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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522707A1
Family ID 2281318
Probable Assignee Sade Travaux Hydraulique
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SIPHON PERFECTIONNE POUR LE FRANCHISSEMENT SOUS-JACENT D'UN
OBSTACLE PAR UNE CONDUITE VEHICULANT UN LIQUIDE
EN Title SIPHON FOR SEWER - COMPRISES HORIZONTAL PART CONTAINING
IMMERSED PANELS WHICH ARE ADJUSTABLE TO ENSURE OPTIMUM FLOW
Abstract
_________________________________________________________________
LE SIPHON PRESENTE, ENTRE UNE PARTIE DESCENDANTE 1 ET UNE PARTIE
MONTANTE 2 UNE PARTIE SENSIBLEMENT HORIZONTALE 5 DANS LAQUELLE
PLONGENT DES PAROIS EXTREMES DELIMITANT UN COUSSIN D'AIR 6 ALIMENTE
PAR UNE SOURCE D'AIR 7 DONT LA PRESSION REGLE LE NIVEAU DE LA SURFACE
LIBRE 13 DU LIQUIDE DANS LA PARTIE HORIZONTALE EN FONCTION DU DEBIT DE
CELUI-CI POUR QUE SA VITESSE D'ECOULEMENT SOIT OPTIMALE; SELON
L'INVENTION, LE SEUIL 11, 12 DE CHAQUE PAROI EXTREME EST REGLABLE EN
NIVEAU, EN CORRESPONDANCE AVEC LE NIVEAU DE LA SURFACE LIBRE 13 DU
LIQUIDE DANS LA PARTIE HORIZONTALE DETERMINE PAR LE COUSSIN D'AIR; DE
PREFERENCE, CHAQUE PAROI EXTREME EST UN PANNEAU MOBILE 14, 15, MONTE
PIVOTANT AUTOUR D'UN AXE 16, 17 SENSIBLEMENT HORIZONTAL ET RELIE A UN
DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT 18, 20; 19, 21 ASSERVI A L'UN DES PARAMETRES
SIGNIFICATIFS DU DEBIT DU LIQUIDE EN AMONT.
A siphon for a conduit carrying a variable flow of liquid, e.g. a
sewer which passes beneath an obstacle e.g. a tunnel comprises a
horizontal part positioned between descending and ascending section.
End panels immersed in the horizontal part define a cushion of air fed
from an air supply the pressure of which controls the level of the
free surface of the liquid in the horizontal part. The lower edge of
each end panel is adjustable and follows the level of the free surface
of the liquid so that the end panels can ensure an optimum flow
without restricting the siphon at any time.
Description
_________________________________________________________________
Siphon perfectionne pour le franchissement sous-jacent d'un obstacle
par une conduite vehiculant un liquide.
La presente invention concerne des perfectionnements apportes a un
siphon pour le franchissement sous-jacent d'un obstacle, tel qu'un
cours d'water, un tunnel ou autres, par une conduite vehiculant a
debit variable un liquide, cette conduite pouvant etre celle d'un
egout.
Le siphon connu auquel les perfectionnements de l'invention
s'appliquent, fait l'objet du brevet allemand nO 2.440.672. I1
presente, entre une Partie descendante et une partie montante, une
partie sensiblement horizontale dans laquelle plongent des parois
extremes delimitant un coussin d'air alimente par une source d'air
dont la pression regle le niveau de la surface libre du liquide dans
la partie horizontale en fonction du debit de celui-ci pour que sa
vitesse d'ecoulement soit optimale.
L'inconvenient de ce siphon reside dans le fait que les parois
extremes obstruent en grande partie l'entree et la sortie de la partie
horizontale pour que justement le coussin d'air puisse etre piege sur
une hauteur maximale correspondant a la profondeur minimale previsible
de la veine liquide. Des lors1 que ces parois sont fixes et prevues
pour le debit minimal, il est J I;icn evident qu'elles constituent un
obstacle qui, lorsque le debit est plus eleve crie des pertes de
charge nuisant a l'ecoulement du liquide.
La presente invention a pour but de remedier a cet inconvenient et a
cet effet consiste en ce que le seuil de chaque paroi extreme est
reglable en niveau, en correspondance avec le niveau de la surface
libre du liquide dans la partie horizontale determinee par le coussin
d'air.
De preference, le reglage du niveau du seuil de chaque paroi extreme
est asservi, comme la pression du coussin d'air, au debit du liquide
pour que la difference de niveau entre ce seuil et la surface libre du
liquide sous ce coussin d'air, soit minimale comparativement aux
fluctuations instantanees dudit debit.
I1 en resulte que la section de oassage de la partie horizontale du
siphon au droit des parois extremes-est sensiblement egale a la
section d'ecoulement de la veine liquide. Les pertes de charge se
trouvent donc reduites dans une large mesure. Dans,ces conditions, la
denivellation du liquide en ecoulement entre l'amont et l'aval du
siphon est nettement plus faible qu'auparavant, ce qui permet soit de
reduire la profondeur maximale de la tranchee dans laquelle l'egout
est installe pour une meme longueur d'egout, soit d'accroitre la
longueur de cette tranchee pour une profondeur determinee.
