Brevet FR2221169A1 — publié le 19741011

La présente invention concerne les techniques de filtration de liquides et elle concerne plus particulièrement un appareil de filtration à nettoyage automatique continu comportant un tablier filtrant circulant en permanence en circuit ferma et retenant, entratnant et évacuant les matières solides mélangées à un liqvide tel que de l'eau circulant dans un canal d'une largeur et d'une profondeur données. Cet appareil est en particulier destiné à équiper les biefs artificiels alimentant en eau une installation industrielle ou évacuant les eaux usées entraînant des matières solides rejetées par une usine. Il existe certains types d'appareils filtrants comprenant une grille mobile analogue à une courroie sans fin. Cependant, dans cet appareil, la grille sans f#in est en général composée de fils métalliques ou d'éléments analogues. Les grilles classiques ont tendance à se colmater rapidement, à se déformer et à se détériorer après un temps d'utilisation plus ou moins long et du fait quelles sont relativement lisses, elles peuvent difficile -ment entratner et évacuer les matières solides et les autres déchets qu'elles retiennent dans le liquide filtré.En général, ces appareils doivent entre équipés d'wr dispositif annexe ou dégrilleur destiné à détacher et à évacuer la couche ou "gâteau" de déchets qui recouvre sa surface orientée vers l'amont. Lrinvention a donc pour objet un nouvel appareil filtrant retenant en continu les matières solides de dimensions et de natures diverses entratnées par un courant liquide circulant dans un canal d'une profondeur et d'une largeur données. Cet appareil entrain les déchets retenus à l'écart du courant de liquide et les évacue ensuite. Il comprend un élément filtrant analogue à une courroie sans fin et composé de nombreux éléments articulés dont la forme et la disposition sont telles que le tablier filtrant se nettoie automatiquement et n'exige aucun entretien, meme après une période d'utilisation prolongée. Les éléments constituant le tablier filtrant sont disposés de manière que celui-ci est pratiquement indéformable et outil n'est pas affecté par la pression du liquide qui le traverse. La longueur et la largeur du tablier filtrant peuvent titre adaptées aux conditions d'utilisation de l'appareil, et la dimension de ses mailles peut etre choisie en fonction de la nature des déchets véhiculés par le liquide à épurer. Selon une caraetéristique essentielle de l'invention, cet appareil comprend une première paire de pignons de chatne fixés respectivement sur les deux extrémités d'un premier arbre rotatif disposé transversalement dans le canal au voisinage de son fond. Il comprend également une seconde paire de pignons de channe calés respectivement sur les deux extrémités dtun second arbre qui tourne transversalement au-dessus du niveau du liquide et au-dessus du canal, du coté aval par rapport au premier arbre. Selon une forme de réalisation particulière, il comprend en outre, une troisième paire de pignons de chaSne calés respectivement sur les extrémités d'un troisième arbre qui tourne transversalement au-dessus du canal en aval du second arbre pratiquement dans le m#me plan que celui-ci. Au moins le second arbre est commandé par un moteur. Le tablier filtrant qui est analogue à une courroie sans fin tourne sur les première et seconde paires de pignons, et sur la troisième paire lorsque l'appareil comporte trois arbres. Le tablier filtrant est constitué par de nombreux maillons plans et allongés. Chaque maillon comprend un corps principal et une section décalée formant un crochet. Plusieurs tiges transversales dtarticulation relient les maillons pour que ltensemble constitue une courroie sans fin et 11 écartement des maillons dans le sens tranversal peut entre déterminé à volonté pour former des mailles ayant une largeur donnée. les maillons sont accouplés d'une manière telle que le crochet de chaque élément est partiellement logé entre les corps de deux maillons voisins dans le sens transversal.De ce fait, lorsque le tablier tourne en passant sur la deuxième ou la troisième paire de pignons en se repliant à angle aigu, les crochets des maillons s'écartent vers 11 extérieur en se dégageant entre les maillons voisins et en chassant vers l'extérieur les matières solides arrêtées par la grille lorsque celle-ci circule entre les première et seconde paires de pignons. L'invention sera