Appareil pour le traitement par radiations d'un fluide.
L'invention a pour objet un appareil pour le traitement par radiations d'un fluide. Cet appareil comprend une première enveloppe, entourant au moins une source de radiations et transparente à ces dernières, et une enveloppe extérieure entourant cette première enveloppe de manière à laisser libre, entre ces enveloppes, un espace annulaire pour le fluide à traiter. De tels appareils sont connus et l'invention a pour but de réaliser un appa- reil de ce type permettant de modifier à volonté le parcours du fluide en regard de la source de radiations.
A cet effet, l'appareil faisant l'objet de la présente invention est caractérisé par im organe de guidage enroulé en forme d'hélice et disposé dans ledit espace annulaire de manière à être amovible et à former dans cet espace un passage hélicoïdal pour le fluide.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quatre formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
La fig. 1 est une élévation en coupe axiale, avec arrachement, de la première forme d'exécution.
Les fig. 2 à 5 sont des élévations schématiques et à pins petite échelle d'organes de guidage de différentes formes susceptibles d'être utilisés dans cette forme d'exécution.
La fig. 6 est une élévation en coupe axiale, avec arrachement, de la deuxième forme d'exécution.
La fig. 7 est une élévation latérale de la troisième forme d'exécution, et
la fig. 8 est une élévation latérale, partiellement en coupe axiale et avec arrachement, de la quatrième forme d'exécution.
La première forme d'exécution représentée à la fig. 1 comprend une source de radiations ultraviolettes 1. Cette source comprend un tube à décharge 2, contenant du mercure, et comprenant à chacune de ses extrémités des électrodes non représentées. Une de ces électrodes qui est disposée à l'extrémité supé rieur du tube 2 est constituée par une simple spirale dont une des extrémités est reliée à une source d'alimentation en courant électrique par l'intermédiaire d'une résistance bo hinée 6 et d'un conducteur non représenté qui s'étend vers le haut depuis le tube 2 et qui aboutit à un raccord de sortie 4 de l'appareil.
A l'autre extrémité, le tube renferme deux électrodes dont l'une est une électrode de travail qui est reliée à im interrupteur 5 et dont l'autre est une électrode d'amorçage qui est reliée, par l'intermédiaire d'une deuxième résistance bobinée 3, directement au même pôle de ladite source de courant électrique que la résistance bobinée 6.
Le tube 2 est en quartz, de façon à laisser passer les radiations ultraviolettes; ce tube est entouré par une première enveloppe transparente 7 qui est elle-même entourée par une enveloppe extérieure 8. L'enveloppe 7 est en quartz ou en toute autre matière laissant passer les radiations nltraviolettes.
L'enveloppe 8 laisse libre, entre elle et l'enveloppe 7, un espace annulaire pour le fluide à traiter et un organe de guidage 9 est disposé dans cet espace. Cet organe est séparé des enveloppes 7 et 8 dont il est indépendant et il est enroulé en forme d'hélice de manière à former, dans ledit espace annulaire, un passage hélicoïdal pour le fluide. L'organe 9 est amovible et susceptible d'être remplacé par un autre organe analogue mais présentant, par exemple, un pas different ou eompre- nant différentes parties présentant chacune un pas différent. Les fig. 2 à 5 représentent schématiquement de tels organes de guidage différents, l'organe représenté à la fig. 2 comprenant, pour une même longueur, seize spires au lieu des quatorze spires que comprend l'organe représenté à la fig. 1.
L'organe représenté à la fig. 3 comprend vingt spires, l'organe représenté à la fig. 4 comprend deux parties terminales comrenant chaclme respectivement huit et nenf spires et une partie intermédiaire comprenant cinq spires de plus grand pas. Finalement, l'organe représenté à la fig. 5 comprend quarante spires.
Le fluide devant être traité pénètre dans l'appareil à travers un raccord 10 fixé à la partie- supérieure de l'enveloppe 8 et traverse cette enveloppe. Il s'écoule ensuite le long de l'organe de guidage 9 dans l'espace annulaire laissé libre entre les enveloppes 7 et 8 pour ressortir au bas de l'appareil à travers un robinet à joint conique 12 qui est rodé dans une partie inférieure massive de l'enveloppe 8.
