Brevet FR2377828A1 — publié le 19780818

La présente invention concerne un procédé et un ensemble correspondant pour retirer certains produits d'un milieu liquide hétérogène. Ces produits sont flottants et éventaellement en suspension. Le milieu liquide hétérogène est à surface libre, soit stagnant, soit en mouvement, en volumes et surfaces de dimensions les plus diverses, avec pour constituants des liquides de toute nature, par exemple : de l'eau douce, de l'eau salée, des hydrocarburess des solvants, cette énumération ntétant pas limitative. En outre, des particules solides peuvent être présentes dans ce milieu liquide. L'invention s'étend à la dépollution dans le domaine naturel, ainsi qu'à l'épuration des eaux pour tous usages et aux opérations d'extraction et de séparation de produits divers dans le domaine chimique et industriel. Pour la séparation et l'extractions à partir d'un milieu liquide hétérogène, de produits flottants ou en suspension, on a déjà proposé notamment une installation dans laquelle une bande métallique sans fin est entratnée en continu, plonge partiellement dans le milieu liquide, recueille à sa surface certains produits contenus dans ce liquide et ces produits sont évacués à l'aide d'une raclette et d'un conduit apprepriés.Cette installation présente l'inconvénient d'un entraînement assez important de liquide par la bande et ce liquide est évacué avec les produits extraits, ce qui nécessite une séparation ultérieure supplémentaire. De plus, le nembre de produits qu'il est possible d'extraire avec une telle installation est très réduit. L'invention s pour but d'éliminer ces inôonvénients et se rapporte, à cet effet, un procédé et à un ensemble correspondant pour retirer, en continu, d'un milieu liquide hétérogène des produits choisis, flottants, éventuellement formant film ou en suspension, aveo un trs bon rendements une excellente efficacité et une grande rapidité. La caractéristique principale de l'invention est que le procédé consiste à faire passer, dans un premier tespss une paroi poreuse éventuellement maillée, relativeaent souple et traitée au préalable, dans un milieu liquide hétérogène considéré pour en extraire les predaits choisis, puis, dans un deuxième temps, entre un dispositif de soufflage et mn dispositif de recueil pour enlever de ladite paroi les produits qu'elle retient et, dans un troisième temps, à faire repasser ladite paroi dans le milieu liquide hétérogène, selon un cycle continu, jusqu'à extraction cemplète des produits. L'invention est également caractérisée par ce que l'ensemble destiné à la aise en oeuvre du procédé susvisé est constitué par : - un rotor cy cylindrique, an cage d'écureuil, comportant deux couronnes annulaires reliées l'une à l'autre par des barreaux en répartition cylindrique régulière. - une paroi poreuse, éventuellement maillée, séparatrice et extractrice, traitée pour retenir des produits choisis à partir d'un milieu liquide déterminé;; cette paroi étant relativement souple et tendue sur les barreaux dudit rotor - un dispositif de soufflage d'air comprimé disposé d'un côté de ladite paroi. - un dispositif de recueil de produits disposé de l'autre cEté de ladite paroi, à l'opposé dudit dispositif de soufflage. - un mécanisme d'entrainement dudit rotor. - des moyens de montage et de support.- et par - des moyens accessoires. Selon une autre caractéristique de ltinvention, ledit rotor colporte deux jeux de barreaux régulièrement répartis suivant deux cylindres coaxiaux; ladite paroi étant tendue sur les barreaux du jeu intérieur et les dits barreaux étant constitués de préférence par des éléments tubulaires de toute section transversale désirée et formant ainsi des éléments de flottaison dudit rotor, ce qui permet en outre d'alléger le mécanisme d'entrainement de ce rotor. L'invention est encore caractérisée par ce que ledit dispositif de soufflage comporte au moins un jeu dtajutages régulièrement répartis suivant une droite parallèle aux génératrices dudit rotor cylindrique et disposés dans un caisson; ce caisson comportant une ouverture pour le passage des jets des dits ajutages et des organes d'étanchéité destinés è éliminer toute perte d'air copriaé, de telle sorte que cet air passa intégralement à travers ladite paroi séparatrice et extractrie. pour retirer de celle-ci les produits qu'elle retient. Conformément b une caractéristique supplémentaire de l'invention, ledit dispositif de recueil comporte un caisson qui présente au loins une ouserbure disposée en regard des duts ajutages du dispositif de