Brevet FR2516119A1 — publié le 19830513

INSTALLATION D'ECOULEMENT D'UN FLUIDE NOTAMMENT POUR L'EVACUATION DES EAUX USEES. L'invention est relative à une installation d'évacuation ou transport d'un liquide, notamment des eaux usées, dans laquelle l'écoulement est périodique c'est-à-dire régulièrement interrompu ou diminué. Elle s'applique notamment à une installation d'évacuation des eaux usées ou autre(s) liquide(s) chargé(s) qui comprend une cuve dans laquelle le liquide à évacuer est introduit par l'intermédiaire d'une vanne ou clapet anti-retour et qui, lorsqu'elle est est pleine, est vidée grâce à un gaz comprimé tel que de l'air vers des égouts, le clapet anti-retour étant fermé au cours du vidage de la cuve. Une installation de ce genre présente l'avantage de ne pas comporter de pompe et ainsi de permettre l'évacuation de déchets solides de volume non négligeable. Mais son fonctionnement saccadé est un inconvénient notamment lorsque la cuve est raccordée aux égouts par l'intermédiaire de canalisations de grande longueur car ce liquide devant s'écouler rapidement - pour que l'entrée de la cuve ne soit pas trop longtemps fermée à l'admission du liquide à évacuer et les pertes de charge étant d'autant plus importantes que la vitesse est élevée (ces pertes sont proportionnelles au carré de la vitesse de refoulement), il faut, pour vider la cuve, fournir une énergie importante apportée par l'air comprimé. En outre les àcoups de pression peuvent être dommageables pour les canalisations. L'invention remédie à ces inconvénients. L'installation selon l'invention est caractérisée en ce que la canalisation de refoulement comprend, en aval d'un clapet ou vanne anti-retour, une dérivation reliée à un récipient, I'installation étant telle que lors des périodes d'évacuation le liquide s'écoule à la fois dans la canalisation de refoulement et dans le récipient et, lors des périodes d'arrêt ou diminution d'évacuation, le récipient est vidé totalement ou partiellement dans la canalisation de refoulement. Ainsi, dans le cas où l'installation présente une cuve, lors du vidage de la cuve le débit dans la canalisation d'évacuation principale est plus faible que dans les installations antérieures. L'écoulement dans la canalisation principale étant donc plus étalé dans le temps la vitesse du liquide est plus réduite. Il en résulte une diminution des pertes de charge et, de ce fait, une diminution de l'énergie qu'il est nécessaire de fournir pour évacuer le liquide. En outre les mises en pression dans les canalisations sont atténuées et progressives. Dans une réalisation le récipient contient un moyen élastique à gaz ou ressort qui se comprime lors du remplissage de ce récipient et qui se détend, pour vider ce dernier, au cours des périodes d'arrêt d'évacuation ou d'évacuation à faible débit. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une installation selon l'invention, et - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, mais pour une variante. L'exemple représenté concerne une installation d'évacuation des eaux usées vers les égouts disposée de façon telle que la position la plus basse de la canalisation d'évacuation est à un niveau inférieur à celui des égouts. Dans ces conditions il est nécessaire de faire remonter le liquide vers les égouts. A cet effet la canalisation 10 (figure 1) est raccordée à une cuve 11 par l'intermédiaire d'un clapet ou d'une vanne anti-retour 12 et, après remplissage (détecté par un flotteur 13) de cette cuve 11, de l'air comprimé 14 est injecté par un orifice 15 à la partie supérieure de la cuve 11 pour évacuer le liquide qu'elle contient vers une canalisation 16 de refoulement reliée aux égouts. Au cours du vidage de la cuve 11 le clapet anti-retour 12 est fermé et empêche ainsi, pendant ce temps, l'évacuation des eaux par la canalisation 10. Comme expliqué ci-dessus la période de vidage de la cuve 11 doit donc être aussi courte que possible. Dans une réalisation les périodes de remplissage de la cuve Il ont une durée de l'ordre de 10 secondes et les périodes de vidage de cette cuve ont sensiblement la même durée. Selon l'invention la cuve 11 est reliée àla canalisation 16 de refoulement par l'intermédiaire d'une autre vanne anti-retour 17 et, à l'aval de cette vanne, la canalisation 16 présente une dérivation 18 aboutissant à un -récipient 19 préalablement rempli d'un gaz 20 sous une pression p grâce à un robinet 21 qu'il présente à sa partie supérieure. La pression p est égale à la pression atmosphérique majorée de la pression correspondant à la hauteur d'eau séparant ledit récipient du niveau libre des eaux dans la canalisation de refoulement 16. Le fonctionnement est le suivant: Lorsque l'air comprimé 14 est insufflé dans la cuve 11 le liquide évacué de cette dernière s'écoule en partie dans la canalisation 16 et en partie dans la dérivation 18 pour pénétrer dans le récipient 19. Le liquide pénétrant dans le récipient 19 augmente la pression du gaz 20 par réduction du volume offert à ce gaz. Quand la cuve est vide l'arrêt du jet d'air comprimé est commandé par un temporisateur (non montré) et la cuve 11 se remplit à nouveau. Pendant