Brevet FR2707179A1 — publié le 19950113

Rateau laveur des sables de filtration d'eau. L'invention se situe dans le domaine technique du traitement des eaux de distribution et concerne plus particulièrement une machine pour le lavage des sables de filtration d'eau disposés au fond des bassins filtrants. L'objet des filières de traitement des eaux brutes est d'éliminer totalement ou partiellement les particules en suspension pour obtenir l'eau de qualité exigée par les normes. Une première opération bien connue de traitement consiste à assurer l'arrêt des corps les plus grossiers par des opérations mécaniques de tamisage, et de préfiltration, par passage de l'eau dans des tamis et filtres appropriés. Cette première opération est suivie d'une filtration lente qui permet de fixer des particules contenues dans l'eau, l'épuration s'effectuant physiquement et biologiquement. La filtration lente en bassins, largement utilisée, donne d'excellents résultats quand la pollution est naturelle et quand la quantité de matières en suspension est faible. On sait que le sable utilisé, de granulométrie bien déterminée et d'une épaisseur de 70 cm à 1 mètre est réparti sur toute la surface du bassin filtrant, au-dessus d'une dalle poreuse de soutien sous laquelle est recueillie l'eau filtrée. Ensuite avant la distribution, l'eau subit d'éventuels traitements d'affinages ainsi qu'un traitement chimique de désinfection. La filtration lente engendre un colmatage progressif du sable : il est donc nécessaire de le nettoyer régulièrement par lavage de la couche superficielle. Après vidange partielle du bassin, ce nettoyage est assuré manuellement par des personnes se déplaçant progressivement dans le bassin avec des tuyaux de pulvérisation d'eau sous pression. Le sable est alors débarrassé sur la partie supérieure de son épaisseur des particules qui y étaient retenues et l'eau boueuse obtenue est évacuée par des rigoles. A cet effet, les bassins sont équipés de conduites d'arrivée d'eau sous pression sur lesquelles se branchent les tuyaux souples de pulvérisation. Du fait du nombre de bassins équipant les centres de traitement, de la surface souvent importante de chacun d'eux, et aussi de la fréquence nécessaire de ces opérations de nettoyage, un personnel nombreux doit être affecté sur le site, pour une tâche difficile et coûteuse, qui par surcroît rend inopérant le bassin pendant le temps important du nettoyage. Pour éviter cet inconvénient, on a bien pensé à automatiser les moyens de nettoyage , par exemple en utilisant des machines d'aspiration, mais dans ce cas il faudrait envisager une alimentation électrique, peu compatible avec la sécurité de l'environnement immédiat. Pour résoudre ces problèmes, la Demanderesse a eu l'idée de profiter de la présence du réseau d'alimentation en eau sous pression existant sur le site, pour créer une machine de nettoyage dont l'organe moteur est une turbine à eau réglée à l'aide d'une vanne agissant comme un rhéostat. La machine met à profit également l'existence dans chacun des bassins, de murets immergés qui délimitent des zones longitudinales de superficies égales, pour servir de chemins de roulement à ladite machine de nettoyage. Un objet principal de la présente invention consiste donc en une machine de lavage des sables de filtration d'eau dans des bassins équipés de murets immergés délimitant des zones longitudinales de superficies égales et disposant en bout de chaque zone d'une prise d'alimentation en eau sous pression, machine qui comporte des roues porteuses et des galets de guidage aptes à assurer son déplacement sur lesdits murets, une turbine solidaire de la machine étant alimentée par ladite prise d'eau sous pression et constituant l'organe moteur des roues porteuses ainsi que d'un dévidoir de son tuyau d'alimentation, l'eau de sortie de la turbine étant acheminée vers une rampe sous pression équipée de buses de pulvérisation, disposée en contrebas de la machine. Selon une caractéristique particulière