Brevet FR2431052A1 — publié le 19800208

La récupération d'énergie à partir des concentrats obtenus sous pression élevée, par exemple dans les installations d'osmose inverse ou encore dans les installations d'oxydation par voie humide pour le traitement des eaux usees, par oxydation en phase fluide, est réalisée simplement et économiquement Si, au moyen d'un double accumulateur fonctionnant en parallèle de façon cyclique, un courant partiel de solution est introduit dans l'installation par le concentrat sous pression mentionné ci-dessus avec l'adjonction complémentaire d'une pompe pour -élever la pression d'une valeur différentielle relative-ment faible. L'appareil est utilisé dans ce but en suivantun cycle de travail alternatif pour évacuer à l'aide de la solution le concentrat sous faible pression.Les états correspondants sont représentés sur la figure 1. De tels accumulateurs doubles sont déjà connus et appelés échangeurs flow work, mais cependant pas encore réalisés en pratique. Une utilisation pratique n'est toutefois possible que si le réci#pient pressurisé d'un accumulateur double et les membranes qui en font partie ont une conformation géométrique appropriée et sont adaptés l'un à 1'autre. La figure 1 représente un appareil adapté à cette application conformément à la présente invention. La propriété intéressante pour l'application décrite cidessus résulte du fait que le réservoir pressurisé de forme sphérique est partagé en deux chambres identiques, de volume variable, par une membrane flexible ou élastique en forme de demi-sphère, la membrane étant liée au réservoir pressurisé le long d'un grand cercle intérieur. Le diamètre médian de la membrane, ajouté à la demi-épaisseur maximale de la membrane estégal au diamètre intérieur de la sphère. Dans ces conditions, quand la membrane est à l'une de ses positions extrêmes, elle est appliquée contre la paroi du récipient et ne peut pas être sollicitée en traction ou ne peut l'être seulement que de façon limitée, par la pression du fluide. Dans toutes les positions intermédiaires, la membrane flotte entre les fluides des deux chambres. Pour l'application à la présente invention, peuvent aussi convenir d'autres formes de récipients de révolution, telles que par exemple un ellipsoide, comme représenté sur la figure 2, un double cône, comme représenté sur'la figure 3, ainsi que d'autres réservoirs composés, constitués de tels corps avec interposition d'un élément intermédiaire cylindrique, comme représenté sur la figure 4. Toutes les figures représentent la membrane 2 en trait plein ou interrompu dans les positions extrêmes et en traits mixtes dans les-positions intermédiaires. La paroi du récipient pressurisé est indiquée en 1 sur toutes les figures. Pour des membranes particulièrement molles, on utilise selon une autre caractéristique de l'invention, une entrée centrale 3 avec une étanchéité suffisante, comme représenté sur la figure 5, l'entrée pouvant être utilisée pour la commande des opérations d'inversion, par exemple au moyen d'un commutateur capacitif. Un autre appareil selon la présente invention, est représenté sur la figure 6.2. La réalisation connue de la figure 6.1 correspond au principe de la vessie d'un ballon de football. La membrane souple ou élastique a alors, à son état rempli au maximum, le contour d'une sphère et dans un état partiellement ou non rempli, a une forme non déterminable à l'avance, résultant du hasard. Pour éviter les états désordonnés, pour un remplissage nul ou partiel, une fixation de la vessie souple ou élastique au sommet du récipient pressurisé sphérique est nécessaire selon la présente invention. Dans les cas pour lesquels un mélange partiel des deux fluides remplissant alternativement l'accumulateur double n'est pas critique, comme par exemple dans les installations d'osmose inverse ou les installations d'oxydation par voie humide, on peut utiliser comme accumulateur double un récipient 1 rempli de corps de garnissage appropriés 3, comme représenté sur la figure 7. Par un choix convenable du corps de garnissage, on peut réaliser un écoulement quasi tamponné, dans lequel se forme seulement une très petite zone de mélange, ce qui est sans importance entre les deux courants de fluide. Cette zone de mélange peut être extraite du récipient pratiquement en totalité dans une phase de fonctionnement appropriée. Conformément