Brevet FR2677057A1 — publié le 19921204

La présente invention a pour objet une grille de tamisage pour bassin de trop-plein d'eaux pluviales, déversoirs de crues et installations similaires comprenant une grille constituée de barres parallèles et disposées côte à côte à une certaine distance mutuelle et un peigne mobile longitudinalement dont les dents sont disposées de mmanière à pénétrer dans les interstices entre les barres. En cas de forte pluie, les eaux usées arrivant dans une station d'épuration ne peuvent plus être soumises dans leur totalité au processus d'épuration car la capacité de ces stations ne permet pas de traiter les quantités maximales possibles d'apport Pour cette raison, des bassins de trop-plein d'eaux pluviales dans lesquels l'eau pénètre d'abord sont installés en amont de ces stations d'épuration Tant que la quantité des eaux d'apport peut être acceptée par la station d'épuration, il ne se produit pas de passage d'eau vers un évacuateur ou directement vers un cours d'eau Si la quantité de l'apport d'eau dépasse la capacité de la station d'épuration, la partie excédentaire est dérivée Pour pouvoir, toutefois, retenir les impuretés les plus grossières, notamment les impuretés flottantes, l'eau passe à travers des tamis ou des grilles Il s'est avéré avantageux de faire passer l'eau de bas en haut à travers de tels tamis ou de telles grilles afin de pouvoir, lorsque la pluie a cessé, conduire également ces impuretés vers la station d'épuration De tels tamis ou grilles traversés par l'eau de haut en bas doivent être nettoyés périodiquement, même pendant leur fonctionnement, c'est-à- dire pendant le passage de l'eau, pour empêcher un engorgement, c'est-à-dire un reflux de l'eau et donc une modification des conditions hydrauliques de l'ensemble de la station. Par la demande de brevet européen 0358952, on connaît une grille de tamisage qui est constituée d'un grand nombre de barres -minces disposées côte à côte et maintenues à l'intérieur d'un cadre servant de dispositif de serrage Sur un côté de la grille sont fixées des chaînes à l'aide desquelles un chariot portant des dents peut se déplacer en un mouvement de va-et-vient le long de la grille Les dents disposées sur ce chariot sont rigides ou peuvent être basculées lors du retour du chariot. Cette grille connue est de fabrication très complexe et est munie d'éléments tels que des roues dentées, des _ chaînes, etc qui tournent dans l'eau polluée Une telle construction ne convient pas à l'utilisation dans des eaux usées et tombe facilement en panne En outre, les barres minces qui s'étendent sur toute la longueur de la grille doivent être maintenues serrées par un dispositif de serrage pour empêcher que des impuretés de grandes tailles présentes dans l'eau n'écartent les barres et puissent passer à travers elles Un autre inconvénient de ce dispositif réside dans le fait que le sens de rotation du moteur des chaînes doit être inversé, dans les positions d'extrémité de la grille, par des palpeurs En cas de défection de l'un de ces palpeurs, des dégâts peuvent se produire sur les barres, le moteur ou les dents de la grille Si l'une des parties de l'installation est endommagée, il y a risque d'obstruction de toute la grille et donc d'un reflux des eaux usées vers la station. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients - Le but de l'invention consiste à proposer une grille de tamisage qui élimine les inconvénients des dispositifs connus, qui fonctionne sans éléments de commande et qui puisse être fabriquée à un coût avantageux. Ce problème est résolu essentiellement par le fait que la grille est constituée de plusieurs sections disposées les unes derrière les autres et que sur chaque section est disposé un joug pouvant coulisser en un mouvement de va-et-vient le long de ladite section et comportant un peigne muni de dents pénétrant du haut vers le bas dans les interstices -antre les barres. De manière surprenante, il est possible, grâce à la grille de tamisage conforme à l'invention, de nettoyer en continu la section de passage de la grille et de la maintenir dégagée pendant une forte pluie Les dents passant le long des barres de la grille divisée elle- même _ en segments peuvent, lorsqu'elles entrent en contact avec un obstacle, être basculées en groupes vers l'extérieur