et la résistance offerte
au déplacement.
Le poids des organes se déplaçant sous le niveau de l'eau peut être diminué, ce qui permet de réduire les dimensions et la résistance du support pour ceuxci ainsi que, par conséquent, son prix de fabrication.