Brevet FR2482640A1 — publié le 19811120

L'invention concerne un dispositif pour le prélèvement de liquides dans des bassins ou similaires, en particulier dans des bassins d'eaux d'égouts, avec un tube de prise qui peut pivoter autour d'une articulation à axe horizontal située à proximité du fond du bassin et dont le bec, comportant un bord d'entrée, est raccordé à un ou plusieurs flotteurs et suit, sous l'effet de la force ascensionnelle de ceux-ci, le niveau du liquide dans le bassin de telle manière que le bord d'entrée du bec se trouve constamment à faible distance au-dessous du niveau du liquide. Un tel dispositif, qui sera également appelé régulateur d'écoulement ci-après, est déjà connu d'après le brevet allemand n0 2 406 857 et il sert au prélèvement d'une quantité de liquide aussi constante que possible dans le temps à partir d'un bassin, même lorsque la hauteur de remplissage de celui-ci varie, sans nécessiter à cet effet des organes compliqués de régulation ou de refoulement. Un dispositif de ce genre peut être par exemple utilisé avec avantage dans le cas où, à partir d'un bassin de retenue des eaux de pluie qui est situé en amont d'une installation pour l'épuration des eaux résiduaires et dont l'état de remplissage varie fortement en fonction des précipitations, l'eau doit être acheminée avec un maximum d'uniformité vers l'installation d'épuration. Etant donné que le bec supporté par flotteurs suit la surface du liquide, la distance du bord d'entrée et, par suite, la quantité de liquide prélevée par unité de temps restent approximativement constantes. En service, il s'exerce toutefois des influences qui peuvent donner lieu à des variations de la profondeur d'immersion du bord d'entrée et, par suite, à des oscillations de la quantité de liquide prélevée. Parmi ces in fluences, on peut mentionner l'inclinaison du tube de prise qui varie selon l'état de remplissage du bassin, ce qui se traduit d'une part par une variation de la position du bord d'entrée par rapport au flotteur et, d'autre part,par une variation de la composante de poids du tube de prise que doit supporter le flotteur.Dans le brevet allemand n0 2 406 857, il est indiqué comment cette influence de l'inclinaison variable du tube de prise peut etre compensée par une disposition particulière du bord d'entrée par rapport à la fixation du bec sur le flotteur. Or, il a été découvert que le comportement à l'écoulement du régulateur d'écoulement est également influencé à partir du côté décharge. L'installation située en aval, vers laquelle l'eau est acheminée, et la canalisation qui y aboutit présentent une résistance à l'écoulement qui se manifeste par une retenue plus ou moins importante dans le tube du régulateur. Du fait que le tube de prise est alors complètement rempli de temps à autre, le flotteur est plus fortement chargé et la profondeur d'immersion du bord d'entrée augmente. Si la retenue dans le tube était constante, on pourrait en tenir compte par un déplacement du bord d'entrée.Or on observe dans la pratique une variation de la hauteur de retenue dans le tube, c'est-à-dire de la distance entre le niveau du liquide retenu et le bec du tube de prise, et cela d'une part en raison des différentes conditions de retenue et de résistance à l'écoulement du côté écoulement et, d'autre part, en raison de l'inclinaison variable du tube de prise qui suit le niveau du liquide dans le bassin.De ce fait, il peut se produire des variations excessives et même des instabilités du prélèvement de liquide : lorsque la hauteur de retenue dans le tube augmente ou que le tube s'incline plus près de l'horizontale, le bord d'entrée plonge plus profondément du fait de l'augmentation de la charge du poids, il arrive plus d'eau, la retenue augmente et ce processus se renforce jusqu'à ce que le tube soit complètement rempli. De-meme, une diminution de la retenue ou une position plus-proche de la verticale du tube a pour effet que la charge du poids et, par suite, la profondeur d'immersion diminuent, moins d'eau pénètre dans le bec, le tube se redresse davantage encore et ainsi de suite, ce qui peut aboutir le cas échéant à une brusque expulsion du bec au-dessus du niveau du liquide. Le but de l'invention est d'améliorer un dispositif de prélèvement de liquide du genre défini ci-dessus, de façon à éliminer dans une large mesure les variations et, en particulier, les instabilités du comportement à l'écoulement du dispositif, pro voqués par une retenue du côté écoulement. Ce but est. atteint d'après l'invention par le fait qu'il est prévu, dans le tube de prise, un point d'étranglement et en aval de celui-ci dans le sens de l'écoulement, un élargissement de la section. De préférence, l'élargissement de la section est ventilé et, de préférence, la section du point d'étranglement est dimensionnée de telle manière qu'en cas de remplissage complet du bec, la quantité de liquide qui s'écoule à travers le point d'étranglement soit égale ou un peu inférieure à la quantité de liquide qui arrive en franchissant le bord d'entrée. Les mesures prises d'après l'invention se traduisent par une uniformisation importante des conditions d'écoulement, même lorsque la hauteur de retenue varie dans le tube de prise. Lorsque la retenue augmente et qu'en conséquence, le bord d'entrée plonge plus profondément, la quantité accrue d'eau qui arrive ne peut dépasser le point d'étranglement qu'avec resserrement de la veine fluide et un niveau libre est maintenu dans la zone venti lée en aval du point d'étranglement. Le tube entier ne peut donc pas se remplir brusquement. A l'inverse, lorsque la retenue diminue, c'est tout d'abord la section du tube au-dessous du point d'étranglement qui se vide, tandis que le bec reste encore rempli au départ.Etant donné qu'en raison de sa plus grande distance à l'articulation voisine du fond, le bec a, sur la char ge du flotteur par le poids, une plus grande influence que les autres sections du tube de prise, la charge du flotteur par le poids et, par suite, la profondeur d'immersion du bord entrée sont déterminées-es#s#entiellement, en service, par le poids du bec complètement rempli et, en conséquence, elles sont maintenues constantes dans une large mesure, indépendamment de variations de la hauteur de retenue dans les autres sections du tube. Une forme de réalisation de l'invention est ci-après décrite de façon plus détaillée, en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente le dispositif d'écoulement suivant l'invention en une vue en coupe longitudinale, dans deux positions différentes. