Brevet FR2572103A1 — publié le 19860425

-1- La présente invention concerne les perfectionnements ap- portés aux filtres et dégrilleurs auto-nettoyants pour canali- sations et industries diverses, de manière à en faciliter la fabrication, la distribution, l'installation et le service après- vente. Les produits connus de ces types, servant au nettoyage des eaux chargées de matières en suspension, sont: I - dans le domaine des filtres: 1- celui décrit dans le brevet de base n 70.43827 au nom de CHARD-HUTCHINSON (figure 2) et constitué: a) d'un dispositif de filtrage constitué d'éléments filtrants à brins fins et souples, se chevauchant partiellement de maniè- re à offrir une surface continue de filtrage, basculant en par- tie haute et butant sur un obstacle de manière à évacuer la totalité des déchets, et solidaires de barres transversales fi- xées, à intervalles réguliers, sur les deux chaînes latérales d'entraînement; b) d'un mécanisme d'entraînement constitué d'un arbre moteur et d'un arbre de renvoi soutenant des pignons qui entraînent les deux chaînes latérales sur lesquelles sont fixées les élé- ments filtrants; c) d'un chassis constitué de deux flasques latéraux plats reliés par des entretoises et soutenant les arbres moteur et de renvoi; 2celui décrit dans ce même brevet (figure 1) mais constitué d'une grille (treillis) continue; 3- celui décrit dans le brevet de base n 73.46681 et consti- tué d'un filtre continu avec nettoyage par de l'eau sous pression; 4- ceux commercialisés par divers fabricants et qui sont, soit du type de celui décrit en 2, soit d'un type totalement diffé- rent de ceux décrits dans les brevets de base ci-dessus par le fait qu'ils sont constitués: a) par des cylindres grillagés d'un grand diamètre avec prise d'eau filtrée au centre de l'appareil b) par des treillis ou tamis plans, horizontaux et vibrants c) par des barreaux statiques avec système de raclage de bas en haut d) par des tamis courbes avec bras de raclage tournant autour d'un axe horizontal, e) par des godets juxtaposés à barreaux. 2 5 7 2 1 0 3 -2- Les produits énoncés en 4 sont réalisés selon des prin- cipes différents de ceux décrits en 1 et 2 qui sont caracté- risés par leur simplicité tant de réalisation que de fonc- tionnement. II- dans le domaine des dégrilleurs 1- Celui décrit dans le brevet de base n 80.05585 au nom de CHARD-HUTCHINSON et constitué: a) d'un dispositif de filtrage, constitué d'une grille à barreaux longitudinaux et de râteaux transversaux animés d'un mouvement continu, placés en amont de la grille pendant la mon- tée et en aval de celle-ci pendant la descente, le passage aval (arrière)amont(avant) se faisant, en partie basse, par l'intermédiaire d'un clapet, situé dans le prolongement de la grille, qui ne s'ouvre que pour laisser passer les râteaux de manière à ce que la grille offre une surface continue de fil- trage; b) d'un mécanisme d'entraînement constitué d'un arbre moteur et d'un arbre de renvoi soutenant des pignons qui entraînent deux chaînes latérales sur lesquelles sont fixées les râteaux c) d'un chassis constitué de deux flasques latéraux plats reliés par des entretoises et soutenant les arbres moteur et de renvoi. La particularité de cet appareil apparait au niveau du clapet qui permet le passage aval/amont des- râteaux facilitant la réalisation d'appareils de grandes longueurs. 2- Celui décrit dans les brevets n s 74.33887 et 75.04422, au nom de EAU-GAZ-ASSAINISSEMENT, constitué d'une grille à bar- reaux et de râteaux des types décrits en 1, mais dont la con- ception est totalement différente puisque les râteaux sont "aval" et non "amont/aval". 3- Celui décrit dans le brevet n 78.09168 au nom de EAU-GAZ- ASSAINISSEMENT, constitué de deux grilles à barreaux situées - dans deux plans décalés et se recouvrant en partie; le rateau, qui nettoie la grille de pied par l'aval et la grille princi- pale par l'amont, est différent de celui décrit en 1: - qui ne comporte qu'un seul plan; - dont le passage aval/amont se fait par l'intermédiaire d'un clapet, muni ou non de dents, situé dans le prolongement du plan unique; -3- - qui n'a pas d'espace, après le passage du râteau, suscepti- ble de laisser passer des matières en suspension. Les produits énoncés en 2 et 3 sont réalisés selon des principes différents de celui décrit en 1 et qui est caracté- risé par sa simplicité tant de réalisation que de fonctionne- ment. La