Brevet FR2270935A1 — publié le 19751212

La présente invention concerne les dispositifs destinés à assurer la répartition et la diffusion d'un liquide sur une surface déterminée, par exemple à l'intérlear dtune cuve de traitement ou de tout autre appareil, Ainsi les cuves des appareils adoucisseurs d'eau eaucomportent en général un tel dispositif qui a pour fonction de répartir liteau à traiter sur toute la surface de la cuve correspondante afin d'éviter ltétablissement d'un courant de circulation préférentiel direct entre ltorifice d'entrée et llorifice de sortie, En effet, pour obtenir un bon fonctionnement des appareils de ce genre, il convient que le liquide à traiter soit réparti dans toute la masse de résines échangeuses d'ions prévue à l'intérieur de la cuve. les dispositifs de répartition actuellement prévus dans les cas de ce genre correspondent essentiellement à trois types différents. Dans un premier type, ceux-ci consistent en une simple cloison perforée prévue dans le bas de la cuve de traitement correspondante à une certaine distance de#1orifice inférieur d'entrée du liquide à traiter, de façon à former une chambre intermédiaire d7arrivée du fluide.Dans le cas de la cuve d' un appareil adoucisseur, cette cloison forme une sorte de plancher susceptible de supporter les résines échangeuses d'ions. Du reste les dispositifs de ce genre sont connus sous le nom de "plancher distributeur". Cependant ils conviennent pour les cuves en acier, mais ne peuvent pas etre -utilisés pour des cuves en résine synthétique0 Par ailleurs ces dispositifs sont relativement sommaires et ils ne sont pas en mesure d'assurer une répartition parfaitement régulière sur toute la surface correspondante. Le second type de dispositif distributeur actuellement connu consiste en un dome perforé prévu dans le fond de la cuve corres pondante > en regard de l'orifice inférieur de Irarrivée du liquide. Ce d8me a pour but de subdiviser le liquide en un certain nombre de jets rayonnant dans toutes les directions. Cependant un tel dispositif est extremement sommaire et ne permet pas d'obtenir une répartition régulière sur toute la surface voulue, Enfin, un troisième type de dispositif distributeur consiste en un ensemble de tubulures perforées rayonnant à partir d'un moyeu central branché sur l'orifice d'arrivée ou de sortie du liquide à traiter, les dispositifs de ce genre permettent d'obtenir une bonne répartition du liquide. Cependant ils ont l'inconvénient entre extr8mement onéreux. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un nouveau type de dispositif distributeur conçu de façon que sa fabrication soit économique et que néanmoins, le résultat recherché soit obtenu dans des conditions optimum a A cet effet, le dispositif distributeur selon l'invention est constitué par une plaque ou corps rigide, dont la section correspond à la surface selon laquelle le liquide doit être distribué et qui est -formée par l'agglutination d'une multitude de grains ou particules solidarisés à leurs points de contact par une résine synthétique enrobant chacun d'eux, la forme de ces grains ou particules étant telle que ceux-ci réservent entre eux des interstices pour le passage du liquide à diffuser.Cette plaque ou corps de diffusion présente une très forte proportion d'espaces vides dont le volume peut être de 30 à 60% du volume total. Or ces espaces vides forment des passages de communication entre l'une et l'autre faces du corps de diffusion. Du fait de sa structure celui-ci est donc en mesure d'assurer effectivement une répartition régulière d'un liquide sur toute la surface de sa section, ce liquide pénétrant à l'intérieur de ce corps de diffusion à travers l'une de ses faces pour ressortir par l'autre. Ce corps de diffusion peut affecter toute forme voulue et ce, en raison même de son mode de constitution. Du reste l'invention a également pour objet le procédé particulier de fabrication de cet élément. Ce procédé consiste à enrober, avec une résine synthétique liquide, les grains ou particules destinés à constituer un tel corps de diffusion; puis à placer une quantité voulue de ces grains ou particules à l'intérieur d'un moule ou similaire ayant la surface du corps de diffusion à réaliser, jusqu a ce que la résine synthétique dlenrobage se soit solidifiée en assurant leur soliinrisation Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du présent corps de diffusion, sa face destinée à être placée en regard de l'orifice d'arrivée ou de sortie du liquide à traiter com porte un évidement communiquant avec des canaux de répartition ménagés à l'intérieur même de ce corps. Cependant d'autres particularités et avantages du présent dispositif apparatront au cours de la description suivante. Celle-ci est donnée en référence au dessin annexe à simple titre indicatif, et sur lequel : La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une cuve équIpée d'un dispositif de diffusion selon l'invention correspondant