à l'invention, un système de tubes et de canaux 4, conformément à la figure 8, peut être disposé dans le récipient 1 au lieu des corps de remplissage. La vitesse de la fibre d'écoulement la plus rapide èst environ le double de la vitesse moyenne intégrée. Comme les profils d'écoulement se renversent dans les cycles de travail consécutifs, un mélange des deux courants de fluide peut etre bien empêché. Les processus de diffusion sont d'importance secondaire quand l'écou- lement est avantageusement laminaire. Sous le rapport du mélange, la disposition représentée sur la figure 9.d est favorable. Au lieu de canaux, on utilise des paquets de lamelles 5 parallèles, éventuellement planes. La vitesse de la. fibre d'écoulement la plus rapide dans l'écoulement laminaire n'est ici que 1,5 fois la vitesse -moyenne intégrée. En vue d-'une répartition encore plus favorable, on peut utiliser des corps résistants cylindriques 6 aux extrêmités supérieures et inférieures des lamelles. Le rapport de 1,5 entre la vitesse de la fibre d'écoulement la plus rapide et la moyenne intégrée peut encore entre abaissé si, au lieu de paquets de lamelles continues, on utilise des paquets de lamelles décalées par paires, comme représenté sur la figure 9.2. Les paquets de lamelles décalées sont désignés par les références 5.1 et 5.2. Pour avoir un écoulement laminaire, le rapport des vitesses entre la fibre d'écoulement la plus rapide et la moyenne intégrée peut être abaissé à 1,15. Il-est alors indifférent d'utiliser une ou#plusieurs paires de paquets de lamelles. Dans la pratique, on utilisera avantageusement plusieurs paires. Les accuntulateurs représentés sur les figures 1 à 6 peuvent encore être utilisés dans le fonctionnement sans pression, quand les courants de fluide, de caractéristiques ou de propriétés différentes, qui se compensent réciproquement, doivent être accumulés alternativement dans des installations d'hydro technique. C'est par exemple le cas dans les installations de neutralisation en arrière-des installations d'échange d'ions, hors desquelles s'écoulent à l'extérieur dan-s la régénération des échangeurs d'ions les courants de fluide d'acidité ou d'alcalinité différentes. Les accumulations qui en résultent rentrent également dans l'objet de la présente invention. REVENDICATIONS 1) Accumulateur double à membrane pour l'accumulation séparée de deux volumes de fluides en rapport fonctionnel,-caractérisé en ce que pour l'accumulation, on utilise un récipient de révolution, qui est partagé en deux chambres identiques de volumes variables par une membrane connectée à la paroi du récipient au milieu de celui-ci, les réalisations géométriques du récipient et de la membrane étant telles que, quand la membrane est à une de ses positions extrêmes, elle est appliquée contre la paroi du récipient, et flotte librement dans toutes les positions intermédiaires. 2) Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par une sphère. 3) Accumulateur selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'il est constitué par un éllipsoide de révolution ou un corps géométriquement analogue. 4) Accumulateur selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'il est constitué par un corps de révolu- tion formé de deux cônes. 5) Accumulateur double sans membrane pour l'ac- cumulation alternative de deux volumes de fluide dont le mélange partiel dans la couche de séparation n'est pas critique, caractérise en ce qulil est constitué par un récipient rempli d'un corps de garnissage approprié, à l'intérieur-duquel le front de séparation entre les deux volumes de fluide se déplace de façon analogue à un écoulement en tampon. 6) -Accumulateur sans membrane selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour le corps de remplissage, on utilise un système de tubes ou de canaux. 7) Accumulateur sans membrane selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour le# corps de remplissage, on utilise un système de- lamelles parallèles, éventuellement planes. 8) Accumulateur sans membrane selon la revendication 7, caractérisé en ce que les lamelles sont disposées par paires et sont décalées l'une par rapport à l'autre dans chaque paire. 9) Accumulateur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par une application pratiquement sans pression dans le but d'accumuler alternativement des quantités de fluides qui se compensent.