dans les deux sens Des éléments de basculement fixés aux points d'inversion entraînent le nettoyage des dents à chaque mouvement de va-et-vient Par ce mouvement d'entrée et de sortie s'effectue un auto-nettoyage continu des dents qui sont elles-mêmes animées d'un mouvement mutuel perpendiculaire à la surface des barres De ce fait, les impuretés adhérant aux barres peuvent être détachées et transportées sur le côté Les dents sont rangées de manière espacée sur deux barres à la base du peigne et maintenues en place par des disques d'écartement d'épaisseurs différentes Il en résulte une grande élasticité dans le sens transversal par rapport à celui du mouvement Les éléments d'entraînement sont situés en dehors de l'eau de pluie et il est donc inutile de prendre des mesures onéreuses pour e:npêcher leur encrassement Les grilles peuvent être entraînées par un moteur sans nécessiter d'éléments de commande électriques ou mécaniques ni de palpeur entraîné par un simple moteur à manivelle, cette dernière pouvant être élastique axialement Les profilés ronds fixés sur les barres du côté de l'arrivée de l'écoulement ont pour effet d'interdire que les impuretés puissent se coincer entre les barres et excluent toute détérioration de dents isolées ou de l'ensemble du mécanisme. En référence à uneexemple de réalisation représenté sur le dessin annexé, l'invention sera expliquée plus en détail ci-après Sur ce dessin. la figure 1 représente une vue en plan d'un bassin de trop-plein d'eaux pluviales équipé d'une grille de tamisage en cinq parties; la figure 2 est une coupe transversale le long de la ligne II-II de la figure 1 du bassin de trop-plein; la figure 3 est une coupe transversale le long de la ligne III-III de la figure 1 (sans le peigne); la figure 4 est une coupe transversale partielle agrandie de la grille dans la zone A de la figure 3; la figure 5 est une représentation agrandie en perspective d'une dent du peigne de nettoyage; la figure 6 est une coupe transversale d'un paquet de dents pivotables; la figure 7 est une coupe transverale agrandie de la grille munie des dents; la figure 8 est une représentation schématique d'une grille de tamisage équipée d'un moteur disposé à l'extérieur de la grille; la figure 9 est une représentation schématique d'une grille de tamisage en deux parties, munie d'un moteur; la figure 10 est une vue de dessus d'une grille de tamisage équipée d'un moteur placé latéralement; la figure 11 représente une grille de tamisage équipée d'un moteur linéaire; et les figures 12 à 14 sont des représentations schématiques de deux installations de déversement des crues équipées de systèmes de nettoyage différents. Dans une station d'épuration des eaux usées dont, pour une meilleure visibilité, on n'a représenté à titre d'exemple que le bassin de trop-plein des eaux pluviales 1, ce dernier est constitua d'une chambre 3 séparée en trois sections s'étendant longitudinalement La section 5 arrive jusqu'au fond 7 de la chambre 3 et est délimitée latéralement par une paroi de déversement de hauteur hl et par la paroi latérale il du bassin 1 (voir figures 1 et 3) La chambre 3 est reliée - à un évacuateur de la station d'épuration (non représenté) Les deux sections 13 et 15 de la chambre situées latéralement à la section 5 sont reliées mutuellement sur leur dalle 17 Une paroi pare- écume 17 dont l'arête inférieure 21 débouche sous l'arête supérieure 10 de la paroi de déversement 9 et dont _ l'arête supérieure 24 se situe à la hauteur h 2, sépare les deux sections de chambre 13 et 15 Sur la dalle 17 de la section de chambre 13 se trouve un orifice d'évacuation 23 dans lequel peut être insérés un clapet d'étranglement 25 qui limite le débit de l'écoulement sortant des deux sections de chambre 13, 15. Une grille de tamisage 29 est insérée dans un cadre 27 entre la paroi de déversement 9 et la paroi pare-écume 19 Dans l'exemple représenté, cette grille 29 est constituée de cinq grilles individuelles 29 a, 29 b, 29 c, 29 d et 29 e séparées par une traverse 31, la grille étant située à la hauteur hl Sur les parties 27 du cadre s'étendant longitudinalement, lesquelles peuvent être constituées par exemple en tube rectangulaire profilé, des rails de guidage 33 sont fixés sur leur arête supérieure au moyen de vis 35 Les arêtes de guidage 37 orientées vers