Brevet FR2535621A1 — publié le 19840511

DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'ECHANGES D'IONS A CELLULOSE GREFFEE. L'invention est relative à un dispositif de traitement d'échanges d'ions comprenant un empilage de plaques de- cel- lulose greffée, disposées transversalement sur le parcours de circulation du liquide traiter, ledit empilage étant intercalé entre deux enceintes respectivement d'amenée et d'évacuation du liquide et comprenant des plateaux intercalaires répartiteurs et collecteurs du liquide Un dispositif du genre mentionné, décrit dans la demande de brevet français NO 81 06577 du 27-3-1981 de la demanderesse, permet une répartition uniforme-du-liquide à traiter dans les plaques de cellulose gre.ffée, par des éléments reparti- teurs et collecteurs de liquide intercalés alternativement dans l'empilage.Ce dispositif nécessite deux types d'éléments intercalaires et il ne donne pas entière satisfaction, l'entrée du liquide dans l'empilage étant entravé lors du gonflement des- celluloses greffées. La présente invention a pour but de remédier a cet inconvénient et de réaliser un ensemble plus simple et plus fiable. Le dispositif selon la présente invention est caractérisé par le fait que chaque plateau présente sur l'une de ses faces une chambre de répartition du liquide communiquant avec ladite enceinte d'amenée et sur l'--autre de ses faces une chambre collectrice du liquide communiquant avec ladite enceinte d'évacuation, les faces en regard de deux plateaux successifs, entre lesquelles sont intercalées les plaques de cellulose, étant l'un-e de répartition et l'autre de collection dù liquide pour un écoulement du liquide de l'une des faces vers i'autre transversalementaà travers les plaques de cellulose greffée. Les faces des plateaux sont rainurées pour assurer une- répartition uniforme du liquide dans l'empilage t, de la manière décrite dans la demande de brevet précitée, un écoulement à perte de charge quasi-indépendantedu parcours du liquide dans l'empilage. Selon un développement important de l'invention, les faces rain-urées sont recouvertes d'un grillage de support des plaques de cellulose greffée, qui évite toute pénétration de cellulose dans les rainures et de ce fait toute obstruction de ces rainures lors d'un gonflement de la cellulose. Le grillage est avantageusement tissé à maille fine pour ne pas réduire notablement la section de passage du li quide. Le grillage peut être soit un disque indépendant intercalé entre les plaques de cellulose greffée et le plateau, soit une partie intégrante du plateau, éventuellement .en une ou plusieurs parties assembl-ées. La partie rainurée de la face du plateau est ceinturée intérieurement et extérieurement par un rebord d'appui des plaques de cellulose greffée assurant 'étanchéité de l'em- pilage. L'ensemble est de préférence de forme cylindrique, les plateaux de forme annulaire étant bordés intérieurement et extérieurement par des bordures en forme de viroles cylindriques s'emboltant avec jeu pour permettre une variation de l'écartement des plateaux et une dilatation des plaques de cellulose greffée intercalées entre les plateaux. Les plateaux peuvent être en matière plastique moulée et sont tous identiques. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront-plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple-non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation partiellement arrachée d'un dispositif.selon l'invention; la figure 2 est une demi-coupe., à échelle agrandie d'une partie de l'empilage de la figure 1; les figures 3 et 4 sont des coupes respectivement suivant les lignes III-III et IV-IV d'un secteur d'un plateau; la figure 5 est une coup d'un grillage de recouvrement des rainures d'un plateau.. Sur la fig. 1, une enveloppe cylin-drique 10 est obturée à sa base par un fond tronconique 12 et au sommet par un couvercle amovible 14. Le fond 12 est traversé axialement d'une manière étanche par une tubulure 16 pénétrant partiellement à l'intérieur de ltenveloppe 10. Par la suite, la tubulure 16 sera considérée comme étant un conduit d'évacuation du liquide à traiter, un orifice 18 se raccordant à une conduite 20 étant le