Brevet FR2450123A1 — publié le 19800926

L'invention concerne un hydrocyclone pour l'épuration de liquides, en particulier de l'eau d'alimentation des moteurs hydrauliques d'entrainement d'appareils d'arrosage, comportant dans le haut une arrivée de liquide à épurer raccordée tangentiellement à une enveloppe en forme d'entonnoir, une surverse destinée au liquide épuré et pénétrant dans le cyclone par le centre, et un récipient de sédimentation raccordé au point le plus étroit de l'enveloppe, servant à recevoir des constituants solides ou impuretés du liquide et muni d'un tuyau d'évacuation, dont la section est plus petite que celle du tuyau d'alimentation raccordé à 11 arrivée. Sous 11 action de la force centrifuge du liquide introduit tangentiellement, les solides les plus denses se déposent sur la paroi en forme d'entonnoir de ltenve- loppe et tombent vers le bas, tandis que les fractions moins denses du liquide restent dans la région moyenne de l'enveloppe, d'où elles sont évacuées vers le haut par la surverse0 Des hydrocyclones à récipient de sédimentation fermé sont interposés avant des appareils consommateurs, dont le fonctionnement exige une pression déterminée, et dont le fluide de travail ne doit pas contenir d'impuretés, ce qui pourrait nuire au fonctionnement. Bes impuretés contenues dans le liquide, et dont la densité est supérieure à celle de celui-ci, se séparent dans le récipient de sédimentation disposé sous l'enveloppe. Un inconvénient d'un hydrocyclone connu réside dans le fait que selon le degré d'impureté du liquide, le récipient de sédimentation doit être vidé à des intervalles plus ou moins longs. Si le récipient de sédimentation n'est pas vidé en temps voulu, sa fonction d'épuration disparaît et le liquide non épuré arrive à l'appareil consommateur, ce qui peut causer des dommages. Un exemple d'application de l'hydrocyclone est l'entrai- nement d'appareils d'arrosage par un moteur à piston actionné par eau sous pression. L'eau d'entraînement est tirée de l'eau d'arrosage qui, selon la région, est plus ou moins impure. Bes impuretés (par exemple le sable) sont séparées par l'hydrocyclone interposé. I1 faut qu'un surveillant contrôle l'appareil d'arro sage à des intervalles déterminés, retire le récipient de sédimentation de l'hydrocyclone et le vide. Par le DE - A - NP 2 558 324, on connaît un hydroxyclone servant à éliminer le sable et les fibres dans le traitement des eaux usées avant la centrifugation, dans lequel, à l'une des évacuations de sousverse en forme de tube incliné est reliée une valve à l'aide de laquelle on peut obtenir une percolation. Mais la valve nécessite un supplément de matière et peut facilement conduire à des obstructions, de sorte qu'il faut débarrasser manuellement de sable la sousverse tubulaire. D'autre part, dans le livre "Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik" (1978), figure 67, on indique dans un multihydrocyclone un tube dtévacuation rétréci. Etant donné que sa largeur intérieure est à peu près deux fois plus petite que celle du tuyau d'alimentation, il faut s'attendre, avec ce cyclone, à une perte sensible d'eau qui ne joue peut-etre aucun r8le dans le cas considéré, mais qui serait intolérable dans le cas d'un cyclone coopérant avec un moteur hydraulique d'entraînement d'appareils d'arrosage. C'est pourquoi l'invention a pour but de perfectionner l'hydrocyclone mentionné plus haut de façon telle que l'on évite une trop grande perte d'eau, et que les intervalles de vidage éventuellement nécessaires soient notablement plus longs. Selon l'invention, ce problème est résolu en premier lieu par le fait que le rapport de section entre le tuyau d'alimentation et le tuyau d'évacuation est compris entre 70:1 et 120:1 environ et que le tuyau d'évacuation est raccordé au tuyau d'échappement d'un appareil consommateur, par exemple d'un moteur hydraulique à piston entraînant un appareil d'arrosage, l'appareil consommateur étant alimenté par un tuyau en eau sous pression venant de la surverse de l'hydrocyclone. Par le tuyau d'évacuation ainsi conçu, il peut s'effectuer pendant le fonctionnement de l'hydrocyclone une évacuation continuelle d'impuretés contenues dans le liquide brassé et la perte de liquide qui se produit n'a guère d'importance0 Grâce au fait que le tuyau d'évacuation est relié au tuyau d'échappement de l'appareil consommateur, et étant donné la pression de liquide à évacuer qui existe encore dans le