soufflage et de l'autre côté de ladite paroi par rapport à ces ajutages; des organes d'étanchéité étant prévus pour que tout l'air comprimé débité par ces ajutages pdaXtre, après traversée de la dite paroi dans le caisson dudit dispositif de recueil et chasse de celui-ci, par des conduits appropriés les produits arrachés par cet air è ladite paroi. L'invention est aussi caractérisée par ce que ledit mécanisme d'entrainement comporte un moteur de tout type connu et des organes classiques de transmission pour entraîner deux poulies sur chacune desquelles passe un cable qui passe également dans une gorge ménagée soit dans une des s couronnes annulaires d'extrémité dudit rotor, soit dans une pièce fixée à chacune de ces oc'ronnes; les deux cules assurant ainsi l'entrainement et le support dudit rotor Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, les dits organes d'étanchéité des dits dispositifs de soufflage et de recueil sont constitués par des portions de feuilles de matière souple rendues solidaires par tout moyen appssxpriS des parois de leur caisson respectif. De plus, l'invention est caractérisée par ce que les dits moyens de montage et de support ooitent,un un btti classique équipé d'une partie mobile destinée à permettre le réglage on hauteur dudit rotor cylindrique. Conforméfment à une caractéristique additionnelle de l'invention, les dits moyens accessoires comportent des canalisations pour l'alimentation en air comprimé dudit dispositif de soufflage et pour l'évacuation des produits collectés par ledit dispositif de recueil. L'invention est, en outra, caractérisée par ce que les dits moyens accessoires comportent mn appareillage susceptible de projeter sur les produits retenus par ladite paroi des composés chimiques qui sent destinés à faciliter le soufflage de ces produits et éventuellement k réagir avec ces produits en vue de leur traitement ultérieur; avec récupération éventuelle d'une partie au oins de ces composés chimiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront an cours de la description donnée ci-après en référence an dessin annexé, dans lequel ; la figure 1 est une vue frontale partielle d'une forme d'exécution d'un ensemble de séparation et d'extraction conforme à l'invention; la figure 2 est une vue latérale partielle, en coupe transversale, correspondant k la figure i; la figure 3 est une vue frontale, à plus petite échelle, de lit m & e forme d'exécution; la figure 4 est une vue latérale correspondant à la figure 3 et montrant le montage de cette ferme dtexécution k l'avant d'un bateau; et les figures 5 k 7 sont des vues schématiques, à échelle réduite, destinées à illustrer différents modes de montage dudit ensemble. En référence aux figures 1 et 2 et conformément à la présente invention, un ensemble destiné k retirer d'un Milieu liquide hétérogène des produits, flottants ou en dispersion, sélectionnés k l'avance, comporte un rotor constitué par deux couronnes 1 et 2 annulaires, terminales, reliées l'une à l'antre par des barreaux 3, régulièrement répartis suivant un cylindre.Sur les barreaux 3 est tendue une paroi 4, poreuse, éventuellement maillée, relativement souple et constituée par exemple par une tôle perforée ou encore par une toile métallique ou textile. À l'extérieur de la paroi 4, est prévu un deuxième jeu de barreaux 5, régulièrement répartis suivant un cylindre coaxial an cylindre de répartition des barreaux 3. n faut noter que la matière constitutive des couronnes 1 et 2 et des barreaux 3 et 5 peut être de toute nature appropriée. Comm e cette matière dait présenter de bennes caractéristiques physiques et chimiques, il est possible de choisir un métal, par exemple de l'acier inoxydable, une matière plastique yar exemple du chlorure de polyvinyle, une matière plastique armée, par exemple un polyester armé de fibres de serre, etc., . .., ces exemples n'étant nullement limitatifs. De plus, il est évidemment possible d'utiliser différentes matières pour fabriquer les constituants du rotor. Il faut noter également qu'il est avantageux d'utiliser, pour constituer les barreaux 3 et 5, des tubes de section transversale appropriée, car un élément tubulaire, k poids égal, est plus rigide qu'un élément plein et, dans le cadre de la présente invention, un tel élément tubulaire constitue une portion flottante, dont chacune contribue b l'allégement dudit rotor quand celui-ci est en condition de fonctionnement, ctest-h,dire partiellement immergé. Au niveau de chaque couronne I et 2 d'extrémité du roter, est prévue une gorge annulaire 