Un alésage central 13 de ce robinet communique, d'une part, avec im conduit 14 qui est ajusté dans un manchon cylindrique 15 du robinet 12, manchon qui fait saillie au travers d'un écrou 16 présentant un alésage correspondant à son diamètre extérieur et un filetage extérieur coopérant avec un filetage coaxial au logement ménagé pour le robinet 12 dans la partie inférieure de l'enveloppe 8, ce filetage étant également ménagé dans cette enveloppe. Le trou axial 13 du robinet 12 com- munique, d'autre part, avec la partie inférieure de l'espace laissé libre entre les enve
Joppes 7 et 8 au travers d'un trou radial 17 ménagé dans le robinet 12 et d'un trou axial 18 ménagé à travers a partie inférieure de l'enveloppe 8.
En faisant tourner le robinet 12 par rapport à l'enveloppe 8 on peut à volonté amener les trous 17 et 18 dans le prolongement l'un de l'autre et permettre ainsi à du fluide de s'écouler à travers ces trous et à travers le trou axial 13 jusque dans le conduit 14, ou au contraire décaler les trous 17 et 18 l'un par rapport à l'autre et empêcher ainsi le fluide de passer.
L'enveloppe extérieure 8 est centrée, à son extrémité supérieure par un manchon 19 sur lequel elle est ajustée et qui présente un rebord 20 contre lequel un écrou 21 vient prendre appui. Cet écrou est vissé sur un filet ménagé sur la partie supérieure de l'enveloppe 8, la tirant ainsi vers le haut, de sorte qu une face annulaire supérieure de cette enveloppe vient comprimer un joint 22 monté entre cette face et ledit rebord 20. L'enveloppe 8 peut ainsi facilement être séparée du reste de l'appareil et permettre de remplacer l'organe de guidage 9 par un organe de forme différente, de façon à modifier la longueur du parcourus hélicoïdal du fluide dans l'appareil et la vitesse avec laquelle ce fluide se déplace en regard de la source de radiations 1.
Si on le désire, on peut également remplacer l'enveloppe 8 par une autre présentant un diamètre intérieur différent sauf dans sa partie destinée à venir autour du manchon 19. Dans ce cas, on remplace également l'organe de guidage 9 par un autre organe de guidage présentant un diamètre extérieur correspondant à ladite autre enveloppe 8, de façon à conserver un passage hélicoidâl pour le fluide à traiter entre l'enveloppe 7 et l'enveloppe 8 tout en modifiant la dimension radiale de l'espace annulaire laissé libre entre ces enveloppes.
A son extrémité inférieure, l'enveloppe 7 est fermée. A son extrémité supérieure, elle est sertie à chaud dans un trou axial fraisé dans le manchon 19. Une douille 23 est disposée à l'intérieur du manchon 19. La partie supérieure de l'appareil comprend un boîtier 24 qui est fixé sur une plaque annulaire 25 solidaire du manchon 19, par exemple soudée à ce manchon. Ce boîtier 24 porte l'interrup- teur 5 et le raccord 4 pour les conducteurs d'alimentation de la source 1. Il suffit de démonter le boîtier 24, c'est-à-dire de le séparer de la plaque 25 pour pouvoir enlever la douille 23 qui maintient la source de radiations 1 dans l'enveloppe 7. On peut alors extraire la source 1 de l'enveloppe 7, par exemple pour remplacer cette source par une autre.
Dans cette première forme. d'exécution, comme dans celles qu'on décrira plus loin, les enveloppes 7 et 8 sont toutes deux de forme générale cylindrique circulaire et sont coaxiales; elles pourraient cependant avoir d'autres formes, par exemple être toroïdales.
Si on le désire, toutes les parties de l'appareil telles' que l'enveloppe 8, le raccord 10, le robinet 12 et son manchon 15 qui sont destinées à entrer en contact avec le fluide devant être traité peuvent être en quartz, au lieu d'être en métal comme représenté, ceci de façon à permettre de traiter des aeides extrêmement violents ou d'autres liquides corrosifs, ou un fluide à l'état chaud. L'enveloppe extérieure 8 peut aussi être faite d'une matière transparente autre que le quartz pour permettre d'observer l'écoulement du fluide traité dans l'espace laissé libre entre les enveloppes 7 et 8.
Alternativement, cette enveloppe 8 peut être agencée de façon à présenter une surface réfléchissante et à renvoyer à travers le fluide à traiter les radiations émises par la source 1 et qui ont déjà traversé ce fluide une première fois. Par exemple, l'enveloppe 8 peut être faite d'un métal, comme représenté à la fig. 1, sa surface intérieure étant polie. Lorsque l'enveloppe 8 est faite d'une matière transparente, on peut disposer un réflecteur autour de cette enveloppe pour renvoyer à travers l'enveloppe 8 et à travers le fluide à traiter les radiations émises par la source 1 et qui ont traversé une première fois ledit fluide et l'enveloppe 8. Ce réflecteur est de préférence constitué par un cylindre circulaire amovible disposé autour de l'enveloppe 8.