Par ailleurs, l'ecoulement du liquide etant plus regulier et les zones
mortes, tourbillonnairN ou depressionnaires etant annihilees, le depot
de matieres solides est minimise dans a partie horizontale du siphon
et de meme, pour la presence de corps flottants a l'aval.
Divers autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortent
d'ailleurs de la description detaillee qui suit.
Des formes de realisation de l'objet de l'invention sont representees,
a titre d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexe.
Sur ce dessin
- la figure 1 est une elevation-coupe longitudinale montrant une
premiere forme de realisation du siphon conforme a l'invention.
- la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne II-II
de la figure 1.
- la figure 3 est une elevation-coupe analogue a celle de la figure 1
et concernant une deuxieme forme de realisation du siphon.
- la figure 4 est une coupe transversale prise suivant la ligne IV-IV
de la figure 3.
- la figure 5 est une vue en plan prise en coupe suivant la ligne V-V
de la figure 3.
- la figure 6 est une elevation-coupe analogue a celle de la figure 1
et illustrant une troisieme forme de realisation du siphon.
- la figure 7 est une coupe transversale prise suivant la ligne
VII-VII de la figure 6.
Quelle que soit la forme de realisation envisagee, le siphon comporte
un puits amont 1 et un puits aval 2 dans lesquels debouchent les deux
troncons de conduite 3 et 4 a relier Ces puits sont situes de part et
d' autre de l'obstacle a franchir et communiquent entre eux par un
troncon de conduite intermediaire 5 sensiblement horizontal et
s'etendant sous ledit obstacle.
Aux deux extremites de ce troncon intermediaire sont prevues des
parois plongeantes faisant plus particulierement l'objet de
l'invention. Ces parois delimitent dans le troncon intermediaire 5
au-dessus du liquide qui s'y ecoule une cavite 6 remplie d'air sous
pression. Cet air du coussin est delivree par une centrale pneumatique
7 dont la commande est asservie, par tout moyen approprie, au debit du
liquide dans le troncon de conduite amont ou. a tout autre parametre
qui en depend de maniere significative comme vitesse par exemple.La
pression de l'air est determinee dans la cavite 6 par la centrale 7,
en fonction de ce debit amont pour que la vitesse d'ecoulement du
liquide dans le troncon intermediaire 5 soit optimale; a cet effet, la
centrale 7 est reliee a la cavite 6 par une canalisation 8, soit pour
y insuffler de l'air sous pression, soit pour en laisser s'echapper et
la commande de cette centrale est placee sous le controle par exemple
d'un debimetre 9 immerge dans le troncon amont 3 et delivrant des
signaux dans un conducteur 10 connecte a ladite centrale.
Selon l'invention, il s'agit de mettre en oeuvre des moyens tels que
les seuils 11 et 12 des parois extremes sous lesquels le liquide
s'ecoule a partir du puits amont 1 vers le puits aval 2 et qui
sontrEgla- bles en niveau en correspondance avec celui de la surface
libre 13 du liquide dans le troncon intermediaire 5.
I1 est bien evident alors que ces moyens qui font en sorte que lesdits
seuils 11 et 12 sont reglables en niveau, sont asservis, comme la
pression du coussin d'air 6, au debit du liquide en amont. Cet
asservissement est etabli pour que la difference de niveau entre les
seuils 11, 12 et la surface libre 13 du liquide sous le coussin d'air
soit minimale.compte tenu des fluctuations instantanees du debit du
liquide. Dans ces conditions, les pertes de charge se trouvent
reduites de facon appreciable et la vitesse d'ecoulement du liquide
dans le troncon intermediaire 5 maintenue au-dessus de la valeur
critique pour laquelle les depots de matieres solides ont tendance a
s'accentuer.
I1 en re-sulte que la difference de niveau du liquide dans les
troncons amont 3 et aval 4 est la plus faible jamais obtenue, que le
depot de matieres solides dans le troncon intermediaire 5 est
considerablement diminue, ce qui permet de reduire la frequence des
nettoyages, et que la presence de corps flottants en aval est
pratiquement annihilee.
