Brevet FR2812312A1 — publié le 20020201

Broyeur sanitaire La présente invention concerne un broyeur sanitaire pour installation de relevage des eaux usées et de déchets solides, du type comportant un caisson recevant les eaux et un moteur électrique dont l'axe présente à une extrémité une pompe à rotor à pales et des moyens de broyage en regard d'une chambre de dilacération définie entre le fond du caisson et une paroi périphérique munie d'une ouverture d'entrée. Ces broyeurs sanitaires sont généralement disposés derrière la cuvette des toilettes. Ils peuvent également recevoir les eaux usées d'autres appareils sanitaires. Ils peuvent en outre être encastrés dans une cloison technique. 3) Certains broyeurs sanitaires comportent une lame de dilacération des matières solides montée à l'extrémité d'un axe du moteur près de la sortie de la cuvette des toilettes. Seules l'eau et les matières solides suffisamment broyées passent à travers les trous d'une crépine cylindrique vers un réservoir pour y être aspirées par une pompe située dans le fond du réservoir et montée à l'autre extrémité du moteur. Ce type d'appareil présente un certain nombre d'inconvénients: les produits fibreux tels que lingettes ou serviettes périodiques qui sont difficiles à broyer ont tendance à s'accumuler à l'intérieur de la crépine, ce qui peut finir par bloquer l'appareil. Il est alors nécessaire de procéder au démontage de l'ensemble pour le remettre en état de fonctionnement. L'on connaît également des pompes de dilacération dans lesquelles le système de broyage est intégré à la pompe. Dans un premier cas le système de dilacération est constitué de quelques lames coupantes montées sur le rotor, à l'intérieur de la pompe centrifuge. Cette dernière possède une entrée axiale de diamètre relativement réduit pour fonctionner correctement. Il arrive toutefois que certains déchets solides tels que du papier essuie-mains, des serviettes ou des tampons périodiques jetés dans la cuvette des toilettes restent bloqués à l'entrée de la pompe et s'accrochent au rotor, ce qui finit également par bloquer celui-ci. Dans un autre cas, suivant le brevet DE-A-4 128 281, le dispositif de broyage présente une lame et une contre-lame disposées à l'entrée de la pompe, l'une étant entraînée en rotation par le rotor de la pompe et l'autre étant fixe sur le pourtour pour agir à la manière de cisailles. Ce dispositif présente cependant l'inconvénient d'engendrer un bruit de frottement des lames gênant pour l'utilisateur, ainsi que des risques de blocage en cas de pénétration accidentelle d'objets durs. Afin de résoudre ces problèmes, il convient de définir un broyeur sanitaire dans lequel on évite le bouchage de la pompe, l'accumulation de déchets solides, le blocage du moteur de pompe, tout en réduisant l'émission de bruits lors de l'utilisation. A cet effet, la présente invention a pour objet un broyeur sanitaire pour installation de relevage des eaux usées et de déchets solides, du type comportant au moins un canal d'amenée des eaux dans un caisson, un moteur électrique dont l'axe présente à une extrémité une pompe à rotor à pales et des moyens de broyage en regard d'une chambre de dilacération munie d'une ouverture d'entrée, caractérisé en ce que la face avant du rotor est sensiblement plane et comporte une pluralité de passages pour l'eau, disposés sensiblement radialement et débouchant sur la circonférence du rotor, et en ce que chaque passage du rotor se prolonge par un canal délimité par des pales hélicoïdales, ledit rotor étant logé dans le corps de la pompe de manière que sa face avant soit 15.au moins sensiblement dans le plan de l'ouverture du corps de pompe, des organes de dilacération étant disposés en saillie axiale par rapport à la dite face avant. Les organes de dilacération sont complétés par une lame coupante circulaire, disposée dans le plan de l'ouverture du corps, et qui définit avec la face avant du rotor l'ouverture d'entrée de la pompe. Ainsi, de manière avantageuse, les déchets solides entraînés par le mouvement de l'eau aspirée par la pompe arrivent sur la face avant du rotor o ils subissent une coupe et/ou une dilacération par les organes de dilacération, tout en étant à la fois repoussés du rotor dans un mouvement de turbulences du fait des chocs successifs des organes de dilacération en 3- saillie, et aspirés par le mouvement global de l'eau. Ce mouvement de turbulences est engendré par le