Brevet FR2502358A1 — publié le 19820924

La présente invention concerne un dispositif pour maintenir une hauteur constante prédéterminée de liquide au-dessus d'une dispersion d'un produit solide dans le liquide, cette dispersion ayant un niveau susceptible de varier entre une valeur minimum et une valeur maximum, et étant contenue dans une cuve comportant des moyens pour introduire et pour évacuer du liquide, et une fenêtre fermée de façon étanche par un matériau transparent à travers lequel le niveau de la dispersion et la surface libre du liquide restent toujours visibles. Certains produits solides, en dispersion dans un liquide, ne conservent leurs propriétés que s'ils sont constamment recouverts par le liquide. C'est par exemple le cas de nombreuses résines échangeuses d'ions que l'on utilise pour retenir les sels minéraux contenus dans certains liquides ou certains jus. Les résines échangeuses d'ions doivent être rincées, avec un liquide de rinçage, afin de les débarrasser des sels qu'elles ont fixés et de pouvoir les réutiliser de façon satisfaisante dans un nouveau cycle de traitement. Elles augmentent de volume au fur et a mesure qu'elles fixent les sels. Elles diminuent de volume pendant l'opération de rinçage. Leur niveau, dans la cuve de traitement, varie donc constamment pendant les opérations de fixation de sels et de rinçage. Ces résines doivent être en permanence noyées dans le liquide,-que ce soit le jus chargé de sels ou le liquide de rinçage. Si elles émergent de la surface liquide, elles perdent leur efficacité alors qu'elles sont coûteuses et que leur remplacement immobilise la cuve de traitement. En outre, on a intérêt à avoir, au-dessus des résines, une hauteur liquide minimum. Traiter le liquide de rinçage, par exemple avant son introduction dans la cuve, est un procédé très onéreux ; et limiter la hauteur de ce liquide au-dessus des résines, à la valeur la plus faible possible, conduit à des économies d'énergie et de produits telles qu'elles peuvent représenter une fraction importante de la rentabilité de l'unité de traitement. Actuellement, l'opérateur qui surveille, à travers la fenêtre de la cuve, l'évolution du niveau des résines, essaie d'ajuster au mieux la hauteur minimum préfixée de liquide au-dessus des résines, par la manoeuvre des vannes de remplissage et de vidange de la cuve. Cette manoeuvre est délicate. Ou bien ltopérateur laisse émerger les résines qui perdent alors, en partie, leur efficacité, ou bien, par sécurité, il maintient trop de liquide au-dessus des résines, et la rentabilité du traitement décroît sensiblement. Les procédés de régulation de niveaux connus ne conviennent pas pour réguler efficacement une différence minimale et prédéterminée entre le niveau variable d'une dispersion solide et le niveau de liquide contenant cette dispers ion. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en utilisant le fait que des cellules photo-sensibles à la lumière peuvent analyser la différence des teintes (noires, grises ou blanches, avec même les nuances de gris) des résines, du liquide et de l'absence de résines et de liquide. Pour ce faire, elle a pour objet un dispositif qui se caractérise en ce qu'il comprend en combinaison un dispositif pour éclairer le matériau transparent de la fenêtre, une grande quantité de cellules photo-sensibles (qui peuvent être regroupées dans une caméra vidéo) dont le champ de visée couvre le matériau transparent et qui émettent des signaux représentatifs du niveau de la dispersion et de la hauteur du liquide au-dessus de celle-ci, et un convertisseur pour transformer ces signaux en signaux de régulation aptes à actionner judicieusement les moyens d'évacuation et d'introduction du liquide afin de maintenir constante la hauteur de liquide au-dessus de la dispersion, quelles que soient les variations du niveau de cette dernière entre la valeur minimum et la valeur maximum. Grâce à ce dispositif, une hauteur rigoureusement constante de liquide peut maintenant être conservée au-dessus du produit solide, et ce, quelles que soient les variations du niveau de celui-ci dans la plage considérée. Aucune intervention humaine n' est en outre nécessaire, ce qui élimine les fausses manoeuvres résultant d'observations visuelles erronées. Un môde d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en elévation schématique, avec arrachement, d'une cuve équipée d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 2 illustre les valeurs extremes entre lesquelles le niveau du produit contenu dans la cuve peut varier. Le dessin annexé montre une cuve verticale I reposant sur des pieds 2 et dont la paroi latérale comporte une fenêtre verticale 3 fermée de façon étanche par un matériau transparent, par exemple une plaque de verre. La cuve 1, qui renferme une résine échangeuse d'ions 4 en dispersion