Brevet FR2509625A1 — publié le 19830121

-1- La présente invention concerne un procédé pour séparer d substances solides d'un liquide de lavage utilisé notamment pour 1 creusement, avec enlèvement de matières, de roches, de béton, de maçonnerie et de matériaux analogues, avec collecte du liquide de lavage dans un récipient de décantation, l'invention concernant également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, compor- tant un récipient de décantation et une canalisation d'arrivée du liquide de lavage. Des liquides de lavage, qui sont utilisés par exemple da des appareils servant au creusement par enlèvement de matières de parties rocheuses, de béton, de maçonnerie et de matériaux sem- blables, servent à évacuer de la zone de travail les substances solides enlevées par un outil Les substances solides sont entrai nées à partir de la zone de travail par un liquide de lavage, par exemple de préférence l'eau Pour permettre une réutilisation du liquide de lavage ou bien une évacuation sans incidents de celui-c dans une canalisation de décharges, il faut séparer de ce liquide lavage les substances solides qu'il contient. Dans un appareil connu d'après le brevet allemand DE- 212 463, le liquide de lavage utilisé dans une opération de forage est canalisé jusque dans un récipient de décantation o les subs- tances solides se déposent lentement sur le fond Au-dessus de la couche de substances solides déjà déposées se trouve du liquide de lavage qui contient toujours encore des substances solides flottan tes car du liquide de lavage contenant des substances solides et provenant de la zone de travail continue à être déchargé dans le récipient Pour permettre une réutilisation du liquide de lavage, il est en outre prévu un bac d'accumulation dans lequel est trans- féré du liquide de lavage séparé des substances solides et prove- nant du récipient de décantation Dans la zone de transition, il e prévu un filtre qui retient les substances solides A partir du ba d'accumulation, le liquide de lavage est ensuite renvoyé à la zone de travail par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation. Les substances solides collectées dans le récipient de décantation doivent être enlevées lorsqu'elles occupent une trop grande partie du volume du récipient Du fait de la circulation du liquide de lavage à l'intérieur de l'appareil, on obtient ainsi d'une part une indépendance de liaison avec un circuit de liquide de lavage et également une économie de liquide Cependant un incor vénient rencontré avec un tel agencement consiste en ce qu'on uti- -2- lise un filtre car celui-ci est bouché, d'après l'expérience pra- tique, au bout d'un temps-de service relativement court il ne peut plus ensuite remplir correctement sa fonction Il en résulte que du liquide, séparé des-substances solides, ne parvient plus en quantité suffisante dans le bac d'accumulation ou bien à la zone de travail, de sorte que le liquide de lavage introduit dans le récipient de décantation ne peut plus être déchargé et déborde là o cela est possible En outre, les opérations de nettoyage ou de remplacement du filtre bouché, qui doivent être effectuées souvent et à intervalles courts, prennent beaucoupde temps. L'invention a en conséquence pour but de fournir un pro- cédé pour séparer les substances solides contenues dans des liqui- des de lavage, ce procédé étant caractérisé par une grande fiabili- té, et des dépenses minimales de manipulation, l'invention concer- nant en outre un dispositif simple et fonctionnellement efficace pour la mise en oeuvre dudit procédé. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'on ajoute au liquide de lavage, avant sa pénétration dans le récipient de décantation, un agent de floculation. Des agents de floculation, essentiellement sous forme de polymères solubles dans l'eau, comme des polyacrylamides ou des polyéthylèneimînes, provoquent une séparation des substances solides par floculation A cet égard, on entend par le terme "floculation", que des petites particules primaires, c'est-à-dire les particules de substances solides, se réunissent sous forme d'agglomérate plus gros, qui sont appelés des flocons Du fait de la grosseur des flo- cons, il se produit une sédimentation plus rapide desdits flocons de sorte que le processus de séparation-des substances solides est considérablement accéléré L'augmentation ainsi obtenue de la vitesse de sédimentation des substances solides fait en sorte que le liquide de lavage introduit