à une première forme dé réalisation; La figure 2 est une vue partielle en élévation de détail d'un certain nombre de grains ou particules constituant le corps de diffusion; les figs. 3 à 5 sont des vues en coupe axiale d'une cuve à l'intérieur de laquelle est réalisé directement un dispositif de diffusion selon l'invention, ces vues illustrant les principales phases successives de sa fabrication; La figure 6 est une vue similaire en coupe représentant ce dispositif de diffusion après achèvement de sa fabrication. Comme indiqué ci-dessus, la fig. t représente une cuve I de traitement, par exemple une cuve de traitement-faisant partie d > un appareil adoucisseur d'eau, à l'intérieur de laquelle est prévu un dispositif de diffusion de liquide selon l'invention. Dans cet exemple, celui-ci consiste en une sorte de plaque ou galette ayant une certaine épaisseur, qui est constituée par l'ag- glutination d'une multitude de grains ou particules 5 simplement solidarisés entre eux par collage à leurs points de contact 4. Ces grains -ou particules ont une forme telle RU7 ils réservent entre eux des interstices relativement importants qui constituent, à l'inté- rieur de la masse de la plaque 2, des passages mettant en communication 17une et l'autre faces de celle-ci. Les particules 3 sont en matière solide, de nature quelconque. De préférence, on peut employer des boulettes dtargile expansées constituant les scories de certaines exploitations. Du reste ces boulettes d'argile constituent un matériau particulièrement bien adapté en raison notamment de sa légèreté et de son faible prix. Cependant les particules 3 pourraient également Aftre réalisées en toute autre matière rigide susceptible de résister aux efforts à supporter, notamment au poids d'une couche de résine échangeuse datons, dans le cas de l'application d'un tel dispositif de diffusion à l'intérieur d'une cuve de traitement d'un appareil adoucisseur d'eau.Aulsi ces particules peuvent être réalIsées en verre, en acier ou tout autre matériau approprié. La granulométrie de ces particules peut correspondre à une largeur variant entre 5 mm et 50 mm. sans que cette dernière cote soit restrictive. Par contre, il est difficile de descendre au-dessous de 5 m/m, car dans un tel cas, la matière employée pour solidariser par collage les particules risquerait de remplir les interstices en colmatant complètement ceux-ci, de sorte que l'on obtiendrait un élément compact inapte à permettre le résultat recherché. Il convient également de noter que les particules employées doivent présenter une certaine homogénéité dans leur granulométrie et ce, afin d'assurer une répartition régulière du liquide0 En effet, la présence de particules d'une granulo > étrie plus faible au milieu dlun ensemble de particules de plus grande dImension provoquerait l'existence de zones de moins bonne circulation entraînant des pertes de charges importantes. En effet, plus les particules utilisées sont petites et plus les pertes de charges sont importantes Il faut également observer que les particules utilisées peuvent être de forme irrégulière, comme cela est le cas pour des Locilettes d'argile expansée constituant les scories d'une exploitation indus- trielle. Cependant ces particules peuvent également avoir une forme définie et régulière dans la mesure où cette forme laisse néanmoins subsister des interstices entre ces particules lors de leur réunion côte à côte. Ainsi une forme sphérique peut parfaitement convenir paisqutelle laisse subsister des interstices importants. Par contre, une forme cubique doit être proscrite car les particules risqueraient de se placer cote à cote sans formation d'interstices entre elles. Quant à la matière utilisée pour assurer le collage de ces particules à leurs points de contact, elle consiste avantageusement en une résine synthétique, par exemple une#résine épikote se présentant sous forme liquide mais qui est susceptible de durcir à l'air libre par polymérisation avec ou sans apport de chaleur. La fluidité de cette résine doit être proportionnelle à la granulométrie des particules employées. En effet, si celles-ci sont de faible section, par exemple 5mm, une résine épaisse risquerait de remplir et de colmater les interstices existant entre celles-ci. Dans ces conditions, la résine utilisée doit être très fluide pour des particules ayant une largeur ou un diamètre compris entre 5 et 8 m/m. Cette résine doit être épaisse et avoir la consistance d'une huile lourde dans le cas de particules de 9 à 15 mm. Enfin, elle doit être très épaisse (consistance du caramel fordu) dans le cas de particules ayant une largeur comprise entre 16 et 50 mm. Conformément au procédé selon ltinvention, le corps de diffusai représenté à la fige 1 est fabriqué en disposant un cadre d1entou- rage de forme circulaire sur un support auquel les particules 3 ne risquent pas d'adhérer après avoir été enrobées de résine senthéti- que, ce support pouvant consister