Brevet FR2651158A1 — publié le 19910301

DISPOSITIF D'EXTRACTION HYDRAULIQUE DE MATIERES MISES EN SUSPENSION La présente invention a pour objet de permettre notamment l'évacuation de matières solides par un procédé impliquant leur mise en suspension dans un milieu liquide Elle est suceptible de trouver application dans les domaines des plus variés, parmi lesquels notamment le curage de caniveaux, le nettoyage de réservoirs encrassés ou ensablés, la vidange de séparateurs de pétroliers, l'extraction de nodules métalliques sous eau ou le terrassement en milieu sous-marin . Elle se propose principalement, mais non limitativement, de faciliter l'extraction /ltévacuation de matières solides sous forme divisée quand celles-ci se trouvent accumulées sur un fond dur, rigide ou sensiblement tel .Dans la plupart des applications, l'invention permet ainsi de limiter les coûts, par une économie de temps de traitement et une diminution de la consommation énergétique par rapport aux techniques actuelles A cette fin, l'invention prévoit de combiner dans un même appareil, au fonctionnement sûr et facile à déplacer et à mettre en oeuvre, des moyens hydrauliques permettant d'une part une agitation des matières à évacuer, généralement solides, pour favoriser leur mise en suspension dans un milieu liquide d'extraction, et d'autre part leur aspiration par un éjecteur hydraulique . La notion d'éjecteur est à comprendre ici dans son sens technologique classique .Elle implique donc l'emploi d'un conduit à convergent et divergent dans lequel une injection de fluide sous pression assure l'entraînement des matières en suspension . I1 est avantageux que ce fluide soit prélevé sur le milieu liquide servant à mettre les matériaux en suspension Pour satisfaire au mieux aux différents besoins et objectifs qui viennent d'être exprimés, la présente invention propose un dispositif d'extraction hydraulique de matières mises en suspension, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire circuler un milieu liquide sous pression, d'une part vers une buse d'éjecteur, disposée suivant un axe de symétrie du dispositif dans un conduit central d'évacuation, et d'autre part, vers un collecteur de distribution annulaire monté solidaire dudit conduit central autour dudit axe de symétrie, pour alimenter au moins une première série de buses de mise en suspension des matières à traiter, qui sont réparties autour dudit axe sur ledit collecteur de distribution et qui sont orientées en biais vers cet axe en direction opposée de ladite buse d'éjecteur, et en ce que ledit collecteur et ledit conduit central sont reliés par un carter à couvercle propre à recueillir les matières en amont de ladite buse d'éjecteur Quand le dispositif est en fonctionnement, les buses de ladite première série forment des jets de liquide sous pression qui provoquent la division et l'agitation des matières solides traitées, et ceci d'autant mieux que les jets conservent de l'énergie jusqu'à parvenir à un fond capable de jouer pour eux un rôle de réflecteur .Dans le même temps, les matières ainsi mises en suspension sont aspirées avec le milieu liquide par éjecteur et celui-ci entraîne l'ensemble à travers le conduit central pour évacuation En pratique, l'agitation n'est pas toujours seule à favoriser la mise en suspension des matières .On peut y contribuer en ajoutant dans le milieu liquide, qui est en général de l'eau pour de simples raisons de commodité d'approvisionnement, divers additifs tels que des agents de viscosité ou des agents dispersants ou tensio-actifs, qui lui confèrent d'une manière en soi connue des propriétés de surface appropriées par rapport aux matières traitées Dans un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, les buses de mise en suspension sont situées à une distance de l'axe de symétrie comprise entre 15 et 50 cm, et notamment de l'ordre de 30 cm, et elles sont inclinées sur l'axe de symétrie d'un angle compris entre 10 et 30 degrés, notamment de l'ordre de 15 degrés .Quant à la distance axiale entre les buses de mise en suspension et la buse d'éjection, elle peut avantageusement être comprise entre 20 et 60 centimètres Conformément à une caractéristique secondaire de l'invention, le dispositif comporte en outre une deuxième série de buses de mise en suspension qui débouchent de pré- férence du même collecteur de distribution annulaire à la même distance radiale que celles de la première série, mais qui sont orientés parallèlement à l'axe de symétrie, également en direction opposée de la buse d'éjecteur, de manière à former en fonctionnement des jets qui servent préférentiellement à la destruction de terrains constitués par des matières accumulées à forte densification Dans la pratique industrielle, le dispositif selon l'invention est avantageusement construit sous une forme compacte, facile à déplacer et à manoeuvrer, et de telle sorte qu'on puisse en amener le collecteur portant les buses de mise en suspension à proximité immédiate des zones à traiter même quand celles-ci sont difficiles d'accès Du point de vue mécanique, il se présente alors comme un appareil portable où, le collecteur annulaire étant en partie basse, le conduit central est terminé en partie haute par un embout de raccordement à un dispositif de pompage quelconque .Les buses de mise en suspension et la buse d'éjecteur peuvent être alimentées à partir d'une même source d'eau sous pression grâce à une conduite d'alimentation terminée par un raccord approprié qui se divise en deux branches formant respectivement deux cir cuits, soit un circuit direct qui passe à travers le carter pour parvenir à la buse d'éjecteur, soit un circuit en dérivation conduisant au collecteur portant les buses de mise en suspension Dans la plupart des cas il est avantageux que la conduite d'alimentation en liquide sous pression soit disposée parallèlement à l'axe comme le conduit central, mais latéralement par rapport à celui-ci, et que le circuit en dérivation soit conformé pour atteindre le collecteur annulaire en un point diamétralement opposé en contournant le conduit central, tout en restant sensiblement dans l'espace d'encombrement du collecteur en section transversale . En outre, il est souvent utile d'équiper ce circuit d'une vanne de réglage du débit de liquide alimentant les buses de mise en suspension, de manière à pouvoir y régler la pression indépendamment de celle du circuit d'éjecteur Conformément à un mode de réalisation particulier de l'invention, choisi à titre d'exemple non limitatif, on a représenté sur la figure unique des dessins annexés, un dispositif de nettoyage par extraction hydraulique, destiné notamment au curage de caniveaux ou de réservoirs encrassés ou ensablés . Mais d'une manière plus générale, ce dispositif peut être utilisé avec profit dans toute situation où il est utile de mettre en suspension des matières solides accumulées pour les extraire et les évacuer . La mise en suspension est assurée par des jets de liquide, soit généralement de l'eau, et la suspension formée est aspirée par un éjecteur hydraulique L'eau sous pression nécessaire à ce fonctionnement peut être amenée de tout réseau de distribution, éventuellement par l'intermédiaire d'un sur-presseur . La même source d'eau sous pression peut être utilisée pour alimenter d'une part les jets de mise en suspension, d'autre part l'éjecteur d'aspiration de la suspension . Le dispositif comporte donc une conduite d'alimentation 1, terminée par un embout de raccordement 2, de tout type en soi connu propre à permettre de connecter la conduite 1 au réseau de distribution d'eau .Un autre embout 3, de type similaire, est prévu à l'extrémité d'un conduit central tubulaire 4, pour connecter celui-ci à une canalisation d'évacuation de la suspension extraite par le dispositif Conformément à la figure, le conduit 4 est disposée dans l'axe de symétrie du dispositif, tandis que la conduite d'eau sous pression 1 est orientée parallèlement, mais située latéralement .D'autre part la conduite 1 se divise selon un T, pour former - une branche principale dirigée longitudinalement, qui est reliée par un tuyau de raccordement 5, à un coude en arc de cercle 6 qui conduit l'eau sous pression jusqu'à une buse d'éjecteur 7, - et une branche en dérivation 8, qui est conformée de manière à contourner l'espace central occupé par le conduit d'évacuation 4 et à rejoindre ensuite, par l'intermédiaire d'un coude de raccordement 9, un tube 11, orienté longitudinalement en position radicalement opposée à la conduite 1 Dans la position habituelle d'utilisation du dispositif, qui correspond à celle de la figure, les conduits 1 et 4 sont orientés verticalement, de même que le tube 11, les embouts 2 et 3 étant accessibles en partie haute .Le circuit d'alimentation d'eau sous pression se termine au centre du dispositif au niveau de la buse 7, qui débouche vers le haut pour former un jet dans l'axe du conduit 4 Pour compléter la fonction d'un éjecteur, capable d'entraîner les matières solides en suspension, la buse coopère avec le conduit 4, qui est à cet effet en forme de convergent-divergent . Elle comporte donc une partie convergente 12, dont la section diminue autour de la buse jusqu'au niveau de l'embouchure de celle-ci, puis une partie divergeante 13, qui s'évase jusqu'à l'embout 3 Le tube 11, quant à lui, sert à alimenter en eau sous pression les buses de mise en suspension . Il s'ouvre dans un collecteur de distribution 14, qui est de forme annulaire centrée sur l'axe du dispositif et situé dans un plan transversal de celui-ci . Ce collecteur étant ici à section circulaire, il est de forme torique .De lui débouchent en partie basse, des buses 15-16, orientées vers le bas comme illustré sur la figure, donc en direction opposée de la buse d'éjecteur 7 . La buse 15 représentée en coupe est orientée en biais vers l'axe du dispositif, alors que d'autres buses 16 sont verticales, donc parallèles à cet axe . On trouve ainsi tout autour de l'axe, une série de buses en biais 15, au nombre de 3 à 6 par exemple, qui alternent avec des buses verticales 16, en nombre identique ou différent . Toutes les buses sont situées sur la génétrice inférieure du collecteur torique 14, donc à même distance .Toutefois, elles peuvent également être réparties différemment, par exemple en plusieurs séries concentriques Le circuit d'alimentation de ces buses en eau sous pression, constitué de la conduite 1 par la branche 8, le coude 9, le tube 11 et le collecteur de distribution 14, est équipé en amont de ce collecteur, d'une vanne à débit variable 