Brevet FR2452307A1 — publié le 19801024

La présente invention a trait aux techniques de troitement des fluides et elle concerne plus précisement un perfectionnement aux appareils permettant de les purifier. En effet, dons de nombreux circuits de fluide, le flui- de de travail est dérivé dons un appareil dans le but de le débarrasser des corps indésirables qui y sont en suspension ou en solution. Pour parvenir à de tels résultats, deux méthodes sont généralement employées l'une consiste à faire passer ledit fluide au travers d'une membrane poreuse pour retenir les corps étrangers, et l'autre consiste à faire passer ledit fluide au travers d'un volume de résine dite "échangeuse d'ions" ou d'une résine absorbante pour fixer certains ions et molécules indésirables contenus dons ce fluide, cette deuxième méthode étant plus particulièrement utilisde pour la déminérolisation et la purification de l'eau. En vue d'améliorer grondement les techniques d'emploi de ces appareils, le demondeur a mend des recherches qui ont abouti à la mise au point d'un appareil, objet de la présente invention, permettant d'obtenir une gamme de résultats beaucoup plus gronde en raison notamment d'une simplicité d'assemblage, de montage et d'entretien de l'appareil. Suivant l'invention, l'appareil pour purifier un flui- de dons un circuit de travail comporte, montés chacun de manière amovible : - une colonne rigide fermée à sa base - un panier filtrant GU moins de forme cylindrique, supportE à l'intérieur de ladite colonne et délimitant avec les parois de cette dernière un conol annulaire - et un boîtier muni d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie de fluide communiquant le premier avec le canal~ annulaire et le second avec le ou lesdits paniers filtrants, lequel boîtier de forme cylindrique est destiné notamment a inclure l'ensemble colonne-panier dons le susdit circuit de fluide ae travail. Un tel appareil est susceptible de mettre en oeuvre l'une ou l'autre des méthodes de traitement ci-d-essus évoquées en adoptont, bien entendu, une structure spéciale pour le panier filtrant. En outre, à l'intérieur d'une seule colonne il sera possible d'installer plusieurs paniers filtrants d'actions propres à chacun ceci permet d'éviter une succesion d'apporeils disposés en série sur un circuit de fluide, successionqui a pour conséquence d'alourdir l'infrcstructure dudit circuit. selon une caractéristique de l'invention, la susdite colonne est fabriquée dans un matériau transporent permettant de suivre l'évolution du traitement du fluide circulant à l'inté- rieur de la colonne et avantageusement cette dernière est également évasée à sa partie supérieure pour être coiffée por le bol- tier à l'aide d'un collier de fermeture ou de tout autre moyen d'attache équivalent, offrent ainsi à la colonne un dispositif de solidarisation et désolidarisation robuste et rapide pour autoriser facilement le remplacement d'un panier filtrant inopérant. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description qui suit donnant, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés, divers modes de rdelisation d'un appareil conforme à l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation, d'un appareil conforme à l'invention et destiné à déminéroliser de l'eau, par exemple. La figure 2 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un appareil de l'invention, destiné à filtrer des particules solides en suspension dans de l'eau. Les deux apporeils, représentés aux figures 1 et 2, sont constitués tous deux par : - une colonne rigide 1, découpée por exemple dons un tube en verre et fermée à sa base por une plaque de retenue circulaire 2, soudée par collage dons l'ouverture de la colonne et avantageusement pourvue d'une ouverture de vidange 3 - un panier filtrant plus communément appelé cartouche et référencé d'une port, 100 pour l'appareil de la figure 1 et d'autre part 200 pour l'appareil de la figure 2, ce panier délimitant avec les parois de la colonne 1 un canal annulaire 4;; - et un boîtier 5, muni d'un orifice d'entrée 6 et d'un orifice axiol de sortie 7, le premier communique avec le canal annulaire 4 alors que le second communique avec le corps filtrant 100 ou 200 por un tuyau d'évocuotion 8 découpé dons un matériau rigide et léger, por exemple du P.V.C., pour centrer le panier filtrant ou cartouche dans la colonne 1. On notera, comme on l'a précisé utilement au début de ce présent mémoire, que l'extrémité supérieure de la colonne 1 esi évasée pour être coiffée par le bottier 5 préformé pour recevoir cet évasement de la colonne et avec lequel elle est mcin- tenue de manière parfaitement étanche à l'aide d'un joint torique 9 et d'un collier de fermeture 10. De plus, le bottier est aménagé de deux tubulures d'entrée 11 et de sortie 12 débouchent respectivement sur les orifices 6 et 7, ces tubulures étant destinées à raccorder l'ensemble de l'apporeil au circuit de fluide à traiter, représenté schématiquement par deux canalisations 13 et 14. Llappareil qui viens d'être décrit dons son ensemble est particulièrement indiqué pour des fabrications en série d'une certaine importance et offre à 50n utilisateur une augmen- #cation considérable de services, à savoir: - l'appareil reste à demeure chez l'utilisateur et le boîtier 5 nta pas à être démonte du circuit pour remplacer un