Brevet FR2310790A1 — publié le 19761210

Le présente invention concerne les installations d'évacuation de matières usées et elle vise plus particulièrement les installations concernant l'évacuation, la déshydratation et le traitement du fumier provenant des étables, porcheries, écuries et autres lieux abritant des animaux. L'invention a pour but une installation d'évacuation, automatique, aérée, efficace, d'un fonctionnement peu onéreux, nécessitant un minimum d'entretien, dans laquelle les odeurs peuvent entre jugulées et qui peut fonctionner en cas d'intempéries. Aucune installation mécanique n'étant montée dans les lieux qui abritent les animaux , il en résulte qu'on peut, par exemple en abritant davantage d'animaux, utiliser au maximum lesdits lieux. Lorsqu'une série d'installations sont utilisées, on peut étager lest'zones de lavage à grande eau pour effectuer un nettoyage maximum vers les collecteurs et autres lieux de lavage. Il est préférable que le sol des stalles réservées aux animaux et des zones adjacentes ait une surface lisse pour faciliter le lavage et réduire au minimum les éclaboussures. Un lavage continu donne une surface non glissante améliorée qui résoud le problème de la boue dans les passages entre les stalles et les cours. En outre, un écoulement d' eau continu rafratchit les b ti- ments par temps chaud si les animaux n'ont rien à brouter. Le déplacement de la boue par l'eau contribue grandement à la séparation de l'eau et des solides. Pour éviter les risques de gel par temps froid, on peut introduire des anti-gel dans les réservoirs de stockage ou autres parties de l'installation. De tels produits peuvent entre ajoutés à la main ou automatiquement. Un recyclage de l'eau après séparation d'avec les matières solides permet une réutilisation de l'eau, ce qui réduit considérablement la consommation d'eau. Les frais de main d'oeuvre pour le nettoyage des diverses parties de l'installation sont également réduits. Le bétail abrité dans les stalles comportant une installation de lavage automatique vit dans les meilleures conditions d'hygiène et l'expérience a démontré que les vaches qui sont installées dans de telle conditions ont un meilleur rendement en lait. Les acides qui peuvent attaquer les pieds des animaux sont rapidement dispersés et évacués sous la forme diluée. I1 est à noter que l'installation suivant l'invention peut s'appliquer à de nombreuses formes d'abris pour animaux et peut être utilisée non seulement aux sols unis mais encore, notamment aux sols à lattes, à rigoles ou à gradins. L'inventiona pour objet une installation d'évacuation de matières usées qui comprend un séparateur pour séparer les matières solides du contenu liquide du système d'évacuation, les matières usées étant déversées d'un réservoir situé à une certaine hauteur sur une grille de séparateur inclinée, les matières solides descendant le long de la grille tandis que le liquide traverse la grille. Suivant un autre aspect de l'invention, les matières usées sont aspergées de liquide pendant qu'elles s'écoulent sur la gril le, Le liquide séparé des matières solides est recyclé sur la grille. L'installation suivant l'invention comprend une cuve de stockage comprenant un orifice d'admission et un orifice d'évacuation commandés l'un et l'autre par une valve, le liquide sortant de l'orifice d'évacuation étant dirigé de façon à s'écouler sur une surface pour entraîneur les matières usées déposées sur cette surface dans une première zone collectrice, le liquide et les matières solides qu'il contient étant dirigées vers un réservoir disposé à une certaine hauteur pour être évacué dudit réservoir en s'écoulant sur un séparateur liquide/solides, le liquide traversant le séparateur pour s'écouler dans une deuxième zone collectrice tandis que les solides sont dirigés vers unetroisième zone collectrice, les liquides de la deuxième zone collectrice étant recyclés dans l'installation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue schématique en plan d'une installation de lavage suivant l'invention. La figure 2 représente un canal d'acheminement de la boue entrainée par l'eau. La figure 3 est une vue en coupe de l'installation de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe du canal collecteur et du réservoir collecteur. La figure 5 est une vue en plan du canal collecteur, du réservoir collecteur et du réservoir d'eau en partie purifiée. La figure 6 est une vue en coupe du dispositif de la figure 6, représentant en outre la pompe élévatrice et le séparateur de l'invention. La figure 7 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation du séparateur de l'invention. La figure 8 est une vue en coupe d'une installation à godet basculant mobile. La figure 9 est une vue en coupe du réservoir d'eau en partie purifiée utilisé avec le séparateur de la figure 8. La figure 10 est une vue en coupe d'une trémie et d'un séparateur perforé à grilles pivotantes. La figure 11 est une vue en coupe du réservoir d'eau en partie purifiée utilisé avec le séparateur de la figure 10. La figure 12 est une vue en coupe d'une trémie et d'un séparateur à grilles tournantes. La figure 13 est une vue en coupe du réservoir d'eau en partie purifiée utilisée avec le séparateur de la figure 12. La figure 14 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du séparateur. La figure 15 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du séparateur. La figure 16 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du séparateur. La figure 17 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de découpage, d'admission d'air et de pompe à vis. La figure 18 est une vue en perspective du dispositif de découpage de la figure 17. La figure 19 est une vue en perspective d'un séparateur alimenté par un collecteur et une trémie. La figure 20 est une vue en partie en perspective d'un séparateur comportant des déflecteurs et un dispositif d'aspersion de liquide. La figure 21 représente schématiquement l'emplacement des tuyaux d'aspersion montés sur le séparateur. L'installation représentée sur les figures 1, 2, 3 et 4 comprend une cuve de stockage 4 qui est supportée en position élevée par un b ti 3. Les dimensions de la cuve 4 dépendent de la longueur du bâtiment dans lequel il est installé. Quatre travées d'une longueur totale d'environ 18 mètres nécessitent une cuve d'environ 900 litres. On augmente la capacité de la cuve avec le nombre de travées à raison d'environ 225 litres par travée supplémentaire. L'eau est amenée à la cuve 4 par un conduit principal d'alimentation 5 ou par un réservoir à liquide séparé, une valve à bille et un robinet d'arrêt 5a. Un branchement 5b pourvu d'un robinet d'arrêt approprié ( non représenté ) permet le lavage au tuyau . La cuve 4 comporte un trop-plein 4a.La sortie principale de la cuve 4 s'effectue par une collerette réglable 6 pour contrôler la hauteur de chute, une valve papillon 7 actionnée par interrupteur minuteur ( non représenté ), un conduit 8 à grand rayon de courbure, une première rampe 9, une deuxième rampe 10, et des conduits de sortie 12 et 13 vers le sol 11 des stalles. I1 est avantageux que la vitesse d'écoulement de l'eau à la sortie de la cuve 4 soit d'environ 60 cm par seconde. Une telle vitesse peut être obtenue au moyen d'un conduit d'environ 20 cm de diamè tre. Le changement d'orientation entre le conduit vertical 8 et la première rampe 9 correspond à une coubure de grand rayon d'environ 1120. La longueur de la première rampe 9 dépend des conditions particulières du lieu. Une longueur minimale de deux mètres pour une pente d'environ 220 est généralement satisfaisante. La deuxième rampe 10 est sensiblement identique à la pente du sol 11 et les conduits de sortie 12 et 13 sont de niveua avec le sol de la stalle à son entrée. Un écoulement régulier et ininterrompu assure la régularité de la vitesse d'écoulement. Les conduits extérieurs de sortie 12 ont avantageusement un diamètre de 20 cm environ et le conduit central 13 un diamètre de 15 cm environ, qui se réduit à 10 cm environ au voisinage de son extrémité de sortie 14. Un trottoir ou dalle de guidage 15 délimite un renfoncement courbe qui empêche l'eau d'éclabousser la partie litière des stalles, l'eau s'écoulant sur les surfaces extérieures du passage des stalles où se déposent normalement les matières solides. La boue entraînée par l'eau s'écoule vers un canal 17 dans lequel une section triangulaire 18 la dirige vers un réservoir collecteur 1. La section 18 