Il peut aussi être constitué par une surface réfléchissante appliquée à la surface extérieure de l'enveloppe 8, par exemple par un argentage. Un tel argentage pourrait également être appliqué à la surface intérieure de l'enveloppe 8 mais risquerait dans ce cas d'être endommagé lorsqu'on enlève l'enveloppe 8 pour remplacer l'organe 9 par un autre ou pour le nettoyer ainsi que les surfaces limitant l'espace laissé libre entre les enveloppes 7 et 8.
La seconde forme d'exécution représentée à la fig. 6 comprend également une source de radiations 1 disposée à l'intérieur d'une première enveloppe transparente 7 et une enveloppe extérieure 8 entourant l'enveloppe 7 de manière à laisser libre, entre elle et cette enveloppe 7, un espace annulaire pour le fluide à traiter. Un organe de gui dage 9, séparé et indépendant des enveloppes 7 et 8 et enroulé en forme d'hélice est disposé dans ledit espace annulaire. Cet organe 9 est amovible et sert à former, dans l'espace annulaire, un passage hélicoïdal pour le fluide à traiter. Dans cette forme d'exécution également, l'enveloppe 7 est en quartz.
Cette enveloppe porte, à son extra mité supérieure, un manchon 26 qiii lui est cimenté ou scellé de toute autre façon et qui présente un rebord 27 contre la face supérieure duquel un écrou 28 prend appui tandis qu'un joint d'étanchéité 29 est disposé entre la face inférieure de ce rebord et un rebord annulaire fileté de l'enveloppe 8.
L'écrou 28 est vissé sur le filetage du rebord de l'enveloppe 8 et il suffit de desserrer cet écrou pour pouvoir retirer l'enveloppe 7 avec la source 1 hors de l'enveloppe 8 et pour pouvoir remplacer l'organe de guidage 9 par un autre de pas ou de forme différente. Si on le désire, on peut également remplacer l'enveloppe 7 par une autre enveloppe de diamètre extérieur différent, dans sa partie limitant ledit espace annulaire. Dans ce cas on remplace également l'organe de guidage 9 par un autre organe de guidage présentant un diamètre intérieur correspondant à ladite autre enveloppe 7 de façon à conserver un passage hélicoïdal pour le fluide à traiter entre lesdites enveloppes 7 et 8 tout en modifiant la dimension radiale de l'espace annulaire laissé libre entre ces enveloppes.
A sa partie supérieure, l'enveloppe- 7 est fermée par un couvercle 30 qui est vissé sur un anneau 31 scellé autour de cette enveloppe 7 et qui porte un raccord de sortie 32 pour des conducteurs d'alimentation 33 reliant la source de radiations 1 à une source d'énergie électrique non représentée. A la fig. - 6, ces conducteurs 33 aboutissent à une prise 34 disposée sur un boîtier 35 entourant l'ensemble de l'appareil. Ce boîtier porte également une eonsole 36 à laquelle est fixé un support réglable 37 pour un récipient 38 destiné à recevoir le fluide traité.
Le fluide devant être traité est fourni à l'appareil par une pompe à engrenages 39 entrainée par un moteur électrique 40, cette pompe et ce moteur étant disposés sur un même socle 41 qui supporte également le boîtier 35. La vitesse de rotation du moteur 40 est réglable, ce qui permet de régler la pression du fluide à traiter dans le passage hélicoïdal limité par l'organe de guidage 9.
L'appareil représenté à la fig. 6 com- prend, outre la source de radiations ultraviolettes 1, une source de radiations infrarouges 1' qui est constituée par un boudin de fil métallique résistant enroulé en spirale autour d'un mandrin en matière céramique, le tout étant disposé dans l'enveloppe 7, audessus de la bobine 6 que comprend la source de radiations ultraviolettes. Cette résistanee 3' peut être branchée aux bornes de la même source de courant électrique que la source de radiations ultraviolettes 1; elle peut éventuellement constituer une partie de l'une des résistances 3 et 6 de cette source.
Le fluide devant être traité pénètre dans l'appareil par 7m raccord axial 42 fixé à l'extrémité inférieure de l'enveloppe 8 et il en ressort par un raccord latéral 43 fixé à la partie supérieure de cette même enveloppe, ce raccord 43 étant prolongé par un conduit 44 qui débouche au-dessus de la console 37.
