Brevet FR2734258A1 — publié le 19961122

La présente invention concerne un procédé d'aération d'uan liquide du type lisier contenu dans un bassin, ainsi qu'un appareil permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Plus génralent, le domaine de l'invention est celui des liquides susceptibles de produire de la mousse en quantité importante lors de leur oxygn. L'aération de liquides est couramment employée dans les stations d'épurion d'eau, en pisciculture ou dans le traitement du Hisier, par exemple. Il est connu d'utiliser des procédés d'aération de liquides consistant en une projection radiale de jets au moyen d'une turbine flottante. Cette turbine, entrane par un moteur électrique, est usellement constituée par une vis hélicoïdale, ou roue hédico- centrifuige, et elle est montée à l'intéieur d'un tube de guidage, enserré à sa partie supérieure dans un flotteur rempli de mousse, tel que du polyuréhne expané Ce tube de guidage est prolongé à sa partie inférieure par un cône d'aspiration, lequdel est pourvu d'une croix stabilisatrice au niveau de sa paroi latérale. Le liquide est propuls6 radialement par rotation de la turbine au niveau de l'espace annulaire consit par l'organe de support du moteur. Un inconvénient majeur de tels procédés provient de la stuacture même de ces turbines flottantes. En effet, le liquide aspiré est projeté radialement à la surface même du liquide à aérer, ce qui provoque un brassage important de liquide et r'apparition de grandes quantités de mousse autour de l'appareil d'aération. L'accumulation de mousse à proximité de la turbine peut provoquer un dysfonctionnement de cette dernière et donc interrompre le processus d'oxygnation Un but de linvention est de proposer un procédé d'aération d'un liquide du type lisier contenu dans un bassin, qui empêche la formation de mousse au voisina de l'appareil d'aération utilisé. Un autre but de l'invention est de proposer un appareil d'aération qui permette la mise en oeuvre de ce procédé. A cet effet, un tel procédé consiste à propulser radialement ledit liquide à partir d'un point dudit bassin de manière à créer une gerbe de liquide se présentant sous la forme d'une corolle. Cette forme du jet de liquide propulsé permet de réduire considrablement la formation de mousse à la surface du bassin. Préférentiellement, le procédé selon linvention consiste à prévoir un grillage pour briser ladite gerbe. Un tel grillage, du type brise-lames, permet de protéger la paroi du bassin des projections de liquide. Selon une autre caractéristique de invention, rappareil d'aération, qui comprend un moteur dont le rôle est d'entraîner une turbine prévue pour propulser radialement i sa sortie ledit liquide et un dispositif de déviation de liquide, l'ensmanble étant monté sur un flotteur, est tel que ledit dispositif de déviation est constitué dmne conduite annulaire sensiblement tronconique dont l'entrée se trouve à la sortie de la turbine et dont la paroi inférieure est inclinée. Préférentiellement, la section de ladite conduite annulaire est sensiblement constante, et sa paroi inférieure est constituée de plusieurs tronçons dincliison décroissante. Avantageusement, la paroi inférieure de ladite conduite est prolongée par un déflecteur, qui prolonge le dernier tronçon selon la même inclinaison La géométrie de cette conduite annulaire permet de propulser radialement le liquide suivant une gerbe ayant la forme d'une corolle. Préférentiellement, l'appareil d'aération comporte un dispositif d'amarrage constitué d'un miât vertical pouvant coulisser dans un tube vertical monté solidaire dudit bassin, les parties supérieure et inférieure dudit tube étant reliées aux parois dudit bassin par une pluralité de haubans prévus pour le maintenir vertical Ce dispositif d'amarrage assure ainsi la stabilisation de rappareil d'aération. Avantageusement, des haubans sont pourvus de tendeurs. Les caractéristiques de lirnvention mentionnée ci-dessus, ainsi que d'autres, apparatront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue latérale et en coupe de l'appareil d'aération en fonctionnement conformément au procédé d'aération selon l'vention, hla Fig. 2 est une vue latérale et en coupe du dispositif de déviation de l'appareil d'aération selon rinvention permettant la mise en oeuvre de ce procédé, et la Fig. 3 est une vue latérale et en coupe de l'appareil d'aération selon l'invention pourvu d'un dispositif d'amarrage. Un appareil