Brevet FR2300181A1 — publié le 19760903

@@@par @@@@ L'appareil concerne un appareil aéro-éjecteur de relevage d'eaux usées destiné au relevage des eaux arrivant dans des locaux situés en dessous.du niveau des collecteurs des égouts ou autres canalisations d'évacuation. Ces appareils sont constitués essentiellement d'une cuve étan che capable de supporter la pression de refoulement des eaux usées à la hauteur désirée, de deux canalisations respectivement d'arri v4-et de départ des eaux usées avec leur clapet, d'un tuyau d'air comprimé débouchant dans la cuve et susceptible d'être mis en; communication soit avec l'atmosphère soit avec une source d'air comprimé par une vanne à air comprimé à trois voies ou analogue, et enfin d'un dispositif de commande de cette vanne en réponse au niveau de l'eau dans la cuve. Les points faibles de ces appareils tiennent d'abord à leur sensibilité aux corps étrangers qui, transportés par ces eaux s'accumulent dans la cuve provoquant des avaries notamment au dis positif de commande de la vanne à trois voies, ensuite à leur faible débit comparé au volume qu'ils occupent , et enfin au fait que certains appareils utilisent à la fois de l'air comprimé et de l'électri cité pour la commande des différents dispositifs, ce qui les rend indisponibles en cas de défaillance d'une seule de ces deux sources d'énergie. L'objet de l'invention est un appareil qui présente des avantarges considérables sur ces points signalés des appareils actuellement existants. Dans les appareils selon l'invention le dispositif de commande de la vanne à trois voies est constitué par une micro-vanne commandée par un flotteur et agissant sur un générateur d'impulsions actionnant ladite vanne . L'utilisation d'une micro-vanne ne nécessite qu'un effort et un déplacement limité, ce qui permet d'adopter une dimension réduite pour le flotteur . De plus la commande de la vanne à grand débit se faisant par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsion commandé par 1; micro vanne, permet de donner à la vanne à grand débit,la dimension que l'on désire, et par conséquent de donner une grande dimension aux canalisations d'air comprimé. D'autres caractéristiques apparattront au cours de la description d'une réalisation particulière donnée ci-après avec l'aide des figures qui représentent - la figure 1, un schéma d'ensemble du nouvel appareil selon l'invention, - la figure 2 une variante de réalisation de la membrane étanche, - la figure 3 une autre variante concernant la disposition des arrivées des canalisations dans la cuve. L'appareil se compose d'une cuve étanche 1 généralement cylindrique dont l'axe peut autre vertical ou horizontal, et dont la forme est adaptée à celle de la fosse qu'elle doit occuper. les eaux usées arrivent par une canalisation 2 comportant une vanne de fermeture 3 et un clapet 4 qui se ferme pendant la phase de refoulement. La canalisation de refoulement 5 comporte également une vanne de fermeture 6 qui permet d'isoler l'appareil, et un clapet 7 qui se ferme naturellement à la fin de la phase de refoulement . Il est à remarquer que les canalisations 2 et 5 communiquent avec la cuve par un manchon unique 14.Un flotteur de faible volume 8 entouré d'une membrane souple et étanche 9 fixée sur le haut de la cuve par une bride 10 elle-même fixée sur le couvercle 11 de la cuve 1,appuyé à sa partie supérieure sur un poussoir 12 guidé dans la bride 10, et susceptible de commander une micro-vanne pneumatique i3 mixée sur un support. La course du flotteur n'est que de quelques millimètres et son volume est calculé de telle sorte qu'il soulève le poussoir 12 quand le niveau des eaux usées arrive à quelques centimètres du couvercle 11 marqué sur la figure par une ligne pointillée.Un générateur d'impulsions pneumatiques 15 contrôlé par la micro-vanne 13 actionne une vanne d'air à grand débit 16 qui met alternativement, par la canalisation 17,la cuve 1 en communication avec la source d'air comprimé par la' canalisation 21,puis avec l'atmosphère par la canalisation 20. La source d'air comprimé peut dtre soit le réseau urbain de distribution, soit un compresseur. la commande pneumatique de la vanne 16, composée notamment de la micro-vanne 13 et du générateur d'impulsions 15, recevant 1 'air comprimé de la source par une canalisation 26, est protégée par un carter étanche 18, en communication avec l'atmosphère par une canalisation 19 de faible section. Cette disposition permet au système de fonctionner, même en cas d'inondation de la fosse contenant l'appareil aéro-éjecteur. Gracie aux dimensions réduites des composants, ce carter 18 est de la