Brevet FR2724574A1 — publié le 19960322

SYSTEME D'ENTRAINEMENT D'UNE RAMPE D'ASPIRATION DE BOUES POUR UN BASSIN DE DECANTATION, ET BASSIN AINSI EQUIPE La présente invention se rapporte à un système d'entraînement d'une rampe d'aspiration de boues pour un bassin de décantation, ladite rampe étant destinée à être disposée et déplacée au fond du bassin. Il s'agit d'une rampe apte à aspirer la boue alors que le bassin est encore en eau, ce qui évite de le vidanger trop souvent L'invention concerne également le bassin de décantation équipé d'un tel système. Des dispositifs pour enlever de la boue au fond de bassins de décantation de stations d'épuration ou de production d'eau potable ont déjà été proposés. Ainsi, un dispositif connu comprend une unité de raclage de la boue en fond de bassins, formée d'une série de racleurs parallèles reliés en eux. Cet ensemble est déplacé au fond du bassin par un piston hydraulique. L'ensemble formant un "plancher mouvant" est déplacé dans un sens puis dans l'autre pour racler la boue. Cette dernière est alors récupérée dans une fosse de stockage. Un tel dispositif présente un sérieux inconvénient lié au fait que la boue n'est pas directement évacuée du bassin, mais stockée dans une fosse. De plus, ce dispositif a une structure lourde et complexe, ce qui rend son entretien et son fonctionnement compliqués et coûteux. On connaît également un dispositif comportant une rampe d'aspiration mobile qui nécessite, pour son maniement, de recourir à l'emploi d'un compresseur pour fournir de l'air comprimé nécessaire au déplacement de la rampe mobile. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des dispositifs connus et de proposer un système d'entraînement simple, qui peut être actionné par de l'eau sous pression largement disponible dans une station d'épuration ou de production d'eau potable. Ce système d'entraînement d'une rampe d'aspiration de boues pour un bassin de décantation, ladite rampe étant destinée à être disposée et déplacée au fond du bassin, est caractérisé en ce qu'il comprend un câble sans fin dont un brin - dit brin aller est solidaire de la rampe et est guidé sur le trajet de cette dernière, tandis que le second brin - dit brin retour - est solidaire d'un piston apte à coulisser à l'intérieur d'un tube et en ce qu'il comporte des moyens aptes à amener de l'eau sous pression à l'intérieur du tube, sélectivement d'un côté ou de l'autre du piston, alors que l'autre côté est mis à la pression atmosphérique, de telle sorte que le déplacement du piston dans un sens à l'intérieur du tube, provoque le déplacement de la rampe dans le sens contraire. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de ce système: - le brin aller est fixé à un chariot portant la rampe, qui est guidé en translation sur le tube; - la face inférieure du chariot a une forme complémentaire de celle du tube; - les moyens d'amenée d'eau sous pression comprennent une paire de canalisations branchées sur le tube, de part et d'autre du piston, ces canalisations étant par ailleurs connectées à une vanne à trois voies, de sorte que l'on peut les mettre sélectivement l'une en relation avec une source d'alimentation en eau et l'autre en relation avec la pression atmosphérique, ou les obturer simultanément; - le câble est tendu sur une paire de poulies agencées de telle sorte que ses deux brins soient superposés; - le tube comporte, à chacune de ses extrémités, des butées de fin de course pour le piston;; - le bassin a un fond à contour rectangulaire et la rampe, qui s'étend parallèlement à deux bords opposés, est apte à effectuer un mouvement de va-et-vient d'un bord à l'autre; - le tube s'étend sensiblement sur toute la longueur du fond du bassin, perpendiculairement à la rampe et il occupe une position médiane au fond du bassin. L'invention se rapporte également à un bassin de décantation comportant une rampe mobile d'aspiration de boues, équipée d'un système d'entraînement conforme à l'une ou l'autre des caractéristiques ci-dessus, la rampe étant apte à fonctionner alors que le bassin n'est pas vidangé. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel, faite en réféoenoe aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un bassin de décantation équipé d'un tel système, le mur avant du bassin n'ayant pas été représenté pour faciliter la lecture de la figure; - la figure 2 est un schéma destiné à montrer la structure et le fonctionne- ment du système; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du tube de guidage du piston et de ses équipements; - la figure 4 est une vue de face de la rampe du dispositif d'aspiration; - la figure 5 est un schéma en perspective montrant l'agencement du chariot portant la rampe, sur le tube de guidage du piston. Le bassin de décantation représenté à la figure 1 a la forme d'un parallél- pède rectangle. Il est délimité par un fond horizontal 13 et quatre parois verticales, à savoir deux parois longitudinales 11 et 12 et deux parois transversales dont une seule 10 a été représentée sur la figure. Dans une variante de réalisation le fond 13 pourrait être légèrement incliné. Ce bassin, qui fait partie intégrante d'une station d'épuration ou de production d'eau potable, reçoit périodiquement un certain volume d'eau E pour traitement de décantation. Le bassin 1 est équipé d'une rampe d'aspiration 3 de boues en suspension au fond du bassin. La structure particulière de la rampe et ses moyens permettant d'aspirer la boue seront décrits ultérieurement dans la description. Ainsi que cela est visible à la figure 1, la rampe 3 s'étend parallèlement à la paroi 10 du bassin (ainsi qu'à la seconde paroi opposée du bassin, qui n'a pas été représentée). Elle est apte à effectuer un mouvement de va-et-vient d'un bord à l'autre, c'est-à-dire d'une paroi à l'autre. Sur le fond 13 du bassin est fixé, par tout moyen rapproprié, un tube 4 de section circulaire et par exemple d'un diamètre extérieur de l'ordre de 50 mm. Ce tube est de préférence réalisé en une matière qui ne se corrode pas. Il s'agit avantageusement de matière plastique, notamment de chorure de polyvinyle (PVC). Il s'étend parallèlement aux parois 1 1 et 12 du bassin, sensiblement dans une position médiane du fond 13 et sur toute la longueur de celui-ci. Ses extrémités 40 sont relevées à angle droit, comme le montre plus précisément la figure 2. Le système d'entraînement de la rampe comprend un câble sans fin 6, de préférence en acier gainé, dont un brin 60, dit brin aller est solidaire de la rampe 3. Plus précisément, ce câble est fixé à un chariot coulissant 5 qui porte la rampe 3. Le second brin 61 est solidaire d'un piston 7 logé dans le tube 4 et apte à coulisser à l'intérieur de celuici. Le câble 6 est tendu sur deux poulies à gorge 45, d'axe de rotation horizontal, fixées par tout moyen approprié à l'intérieur des extrémités relevées 40 du tube 4. Ces extrémités présentent bien entendu des découpures nécessaires au passage du câble 6. Les poulies 45 sont montées folles en rotation autour de leur axe. Le tube 4 et les équipements qu'il renferme ont une structure symétrique de part et d'autre d'un plan passant par la section médiane dudit tube. Plus précisément, il est pourvu, non loin de chacune de ses extréinités relevées, d'une pièce axiale 44 en forme générale d'entonnoir, c'est-à-dire présentant deux tronçons tubulaires de diamètres différents 430, 431 séparés par une portion intermédiaire de forme tronconique 43. La partie 430 de plus petit diamètre est tournée vers l'extrémité 40 du tube. A ce niveau est prévu un presse-étoupe 440 et un joint 441, destinés à garantir l'étanchéité de part et d'autre de la pièce 44, lors du déplacement du câble à travers celle. Dans la partie 431 de plus large diamètre de chacune des pièces 44 est emmanché un tube 41, respectivement 41', de petite longueur faisant office