tuyau d'échappement, un certain effet de freinage est exercé sur le liquide contenant les impuretés, et qui se trouve dans le tuyau d'évacuation, ce qui permet de diminuer encore la perte de liquide. Selon l'invention, il est possible aussi que le tuyau d'évacuation soit fermé dans le récipient de sédimentation à travers un tamis dont la largeur de mailles ou la grandeur de trous correspondent à peu près à la plus petite largeur intérieure du tuyau d'évacuation. I1 est ainsi assuré que toutes les impuretés pouvant passer par le tuyau d'évacuation soient évacuées, de sorte qu'il reste seulement dans le récipient de sédimentation des fractions solides plus grossières que l'on peut se contenter de vider manuellement à de longs intervalles0 Un mode d'exécution de l'invention est encore caractérisé en ce qu'au fond du récipient de sédimentation est fixé un tronçon de tube de raccord destiné au tuyau d'évacuation, en ce que sur le tronçon de tube de raccord est glissé ou vissé dans le récipient de sédimentation un ressort à boudin, et en ce que celui-ci est fermé dans le haut par un chapeau et présente entre ses spires un espacement correspondant à peu près à la plus petite largeur intérieure du tyau d'évacuation. le ressort à boudin remplace le tamis mentionné tout d'abord, avec cet effet avantageux qu'il arrive seulement dans le tuyau d'évacuation des solides d'une grosseur de particules déterminée, de sorte que l'on évite l'obstruction du tuyau. D'autre part, les particules de solides coincées entre les spires du ressort sont automatiquement libérées à nouveau par les mouvements continuels du ressort à boudin, dds à ia turbulence qui règne dans le récipient de sédimentation et retombent dans ce dernier. Selon un autre mode d'exécution, le sens d'enroulement du ressort à boudin -vu dans le sens dSecoulement- est opposé au sens de tourbillonnement du liquide dans le récipient de sédimentation. Grâce à cette mesure simple, les particules,.par exemple les grains de sable, sont beaucoup plus facilement entraînées hors de l'espacement des spires. Enfin, un autre mode d'exécution est caractérisé en ce que le récipient de sédimentation est maintenu dans le bas de l'hydrocyclone par vissage ou par des verrouillages rapides avec interposition d'un joint, et il est éventuellement formé de matière transparente. Grâce à ces mesures, on peut effectuer rapidement le vidage manuel nécessaire et le moment où il faut le faire peut être facilement déterminé par un contrôle optique. Un exemple d'exécution de l'invention est décrit plus précisément à propos des dessins, dans lesquels : la figure 1 montre schématiquement la liaison entre un hydrocyclone selon l'invention et un appareil consommateur, et la figure 2 est une vue en élévation arrachée par l'avant d'un récipient de sédimentation raccordé à un hydrocyclone. L'hydrocyclone 1 en lui-même connu a une forme d'entonnoir, dans le haut sont disposées une arrivée tangentielle 2 de liquide à épurer et une surverse centrale 3 pénétrant dans 1' en- veloppe 1 et amenant sous pression le liquide épuré, par un tuyau 4, à l'appareil hydraulique consommateur 5, qui peut être, par exemple, un moteur à piston entraînant le tambour d'un appareil d'arrosage. L'appareil consommateur 5 présente un tuyau d'échappement 6 dans lequel le liquide utilisé est évacué à une certaine pression sur le terrain ou bien conduit à un petit arroseur. En dessous de l'enveloppe en entonnoir 1 est fixé un récipient de sédimentation 7, qui présente selon l'invention un tuyau d'évacuation 8, qui'débouche dans le tuyau d'échappement 6 de l'appareil consommateur 5 et évacue sans interruption les fractions solides déposées, en même temps que du liquide en petite quantité déterminée. Par suite de la chute de pression dans l'appareil consommateur 5 -moteur à piston), il règne dans le tuyau d'échappement 6 une pression notablement moindre que dans l'hydrocyclone 1, de sorte que les impuretés sont transportées à ltextérieur par le tuyau d'évacuation et d'échappement 8, 6o Grâce au tuyau d'évacuation 8, il se produit dans le cyclone 1 une faible perte d'eau dont la grandeur dépend principalement, d'une part, de la section du tuyau d'évacuation 8, et, d'autre part, de la chute de pression dans l'appareil consommateur 5. La section du tuyau d'évacuation ne peut donc pas être aussi grande que l'on veut. Si le rapport de section entre le tuyau d'arrivée 2 et le tuyau d'évacuation 8 est compris