conduit d'amenée du liquide, mais il est clair que la disposition inverse est possible. La tubulure 16 se raccorde à un canal axial ou enceinte d'évacuation 22 d'un empilage 24, en forme de cartouche amovible constituée par des disques annulaires 26 en celluloses greffées -échangeuses d'ions et des plateaux 28 interposés dans l'empilage. Entre le pourtour externe de l'empilage 24 et l'enveloppe 10 est ménagée une enceinte 30 d'amenée de liquide en communication avec la conduite 20. Les plateaux 28 sont tous identiques et seule une paire de plateaux adjacents 28, 28' est décrite ci-de-ssous, plus particulièrement en référence aux figures 2 a 4. Les repères du-plateau supérieur 28', sur la figure 2, sont affectés d'un indice. Le plateau 28 comporte un corps en forme de disque annulaire 32, bordé extérieurement par une bordure externe 34 en forme de virole cylindrique et intérieurement par une bordure interne 36 faisant saillie des deux faces 38, 40 du disque 32 Le diamètre des bases 42, 44 des bordures 34, 36 est légèrement retréci pour permettre un embottement à faible jeu des plateaux successifs, la hauteur d'emboltement étant suffisante pour compenser les dilatations de l'empilage.Il est facile de voir qu'en position emboitée des plateaux 28, 28', les bordures 34, 36 et les disques 32, 32' des deux plateaux adjacents con finent un volume clos 46 en forme de tore. Le volume 46 communique avec le canal axial 22 par un orifice 48 ménagé dans la base 44 de la bordure interne 36 et avec l'enceinte externe 30 par un orifice 50' ménagé dans la base 42' de la bordure externe 34'. Les faces 38, 40 présentent un réseau de rainures radiales 52 et circulaires 54 communiquant entre elles pour répartir le liquide sur toute la surface des faces. Le réseau de la face inférieure 38' communique par l'orifice 50' avec l'enceinte externe 30 et celui de la face supérieure 40 par l'orifice 48 avec le canal axial 22.Un rebord plein 56, 58 ceinture extérieurement et intérieurement la partie rainurée des faces 38, 40, la hauteur de ces rebords étant légèrement supérieure à la profondeur des rainures 52, 54 pour venir faiblement en saillie. Le volume 46 est rempli par une pile 60 de plaques annulaires 26 de cellulose greffée dont les bords prennent appui sur les rebords 56, 58, des grillages 62 étant interposés entre cette pie 60 et les faces rainurées 38, 40 des plateaux 28. La hauteur de la pile de plaques de cellulose greffée est bien entendu adaptée à l'écartement des plateaux 28 et l'empilage 24 est maintenu assemblé ou comprimé, par exemple, par un ressort (non représenté) intercalé entre le couvercle 14 et l'empilage. Le fonctionnement du dispositif ressort de l'exposé précédent : le liquide à traiter est amené par la conduite 20, passe de l'enceinte 30 par les orifices 50 dans l'empilage 24, en particulier dans le réseau de rainures 52, 54 des faces inférieures 38 des plateaux 28 en se répartissant sur toute la surface. Le liquide traverse le.grillage 62 et les plaques 26 de cellulose greffée en s'écoulant axialement pour être collecté par le réseau des rainures 52, 54 des faces superieures 40 des plateaux 28 et être évacué par les orifices 48 et la tubulure 16. La longueur du parcours dans les piles 60 de cellulose greffée est indépendante du parcours suivi et le rendement de l'appareil est ainsi optimal. Les rebords 56, 58 empêchent tout shuntage et imposent le passage du liquide à travers les plaques 26 d-e cellulose greffée. Le grillage 62 évite une pénétration de la cellulose greffée dans les rainures 52, 54, notamment lors d'un gonflement de la cellulose et de ce fait toute obstruction empêchant ou gênant la circulation du liquide. Le passage du liquide à travers le grillage 62 est facilité par ltemploi d'un grillage tissé de la manière représentée à la fig. -5, présentant une surface ondulée d'appui. C'autres modes de réalisation d'une structure-perforée sont possibles. L'emboitement téléscopique des plateaux 28 autorise une dilatation de l'empi.lage 24, notamment lors d'un gonflement de la cellulose greffée, les bordures 34, 36 restant tou Jours emboîtées pour maintenir rigidement l'ensemble. On peut concevoir un dispositif de