L'appareil comprend des moyens réfrigérants. Ces moyens comprennent une pre- mièro chemise 45 disposée autour de la partie de l'enveloppe 8 qui se trouve en regard du tube à décharge 2 de la source de radiations ultraviolettes 1 et iine seconde chemise 46 qui entoure la partie de l'enveloppe 8 qui est adjacente au raccord de sortie 43. Du fluide de refroidissement, par exemple de l'eau froide, est fourni à la chemise 45 à travers un conduit 47 débouchant dans la partie inférieure de cette chemise. Un conduit 48 fait communiquer l'extrémité supérieure de la chemise 45 avec l'extrémité inférieure de la chemise 46 et un conduit 49 est relié à l'extrémité supérieure de la chemise 46.
Le fluide de refroidissement traverse tout d'abord l'espace compris entre la chemise 45 et l'enveloppe 8, puis le conduit 4â et enfin l'espace compris entre la chemise 46 et l enve- loppe 8, pour s'échapper finalement par le conduit 49. Ce fluide empêche par conséquent les parties de l'appareil disposées en regard du tube à décharge 2 que comrend la source de radiations ultraviolettes 1 de s'échauffer exagérément et il refroidit finalement le fluide qui a passé en regard des sources de radiations 1 et 1', avant que ce fluide ne sorte de l'appareil par le raccord 43 et le conduit 44. Le raccord 43 traverse lui-même l'espace compris entre la chemise 46 et l'enveloppe 8.
Il convient de remarquer que, dans cette deuxième forme d'exécution, il suffit de dévisser le couvercle 30 pour pouvoir très rapidement remplacer l'une ou l'autre des sources de radiations 1 et 1' ou les deux par une ou plusieurs autres sources de radiations.
La troisième forme d'exécution représentée à la fig. 7 est très semblable à la pre- mière représentée à la fig. 1. Elle se distingue cependant de cette forme d'exécution en ce que le robinet 13 est supprimé et rem plaeé par un raccord 50, semblable au raccord 10. Un conduit 51 est relié au raccord 50. Ce conduit communique à travers le rac cord 50 avec l'espace annulaire laissé libre entre l'enveloppe 8 et l'enveloppe 7 de l'ap pareil, à l'extrémité inférieure de celui-ci, et il s'étend vers l'autre extrémité de cet appa
reil dans une direction générale - parallèle à
son axe qui est vertical, jusqu'au-dessus de l'extrémité supérieure dudit espace annulaire.
A son extrémité supérieure, le conduit 51. est replié latéralement puis vers le bas et porte, à son extrémité, un robinet 52 qui per m.et d'empêcher le fluide traité de s'écouler hors de l'appareil. Ce fluide pénètre dans l'appareil à travers le raccord 10 auquel il
est fourni par un conduit 53 qui débouche au fond d'un réservoir 54. Ce réservoir est disposé au-dessus de l'ensemble de l'appareil
de sorte que le fluide à traiter circule sous pression dans le passage hélicoïdal limité par l'organe de guidage 9 -que comprend également cet appareil, cette pression étant obtenue par gravitation.
Du fait de la disposition du conduit 51, cette troisième forme d'exécution peut être utilisée comme plongeur, la partie de l'enveloppe 8 qui entoure le passage hélicoïdal limité par l'organe de guidage 9 étant sus ceptible d'être immergée dans un bain non représenté, de même que le raccord 50 et que la partie remontante du conduit 51. Ce bain peut par exemple contenir de l'air liquide ou au contraire un fluide de chauffage et, si l'enveloppe 8, le raccord 50 et le conduit 51 sont en quartz, on peut traiter le fluide fourni par le réservoir 54 à toute température désirée, entre -273 et + 10000 C.
La quatrième forme d'exécution représentée à la fig. 8 comprend une source de radiations 1 disposée à l'intérieur d'une enveloppe 7 en quartz, cette enveloppe étant elÇe- même disposée à l'intérieur d'une enveloppe 8 de manière à laisser libre, entre ces enveloppes, un espace annulaire pour le fluide à traiter. Un organe de guidage 9, séparé et indépendant desdites enveloppes et enroulé en forme d'hélice est disposé dans ledit espace annulaire. Cet organe 9 est amovible et il limite, à l'intérieur de l'espace annulaire, un passage hélicoïdal pour le fluide. L'enveloppe 7 est fermée à son extrémité inférieure et porte, à son extrémité supérieure, un bottier 55 dans lequel la source de radiations ultraviolettes 1 est raccordée à des conditions 56 qui la relient à une source de mourant électrique, non représentée.