de l'invention une extrémité du tuyau d'alimentation enroulé sur le dévidoir traverse un système de guidage monté coulissant sur une glissière et entraîné par une vis tournante et l'autre extrémité dudit tuyau d'alimentation se raccorde par l'intermédiaire d'un joint tournant à un conduit aboutissant à la turbine. Selon une autre caractéristique de l'invention l'arbre de la turbine entre dans une boîte de vitesse étanche comportant une démultiplication et un inverseur de sens de marche et des arbres en sortie de boîte entrainent en rotation les roues porteuses par l'intermédiaire des ponts avant et arrière. Avantageusement, le dévidoir est mécanisé et entrainé en rotation par un moyen de liaison en prise sur un arbre de roue. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de réalisation de la machine dans lequel il est fait référence aux dessins annexés qui représentent. Figure 1 une vue schématique en élévation de la machine de lavage montée sur les murets du bassin. Figure 2 une vue schématique partielle en plan d'un bassin de filtration. Figures 3 et 5 des vues générales en perspective de la machine de lavage. Figure 4 une vue partielle en élévation montrant le dévidoir. Figure 6 une vue schématique en plan de l'organe moteur et des mécanismes d'entraînement de la machine de lavage. La machine de lavage représentée sur les figures 1 et 3 comporte un chassis 1 formé d'un assemblage de poutrelles, qui repose sur deux paires de roues porteuses 2. Chaque paire est destinée à rouler sur un des murets 3 qui traversent le bassin 4 et qui sont équidistants les uns des autres en délimitant des zones longitudinales de superficies égales comme le montre plus précisément la figure 2. D'un côté de la machine, le chassis 1 supporte en contrebas des roues porteuses, une série de galets 5 à axes verticaux qui se placent de part et d'autre des flancs verticaux du muret 3 correspondant et assurent ainsi le guidage de la machine sur les deux murets concernés. Le chassis supporte en son centre un dévidoir cylindrique 6 dont l'axe horizontal 7 est monté sur des potences 8. En se référant également à la figure 4, on voit qu'une rainure hélicoïdale 9 est prévue sur la surface extérieure du dévidoir, et sert au positionnement d'un tuyau 10 d'alimentation d'eau. Une extrémité du tuyau 10 traverse et débouche d'une trappe 11 de guidage qui est montée coulissante sur une glissière 12 et entraînée par une vis tournante 13. Cette extrémité de tuyau sera raccordée à l'orifice 14 d'alimentation en eau prévu en bout de chacune des zones longitudinales du bassin. On comprend qu'au fur et à mesure de l'éloignement de la machine de cette extrémité de la zone, le tuyau se déroulera du dévidoir et le système de guidage 11 sera déplacé en face de la première spire déroulée. L'autre extrémité du tuyau 10 se raccorde par l'intermédiaire d'un joint tournant 15 placé à l'extrémité de l'axe 7 à un conduit 16 qui alimente une turbine 17 placée à la partie inférieure du chassis. On voit notamment à la figure 5 que l'eau sortant de ladite turbine est acheminée par un conduit de distribution 18 vers une rampe de lavage 19 équipée d'une pluralité de buses de pulvérisation 20, orientées vers le bas. Les buses ont avantageusement un profil parabolique favorisant le décolmatage de la surface et l'émulsion des matières contenues dans l'eau. La rampe 19 qui s'étend transversalement sur toute la largeur de la machine est fixée par des potences verticales 21 au-dessous d'un côté du chassis de façon à se trouver -entre les deux murets 3- en contrebas et à peu de distance du lit de sable à nettoyer. Le schéma de la figure 6 montre que la turbine 17 alimentée, comme on l'a vu, par l'eau sous pression provenant des orifices d'alimentation habituels équipant les bassins de filtration, constitue l'organe moteur de la machine de lavage précédemment décrite. L'eau provenant du conduit 16 passe dans une vanne de réglage 22 qui alimente ladite turbine, puis s'écoule vers le