de butée de fin de course pour le piston 7, comme on le verra plus loin. A l'intérieur de chaque tube 41, 41' débouche une canalisation 42, respectivement 42'. Comme le montre la figure 3, le piston 7 est formé d'un cylindre en matière plastique pourvu de gorges périphériques dans lesquelles sont disposés des joints élastiques 70 de forme torique. Le diamètre de ces joints est égal au diamètre interne du tube 4, de sorte que le piston 7 est parfaitement étanche. Il est maintenu fixé au câble 6 par deux pièces d'extrémité 71, venant par exemple pincer le câble 6. Les canalisations précitées 42 et 42' sont connectées à une vanne V à trois voies, elle-même reliée d'une part à une source R d'alimentation en eau sous pression et, d'autre part, à une canalisation C débouchant à la pression atmosphérique. La source R consiste de préférence dans le réseau de distribution d'eau. La canalisation C débouche à la pression atmosphérique, par exemple dans un réseau d'égout W. Dans une variante, la canalisation C pourrait déboucher auXessus d'un réservoir de stockage, lui-même relié à une pompe, connectée à la vanne V. La rampe 3 (voir figures 1 et 4) est formée d'un tube cylindrique, de préférence également réalisé en PVC. Elle présente par exemple un diamètre de l'ordre de 60 mm et ses deux extrémités opposées sont obturées par un bouchon 33. La zone de la rampe tournée vers le fond 13 du bassin de décantation présente une série de trous circulaires 32 régulièrement répartis, par exemple tous les 20 cm. Dans cette zone sont également prévues des roulettes 34, permettant d'assurer la translation dans de bonnes conditions de la rampe sur le fond 13 du bassin Dans sa partie médiane, la rampe 3 est pourvue d'une pièce de raccordement 31 à un tuyau flexible 30, lui-même raccordé à un tuyau rigide 300. Ce dernier est équipé d'une vanne automatique 31 qui se trouve à l'extérieur du bassin et en contre-bas du niveau normal de la surface de l'eau E. Comme le montre la figure 5, la rampe 3 est portée par le chariot 5 qui, luimême, coulisse sur le tube 4 précité. A cet effet, la face inférieure 50 du chariot présente une forme complémentaire de celle du tube 4. Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du système d'entrai- nement conforme à l'invention et plus généralement de la rampe d'aspiration qui équipe le bassin. Pour cela, nous allons supposer que le bassin 1, plein d'eau E, ndcesite d'être débarrassé de boues qui stagnent au niveau de son fond. Alors que la rampe 3 se situe par exemple au voisinage immédiat de la paroi 10 du bassin, on ouvre la vanne 31 de façon à créer une dépression dans le tuyau 30 et à l'intérieur de la rampe 3. Par effet de siphon, les boues qui se situent au voisinage de la rampe 3 sont aspirées au-travers de trous 32 et évacuées, mélangées à de l'eau, en dehors du bassin. Simultanément, on actionne la vanne V de telle sorte qu'elle se situe dans la position V2 de la figure 2. Comme le montre cette figure 3, la canalisation 42 reçoit de la pompe P de l'eau sous pression, laquelle rentre dans la partie du tube 4 située, sur les figures 2 et 3, à gauche du piston 7. Ce dernier, et le brin 61 du câble auquel il est rattaché, sont alors déplacés dans le sens de la flèche f. Le brin aller 60 du câble, ainsi que la rampe 3, sont alors déplacés dans le sens contraire, c'est-à-dire dans le sens de la flèche. La translation du piston 7 est limitée par les deux tubes 41 et 41' qui font office de butée de fin de course. La distance qui les sépare est voisine et légèrement inférieure à la longueur totale du bassin 1. Simultanément, la canalisation 42' est mise à la pression a:mospbérique et l'eau qui en est évacuée est déversée dans le réseau d'égout W. La vanne V occupe la position V2 jusqu'à ce que la rampe ait parcoru la totalité de la longueur du bassin. La position vl peut alors être sélectionnée ; les deux canalisations 42 et 42' sont alors