empêche l'écoulement et le reflux si l'eau est refoulée d'un cOté de l'entrée du reservoir 1. L'écoulement vers le réservoir 1 s'effectue à travers une grille inclinée encagée 19 qui interdit l'entrée du reservoir 1 aux grosses masses de matériaux impossibles à désagréger, tels que pierres, bois, métal, matière plastique, etc... ou leurs agrégats.Un collecteur de pierres 20 est disposé à la base du reservoir 1 et un contrefort 21 (Fig. 5) opposé à l'entrée du réservoir sert à équilibrer la pression. Comme illustré par la figure 6, la boue est pompée dans le réservoir 1 par un dispositif 27 vers une cuve ou trémie 28 montée à une certaine hauteur sur un bàti support 31, puis elle passe sur un séparateur 26. L'eau tombe de la grille du séparateur dans un réservoir d'eau partiellement purifiée 2 et est recyclée à partir d'une bâche 22 vers la cuve 4 par un conduit 60a, une valve à bille et robinet d'arrêt 61a, au moyen de toute pompe ou compresseur approprié(non représenté)Le séparateur représenté sur la figure 7 comprend une cuve ou trémie 28, une goulotte réglable 29 et une grille 30 qui sont supportées par le bâti 31.La grille 30, qui comprend un fond incliné en panneaux de fil métallique, en métal perforé ou encoché ou en panneaux plastiques, est munie de cotés verticaux qui empêchent les débordements latéraux. Les solides descendent par gravité en bas de la grille où ils sont recueillis et évacués comme on le désire. Dans certains cas, les solides peuvent être déposés sur un tas de fumier sec ou directement dans une épandeuse mécanique. Les liquides tombent à travers la grille dans le réservoir 2. On peut régler à volonté l'inclinaison de la grille au moyen de dispositifs de fixation et de pivots montés sur le bâti 31. Les cotés verticaux de la grille ont avantageusement une hauteur minimale de 25 cm environ. Comme représenté sur la figure 8, les solides qui tombent de la grille 30 peuvent être recueillis dans un godet basculant 32 qui est monté sur des rails 33 comportant un déclencheur 34 et un contrepoids 35. Une plaque articulée 36 disposée en bas de la grille 30 retient les solides pendant le vidage godet 32. La figure 10 représente un autre mode de réalisation de séparateur qui comprend une trémie 28 et une plaque pivotante inclinée 37 montée dans une enveloppe perforée 38. La périphérie de la plaque 37 est formée avec ou est pourvue d'une bande d'étanchéité pour retenir le liquide. Lorsqu'un poids prédéterminé est atteint, la plaque 37 est déclenchée par gravité, ce qui, du côté opposé au pivot, actionne un levier de poussée vers le haut (non représenté) qui ferme la trémie.Cet agencement peut également être accouplé en parallèle avec une grille inférieure 39, les solides étant dirigés vers une goulotte inférieure 40. Un autre mode de réalisation de séparateur est représenté sur la figure 12. Le flux s'écoule de la trémie 28 dans un conduit de section rectangulaire 41 dont une paroi coudée 42 fait saillie sur une grille à sections 43 qui tourne autour d'un axe 44. Les solides qui se trouvent sur une section de la grille déclenchent un mécanisme 45 et glissent sur une goulotte partiellement perforée 46. Le liquide qui s'écoule à travers les autres sections de la grille a une action nettoyante sur la goulotte partiellement perforée 46. Le séparateur représenté sur la figure 14 comprend trois grilles séparées 47 qui comportent chacune une paroi orientée vers le haut à leur extrémité supérieure et une paroi orientée vers le bas à leur extrémité inférieure. Le matériau qui tombe d'une section sur l'autre favorise la séparation de l'eau, les sections munies de paroi empêchant les solides de refluer vers le haut en cas de grand vent. La figure 15 représente un séparateur dans lequel la grille 48 est de forme ondulée. Des trous ou fentes appropriés sont ménagés dans les ondulations pour laisser le liquide s'égoutter. La figure 16 représente un séparateur qui comporte une pluralité de grilles séparées 49 se chevauchant de façon à ménager une zone de chute libre entre les grilles adjacentes. Les figures 19 et 20 représentent un mode de réalisation préféré de séparateur suivant l'invention. Une gouttière inclinée vers le bas sur un bâti comprend un fond 60, des parois latérales