d'aération 1 permettant la mise en oeuvre du procédé d'aération selon linvention est représenté à la Fig. 1 en fonctionnement. Cet appareil 1 se compose essentiellement d'un moteur 6 électrique, dont l'arbre 12 est dirigé vers le bas et entraîne une turbine 8 logée dans un tube de guidage 9. Cet appareil d'aération 1 est monté sur au moins un flotteur 7 et comporte un dispositif de déviation 5 des liquides 20. Le tube de guidage 9 de ladite turbine 8, relié à sa partie supérieure au fiotteur 7, est de type cylindrique et il se termine à sa partie inféieure par un cône d'aspiration 10 du liquide 20. La partie supérieure de la turbine 8, qui dépasse légèrement du bord supérieur du flotteur 7, se situe au niveau du dispositif de déviation 5 du liquide 20, qui coincide à sa partie supérieure avec la bride 11 supportant le moteur 6. Le moteur 6 étant en marche, la vis sans fin 8 tourne autour de son axe Y'Y et projette radialement le liquide 20 à lintérieur du dispositif de déviation 5. L'appareil d'aération 1 peut ctre idéalement utilisé au centre de la surface d'un bassin 2, en béton par exemple, et de dimension avoisinant une dizaine de mètres. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une gerbe fine 3 de liquide se présentant sous la forme d'une corolle, aplatie et de grande surface. Cette gerbe 3 est donc parfaitement enrichie en air avant d'entrer en contact avec le liquide 20 du bassin 2, ce qui assure une bonne oxygénation de ce liquide 20. De plus, compte tenu de son profil de trajectoire parabolique, la gerbe 3 de liquide 20 n'entre en contact avec le liquide à aérer que sur un plan annulaire de faible dimension, assimilable à un cercle. La formation de mousse due aux remous est ainsi fortement réduite, notamment à proximité du flotteur 7 et de la turbine 8, ce qui permet d'éviter tout dysfonctionnement de l'appareil d'aération 1. Comme on peut le voir sur cette Firg., une telle gerbe 3 peut avoir une portée considérable, proche des parois du bassin 2. On peut protéger la paroi du bassin 2 des projections de liquide 20 en prévoyant à l'intérieur dudit bassin 2 un grillage 4 du type brise-lames, ce grillage 4 étant préférentiellement situé à proximité immédiate de ladite paroi. La gerbe 3 de liquide 20 se brise à la surface du grillage 4 pour finalement atteindre la paroi du bassin 2 sous la forme d'un jet d'une consistance moindre et d'une puissance atténuée. Le dispositif de déviation 5 de l'appareil d'aération I selon imention permettant la mise en oeuvre du procédé précité est représenté à la FIg. 2. Il consiste en une conduite annulaire sensiblement tronconique. Comme on peut le voir sur cette Fig., l'entrée de cette conduite se trouve à la sortie de la turbine 8, enroccurre nce une vis sans fin Cette conduite comporte une paroi supérieure qui s'étend de la partie supérieure de la vis 8 à la bride 11 supportant le moteur 6, ainsi qu'une paroi inférieure 17 s'étendant en prolongement du tube vertical cylindrique de guidage 9 de la vis 8. Cette dernière paroi 17 se compose quant à elle de plusieurs tronçons 4 2734258 tronconiques coaxiaux. Dans cet exemple de réalisation figurent trois tronçons 21, 22, 23, dinclinaison décroissante par rapport à l'horizontale; à titre indicatif le prier tronçon 21 est incliné de 50 par rapport à lz'horizontale, le second 22 de 35 et le troisinème 23 de 20 . Ces tronçons 21, 22, 23 sont tels que la section de la conduite annulaire est sensiblement constante. En effet si l'on appelle DI, D2, D3, D4 les diat aux extrémités des trois tronçons 21, 22, 23 de l'axe Y'Y de la vis 8, et HI, H2, H3, H4 les hauteurs de passage du liquide 20 correspondant aux extréis précitées, on a les égalités suivantes: xD1Hl = xD2H2 = wD3H3 = iD4H4. Par conséquent, les surfaces des sections de passage ne varient pas d'un tronçon à l'autre, ce qui se traduit par une forme dlyporboloîde de révolution autour de l'axe Y'Y pour ladite paroi infiérieure 17, après lissage des tronçons 21, 22, 23. De plus, la paroi inférieure 17 de ladite conduite annulaire est avantageusement prolongée par un déflecteur 18 qui prolonge le troisième tronçon 23 suivant une même inclinaison et constitue ainsi un guide pour le liquide 20 dévié le long des trois troncçons 21, 22, 23. La géométrie de cette paroi inférieure 17 permet de conserver une vitesse de liquide 20 constante au niveau des trois tronçons 21, 22, 23. Pour ce fire, ledit défiecteur 18 doit avoir une largeur détermnninée