6 et 7, respectivement. Chacune de ces gorge est ménagée aussi bien k la périphérie de chacune des couronnes 1 et 2 correspondantes, que dans une pièce annulaire fixée 'a chaque couronne, par tout moyen approprié. Dans chacune des gorges 6 et 7 passe un câble 8 et 9 respectivement. Chaque câble 8 et 9 passe également dans une poulie 10 et Il respectivement. Chacune de ces poulies 10 et 11 est calée sur un arbre 12, éventuellement tubulaire. L'arbre 12 est monté libre en rotation dans des paliers; de tout type classique approprié, tels que 13 et 14 et son axe de rotation est parallèle à l'axe de rotation du roter, formé par les couronnes 1 et 2 et les barreaux 3 et 5, ainsi que par la paroi 4. Sur l'arbre 12 est calée une roue dentée 15, à chatte par exemple, pour l'entreinement de cet arbre 12 et, par suite, pour celui dudit roter. A l'intérieur du rotor, constitué par les éléments 1 à 5, est disposé un dispositif de soufflage qui comporte un caisson, en deux -parties 16 et 17 qui s'étendent sur toute la longueur du rotor. Dans chacune de ces parties 16 et 17 est monté an moins un tube 18 et 19, respectivement, parallèlement aux génératrices dudit rotor et dans la portion supérieure de celuii, dont l'axe longitudinal de rotation est sensiblement horizontal, en condition d'utilisation, En regard de la paroi 4 tendue sur les barreaux 3, chacun des tubes 18 et 19 comporte des ajutages 20 et 21 respectivement, régulièrement répartis. Chaque partie 16 et 17 du caisson du dispositif de soufflage présente une ouverture, dirigée vers la paroi 4 et désignée par 22 et 23, respectivement. Les rebords de chaque ouverture ou fenêtre 22 et 23 sont équipés d'une garniture d'étanchéité, désignée par 24 et 25, respectivement. Chacune de ces garnitures 24 et 25 est constituée k partir d'uns feuille, éventuellement armée, en matière plastique ou élastomère, souple. Les portions longitudinales de chacune des garnitures 24 et 25 s'appuient sur la face interne des barreaux 3, tandis que les portions latérales de ces mimes garnitures s'appuient sur les faces internes des couronnes 1 et 2. Ainsi, quand de l'air comprimé alimente les tubes 18 et 19, å ajutages respectifs 20 et 21, cet air passe obligatoirement en totalité à travers la paroi 4. Â l'extérieur du rotor, formé par les éléments 1 à 5, est monté un dispositif de recueil qui comporte un caisson en deux parties 26et 27. Chacune de ces parties 26 et 27 présente face aux ajutages 20 et 21, respectivement et, par rapport à ceux-ci, de l'autre cEté de la paroi 4, une fenttre 28et 29, respectivement. Chaque fen8tre 28 et 29 est équipée d'une garniture d'étanchéité, formée comme précédemment, zà partir d'une feuille, éventuellement armée, en matière plastique ou élastomère, flexible. Les portions longitudinales des garnitures, désignées respectivement par 30 et 31, s'appuient sur les faces externes des barreaux 5, tandis que leurs portions latérales s'appliquent sur les faces internes des couronnes 1 et 2.Ainsi, la totalité de l'air comprimé qui traverse la paroi 4 passe 8 l'intérieur des deux parties 26 et 27 et, après avoir arraché à cette paroi les produits retenus par celle-ci, entrains ceux-ci dans des canalisations 32 et 33 prévues k cet effet. Il est à noter que l'utilisation de l'air comprimé permet l'arrachage des produits retenus par la paroi 4 et, de plus, l'évacuation de ces produits par les canalisations 32 et 33. Conne le montrent les figures 1 k 4, le dispositif de soufflage est maintenu en position convenable k l'aides par exemple, d'une suspension en deux parties, dont chacune comporte un crochet 34 et 35, un eable 36 et 37 et un tendeur 38 et 39, respectivenent. De mOno, le dispositif de recueil est maintenu en position appropriée k l'aide par exemple, d'une suspension en deux parties, dont chacune comporte un crochet 40 et 41, un otble 42 et 43 et un tendeur 44 et 45, respectivement.Chacun des cibles 36 et 42 est accroché à un palier 46, monté k une extrémité de l'arbre 12, tandis que chacun des cibles 37 et 43 est accroché à un palier 47 monté à l'autre extrémité de l'arbre 12. Les crochets 34 et 35 sont respectivement accrochés aux canalisations 18 et 19 et les crochets 40 et 41 aux canalisations 32 et 33. Les tendeurs 38 et 392 ainsi que les tendeurs 44 et-45 permettent de régler la pression des garnitures d'étanchéité de chacun des dispositifs de soufflage et de recueil. La figure 4 représente un montage de la forme d'exécution, ci-dessus décrite, à l'avant d'un bateau 48 qui supporte un compresseur 49 destiné k alimenter