Brevet FR2763518A1 — publié le 19981127

La présente invention concerne une installation pour le traitement de fluides, généralement aqueux. Elle concerne plus particulièrement une installation pour le traitement de l'eau d'abreuvement d'animaux d'élevage par la régulation en continu de l'acidité de cette eau d'abreuvement. I1 existe de nombreuses installations pour le traitement de fluides, en particulier de fluides aqueux. Un tel traitement se caractérise généralement par l'addition d'un fluide de traitement, tel qu'un acide, une base ou tout autre produit généralement chimique dans la ligne d'alimentation en fluide aqueux. La difficulté d'une telle addition est liée à la différence de densité existant généralement entre le fluide aqueux à traiter et le fluide de traitement. I1 en résulte un mélange hétérogène accompagné de nombreux dépôts du fluide de traitement, généralement plus lourd, sur les parois de l'installation. Ce dépôt se traduit rapidement par un colmatage de l'installation. En outre, dans ce cas, la régulation de la quantité de fluide de traitement à ajouter est difficile à opérer, l'hétérogénéité du mélange amenant à des valeurs de mesure fausses. Or, une mauvaise régulation de paramètres, tels que l'acidité, d'une eau d'abreuvement d'animaux d'élevage peut avoir des conséquences importantes sur la vie des animaux. On sait que le maintien du pH de l'eau à l'intérieur de plages de valeurs prédéterminées permet de supprimer certains parasites contenus dans l'eau, d'augmenter l'appétit des animaux, etc. Jusqu'à présent, pour pallier ce problème d'obtention d'un mélange hétérogène fluide de traitement/fluide à traiter, on a conçu des installations de mélange complexes, telles que celle décrite dans le brevet US-A-3.743.598. Dans ce cas, l'installation de traitement comporte un réservoir allongé et disposé à l'horizontal, ce réservoir étant équipé d'une entrée d'alimentation en flux de fluide à traiter, d'une seconde entrée d'un flux de traitement, d'une sortie desdits fluides, lesdits flux de fluides se mélangeant à l'intérieur dudit réservoir au cours de leur écoulement de leur entrée respective vers la sortie, au moins un organe de mesure d'une caractéristique du mélange de fluides et au moins des moyens de commande de la quantité de flux de fluide de traitement à introduire dans le réservoir, ces moyens de commande étant asservis audit organe de mesure. Cette installation se caractérise par la présence à l'intérieur du réservoir d'une chicane pour créer des turbulences favorisant l'écoulement desdits flux de fluides à l'intérieur du réservoir. Toutefois, une telle installation présente l'inconvénient de ne pas résoudre le problème du dépôt de fluide de traitement à l'intérieur de l'installation mais au contraire de l'accentuer en augmentant, du fait de la présence de la chicane, les pertes de charge à l'intérieur du réservoir. En outre, une telle installation est relativement complexe à fabriquer. Le but de la présente invention est donc de proposer une installation de conception simple, en particulier exempte de pièces mobiles, à l'intérieur de laquelle les pertes de charge sont faibles malgré l'obtention d'un mélange homogène de fluides de densités différentes. Un autre but de la présente invention est de proposer une installation de traitement dans laquelle les risques de colmatage de l'installation par dépôt du fluide de traitement sur les parois de l'installation sont extrêmement faibles. Un autre but de l'invention est de proposer une installation pour le traitement de fluides dans laquelle les variations du réseau d'alimentation en fluides à traiter sont prises en compte en temps réel et en continu. A cet effet, l'invention a pour objet une installation pour le traitement de fluides, généralement aqueux, tels que de l'eau d'abreuvement d'animaux d'élevage, par la régulation en continu d'une caractéristique, telle que l'acidité, dudit fluide, cette installation comprenant au moins un réservoir sous pression équipé d'au moins une entrée d'alimentation en flux de fluide à traiter, tel que de l'eau d'abreuvement, d'au moins une seconde entrée d'un flux de fluide de traitement, d'au moins une sortie desdits fluides, lesdits flux de fluides se mélangeant à l'intérieur dudit réservoir au cours de leur écoulement de leur entrée respective vers la sortie, au moins un organe de mesure de la caractéristique du fluide traité et au moins une pompe doseuse de la quantité de flux de fluide de traitement à introduire dans le réservoir à travers ladite seconde entrée, le fonctionnement de cette pompe étant asservi à la valeur de la mesure effectuée par ledit organe de mesure, installation caractérisée en ce que le réservoir est organisé autour d'un axe vertical, les entrées de flux de fluides étant disposées en partie haute dudit réservoir tandis que la sortie du fluide traité et l'organe de mesure sont disposés en partie basse du réservoir de manière à assurer un écoulement libre suivant une trajectoire essentiellement verticale desdits flux de fluides à l'intérieur dudit réservoir. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le réservoir est constitué d'une face formant fond et d'une face du dessus reliées entre elles par des parois latérales organisées autour dudit axe vertical. Dans ce cas, l'entrée du fluide de traitement est de préférence ménagée dans la face du dessus du réservoir au voisinage de l'axe vertical dudit réservoir. Avantageusement, la sortie du réservoir est alors ménagée dans la face formant fond du réservoir au voisinage de l'axe vertical dudit réservoir. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique partielle d'une installation pour le traitement de fluides conforme à l'invention. L'installation pour le traitement de fluides, objet de l'invention, est plus particulièrement destinée au traitement de l'eau d'abreuvement d'animaux d'élevage, par régulation de cette eau en maintenant le pH de cette eau en deçà d'une valeur de pH prédéterminée. Toutefois, cette installation pourra être utilisée pour le traitement de n'importe quel type de fluide par addition d'un autre fluide. Comme il a déjà été précisé ci-dessus, le pH de l'eau d'abreuvement, appelée fluide à traiter, d'animaux d'élevage est un paramètre important car le pH influe sur la qualité de l'eau notamment en terme de charge bactériologique. Cette eau d'abreuvement présente généralement des variations importantes d'un élevage à un autre. En outre, au sein d'une même installation, la qualité de l'eau et ses propriétés peuvent varier fortement au cours d'une journée. Il est donc primordial de disposer d'une installation qui traite en temps réel et en continu le fluide à traiter. Pour ce faire, l'installation, objet de l'invention comprend un réservoir 1 sous pression équipé d'au moins une entrée 2 d'alimentation en flux de fluide à traiter et d'au moins une seconde entrée 3 d'un flux de fluide de traitement. Dans l'exemple choisi, le fluide à traiter est constitué par de l'eau d'abreuvement des animaux d'élevage tandis que le fluide de traitement est constitué par un acide ou un mélange d'acides. A titre d'exemple, on peut utiliser comme acide un mélange peroxyde d'hydrogène/acide acétique, un mélange d'acide paracétique et d'un acide organique faible, un acide lactique isomère, etc. Bien évidemment, comme il a été précisé ci-dessus, tout autre fluide de traitement peut être utilisé en fonction de la régulation à effectuer. L'eau d'abreuvement constituant le fluide à traiter est quant à elle constituée par l'eau du réseau d'eau. Le réservoir 1 comporte encore au moins une sortie 4 des fluides, les flux de fluides se mélangeant à l'intérieur dudit réservoir l au cours de leur écoulement de leur entrée respective 2, 3 vers la sortie 4. Cette sortie 4 est par exemple raccordée de manière en soi connue à une installation de distribution dudit fluide ainsi traité aux animaux. Le réservoir comporte encore, de manière en soi connue, au moins un organe de mesure 5 d'une caractéristique du fluide traité et au moins une pompe doseuse 10 de la quantité de flux de fluide de traitement à introduire dans le réservoir à travers ladite seconde entrée 3. Le fonctionnement de cette pompe 10 est asservi à la valeur de la mesure effectuée par ledit organe de mesure 5. Dans l'exemple représenté, l'organe de mesure 5 est une sonde d'un pH mètre 11. La pompe doseuse 10, asservie à l'organe de mesure 5, est quant à elle une pompe doseuse à volume constant, généralement électromagnétique, reliée d'une part à l'entrée 3 de fluide de traitement du réservoir 1, d'autre part à un réservoir 12 de stockage du fluide de traitement, le fonctionnement de la pompe doseuse étant asservi à la valeur mesurée par ledit organe de mesure 5 par rapport à une valeur de consigne prédéterminée, de préférence réglable. Cette valeur de consigne est réglée par l'utilisateur au niveau du pH mètre 11. Le principe de fonctionnement de la pompe doseuse 10 est le suivant. Lorsque la valeur mesurée par l'organe de mesure 5 est supérieure à la valeur de consigne prédéterminée, le pH mètre 11 émet un signal en direction de la pompe doseuse 10 qui pompe un volume prédéterminé constant de fluide de traitement dans le réservoir de stockage 12 du fluide de traitement pour l'injecter à l'intérieur dudit réservoir 1 à travers