INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans un second mode de réalisation non représenté, la paroi de la seconde chambre est également équipée d'une double enveloppe. Dans ce cas, l'agencement de charnière reliant la première à la seconde chambre permet donc à la cuve d'être ouverte sans qu'il ne soit nécessaire de déconnecter les tuyauteries d'amenée et de retour du fluide thermique dans la double enveloppe équipant la seconde chambre. En effet, le double enveloppe de la seconde chambre est reliée en parallèle ou en série à la double enveloppe de la seconde chambre au moyen de tuyauteries flexibles ou rigides en utilisant des dispositifs de joints tournants. Cette même première chambre de forme conique est par ailleurs munie d'une ouverture (14) dans laquelle débouche une arrivée (15) de gaz ou de liquide, telle que par exemple représentée sur la figure 2. Le dispositif est en outre équipé de joints tournants non représentés permettant de conduire l'ensemble des fluides de la partie statique de filtre sécheur vers la partie rotative.
Le fonctionnement du dispositif de l'invention va maintenant être décrit.
Sur la figure 2, on a représenté le dispositif de l'invention au moment du chargement de la matière première en suspension (16). Comme illustré, la matière première en suspension est chargée par l'ouverture (7) en position verticale et immobile de la cuve, c'est-à-dire la première chambre positionnée au-dessus de la seconde chambre. Dans une forme de réalisation avantageuse, la pompe (19) reliant la cuve inférieure par le biais de la canalisation (9) est mise en marche dès l'opération de chargement et ce, de manière à commencer la filtration en permettant l'évacuation en continu des eaux mères, en particulier lorsque des suspensions très diluées sont chargées. Le dispositif de l'invention présente en effet l'avantage de pouvoir être utilisé pour la mise en oeuvre de procédés de filtration par lots, en discontinu, comme de procédés de filtration continue.
L'étape de filtration discontinue proprement dite par lot est représentée sur la figure 3. Cette étape de filtration est effectuée toujours en maintenant l'appareil en position verticale et immobile par mise sous pression ou non de la première chambre (2) au moyen notamment d'azote combiné avec une mise sous pression réduite de la seconde chambre (3). En pratique l'azote est conduit jusqu'à l'ouverture (14) de la cuve par le conduit (15). En effet, la différence de pression entre les deux chambres permet d'induire le transfert de matière entre les deux chambres, les particules de la suspension étant arrêtées à la surface du média filtrant (4) pour former un gâteau. Par ailleurs, le flux de la suspension entraînée à travers le média filtrant étant sensiblement proportionnel à la différence de pression entre les deux chambres, et la dépression étant imposée par la performance de la pompe, la mise sous pression de la première chambre présente l'avantage d'accélérer la filtration.
Dans une troisième étape, il est bien souvent nécessaire de laver le gâteau de filtration (16) en le remettant en suspension ou en le dissolvant dans un solvant propre ou un autre solvant. Pour ce faire, la voie d'amenée d'azote (15) est alors utilisée pour le passage d'un solvant de lavage. Le lavage de la matière première peut être réalisé sans décompresser l'appareil si la pression d'alimentation du solvant est suffisante. Bien entendu, le solvant sera choisi par l'homme du métier en fonction des caractéristiques physiques ou chimiques de la matière première à laver. Pour homogénéiser le mélange de matière première au sein du solvant, on procède à une étape dite de délayage pendant laquelle la cuve est alors mise en rotation autour de l'arbre horizontal identifié par les repères (12). Cette rotation permet un lavage efficace, sans dégradation de la matière première, puisqu'en l'absence de tout moyen d'agitation.
Lorsque les opérations de lavage/délayage non représentées sur les figures sont achevées, on procède ensuite à une nouvelle étape de filtration effectuée de la même manière que précédemment, c'est-à-dire en position verticale et fixe de la cuve. Les opérations de lavage, avec ou sans délayage, suivies d'une filtration, peuvent être répétées plusieurs fois par l'homme de l'art, pour purifier le produit ou substituer le solvant.