dimension de la bride 10 sur laquelle il est fixé avant mise en place de la bride sur la cuve. Pour mettre la micro-vanne 13 et le générateur d'impulsion 15 à l'abri d'une arrivée d'eau intempestive par de l'eau qui serait mélangée à l'air de la source, on intercale entre la canalisation d'arrivée 26 et la micro-vanne 13 un dispositif à clapet 25 destiné à se fermer dès qu'une certaine quantité d'eau arrive par la canalisation. Ce dispositif est constitué d'un réservoir 25 d'environ un quart de litre, contenant un flotteur sphérique en mousse plastique par exemple, venant prendre appui, lorsqu'il flotte, sur le départ de la canalisation 26 d'alimentation de la micro-vanne. Ainsi lorsque de 1' eau arrive par la canalisation 26 celle-là est arrivée par le dispositif 25. Une purge 29 permet d'éliminer cette eau et de remettre l'appareil en état de fonctionnement. La vanne à grand débit 16 est de mme protégée contre toute remontée anormale du niveau dans la cuve 1 par un dispositif à flotteur fixé au couvercle Il sous l'arrivée de la canalisation 17. Ce dispositif se compose d'un flotteur 30, constitué par exemple par une sphère en matière plastique, se déplaçant à l'intérieur d'une cage formée de barreaux 31 sur lesquels est fixé un fond 32. Lorsque le niveau dans la cuve dépasse le. niveau supérieur marqué en pointillé 33 sur la figure 1, la sphère 3 vient prendre appui sur l'arrivée d'air 17, qu'elle obture en empêchant le liquide se trouvant dans la cuve de remonter dans cette canalisation. Le fonctionnement de l'aéro-éJecteur est le suivant. les eaux usées descendent par la canalisation 2 et, soulevant le clapet 4, remontent dans la cuve 1. Lorsque le niveau arrive à une certaine hauteur, il soulève le flotteur 8, protégé par la membrane souple 9, qui, par l'intermédiaire du poussoir 12, vient actionner la micro-vanne 13 qui détermine l'envoi par le générateur d'impulsion 15 d'une impulsion pneumatique de durée déterminée à la vanne 16 qui se referme à la fin de cette impulsion. L'air comprimé arrivant par la canalisation 17 crée une pression dans la cuve 1 qui chasse le. liquide par la canalisation unique 14 du fond de la cuve vers la canalisation 5 après avoir fait se fermer le clapet 4. La durée de l'impulsion d'air comprimé est calculée pour que la vanne 16 revienne à sa position initiale lorsque la cuve est vide.On veille à ce que cette durée ne dépasse pas le temps de vidange de la cuve de manière à éviter toute déperditiond'air comprimé par la canalisation 5. A son retour dans sa position initiale, la vanne 16 met la canalisation 17 en communication par la canalisation 20 avec l'atmosphère . La pression tombe dans la cuve et le cycle recommence. La figure 2 montre schématiquement une variante du système du flotteur entouré par sa membrane 9. Le poussoir 12 qui attaque la micro-vanne 13 repose sur une membrane souple et étanche 36 par l'intermédiaire d'une plaquette rigide 37 qui peut coulisser à l'intérieur de l'extrémité d'un tuyau plongeur ferme par une cloison 39 perforée . La course de cette plaquette 37 et de la membrane 36 est supérieure à la course nécessaire pour actionner la micro- vanne 13. Le tuyau plongeur 38 est fixé d'une manière étanche sur le sommet de la cuve au moyen de la mdme bride 10 que dans la solution précédente. On sait que lorsque le niveau du liquide atteint dans la cuve 1 la position désirée, marquée par exemple par la ligne pointillée 33,.la membrane 36 est soumise à une pression proportionnelle à sa section et à la profondeur à laquelle elle est immergée. On détermine cette section et cette profondeur de manière à obtenir le -fonction-- relent de la micro-vanne 13 pour ce niveau 33. On a représenté sur la figure 2 cette membrane fixée à lextré- lité d'un tuyau plongeur 38 mais celle-ci peut titre fixée également directement sur une paroi, par exemple verticale, de la cuve 1. Dans ce cas la cloison 39 est constituée par la bride 10. La figure 3 montre une autre variante de la disposition des tuyaux d'arrivée 2 et de refoulement 5 des eaux usées par rapport à la cuve 1. Ces deux tuyaux sont réunis à une boîte à clapets 42 comportant les deux clapets 4 et 7, elle-même réunie à la cuve 1 par le manchon unique 14 ayant ici la forme d'un coude. L'appareil selon l'invention présente de nombreux avantages. La commande de la vanne à grand débit 16 par le relais d'une micro-vanne 13 et d'un générateur d'impulsion 15 permet d'utiliser une vanne de grande dimension et par conséquent une canalisation d'arrivée d'air de chasse 17 de grand débit tout en ne nécessitant qu'un effort minime de la part du pousseur 12 sur la micro-vanne 