la grille 29 font saillie de la face interne placée au-dessous du cadre 27 un peigne de nettoyage 39 est inséré entre les rails 33 se faisant face, de manière mobile longitudinalement, au moyen de mâchoires coulissantes 41 Ce peigne 39 est constitué d'un joug 43 aux extrémités duquel sont fixées les mâchoires 41 et sur le côté inférieur duquel sont disposés des paquets constitués de dents 49 disposées à une certaine distance mutuelle par des disques d'écartement 48 et 81 et rangées côte à côte sur une barre 45 et un tube 46 (figure 4) La barre ronde 47 supportant le tube 46 est fixée, au moins par ses extrémités, sur deux pattes 51 fixées elles-mêmes sur le joug 43 D'autres pattes 51 peuvent être placées entre les pattes 51 disposées aux extrémités afin d'assurer un guidage complémentaire de la barre ronde 47. Le tube 46 est maintenu au moyen de douilles 50 sur la barre ronde 47 de manière à tourner entre les pattes 51. Ce tube 46 et le tube rond supérieur 45 sont reliés de manière fixe l'un à l'autre par des lamelles 52 De ce fait, tout le paquet de dents peut être basculé vers l'extérieur sur la barre 47 sous la forme d'une unité complète La barre ronde 45 située en haut est divisée en sections courtes qui sont situées entre les pattes 51 sans être fixées sur elles Sur la figure 5, une seule dent 49 du paquet est représentée pour une meilleure visibilité. Entre deux dents voisines 49 sont insérées de manière pivotante sur la barre 45 au moins deux tôles de traction 53 et 55 au lieu d'un disque d'écartement 48, ces tôles -étant chacune reliées à un ressort de traction 57 et 59 dont l'extrémité est fixée sur le joug 43 Les ressorts de traction 57, 59 sont conçus de telle sorte que les dents 49 viennent se situer verticalement à l'état non chargé (figure 6). Sur les traverses 31 qli séparent les sections 29 a, 29 e de la grille peuvent être fixés des éléments 83 de basculement vers l'extérieur réalisés sous forme de plaques ou de tubes sur lesquels les dents 49 viennent buter juste avant le point d'inversion et sont basculées vers le haut en vue du nettoyage. Ces dents 49 pénètrent dans les espaces intermédiaires de barres 61 de la grille, situées parallèlement côte à côte à des distances régulières et dont les extrémités sont fixées sur les traverses 31 Les barres 61 sont constituées d'un acier plat 63 placé sur chant et d'un acier rond 65 d'épaisseur supérieure et fixées sur l'arête inférieure de l'acier plat Bien entendu les barres 61 de la grille peuvent être réalisées également en un profilé étiré dont la section transversale correspond à ce qui vient d'être décrit Les distances entre les aciers ronds 63 placés côte à côte sont légèrement supérieures à l'épaisseur b des dents 49 (figure 7) En ce qui concerne les barres 61 placées au voisinage des parties 27 du cadre, les sections d'acier _ plat 63 peuvent être placées horizontalement (non représentées) Les extrémités des dents 49 pénétrant à travers les barres 61 de la grille sont réalisées sous forme trapézoïdale, les flancs placés de manière oblique ne devenant les flancs parallèles des dents 49 qu'au-dessus de l'acier rond 65 Les jougs 43 associés à chaque section de grille 29 a à 29 e et supportant les dents 49 sont reliés les uns -aux autres par des éléments d'assemblage 67 (voir figures 2 et 8 à 11) Le dernier joug 43 placé au- dessus de l'élément de grille 29 e est relié par un autre élément d'assemblage 67 à l'extrémité d'une tige d'entraînement 71 fixée de manière oscillante sur la couverture 69 de la chambre 3 La tige d'entraînement 71 est en liaison avec un vilebrequin 73 qui peut être entraîné par une poulie d'entraînement 75 placée sur un moteur 77 Le moteur d'entraînement 77 peut, comme représenté sur les figures 1 et 2, être disposé à l'intérieur du bassin de trop-plein des eaux de pluie 1 ou à l'extérieur de celui-ci Dans le cas d'un moteur 77 disposé à l'extérieur du bassin, la tige d'entraînement 71 passe à travers un orifice 74 prévu à cet effet dans la couverture 69 (voir figure 8). Si la hauteur de construction est très faible, la tige d'entraînement 71 et la vilebrequin 73 peuvent être disposés de manière à pivoter autour d'axes verticaux X et Y ou à côté de la grille 29 (figure 10). Dans les deux dispositions du moteur, la tige d'entraînement 71 peut agir directement sur le