maintien de l'ensemble de l'empilage 24, par exemple par une attache élastique ou clipsable, facilitant la mise en place ou l'échange de cet empilage. Les plateaux 28 ainsi que le grillage -62 sont en matière plastique, mais d'autres matériaux compatibles avec le -li- quide à traiter sont utilisables. Chaque plateau 28 est monobloc et il est possible d'incorporer la structure perforée ou grillage 62 au plateau. L'invention s'étend bien entendu à toute varianteode réalisation, notamment à celle dans laquelle les plateaux comporteraient des faces planes, le réseau de rainures etlou le grilla.ge étant ménagé dans une pièce séparée en appui de la face plane ou celle encore dans laquelle les bordures seraient constituées par une ou plusieurs pièces indépendantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement d'échanges d'ions comprenant un empilage (24) de plaques (26) de cellulose greffée, disposées transversalement sur le parcours de circulation'du liquide à traiter, ledit empilage étant intercalé entre deux enceintes (30, 22) respectivement d'amenée et d'évacuation du liquide et comprenant des plateaux (28) intercal aires répartiteurs et collecteurs du liquide, caractérisé par le fait que chaque plateau (28) présente sur l'une(38) de ses faces (38, 40) une chambre de répartition du liquide communi-quant avec ladite enceinte (30) d'amenée et sur l'autre (40) de ses faces une chambre, collectrice du liquide communiquant avec ladite enceinte (22) d'évacuation, les faces (38, 40) en regard de deux plateaux successifs, entre lesquelles sont intercalées les plaques (26) de cellulose, étant l'une (38) de répartition. et l'autre (40) de collection du liquide pour un écoulement du liquide de l'une de faces vers l'autre transversalement à travers les plaques de cellulose greffée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites faces (38, 40) présentent des rainures radiales (52) et des rainures circulaires (54) de répartition ou de collection du liquide, coiffées d'une structure perforée (62) empêchant toute pénétration de la cellulose dans les rainures (52, 54) en laissant un libre passage du liquide. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite structure perforée comporte un grillage (62) à maille fine. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plateau (28) présente une bordure interne (36) et une bordure-externe (34) en forme de viroles de maintien des plaques (26) de cellulose greffée, des orifices (48, 50) de passage du liquide étant ménagés dans lesdites bordures pour faire communiquer l'enceinte (3Q) d'amenée de liquide avec la face (38) de répartition et l'enceinte (22) d'évacuation avec la face (40) collectrice du plateau (28). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque face rainùrée (38, 40) du plateau (28), est ceinturée extérieurement et intérieurement par un rebord (56, 58) en faible saillie des rainures (52, 56) constituant une surface d'appuient de compression des plaques (20) de cellulose greffée pour assurer une étanchéité externe et interne de l'empilage. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, comprenant des plateaux (28) circulaires, caractérisé en- ce qu-e lesdites bordures (34, 36) des plateaux (28) successifs sont emboltées téléscopiquement- pour constituer un empilage monobloc dilatable. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'assemblage dudit empilage pour constituer une cartouche amovible en un seul bloc. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plateau (28) est constitué par une pièce moulée en matière plastique, les grillages (62) de recouvrement des rainures (52, 54-) étant le cas échéant monobloc avec ladite pièce. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le plateau (28) et les deux grillages (62) associés sont chacun des pièces indépendantes moulées, lesdites rainures (32, 34) étant solidaires desdits grillages. 10. Dispositif selon l'une -quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe (10) externe de logement dudit empilage (28) ayant un ori fice (20) d'amenée du liquide et un orifice (16) d'évacuation du liquide qui communiquent respectivement avec lesdites enceintes (30, 22) correspondantes.