technique, selon l'invention, a pour but de rendre les appareils totalement modulaires, démontables et universels, de manière à en faciliter la fabrication, la distribution, l'installation et le service après-vente. Pour ce faire, la technique correspondante consiste à: 1- disposer d'un chassis composé d'éléments de pied, de tête et centraux, standards, reliés entre eux par des entretoises de jonction et d'espacement, adaptables à toutes les dimensions et à tous les types d'appareils et d'applications; 2- rationaliser le dispositif d'entraInement, composé de deux chaînes latérales à axes creux, adaptables à tous les appareils avec un seul arbre moteur et un seul arbre de renvoi, de ma- nière à faire supporter les efforts, l'usure et le réglage, de l'ensemble, au seul dispositif d'entraînement, rendant ain- si les panneaux et les rateaux totalement indépendants de ces paramètres; 3- pouvoir adapter simplement, sur le chassis et le mécanisme d'entraînement de base, l'un des trois dispositifs de nettoya- ge, à savoir: panneaux pivotants avec dispositif de secouage, panneaux non pivotants avec dispositif d'eau sous pression, barreaux longitudinaux et râteaux tranversaux; 4- rendre tous les éléments filtrants, fixes ou en mouvement, modulaires et interchangeables, facilitant ainsi toutes les opérations allant de la fabrication à l'entretien. Tous ces facteurs conduisent à de nombreux détails de ré- alisation qui sont tous inédits et originaux et qui ont comme conséquence première la réduction de tous les coûts de fabri- cation, de distribution, d'installation et d'entretien. En effet, tous les appareils actuellement sur le marché: - sont réalisés et montés en usine, à la demande et selon un -cahier des charges bien spécifique imposé par le client, avec des délais longs - - - nécessitent des engins de transport et d'installation spé-- ciaux; -4- - imposent des modifications au génie-civil. Alors qu'avec les appareils, objet de la présente inven- tion, il est possible: - de les fabriquer en grande partie à l'avance et de les stocker; - de les transporter en pièces détachées; - de les monter et de les installer, sans aucun engin spécial, d'autant plus qu'ils sont tous montés sur un support qui auto- rise leur basculement hors de l'eau, facilitant l'installation et surtout l'entretien. D'autres avantages découlent de cette technique et en particulier, celui qui consisterait à utiliser, en France et à l'étranger, des installateurs agréés disposant d'un petit _tock de base facilitant le commercialisation et le service après-vente correspondants. La présente invention est maintenant décrite plus en dé- tail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1, est une perspective du chassis de base commun à la famille de produits objet de la présente invention; - la figure 2, est une représentation du mécanisme d'entraine- ment également commun à ladite famille de produits et venant se placer dans le chassis de base; - la figure 3, est une vue de deux panneaux filtrants pivotants montés; - la figure 4, est une vue de l'élément tendeur de chalne et support des dispositifs de secouage ou d'eau sous pression; - la figure 5, est une vue partielle du dispositif de filtrage à panneaux non pivotants par verrouillage; - la figure 6, est une vue partielle du même dispositif mais par guidage; - la figure 7, est un schéma de principe de la réalisation et de la fixation des barreaux longitudinaux venant s'adapter sur le chassis de base; - la figure 8, représente le râteau et sa fixation sur la chaine d'entraînement; - la figure 9, représente le clapet; - la figure 10, est une vue d'ensemble sur laquelle sont re- présentés, partiellement, les dispositifs à panneaux et à barreaux. -5- Selon la réalisation préférentielle de l'invention, l'en- semble de la famille comprend: 1- Un châssis commun (figure 1) constitué: - de deux flasques latéraux gauche et droite constitués chacun: d'un élément de pied (1) de longueur fixe, d'un élément de tête (2) de longueur fixe, d'un élément central (3) de longueur variable, et dont les longueurs ont été déterminées pour que: 10. l'élément de pied plus l'élément de tête contiennent un nombre entier d'éléments filtrants, l'élément central, quelle que soit sa longueur, contien- ne également un nombre entier d'éléments filtrants, à quelques millimètres près qui seront rattrapés par un dispositif (18) de réglage situé au niveau du trou ovalisé (4) et qui est re- présenté sur la figure 4; - des entretoises (5) dites de "jonction" car elles assurent, outre les fonctions mécaniques d'espacement et de renfort, celle de jonction des éléments (1) (2) et (3) deux à deux; - des entretoises (6) dites d'espacement", dont le nombre est fonction de la longueur de l'appareil. 