17, que l'on commande au moyen d'une manette 18, pour régler le débit d'eau en circulation, et par là sa pression, indépendamment de celle qui règne dans le circuit direct alimentant l'éjecteur par le coude 6 Les différents éléments constitutifs qui viennent d'être décrits sont montés sur un carter commun 21 . Celuici comporte une enveloppe cylindrique 22, fixée au collecteur torique 14 par des pattes soudées 23 .Il est fermé en partie haute par un couvercle 24, qui présente une ou verture centrale 25 autour de laquelle il est fixé, par exemple par soudure, en bout de la partie convergente 12 du conduit central 4 . La rigidité mécanique est assurée en cet endroit par une couronne cylindrique 26, qui est solidaire du carter et fixée au conduit 4 par un système de bride soudée . Des ailettes de raidissement 27 renforcent la solidité .Par ailleurs, le couvercle 24 du carter 21 livre passage au circuit d'alimentation de l'éjecteur en eau sous pression . Celui-ci le traverse à l'intérieur d'une autre couronne cylindrique 28, similaire à la précédente et également pourvue d'ailettes de raidissement Lorsque le dispositif selon l'invention est en cours d'emploi, pour une opération de nettoyage d'un réservoir encrassé par exemple, on le place au dessus de la zone à traiter, en le maintenant à courte distance des matières solides accumulées que l'on désire extraire et évacuer . Il s'agit le plus souvent de boue, de sable ou de gravier . La distance entre les buses du collecteur torique et la couche extérieure de matières sera en général de l'ordre de 15 à 20 centimètres, la pression d'eau d'alimentation étant par exemple de 10 bars .Les jets d'eau qui sortent des buses 15-16 sont avantageusement assez forts pour pénétrer à travers les couches supérieures de matières et se réfléchir soit sur le fond rigide. du réservoir, soit sur des couches plus denses de matières . Les jets verticaux des buses 16 jouent un rôle privilégié dans la destruction du terrain . Ceux qui sortent en biais des buses 15 contribuent plus à entretenir la suspension par l'agitation qu'ils provoquent et à renvoyer la dite suspension vers l'éjecteur, qui l'aspire et l'entraîne à travers le conduit 4 . Il convient ici de remarquer que le carter 21 ménage entre les buses 15-16 et l'éjecteur, une chambre 29 qui recueille sous agitation les matières mises en suspension .On aura remarqué d'autre part que le dispositif qui a été décrit est conçu pour tenir dans un encombrement minimal, notamment par la forme donnée aux circuits d'alimentation en eau sous pression Dans un mode de réalisation particulier de l'invention , non représenté, l'ensemble carter 21, couronne 26, couronne 28 et ailettes 27 pourrait avantageusement être réalisé en un bloc en plastique moulé. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails des modes de réalisation particuliers choisis pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées aux réalisations particulières qui ont été décrites à titre d'exemples et à leurs éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'extraction hydraulique de matières mises en suspension, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire circuler un milieu liquide sous pression, d'une part vers une buse d'éjecteur (7), disposée suivant un axe de symétrie du dispositif dans un conduit central (4) d'évacuation, et d'autre part, vers un collecteur de distribution annulaire (14) monté solidaire dudit conduit central (4) autour dudit axe de symétrie, pour alimenter au moins une première série de buses (15) de mise en suspension de matières à traiter, qui sont réparties autour dudit axe sur ledit collecteur de distribution (14) et qui sont orientées en biais vers cet axe en direction opposée de ladite buse d'éjecteur (7), et en ce que ledit collecteur (14) et ledit conduit central (4) sont reliés par un carter (21) à couvercle (24) propre à recueillir les matières en amont de ladite buse d'éjecteur (7) 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième série de buses (16) de mise en suspension, qui sont orientées parallèlement à l'axe de symétrie, également en direction opposée de la buse d'éjecteur (7) 3) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites buses (16) de la deuxième série sont portées par ledit collecteur annulaire (14) par lequel elles sont alimentées comme celles de ladite première série, avec lesquelles elles sont réparties alternativement 4) Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de circulation comportent, à partir d'une conduite d'alimentation en liquide sous pression, un circuit direct conduisant à la buse d'éjecteur (7) à travers le couvercle (24) du carter (21), et un circuit en dérivation débouchant dans ledit collecteur annulaire (14) 5) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit en dérivation comporte une vanne (17) de réglage de débit 6) Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite conduite d'alimentation (1) est disposée parallèlement audit conduit central (4) latéralement par rapport à l'axe du dispositif, et en ce que ledit circuit direct étant situé dans son prolongement, ledit circuit en dérivation est conformé pour contourner le conduit central et parvenir au collecteur annulaire en un point diamétralement opposé à l'extérieur dudit carter (21)