Sur la figure 4, on a représenté l'étape de séchage de la matière première. Le séchage est effectué sous vide par la pompe à vide (20), c'est-à-dire par mise sous pression réduite de la seconde chambre. On rappelle que la présence du média filtrant (4) permet d'éviter tout passage de poussières jusqu'à la pompe à vide (20). Pendant cette phase ultime de séchage, la cuve est mise en rotation autour de son arbre horizontal de manière à permettre un séchage homogène de la matière première, c'est-à-dire de chacune des particules individualisées la constituant. Pour accélérer le séchage, on peut avantageusement chauffer les parois de la première chambre, les vapeurs issues du solvant étant évacuées toujours par le même filtre, sans donc nécessiter un dispositif de filtration additionnel. En effet, en chauffant le
produit, on cherche à évaporer le solvant. Dès lors, l'élévation de la température de ce solvant permet d'augmenter sa pression de vapeur à l'équilibre de sorption et donc d'augmenter le flux de solvant évaporé. Il est également possible d'améliorer d'avantage encore la vitesse du séchage en mettant la première chambre en pression, ce qui permet de sécher la matière par entraînement. La mise en pression de la première chambre au moyen d'un gaz inerte n'intervenant pas dans les réactions de sorption sur la poudre à sécher, à pression totale imposée par la performance de la pompe à vide, permet de diminuer la pression partielle du solvant que l'on cherche à évaporer et donc d'augmenter le flux de solvant évaporé.
Lorsque le produit est sec, la matière première est déchargée en retournant la cuve autour de son axe horizontal de manière à ce que la seconde chambre passe au-dessus de la première chambre, en position verticale et immobile. Dans cette position, le produit séché est évacué par la même ouverture (7) utilisée pour le chargement de la suspension.
Comme déjà dit, un avantage de l'invention réside également dans sa facilité de nettoyage. Ainsi et comme le montre la figure 6, le couvercle constituant la seconde chambre (3) peut être facilement ouvert tout en restant solidaire de la première chambre au moyen d'une charnière (17) permettant ainsi un accès facile dans le cône formant la première chambre. En fonction de la taille de la cuve, l'ouverture du couvercle (3) pourra être effectuée soit en position horizontale de la cuve, soit en position verticale, la première chambre étant positionnée au-dessus de la seconde chambre. Ce système permet également d'avoir un accès aisé au filtre proprement dit, qui peut être vérifié et le cas échéant remplacé.
Dans une pompe classique qui marche par aspiration et refoulement, la pression qui règne à l'intérieur du réservoir n'influe pas directement sur le fonctionnement de la pompe. En effet, une pompe classique peut fonctionner avec un réservoir sous pression ou en dépression, à condition de ne pas atteindre des valeurs extrêmes. Ceci n'est pas le cas avec une membrane vibrante perforée qui ne dispose pas de clapet d'entrée ni de sortie. Par conséquent, le produit fluide doit être alimenté à la membrane vibrante avec une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. Une très légère dépression ou une très légère surpression est cependant acceptable. En effet, si le réservoir est sous pression, du produit fluide peut fuir à travers les trous de la membrane perforée, ce qui résulterait en des suintements inacceptables. A l'inverse, une dépression à l'intérieur du réservoir entraînerait une pénétration d'air dans le distributeur à travers les trous de la membrane perforée. En outre, la pulvérisation serait de très mauvaise qualité.
Dans les documents EP 0 615 470 et EP 0 696 234, il est décrit des distributeurs de produit fluide comprenant un réservoir et une membrane perforée mais en vibration à l'aide d'un élément piezo-électrique. Pour alimenter
la membrane perforée depuis le réservoir, il est prévu des moyens d'alimentation en fluide qui font la liaison entre le réservoir et la membrane. Etant donné que la membrane perforée est située au-dessus du réservoir en condition normale d'utilisation, il est nécessaire de faire monter le produit fluide à l'encontre de la gravité. Pour cela, les moyens d'alimentation sont des conduits capillaires dans lesquels le produit fluide monte naturellement jusqu'en contact de la membrane perforée.