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe transversale du tube d'écoulement, faites suivant les lignes Il-Il et III-III respectivement. Le dispositif d'écoulement suivant l'invention qui est représenté sur la figure 1 se compose d'un tube de prise 1 qui est monté pivotant dans un bassin 2 > par exemple un bassin d'eaux d'égouts, autour d'une articulation 3 d'axe horizontal, située au voisinage du fond 4 du bassin. Grâce à un flotteur 6 fixé au bec 5 du tube de prise 1, celui-ci peut suivre le niveau du liquide 7, 7' dans le bassin en prenant des inclinaisons dif férentes. Dans ces conditions, le bord d'entrée 8 sur le bec 5 reste constamment à faible distance au-dessous du niveau de liquide 7 ou 7'.L'installation qui est située en aval du dispositif d'écoulement et vers laquelle l'eau est acheminée à partir du bassin, ainsi que la canalisation 9 qui y aboutit présentent une résistance à l'écoulement qui donne lieu à une retenue plus ou moins importante dans le tube de prise 1. Dans le tube de prise 1, il s'établit des hauteurs de retenue différentes ha1 ou ha2 suivant l'inclinaison du tube et suivant les différentes conditions de retenue et d'écoulement du côté écoulement. Sous l'effet de l'augmentation de la charge de poids en cas de forte inclinaison du tube de prise 1' (indiquée en points et en tirets) ou de grande hauteur de retenue ha2, le tube de prise 1 ou 1' peut s'incliner davantage, ce qui fait que le bord d'entrée 8 est immergé plus profondément. De ce fait, la quantité de l'eau qui arrive est augmentée, d'où il résulte que dans les mêmes conditions d'écoulement, la hauteur de retenue ha1 ou ha2 augmente encore, jusqu'à ce que le tube de prise 1 ou 1' se remplisse complètement. Le tube étant complètement rempli, le niveau du liquide dans le tube de prise 1 ne s'abaisseraplus, mais restera à la hauteur du niveau extérieur 7 ou 7', même en cas de réduction des résistances à l'écoulement du côté écoulement. Afin d'obtenir une baisse de la hauteur de retenue ha1 ou ha2 dans le tube de prise 1 ou 1', même après remplissage complet du tube, le tube de prise 1 est muni d'un dispositif d'étranglement sous la forme d'un obturateur 10. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'obturateur 10 est réalisé de telle sorte qu'il ne se produise un étranglement que dans la partie superieure de la section du tube (figure 3), tandis que sa partie inférieure reste non étranglée, par exemple jusqu'aux deux tiers de la section totale. Afin d'accroître progressivement l'effet d'étranglement vers la fin, ctest-à-dire lorsque la section complète du tube est parcourue par le courant, la lumière Il de l'obturateur peut être réalisée en se terminant en pointe vers le haut. L'espace mort en aval des parties de la section aveu guées par l'obturateur est ventilé au moyen de reniflards 12 qui s'étendent intérieurement dans le tube 1 jusqu'au-dessus du bec 5. La section de la lumière 11 de l'obturateur est opportunément dimensionnée de telle sorte que la quantité de liquide qui s'écoule à travers l'obturateur 10 lorsque le bec 5 est complètement rempli soit égale ou légèrement inférieure à la quantité de liquide qui arrive en franchissant le bord d'entrée 8. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le prélèvement de liquides dans des bassins ou similaires, en particulier dans des bassins d'eaux d'égouts, avec un tube de prise (1) qui peut pivoter autour d'une articulation d'axe horizontal (3) située à proximité du fond (4) du bassin (2) et dont le bec (5), comportant un bord d'entrée (8), est raccordé à un ou à plusieurs flotteurs (6) et suit, sous l'effet de la force portante de ceux-ci, le niveau du liquide dans le bassin de telle manière que le bord d'entrée du bec se trouve constamment à faible distance au-dessous du niveau du liquide, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans le tube de prise (1), un point d'étranglement et, en aval de celuici dans le sens de l'écoulement, un élargissement de la section 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élargissement de la section est ventilé. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'étranglement est réalisé sous la forme d'un obturateur (10) inséré dans le tube de prise. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aire de la section transversale du point d'étranglement est dimensionnée, en rapport avec la largeur et la profondeur d'immersion du bord d'entree, de telle sorte que lorsque le bec est complètement rempli, la quantité de liquide qui s'écoule par unité de temps à travers le point d'é- tranglement soit approximativement égale ou plus petite que la quantité de liquide qui arrive en franchissant le bord d'éntrée. 5, Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'en coupe transversale, le point d'étranglement présente une forme telle que sa largeur diminue vers le point le plus haut de la section. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 5, caractérisé en ce que l'admission d'air pour la ventilation de l'espace en aval du point d'étranglement s'effectue par un conduit (12) qui s'étend le long du côté extérieur ou intérieur du bec.