dans un liquide, comporte une vanne de remplissage 5 montée dans une canalisation d'alimentation en liquide 6 débouchant a sa partie supérieure et une vanne de vidange 7 montée dans une conduite d'évacuation 8 débouchant à sa partie inférieure, l'entrée de la conduite 8 étant pourvue de moyens non représentés interdisant le passage de la resine mais autorisant celui du liquide. Le niveau de la surface libre de la résine varie en fonction de la quantité de sels minéraux qu'elle a fixés. Dans l'exemple représenté,on a supposé qu'il pouvait varier entre une valeur minimum m correspondant à la hauteur du côté transversal inférieur de la fenêtre 3 et une valeur maximum M correspondant à la hauteur du côté transversal supérieur de la fenêtre, diminuée de la hauteur de la couche liquide 9 qui doit toujours surmonter la résine. Le niveau de la surface libre de la résine est minimum lorsque celleci ne retient aucun sel. il est au contraire maximum lorsque la résine est saturée. Le dispositif conforme à la présente invention se propose de maintenir constante la hauteur de la couche liquide 9, quelles que soient les variations du niveau de la face supérieure de la résine contenue dans la cuve. Pour ce faire, il comprend un éclairage judicieux de la fenêtre, non représenté sur le dessin, une grande quantité de cellules photo-sensibles regroupées dans une caméra vidéo 10 dirigée vers la fenêtre 3 de telle manière que son champ de visée 11 couvre la totalité des plages dans lesquelles les niveaux des surfaces libres de la résine et de la couche liquide 9 sont susceptibles de varier. Comme la résine, le liquide et d'absence de résines et de liquide ont des teintes différentes, les cellules photo-sensibles peuvent aisément les différencier, ce qui leur permet d'émettre des signaux vidéo représentatifs de chacun de leur niveau. On notera ici que si la résine et le liquide avaient les mêmes couleurs, il conviendrait d'utiliser des filtres spéciaux pour que les cellules photo-sensibles puissent les différencier. Le dispositif conforme à l'invention comporte également un convertisseur 12 -ou interface- destiné à transformer les signaux vidéo en signaux de régulation permettant d'actionner judicieusement les vannes 5 et 7 afin que la hauteur de la couche liquide 9 demeure constante lorsque le niveau de la résine 4 varie entre les valeurs m et M. Supposons que la résine est saturée en sels et que son rinçage s'effectue sous le contrôle du dispositif conforme à l'invention. Les cellules photo-sensibles de la caméra 10 émettent des signaux vidéo représentatifs du niveau de la résine 4 et de la couche liquide 9. L'interface 12 transforme, quant à lui, les signaux vidéo en signaux de régulation sous l'action desquels la vanne 5 s'ouvre pour permettre l'introduction de liquide dans la cuve 1, ou bien la vanne 7 s'ouvre pour permettre l'évacuation d'une quantité de liquide, ces vannes étant commandées de telle sorte que la hauteur de la couche 9 demeure constante quel que soit le niveau de la résine. Le dispositif conforme à l'invention vient d'être décrit dans le cas où il est utilisé pour maintenir une hauteur liquide constante au-dessus d'une résine en cours de rinçage. Il va de soi qu'il pourrait également être utilisé pour maintenir une hauteur constante de liquide au-dessus de tout produit solide en dispersion dans ce liquide et dont le niveau serait susceptible de varier de façon quelconque entre une valeur minimum et une valeur maximum. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour maintenir une hauteur constante prédéterminée de liquide au-dessus d'une dispersion d'un produit solide dans le liquide, cette dispersion ayant un niveau susceptible de varier entre une valeur minimum et une valeur maximum, et étant contenue dans une cuve comportant des moyens pour introduire et pour évacuer du liquide, et une fenêtre fermée de façon étanche par un matériau transparent à travers lequel le niveau de la dispersion et la surface libre du liquide restent toujours visibles, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un dispositif pour éclairer le matériau transparent (3) de la fenêtre, des cellules photosensibles dont le champ de visée (11) couvre le matériau transparent (3) et qui émettent des signaux représentatifs du niveau de la dispersion (4) et de la hauteur du liquide (9) au-dessus de celle-ci, et un convertisseur (12) pour transformer ces signaux en signaux de régution aptes à actionner judicieusement les moyens d'évacuation (7) et d'introduction (5) du liquide afin de maintenir constante la hauteur de liquide au-dessus de la dispersion quelles que soient les variations du niveau de cette dernière entre la valeur minimum et la valeur maximum. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules photosensibles sont regroupées dans une caméra vidéo (10).