décrite en détail ci-après, en regard des des sins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'une forme de réalisation de l'appareil de l'invention la figure 2 est une coupe longitudinale selon la ligne 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une élévation latérale à grande échelle dsun des maillons du tablier mobile de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2 la figure 4 est une vue partielle en plan et à grande échelle du tablier mobile la figure 5 illustre une seconde forme de réalisation de appareil de 11 invention ; et la figure 6 est une élévation latérale à grande échelle illustrant une modification du tablier mobile équipant l'un ou l'autre des appareils représentés sur les figures 1, 2 ou 5. L'appareil de l'invention est de préférence du type représenté sur les figures 1 à 4. il comprend un tablier filtrant 10 analogue à une courroie sans fin, dont la partie inférieure est immergée dans un liquide qui s'écoule dans un canal 11. Le canal a une largeur et une profondeur données et le liquide sté- coule dans le sens de la flèche A. Ce liquide ertratne des matières solides de dimensions et de natures diverses qui doivent entre retenues et évacuées par l'appareil filtrant, pour que le liquide soit épuré en aval de celui-ci. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le tablier filtrant 10 circule en continu dans le sens de la flèche B et passe successivement sur trois paires de pignons 12, 13 et 14. Les deux pignons 12 sont des pignons fous et sont calés sur les extrémités opposées dsun premier arbre rotatif 15 disposé sé transversalement au voisinage du fond du canal 11. Le premier arbre 15 tourne dans des paliers opposés solidaires d'un socle indépendant 16 qui repose sur la surface du fond du canal.Le socle 16 comprend par exemple deux flasques låtéraux 17 de con tueur -rectangulaire fixés vefticale#ert sur les extrémités opposées d'une semelle plane 18. lies extrémité##opposé.es de l'arbre 15 tournent dans des paliers correspondants fixés respectivement au voisinage du sommet des flasques latéraux 17. Les deux pignons 1 de la seconde paire sont respectivement fixés au voisinage des extrémités opposées d'un second arbre 19 disposé transversalement au-dessus du canal 11, parallèlement au premier arbre 15 et est décalé vers l'aval par rapport à celui-ci. Le second arbre 19 est supporté par un bati qui comprend deux montants latéraux verticaux 20 alignés tranversalement et qui reposent sur le sol de chaque ceté du canal il. Chaque montant 20 est muni d'un palier 21 dans lequel tourne ltextrémité correspondante du second arbre 19. Par ailleurs, comme on le voit sur la figure 2, un chtssis incliné 22 est disposé entre les première et seconde paires de pignons 12 et 13. il épaule le bras montant amont du tablier mobile 10 et s'oppose à la pression créée par le courant du liguide traversant cette section du tablier qui se déplace de bas en haut, en glissant contre la face amont du chassisss c'est-à- dire des pignons 15 vers les pignons 13. L'extrémité inférieure du chassies 22 est fixée sur un manchon 23 embotté avec du jeu sur le premier arbre 15 entre les deux pignons 12 et son extrémité supérieure est reliée à un manchon identique 24 embotté avec du jeu dans le second arbre 19 entre les deux pignons 13. Deux autres montants 25 également alignés tranversalement sont fixés sur les côtés opposés du canal 11 en aval des premiers montants 20. la partie supérieure d'un des deux montants arrière 25 supporte un mécanisme dtentratnement~qui commande la rotation des seconde et troisième paires de pignons 13 et 14. De ce fait, le tablier 10 circule en continu et en circuit fermé en passant autour des première, seconde et troisième paires de pignons.Le mécanisme d'entraînement comprend un moteur 26 dont arbre de sortie est accouplé directement à l'arbre d'entrée d'un réducteur 27 de vitesse/ Deux pignons 28 et 29 sont calés sur l'arbre de sortie du réducteur 27. le pignon 28 est accouplé par une channe sans fin 31 à un pignon d'entratnement 30 calé sur l'extrémité corres pendante du second arbre 19O Conte on le voit sur la figure 1, de chaque cEté du canal, un longeron horizontal 32 e#st fixé sur l'extrémité des deux montants correspondants 20 et 25.Une plaque horizontale rectangu- laire 33 est fixée sur l'extrémité aval de chaque longeron 32, c'est-à-dire derrière ln colonne arrière correspondante 25. Des paliers 