Cependant, il n'est pas toujours aisé de contrôler l'alimentation du fait qu'elle est réalisée par capillarité.
Par conséquent, la présente invention se propose de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur provenant de la capillarité en définissant un autre type d'alimentation de produit fluide depuis le réservoir jusqu'à la membrane vibrante.
Pour ce faire, il est prévu que le réservoir, en condition normale d'utilisation, est situé au-dessus de la membrane perforée de sorte que le produit fluide est alimenté par gravité à la membrane depuis le réservoir. Ainsi, l'alimentation de la membrane n'est plus dépendante d'un phénomène physique particulier (capillarité) qui induit un caractère aléatoire. Grâce à la gravité, la membrane est assurément et directement alimentée en produit fluide avec une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. L'expression en condition normale d'utilisation signifie la période d'actionnement du bouton pour activer les moyens de vibration. En d'autre terme, l'invention prévoit que le réservoir est situé au-dessus de la membrane lorsque l'on appuie sur le bouton d'actionnement.
Avantageusement, le distributeur comprend un fond destiné à venir en contact de repos avec une surface sensiblement horizontale, le réservoir étant alors situé au-dessus de la membrane vibrante.
Selon une autre caractéristique avantageuse, la membrane est reliée au réservoir par un passage pourvu d'un clapet d'admission apte à ouvrir et couper sélectivement le passage.
De préférence, les moyens de vibration et le clapet d'admission sont commandés électriquement. Grâce à ce clapet d'admission, il est possible d'isoler la membrane du réservoir de sorte qu'elle n'est soumise à aucune pression. On évite ainsi tout risque de fuite ou de suintement de produit fluide au travers des trous de la membrane perforée. Avantageusement, le clapet d'admission ne s'ouvre que lors des périodes d'actionnement du distributeur, c'est à dire lorsque l'on appuie sur le bouton d'actionnement. Par exemple, le bouton d'actionnement peut commander simultanément l'activation des moyens de vibration et l'ouverture du clapet d'admission. Ainsi, la membrane perforée n'est alimentée en produit fluide que lors des périodes d'actionnement du distributeur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir comprend une partie supérieure pourvue d'un passage d'éventation. Avantageusement, le passage d'éventation comprend un élément de matière poreuse. Grâce au passage d'éventation, on assure que le produit fluide à l'intérieur du réservoir est toujours à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. De plus, en plaçant ce passage au sommet du distributeur, on évite toute fuite de produit fluide à travers le passage.
Selon une autre caractéristique, le bouton d'actionnement est situé au niveau de la partie supérieure du réservoir, le passage d'éventation étant formé autour du bouton d'actionnement. On peut également dire que le passage d'éventation est formé entre le bouton d'actionnement et la partie supérieure du réservoir. Avantageusement, le bouton d'actionnement masque l'élément de matière poreuse. On se sert donc du bouton d'actionnement pour réaliser et masquer le passage d'éventation.
L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence au dessin joint donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La figure unique est une coupe transversale verticale à travers un distributeur de produit fluide selon l'invention.
Le distributeur comprend une embase 1 sur laquelle est monté un réservoir 2.
L'embase 1 forme une coque en deux parties 10 et 12 reliées ensemble sur leur périphérie par un système d'encliquetage 13. L'embase 1 peut présenter une forme quelconque en section transversale horizontale, par exemple circulaire, elliptique ou polygonale. Dans sa section verticale, l'embase est relativement plate et comprend, au niveau de sa partie de coque inférieure 10, un fond 11 sur lequel le distributeur peut reposer naturellement de manière stable. L'embase 1 comprend une ouverture 14 dans laquelle est logée une membrane vibrante 3.
Cette ouverture 14 peut être située sur la ligne de jonction de la partie de coque inférieure 10 avec la partie de coque supérieure 12. En outre, la partie de coque supérieure 12 définit une grande ouverture dans laquelle est disposé le réservoir 2. Pour maintenir le réservoir 2 dans l'ouverture, la partie de coque supérieure 12 est formée avec un bord de retenue 15 apte à maintenir fixement le réservoir 2 sur l'embase 1.
