Brevet FR2502024A3 — publié le 19820924

FR 2502024 A3 19820924 FR 8105282 A 19810317 La présente invention concerne une installation de filtrage à contre-rinçage pour traiter des liquides, comportant au moins une couche immobile de matière granula ire au-dessus de laquelle se trouve une chambre de suraccumulation pour le liquide filtrer, à partir de laquelle une fente à travers une paroi latérale, qui peut être obturée par une porte pour l'eau boueuse, conduit dans un canal de décharge de l'eau boueuse pour le liquide de contre-rinçage. Les masses granulaires qui sont introduites dans des couches immobiles d'installations de filtrage pour le traitement de liquides doivent être soumises à un contrerinçage qui est généralement exécuté selon le procédé de contre-rinçage en trois phases avec de l'air et de l'eau à contre-courant par rapport au sens de filtrage. Lorsque ce contre-rinçage a lieu dans le sens vertical de bas en haut, les impuretés séparées dans la masse granulaire pendant le fonctionnement du filtre sont expulsées dans la chambre de sur-accumulation au-dessus de la couche immobile. Le liquide de rinçage chargé de telles impuretés, qui est désigné cidessous par "eau boueuse", doit être conduit hors de l'installation de filtrage. Des installations de filtrage de ce type sont connues, par exemple d'après les documents publiés suivants : F. Lipp und H.Kubli "Seewasserwerk für Trinkwasserversorgung der Stadt Biel", "Sulzer Technische Rundschau" (STR) , 58, (1976), cahier 1, pages 19-27, en particulier figure 3 de la page 2, ou F. Lipp "Entsäuerungsanlage "Massagno" für die Wasserversorgung der Stadt Lugano" STR 54, (1972), cahier 3, pages 208-212, en particulier figure 4 de la page 211. Lors du contre-rinçage en trois phases, la première phase de rinçage qui est appelée phase de rupture et qui a lieu avec de l'air est la plus efficace, comme on le sait, lorsqu'elle a lieu avec un niveau d'eau aussi bas que possible dans la chambre de sur-accumulation au-dessus de la couche immobile. Cette exigence signifie que la fente dans le canal de décharge de l'eau boueuse et ainsi la porte de l'eau boueuse doivent être situées aussi près que possible audessus de la couche immobile ; en d'autres termes, le bord libre, c'est-à-dire la distance entre l'arête supérieure de la couche immobile et l'arête inférieure de la fente qui conduit au canal de décharge de l'eau boueuse, doit être aussi petit que possible. Les constructions antérieures décrites dans les documents publiés mentionnés exigent pour la porte de l'eau boueuse un bord libre relativement élevé d'un ordre de grandeur de 300-500 mm, afin que lorsqu'on utilise en particulier des matières granulaires légères et lorsque les vitesses d'irruption de l'eau boueuse sont élevées, les grains ne soient pas entraînés et déchargés ; cependant, l'existence d'un bord libre élevé contredit l'exigence mentionnée ci-dessus. En outre, lorsque le bord libre est élevé, les impuretés expulsées de la matière formant la couche immobile doivent être transportées par dessus le bord inférieur relativement haut de la fente, ce qui fait qu'on a besoin de plus d'eau de rinçage. Le but de la présente invention est de produire une installation de filtrage comportant une porte pour l'eau boueuse, dans laquelle le bord libre est aussi petit que possible et où malgré tout un entraînement et une décharge de la matière granulaire formant la couche immobile sont évités avec certitude. Le problème qui est à la base de la présente invention est résolu du fait que le panneau de la porte pour l'eau boueuse est installé dans la face de la paroi latérale tournée vers la chambre de sur-accumulation et peut pivoter autour d'un axe qui s'étend d'une part au moins à peu près à la hauteur du niveau supérieur de la couche immobile et, d'autre part, le long du bord inférieur du panneau de la porte. Le panneau de la porte pour eau boueuse selon la présente invention forme d'un côté une sorte d'arête de débordement pour l'eau s'écoulant de la chambre de suraccumulation. Les grains de la couche immobile tourbillonnant éventuellement lors de l'irruption de l'eau doivent donc tout d'abord vaincre ltobstacle du bord de débordement avant d'être entraînés hors de la couche immobile. I1 en résulte que les hauteurs de niveau de la fente ou bien de la porte pour eau boueuse entièrement