Suivant la premiere forme de realisation illustree par les -figures 1
et 2, les parois extremes sont des panneaux 14, 15 montes pivotants
autour d'axes superieurs sensiblement horizontaux 16, 17 et accouples
a des dispositifs d'entrainement en pivotement qui peuvent etre de
n'importe quel type. Par exemple, ceux-ci peuvent etre constitues par
des venins pneumatiques 18, 19 atteles a des manivelles 20, 21
accouplees aux axes des panneaux, lesdits verins etant alimentes par
des canalisations 22, 23 branchees sur la centrale 7.Des lors, cette
centrale commande le pivotement des panneaux 14, 15 en fonction de
l'information qu'elle recoit du debitmetre 9, jusqu'a ce que ces
panneaux soient inclines comme il convient pour que leurs seuils 11 et
12 soient proches et legerement en-dessous du niveau 13 du liquide
sous le coussin d'air 6, lequel est asservi au meme parametre par la
meme centrale.Bien entendu, il est necessaire qu'une etancheite
relative soit assuree entre la paroi du troncon intermediaire 5 et les
panneaux 14, 15 lors de leur pivotement, de facon que le coussin d'air
6 soit stabilise; en d'autres termes, il faut que le debit de fuite de
l'air entre eux 'soit negligeable a cet effet et ainsi que cela
ressort de la figure 2, le troncon intermediaire 5 presente, dans sa
partie haute ou pivotent les panneaux 14, 15, une forme rectangulaire
24 et, en dessous, une forme arquee de raccordement 25 constituant un
canal.
Suivant la deuxieme forme de realisation representee sur les figures 3
a 5, les parois extremes sont des panneaux 26, 27 montes coulissants
dans des glissieres 28, 29 contre les murs des puits 1, 2 dans
lesquels debouche le troncon intermediaire 5; dans ce cas, la section
de ce dernier peut etre quelconque car elle peut facilement s'obturer
en applique quel que soit le niveau des seuils il, 12; dans l'exemple
choisi et ainsi que le montre la figure 4, la section est circulaire.
De toute facon, les panneaux 26, 27 sont atteles a des verins 30, 31
ou autres dispositifs d'actionnement qui peuvent etre de n'importe
quel type.Comme precedemment, les verins 30, 31 sont alimentes par les
canalisations 22, 23 branchees sur la centrale 7 et fonctionnent de la
meme maniere pour obtenir le meme resultat, a savoir que le niveau des
seuils 11, 12 desdits panneaux suit le niveau 13 du liquide sous le
coussin d'air 6.
Suivant la troisieme forme de realisation schematisee sur les figures
6 et 7, les parois extremes sont des boudins gonflables 32, 33 loges
dans le troncon intermediaire 5 pres de ses embouchures dans les puits
1 et 2; ces boudins qu'ils soient en un seul element ou en plusieurs
superposes sont alimentes, comme dans les autres realisations, par les
canalisations 22, 23 branchees sur la centrale 7. L'air insuffle
gonfle les boudins pour les appliquer avec etancheite contre la partie
superieure de la paroi du troncon 5 et eviter ainsi des fuites en
provenance du coussin d'air 6 le gonflage des boudins permet egalement
de rigidifier ceux=ci pour constituer des barrages efficaces sur
l'ecoulement dd liquide; le gonflage desdits boudins permet enfin de
controler le niveau des seuils 11, 12 que ces derniers definissent, de
facon que ce niveau suive celui du liquide sous le coussin d'air 6.
L'invention n'est pas limitee aux formes de realisation representees
et decrites en detail, car diverses modifications peuvent y etre
apportees sans sortir de son cadre.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1.- Siphon pour le franchissement sousjacent d'un obstacle par une
conduite vehiculant un liquide, telle qulun egout, ce siphon
presentant, entre une partie descendante (1) et une partie montante
(2) une partie sensiblement horizontale (5) dans laquelle plongent des
parois extremes delimitant- un coussin d'air (6) alimente par une
source d'air (7) dont la pression regle le niveau de la surface libre
(13) du liquide dans la partie horizontale en fonction du debit de
celui-ci pour que sa vitesse d'ecoulement soit optimale,caracterise en
ce que le seuil (11, 12) de chaque paroi extreme est reglable en
niveau en correspondance avec le niveau de la surface libre (13) du
liquide dans la partie horizontale determine par le coussin d'air.
2.- Siphon selon la revendication 1, caracterise en ce que le reglage
du niveau du seuil (11, 12) de chaque paroi extreme est asservi (7,
10), comme la pression du coussin d'air (6) au debit du liquide (9)
pour que la difference de niveau entre ce seuil et la surface libre du
liquide sous ce coussin d'air, soit minimale comparativement aux
fluctuations instantanees dudit debit.
3.- Siphon selon la revendication 1, caracterise en ce que chaque
paroi extreme est un panneau mobile (14, 15), monte pivotant autour
d'un axe (16, 17) sensiblement horizontal et relie a un dispositif
d'actionnement (18, 20 - 19, 21) asservi a l'un des parametres
significatifs du debit du liquide en amont.
4. - Siphon selon la revendication 1, caracterise en ce que chaque
paroi extreme est un panneau mobile (26, 27) monte coulissant (en 28,
29) dans une direction montante et relie a un dispositif
d'actionnement (30, 31) asservi a l'un des parametres significatifs du
debit du liquide en amont.
5.- Siphon selon la revendication 1, caracterise en ce que chaque
paroi extreme est constituee par au moins un boudin gonflable (32, 33)
dont la pression est asservie a l'un des parametres significatifs du
debit du liquide en amont.
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