Brevet FR2616425A1 — publié le 19881216

-1 DISPOSIW POUR L'EPURAIIC D'EAU HE/TE-PAR 0OMSE INVSEM L'invention concerne un dispositif pour l'épuration d'eau brute par élimination des matières indésirables, suivant le principe de l'osmose inverse, ce dispositif comprenant une pompe d'alimentation entra!née, qui reçoit l'eau brute, et un circuit d'eau raccordé à cette pompe d'alimentation et comportant une pompe de circulation entraînée, de sorte que la pression de l'eau brute refoulée est augmentée au-dessus de la pression osmotique, et une unité d'osmose inverse à partir de laquelle, après traitement d'osmose inverse, une partie de l'eau est disponible commne eau pure tandis que la partie restante quitte l'unité d'osmose inverse sous la forme d'eau brute concentrée et revient au moins partiellement à la pompe de circulation. L'eau du sous-sol pour la préparation d'eau à usage industriel et/ou domestique distribuée par les réseaux publics est de plus en plus contaminée par des matières nocives ou indésirables d'une autre facon, en raison de la pollution croissante à laquelle le sol est exposé, par exemple du fait d'un emploi excessif d'engrais ou de l'utilisation importante d'herbicides, pesticides, insecticides, etc. Par suite, la préparation d'eau potable domestique et/ou industrielle est de plus en plus difficile et nécessite l'emploi d'équipements d'épuration supplémentaires. Ces équipements sont connus en eux- mêmes et fonctionnent suivant le principe de l'osmose inverse. Conformément à ce principe, l'eau brute ou pré-traitée provenant d'eau souterraine est envoyée à l'unité d'osmose inverse de l'équipement. Une partie de l'eau traverse la membrane de l'unité et les impuretés indésirables sont éliminées. Cette partie de l'eau sort ensuite de l'unité et elle est disponible pour une utilisation conmme eau domestique potable. La partie restante, qui n'a pas traversé la membrane, sort également de l'unité et est utilisable comme eau industrielle et/ou domestique pour des besoins appropriés. De tels équipements sont conçus pour une utilisation industrielle à grande échelle, ce qui entraîne des exigences de construction importantes et des coûts de production correspondants. Cela résulte principalement de ce que les deux pompes sont installées séparément et de ce que chaque pompe comporte son propre moteur d'entraînement. Ainsi, de tels équipements ne conviennent pas pour un usage privé. La présente invention a pour objet de procurer un dispositif du type mentionné ci-dessus et convenant particulièrement à un usage domestique, les coûts de production de ce dispositif étant relativement faibles. Sur la base du dispositif décrit plus haut, l'objectif de l'invention est atteint par agencement de la pompe d'alimentation et de la pompe de circulation sur un arbre commun entraîné par un moteur. Dans un mode préféré de réalisation du dispositif suivant l'invention, l'arbre commun est un prolongement de l'arbre du moteur et les pompes sont agencées sans laisser d'espace entre elles et elles sont directement fixées par bride au moteur, la pompe d'alimentation faisant face au moteur. Dans un autre mode de réalisation, une partie de la paroi du corps constitue également une partie de la paroi du corps de l'autre pompe. Le dispositif suivant l'invention est très compact, puisque les deux pompes sont placées l'une contre l'autre et nécessitent un seul moteur d'entraînement. Par suite, les besoins d'espace pour l'installation d'un tel dispositif sont fortement réduits et l'équipement complet peut être installé économiquement, notamment dans des maisons particulières. L'utilisation du dispositif suivant l'invention dans une maison particulière est également avantageux puisque, dans une maison particulière, on utilise seulement 10 % de l'eau prélevée sur le réseau public pour des besoins liés à l'alimentation et à la boisson, tandis que le reste de l'eau est utilisé pour des besoins d'hygiène. On décrit ci-après l'invention de façon plus détaillée, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique avec coupe partielle d'un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, et la figure 3 est une vue détaillée de la partie X de la figure 2. La figure 1 illustre un dispositif comprenant un groupe moto-pompe 1, une unité