ouverte, qui déterminent la hauteur de la colonne d'eau restante présente dans la première phase de rinçage mentionnée ci-dessus du contrerinçage en trois phases et devant être traversée par l'air, sont nettement abaissées par rapport au bord libre des constructions antérieures. On peut maintenir faible la vitesse avec laquelle s'écoule l'eau sortante se trouvant dans la chambre de suraccumulation et qui détermine le tourbillonnement de la matière granulaire, lorsqu'on prévoit des dispositifs qui rendent possibles un actionnement pas à pas de la porte pour l'eau boueuse. On peut obtenir de cette façon que, lorsque l'eau dans la chambre de sur-accumulation est haute, la porte ne soit ouverte que très peu, de sorte qu'à la suite de l'étranglement du courant à la porte pour eau boueuse seulement partiellement ouverte dans la chambre de suraccumulation, on n'atteigne que des vitesses modérées de déplacement de l'eau ; il en résulte en même temps avec la construction selon la présente invention une arête de débordement élevée pour la matière granulaire du bord supérieur du panneau de la porte.Cette arête de débordement élevée correspond dans son action au bord libre élevé des constructions antérieures. Si on ouvre un peu plus pas à pas le panneau de la porte, celle-ci s'ouvre encore plus lorsque descend le niveau d'eau sans qu'il en résulte un accroissement sensible de la vitesse de l'eau au-dessus de la matière granulaire de la couche immobile, à un degré tel que cette matière tourbillonne et soit entrainée. Pour éviter également même des pertes faibles de matière granulaire sur les extrémités latérales de la porte pour eau boueuse, il est avantageux que le panneau de la porte soit étanche latéralement dans toute sa gamme d'ouvertures. La présente invention va être décrite plus en détail à la lumière du dessin annexé représentant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation de la présente invention. - Les figures 1 à 3 sont des vues schématiques d'une portion d'une installation de filtrage dans laquelle on peut voir en coupe selon la ligne I-I de la figure 4 la paroi du réservoir du filtre contenant la porte pour l'eau boueuse ; - la figure 1 montre le niveau d'eau dans la chambre de sur-accumulation lorsque la porte est fermée et dans la position de complète sur-accumulation de la couche immobile ; - les figures 2 et 3 montrent le niveau d'eau lorsque ladite porte est partiellement et entièrement ouverte ; et - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1. Une installation de filtrage, par exemple pour le filtrage de veau, contient habituellement au moins un réservoir 1 généralement fabriqué en béton dans lequel se trouve sur un sol une couche immobile 2 constituée par une matière granulaire. L'espace interne au-dessus de la couche immobile 2 constitue la chambre de sur-accumulation 3 pour l'eau brute à filtrer ou bien, lorsqu'il y a contre-rinçage, pour l'eau boueuse, dont le niveau est indiqué en 6. Une paroi latérale interne 4 sépare dans le réservoir 1 la couche immobile 2 et la chambre de sur-accumulation 3 d'un canal de décharge 5 pour l'eau boueuse par lequel sont éjectées les impuretés enlevées de la couche immobile 2 lors du contrerinçage, en compagnie de l'eau boueuse. Une fente 7 qui s'étend sur toute la longueur de la paroi latérale 4 relie la chambre de sur-accumulation 3 au canal de décharge 5 pour l'eau boueuse. La fente 7 est obturable au moyen d'une porte 8 pour l'eau boueuse qui, selon la présente invention, se trouve placée dans la surface de la paroi latérale 4 tournée vers la chambre de sur-accumulation 3. Le panneau de porte 9 de la porte 8 pour eau boueuse peut pivoter en charnière autour d'un axe 10 qui est disposé d'une part au moins approximativement à la hauteur du niveau 11 de la couche immobile 2 et, d'autre part, le long du bord longitudinal inférieur du panneau 9 de la porte. Lorsque la porte 8 pour eau boueuse est fermée, son panneau 9 se trouve sur un joint 15 qui entoure la fente 7 en étant maintenu dans un châssis de joint 13. D'autres éléments d'étanchéité 14 et 15 qui sont tous constitués par une matière élastomère flexible, par exemple du caoutchouc, sont prévus le long du bord inférieur du panneau 9 de la porte et sur les extrémités latérales de la porte 8 pour eau boueuse (figure 4), les éléments d'étanchéité 15 (figure 4) latéraux, fixés