2- un dispositif d'entraînement commun (figure 2) constitué d'un arbre moteur (7) et d'un arbre de renvoi (8), de quatre pignons (9) et de deux chaînes d'entraînement à axes creux (10). La particularité du dispositif d'entraînement repose dans le profil des flasques qui servent d'appui et de guide aux chaînes d'entraînement de manière à ce que les seuls éléments de l'appareil en frottement ou en contact mécanique sont: - les rouleaux des chaînes type SEDIS 55 sur le guide (11) fixé aux flasques: détail (a) de la figure 2; - les galets des chaînes type SEDIS ZM 28 directement sur les flasques en (21) et (22): détail (b) de la figure 2, de sorte qu'il n'y a absolument aucune usure dans cet appareil autre que celle des chaînes qui fonctionnent selon leur destination,- autrement dit, selon ce pourquoi elles ont été conçues; en outre, l'appareil, quelle que soit sa longueur, n'a besoin, pour fonctionner, que d'un seul arbre moteur et d'un seul arbre de renvoi. -6- 3- Un tapis filtrant particulier (figure 3) constitué d'élé- ments filtrants en mouvement se présentant, par exemple, sous la forme de panneaux comprenant un treillis (12) fixé à un tube (13) dans lequel passe une tige (14) dont les extrémités viennent se loger, à intervalles réguliers, dans les trous des chaînes à- axes creux. Ces panneaux se chevauchent légèrement, d'une part pour offrir une surface continue de filtrage, et d'autre part pour tenir compte de l'usure des chaînes qui a pour effet leur allongement dans le temps. Dans la réalisation préférentielle de l'invention, les panneaux filtrants sont fixés tous les cinq maillons dans le cas de la chaîne SEDIS 55 au pas de 41,75mm et tous les quatre maillons dans le cas de la chaîne SEDIS ZM 28 au pas de 50, de manière à utiliser lee mêmes panneaux dans les deux cas. Le chevauchement des panneaux est de l'ordre de 5 à 10 mm. Lors du passage sur les pignons dont le diamètre primitif est de l'ordre de 200 mm, le chevau- chement s'accentue de manière à pouvoir contourner ces der- niers. Le tapis filtrant résultant est continu en amont dans son principe de filtrage mais discontinu dans sa réalisation. 4- Un dispositif de secouage particulier des éléments fil- trants précédents (figure 4) caractérisé par le fait qu'il comprend: - des galets (15) permettant un premier secouage vibratoire, - des barres transversales (16) permettant un deuxième secoua- ge par chocs plus importants, - une platine (17), support des galets et des barres transver- sales, solidaire de l'arbre moteur (7), servant de platine tendeur grâce au dispositif (18) et venant coulisser sur l'élé- ment de tête (2) de telle manière que les galets et les barres transversales se déplacent en même temps que l'arbre moteur évitant ainsi un quelconque réglage du dispositif de secouage. - Un dispositif particulier (19), figure 5, permettant de transformer le tapis discontinu à léments basculants précédent en un tapis continu dont le dispositif de nettoyage est une ou plusieurs rampes (20), avec gicleurs, d'eau sous pression. Tout en étant continu, le tapis est constitué d'éléments se décalant les uns par rapport aux autres et permettant, d'une part de s'affranchir des problèmes de tension des chaînes, et d'autre part du pas et des diamètres des pignons puisque le -7- contournement de ces derniers se fait par chevauchement des éléments filtrants entre-eux. Si tel n'était pas le cas, il faudrait utiliser des pan- neaux filtrants fixés aux deux extrémités sur la chaîne et d ont les dimensions sont celles du pas de la chaîne, soit par exemple 125mm dans le cas de l'utilisation d'une chaîne spéciale ZM 28 au pas de 125mm. Ce système a été réalisé par les établissements N.G.A.N. suite au dépôt de brevet d'inven- tion n0 73.46681 par Monsieur CHARD-HUTCHINSON, alors que, dans le cas présent, ces panneaux font 200mm d'o une économie en nombre de panneaux puisque l'on s'affranchit du pas de la chaîne et que l'on peut utiliser des chaînes de fabrication courante. En outre, le tapis filtrant n'est soumis à aucun effort de traction puisque c'est-la chaîne qui l'est. Il existe une variante à cette solution, représentée sur la figure 6, o le dispositif (19) est remplacé par le guide (23) qui maintient les panneaux l'un contre l'autre ou faible- ment écartés. 