Brevet FR2587235A1 — publié le 19870320

DISPOSITIF D'EPURATION D'UN LIQUIDE CONTENANT ENENSUSPENSION DES PARTICULES SOLIDES DE PETITES DIMENSIONS. La présente invention concerne les dispositifs d'épuration d'un liquide contenant en suspension des particules solides de petites dimensions comme, par exemple, des particules de résine, notamment, mais non exclusivement, dans les eaux résiduelles obtenues dans les traitements des pièces à étancher. Dans certaines industries, il est nécessaire de rendre certaines pièces étanches, ou du moins relativement étanches, pour qu'elles puissent jouer le rôle auquel elles sont destinées. C'est ainsi que dans le domaine de l'industrie automobile, et plus particulièrement dans celui de la réalisation des moteurs, il est nécessaire de rendre certaines pièces, par exemple des carters, relativement étanches pour que le moteur donne un rendement maximum. Tel est le cas des circuits d'eau de refroidissement dans un carter-cylindre dans lequel un liquide est véhiculé afin de maintenir une température constante au moteur.S'il y a fuite au travers de la matière du carter-cylindre, l'eau de refroidissement pourrait passer soit vers les zones contenant l'huile de lubrification desdits carters, ou bien couler vers l'extérieur et vider cedit circuit qui ne pourrait ainsi remplir son office et créer un blocage du moteur. Pour éviter ces inconvénients, les techniciens ont pensé obturer les porosités de la matière par un traitement d'imprégnation à l'aide de résines mises sous vide et polymérisées à chaud. Un des produits couramment utilisés est, en fait, de la résine de très faible viscosité qui a la faculté de pénétrer très facilement dans les microporosités des pièces à étancher sous l'effet d'un vide très poussé. Pour effectuer un tel traitement, on introduit les pièces dans un autoclave soumis à un vide très important, puis on fait rentrer la résine jusqu'à immersion des pièces afin qu'elle entre dans les plus fines porosités de la matière. Aprés imprégnation, les pièces sont lavées dans un bac d'eau, afin de dégrader la résine se trouvant à l'extérieur des pièces et pouvant laisser des traces en surface. Seule la résine emprisonnée dans les cavités subsiste après lavage. Il est bien évident que l'eau de lavage se charge progressivement, et au fur et à mesure des pièces ainsi lavées, en produit d'imprégnation, créant une contamination importante. Dans cas conditions, quand le bac est vidangé, le liquide qui est éliminé contient, en plus des impuretés apportées par les pièces lors de leur trempage, une quantité très importante de résine. Le problème de la vidange de ces bacs est donc très grave et se situe sur deux plans. Le premier, d'ordre matériel, concerne le problème du stockage de ces déchets et de leur élimination, car ils ne peuvent certainement pas être laissés n'importe où dans la nature. Le second est d'ordre financier car la concentration en résine du mélange eau-résine est très importante.La quantité du mélange eau-résine coûte très cher et le traitement présente de ce fait un coût de revient important dans lequel rentre bien sûr, pour une bonne part, le problème exposé ci-dessus. Beaucoup de solutions ont été envisagées et essayées pour résoudre ce problème, notamment dans le cadre de l'application décrite ci-dessus, mais aucune n'a vraiment été mise au point et donné entière satisfaction. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un dispositif d'épuration d'un liquide, comme de l'eau, contenant en suspension des particules solides de très petites dimensions comme, par exemple, des résines ou analogue, qui permette de récupérer une partie non négligeable du liquide pour qu'il puisse être à nouveau utilisé pour l'application qui lea amené à être pollué, et une partie des particules solides qui sont en suspension et qui n'ont pas été utilisées dans le traitement, pour pouvoir, éventuellement, les recycler et les utiliser à nouveau. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif d'épuration de liquide contenant en suspension des particules solides de très petites dimensions, caractérisé par le fait qu'il comprend - un premier bac apte à contenir ledit liquide à épurer, - un second bac de réception, - des premiers moyens de conduits fluidiques pour relier ledit premier bac audit second bac, l'entrée desdits premiers moyens de conduits étant située à un premier niveau haut dans ledit premier bac, la sortie desdits premiers moyens de conduits étant située à un deuxième niveau haut dans ledit second bac de réception, - des seconds moyens de conduits reliant un point bas dudit second bac de réception à un troisième niveau haut dans ledit second bac, cesdits seconds moyens de conduits comprenant en série, entre ledit point bas et ledit troisième niveau haut, un accélérateur de circulation fluidique et un filtre à deux voies ayant une entrée et deux première et seconde sorties , respectivement du liquide contenant lesdites particules et du liquide épuré, ledit filtre étant connecté dans lesdits seconds moyens de conduits entre son entrée et sa dite première sortie, et - des troisièmes moyens de conduits reliant ladite seconde sortie dudit filtre à un quatrième niveau dans ledit premier bac. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels - la Figure 1 représente un schéma de principe d'un mode de réalisation d'un dispositif d'épuration d'un liquide selon l'invention, et - la Figure 2 représente un détail de réalisation d'un élément du dispositif selon la Figure 1. La Figure 1 représente un schéma de principe d'un mode de réalisation d'un dispositif d'épuration, selon l'invention,- d'un liquide, comme de l'eau, contenant en suspension des particules, par exemple de résine nécessaire au traitement de pièces pour les étancher par imprégnation de leurs pores. Le mélange 1 d'eau avec les résines en suspension est, par exemple, contenu dans un premier bac principal 2 suffisamment grand pour pouvoir, éventuellement, contenir des pièces à traiter, notamment par lavage, à l'unité ou en grande quantité. Ce bac est aussi assez haut pour pouvoir, de plus, contenir un volume important de mélange 1. A ce premier bac 2 est associé un second bac de réception 3. Les deux bacs 2 et 3 sont reliés par une conduite 4 pour alimenter le bac de réception 3 à partir du bac principal 2. Cette conduite est disposée de façon que, d'une part cette alimentation se passe simplement par gravitation et, d'autre part le volume du mélange 1 contenu dans ce bac principal 2 ait sa surface supérieure 5 toujours à un même niveau 10. Pour cela, l'entrée 6 de la conduite 4 est située à l'intérieur du bac et dans le plan du niveau 10 et la conduite présente une pente relative pour que sa sortie 7 soit située à un niveau 9 situé en dessous de celui du plan 10. De cette façon, quand le mélange augmente de volume pour quelle cause que ce soit et quand donc son niveau monte, ce mélange liquide en excès s'écoule par la conduite 4 dans le bac de réception 3, jusqu'à ce que sa surface supérieure 5 revienne au niveau 10 de l'entrée 6 de cette conduite 4. De façon avantageuse, le bac de réception 3 comprend, en dessous du niveau 9, un trop plein Il pour éviter que, par un excès de liquide, ce bac ne déborde. L'entrée 12 du trop plein il est située à un niveau 13 inférieur au niveau 9 défini ci-dessus. Il est à préciser que le niveau 10 est situé dans la partie haute du bac principal 2 et que, de même, le niveau 9, bien qu'en dessous du niveau 10 est dans une partie haute du bac de réception 3. De mime, le niveau 13 est juste en dessous du niveau 9. Le dispositif décrit ci-dessus comporte, en plus, des moyens de conduite 20 reliant le bas, et avantageusement le fond, 21 du bac de réception 3 à un point haut 22 de ce même bac, avantageusement au voisinage, par exemple, du niveau 9. Ces moyens de conduite 20 comprennent, en série, un accélérateur de circulation de fluide 23, comme par exemple une pompe d'une puissance relativement importante, par exemple pour un débit de 20 m3/h, une puissance de 5, 5 kW. L'entrée 24 de cette pompe est connectée à une ouverture 25 réalisée sensiblement dans le fond 21 du bac récepteur 3 par une portion de conduite 26 qui peut, en plus, comporter en série une vanne 27, par exemple du type électromagnétique, commandable par un signal électrique appliqué à son entrée de commande 28. La sortie 22 de cet accélérateur 23 est reliée par une autre portion de conduite 29 à un filtre 30. Ce filtre 30 comporte une première voie entre son entrée 31 et sa sortie 32, et une seconde voie de dérivation sur cette première voie ayant une sortie, ou une pluralité de sorties, 33. Ce filtre 30 permet de séparer une certaine quantité de molécules du liquide des impuretés solides lorsque le mélange circule dans la première voie, et de recueillir le liquide filtré à la sortie 33. Pour obtenir une certaine quantité de liquide filtré à la sortie 33 de la seconde voie, il est nécessaire de faire circuler dans la première voie une beaucoup plus grande quantité de liquide comportant des impuretés. En fait, un tel filtre est d'ailleurs connu en lui-même.Il peut, par exemple, être du type de celui qui est commercialisé par la Société Rhône-Poulenc sous la référence "MODULE PLEIADE type UFP10". Cependant un tel dispositif 30 n'est représenté que sur la Figure 2, pour en expliquer et comprendre son fonctionnement. Avantageusement aussi, dans cette portion de conduite 29, est inséré un pressostat 40 apte à délivrer à sa sortie 41 