en air comprimé les conduites 18 et 19 du dispositif de soufflage. Ce bateau 48 comporte des réservoirs internes -qui sont reliés aux canalisations 32 et 33 dévucuation du dispositif de recueil de produits, en vue du stockage de ceux-ci. De préférence, les portions des conduites ou canalisations 18 19 et 32, 33 sont flexibles au niveau de leur montage sur le bateau 48. L'arbre 12 qui supporte et entraine l'ensemble de séparation et d'extraction, conforme à l'invention, est lui-mêmesupporté a une extrémité de bras, tels que 50, solidaires des paliers 13 et 14. Â leur entre extrémité ces bras 50 sont montés sur un bâti fixé sur le bateau 48. Sur ce bâti le montage des bras 50 est pivotant ce qui permet le réglage de la hauteur du roter de l'ensemble par rapport k la surface libre du milieu liquide. La figure 5 représente schématiquement le montage de deux ensembles, conformes à l'invention, et désignés par 51 et 52, respectivement, de part et d'autre d'un même bateau 53. Â la figure 6 est schématiquement représenté le montage d'un ensemble 54 conforme à l'invention, sur un engin flottant à deux coques 55 et 56. Dans la variante, représentée k la figure 7, un ensemble 57, conforme k l'invention est monté sur les bords d1un volume 58 contenant le milieu liquide considéré. Ce milieu liquide est quelconque et de meule la section transversale du volume 58 est quelconque et non obligatoirement rectangulaire, comme représenté. Ce volume appartient aussi bien à un canal, un cours de liquide, un réservoir, qu'à toute étendue de liquide. Dans le volume 58, le milieu liquide est aussi bien stagnant que mobile. Il est à observer que l'ensemble fonctionne bien quelle que soit l'orientation de son rotor, pourvu que l'axe de rotation de celui-ci soit sensiblement borizontal. La hauteur du rotor par rapport k la surface du milieu liquide varie selon les cas d'utilisation, du simple effleurement k la demi-immersion. Bien entendu pour une même étendue de liquide, il est possible d'utiliser simultanément plusieurs ensembles, conformes k l'invention. On a prévu d2utiliser l'air comprimé pour l'entrainement en rotation du rotor de l'ensemble de séparation et d'extraction, conforme k l'invention. Il suffit, en tiret de rendre folles les poulies 10 et Il et de monter, de chaque até du rotor, une buse qui souffle de l'air comprimé sur des aubages fixés par exemple aux couronnes 1 et 2 dudit rotor. En fonction des utilisations, il est possible de traiter la paroi 4 d'un ensemble conforme à l'invention. Ce traitement comporte par exemple une imprégnation ou une enduction de cette paroi 4 avec des substances de coefficients les plus variés d'attraction superficielle, ce qui permet de retirer d'un milieu liquide des produits particuliers. A titre d'exemple non limitatif, il est possible d'utiliser des substances toiles que les silicones ou encore des produits fluorés. Dans certains cas particuliers conviennent des substances bydrophobes, dans d'autres des substances hydrophiles. A titre d'exemples d'utilisation, on pet citer l'extraction en tous lieux des flottants sur de l'eau douce ou salée, ou encore l'extraction des peintures recueillies par les rideaux dut au des cabines de peinture. Cependant, les utilisations de l'invention ne sont pas limitées aux exemples précités et il est facile d'adapter l'ensemble de séparation et d'extraction à tout usage déterminé. Ainsi, on notera qu'il est possible d'adjoindre à un tel ensemble au moins un dispositif de pulvérisation comportant par exemple un conduit auxiliaire équipé de buses, en vue de pulvériser sur la paroi 4 séparatrice et extractrice ma composé chimique destiné soit il faciliter l'évasation des produits retenus pas cette paroi, soit à réagir avec l'un au moins de ces produits, pour un traitement ultérieur avec récupération éventuelle dudit composé chimique. Dans certains cas d'utilisation il est avantageux de substituer B l'air comprimé de la vapeur d'eau pour arracher de la paroi 4 séparatrice et extractrice les produits retenus par celleci. D'autres modifications et adjonctions pourraient ttre apportées au procédé et à ensemble de séparation et d'extraction ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention, pour l'intelligence de laquelle on a décrit et représenté des exemples de réalisation B titre nullement limitatif. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de séparation et d'extraction à partir d'un milieu liquide hétérogène de produits flottants ou en suspension, caractérisé par ce qu'il consiste à faire passer, dans un premier temps, une paroi poreuse éventuellement maillée, relativement souple et traitée su préalable, dans le milieu liquide considéré pour en extraire les produits choisis, puis, dans un deuxième temps, entre un dispositif de soufflage et un dispositif de recueil pour arracher à ladite paroi les produits qu'elle retient et pour recueillir ceux-ci et, dans un troisième tempgX à faire repasser ladite paroi dans le milieu liquide hétérogène, selon un cycle conti-, jusqu'à extraction complète des produits. 2. Ensemble de séparation et d'extraction destiné à la mise en oeuvre du procédé susmentionné et caractérxsé par ce qu'il est constitué par - un rotor oylindrique, en cage d'écureuil, comportant deux couronnes annulaires d'extrémités reliées l'une è l'antre par des barreaux en répartition cylindrique régulière. - une paroi poreuse, éventuellement maillée, séparatrice et extractrice, traitée pour retenir des produits choisis 9 partir du milieu liquide considéré; cette paroi étant relativement souple et tendue sur les barreaux dudit rotor - un dispositif de soufflage d'air comprimé disposé d'un c8té de ladite paroi. - un dispositif de recueil de produits disposé de l'autre eSté de ladite paroi, en regard dudit dispositif de soufflage. - un mécanisme d'entrainement dudit rotor. - des moyens de montage et de support.- et par - des moyens accessoires. 3. Ensemble conforme à l'une ou l'antre des revendications précédentes, caractérisé par ce que ledit rotor comporte deux jeux de barreaux régulièrement répartis suivant deux cylindres coweux; ladite paroi étant tendue sur les barreaux du jeu intérieur et les dits barreaux étant constitués de préférence par des éléments tubulaires de toute section transversale désirée et formant ainsi des éléments de flottaison pour ledit rotor, ce qui permet en outre d'alléger le mécanisme d'enbrainemenb de ce rotor. 4. Ensemble conforme è l'une ou ltautre des revendications précédentes, caractérisé par ce que ledit dispositif de soufflage comporte au moins un jeu d'ajutages régulièrement répartis suivit une droite parallèle aux gnératriees dudit rotor cylindrique et disposés dans un caisson; ce caisson colportant une ouverture pour le passage des jets des dits ajutages et des organes d'étanchéité destinés è éliminer toute perte d'air comprimé, de telle sorte que cet air passe intégralement à travers ladit paroi séparatrice et extractrice pour retirer de celle-ci les produits qu'elle retient. 5. Ensemble conforme à l'une ou l'antre des revendications précédentes, caractérisé par ce que ledit dispositif de recueil comporte un caisson qui présente au moins uze ouverture disposée en regard des dits ajutages du dispositif de soufflas et de l'autre c8té de ladite paroi par rapport à ces ajutages; des organes d'étanchéité étant prévus pour que tout l'air comprimé débité par ces ajutages traversé pénètre,apr e ladite paroi dans le caisson dudit dit dispositif de recueil et chasse de celui-ci, par des conduits appropriés les produits arrachés par cet air å ladite paroi. 6. Ensemble conforme à l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par ce que ledit mécanisme d'entrainement comporte un moteur de tout type connu et des organes classiques de transmission pour entratter deux poulies sur chacune desquelles passe un cible qui passe également dans une gorge ménagée soit dans une des couronnes annulaires d'extrémité dudit rotor, soit dans une pièce fixée à chacune de ces couronnes; ces deux cables assurant ainsi l'entrainement en rotation et le support dudit rotor. 7. Ensemble conforme B l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par ce que lès dits organes d'étanchéité des dits dispositifs de soufflage et de recueil sont constitués par des portions de feuilles de matière souple rendues solidaires par tout moyen approprié des bords des ouvertures de leurs caissons respectifs. 8. Ensemble conforme à l'une ou ltautre des revendications précédentes, caractérisé par ce que lest dits moyens accessoires comprennent un montage classique pour le réglage on hauteur dudit rotor cylindrique. 9. Ensemble conforme 8 ltune ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par ce que les dits moyens accessoires comportent un appareillage de tout type connu approprié pour projeter sur les produits retenus par ladite paroi des composés chimiques convenables pour faciliter le soufflage de ces produits et éventuellement réagir avec ceux-ci en vue de leur traitement ultérieur; avec récupération éventuelle d'une partie au moins de ces composés chimiques.