34 respectivement fixés sur les plaques opposées 33 sup- portent le troisième arbre rotatif 35 qui est ainsi orienté transversalement et disposé au-dessus du canal 11, dans le meme plan horizontal que le second arbre 19. Les pignons 14 de la troisième paire sont respectivement calés au voisinage des extrémités opposées du troisième arbre 35. En outre, un pignon drentratnement 36 est également calé sur une des extrémités de cet arbre et il est accouplé par une chatne sans fin 37 au second pignon de commande 29 calé sur arbre de sortie du réducteur 27. Ainsi, le moteur .26 eftratne. le tablier 10 par l'intermédiaire du réducteur de vitesse 27, des chatnes de transmission 31 et 37 et des second et troisième -arbres 19 et 35. De ce fait, le tablier mobile 10 circule en continu dans le sens de la flèche B de la figure 2, en passant sur les première, seconde et troisième paires des pignons 12, 13 et 14. Le tablier filtrant 10 est en fait constitué par une channe sans fin composée de nombreux maillons articulés 38. Les maillons 38 sont des éléments allongés sensiblement plans qui sont orientés longitudinalement de la manière représentée sur les figures 3 et 4. Ils sont par exemple en acier inoxydable, en chlorure de polyvinyle non plastifié ou en matière rigide analo-gue choisie en fonction des conditions d'utilisation de l'appareil. Comme or le voit sur les figures D et 4, chaque maillon 38 est en une seule pièce et comprend une section principale ou plaquette 39 et une section arrière ou crochet 40 dont la longueur est sensiblement identique à celle de la plaquette 39. La plaquette 39 comporte deux bossages de contour elliptique 41 et 42 solidaires chacun dtune de ses extrémités.Chaque bossege comprend un trou transversal 43, 44. Les trous 43 et 44 reçoivent des tiges d'articulation 45 qui assemblent les maillons 38 pour constituer la chaque sans fin représentée sur les figures 1 et 2. L'extrémité libre du crochet 40 est coudée vers ltexté- rieur, par rapport à la surface du tablier et forme un bec 46 dans lequel est percé un trou 47 d'un diamètre plus petit que celui des trous 43 et 46. lies trous 47 des crochets alignés re çoivent une tige transversale de renfortÉ.8Les becs 46 des crochets 40 ont pour fonction principale de retenir les matières solides déposées sur le tablier et de les entraîner dans le sens de la flèche B. Dans le meme but, chaque crochet comprend de préférence, une ou plusieurs nervures 49 qui font saillie sur la partie sensiblement rectiligne de son bord extérieur 50 comprise entre le bossage 42 et la face avant du bec 46.Comme on le voit sur la figure 3, le bord extérieur 50 du crochet 40 est en retrait par rapport abord intérieur 51 de la plaquette correspondante 39. Pour monter le tablier filtrant 10 représent#ur les figures 1 et 2, il suffit d'accoupler des séries de maillons 38 au moyen de tiges d'articulation 45, engagées dans leurs trous alignés transversalement 43 et 44. Comme on le voit sur la figure 4, chaque tige 45 est introduite alternativement dans les trous 43 et 44 des maillons voisins. Les maillons voisins sont maintenus à ltécartement désiré par des entretoises annulaires 52 embottées sur les tiges d'articulation. Lorsque le tablier est monté, le crochet 40 de chaque maillon 38 est entièrement engagé entre les plaquettes des deux maillons voisins sauf en ce qui concerne son bec 46 qui fait saillie sur la surface extérieure du tablier 10. Ainsi, les crochets 39 sont protégés et ne risquent pas de se déformer lorsqu'ils viennent en contact avec des éléments solides. lies deux c8tés du tablier ainsi constitué par les mail- lons 38 sont protégés par des plaquettes planes 53 dont la longueur correspond à celle des plaquettes 39 et dont la largeur correspond à l'épaisseur du tablier 10. Ces plaquettes sont montées en alternance sur les extrémités des tiges voisines 45, et de ce fait, elles sont articulées les unes par rapport aux autres. Pour terminer le montage du tablier, il suffit d'introduire les tiges de renfort dans les trous alignés 47 des becs 46 des crochets. il faut noter que dans la plupart des cas, les tiges de renfort peuvent Qtre supprimées sans inconvénient. il est évident que l'on peut ainsi monter des tabliers ayant une largeur prédéterminée correspondant à la largeur du canal 11. De mimez sa longueur totale peut également etre facilement modifiée, et à cet effet, il suffit de démonter ou d'ajouter des