entre 70:1 et 120:1 environ, on obtient un effet avantageux avec une perte minimale d'eau. rour éviter que le tuyau d'évacuation 8 ne soit bouché éventuellement par des impuretés plus grosses, dans le récipient de sédimentation 7 peut être disposé un tamis dont les ouvertures correspondent à peu près à la plus petite section du tuyau d'évacuation 8. On obtient un nombre maximal d'ouvertures en utilisant un ressort à boudin 9 dont l'espacement 10 des spires correspond au plus petit diamètre 11 du tuyau d'évacuation 8. Bes particules plus grossières se rassemblent dans le récipient de sédimentation 7o Etant donné que la majeure partie des particules d'impuretés (sable) passe par les spires 9, les intervalles d'évacuation du récipient de sédimentation 7 sont notablement allongés. le ressort à boudin 9 est fermé dans le haut par un chapeau 12. Dans le bas, le ressort à boudin est glissé ou vissé sur un tronçon de tube de raccord 13 disposé dans le fond du récipient de sédimentation 7, et il est ainsi en mesure d'effectuer des mouvements de va-et-vient en vertu de la turbulence régnant dans le récipient de sédimentation 7. Les impuretés éventuellement restées coincées dans le ressort à boudin 9 peuvent alors etre à nouveau libérées et retomber dans le récipient de sédimentation. le pas des spires du ressort à boudin 9 est avantageusement choisi de façon telle que -vu dans le sens d'écoulement- il soit opposé au sens de turbulence 14. Grâce à cette mesure aussi, les gros grains de sable, ou analogues, sont plus facilement entraînés hors des espacements du ressort à boudin0 Autre part, céla favorise une montée continuelle des solides dans le récipient de sédimentation 70 le récipient de sédimentation 7, formé de verre acrylique ou matière similaire, peut etre facilement et rapidement retiré de l'hydrocyclone 1 pour le nettoyage manuel lorsqu'il est fixé à l'hydrocyclone 1 soit par un vissage, soit, comme le montre la figure 2, par des verrouillages rapides 15, 16. Un anneau de joint 17 est interposé. -REVENDICATIONS- 1. Hydrocyclone pour l'épuration de liquides, en particulier de l'eau d'alimentation des moteurs hydrauliques d'entraînement d'appareils d'arrosage, comportant dans le haut une arrivée de liquide à épurer raccordée targentiellerent à une enveloppe en forme d'entonnoir, une surverse destinée au liquide épuré et pénétrant dans le cyclone par le centre, et un ré copient de sédimentation raccordé au point le plus étroit de l'enveloppe, servant à recevoir des constituants solides ou impuretés du liquide et muni d'un tuyau d'évacuation, dont la section est plus petite que celle du tuyau d'alimentation raccordé à l'arrivée, hydrocyclone caractérisé en ce que le rapport de section entre le tuyau d'alimentation (2) et le tuyau d'évacuation (8) est compris entre 70::1 et 120:1 environ et en ce que le tuyau d'évacuation (8) est raccordé au tuyau d'échappement (6) d'un appareil consommateur (5), par exemple d'un moteur hydraulique à piston entraînant un appareil d'arrosage, l'appareil consommateur (5) étant alimenté par un tuyau (4) en eau sous pression venant de la surverse (3) de l1hydrocyclone. 2. Hydrocyelone selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (8) est fermé dans le récipient de sédimentation (7), à travers un tamis dont la largeur de mailles ou la grandeur de trous correspondent à peu près à la plus petite largeur intérieure du tuyau d'évacuation (8). 3 Hydrocyclone selon la reverdication 2, caractérisé en ce qu'au fond du récipient de sédimentation (7) est fixé un tronçon de tube de raccord (13) destiné au tuyau d'évacuation (8), en ce que sur le tronçon de tube de raccord (13) est glissé ou vissé dans le récipient de sédimentation un ressort à boudin (9), et en ce que celui-ci est fermé dans le haut par un chapeau (12) et présente entre ses spires un espacement (10) correspondant à peu près à la plus petite largeur intérieure (ii) du tuyau dté- vacuation (8)o 40 Hydrocyclone selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sens d'enroulement du ressort à boudin (9) est opposé au sens de tourbillonnement (14) du liquide dans le récipient de sédimentation (7)0 5. Rydrocyclone selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le récipient de sédimentation (7) est maintenu dans le bas de l'hydrocyclone (1) par vissage ou par des verrouillages rapides (15, i6j avec interposition d'un joint (17), et il est éventuellement formé de matière transparente.