dernier joug 43 situé à l'extérieur, sur n'importe lequel des autres jougs ou entre deux jougs 43. D'ailleurs, l'entrainement par vilebrequin peut être remplacé par un moteur linéaire 80 électrique, pneumatique ou hydraulique (figure 11) Le nombre de courses des peignes et donc le cycle de nettoyage peut être ajusté au degré de pollution de l'eau. Pour toutes les variantes de l'entraînement, il est- possible d'incorporer des ei'Crayages élastiques et/ou des fusibles de surcharge pour empêcher de surcharger le mécanisme. Le mode de fonctionnement du dispositif est expliqué plus en détail ci-après En cas d'apport normal d'eau polluée dans les sections d'a chambre 13 et 15 (conduite non visible) l'eau polluée est conduite à une station d'épuration par l'orifice 23 et la vanne de réduction 25. Si, alors, la quantité d'eau apportée dépasse le débit pouvant être évacué à travers la vanne 25, le niveau de l'eau s'élève dans les deux sections de chambre 13 et 15. Lorsque le niveau hl est atteint, l'eau qui n'a pas été évacuée par l'orifice 23 peut pénétrer par le bas à travers la grille 29 et parvenir, en passant sur l'arête supérieure 10 de la paroi de déversement 9, dans la section de chambre 5 et de là être conduite vers un évacuateur Les impuretés entraînées 79 restent accrochées à la -face inférieure de la grille 29 et réduisent successivement la section transversale de passage Par les dents 49 (non représentées sur la figure 3) fixées sur le joug 43 et pénétrant entre les barres 61 de la grille, les impuretés 79 accrochées sur la face inférieure des barres 61 de la grille peuvent être évacuées des zones parcourues par l'écoulement de l'eau A cet effet les jougs 43 reliés ensemble par les éléments d'assemblage 67 effectuent un mouvement de va-et-vient sous l'action du moteur d'entraînement 77. Si une impureté 79 vient se coincer entre les barres 61 de la grille sans pouvoir être poussée vers le côté par les dents 49, lesdites dents 49 d'un paquet basculent, à l'intérieur de ce segment, entre deux pattes 51 selon les flèches B vers la position basculée vers l'extérieur représentée sur la figure 6 Ceci évite de manière efficace toute détérioration des dents 49 ou d'autres parties mécaniques de l'installation Dans de nombreux cas, l'impureté ayant provoqué ce coincement sera expulsée des barres 61 lors du retour des dents 39 Dans le cas contraire, une petite partie seulement d'une seule section de grille restera à l'état non nettoyé De ce fait, tout engorgement de toute l'installation est impossible et en aucun cas il ne sera nécessaire d'arrêter le dispositif de nettoyage. Dans le cas o des éléments 83 de basculement vers l'extérieur sont fixés survles traverses 31, les dents 49 sont basculées et nettoyées à chaque inversion de leur sens. Dans cet exemple, si la quantité d'eau pénétrant dans les sections de chambre 13 et 15 est supérieure à celle pouvant être évacuée à travers la vanne réductrice et les barres 61 de la grille, le niveau de l'eau continue à s'élever et atteint la hauteur h 2 L'eau peut alors s'écouler par dessus l'arête supérieure 24 de la paroi pare-écume 19 et parvenir directement dans la section de chambre 5 Ceci permet d'empêcher de manière efficace tout reflux de l'eau vers le circuit d'eaux usées. La grille de tamisage conforme à l'invention qui, naturellement, n'est pas exclusivement prévue pour les bassins de trop- plein d'eaux pluviales et les déversoirs de crues, peut être utilisée de manière avantageuse dans une installation combinée à brise-lame et à chasse Dans une telle installation comme celle représentée sur les figures 12 et 13, l'eau d'apport vient, dans une première phase, remplir le bassin d'eaux pluviales 161 Lors de ce remplissage, l'eau traverse le clapet de fermeture 162 ouvert en aval d'une paroi pare- écume 163 disposée de manière fixe et de là traverse la grille 29 de bas en haut et quitte le bassin 161 en passant par le canal 163 pour parvenir à un évacuateur Lorsque l'arrivée de l'eau est terminée, le clapet 162 est fermé et le bassin 161 est vidé au moyen d'une pompe ou par déclivité Après l'évacuation du bassin 161, le clapet 162 est ouvert brutalement et l'eau accumulée derrière la paroi pare-écume 163 se précipite à grande vitesse par l'ouverture du clapet 162 pour dépasser le fond 165 du bassin en