rangées transversales de maillons 38. Lorsque l'appareil de filtrage est monté dans le canal 11, de la manière représentée sur les figures 1 et 2, le moteur 26 entratne. le tablier filtrant 10 qui se déplace dans le sens de la flèche B de la figure 2, en tournant autour des première, seconde et troisième paires de pignons 12, 13 et 14.Le pas des dentures de ces pignons correspond à la longueur de la barrette 39 de chaque plaquette 38. lies tiges d'articulation sren gagent donc dans les dents desxpignons de chaque c8té du tablier 10, et les pignons moteurs 13 et 14 entratnent le tablier qui tourne ainsi en continu Les matières solides véhiculées dans le canal 11 et qui ne peuvent pas passer entre les maillons du tablier sont retenues par celui-ci. Les éléments solides qui stécoulent le-long du fond du canal sont raclés par les crochets 40 des maillons 38-qui tournent alors autour des pignons 12, comme on le voit sur la figure 2.Les matières solides retenues par le tablier filtrant 10 remontent avec celui-ci, elles passent au-dessus des pignons 13 puis se dirigent horizontalement vers les pignons lo de la troisième paire. lie tablier se replie alors à angle aigu et les crochets 40 se déplacent vers ltextérieur en sortant d'entre les plaquettes 39 des maillons voisins. lies matières solides engagées entre les plaquettes sont ainsi chassées par les crochets et tombent par gravité, par exemple dans une goulotte-d'évacuation disposée transversalement sous les pignons 14 de la troisième paire.Les parties ainsi nettoyées du tablier filtrant circulent vers le bas et viennent à nouveau tourner autour des pignons inférieurs 1 2, puis remontent ensuite de la manière décrite pré cédemment Dans sa forme de réalisation représentée sur la figure 5, l'appareil de l'invention comprend un tablier filtrant sans fin 10, identique au tablier qui a été décrit en regard des figures 1 à 4. Cependantss dans ce cas, le tablier tourne uniquement sur deux paires de barbotins ou pignons 12 et 13.Le mécanisme de commande non représenté qui comprend le moteur et le réducteur de vitesse est monté directement au sommet d'un des montants 20 > et le second arbre 19 o1 arbre supérieur est accouplé directement à l'arbre de sortie du réducteur 27 sur lequel sont montés les deux pignons 13. Par ailleurs cet appareil fonctionne de la m#me manière que l'appareil décrit en regard des figures 1 à 4. Ltun ou l'autre des deux appareils décrits ci-dessus peut entre équipé du tablier filtrant modifié 10a représenté sur la figure 6. Dans ce cas, le tablier se compose des mimes maillons que dans l'exemple précédent, mais en outre, il comporte d'autres maillons dont le crochet comporte un bec 46a beaucoup plus long, dans le sens perpendiculaire à la surface du tablier, que celui des maillons normaux. Gracie à cette disposition, les élé ment s solides de grandes dimensions arr8tés par le tablier filtrant peuvent entre facilement remontés au-dessus des arbres supérieurs 19 et 35, sans que l'efficacité de l'appareil soit affectée. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent entre apportées aux éléments décrits ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. R#B##DICATI0NS 1. Appareil de filtration en continu à nettoyage automatique,destiné à séparer et à évacuer des matières solides véhiculées par un liquide s'écoulant dans un canal d'une profondeur et d'une largeur données, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre rotatif disposé transversalement dans le cansl et au voisinage du fond de celui-ci, deux premiers pignons de channe fixés sur le premier arbre chacun au voisinage de l'une de ses extrémités, au moins un second arbre rotatif monté tr#sversale- ment au-dessus du canal et décalé vers l'aval par rapport au-premier arbre, une paire de seconds pignons de channe fixés sur l'arbre au voisinage de ses extrémités, un mécanisme commandant la rotation dtau moins la seconde paire de pignons, un tablier filtrant ayant la forme d'une channe sans fin de grande largeur tournant en continu sur les paires de premiers etseconds pignons et engrenant avec ceux-ci, ce tablier filtrant étant constitué par des maillons de forme générale plane et al longée, orientés longitudinalement en files voisines discontinues, les maillons de chaque file étant écartés latéralement des maillons des deux files voisines, chaque maillon étant en une seule pièce et comprenant une première section constituant