un signal fonction de la pression à laquelle le fluide est amené par l'accélérateur surpresseur 23. La sortie 41 du pressostat 40 peut ainsi être connectée à l'entrée de commande 28 de la vanne d'arrêt 27, et aussi à l'entrée de commande 42 d'un coupe-circuit 43 monté en série sur l'alimentation 44 de l'accélérateur surpresseur 23. De cette façon, si pour des raisons quelconques, la pression à la sortie de la pompe chute à une valeur trop faible, le pressostat 40 délivre à sa sortie 41 un signal pour commander, par exemple dans un souci de sécurité, la fermeture de la vanne 27 et l'ouverture du coupecircuit 43 pour ne plus alimenter l'accélérateur 23, afin de permettre aux techniciens de pouvoir intervenir, si nécessaire. Dans cette conduite 29 peut aussi être insérée une vanne de réglage 50 pour pouvoir ajuster la pression à l'entrée du filtre 30, afin de lui permettre d'assurer sa fonction dans le meilleur rendement. Dans ces conditions, la sortie 32 de la première voie est reliée au point haut 22 par une troisième portion de conduite 51, la sortie 52 débouchant à ce point haut 22 dans le bac de réception 3. Par contre, la sortie 33 de la seconde voie est reliée par une canalisation 60 au bac principal 2, la sortie 61 de cette canalisation débouchant dans le bac 2 sensiblement à un niveau moyen 62. Avantageusement, dans cette canalisation 60 est aussi inséré, par exemple, un clapet antiretour 63 et un gyromètre 64 pour contrôler le débit à la sortie de la seconde voie et, éventuellement, à travers une fenêtre, observer la qualité du liquide filtré parcourant cette canalisation et allant au bac principal 3. Bien entendu, cette observation peut être effectuée visuellement. Mais on peut aussi associer à ce gyromètre un système d'analyse automatique 65, comme représenté très schématiquement, à base par exemple d'une source lumineuse couplée à une cellule photosensible. Cette observation permet de détecter les instants où la qualité de filtration du filtre 30 n'est plus suffisante, ce qui peut être par exemple dû à la détérioration d'un ou de plusieurs éléments du filtre. Pour comprendre le fonctionnement du filtre 30 et les avantages du dispositif d'épuration selon l'invention, un schéma de réalisation du filtre 30 a été donné sous forme très schématique sur la Figure 2. Ce filtre 30 à deux voies comprend une enceinte 100 à deux entrées qui sont respectivement les entrées 31 et 32 définies ci-avant. Dans cette enceinte 100, sont disposées une pluralité d'enceintes secondaires 101, 102, 103, ... dont les parois latérales longitudinales 104, 105, 106, 107, 108, 109, ... sont avantageusement disposées sensiblement parallèles à un axe passant par les deux entrée et sortie 31 et 32, et sont réalisées en membrane filtrante permettant de laisser passer le liquide filtré mais, en aucune façon, les particules et impuretés solides. Ces parois délimitent entre deux enceintes secondaires 101-102, 102-103, ... des espaces longitudinaux 121, 122, 123 ... reliant l'entrée 31 et la sortie 32, dans lesquels pourra circuler à relativement grande vitesse le fluide à épurer. De plus, chacune de ces enceintes secondaires 101, 102, 103, ... comporte une tubulure de sortie 110, 111, 112 ... L'ensemble de ces tubulures peut être relié à un collecteur unique 113 (Figure 1) pour ne définir qu'un seul orifice de sortie 33 de la seconde voie du filtre 30. Le dispositif décrit et illustré sur les Figures 1 et 2 fonctionne de la façon suivante Le bac principal 2 est rempli jusqu'au niveau 10 avec le mélange 1 de liquide comme de l'eau avec en suspension des particules solides comme de la résine. Ce bac peut être le bac dans lequel sont réalisées les opérations de trempage pour lavage, comme dans l'exemple donné en préambule, ou alors un bac tampon qui sert à récupérer les mélanges à épurer. Si, par exemple, le volume de mélange de ce bac 2 était trop important, l'excès s'écoulerait par la conduite 4. Après un certain nombre de remplissages du bac 2 qui a débordé plusieurs fois, le bac de réception 3 doit donc contenir un certain volume de mélange suffisant pour avoir un niveau 8 au-dessus de l'orifice entrée 25 de la portion de conduite 26. Dans ce cas, la vanne 27 est ouverte et le mélange liquide est donc forcé de circuler dans les moyens de conduits 20 en traversant la première voie du filtre 30 à une relativement grande vitesse entre l'entrée 31 et la sortie 32 dans les espaces 121 , 12Zfl 123, ...En circulant dans cette première voie, seul le liquide peut passer à travers les membranes 104-109, ...et eF enîr dans esenceintes secondaires 101-103, ... pour entre évacué par les conduits 1i#1i2, vers la sortie unique 33 de la seconde voie du filtre 30 constituée par ltensemble des enceintes secondaires