nettoyant celui-ci en passant dans le puits ou le canal 166 En même temps, lorsque l'eau accumulée derrière la paroi 163 coule vers le bas, la partie de cette eau accumulée se trouvant au- dessus de la grille 29 nettoie la grille 29 et entraine vers le puits 166 les impuretés adhérant sur sa face inférieure Dans un déversoir de crues conforme à la figure 14, le nettoyage de la grille de tamisage 4 s'effectue après la pluie au moyen d'une installation d'arrosage 167 disposée au-dessus de la grille 4 Le nettoyage du canal 164 par lequel l'eau tamisée s'écoule vers la grille peut s'effectuer au moyen d'une chasse d'eau 169 Afin que les 1 l impuretés flottantes les plus grossières, qui pénètrent dans l'ouvrage comme l'indique la flèche 171 et qui flottent sur la surface de l'eau, puissent être éloignées de la grille 4, il est possible d'utiliser une paroi pare-écume 173 Celle-ci maintient les impuretés constamment dans la partie droite de la partie immergée de ladite paroi. L'installation décrite pour une disposition horizontale de la; gril-ie 29 peut, bien entendu, être également utilisée pour une grille placée verticalement. REVENDICATIONS 1 Grille de tamisage pour bassin de trop-plein pour eaux pluviales comprenant une grille composée de barres disposées côte à côte à une certaine distance mutuelle et un peigne mobile sous l'action d'un moteur le long desdites barres, les dents dudit peigne venant s'engager dans les interstices entre les barres, caractérisée par le fait que la grille ( 29) est constituée de plusieurs sections disposées les unes derrière les autres ( 29 a, 29 b, 29 c, 29 d, 29 e) et que sur chaque section ( 29 a à 29 e) est disposé un joug ( 43) pouvant coulisser en un mouvement de va-et-vient le long de ladite section et comportant un peigne ( 39) muni de dents ( 49) pénétrant du haut vers le bas dans les interstices entre les barres ( 61). 2 Grille de tamisage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les jougs ( 43) sont reliés les uns aux autres par des éléments d'assemblage ( 67) et par une barre d'entrainement ( 71) équipée d'un moteur d'entraînement ( 77, 80). 3 Grille de tamisage selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'entraînement des jougs ( 43) s'effectue par un moteur à bielle tournant en continu, disposé au-dessus ou à côté de la grille ( 29) ou sur la couverture ( 69) du bassin de trop-plein ( 1), ou par un moteur linéaire ( 80) à commande électrique, pneumatique ou hydraulique. 4 Grille de tamisage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les dents ( 49) sont fixées en rangées sur deux tubes ou-barres rondes ( 46, 45) disposées l'une sur l'autre et qu'elles sont disposées à une certaine distance mutuelle par des pièces d'écartement ( 81, 48). Grille de tamisage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le tube inférieur ( 47) est fixé sur le joug ( 43) d'une poutre coulissante ( 41) au moyen de pattes ( 51) et que le tube supérieur ( 45) est divisé en sections et relié aux dents ( 49) à une certaine distance axiale des pattes ( 51). 6 Grille de tamisage selon la revendication 5, caractérisée par le fait que sur les tubes supérieurs ( 45) sont placées des tôles de traction ( 53, 55) qui sont reliées au joug ( 43) au moyen de ressorts de traction ( 57), 59) fixés sur lesdits-tubes ( 45). 7 Grille de tamisage selon la revendication 5 ou 6, caractérisée par le fait que les dents ( 49) sont agencées de façon à pouvoir être basculées en groupes, vers l'extérieur, autour de l'axe longitudinal de la barre ronde ( 47). 8 Grille de tamisage selon la revendication 7, caractérisée par le fait qu'a, au voisinage des traverses ( 31) séparant les sections ( 29 a à 29 e) de la grille, sont fixés des éléments de butée ( 83) destinés à faire basculer _ les dents ( 49) vers l'extérieur. 9 Grille de tamisage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la grille ( 29) est montée entre l'arête supérieure ( 10) d'une paroi de déversement ( 9) et l'arête inférieure ( 21) d'une paroi pare-écume et par le fait quie l'arête supérieure ( 24) de la paroi pare-écume ( 19) est conçue pour servir de trop-plein de secours. Grille de tamisage selon la revendication 5 ou 6, caractérisée par le fait que les dents ( 49) peuvent être basculées isolément autour de l'axe longitudinal de la barre ronde ( 47).