13. L'augmentation du débit de l'arrivée de l'air diminue le temps de montée en pression de la cuve, et par conséquent la durée du cycle. Ce dernier étant plus court peut être plus fréquent et par conséquent augmente le débit horaire de l'appareil, ou permet de diminuer ses dimensions pour ut débit donné. le volume de la cuve étant plus petit, son prix est moindre et également celui de la fosse destinée à le recevoir. On constate de plus que malgré un plus grand nombre de cycles, pour un débit égal, la diminution notable de la dimension de la cuve entraine une diminution de la consommation d'air comprimé. L'utilisation d'une micro-vanne permet non seulement d'utiliser une vanne de chasse 16 de grande dimension, mais également de diminuer considérablement l'effort nécessaire pour la commander, de l'ordre de cent grammes. Les dimensions du flotteur seront donc réduites. De plus, la course nécessaire est également faible, de l'ordre de 3 millimètres. Ceci a permis de placer le flotteur à l'intérieur d'une membrane étanche et par conséquent de supprimer toute sortie étanche d'arbre tournant ou de poussoir coulissant, source d'avaries nombreuses. L'élasticité de la membrane absorbe facilement les déplacements de quelques millimètres nécessaires pour actionner la micro-vanne. L'ensemble flotteur, membrane, micro-vanne constitue avec son carter étanche un bloc qui se fixe d'une seule pièce sur la paroi de la cuve en simplifiant ainsi les opérations de montage. Les eaux usées charrient des corps étrangers qui ont tendance à se déposer dans le fond de la cuve qu'ils finissent par remplir allant jusqu'à gêner le fonctionnement du flotteur. On a vu que selon l'invention, le fond de la cuve n'est pas au point le plus bas du circuit, mais que ce dernier était l'élément de canalisation réuni au bas de la cuve par la canalisation unique 14. Les dépôts qui pourraient se former dans cet élément de canalisation sont emportés à chaque cycle par la chasse des eaux usées. Ce dernier avantage est encore plus marqué dans la variante de la figure 3 oU le tracé de la botte à clapets 42 est tel que toutes les parties du volume intérieur sont balayées par la chasse. De plus l'utilisation d'une botte à clapet unique simplifie considérablement les opérations de montage à effectuer sur place, ce qui diminue encore le prix de l'installation. Enfin, l'appareil ainsi décrit n'utilise qu'une seule source d'énergie, l'air comprimé, à l'exclusion de l'électricité, ce qui diminue la probabilité de non fonctionnement par défaillance de l'une de ces sources. REVBNDICA9IONS 1. Appareil aéro-éjecteur de relevage des eaux usées composé d'une cuve reliée à une canalisation d'arrivée d'eaux usées et d'une canalisation de refoulement, munies chacune de leur clapet respectif, d'une vanne d'air comprimé mettant ladite cuve en communication alternativement avec l'atmosphère ou avec une source extérieure d'air comprimé selon sa position,d'un dispositif de commande de ladite vanne à air comprimé, dispositif sensible au piveau du liquide dans la cuve,appareil caractérisé en ce que ledit dispositif de commande est constitué par une micro-vanne à air comprimé commandée par un flotteur,et commandant un générateur d'impulsion émettant une impulsion pneumatique de durée déterminée, ladite impulsion commandant la position de ladite vanne à air comprimé. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flotteur est complétement entouré par une membrane souple étanche fixée à la cuve. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le micro-vnnne et le générateur d'impulsion sont protégés par un carter étanche,et en ce que ledit carter, le flotteur et la membrane forment un ensemble monobloc fixé sur la cuve. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flotteur agissant sur la micro-vanne est remplacé par une membrane étanche fixée à 11 extrémité d'un tube plongeur, la déformation de ladite membrane commandant la micro-vanne. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la membrane est fixée directement sur une paroi de la cuve. 6. Appareil selon la revendication t; caractérisé en ce que les canalisations d'arrivée et de refoulement sont reliées ensemble à la-cuve par un manchon unique placé à un niveau inférieur à celui du fo e la cuve. ppareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la canslisation de refoulement est située entre le-manchon unique et la canalisation d'arrivée. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les canalisations d'arrivée et de refoulement sont fixées à une pièce unique comportant les clapets respectifs de chacune des deux canalisations.