Brevet FR2473084A1 — publié le 19810710

La présente invention est relative à une installation de séparation et de récupération de substances huileuses présentes dans des masses d'eau aussi bien du type libre telles que des rivières, des lacs ou la mer, que du type confiné en bassin, réservoir, ou analogues. On connait des machines et des installations qui, en exploitant la nature visqueuse ou collante des substances graisseuses ou huileuses, permettent-la séparation et la ré- cupération de ces substances présentes dans de l'eau. Cependant, tous les-problèmes rencontrés n'ont pas été résolus de façon satisfaisante, et il est en particu- lier difficile de récupérer les substances qui sont disper- sées sur une très large surface en formant un film mince ou une fine couche, et il est également difficile d'attaquer des agglomérations de produits denses comprenant des croûtes ou des agglomérats durs. La présente invention a pour but de fournir une ins- tallation qui, en utilisant les propriétés visqueuses des substances et une technique nouvelle, permet de collecter tout type de substances visqueuses dispersées dans de l'eau. Dans le cadre de ce but général, il est possible de faire en sorte que l'installation selon l'invention puisse attirer les substances dispersées en direction des moyens de récupération, même quand ces substances forment un film mince. Il est en outre possible de faire en sorte que le fonctionnement de l'installation selon l'invention puisse être adapté à la quantité et à la qualité des substances à collecter. Il est également possible de faire en sorte que l'installation selon l'invention permette de collecter ces substances de telle manière qu'elles n'aient qu'une très faible teneur en eau.- Selon un de ses aspect, l'invention fournit une installation perfectionnée pour séparer et collecter des substances huileuses à partir de masses d'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend une série de disques rotatifs, dis- posés sélectivement sur au moins une paire d'axes de rota- tion décalés l'un par rapport à l'autre, ces disques étant propres à fonctionner partiellement immergés dans l'eau et étant pourvus de paires de lames de raclage mises en oeuvre de façon contrôlée, l'une au moins desdites paires de lames de raclage ayant pour fonction de récupérer les matériaux - adhérant à un disque associé, des moyens étant en outre prévus pour régler les positions de travail respectives des- dits axes de rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description non limitative qui suit, de certains modes de réalisation préférés, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue latérale de l'installation, montée sur des moyens flottants et mobiles, - la figure 2 est une vue en plan du même système représenté sur la figure 1, - la figure 3 est une vue frontale de l'installation repré- sentée sur les figures précédentes, - la figure 4 représente schématiquement la position des lames de raclage et des disques rotatifs, - la figure 5 représente l'installation selon un autre mode de réalisation, - la figure 6 est une vue frontale d'un disque comprenant deux-paires de lames de raclage, - la figure 7 représente une lame et son dispositif de support mobile, - la figure 8 est une vue en plan du dispositif d'ouverture et de fermeture des lames de raclage, - la figure 9 représente en perspective la façon dont les lames sont supportées et déplacées, - la figure 10 représente un jeu de disques assemblés pro- ches les uns des autres pour former, un paquet, - la figure 11 est une vue en plan d'un jeu de disques de diamètres différents, et - la figure 12 est une vue latérale du jeu de disques de la figure 11, montrant comment est attaquée une plaque huileu- se compacte. L'installation représentée sur les premières figures est du type destiné à être installé sur des moyens mobiles qui, dans ce cas, sont constitués par une embarcation 1, -3 24730-84- et plus spécifiquement, une embarcation du type à coques- jumelles ou "catamaran". - Cependant, on comprendra que cette installation puisse être montée sur des flotteurs autres que des flotteurs auto-propulseurs, ou fixée sur un réservoir ou un conteneur utilisé pour recueillir l'eau recouverte d'une couche d'huile, ceci étant le cas en particulier quant il s'agit de réservoirs utilisés pour collecter des eaux usées indus- trielles. L'embarcation auto-propulsée trouve par contre une application avantageuse lorsqu'il s'agit de nettoyer des bassins, des rivières, des lacs et des ports, de même que pour éliminer de grandes surfaces d'huile dérivant sur la mer. Essentiellement, sur ladite embarcation 1, ou en tout cas sur le flotteur ou système en suspension sur la surface libre d'un bassin indiqué en 2, on prévoit un bâti robuste 3 supportant deux arbres parallèles, respectivement un arbre avant 4 et un arbre arrière 5, sur lesquels