Ces conducteurs peuvent par exemple se terminer par une fiche bipolaire susceptible d'être enfoncée dans ime prise 57 fixée à un bâti 58 de l'appareil. A côté de cette prise, ledit bâti porte un commutateur 59 qui commande l'alimentation en courant électrique d'une plaque chauffante 60, la prise 57 et le commutateur 59 étant reliés à une source de courant électrique par des con- dueteurs 61.
Dans cette forme d'exécution, l'enveloppe 7 est simplement ajustée de façon étanche, par éxemple rodée dans l'enveloppe 8, de sorte qu'on peut très facilement et très rapidement séparer ces enveloppes l'une de l'autre pour remplacer l'organe de guidage 9 par un autre ou pour nettoyer cet organe, la surface intérieure de l'enveloppe 8 et la surfac extérieure de l'enveloppe 7. Si on le désire, on peut également très facilement remplacer l'enveloppe 7 ou l'enveloppe 8 par une autre présentant un diamètre extérieur, respectivement intérieur différent.
On remplace alors également l'organe de guidage 9 par un autre présentant un diamètre intérieur, respectivement extérieur, différent, de façon à conserver un passage hélicoïdal pour le fluide à traiter entre lesdites enveloppes 7 et 8 tout en modifiant la dimension radiale de l'espace annulaire laissé libre entre ces enveloppes. A son extrémité inférieure, l'enveloppe 8 se termine par un court conduit 62 susceptible d'être fermé par un robinet rodé 63 et débouchant au-dessus d'une console 64 du bâti 58, - cette console étant destinée à supporter un récipient 65 pour le fluide traité. La partie supérieure de l'enveloppe 8 est plus épaisse et présente une portée conique 66, cette partie étant ajustée dans un bloc de support 67. Ce bloc est fixé contre un récipient à double paroi 68 qui est disposé sur la plaque chauffante 60.
Le récipient 68 comprend un double fond et des parois latérales doubles, l'espace ménagé entre ces parois latérales et ces fonds étant destiné à recevoir un fluide qui sert à répartir la chaleur fournie au récipient 68 par la plaque chauffante 60, de manière à chauffer de façon pratiquement uniforme du fluide devant être traité qui est contenu à l'intérieur du récipient 68. A partir du fond de la partie intérieure du récipient 68, un conduit 69 s'étend à travers les deux parois de ce récipient et à travers ]e bloc de support 67 et l'enveloppe 8 pour déboucher dans la partie supérieure de l'espace annulaire laissé libre entre les enveloppes 7 et 8. Le récipient 68 est fermé de façon étanche par un couvercle 70 qui porte une pompe à main 71.
Cette pompe comprend un piston 72 monté pour aller et venir dans un cylindre 73 et relié par une tige 74 à une poignée 75. A son extrémité supérieure, le cylindre 73 est fermé par un couvercle serti 76 qui sert à guider la tige 74. Un bouchon 77 est vissé à l'extrémité inférieure du cylindre 73. Ce bouchon présente un trou axial fraisé à sa partie inférieure de façon à ménager une portée formant siège pour une bille 78 disposée dans la partie de plus grand diamètre de ce trou. Ce bouchon est fixé au couvercle 70 qui présente un trou central de plus petit diamètre que la partie inférieure du trou du bouchon 77 et un ressort 79 est disposé dans ce dernier trou, en dessous de la bille 78, et tend à appliquer celleci contre ledit siège.
La pompe qu'on vient de décrire permet de comprimer un gaz, par exemple de l'air dans l'espace situé au-dessus de la surface du fluide à traiter, à l'intérieur du récipient 68, de manière à mettre ce fluide sous pression. En faisant aller et venir le piston 72 au moyen de la poignée 75 on pompe en effet de l'air à l'intérieur du récipient 68, la bille 78 coopérant avec le siège du bou chon 77 et servant de soupape de retenue pour empêcher l'air pompé à chaque course du piston 72 dans le récipient 68 de ressortir de ce récipient.
Le récipient 68 et la plaque chauffante 60 permettent de soumettre le fluide devant subir un traitement par radiations à un traitement thermique préliminaire, par exemple un traitement de pasteurisation.
REVENDI (DATION :
Appareil pour le traitement par radiations d'non fluide, comprenant une première enveloppe, entourant au moins une source de radiations et transparente à ces dernières et une enveloppe extérieure entourant cette première enveloppe de manière à laisser libre, entre ces enveloppes, un espace annulaire pour le fluide à traiter, caractérisé par un organe de guidage enroulé en forme d'hélice et disposé dans ledit espace annulaire de, manière à être amovible et à former dans cet espace un passage hélicoïdal pour le fluide.