l'entrée 3 d'alimentation en fluide de traitement dudit réservoir 1. Cette opération peut être répétée plusieurs fois jusqu'à ce que l'organe de mesure 5 mesure une valeur de pH inférieure à la valeur de consigne prédéterminée. L'acidité de l'eau est alors conforme à celle souhaitée par l'opérateur. Selon l'invention, cette installation se caractérise d'une part par la forme du réservoir, d'autre part par la disposition des entrées de la sortie et de l'organe de mesure à l'intérieur dudit réservoir. En effet, le réservoir 1 est organisé autour d'un axe vertical XX'. Les entrées 2 et 3 de flux de fluides sont disposées en partie haute dudit réservoir 1 tandis que la sortie 4 du fluide traité et l'organe de mesure 5 sont disposés en partie basse du réservoir. On obtient ainsi un écoulement libre suivant une trajectoire essentiellement verticale des flux de fluides à l'intérieur du réservoir 1 avec des pertes de charge à l'intérieur du réservoir réduites au minimum. On supprime ainsi également toute accumulation de dépôts de fluide de traitement le long des parois internes du réservoir 1. Comme le montre la figure 1, le réservoir 1, généralement constitué par une cuve en inox d'une contenance de l'ordre d'une vingtaine de litres, comporte une face formant fond 6 et une face du dessus 7 reliées entre elles par des parois latérales 8 organisées autour dudit axe vertical XX'. Le réservoir 1 affecte ainsi la forme d'un corps d'allure générale cylindrique. L'entrée 3 du fluide de traitement est ménagée dans la face du dessus 7 du réservoir 1 au voisinage de l'axe vertical XX' dudit réservoir 1. La sortie 4 du réservoir 1 est quant à elle ménagée dans la face formant fond 6 du réservoir 1 au voisinage de l'axe vertical XX' dudit réservoir 1. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'entrée 3 du fluide de traitement et la sortie 4 du réservoir 1 sont situées sur un même axe vertical, en particulier l'axe XX' du réservoir 1, comme cela est représenté à la figure 1. Le mélange est ainsi optimisé. Pour parfaire l'évacuation du produit de traitement et éviter son accumulation au niveau de la face formant fond 6 du réservoir 1, la face formant fond 6 du réservoir 1 délimite une surface concave à concavité tournée vers l'intérieur du réservoir 1. Cette concavité facilite l'écoulement du fluide traité le long de la face formant fond du réservoir 1. Dans l'exemple représenté, cette face formant fond 6 affecte la forme d'un dôme ou d'une coupole dont le sommet serait disposé à l'extérieur dudit réservoir. De même, la face du dessus 7 dudit réservoir délimite une surface concave à concavité tournée vers l'intérieur du réservoir 1 pour augmenter la résistance à la pression du réservoir 1. En outre, cette concavité facilite l'écoulement du fluide de traitement introduit par l'entrée 3 le long de la paroi de la face du dessus dudit réservoir 1 de manière à permettre la répartition de ce fluide sur toute la surface interne du réservoir 1 et faciliter son mélange avec l'eau d'abreuvement introduite à l'intérieur du réservoir 1. Il en résulte un meilleur mélange entre lesdits flux de fluides. L'augmentation de la résistance à la pression du réservoir 1 est une caractéristique importante de ce réservoir. En effet, l'alimentation en flux de fluide à traiter s'effectue sous pression de manière continue à l'intérieur dudit réservoir 1. Cette pression est variable d'une installation à une autre. Ce réservoir 1 est généralement rempli en flux de fluide à traiter. En outre, l'addition de fluide de traitement à l'intérieur du réservoir génère, au cours du mélange de ce fluide de traitement avec le fluide à traiter, des gaz dont l'évacuation est nécessaire. Pour ce faire, le réservoir 1 est équipé dans sa partie haute d'une purge 9. Pour parfaire une telle installation, l'entrée 3 en fluide de traitement du réservoir 1 est équipée d'un clapet antiretour (non représenté). La pompe doseuse 10 à volume constant est, quant à elle, agencée pour permettre le réglage de la quantité de volume de fluide de traitement injectable. Cette quantité est réglée par l'opérateur au moyen d'un organe de réglage (non représenté) de la pompe en fonction du débit du flux de fluide à traiter introduit à l'intérieur du réservoir 1 par l'entrée 2. La sonde de mesure du pH mètre est généralement constituée par une électrode installée à l'intérieur d'un porte électrode vissé de manière étanche à l'intérieur d'un orifice ménagé dans la paroi latérale 8 du réservoir 1 au voisinage de la partie inférieure du réservoir. On note également que, dans l'exemple représenté, l'entrée 2 d'alimentation en fluide à traiter à l'intérieur du réservoir 1 