une plaquette de liaison et une seconde section constituant un crochet ayant une griffe décalée vers 1' extérieur par rapport à la surface du tablier, la plaquette comprenant un premier et un second trou percés respectivement dans ses deux extrémités, et plusieurs tiges d'articlllation disposées transversalement et accouplant les maillons de manière à constituer une cnatse sans fin, chaque tige étant engagée avec du jeu alternativement dans les premiers et seconds trous des maillons voisins d'une manière telle que le crochet de chaque maillon est normalement intercalé entre les plaquettes des deux maillons voisins dans le sens transversal, et un chassies rectiligne disposé entre les premiers et seconds arbres et épaulant le tablier fîltraift amont en aval pour ltem- pocher de se déformer sous lteffet de la pression du liquide passant entre les maillons et s'exerçant contre sa face amont. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la section du maillon constituant le crochet est coudée sensiblement à angle droit de manière à constituer une griffe, cette griffe se prolongeant au-delà de la surface extérieure du cablier filtrant, de manière que les griffes entraînent et évacuent les éléments solides retenus dans le canal par le tablier filtrant tournant en continu et en circuit fermé dans le canal et au-dessus de celui-ci. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités coudées des crochets des maillons comportent chacune un trou, ces trous étant alignés transversalement par rapport au tablier, et des tiges de renfort étant engagées dans chaque rangée transversale de trous alignés. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le crochet de chaque maillon comprend au moins un bec formé sur son bord orienté vers l'extérieur du tablier, les becs et les crochets étant destinés à maintenir sur la surface extérieure du tablier les éléments solides retenus par les maillons du tablier. 5. Appareil de filtration à nettoyage automatique continu destiné à retenir et à évacuer les éléments solides véhiculés par un liquide s'écoulant dans un canal d'une largeur et d'une profondeur données, caractérisé en ce qu'il comprend un premier arbre rotatif monté transversalement dans le canal et au voisinage du fond de celui-ci, une paire de premiers pignons de chaine dont chacun est fixé sur l'arbre au voisinage de l'une de ses extrémités, un second arbre rotatif disposé transversalement audessus du canal et décalé vers l'aval par rapport au premier arbre, une paire de seconds pignons de chaîne dont chacun est fixé s-ar le second arbre au voisinage de l'une de ses extrémités, un troisième arbre rotatif disposé transversalement au-dessus du canal, pratiquement dans un même plan horizontal que le second ar- bre et décalé vers l'avant par rapport à ce dernier, une paire de troisièmespignons de chaîne dont chacun est fixé sur le troisième arbre au voisinage de l'une de ses extrémités, un mécanisme co#mandant la rotation des pignons des seconde et troisième paires, un tablier filtrant ayant la forme d'une chaîne large sans fin et tournant autour des paires de premiers, seconds et troisièmes pignons et engrenant avec ceux-ci, le tablier filtrant étant constitué par plusieurs maillons de forme générale plane et allongée, orientés longitudinalement en files voisines discontinues les maillons de chaque file étant écartés latéralement des maillons des deux files voisines, chaque maillon étant en une seule pièce et comprenant une première section constituant une plaquette de liaison et une seconde section constituant un crochet ayant une griffe décalée vers l'extérieur par rapport à la surface du tablier, la plaquette comprenant un premier et un second trou, dont chacun est percé à l'une de ses deux extrémités, et plusieurs tiges dtarticula- tion disposées transversalement et accouplant les maillons de manière à constituer une channe sans fin, chaque tige étant engagée avec du jeu alternativement dans les premiers et les seconds trous des maillons voisins d'une manière telle que le crochet de chaque maillon est normalement intercalé entre les deux plaquettes des deux maillons voisins dans le sens transversal et un châssis rectiligne étant disposé entre les premier et second arbres et épaulant le tablier filtrant d'amont en aval pour ltempêcher de se déformer sous l'effet de la pression du liquide passant entre les maillons et s'exerçant contre sa face amont.