verticales 61, une paroi d'extrémité 62 et une trappe de visite amovible 63. Des plaques déflectrices courbes 64 sont fixées à la face intérieure des parois latérales 61. Une série de tiges sont disposées transversalement dans la gouttière pour maintenir les parois latérales à l'écartement voulu et pour supporter une première plaque perforée 66 orientée vers le bas. D'autres tiges 65 supportent une grille principale de séparateur 67. Les grilles et plaques sont fixées aux tiges par des brides non représentées. La grille 67 est constituée par une feuille en matière plastique comportant une pluralité de sections orientées vers le bas suivant des angles différents, les sections étant de longueur variable. Les plaques déflectrices 64 dirigent le matériau qui s 'écoule sur la grille vers la partie centrale afin d'éviter l'accumulation de matériau le long des faces intérieures des parois latérales. Des tuyaux d'aspersion de liquide 68, perforés par endroits sont disposés sur le travers de la gouttière pour asperger le matériau qui s 'écoule sur les grilles 66, 67. Du liquide est également pulvérisé du dessous de la grille 67 pour empêcher les ouvertures de la grille de se boucher. Des déflecteura de liquide 69 peuvent être montés sur les parois latérales 61 près de la sortie 70 du liquide Le liquide fourni aux tuyaux d'aspersion 68 peut être pompé dans le réservoir 2 et recyclé dans le système d'aspersion ou, en variante, ce liquide peut provenir directement d'une autre source d'alimentation. Des valves de commande peuvent être incorporées aux conduits qui alimentent chaque tuyau d'aspersion et un raccord peut être monté sur ces conduits d'alimentation pour permettre le branchement de tuyaux de nettoyage.Des volets 71 peuvent être montés sur la largeur de la gouttière pour régulariser l'écoulement d'une grande quantité de matériau solide à la sortie du séparateur. La trémie 72 est alimentée en matériau liquide/solide au moyen d'une tubulure 73 par une pompe (non représentée) montée dans une chambre colle6trice. Un couvercle 74 peut être fixé aux parois verticales 61 pour empêcher les éclaboussures et le vent de gêner le fonctionnement du dispositif. Le liquide recyclé peut être de l'eau ou de l'eau contenant des agents chimiques. La pompe élévatrice 27 représentée sur la figure 17 est construite en sections qui lui confèrent une grande souplesse et permettent de l'adapter à diverses installations. La boue aspirée à travers une zone de découpage 50 est brisée en fines particules qui passent dans une section 51, une chambre d'admission 52, une pompe à vis 53 et sortent par un orifice de sortie 54 qui est disposé au-dessus de la trémie d'admission du séparateur 28. Les éléments qui constituent ce dispositif sont reliés par un arbre central qui est entraSné par un moteur 55. Le dispositif comprend un mécanisme d'alignement d'arbres 56 et un accouplement de surcharge 57. Le moteur 55 entraîne un compresseur d'air(non représenté) qui fournit de l'air à la chambre d'admission 52, à des conduits d'air pour l'aération du réservoir 1 et à une installation terminale de purification (non représentée). L'air sous pression admis dans la chambre 52 contribue à désagréger les solides et à élever la boue dans le dispositif. La section de découpage représentée à titre d'exemple non limitatif sur la figure 18 comprend une grille 58 et des couteaux tournants 59.Les cou teaux sont de toute forme appropriée et ils sont étagés autour de l'arbre central du dispositif sur une partie de sa longueurs Pour une installation de 300 vaches, on estime la quantité de purin à 14 hectolitres environ qui sont mélangés à 14 + ectolitres d' eau environ, ce qui donne un taux de dilution de 1% et abaisse la valeur de pH, permettant d'utiliser si nécessaire un dosage chimique. On dilue finalement dans 3500 hectolitres environ. Les réservoirs collecteurs peuvent être prévus sur la base de dix fois la production quotidienne de purin par le bétail parqué, y compris les eaux de ruissellement des cours. L'installation peut comprendre d'autres valves -ou méc-anismes de commutation à commande électrique, hydraulique ou manuelle qui peuvent être incorporés dans l'installation si nécessaire. Les structures utilisées peuvent'être en métal, en matière plastique, en bois ou en plusieurs de ces matériaux. Tous les joints, fermetures, réservoirs, structures de bois et canalisations peuvent être protégées contre les fuites, la corrosion et les attaques chimiques par emploi d'un agent d'étanchéité du type polyalcool. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et réprésentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Installation d'évacuation de matières usées comprenant un séparateur pour séparer les matières solides des matières liquides, caractérisée en ce que les matières usées sortent d'un réservoir disposé à une certaine hauteur pour s'écouler sur une grille de séparateur perforée, inclinée, les solides étant évacués le long de la grille tandis que les liquides traversent ladite grille. 2.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les matières usées sont aspergées de liquide au cours de leur descente le long de la grille. 3.- Installation suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le liquide séparé est recyclé sur la grille. 4.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la grille du séparateur comprend une seule plaque perforée présentant une pluralité de sections orientées vers le bas suivant un angle variable. 5.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la grille du séparateur comprend une série de plaques perforées disposées en gradins. 6.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la grille du séparateur comprend une pluralité de sections orientées vers le bas et chevauchantes. 7.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la grille du séparateur comprend une série de grilles juxtaposées. 8.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce qu'au moins une partie de la grille du séparateur peut être réglée angulairement. 9.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que du liquide supplémentaire est envoyé sur les matières usées qui passent sur la grille. 10.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le liquide séparé des solides passant suqla grille est recyclé. 11.- Installation pour l'évacuation des matières usées, caractérisée en ce qu' elle comprend une cuve de stockage comprenant un orifice d'entrée et un orifice de sortie commandés l'un et l'autre par une valve, le liquide sortant de l'orifice de sortie étant dirigé de façon à s'écouler sur une surface pour entraîner les matières usées déposées sur cette surface dans une première zone collectrice, le liquide et les matières solides qu'il contient étant dirigées sur un réservoir disposé à une certaine hauteur pour sortir du réservoir en s'écoulant sur un séparateur liquide/solide, le liquide traversant le séparateur pour s'écouler dans une deuxième zone colleetrice, et les solides étant dirigés vers une troisième zone collectrice, les liquides de la deuxième zone collectrice étant recyclés dans l'installation. 12.- Installation suivant la revendication 11, caractérisée en ce que l'orifice de sortie de la cuve de stockage a deux branches. 13.- Installation suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la cuve de stockage comprend une pluralité d'orifices de sortie. 14.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que la vitesse du liquide qui sort de l'orifice de sortie de la cuve de stockage est de l'ordre de 30 à 90 cm environ par seconde. 15.- Installation suivant l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que le séparateur est pourvu de parois latérales verticales. 16.- Installation suivant l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que le liquide et les matières usées solides sont dirigées vers le réservoir disposé à une certaine hauteur par des moyens mécaniques ou hydrauliques. 17.- Procédé de nettoyage de surfaces de réception de matières usées, caractérisé en qu'il consiste à amener les matières usées dans un réservoir disposé à une certaine hauteur, à faire circuler lesdites matières usées sur une grille de séparation perforée et inclinée, la majeure partie de ladite grille étant disposée à un niveaÇ nférieur audit réservoir de façon que les corps solides des matières usées soient évacués le long de la grille tandis que les corps sensiblement liquides soient évacués à travers ladite grille.