sont sup- portés deux jeux de disques, respectivement 6 et 7, au moyen de moyens de connexion. Les disques sont de préférence en acier inoxydable et ils sont solidaires de leurs arbres respectifs et, en fonctionnement, maintenus immergés dans l'eau, étant entraînés, dans ce mode de réalisation, par des moteurs hydrauliques 8 et 9 respectivement, propres à les entraîner par l'intermédiaire d'engrenages réducteurs , 11. Naturellement, la puissance d'entraînement que l'on choisit peut varier en fonction de la source d'énergie disponible et de l'environnement o est utilisé le disposi- tif: très souvent en fait, la présence d'huile sur la sur- face de l'eau provoque des vapeurs de phases plus légères qui sont fortement inflammables, et il en résulte que l'uti- lisation de moteurs et de systèmes protégés contre les explosions devient obligatoire. Lesdits arbres 4 et 5 ont été définlis comme des arbres avant et arrière du fait qu'aussi bien dans le cas d'un porteur auto-propulsé que de celui d'une installation stationnaire balayée par une masse mobile d'eau, l'arbre 4 est constitué pour être l'arbre avant, c'est-à-dire celui qui est le premier en contact avec le courant d'eau, alors que l'arbre 5 est l'arbre arrière. Chaque disque comprend sur sa partie supérieure ou haute, deux paires de lames indiquées en 12 et 13 qui, com- me cela sera expliqué ci-après, ont pour-fonction de racler et de retirer mécaniquement tous matériaux s'étant attachés au disque lorsque ce dernier a été immergé dans l'eau. Ces paires de lames 12 et 13 sont mises en oeuvre de façon contrôlée, c'est-à-dire amenées en contact avec la face du disque, en alternance, selon la direction de rota- tion des disques, laquelle peut être choisie en fonction de ce que l'on désire en agissant sur les moteurs hydrauli- ques 8 et 9. Les produits huileux qui sont raclés des disques peuvent tomber le long des canalisations transporteuses en pente 14 qui les délivrent à un collecteur 15 équipé d'un tamis 16 qui arrête efficacement les substances solides dont les dimensions sont incompatibles avec les -soupapes et les tuyauteries de l'installation. Les disques 7, montés par leur-moyeu sur l'arbre 5, sont également pourvus de paires similaires de lames 17a et 17b et de canalisations transporteuses en pente 18. En plus de ce qui vient d'être décrit,- et directement à l'aval des disques 7, est prévu un barrage arqué 19 im- mergé transversalement dans l'eau et qui permet une accumu- lation locale des-produits flottants entraînés par le cou- rant, de manière qu'ils ne puissent s'échapper de la zone de travail des disques 5. Aussi bien les disques 6 que- les disques 7 peuvent être soulevés entièrement hors de l'eau au moyen de pistons , ce qui est avantageux comme cela sera expliqué ci-après pour sélectionner le mode de fonctionnement le plus appro- prié, pour rassembler les matières flottantes dans la zone de travail, et retirer complètement les disques pour qu'ils n'interfèrent pas avec le courant d'eau quand le porteur doit être déplacé à grande vitesse vers la zone choisie, w 2473084 du fait que dans ce cas il est préférable de réduire dans toute la mesure du possible la résistance à l'avancement. Pour des raisons de sécurité, le jeu de disques 6 et le jeu de disques 7 sont chacun couverts par un carter 21 que l'on peut soulever à des fins d'inspection et de service. En plus des paires de lames 12 et 13, chaque disque du type 6 (représenté plus clairement sur la figure 6, o il est représenté fixé par un moyeu 22 et des boulons 23 à l'arbre 4) comprend une paire additionnelle de lames de raclage 24 montées en position inversée par rapport à celle des paires précédentes de lames. Au moyen d'un dispositif de commande qui sera décrit ci-après, les diverses paires de lames peuvent être mises en oeuvre ou retirées, c'està-dire déplacées pour venir en contact avec le disque et s'éloigner de ce disque. Référence étant faite à la figure 4, en conditions de fonctionnement normales, le liquide s'écoule en direction de la flèche 25, que ce courant provienne de l'eau en mouve- ment ou du porteur qui commence à se déplacer. Dans cette condition, le disque 6 est entraîné en rotation-dans le sens des aiguilles d'une montre, (comme le montre la figure 4 et l'indique la flèche 26). Les paires de lames 24 et 12 sont ouvertes alors que les lames 13 sont en contact pour racler le produit, le retirer du disque 6 et le transporter en direction des ca- nalisations transporteuses 14. Le disque 7 peut être entraîné en rotation soit dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire en direc- tion de la flèche 27, auquel cas les lames 17a sont mises en fonctionnement, ou dans le sens inverse, c'est-à-dire en direction de la flèche 28, lorsque ce sont les lames 17b qui sont mises en oeuvre. Dans le premier cas, il y a accumulation du produit en direction du barrage 