rotor de type hélico- centrifuge dont les pales de forme hélicoïdales chassent l'eau à la fois vers la périphérie du rotor, du fait de la force centrifuge, et vers la partie arrière du rotor,du fait de l'inclinaison des pales par rapport à un plan axial. La partie avant du rotor est donc fermée à l'exception du ou des passages ménagés sur la face avant et qui, de forme allongée droite ou courbe et disposés sensiblement radialement, débouchent donc sur la périphérie de la face avant du rotor. La largeur de ces passages se situe dans une plage de 2 à 15 mm, la largeur des passages étant de préférence constante ou augmentant du centre du rotor vers l'extérieur du rotor. Du fait de la largeur limitée des passages, ceux-ci jouent un rôle de filtre dans la mesure o ils bloquent l'entrée de la pompe aux amas de déchets solides trop grands. Ceux-ci ne pouvant entrer que partiellement, glissent alors vers l'extérieur du rotor sous l'effet de la force centrifuge et de l'eau et sont alors soumis à l'action d'une lame circulaire qui sépare les parties bloquées à l'extérieur du rotor de celles qui y sont partiellement introduites. Les organes de dilacération sont disposés en saillie axiale de 1 à 10 mm sur la face avant du rotor. Ces organes de dilacération sont réalisés dans un matériau dur, résistant à l'usure, tel qu'un métal par exemple, et sont dimensionnés et conformés de manière à couper et/ou lacérer les déchets solides sans les retenir. Les organes de dilacération peuvent être de forme sensiblement conique, droite ou inclinée ou de préférence être plats soit en dents de scie soit en lamelles coupantes, dès lors que la face d'attaque est suffisamment inclinée pour éviter de retenir et d'entraîner en rotation les substances fibreuses. Les organes de dilacération peuvent être ménagés sur un insert sur lequel le rotor est surmoulé ou bien ledit insert, tel qu'une plaque métallique, est rapporté sur la face avant du rotor, la plaque métallique étant découpée de manière à laisser les passages du rotor libres lorsqu'elle est apposée sur la face avant dudit rotor. Ces organes de dilacération peuvent être également fixés dans des compartiments ménagés à cet effet sur la face avant du rotor. Comme cité précédemment, l'ouverture du corps de pompe est pourvue d'une lame coupante circulaire de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur de la face avant du rotor. Ainsi, lors du rejet vers l'extérieur des déchets solides de trop grandes dimensions pour entrer dans les passages définis sur la face avant du rotor, la lame présente à la périphérie du rotor participe au traitement de coupe et de lacération des déchets du fait du mouvement relatif du rotor par rapport à cette lame. De manière à améliorer les phénomènes de coupe et/ou lacération, d'autonettoyage des passages d'eau et de pompage précédemment décrits, on peut également mettre en place des organes de dilacération sur le fond de la chambre de dilacération en regard de la partie centrale du rotor et/ou sur la périphérie de l'ouverture du corps de pompe. La chambre de dilacération est définie entre la face avant du rotor pourvue des organes de dilacération, la face avant du corps de pompe, un fond et une paroi périphérique. Cette paroi périphérique non fermée est de préférence sensiblement circulaire et présente une forme ramenant les eaux et les solides en mouvement tourbillonnaire vers le centre du rotor. En particulier, ladite paroi périphérique présente une extrémité en forme de bec courbé pointant en direction de l'axe de rotation du rotor. 3o Ce bec est disposé de manière adjacente à l'entrée des eaux et des déchets vers la chambre de dilacération, de façon à ramener la direction du flux tourbillonnaire sensiblement parallèle et dans la même direction que le flux entrant dans la chambre de dilacération. De préférence, le fond de la chambre de dilacération comporte au moins une protubérance qui est disposée excentrée par rapport à l'axe de rotation du rotor. Cette ou ces protubérances aident au déplacement des solides vers le rotor et les organes de dilacération dans le mouvement tourbillonnaire généré dans la chambre de dilacération. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le moteur et la pompe ainsi que les organes électriques du broyeur sont enfermés dans un compartiment étanche aux eaux d'un caisson dans lequel il est logé et qui présente une forme sensiblement parallélépipèdique ou cylindrique. De préférence, ce compartiment étanche est réalisé sous forme d'une cassette emboîtable dans le caisson et démontable, ladite cassette étant en particulier adaptable à l'extrémité dudit caisson dont le fond constitue le fond de la chambre de dilacération, la paroi périphérique définissant également la chambre de dilacération. La position de la cassette étant déportée par rapport à l'axe de branchement de la cuvette, il est ainsi possible d'enlever, sans démontage fastidieux du broyeur, la cassette comportant le moteur, la pompe et les moyens de broyage pour la réparer, en faire l'entretien, voire réaliser un échange standard en cas de défectuosité. Une partie du caisson située immédiatement derrière la cuvette de WC sert de chambre de réserve permettant de recueillir rapidement les eaux en provenance du WC. Le canal d'amenée des eaux usées peut être sous forme d'une pipe coudée traversant le caisson et amenant les eaux et les déchets solides en sortie de la cuvette de WC vers l'ouverture d'entrée de la chambre de dilacération. On obtient ainsi que les solides soient immédiatement aspirés et contenus dans la chambre de dilacération, alors que le surplus d'eau ne pouvant être immédiatement contenu dans cette dernière s'écoule vers la chambre de réserve ménagée dans le caisson et faisant office de réservoir tampon. On évite ainsi l'accumulation des déchets solides dans le caisson. On peut également envisager de réaliser le canal d'amenée des eaux par un système de cloisons favorisant l'élimination des bulles d'air avant qu'elles n'atteignent la chambre de dilacération, ce qui permet de diminuer les bruits engendrés. Par ailleurs, la pipe recevant les eaux usées peut être positionnée directement sur l'organe de pompage et de broyage. On décrira maintenant l'invention plus en détail, par des exemples de réalisation, en référence aux dessins en annexe parmi lesquels: la figure 1: représente une vue en coupe d'un broyeur selon l'invention (sans ses couvercles), la figure 2: représente une vue en perspective du caisson du broyeur selon la figure 1, la figure 3: représente une vue du dessus du caisson du broyeur selon la figure 1, la figure 4: représente une vue en perspective avant d'un rotor du broyeur selon l'invention, équipé d'organes de dilacération, la figure 5: représente une vue en perspective avant du rotor selon la figure 4 dans le corps de pompe, la figure 6: représente une vue en perspective latérale d'un autre rotor selon l'invention, la figure 7: représente une vue en perspective du dessous d'un insert de dilacération destiné à être inclus dans un rotor. Comme représenté sur les figures 1, 2 ou 3, le broyeur sanitaire pour installation de relevage des eaux usées et de déchets solides, selon un mode non limitatif de réalisation de l'invention, comporte un caisson 1 recevant les eaux, un compartiment étanche 2 renfermant les organes électriques E, ainsi qu'un moteur électrique M disposé verticalement selon un axe X. Ce moteur M entraîne à son extrémité inférieure un rotor 5 à pales 6 d'une pompe de relevage. Le rotor 5 est muni de moyens de dilacération disposés en regard d'une chambre de dilacération 3 définie entre le fond du caisson 1 et une paroi périphérique 4 munie d'une ouverture d'entrée 4a. Comme représenté sur les figures 1, 4, 5 et 6, la face avant a du rotor 5 est sensiblement plane et comporte une pluralité de passages 7 pour l'eau, disposés sensiblement radialement et débouchant sur la périphérie du rotor 5. A chaque passage 7 correspond une pale hélicoïdale 6 du rotor 5. Le rotor 5 est logé dans le corps 8 de la pompe de manière que sa face avant 5a soit sensiblement dans le plan de l'ouverture du corps de pompe 8 (cf la figure 1) ou en légère saillie par rapport à ce plan (cf la figure 5). L'ouverture du corps de pompe 8 de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur de la partie avant 5a du rotor 5 est, de préférence, matérialisée par une lame coupante circulaire 11. Les moyens de dilacération sont formés par des organes 9, de forme conique inclinée aux figures 4 et 5, disposés en saillie axiale par rapport à ladite face avant 5a. Sur les figures 6 et 7 est représentée une variante de réalisation d'organes de dilacération 9. Ceux-ci sont ménagés sur un insert métallique 10 rapporté ensuite sur la face avant 5a du rotor 5 ou le rotor peut être surmoulé sur ledit insert. L'insert est réalisé en étoile dont les branches 10' viennent se loger entre