conduit de distribution 18. L'arbre 23 de la turbine entre dans une boîte de vitesse étanche 24 comportant une démultiplication et un inverseur de sens de marche 25. Deux arbres 26 sortent de la boîte de vitesse pour les ponts avant et arrière 27 et 28 qui entraînent en rotation les roues porteuses 2. Les quatre roues sont donc motrices ce qui évite leur patinage sur les murets glissants des bassins. Le tuyau d'alimentation 10 ayant une forte section, quand la machine est en fonctionnement, le poids d'eau dans le tuyau enroulé sur le dévidoir est important. Le déroulement du tuyau ne pouvant donc être assuré seulement par le déplacement de la machine, il est prévu de mécaniser le dévidoir 6. A cet effet, une couronne dentée 29 en prise sur l'axe 7 est reliée par une chaîne 30 à un pignon d'entraînement 31 solidaire d'un arbre de roue. La même liaison assure avantageusement et simultanément la rotation de la vis 13 et le déplacement latéral du système de guidage 11 du tuyau. La figure 2 permet de comprendre comment fonctionne la machine dont le chassis 1 a été schématisé. Au départ elle est placée sur les murets 3 à proximité du mur du bassin où se trouve la prise de pression 14. Quand le raccordement est fait à cette prise, l'eau sous pression est distribuée à la rampe d'épandage 19 qui assure le lavage du sable. En même temps la turbine assure le déplacement de la machine sur les murets de telle sorte que le nettoyage s'effectue progressivement sur toute la longueur de la zone. Au fur et à mesure, le tuyau 10 se déroule du dévidoir 6. Quand la machine a atteint l'autre extrémité du bassin, on agit sur l'inverseur de marche 25 pour la faire revenir à son point de départ, effectuant ainsi un second passage de lavage qui laisse la surface du sable parfaitement plane après son nettoyage. Les flèches illustrent la marche avant et la marche arrière de la machine. La machine est ensuite déplacée par un tracteur de manutention sur la zone voisine. REVENDICATIONS 1. Machine de lavage des sables de filtration d'eau dans des bassins équipés de murets immergés délimitant des zones longitudinales de largeurs égales ou voisines et disposant en bout de chaque zone d'une prise d'alimentation en eau sous pression caractérisée en ce que la machine comporte des roues porteuses (2) et des galets de guidage (5) aptes à assurer son déplacement sur lesdits murets (3), en ce qu'une turbine (17) solidaire de la machine, est alimentée par ladite prise d'eau sous pression (14) et constitue l'organe moteur des roues porteuses ainsi que d'un dévidoir (6) de son tuyau (10) d'alimentation, et en ce que l'eau de sortie de la turbine est acheminée vers une rampe sous pression (19) équipée de buses de pulvérisation (20), disposée en contrebas de la machine. 2. Machine de lavage selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'une extrémité du tuyau d'alimentation (10) enroulé sur le dévidoir (6) traverse un système de guidage (11) monté coulissant sur une glissière (12) et entrainé par une vis tournante (13). 3. Machine de lavage selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'autre extrémité du tuyau d'alimentation (10) se raccorde par l'intermédiaire d'un joint tournant (15) à un conduit (16) aboutissant à la turbine (17). 4. Machine de lavage selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'arbre (23) de la turbine (17) entre dans une boîte de vitesse étanche (24) comportant une démultiplication et un inverseur de marche (25) et en ce que des arbres (26) en sortie de boîte entrainent en rotation les roues porteuses (2) par l'intermédiaire des ponts avant et arrière (27, 28). 5. Machine de lavage selon les revendications 1 et 4 caractérisée en ce que le dévidoir (6) est mécanisé et entrainé en rotation par un moyen de laison (30) en prise sur un arbre de roue. 6. Machine de lavage selon les revendications I et 2 caractérisée en ce que la rotation de la vis tournante (13) est assurée par un moyen de liaison en prise sur un arbre de roue.