6- Une grille à barreaux (figure 7), remplaçant le tapis fil- trant précédent et constitué - d'un élément de pied (24) de longueur fixe, adaptée à celle de l'élément de pied (1) du chassis de base, d'un élément de tête (25) de longueur fixe et deëforme parti- culière avec un retour incliné facilitant le dégagement des matières remontées par les râteaux,i - d'un élément central (26) de longueur variable fonction de la longueur de l'élément correspondant (3) du châssis de base. Ces barreaux reposent à l'intérieur de rainures (38), définis- sant l'espacement des barreaux par exemple 10, 15 ou 20 cen- timètres, usinées dans un profilé carré ou rectangulaire: (27) dans le cas d'un profilé d'espacement, et (28) dans le cas d'un profilé de jonction; (27) est rendu solidaire de l'entre- toise d'espacement (6), et (28) est rendu solidaire de l'entre- toise de jonction (5), par soudage, vissage ou tout-autre pro- cédé. Les barreaux sont immobilisés longitudinalement et trans- versalement par l'intermédiaire de tiges (29) passant dans les profilés (27) et (28) et dans les trous correspondants usinés dans les barreaux. --8-- 7- Des rateaux (figure 8), dégageant les barreaux des matières à évacuer et constitués: - d'un peigne (31) dont les dents symétriques ont été décou- pées dans une platine et éventuellement pliées pour avoir une meilleure prise pour la remontée des matières à évacuer; - d'un support de peigne (30) soudé à deux tubes (32), espacés d'un nombre entier de pas de chaîne, dans lesquels viennent se loger les tiges (14) qui passent également par les axes des chaînes d'entraînement. Les rateaux sont ainsi rendus solidaires en mouvement du méca- nisme d'entraînement. Ils ne frottent sur aucune partie du système, et en particulier sur les barreaux: il n'y a donc aucune usure à ce niveau. Les dents inférieures du peigne passent pendant la montée, à l'intérieur des barreaux de la grille. La partie supérieure du peigne peut ou non avoir des dents. 8- Un clapet (figure 9), pivotant autour d'un axe (34) et situé, en position fermée, dans le prolongement des barreaux de pied (24). Il autorise le passage aval/amont du rateau en partie basse de l'appareil. Dans le but de réduire le mouvement d'ouverture du clapet, il est intéressant d'avoir, d'une part, le peigne avec des dents dans sa partie supérieure, et, d'au- tre part, le clapet avec des encoches de manière àlaisser pas- ser les dents du peigne. La réalisation préférentielle du clapet comporte des dents (35) placées dans des rainures usi- nées dans le profilé (36) et verrouillées par l'intermédiaire de tiges (37) passant à l'intérieur des profilés et des trous correspondants usinés dans les dents; les profilés (36) étant fixés sur la platine (33), elle-même fixée sur l'axe (34) et libre en rotation. La figure 10 est une vue d'ensemble de l'appareil représentant en partie haute le dispositif à panneaux filtrants et en par- tie basse le dispositif à barreaux et à râteaux. Le moteur d'entraînement du système peut être un moteur à énergie électrique ou un moteur à énergie hydraulique puisant ses ressources dans le canal lui-même. Selon diverses réalisation de l'invention - l'appareil peut être réalisé en acier peint, en acier gal- vanisé, en inox, en matière plastique armée, etc.; - plusieurs éléments centraux peuvent être juxtaposés; - plusieurs formes de profils de flasques peuvent être utili- sées à la condition qu'ils aient toujours un chemin de roule- ment montant (21) et un chemin de roulement descendant (22) pour les chaînes; - le dispositif de verrouillage (19) peut être soudé, vissé, et réalisé selon divers principes; en particulier, il peut être un guide (23) empêchant l'écartement des panneaux fil- trants; - le nombre de galets et de barres butées peut être variable, il en est de même pour le nombre de râteaux; - le support de barreaux peut être un profilé massif sur le- quel viennent se fixer des dispositifs immobilisant les bar- reaux; - le râteau peut être réalisé de différentes manières; - les panneaux filtrants peuvent être remplacés par des pan- neaux pleins ou perforés, destinés au transport de produits divers (appareil horizontal ou légèrement incliné) et/ou à leur