Les impuretés solides, elles, ne passant pas à travers les membranes 1C#-1O9, , sont alors entratriées par le reste du mélange liquide non filtré vers la sortie 32 Ceci présente un énorme avantage : les i#impuretés solides ne restent pas sur les membranes de filtration et donc n'obstruent pas les pores de filtration des membranes. Le filtre 30 n'a donc pratiquement pas besoin d'entretien, uniquement dans le cas, par exemple de détérioration d'une membrane ou d'une fuite de enceinte principale vers les enceintes secondaires, etc En conséquence7 par la canalisation 60, du fluide épuré retourne au bac 2 qui reste ainsi toujours rempli à un m@me niveau 10 défini par l'ouverture 5 de la conduite 4 qui Joue le rôle de trop-plein. De plus, l'ensemble du volume du mélange liquide-particules solides en suspension reste constant du fait que le dispositif fonctionne en circuit fermé, Par contre, le mélange qui retourne au bac de réception 3 par la portion de conduite 51 est plus concentré en particules solides, Après un certain temps de fonctionnement, le bac de réception contient un mélange extrèmement concentré, et même saturé, en particules solides, tandis que le contenu du bac principal 2 est presque totalement du liquide purifié qui peut être réutilisé tel quel, ou alors vidé par des moyens d'évacuation classique que lton trouve dans tous les lieux où se situent des industries utilisant de tels mélanges. Quant au contenu du bac de réception 3, il peut être décomposé en deux parties. Dans ce mélange liquide très concentré en particules comme des résines et en impuretés, les particules de résine surnagent et sont pratiquement pures. On peut très facilement récupérer 30 à 40 % des particules de résine pour les réutiliser ultérieurement. Par contre, le reste peut être desséché, puis mis en décharge sans difficulté. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'épuration d'un liquide contenant en suspension des particules solides de très petites dimensions, caractérisé par le fait qu'il comprend - un premier bac (2) apte à contenir ledit liquide à épurer, - un second bac de réception (3), - des premiers moyens (4) de conduits fluidiques pour relier ledit premier bac (2) audit second bac (3), l'entrée (6) desdits premiers moyens (4) étant situés à un premier niveau haut (10) dans ledit premier bac, la sortie (7) desdits premiers moyens de conduits étant situés à un deuxième niveau haut (9) dans le dit second bac (3) de réception, - des seconds moyens de conduits (20) reliant un point bas (21, 25) dudit second bac (3) de réception à un troisième niveau haut (22) dans ledit second bac (3), cesdits seconds moyens de conduits (20) comprenant en série, entre ledit point bas et ledit troisième niveau haut, un accélérateur de circulation fluidique (23) et un filtre (30) à deux voies ayant une entrée (31) et deux première et seconde sorties (32, 33), respectivement du liquide contenant lesdites particules et du liquide épuré, ledit filtre (30) étant connecté dans lesdits seconds moyens de conduits entre son entrée (31) et sa dite première sortie (32), et - des troisièmes moyens de conduits (60) reliant ladite seconde sortie (33) dudit filtre (30) à un quatrième niveau (61) dans ledit premier bac (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens de conduits (20) comprennent en outre en série une vanne (27), des moyens pour commander ladite vanne, ladite vanne étant située sur lesdits seconds moyens de conduits (20) en amont dudit accélérateur de circulation fluidique (23). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, carac térisé par le fait que ledit filtre (30) est disposé en aval dudit accélérateur (23), une vanne de réglage (50) étant disposée sur lesdits moyens de conduits (20) entre ledit accélérateur (23) et ledit filtre (30). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'aux dits troisièmes moyens de conduits (60) sont associés des moyens (65) pour observer la circulation dudit liquide dans cesdits troisièmes moyens de conduits (60). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, dans lesdits troisièmes moyens de conduits (60) est inséré un gyromètre (64) pour détecter la circulation du fluide dans cesdits troisièmes moyens de conduits (60). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, dans lesdits troisièmes moyens de conduits (60), est inséré un clapet anti-retour (63). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit quatrième niveau (61, 62) est situé sensiblement au milieu dudit premier bac (2). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens de conduits (4) sont constitués par une conduite, ledit deuxième niveau haut (9) dans ledit second bac étant en dessous dudit premier niveau haut (10) dans ledit premier bac.