les passages 7 pour l'eau. L'extrémité de chaque branche 10' est découpée en pointe et cette pointe est repliée pour former un organe de dilacération 9. Lorsqu'on met en place l'insert 10 sur la face avant 5a du rotor 5, chaque pointe 9 est disposée à proximité d'un passage 7. Le moteur M et la pompe ainsi que les organes électriques E sont logés dans un compartiment étanche 2 réalisé sous forme de cassette (cf la figure 1) dans le fond de laquelle est logé le corps de pompe 8 avec le rotor 5. Cette cassette 2 est mise en place dans le caisson 1 de telle sorte que le rotor 5 soit en regard du fond du caisson 1 au niveau de la chambre de dilacération 3 définie par la paroi périphérique 4. Cette paroi périphérique 4 est sensiblement circulaire et délimite donc la chambre de dilacération 3, contenant le mouvement tourbillonnaire (selon la flèche C) des eaux et des solides entrant dans ladite chambre 3 (cf la figure 3). La paroi périphérique 4 présente une extrémité en forme de bec courbé 4b pointant sensiblement en direction de l'axe de rotation X du rotor 5. Cette forme particulière de l'extrémité de la paroi périphérique favorise l'entrée des déchets dans la chambre de dilacération 3 mais évite également la sortie de ces déchets, la redirection des eaux 3) induites par ce bec 4b tendant à ramener les déchets vers le centre de la chambre de dilacération 3. Afin de favoriser également le déplacement des déchets dans la chambre 3, le fond du caisson 1 peut comporter dans ladite chambre de dilacération 3 des parties en relief agissant sur le mouvement des déchets, de façon à améliorer le processus de dilacération. On peut par exemple utiliser deux protubérances coniques 12, 13 excentrées par rapport à l'axe de rotation X du rotor 5. L'une des protubérances 12 se situe à proximité dudit axe X du rotor tandis que l'autre protubérance 13 est disposée sensiblement à la jonction des flux entrant et tourbillonnant dans la chambre de dilacération 3. La cassette 2 étant positionnée de préférence à une extrémité du caisson 1, l'évacuation des eaux usées et des déchets solides en sortie d'une cuvette des toilettes par exemple n'est pas en regard de la chambre de dilacération 3. Pour éviter que les solides flottants ne s'accumulent dans la partie tampon du caisson, on met alors en place un canal d'amenée des eaux, par exemple une canalisation coudée 14 qui amène les eaux et les déchets solides en sortie d'une évacuation vers l'ouverture 4a de la chambre de dilacération 3. De préférence, l'extrémité de la paroi 4 présente aussi un bec 4c en direction sensiblement opposée à celle du bec 4b de telle sorte qu'en sortie de la canalisation 14, ce bec 4c et le bec 4 b guident les déchets solides vers l'entrée 4a de la chambre de dilacération 3. Le bec 4c permet également de définir une zone de non turbulence pour le captage de la hauteur d'eau détectée par un pressostat. Les déchets solides entraînés par le mouvement de l'eau aspirée par la pompe arrivent sur la face avant du rotor 5 o ils subissent une coupe et/ou une dilacération par les organes de dilacération 9, tout en étant à la fois repoussés du rotor 5 dans un mouvement de turbulences du fait des chocs successifs des organes de dilacération 9 en saillie, et aspirés par le mouvement global de l'eau. Ce mouvement de turbulences est engendré par la face avant du rotor 5 de type hélico-centrifuge. Les pales 6 de forme hélicoïdale chassent l'eau à la fois vers la périphérie du rotor 5 du fait de la Il force centrifuge et vers la partie arrière du rotor 5 du fait de l'inclinaison des pales 6 par rapport à un plan axial. La cassette 2 comporte une sortie du corps de pompe 8 raccordable par le collecteur de sortie 15 à une conduite d'évacuation 16. Cette conduite d'évacuation 16 est prolongée de préférence par un clapet anti-retour solidaire de la conduite de refoulement. De préférence, le caisson 1 comporte des branchements 20 pour d'autres arrivées d'eau et de déchets de telle sorte qu'il est raccordable à d'autres installations de relevage d'eaux usées telles que lavabo, bidet, douche, etc. Pour favoriser le refroidissement du moteur en cas d'utilisation intensive, on peut prévoir un système de capot enserrant la partie supérieure du moteur, munie d'ailettes, et canalisant le flux d'air. REVENDICATIONS 1. Broyeur sanitaire pour installation de relevage des eaux usées et de déchets solides, du type comportant au moins un canal d'amenée