lavage, (bande transporteuse et/ou de lavage). Il est bien entendu que la portée de l'invention n'est pas limitée à l'exemple ou aux exemples de réalisation qui ont été décrits, toute variante, considérée comme équivalente, ne pouvant en modifier la portée. L'appareil, selon l'invention, est utilisable en pisci- culture, en aquaculture, en station d'épuration et dans de très nombreux types d'industries. -10- REVENDICATIONS 1- L'invention concerne des perfectionnements apportés aux filtres et dégrilleurs auto-nettoyants-pour canalisations et industries diverses, caractérisés en ce que le châssis de base est composé d'éléments, de pied, de tête et centraux, modulai- res et reliés entre-eux par deux types d'entretoises; le mé- canisme d'entraînement, composé de deux chaînes latérales à axes creux avec un seul arbre moteur et un seul arbre de ren- voi, 'est totalement indépendant en tension et réglage des élé- ments filtrants en mouvement; trois types de dispositifs de nettoyage, à secouage, à eau sous pression et à râteaux, peu- vent être installés indifféremment sur le châssis de base avec son mécanisme d'entraînement standard. 2- Perfectionnements, selon la revendication 1, caractérisés en ce que les éléments de pied (1) et de tête (2), qui ont des longueurs fixes, et centraux (3), qui ont des longueurs varia- bles, sont reliés entre-eux par deux types d'entretoises, d'une part du type (5) assurant la jonction et l'espacement des modules (1) (2) et (3), et d'autre part du type (6) assu- rant uniquement l'espacement. 3- Perfectionnements, selon la revendication 2, caractérisés en ce que les éléments (1) (2) et (3) comportent, par préfor- mage, un chemin de roulement montant (21) et un chemin de rou- lement descendant (22) assurant le guidage et le support des chaînes d'entraînement (10). 4- Perfectionnements, selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'élément filtrant peut être des panneaux (12), dont la largeur est sensiblement égale à un nombre entier de pas de chaîne, fixés, sur celleci, qu'à une seule extrémité, l'autre restant libre et reposant en chevauchant sur le pan- neau suivant. - Perfectionnements, selon la revendication 4, caractérisés en ce que, dans ce cas, le dispositif de nettoyage est consti- tué de galets et de barres transversales, sur lesquels viennent buter les panneaux filtrants, lesdits galets et barres trans- versales étant fixés sur la platine (17) qui est solidaire en mouvement de translation, de l'arbre moteur et tendeur (7) et qui coulisse sur le flasque de tête (2). -11- 6- Perfectionnements, selon la revendication 4, caractérisés en ce que l'élément filtrant peut avoir son extrémité libre verrouillée radialement, grâce à un dispositif type (19) ou (23), et rester libre, longitudinalement, de se déplacer sur le panneau suivant. 7- Perfectionnements, selon la revendication 6, caractérisés en ce que, dans ce cas, le dispositif de nettoyage est cons- titué d'une ou plusieurs rampes (20) d'eau sous pression, mu- nies de gicleurs, et directement adaptables sur la platine (17). 8--Perfectionnements, selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'élément filtrant peut être une grille, constituée par des éléments de barreaux, modulaires, de pied (24) et de tête (25), de longueurs fixes, et centraux (26), de longueurs variables, comme les éléments correspondants de chassis, posi- tionnés à intervalles réguliers grâce à des rainues (38) usi- nées dans des profilés transversaux d'espacement (27) ou de jonction (28), et verrouillés par des tiges passant à l'in- térieur des profilés et des trous correspondants usinés dans les éléments de barreaux. 9- Perfectionnements, selon la revendication 8, caractérisés en ce que, dans ce cas, le dispositif de nettoyage est cons- titué d'un ou plusieurs rateaux, composés d'un peigne (31) fixé sur deux tubes (32) espacés d'un nombre entier de mail- lons et reliés par une platine (30), fixés sur les chaînes latérales par deux tiges (14) passant par les tubes (32) et les axes correspondants de(1O). - Perfectionnements, selon les revendications 8 et 9, carac- térisés en ce qu'un clapet, situé dans le prolongement des barreaux (24) de la grille, est constitué de barreaux (35) positionnés sur un profilé (36), rainuré à intervalles ré- guliers, et verrouillés grâce à des tiges (37) passant dans le profilé (36) et dans les trous correspondants usinés dans les barreaux (35).