19 qui sert de moyen d'arrêt pour la matière flottante, alors que dans le second cas, il fonctionne pour dégager la zone située entre les disques 7 et la barrière 19 et pour éliminer toute accumulation 6 2473084 excessive de produit dans cette zone. Dans les mêmes conditions générales, les disques 6 peuvent être entraînés en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire en direction de la flèche 29, avec contact simultané des lames 12, auquel cas le produit se trouvant dans la zone comprise entre les dis- ques 6 et 7 est récupéré. Le jeu de disques 6 peut également fonctionner en rapprochant les disques 7 les uns des autres, en les entraî- nant en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche 26), en ouvrant la paire de lames 13 et 14 et en fermant les lames 24, lesquelles lames, inclinées en direc- tion opposée à la rotation du disque, repoussent le produit en direction de la zone de travail des disques 7. Un autre mode de fonctionnement est illustré sur la figure 5-o les disques 6 sont actionnés en position soule- vée juste suffisante pour écumer la surface 2 de l'eau, créant ainsi un courant vers l'intérieur, comme indiqué par la flèche 30, qui pousse le produit, même se présentant sous forme de couche peu épaisse, en direction des disques 7 qui le recueillent. Les la-mes 12 (figure 7) ont une section en coin 31 dans.leur zone de contact avec le disque 6, suivie par une partie 32 d'épaisseur presque constante et comprenant à- intervalles des nervures de renfort 33, et elles se termi- nent en une tête élargie 34 destinée à être insérée dans une gorge en C de l'organe profilé de support 35. L'organe profilé de support 35 est solidaire d'un organe profilé de section carrée additionnel 36 aux têtes duquel sont fixés des pivots 37 montés tourillonnants sur le bâti 38 de la machine. Sur un côté, à savoir sur le côté adjacent au rebord périphérique du disque 6, est fixé audit organe profilé carré 36, un levier indiqué en 39a et 39b, le levier étant destiné aux deux lames 12 qui agissent sur le disque 6. Tous les leviers 39a (qui sont tous situés sur le même côté par rapport aux disques) sont reliés par une dent ou saillie 40a à une barre 41a, alors que les autres leviers 39b sont reliés par des dents ou saillies 40b à une seconde barre 41b. Un ensemble cylindre et piston à double effet 42 a son corps de cylindre relié à la barre 31b et sa tige reliée à la barre 41a de manière que lorsque la tige est à l'état sorti, il y a déplacement mutuel des barres 41a, 41b, avec pour résultat que les lames 12 sont rapprochées des disques 6, alors que lorsque la tige est rentrée, les lames 12 sont écartées. Grâce à ce dispositif de commande, on peut sélection- ner les lames qui doivent être mises en oeuvre, et du fait que- l'ensemble cylindre et piston 42 est relié seulement aux barres 41a et 41b, il peut suivre tout mouvement irré- gulier des disques 6 tout en maintenant les lames 12 à l'état fermé. Dans des conditions spéciales, pour des matériaux spéciaux flottant sur l'eau, on utilise une disposition particulière des disques qui est appelée en "paquets de disques", c'est-à-dire une disposition Comprenant une série de disque 33 minces et proches les uns des autres. Dans ce cas, on utilise des lames de raclage en U 44 qui coopèrent simultanément avec les surfaces se faisant face de deux disques contigus, et qui, en coopération avec les organes profilés de support 45 et 46, définissent également la ca- nalisation collectrice des produits qui doivent être raclés. Dans de nombreux cas, les matières huileuses flot-- tant à la surface d'eaux libres s'épaississent en masses, de dureté considérable, et forment de véritables croûtes. Dans ce cas, on prévoit que les disques qui consti- -: t-ent le jeu à l'avant de la formation ont des diamètres -- érents. Comme représenté aux figures 11 et 12, les iam;ètres augmentent graduellement des disques 47 aux dis- cJueS 30. Ces disques 47, 4-8, 49 et 50 qui sont montés par des moyeux sur un arbre commun 51, ont des vitesses périphéri- ques différentes et proportionnelles à leurs rayons, et lorsqu'ils rencontrent une croûte 52 à la surface de l'eau 53, ils l'attaquent à des vitesses locales différentes, ce qui la déforme et la casse. 