comme suit: si ron considère un quelconque axe radial et horizontal X'X pour l'évaluation de la projection des largeurs des tronçons 21, 22, 23 précités, on peut noter que ledit déflecteur 18 est 1,25 à 2 iois plus court que les trois tronçons 21, 22, 23 réunis. Cette configuration permet donc de supprimer linconvénient de la perte de charge au niveau du dispositif de déviation 5, les vitesses du liquide 20 à l'entrée et à la sortie de la conduite annulaire étant identiques. Par ailleurs, on observe que la puissance consommée par le moteur 6 de l'appareil d'aération 1 selon l'invention est réduite de moitié par rapport aux appareils usuels, ceci pour l'obtention d'une aération satisante dans le bassin 2. L'appareil d'aération 1 selon l'invention représenté à la Fig. 3 se distingue de celui représenté à la Fig. 1 en ce qu'il comporte en outre un dispositif d'amarrage 19 de l'appareil 1 aux parois du bassin 2. Ce dispositif d'amarrage 19, dont le rôle est de stabiliser l'appareil d'aération 1, est constitué par un mât 13 vertical relié audit appareil 1 au niveau de l'étrier du moteur 6, ledit mât pouvant coulisser dans un tube vertical 14 monté solidaire du bassin 2. La hauteur de ce tube vertical 14 peut être réglée en s5 2734258 fonction du niveau de liquide 20 dans le bassin 2, auquel sont accrochés deux systèmes supérieur et inférieur de haubans 15, reliés à leur autre extrémité aux puarties supérieure et inférieure dudit tube 14. Chaque système consiste en un agencement de trois haubans 15 espacés l'un par rapport à l'autre de 120 degrés. Certains haubans 15 peuvent avantageusement être pourvus d'un tendeur 16. L'appareil d'aération 1 selon l'invention est ainsi corretement stabilisé, étant bien amarré aux parois du bassin 2. Ce double système 19 de haubans 15 remnplace avantageusement l'ensemble connu dans rart antérieur, constitué par un seul système de câbles horizontaux, peu stable, et une croix stabilisatrice prolongeant le cônem d'aspiration 10 à sa partie inférieure. Le double système de stabilisation 19 selon invention présente donc de meilleures garanties de stabilité et son coût de fabrication est moindre. 6 2734258 REVENDICATIONS 1) Procédé d'aération d'un liquide (20) du type lisier contenu dans un bassin (2), caractérisé en ce quil consiste à propulser radialement ledit liquide (20) à partir d'un point dudit bassin (2) de manière à créer une gerbe (3) de liquide se présentt sous la forme d'une corolle. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quIl consiste à prévoir un grillage (4) pour briser ladite gerbe (3). 3) Appareil d'aération (1) d'un liquide (20) du type lisier contenu dans mun bassin (2) po-ur la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, ledit appareil comprenant un moteur (6) dont le rôle est d'entraîner une turbine (8) prévue pour propuler radialement à sa sortie ledit liquide (20) et un dispositif de déviation (5) de liquide (20), l'ensemble étant monté sur un flotteur (7), caractérisé en ce que ledit dispositif de déviation (5) est constitué d'une conduite annulaire sensiblement tronconique dont l'entrée se trouve à la sortie de la turbine (8) et dont la pir inférieure (17) est inclinée. 4) Appareil d'aération (1) selon la revendication 3, caracti en ce que la section de ladite conduite annulaire est sensiblement constante. ) Appareil d'aération (1) selon la revendication 4, caractris en ce que la paroi inférieure (17) de ladite conduite est constituée de plusieurs tronçons (21, 22, 23) dnclinaison décroissante. 6) Appareil d'aération (1) selon l'une des revendications 3 à 5, caractW en ce que la paroi inférieure (17) de ladite conduite est prolongée par un déflecteur (18). 7) Appareil d'aération (1) selon les revendications 5 et 6, caractér en ce que ledit déflecteur (18) prolonge le dernier tronçon (23) selon la mme inclinaiso. 8) Appareil d'aération (1) selon l'une des revendications 3 à 7, caractsé en ce quil comporte un dispositif d'amarrage (19) constitué d'un mit vertical (13) pouvant coulisser dans un tube vertical (14) monté solidaire dudit bassin (2). 9) Appareil d'aération (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les parties supérieure et inférieure dudit tube (14) sont reliées aux parois dudit bassin (2) par une pluralité de haubans (15) prévus pour le maintenir vertical. 10) Appareil d'aération (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que des haubans (15) sont pourvus de tendeurs (16).