par exemple en une feuille de E - lyéthyîène. On dépose à l'intérieur de ce cadre, une quantité suffisante de particules 3 telles que définies ci-dessus pour former une couche ayant ltépaisseur voulue. Ces particules sont alors disposées en vrac et forment entre elles des interstices ainsi quJil a été indiqué précédemment. Ainsi par exemple on peut verser 10 litres de boulettes d'argile expansée ayant un diamètre moyen de 10 mm environ. Puis on verse sur ces particules la résine de collage à l'état liquide, par exemple une résine polyester. On mélange 11 ensemble en remuant les particules au moyen d1une pelle ou outil similaire de façon que toutes les particules se trouvent enrobées d'une mince couche de résine synthétique. Lorsqu'une trop grande quantité de résine a été versée à l'intérieur du moule constitué par le cadre d'entourage, on laisse l'excès de tette résine s'écouler en dehors de celui-ci. Après solidification de cette résine7 on obtient une sorte de galette rigide constituée par l'agglutination des diverses particules 3 placées à l'intérieur du cadre d'entourage. Ce dernier peut alors être retiré car le corps de diffusion ainsi obtenu, est parfaitement rigide. On peut monter celui-ci de diverses façons à l'iùtérleur de la cuve 1 correspondante. Ainsi dans l'exemple représenté, ce corps de diffusion est placé sur une grille 5 disposée à une certaine distance de l'orifice inférieur 6 d'arrivée du liquide correspondant afin de ménager une chambre intermédiaire 7 dans le fond de cette cuve. le liquide arrivant dans cette chambre pénètre à l'intérieur du corps de diffusion 2 par la face de celui-ci qui est placées en regard de l'orifice 6. Le liquide se trouve alors amené à cheminer dans les interstices formés dans la masse de cette plaque, ce qui assure sa répartition régulière sur toute la section de celle-ci. Dans ces conditions, le liquide ressort par lu face 04:-osée de cette plaque en se trouvant réparti sur toute la surface de celleci. On obtient donc une parfaite diffusion sr toute la surface voulue de la cuve de traitement, A ce sujet, il convient de noter que le corps de diffusion est apte à servir de support pou une couche de résine échangeuse d'iors dans le cas de l'utilisation de celui-ci à l'intérieur d'une cuve de traitement d'un appareil adoucisseur. Cependant ce corps de diffusion peut également servir de support à une couche de sable dans le cas de son application à l'intérieur. d'un filtre épurateur d'eau ou de fluide. Le passage du liquide à travers ce corps de diffusion entralne une perte de charges relativement peu importante. Ainsi dans le cas d'une cuve ayant un diamètre de 1 mètre, équipée d'une plaque de diffusion de 30 cms d'épaisseur alimentée en circuit fermé par une pompe ayant un débit de ICG m3/h, la hauteur nanométrique est de 0,5 mètre, et la perte de charges est inférieure à 100 grs. Ceci est dû au fait que toute la section du corps de diffusion joue un role utile pour le passage du liquide, ce qui n'est pas le cas dans de nombreux dispositifs actuels de diffusion. Bien entendu la circulation du fluide à répartir et à diffuser peut s'effectuer indifféremment dans un sens ou dans l'autre à travers le présent corps de diffusion. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, le procédé de fabrication selon 11 invention permet de réaliser le corps de diffusion 2 avec une forme quelconque et ce, à l'intérieur d'un moule ayant la forme dè#i- rée. Du reste il est possible de réaliser ce corps de diffusion à l'intérieur même de la cuve ou de l'appareil équipé, et dans un tel cas, ce corps peut alors prendre la forme de la partie correspondante de cette cuve ou de cet appareil. Du reste les figes, 3 à 6 illustrent une telle forme de réalnsa- tion. Dans celle-ci, le corps de diffusion correspondant 2a est réalisé directement dans le fond d'une cuve la en regard de l'orifice inférieur 6a d'arrivée du liquide à traiter. rependant il est par ailleurs prévu un évidement central 8 sur la face de ce corps de diffusion placée en regard de l'orifice 6a d'admission du liquide, et des canaux de répartition 9 sont également ménagés à l'intérieur même de la masse du corps de diffusion 2a , ces canaux rayonnant dans diverses directions à partir du fond de l'évidement 8. Pour former cet évidement, on engage à travers l'orifice 6a de la cuve la, une pièce 10 ayant la forme de cet évidement. Cette pièce comporte un certain nombre de trous rayonnant à partir oe son axe et à travers lesquels on engage des tiges 1 1 qui viennent ainsi faire saillie à l'intérieur de la cuve la en rayonnant autour de la pièce 10 , comme cela apparalt sur la fig. 3. Après mise-en place de ces pièces 10 et 11 > on verse, à l'irté- rieur de la cuve Ia , la quantité voulue de particules 3 nécessai- res pour constituer le corps de diffusion 2a qui doit astre réalisé à l'intérieur de cette cuve. Ces particules sont alors déversées en vrac et elles viennent se placer dans