8 2473084 Ainsi,: on peut traiter plus facilement des agglomérats de dimensions plus faibles. De-la description qui précède, on comprendra qu'une installation selon l'invention est très souple et fonction- nelle, et propre à s'adapter à des situations de travail quelconques, selon le type et la quantité de produits à ré- cupérer, de même qu'aux conditions de mise en oeuvre de l'installation elle-même. En fournissant une série de lames de raclage pour chaque disque, la possibilité de faire varier le sens de rotation, la vitesse t l'immersion, ou tirant d'eau des disques pour s'adapter à des applications individuelles, la caractéristique en "paquets" ou à-diamètre varié des dis- ques assure une solution pour toutes les conditions de tra- vail. Il est clair que les matériaux utilisés, les dimen- sions et les dispositions du dispositif peuvent être quel- conques, en fonction des nécessités. o OO O O O- 00--O- REVENDICATIONS 1. - Installation de séparation et de récupération de substances huileuses présentes dans des masses d'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend une série de disques rotatifs disposés sélectivement sur au moins une paire d'axes de rotation décalés l'un par rapport à l'autre, les- dits disques étant propres à fonctionner partiellement im-- mergés dans l'eau et étant pourvus de paires de lames de raclage mises en oeuvre de façon contrôlée, l'une au moins desdites paires de lames de raclage ayant pour fonction de récupérer les matériaux adhérant à un disque associé, des moyens étant en outre prévus pour régler les positions de travail relatives desdits axes de rotation. 2. - Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que lesdits disques sont réalisés en acier ino- xydables et sont montés par des moyeux sur deux arbres entraînés parallèles et proches l'un de l'autre, lesdits arbres étant montés sur un bâti porté par un dispositif flottant choisi parmi les flotteurs ou les embarcations, ou par des dispositifs de suspension tels que des grues ou des treuils. 3. - Installation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que les disques du premier arbre, à savoir l'arbre de la paire qui est à l'avant par rapport au courant d'eau portant à sa surface les matériaux à récupérer, sont pourvus de trois paires de lames dé raclage, deux paires étant disposées sensiblement dans une position supérieure et en alignement pour racler les matériaux adhérant et les transporter vers des canali- sations collectrices, et une paire étant disposée en posi- tion inversée pour retirer lesdits matériaux du disque et amener ces matériaux à tomber partiellement dans la zone de travail du jeu de disques reliés par leurs moyeux au second arbre de ladite paire. 4. - Installation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que lesdits arbres peuvent être soulevés pour modifier l'immersion des disques dans l'eau, en particulier de manière à amener le jeu de disques du premier arbre à écumer la surface de l'eau, ce 2473084 qui permet ainsi, en augmentant la vitesse de rotation, de créer un courant de surface et de le diriger vers le second jeu de disques. 5. - Installation selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce qu'à l'aval du jeu de disques du second arbre est prévu un barrage en godet disposé transversalement et pouvant être immergé à demi pour arrêter et rassembler les matériaux entraînés par le mouve- ment relatif de l'eau qui passe contre et au-delà desdits disques montés sur ledit second arbre. 6. - Installation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que les lames de raclage sont réalisées en une composition de caoutchouc dur et sont. supportées.par un organe profilé monté rotatif sur la face du disque le long d'un axe parallèle à celui-ci, un levier étant associé à une extrémité de l'organe profilé et le fonctionnement de ce levier amenant la lame à se presser contre le disque en position de travail de ce dernier et à s'écarter de ce disque lorsque d'autres paires de lames sont en travail. 7. - Installation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes,- caractérisée en ce que lesdits le- viers destinés à actionner les lames coopèrent avec une paire de barres dont la translation mutuelle amène simulta- nément toutes les lames d'une rangée à se refermer sur les disques ou à s'ouvrir par rapport à ces disques, le mouve- ment étant dérivé d'un ensemble à cylindre et piston à dou- ble effet dont le corps est fixé à une première barre et la tige est fixée à la-seconde-barre. 8. - Installation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que lesdits arbres entraînés qui portent des disques sont de préférence entraî- nés par des moteurs hydrauliques propres à modifier les vitesses et le sens de rotation des disques. 9. - Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que lesdits disques sont réunis en paquets ou disposés très proches les uns des autres, alors que dans- les espaces subsistant entre les disques est insérée une lame double en U servant à la fois de lame de raclage et 11 2473084 de canalisation transporteuse. 10. - Installation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, cnaractérisie en ce que les disques reliés par leur moyeu à un arbre commun ont des diamètres différents, c'est-àa-dire diminuant en direction de la partie centrale de l'arbre, et ont en conséquence des. vitesses péri- phériques différentes pour briser des croûtes de substances huileuses flottantes le long de leurs plans de clivage. - O O O O -o-o O