D'autre part, l'embase 1 contient un clapet d'admission 4, un électroaimant 5, une ou plusieurs piles 6 ainsi qu'un système électronique de commande 7.
L'arbre est en outre relié à une canalisation de vide à travers laquelle les vapeurs, qui se forment pendant l'opération de séchage sont aspirées en étant préalablement filtrées au travers d'un filtre permettant d'éviter le passage de matière première dans la pompe à vide.
Ce procédé de filtration puis de séchage de matières premières en suspension présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, se pose un problème important de rupture de charge. En effet, une essoreuse présente une contenance bien moindre par rapport à un sécheur du type de celui décrit, de sorte qu'il est nécessaire de répéter les opérations de filtration dans l'essoreuse pour charger complètement le sécheur. Se pose également un problème de contamination, non divulgué d'ailleurs dans les documents cités, puisque la matière entre l'essoreuse ou le filtre et le sécheur se trouve au contact de l'air.
Dès lors, le problème que se propose de résoudre l'invention est de développer une installation qui permette d'effectuer la filtration et le séchage de matière première en suspension sans risque de contamination et sans rupture de charge.
Pour ce faire, l'invention propose un dispositif de filtration et de séchage de particules solides en suspension dans un solvant.
Ce dispositif se caractérise en ce qu'il se présente sous la forme d'une cuve unique comprenant de haut en bas : * une première chambre destinée à recevoir les particules solides en suspension dans le solvant ; * un média filtrant destiné à retenir les particules solides ; * une seconde chambre, séparée de la première chambre par le média filtrant, ladite seconde chambre présentant des moyens d'aspiration et d'évacuation du solvant recueilli lors des étapes de filtration puis de séchage des particules solides.
En d'autres termes, le dispositif de l'invention permet dans une seule enceinte et donc en circuit fermé, d'assurer successivement la filtration de particules solides en suspension, en pratique le solide précipité, et le séchage proprement dit des particules solides alors séparées. Ce concept permet donc non seulement de résoudre le problème de rupture de charge, mais également celui du risque de contamination, aucun transfert de la matière n'étant opéré entre l'étape de filtration et l'étape de séchage.
Selon une première caractéristique de l'invention, la première chambre se présente sous forme d'un cylindre surmonté d'un cône, l'extrémité du cône étant
pourvue d'une ouverture permettant le chargement des particules solides en suspension dans le solvant.
Selon une autre caractéristique, la seconde chambre se présente sous forme d'un fond cylindrique bombé ou d'un fond cylindrique complété d'un cône, ledit fond cylindrique présentant des moyens de solidarisation avec le cylindre constitutif de la première chambre.
Dans une forme de réalisation avantageuse, les moyens de solidarisation se présentent sous forme de charnières, permettant d'ouvrir le fond de l'appareil et ainsi d'avoir accès au média filtrant de même qu'à l'intérieur des chambres pour les inspecter, les nettoyer et le cas échéant remplacer le média filtrant.
Par ailleurs et comme déjà dit, la première chambre est séparée de la seconde chambre par un média filtrant. Compte tenu de la forme cylindrique de la première chambre (pour une partie) et de la seconde chambre, le filtre proprement dit est également circulaire et de même diamètre que le cylindre constitutif des première et seconde chambres. De part cette forme il présente donc une surface de filtration importante également utile pendant le séchage pour retenir les poussières. En pratique, le média filtrant se présente sous la forme d'un tamis à mailles métalliques ou d'un filtre textile. Aussi, l'agencement d'un média filtrant entre la première et la seconde chambre permet à partir d'une enceinte unique non seulement d'assurer la séparation physique solide/liquide pendant l'étape de filtration mais également d'éviter, pendant l'étape de séchage, le passage de la poussière dans l'éventuelle pompe à vide.
Selon une autre caractéristique du dispositif, la seconde chambre présente des moyens d'aspiration et d'évacuation du solvant recueilli lors des étapes de filtration puis de séchage des particules solides. En pratique, les moyens d'aspiration et d'évacuation se présentent sous forme d'une canalisation connectée
soit à une pompe, en phase de filtration ; soit éventuellement à une pompe à vide ou un ventilateur, en phase de séchage.