sur le panneau 9 de la porte et par conséquent mobiles avec celui-ci, reposent à cause de leur élasticité sur la paroi latérale 16 (figure 4) du réservoir 1. Pour diminuer le frottement de ces éléments d'étanchéité 15 sur la paroi 16, celle-ci, dans la zone de mouvement de la porte 8 pour eau boueuse, est revêtue d'une tôle 17. L'espace creux 18 recevant la porte 8 pour eau boueuse lorsqu'elle est fermée, dans la face de la paroi latérale 4 tournée vers la chambre de sur-accumulation 3, est élargi par rapport à la fente 7 et contient additionnellement le joint 12 et le châssis d'étanchéité associé 13 ; il est de son côté obturé par rapport aux parois de béton 4 ou 16 du réservoir 1 par un châssis 19. L'actionnement de la porte 8 pour eau boueuse a lieu par l'intermédiaire d'une tringlerie 20 représentée seulement schématiquement et par un levier 21. Comme indiqué ci-dessus, dans un système de commande de l'installation de filtrage non représenté, par lequel on commande automatiquement entre autres par exemple le contre-rinçage de l'installation de la façon connue, on peut prévoir des dispositifs comme par exemple un moteur électrique pas à pas ou des moteurs d'asservissement hydrauliques et/ou pneumatiques qui suivent des programmes correspondants et qui permettent une ouverture pas à pas de la porte 8 pour eau boueuse. Avec une telle commande, on peut, en ouvrant tout d'abord seulement partiellement la porte 8 pour eau boueuse, maintenir faible la vitesse d'écoulement de l'eau accumulée dans la chambre de sur-accumulation 3, au-dessus de la couche immobile 2, de façon à empêcher un entraînement et une décharge de la matière granulaire. La figure 2 montre une telle position intermédiaire de la porte 8 pour eau boueuse lorsque le niveau d'eau 6 dans la chambre de sur-accumulation 3 est déjà partiellement abaissé.Les lignes d'écoulement 22 dessinées schématiquement signifient que l'arête supérieure du panneau 9 de la porte agit comme un bord de débordement dans la position représentée, pour les couches d'eau se trouvant en# dessous de son niveau et avoisinant la couche immobile granulaire 2, si bien qu'un entrainement des grains éventuellement transportés par ces couches d'eau en devient plus difficile. Dans la représentation de la figure 3, la porte 8 pour eau boueuse est totalement ouverte ; son panneau 9 se trouve presque au niveau de la surface 11 de la couche immobile 2. La hauteur de l'eau 23 au-dessus de la couche immobile 2 qui, comme déjà indiqué doit être aussi faible que possible pour la phase de rinçage avec de l'air, peut être maintenue relativement faible selon la construction de la présente invention de la porte 8 pour eau boueuse, car la hauteur de la fente 7, déterminant dans l'exemple représenté la hauteur de l'eau, peut être plus basse au-dessus de la couche immobile 2 qu'avec les portes antérieures pour eau boueuse ; en effet, dans la nouvelle construction, ce n'est plus la hauteur de la fente, mais l'arête supérieure du panneau 9 de la porte partiellement ouverte qui est déterminante pour la constitution du bord libre empêchant l'entratnement de la matière granulaire, entre la sortie d'eau boueuse et le niveau de la couche immobile. REVENDICATIONS 1. Installation de filtrage à contre-rinçage pour traiter des liquides, comportant au moins une couche immobile (2) en matière granulaire au-dessus de laquelle se trouve une chambre de sur-accumulation (3) pour le liquide à filtrer, à partir de laquelle chambre une fente (7) à travers une paroi latérale (4) qui peut être obturée par une porte (8) pour eau boueuse conduit dans un canal de décharge de l'eau boueuse pour le liquide de contre-rinçage, caractérisée en ce que le panneau (9) de porte de la porte (8) pour eau boueuse se trouve dans la face de la paroi latérale (4) tournée vers la chambre de sur-accumulation (3) et peut pivoter autour d'un axe (10) qui s'étend d'une part au moins approximativement à la hauteur du niveau supérieur (11) de la couche immobile (2) et, d'autre part, le long du bord inférieur du panneau de porte (9). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des dispositifs qui permettent une ouverture pas à pas de la porte (9) pour eau boueuse. 3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le panneau (9) de la porte est étanchéifié latéralement dans toute sa zone d'actionnement.