est ménagée dans la partie haute dudit réservoir 1 dans une paroi latérale 8 dudit réservoir. Toutefois, un résultat identique pourrait être obtenu si cette entrée 2 était ménagée dans la face du dessus 7 dudit réservoir. Dans l'exemple représenté, entrée 2 en fluide à traiter et entrée 3 en fluide de traitement forment entre elles sensiblement un angle à 90 degrés. Il est à noter également que, du fait que l'organe de mesure 5 est vissé à l'intérieur d'un orifice ménagé dans la paroi latérale 8 du réservoir 1, il peut être aisément démonté par dévissage. Ce dévissage est nécessaire pour procéder à un étalonnage régulier du pH mètre 11. Cet étalonnage nécessite une vidange préalable du réservoir 1. Pour ce faire, l'entrée en alimentation en fluide à traiter 2 peut être obturée au moyen d'un organe de fermeture approprié, tel qu'une vanne. Le reste du temps, cet organe de fermeture est maintenu ouvert. Il est à noter enfin que la pompe doseuse 10 peut fonctionner également en débit proportionnel. Dans ce cas, la pompe sera utilisée pour d'autres applications, en particulier pour la distribution de médicaments par addition dudit médicament dans le fluide à traiter. REVENDICATIONS 1. Installation pour le traitement de fluides, généralement aqueux, tels que de l'eau d'abreuvement animaux d'élevage, par la régulation en continu d'une caractéristique, telle que l'acidité, dudit fluide, cette installation comprenant au moins un réservoir (1) sous pression équipé d'au moins une entrée (2) d'alimentation en flux de fluide à traiter, tel que de l'eau d'abreuvement, d'au moins une seconde entrée (3) d'un flux de fluide de traitement, d'au moins une sortie (4) du fluide traité, lesdits flux de fluides se mélangeant à l'intérieur dudit réservoir (1) au cours de leur écoulement de leur entrée respective vers la sortie, au moins un organe de mesure (5) de la caractéristique du fluide traité et au moins une pompe doseuse de la quantité de flux de fluide de traitement à introduire dans le réservoir à travers ladite seconde entrée (3), le fonctionnement de cette pompe étant asservi à la valeur de la mesure effectuée par ledit organe de mesure (5), installation caractérisée en ce que le réservoir (1) est organisé autour d'un axe vertical (XX'), les entrées (2, 3) de flux de fluides étant disposées en partie haute dudit réservoir (1) tandis que la sortie (4) de fluide traité et l'organe de mesure (5) sont disposés en partie basse du réservoir (1) de manière à assurer un écoulement libre suivant une trajectoire essentiellement verticale desdits flux de fluides à l'intérieur dudit réservoir (1). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réservoir (1) est constitué d'une face formant fond (6) et d'une face du dessus (7) reliées entre elles par des parois latérales (8) organisées autour dudit axe vertical (XX'). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'entrée (3) du fluide de traitement est ménagée dans la face du dessus (7) du réservoir (1) au voisinage de l'axe vertical (XX') dudit réservoir (1). 4. Installation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la sortie (4) du réservoir (1) est ménagée dans la face formant fond (6) du réservoir (1) au voisinage de l'axe vertical (XX') dudit réservoir (1). 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'entrée (3) du fluide de traitement et la sortie (4) du réservoir (1) sont situées sur un même axe vertical, en particulier l'axe vertical (XX') du réservoir (1). 6. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la face formant fond (6) et la face du dessus (7) dudit réservoir (1) délimitent des surfaces concaves à concavité tournée vers l'intérieur du réservoir (1) pour d'une part augmenter la résistance à la pression dudit réservoir (1), d'autre part faciliter l'écoulement des fluides le long desdites faces du réservoir (1). 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de mesure (5) est une sonde d'un pH mètre (11). 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la pompe doseuse (10) asservie à l'organe de mesure (5) est une pompe doseuse à volume constant reliée d'une part à l'entrée (3) de fluide de traitement dudit réservoir (1), d'autre part à un réservoir (12) de stockage du fluide de traitement, le fonctionnement de la pompe doseuse étant asservi à la valeur mesurée par ledit organe de mesure (5) par rapport à une valeur de consigne prédéterminée de préférence réglable. 9. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le réservoir (1) est équipé dans sa partie haute d'une purge (9). 10. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le fluide de traitement est un acide ou un mélange d'acides.