corps filtrant, - la possibilité de suivre l'évolutions du traitement de lteou por changement de couleur du panier filtront, suppri- mont ainsi des installat-ions de contrôle relativement onéreuses, - la multiplication des traitements de l'eou à llinté- rieur d'une colonne en superposant plusieurs cartouches autour d'un même tuyau d'évacuation 8, ou en superposant plusieurs tuyaux 8 par emboîtement de l'un dans l'autre, - et, la possibilité de change une opération de trci- tement de L'eau en un point du circuit sans pour autant modifier l'installotion mise en place. La présente invention propose également, pour parfaire l'utilisation de ces appareils, plusieurs modes de réalisation de paniersfiltrants ou cartouches dont deux sont illustrés par les dessins des figures 1 et 2. En se référant d'abord a la figure 1, la cartouche 100 représentée est constituée, assemblés de manière amovible, par : - deux crépines circuloires 101 et 102, adoptant la forme générale d'une cuvette et entretoisées en leur milieu par le tuyau 8 gui, les traversant de part en part, conforte son centrage dans la colonne l# grâce à un guide 15 préformé dons la plaque 2 ;; - un étui tubulaire 103 s'engageant autour des crépines 101 et 102 et ayant pour but de confiner le volume de corps actifs 104 engendré entre lesdites crépines, - et, un joint d'étanchéité périphérique 105 assurant la fermeture basse du canal 4. Comme on l'a souligné à la présentation des figures, le mode de réalisstion représenté la figure 1 est un appareil destiné notamment à la déminéralisation d'une solution aqueuse telle que de l'eau. Aussi, présentement, les corps actifs R seront donc des résines cationiques ou des résines anioniques selon que les ions indésirables contenus dans L'eau sont des cotions ou des anions. Selon une 4aractéristique de l'invention, l'étui tubu- laire 103 est fabriqué dons un matériau transparent et souple tel que le polyéthylène lui permettant d'être serti sur ses extrémi- tés dans des stries ménogEes sur les surfaces latéroles externes des rebords 101' et 102' des crépines 101 et 102.Avantageusement et selon une réalisation préférée de l'invention, deux rubans annulaires élostomères présentant une lèvre oblique 106, dont l'un 105 assure le rôle de joint d'étanchéité et l'autre 105' celui de clapet anti-retòur comme on le verra un peu plus loin dans la description, sont également striés sur leur foce interne pour permettre, après relachement des rubans sur les rebords des crépines, l'insertion parfaitement étanche des extrémités de l'étui en polyéthylène 103 entre les parties striées en contact. Pour autoriser l'écoulement du filtrat, autrement dit de lteou déminéralisée en provenance de la crépine inférieure 102 vers l'intérieur du tuyau d'évacuotion 8, on observera que la face interne ae la plaque de retenue 2est munie d'éléments en saillie 16. Ceux-ci sont disposés en étoile et déterminent entre eux des passages à l'écoulement du filtrat s'échappont de la crépine 102, écoulement symbolisé par les flèches E. Il va de soi que d'autres dispositifs de passage au- raient pu être imaginés telle, por exemple, la perforation de la paroi de segment de tuyau 8 situé entre la crépine 102 et la plique 2. Un tel dispositif s'avèrera performant en adoptant pour le joint d'étonchéité 105 une forme de cuvette dont le fond préformé dans le meme matériau que ledit joint, et sur lequel s'appuie l'extrémité du tuyau 8, parachève l'étonchéité entre le ca ncl annulaire 4 et la crépine 102. Le fonctionnement de l'appareil représenté par le dessin de la figure 1 est le suivant. L'eau à déminXroliser est dérivée por l'ensemble d'admission canalisation 13 - tubulure 11 - orifice 6 à l'intErieur le l'appareil. Une partie de cette eau est introduite par l'intermé- diacre de la lèvre 106 du ruban 105', jouant alors le rôle de clapet anti-retour, dans le canal annulaire 4 obstrué dans sa partie basse grâce à la lèvre 106 du ruban 105 laquelle lèvre prend appui sur la plaque 2 et sur les parois de la colonne 1. Ce volume d'eau perdue emplissant le canal 4, est destiné à raidir ltétui tubulaire 103 en opposant à la pression intérieure Pi ré gnont dons la cartouche 100, une pression extérieure Pe identique et annihilant les effets de la première. L'autre partie de cette eau va donc pénétrer en continu par la crépine 101 à l'intérieur de la cartouche 100, être #loumise à l'action de la résine R et s'échapper, déminéralisée, par la crépine 102. Cette eau déminéralisée ou filtrat sera recyclée dans le circuit d'où elle a été déviée par l'ensemble: tuyau ô - orifice 7 - tubulure 12 - canalisation 14. La cartouche 100 quant à elle, représentée d la figure 2, comprend assemblés également de monière amovible: - deux disques 201 et 202 en forme de cuvette et dont les rebords 201' et 202' sont orientés en regard l'un de l'au- tre, - une gaine perforée 203, présentant sur son pourtour des sillons périphériques de drainage 204, - un étui tubulaire 205 en fibre synthétique et assu- rant le filtrage des particules solides contenues dons l'eau à traiter. Le rôle de la gaine 203 est d'assurer le drainage, d'enserrer contre les surfaces internes des rebords 201' et 202' l'étui 205, et de soutenir contre les effets de pression l'étui filtrant 205. En outre, cette gaine permet grâce à ses sillons 204 d'obtenir une certaine plage