obturées, ce qui signifie que la rampe 3 demeure immobile. Si la position v3 est choisie, les fonctions respectives des canalisations 42 et 42' se trouvent inversées de sorte que le câble 6 et la rampe 3 se déplacent dans le sens contraire. Bien entendu, le fonctionnement des vannes V et 31 peut être piloté par des électrovannes dont la mise en service est gérée automatiquement par un combinateur de type "Crouset", lui-même fonctionnant cycliquement au moyen d'une horloge. On notera que le présent système permet d'actionner la rampe d'assabon alors que le bassin 1 est plein eau, ce qui permet de réduire de plus de moitié le nombre de vidange nécessaire à son nettoyage. A titre indicatif, le bassin 1 présente les dimensions suivantes: -longueur=24m; - largeur = 3,4 m. Par ailleurs, la vitesse de déplacement de la rampe est par exemple de 1,3 m/mn, tandis que son débit d'aspiration est de 2,5 lis. La pression de l'eau nécessaire au déplacement du piston est de l'ordre de: 4 bars. A titre indicatif, le volume d'eau consommé pour déplacer la rampe selon un trajet aller et retour est d'environ 100 litres. Bien entendu, le bassin de décantation peut avoir une forme différente de celle d'un parallélépipéde rectangle. REVENDICATIONS 1. Système d'entraînement d'une rampe d'aspiration (3) de boues peurun bassin de décantation (1), ladite rampe (3) étant destinée à être disposée et déplacée au fond (13) du bassin (1), caractérisé en ce qu'il comprend un câble sans fin (6) dont un brin (60) - dit brin aller - est solidaire de la rampe (3) et est guidé sur le trajet de cette dernière, tandis que le second brin (61) - dit brin retour - est solidaire d'un piston (7) apte à coulisser à l'intérieur d'un tube (4) et en ce qu'il comporte des moyens (R, 42, 42') aptes à amener de l'eau sous pression à l'intérieur du tube (4), sélectivement d'un côté ou de l'autre du piston (7), alors que l'autre côté est mis à la pression atmosphérique, de telle sorte que le déplacement du piston (7) dans un sens à l'intérieur du tube (4), provoque le déplacement de la rampe (3) dans le sens contraire. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit brin aller (60) est fixé à un chariot (5) portant la rampe (3), qui est guidé en translation sur le tube (4). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face inférieure (50) du chariot (5) a une forme complémentaire de celle du tube (4). 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'amenée d'eau sous pression comprennent une paire de canalisations (42, 42') branchées sur le tube (4) de part et d'autre du piston (7), ces canalisations (42, 42') étant par ailleurs connectées à une vanne (V) à trois voies, de sorte que l'on peut les mettre sélectivement l'une en relation avec une source d'alimentation (R) en eau et l'autre en relation avec la pression atmosphérique, ou les obturer simultanément. 5 . Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit câble (6) est tendu sur une paire de poulies (45) agencées de telle sorte que ses deux brins (60, 61) soient superposés. 6 . Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tube (4) comporte, à chacune de ses extrémités, des butées de fin de course (41) pour le piston (7). 7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit bassin (1) a un fond (13) à contour rectangulaire et en ce que la rampe (3), qui s'étend parallèlement à deux bords opposés, est apte à effectuer un mouvement de va-et-vient d'un bord à l'autre. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit tube (4) s'étend sensiblement sur toute la longueur du fond (13) du bassin, perpendiculairement à la rampe (3) et en ce qu'il occupe une position médiane au fond du bassin. 9. Bassin de décantation (1) comportant une rampe mobile d'aspiration (3) de boues, équipée d'un système d'entraînement conforme à l'une des revendications 1 à 8, la rampe (3) étant apte à fonctionner alors que le bassin (1) n'est pas vidangé.