le fond de la cuve la, autour des tiges 11 et de la pièce saillante 10. On verse ensuite une certaine quantité de résine synthétique destinée à assurer la solidarisation de ces particules par collage. Si besoin est, on mélange ltensemble de façon que toutes les par- ticules soient enrobées de résine synthétique. Après solidification de cette résine, on retire les différentes tiges il ainsi que la pièce saillante 10, comme représenté sur la fige 5. Dans ces conditions, on obtient un corps de diffusion 2a épousant exactement la forme du fond de la cuve ia et dans le bas duquel se trouve ménagé 17n évidement 8 ayant la forme de la pièce 10. De plus, un certain nombre de canaux 9 sont également ménagés à l'intérieur m~me de la masse du corps de diffusion 2a. Ces différents canaux, qui ont été formés par les tiges 11 partent de l'évidement 8 pour rayonner à l'intérleur du corps de diffusion. Ceci permet de réaliser de façon très économique un dispositif de diffusion comportant des canaux de répartition jouant un r81e similaire à ceux prévus dans certains dispositifs diffuseurs actuellement connus et dans lesquels ces canaux sont formés par des tubes soudés entre eux. Cependant, l'action de répartition assurée par ces canaux se trouve complétée par la diffusion réalisée lors du passage ultérieur du liquide à travers les interstices du corps I, Comme précédemment, on obtient donc une diffusion du liquide sur toute la surface de ce corps et ce, avec des pertes de charges relativement peu importantes. Bien entendu, il serait possible de réaliser d'une façon simi laire, des corps de diffusion ayant des formes très différentes et comprenant des canaux intérieurs de répartition disposés de diverses façons. Comme il a déjà été indiqué, les corps de diffusion selon Filin vention peuvent être utilisés dans les caves de traitement d'appa- reils adoucisseurs doleau. Cependant ils peuvent aussi astre employés dans tous les cas où il est nécessaire de réaliser une répartition uniforme d'un liquide sur toute une surface déterminée, à l'intérieur d'une cuve ou d'un appareil de traitement. Du fait de sa conception et de son procédé de fabrication, le dispositif selon l'invention a l'avantage d'entre peu onéreux, tout en assurant un résultat aussi bon que celui obtenu avec les diffu- seurs actuels de type complexe comportant des tubes de répartition orientés dans diversea directions. REVENDICAtIONS 1.- Dispositif destiné à assurer la répartition et la diffusion d' un liquide sur une surface déterminée, constitué par une plaque ou corps de même surface formée par une multitude de grains ou particules solidarisée à leurs points de contact par une résine synthétique enrobant chacun d'eux, et dont la forme est telle que ceux-ci réservent entre eux des interstices pour le passage du liquide à diffuser, ce dispositif étant caractérisé en ce que sur sa face, destinée à être placée en regard de la sortie de la conduite d'amenée du fluide, la plaque ou le corps consti tuant celui-ci présente un évidement communiquant avec des ca naux de répartition ménagés à l'intérieur même de la masse de ce corps. 2.- Un procédé de fabrication d'un dispositif de répartition et dif fusion d'un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu il consiste à placer en vrac une certaine quantité de grains ou particules à l'intérieur dtun moule ou similaire ayant une section égale à celle du corps de diffusion à réaliser et ce,en enrobant ces grains ou particules avec une résine appropriée susceptible d'assurer leur solidarisation par collage, et en prévoyant, à 11 endroit de l'une des faces de la plaque ou du corps ainsi moulé,des éléments aptes à réserver un évidement ainsi queflusieurs canaux de répartition aboutissant à cet évi dement qui est destiné à être placé en regard de la sortie dela conduite d'amenée du fluide à diffuser, 3.- Un procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce que l'on utilise pour le moulage un moule dont le fond comporte une ou verture et on dispose,à l'intérieur de celle-ci, une pièce sail lante apte à réserver un évidement sur la face correspondante de la plaque de diffusion et on introduit à travers des trous de cette pièce, des tiges ou similaires destinées à réserver des canaux de répartition à l'intérieur de la plaque ainsi réalisée. 4.- Un procédé de fabrication selon la revendication 3,caractérisé en ce que l'on procède à l'agglutination-des grains ou particu les, et à leur solidarisation par collage, à l'intérieur de la cuve ou du carter de l'appareil qui doit être équipé d'un tel dispositif,cette cuve ou carter formant ainsi lui-même le moule de fabrication et son fond comportant une ouverture à travers laquelle on dispose, lors du moulage, la pièce saillante destinée à réserver un évidement dans la face correspondante du corps de diffusion, des tiges ou autres éléments étant par ailleurs placées à l'intérieur pendant le moulage pour réserver des canaux de répartition.