En phase de filtration, la pompe permet d'aspirer et d'évacuer le solvant filtré. En effet, la mise en dépression de la seconde chambre crée une différence de pression entre les deux chambres, induisant le transfert de la suspension de la première à la seconde chambre et donc la récupération des particules solides au niveau du média filtrant, sous la forme d'un gâteau.
Dans une forme de réalisation préférée, la première chambre est équipée d'un moyen d'amenée d'un gaz inerte destiné à mettre en pression la première chambre et ainsi à accélérer le procédé de filtration. Plus précisément, le flux de la suspension entraînée à travers le média filtrant étant sensiblement proportionnel à la différence de pression entre les deux chambres, et la dépression étant imposée par la performance de la pompe, la mise sous pression de la première chambre présente l'avantage d'accélérer la filtration.
S'agissant du séchage, celui-ci a lieu lorsque l'humidité relative en solvant dans la phase gazeuse est inférieure au seuil défini par l'équilibre de sorption. L'humidité relative en solvant correspond au quotient de la pression partielle du solvant dans le gaz environnant par la pression de vapeur à saturation.
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Ce spectromètre est par exemple destiné à détecter des signaux optiques issus d'au moins un capteur à réseau de Bragg.
Selon divers aspects de l'invention : le spectromètre optique peut être un composant de micro-optique qui inclut un ensemble de dispositifs dispersifs d'optique planaire du genre phasar, engendrant un ensemble bi-dimensionnel de signaux électriques (formant plusieurs vecteurs ), cet ensemble étant représentatif du spectre optique de la lumière injectée dans la fibre d'entrée du spectromètre ; ce spectromètre peut comporter un ou plusieurs phasars montés en parallèle, agencés en étages multiples, ainsi qu'une ou plusieurs barrettes de photo-détecteurs qui peuvent être des photodiodes ou des dispositifs à transfert de charges ; le spectre optique recherché est alors obtenu en concaténant tous les spectres élémentaires issus de chacun des phasars ; ce montage en parallèle permet de résoudre la contradiction physique entre l'obtention d'une bonne résolution spectrale (c'est-à-dire d'une forte dispersion), d'une grande étendue spectrale et d'un encombrement minimal pour le spectromètre ; - en outre, pour minimiser l'encombrement, chaque phasar élémentaire peut être un phasar fonctionnant en transmission ou un demi-phasar replié (pour fonctionner en réflexion) grâce à une interface formant un miroir, située dans la zone des microguides déphaseurs ; - de plus, l'adaptation des propriétés de dispersion du phasar aux dimensions des barrettes de photo-détecteurs conduit à replier une pluralité de fois la zone de focalisation de façon que la taille du
circuit optique formé reste compatible avec les techniques connues de fabrication et optimisée pour diminuer son coût dans le cadre d'une fabrication collective ; des moyens d'auto-compensation des variations de température, utilisant le repliement du faisceau lumineux traité, peuvent être prévus.
Remarquons les originalités de divers aspects de l'invention par rapport à des spectromètres optiques connus : * selon l'une de ses conceptions, le spectromètre optique de l'invention comprend des demi-phasars repliés au niveau des micro-guides par une interface formant un miroir et la zone de focalisation est donc identique pour l'entrée et la sortie (contrairement aux phasars classiques) ; * la zone de focalisation peut être également repliée en partie sur le substrat où elle est formée et aussi en espace libre, par des moyens optiques assemblés sur un support de préférence obtenu par pré-formage selon la technique appelée LIGA, ce support étant susceptible de comporter des moyens d'auto-compensation en température ; * on peut utiliser plusieurs phasars ou demi-phasars formés sur des substrats planaires montés en parallèle, agencés en multi-étages, permettant d'augmenter le domaine spectral couvert par concaténation des vecteurs-spectres obtenus.
Un tel spectromètre optique multi-étages avec repliement permet de résoudre les problèmes posés dans le domaine des télécommunications DWDM.