cette période de remplissage de la cuve 11 - au cours duquel l'orifice 15 est à la pression atmosphérique - le gaz 20 qui a été comprimé refoule le liquide qu'il contient vers la canalisation 16. Ainsi les à-coups de pression dans les canalisations de refoulement sont moins importants que dans les installations antérieurement connues et les pertes de charge dans ces canalisations étant plus faibles, L'énergie apportée par l'air comprimé peut être réduite. On a constaté que cette réduction pouvait être de l'ordre de 30 %. L'invention s'applique non seulement à l'évacuation des eaux usées mais également à l'évacuation de liquides corrosifs ou de tout autre liquide. Elle n'est pas limitée aux installations à cuve vidée par jet d'air comprimé. Elle s'applique également dans le cas où l'évacuation est réalisée à l'aide d'une pompe à piston, et de façon plus générale, dans tous les cas où l'écoulement est périodique. L'exemple de la figure 2 se distingue de celui de la figure 1 par le fait que lors des périodes de refoulement le liquide évacué ne comprime pas un gaz dans le récipient 19 mais, à la place, un ressort 25 solidaire d'un piston 26 coulissant dans le récipient cylindrique 19. Dans cet exemple le ressort hélicoldal 25 présente un axe vertical, son extrémité inférieure est solidaire de la face supérieure du piston 26 et son extrémité supérieure est solidaire de la face inférieure d'un disque 27 de position fixe dans le récipient 19. Le disque 27 est prolongé vers le haut par un tube 28 présentant un filetage extérieur coopérant avec le taraudage d'un écrou 29 fixé au couvercle 30 dudit récipient 19. La partie supérieure du récipient 19 est en communication avec l'atmosphère grâce à un évent 31 que présente le couvercle 30. Du piston 26 est solidaire une tige verticale 32 dirigée vers le haut coulissant à l'intérieur du tube fileté 28 de manière à guider le piston 26. Au repos le piston 26 est à proximité du fond du récipient 19 et le ressort 25 est détendu. Lors des périodes d'écoulement le récipient 19 se remplit de liquide et repousse ainsi le piston 26 vers le haut, ce qui comprime le ressort 25. Ce dernier accumule donc de l'énergie. Au cours des périodes d'arrêt d'écoulement le ressort comprimé peut se détendre et refouler ainsi le liquide vers la canalisation 16, le ressort 25 restituant l'énergie accumulée. Il est préférable que le réglage initial soit tel qu'avant remplis sage du récipient 19 la pression exercée par le piston 26 soit égale à la piession-atmosphérique= majorée de la pression correspondant à la hauteur d'eau séparant ledit récipient du niveau libre des eaux dans la canalisation de refoulement 16. En variante le ressort est disposé dans la partie inférieure du récipient 19 et il s'étire lors des périodes de refoulement et est amené à sa longueur initiale, lors des périodes d'arrêt ou de limitation d'écoulement. REVENDICATIONS 1. Installation d'évacuation ou transport de liquide, telles que des eaux usées, dans laquelle l'écoulement est périodiquement interrompu ou limité, caractérisée en ce que la canalisation (16) de refoulement comprend, en aval d'un clapet ou vanne anti-retour (17), une dérivation (18) reliée à un récipient (19), cette installation étant telle que lors des périodes d'évacuation le liquide s'écoule à la fois dans la canalisation (16) de refoulement et dans le récipient (19) et lors des périodes d'arrêt ou limitation d'évacuation le récipient est vidé totalement ou partiellement dans la canalisation de refoulement (16). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récipient (19) contient un gaz (20) qui se comprime lors du remplissage de ce récipient et qui se détend, pour vider ce récipient, au cours des périodes d'arrêt ou limitation d'évacuation. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le récipient (19) comporte un robinet (21) de remplissage en gaz tel que de l'air. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récipient (19) comprend un moyen à ressort (25) qui accumule de l'énergie lors du remplissage et qui restitue cette énergie au cours des périodes d'arrêt ou limitation d'évacuation. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend, de façon en soi connue, en amont de la vanne ou clapet anti-retour (17) une cuve (11) raccordée à une canalisation (10) d'introduction des eaux usées et des moyens d'injection d'air comprimé (14) dans cette cuve pour évacuer le liquide vers la canalisation de refoulement et la dérivation lorsque cette cuve (11) est pleine. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que, de façon en soi connue, le débouche de la canalisation (10) dans la cuve (11) est à un niveau inférieur au niveau des égouts auxquels est raccordée la canalisation (16) de refoulement. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pression exercée par le moyen élastique, à gaz ou ressort, dans le récipient (19) est, en l'absence de compression par le liquide le remplissant, égale à la somme de la pression atmosphérique et de la pression correspondant à la hauteur de liquide entre ce récipient et la surface libre du liquide dans la canalisation de refoulement.