dans le récipient de décantation est exempt de substances solides dans la zone proche du niveau supérieur du liquide A partir de cette zone, du liquide de lavage épuré peut par conséquent être prélevé directement et être canalisé par exemple dans un circuit interne de l'appareil. L'agent de floculation peut être ajouté au liquide de lavage sous une forme liquide ou pulvérisée Il s'est cependant avéré particulièrement avantageux de canaliser le liquide de, lavage sur un agent de floculation moulé en forme de bloc Le liquide de lavage détache ainsi lui-même du bloc les parties nécessaires pour -3- provoquer une floculation Le processus de floculation est favorise par un bon mélange do l'agent de floculation ajouté avec le liquide de lavage. Pour la mise en pratique du procédé décrit ci-dessus, il est en outre proposé un dispositif comportant un récipient de décan- tation et un conduit d'arrivée du liquide de lavage, ce conduit com- portant, conformément à la présente invention, un dispositif récep- teur pouvant être traversé par le liquide de lavage et servant à re- cevoir l'agent de floculation à ajouter au liquide de lavage. Par la disposition du dispositif récepteur, contenant de préférence un agent de floculation sous forme de bloc, dans le con- duit d'arrivée du liquide de lavage, celui-ci balaie automatiquement l'agent de floculation avant sa pénétration dans le récipient de sé- dimentation La sédimentation des substances solides qui est ainsi accélérée fait en sorte qu'au moins une grande partie de la zone du liquide de lavage qui est adjacente au niveau supérieur du liquide soit exempte de substances solides A partir de cette zone, le li- quide de lavage épuré peut être prélevé sans que l'on ait besoin d'interposer un filtre ou un élément analogue L'agencement conforme à l'invention continue à remplir sa fonction de façon non limitée jusqu'à ce que le volume de substances solides séparées par décan- tation occupe une grande partie du volume du récipient de décanta- tion Lorsque le volume d'occupation correspondant est atteint, il suffit d'évacuer les substances solides, ce qui permet la remise en service du dispositif. Avantageusement le dispositif récepteur est placé sur l'em bouchure du conduit d'alimentation qui est associée au récipient de décantation On est ainsi assuré en particulier d'un remplacement facile du dispositif récepteur Le dispositif récepteur peut par exemple être agencé sous forme d'un appendice tubulaire qui est mis en place sur l'embouchure du conduit d'alimentation. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le dispositif récepteur comporte un panier de retenue Celui-ci est avantageusement entouré à une certaine distance radiale par la paroi de l'appendice de forme tubulaire Le liquide de lavage pas- sant dans le conduit d'alimentation arrive sur le bloc formé par l'agent de floculation et maintenu dans le panier o il s'écoule ensuite le long du bloc, entre celui-ci et la paroi de l'appendice tubulaire, de façon à parvenir dans le récipient de sédimentation. Ainsi l'agent de floculation est enlevé progressivement du bloc, qui diminue de grosseur jusqu'à son épuisement complet Le panier de retenue assure ainsi que le liquide de lavage balaie toute la surface périphérique du bloc afin qu'il se produise un enlèvement suffisant d'agent de floculation. Le panier de retenue pénètre avantageusement dans le ré- cipient de décantation à une profondeur juste suffisante pour que le niveau du liquide dans le récipient n'atteigne pas l'agent de floculation On empêche ainsi un enlèvement d'agent de floculation par le liquide de lavage se trouvant dans le récipient de décanta- tion dans une condition de repos. Avantageusement il est prévu en amont du bloc d'agent de floculation un stabilisateur d'écoulement qui uniformise l'écoule- ment du liquide de lavage pour empêcher l'action d'un jet brusque de liquide sur le bloc et par conséquent une formation de trous dans celui-ci. Pour obtenir une bonne répartition de l'agent de flocula- tion dans le liquide de lavage, il est proposé, conformément à une autre caractéristique de l'invention, de placer un mélangeur entre le dispositif récepteur et le récipient de décantation Celui-ci est agencé, pour simplifier, de préférence sous la forme d'un en- tonnoir diminuant de section en direction du récipient de décanta- tion et relié coaxialement au dispositif récepteur de forme tubulaire. Le liquide de lavage contenant l'agent de circulation et provenant