des eaux dans un caisson (1), un moteur électrique dont l'axe (X) présente à son extrémité une pompe à rotor (5) à pales (6), et des moyens de broyage en regard d'une chambre de dilacération (3) munie d'une ouverture d'entrée (4a),10 caractérisé en ce que la face avant (5a) du rotor (5) est sensiblement plane et comporte une pluralité de passages (7) pour l'eau disposés sensiblement radialement et débouchant sur la circonférence du rotor (5), et en ce que chaque passage (7) du rotor (5) se prolonge par un canal délimitér5 par des pales hélicoïdales (6), ledit rotor (5) étant logé dans le corps (8) de la pompe de manière que sa face avant (5a) soit au moins sensiblement dans le plan de l'ouverture du corps de pompe, des organes de dilacération (9) étant disposés en saillie axiale par rapport à ladite face avant20 (Sa). 2. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de l'ouverture du corps de pompe est sensiblement égal au diamètre extérieur du rotor (5). 3. Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture du corps de pompe est matérialisée par une lame coupante circulaire (11). 4. Broyeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur des passages (7) ménagés sur la face avant du rotor (5) se situe dans une plage de 2 à 15 mm, la largeur des passages (7) étant constante ou augmentant depuis le centre du rotor (5) vers l'extérieur du rotor (5). 5. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les organes de dilacération (9) sont disposés en saillie axiale de 1 à 10 mm sur la face avant (5a) du rotor (5). 6. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les organes de dilacération (9) sont réalisés dans un matériau dur résistant à l'usure, les organes de dilacération (9) étant conformés et dimensionnés de manière à couper et/ou lacérer les déchets solides sans 1) les retenir. 7. Broyeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes de dilacération (9) sont de forme sensiblement conique, droite ou inclinée. 8. Broyeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes de dilacération (9) sont plats, soit en dents de scie soit en lamelles coupantes. ) 9. Broyeur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les organes de dilacération (9) sont ménagés sur un insert sur lequel le rotor (5) est surmoulé. 10. Broyeur selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les organes de dilacération (9) sont ménagés sur un insert (10) rapporté sur la face avant (5a) du rotor (5). 11. Broyeur selon la revendication 10, ) caractérisé en ce que l'insert est une plaque métallique découpée de manière à laisser les passages (7) libres lorsqu'elle est apposée sur la face avant (5a) du rotor (5). 12. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la paroi périphérique (4) délimitant la chambre de dilacération (3) est sensiblement circulaire et présente une forme ramenant les eaux et les solides en mouvement tourbillonnaire vers le centre du rotor. 13. Broyeur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite paroi périphérique (4) présente une extrémité en forme de bec courbé (4b) pointant en direction de l'axe de rotation (X) du rotor (5). 14. Broyeur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'extrémité de la paroi (4) présente un bec (4c) en direction sensiblement opposée à celle du bec (4b). 15. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le fond de la chambre de dilacération (3) présente au moins une protubérance (12, 13) excentrée par rapport à l'axe de rotation (X) du rotor (5). 16. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'un canal (14) amène les eaux et les déchets solides en sortie de la cuvette de WC vers l'ouverture (4a) de la chambre de dilacération (3). 17. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le moteur (M) et la pompe ainsi que les organes électriques (E) sont enfermés dans un compartiment étanche (2) aux eaux du caisson (1) dans lequel il est logé. 18. Broyeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment étanche (2) est réalisé sous forme d'une cassette emboîtable dans le caisson (1) à l'extrémité dudit caisson (1) dont le fond constitue le fond de la chambre de dilacération, la paroi périphérique (4) définissant également la chambre de dilacération (3). 19. Broyeur selon la revendication 18, caractérisé en ce que la position de la cassette (2) mise en oeuvre dans le caisson (1) du broyeur est déportée par rapport à l'axe de branchement de la cuvette de WC.