de souplesse en longueur. On observera que seul le disque 201 est traversé axialement por le tuyau d'évacuation 8. Le fonctionnement de l'appareil représenté por le dessin de la figure 2, est le suivant. L'eau a filtrer est dérivée à l'intérieur de l'appareil par l'ensemble d'admission : canalisation 13 - tubulure 11 orifice 6. L'eau s'engouffre dons le canal annulaire 4 et pénètre par les pores de l'étui synthétique 205 dons le sillon périphé- rique 204 qui draine L'eau filtrée vers des perforations aména- gées dans l'enveloppe de la gaine 203. Puis étant filtrée, cette eou est recyclée dans le circuit d'où elle a été déviée,par l'en- semble: tuyau d'évacuation 8 - orifice 7 - tubulure 12 - conali- ation 14. D'autres modifications peuvent encore être apportées aux exemples de réalisation préférés ci-dessus décrits et représentes, tel que ceci apparaîtra aux hommes de métier spécialisés dons la présente technique, et ce en restant dans le cadre des revendications jointes au présent mémoire. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Appareil pour purifier un fluide dans un circuit de travail CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comporte, montés chacun de manière amovible: - une.colonne rigide fermée à sa base, - un panier filtrant au moins de forme cylindrique, supporté à l'intérieur de ladite colonne et délimitant avec les parois de cette dernière un canal annulaire;; - et un bottier muni d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie de fluide communiquant le premier avec le canol annulaire et le second avec le ou lesdits paniers filtrants, lequel bottier de forme cylindrique est destiné notamment d inclure l'ensemble colonne-ponier dons le susdit circuit de fluide de travail. 2 - Appareil selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite colonne est fabriquée dans un matériau transporent et définit à sa partie supérieure un évasement pour être coiffée por ledit boltier à l'aide d'un collier de fermeture ou de tout autre moyen d'attache équivalent. 3 - Appareil selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit orifice de sortie de fiuide est découpé dans l'axe du bottier et communique avec le ou les paniers filtrants au moyen d'un tuyau d'évocuction qui centre le ou lesdits paniers dons ladite colonne. 4 - Appareil selon la revendication l, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite colonne est fermée à sa base por une plaque de retenue circulaire équipée d'une ouverture de vidange. 5 - Appareil selon les revendications 1, 2, 3 et 4 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit panier fil tract comprend, assemblés chacun de manière amovible: - deux crépines circulaires, adoptant la forme d'une cuvette et entretoisées en leur milieu par le susdit tuyau d'évacuation qui, les traversant de part en part, conforte son centrage sur la plaque de retenue de la colonne, - un étui tubulaire 51 engogeont autour des crépines et ayant pour but de confiner le volume de corps actifs engen dré entre lesdites crépines, - et, un joint d'étenchéite entre la crépine inférieu- re et le susdit canal annulaire. C - Appareil selon les revendications 1,.2, 3 et 4 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit ponier filtrant comprend, assemblés chacun de manière amovible, deux disques en forme de cuvette entretoisés en regard l'un de l'au- tre por une gaine perforée venant enserrer contre les surfaces internes des rebords desdits disques un étui tubulaire définis- sant l'âme du panier filtrant, l'un de ces disques, situé dons la partie supérieure de la colonne est traversé de part en port et en son milieu par le susdit tuyau d'évacuotion. 7 - Appareil selon la revendication 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit étui tubulaire fabriqué dons un film plastique tronsparent et souple, est serti sur ses extrémités dans des stries ménagées sur les surfaces latérales externes des rebords desdites crépines au moyen d'un ruban annulaire découpé dons un matériau élastique et également strié sur sa foce interne afin d'épouser intimement au travers du film plastique les stries dessinées sur lesdits rebords. 8 - Appareil selon la revendication 6, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite gaine perforée présente des sillons péri- phériques pour assurer le drainage du fluide. 9 - Appareil selon les revendications 5 et 7, CARACTE RISE PAR LE FAIT QUE le susdit ruban élastique présente une lè- vre oblique assurant la fonction de clapet anti-retour et/ou de joint d'étanchéité. 10 - Appareil selon la revendication 9, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit ruban élastique est muni d'une membrane transformant la forme annulaire dudit ruban en forme de cuvette. 11 - Appareil selon les revendications 5, 7 et 9, CA RACTERISE PAR LE FAIT QUE la face interne de ladite plaque de retenue est munie d'eléments en saillie dont les uns,en forme d'étoile,déterminent entre eux des passages à l'écoulement du filtrat provenant de la crépine inférieure vers l'intérieur du tuyau d'évacuation ou vice versa et les autres, disposés en cer cle, guidentlecentrage du susdit tuyau. 12 - Appareil selon les revendications 5, 7 et 8 ou 9, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la poroi de segment de tuyau entre la crépine inférieure et ladite plaque de retenue est perforée.