d'osmose inverse 2, un tuyau de circulation 3 reliant ces deux composants, un premier tuyau 4 pour la sortie d'eau épurée de l'unité 2, un deuxième tuyau 5 pour la sortie d'eau non épurée de l'unité 2, et un tuyau de dérivation 6 reliant le deuxième tuyau de sortie 5 au groupe 1. Le groupe 1 est alimenté en eau non traitée, venant du réseau public, par un tuyau d'entrée 7. Le groupe 1 comprend un moteur 8, de préférence un moteur électrique noyé à vitesse réglable du type à moteur intégré, une pompe d'alimentation 9 qui est de préférence une pompe à déplacement, et une pompe de circulation 10 qui est de préférence une pompe centrifuge. L'unité d'osmose inverse 2 comprend essentiellement un corps 11 dans lequel est placée une membrane 12 qui effectue l'osmose inverse et sépare le corps en deux chambres 13 et 14. Le moteur électrique 8 comprend un arbre 15 comportant un prolongement 16 pour le montage de la pompe d'alimentation 9 ainsi que pour le montage de la pompe de circulation 10, le moteur étant de préférence du côté de la pompe d'alimentation. Afin d'obtenir un groupe 1 aussi compact que possible, le moteur 8 est fixé par bride à une partie 17 du corps de la pompe d'alimentation 9. En outre, les deux pompes 9 et 10 sont mutuellement raccordées par bride, conmme illustré clairement sur la figure 1. Une partie de la paroi du corps d'une pompe peut également constituer une partie de la paroi du corps de l'autre pompe. Dans le mode de réalisation illustré, la partie 18 du corps de la pompe 9 constitue une partie de la paroi du corps de la pompe 10, ce qui supprime une paroi dans le corps 19. Ainsi, les trois parties 8,9 et 10 sont agencées sans laisser d'espace entre elles et il est clair que le moteur 8 entraîne simultanément la pompe 9 et la pompe 10. Le moteur électrique 8 peut être refroidi par une partie de l'eau circulant dans les tuyaux 3,5 et 6, au moyen d'un passage de fluide usuel 20 conduisant à une chambre de rotor 21 du moteur 8. Le dispositif suivant l'invention comporte en variante un chemin de fluide 20 conduisant à la chambre de rotor 21 du moteur 8, pour refroidir le moteur avec de l'eau concentrée venant de l'unité d'osmose inverse 2. Après avoir rempli sa fonction de refroidissement, l'eau est évacuée par un raccord de purge 22 et ensuite par un tuyau de sortie 23, représenté en pointillé. On peut munir le deuxième tuyau de sortie 5 et le tuyau de sortie 23 de vannes de réglage 24 et 25, afin de maintenir la pression d'eau désirée dans les tuyaux 3,5 et 6 ainsi que dans l'unité 2 et la pompe 10. Dans une variante de réalisation, la vanne 24 et la partie du tuyau de sortie 5 s'étendant au-delà du tuyau de dérivation 6 sont supprimées, de sorte que l'eau non épurée est évacuée seulement par le tuyau 23. Dans encore un autre mode de réalisation, l'eau non épurée est évacuée par le tuyau 5, et le tuyau 23 sert seulement de sortie pour l'eau de refroidissement du moteur 8. La pompe d'alimentation 9 est de préférence une pompe à ailettes, sensiblement connue en soi (voir la figure 2). Un rotor 26 de cette pompe est monté d'une manière rigide en torsion sur le prolongement d'arbre commun 16 et il porte une pluralité d'ailettes 27 montées de façon coulissante dans des gorges 28. La longueur L d'une ailette 27 est habituellement de 6 à 20 fois et de préférence 10 à 15 fois la longueur maximale de la course H de ladite ailette. L'ailette 27 comprend une réserve d'usure R de manière à assurer un guidage exact dans la partie de guidage F de la gorge 28 du rotor 26, malgré l'usure. La réserve est constituée de telle façon que l'extrémité intérieure de la gorge 28 comporte un logement élargi 29, l'extrémité intérieure de l'ailette faisant juste saillie dans ledit logement lorsque l'ailette a atteint sa position extrême, c'est-à-dire lorsqu'elle s'est déplacée vers l'extérieur d'une valeur égale à la course maximale. La réserve a une valeur maximale d'environ 3 à 8 fois la longueur maximale de la course H de l'ailette 27. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne comme suit. Par l'intermédiaire du tuyau d'entrée 7 et de la pompe o10 d'alimentation 9 entratnée par le moteur 8, on introduit dans le dispositif une quantité d'eau non traitée égale à la quantité extraite du dispositif pour l'utilisation. Cette quantité est envoyée, par la ou les sorties 9 a de la pompe 9 et à la pression désirée au-dessus de la pression osmotique, à la pompe de circulation 10. La pompe de circulation 10 est également alimentée par les tuyaux 5 et 6 et elle refoule l'eau vers le tuyau de circulation 3. Une partie de l'eau circulant dans la première chambre 13 de l'unité d'osmose inverse 2 par l'intermédiaire du tuyau 3 traverse la membrane 12, est ainsi épurée et arrive dans la chambre 14. De là, l'eau épurée sort par le premier tuyau de sortie 4, vers le ou les points d'utilisation désirés. La partie restante de l'eau, qui n'a pas traversé la membrane 12, est concentrée du fait d'une certaine quantité d'impuretés arrêtées par la membrane, et elle est dirigée vers un ou des endroits d'utilisation appropriés, par le deuxième tuyau de sortie 5. Afin de protéger la membrane contre une surcharge prématurée, on prélève une quantité prédéterminée d'eau, par le tuyau de dérivation 6, et on la renvoie à l'unité 2, à grande vitesse, au moyen de la pompe de circulation et du tuyau 3, ladite quantité prédéterminée étant ajoutée à l'eau brute additionnelle venant du tuyau d'entrée 7. Par suite, les impuretés filtrées par la membrane et accrochées à celle-ci sont chassées par la grande vitesse, d'une manière connue. 26 16425 REVJg4I)IOHIS 1. Dispositif pour l'épuration d'eau brute par élimination des matières indésirables conformément au principe de l'osmose inverse, ce dispositif comprenant une pompe d'alimentation entraînée qui reçoit l'eau brute, et un circuit d'eau raccordé à cette pompe d'alimentation et comportant une pompe de circulation entra!née, de sorte que la pression de refoulement de l'eau brute est augmentée au-dessus de la pression osmotique, et une unité d'osmose inverse à partir de laquelle, après traitement d'osmose inverse, une partie de l'eau est disponible conmme eau pure tandis que la partie restante quitte l'unité d'osmose inverse sous la forme d'eau brute concentrée et revient au moins partiellement à la pompe de circulation, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation (9) et la pompe de circulation (10) sont montées sur un arbre commun (16) entraîné par un moteur (8). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (15) du moteur (8) comporte un prolongement (16), et en ce que la pompe d'alimentation (9) et la pompe de circulation (10) sont montées sans laisser d'espace entre elles sur ledit prolongement (16), le moteur étant de préférence fixé par bride au corps (17) de la pompe d'alimentation. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une partie (18) de la paroi du corps (17) de la première pompe (9) constitue également une partie de la paroi du corps (19) de l'autre pompe (10). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation (9) est une pompe à déplacement et la pompe de circulation (10) est une pompe centrifuge. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation (9) est une pompe à ailettes, de préférence à double effet. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport de la longueur (L) des ailettes (27) de la pompe à ailettes à la longueur maximale de course (H) desdites ailettes est compris entre 6 et 20, et de préférence entre 10 et 15. 7. Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les ailettes (27) de la pompe à ailettes possèdent une réserve d'usure (R) en ce qui concerne la longueur de guidage (F) de la gorge (28), ladite réserve d'usure étant au plus de 3 à 8 fois la longueur maximale de course (H) de l'ailette. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est de préférence un moteur électrique et plus avantageusement un moteur noyé, par exemple un moteur intégré. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un chemin de fluide (20) conduisant à la chambre de rotor (21) du moteur (8), pour refroidir le moteur avec de l'eau concentrée venant de l'unité d'osmose inverse (2). Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le tuyau (23) de sortie d'eau de refroidissement du moteur (8), par lequel l'eau de refroidissement quitte le moteur, comporte une vanne de réglage (25) pour régler la pression du circuit d'eau (2, 3, 5, 6, 10). 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse du moteur est réglable.