du dispositif récepteur arrive, de préférence en chute libre, sur la zone de la paroi intérieure de l'entonnoir qui diminue de section avec un profil conique, ce qui permet d'obtenir un bon mélange Le mélangeur est disposé par rapport au récipient de décantation ou par rapport à son conduit de décharge de manière que la paroi intérieure, présentant la zone à réduction de section, ne soit pas balayée au moins en partie par l'eau de lavage se trouvant dans le récipient de décantation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui est une vue en coupe d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Il est prévu à la suite de l'embouchure d'un conduit d'ali- mentation 1 un dispositif récepteur désigné dans son ensemble par 2. Sur ce dispositif récepteur est mis en place, d'un seul tenant, un mélangeur 3 en forme d'entonnoir qui pénètre dans un récipient de décantation 4 pourvu d'un conduit de décharge 5. Le dispositif récepteur 2 comporte un chapeau de liaison 6 et une enveloppe de forme tubulaire 7 Un panier de retenue 9 est suspendu dans cette dernière par l'intermédiaire d'étriers 8. L'enveloppe 7 est fixée à l'aide d'une patte d'accrochage 11 sur le bord du récipient de décantation 4 Dans le panier de retenue 9, il est prévu un bloc 12 formé d'un agent de floculation En outre on a disposé dans le chapeau de liaison 6 un stabilisateur d'écoulement qui est formé par exemple d'une mousse de polyuréthane à pores ou- verts. Un liquide de lavage contenant des substances solides sou forme pulvérulente parvient par l'intermédiaire du conduit d'alimen tation 1 et sous une pression relativement élevée dans le stabilisa teur d'écoulement 13 en s'écoulant dans la direction de la flèche A Le jet d'eau amorti dans le stabilisateur d'écoulement 13 arrive ensuite sur le bloc d'agent de floculation 12 et balaie celui-ci dans l'intervalle formé avec la paroi intérieure de l'enveloppe. L'agent de floculation est ainsi détaché du bloc 12 Cet agent est entraîné par le liquide de lavage et il arrive ensuite sur la zone conique 14 de la paroi intérieure du mélangeur 3, ce qui produit un bon mélange de l'agent de floculation avec le liquide de lavage. Il se produit alors à chaque fois l'agglomération de plusieurs par- ticules de substances solides sous forme d'agglomérats 15 sous l'ac tion de l'agent de floculation, ces agglomérats subissant une sédi- mentation rapide du fait de leur grosseur Il se produit ainsi une accélération du dépôt des agglomérats 15 sur le fond du récipient de décantation 4 Du fait que l'embouchure 16 du mélangeur 3 pénètr en-dessous du niveau supérieur du liquide dans le récipient de dé- cantation 4 qui est défini par le conduit de décharge 5, il existe au-dessus de l'embouchure 16 du liquide de lavage exempt de subs- tances solides, qui peut être déchargé, par exemple en vue d'un réemploi par l'intermédiaire du tuyau 5 et dans la direction de la flèche B. Egalement la zone conique 14 est placée, tout au moins en majeure partie, au-dessus du niveau supérieur de liquide de façon à garantir le mélange efficace décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1 Procédé pour séparer des substances solides d'un li- quide de lavage utilisé notamment pour le creusement avec enlève- ment de matières, de roches, de béton, de maçonnerie et de matériaux analogues, avec collecte du liquide de lavage dans un récipient de décantation, caractérisé par le fait qu'on ajoute un agent de flocu- lation ( 12) au liquide de lavage avant son introduction dans le récipient de décantation ( 4). 2 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un récipient de décantation et un conduit d'alimentation en liquide de lavage, caractérisé par le fait que le conduit d'alimentation ( 1) comporte un dispositif récepteur ( 2) de l'agent de floculation ( 12) qui peut être parcouru par le liquide de lavage. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif récepteur ( 2) est disposé sur l'embouchure du conduit d'alimentation ( 1) qui est associée au récipient de dé- cantation ( 4). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le dispositif récepteur ( 2) com- porte un panier de retenue ( 9). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un mélangeur-( 3) entre le dispositif récepteur ( 2) et le récipient de décantation ( 4). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le mélangeur ( 3) est agencé sous la forme d'un enton- noir diminuant de section en direction du récipient de décantation ( 4).