Appareil pour doser et mélanger au moins un composé chimique et un liquide principal
L'invention a pour objet un appareil pour doser et mélanger au moins un composé chimique et un liquide principal. Cet appareil est spécialement destiné au traitement et à la désinfection de l'eau par javellisation, pour des débits quelconques, aussi bien domestiques qu'industriels et urbains.
On connaît déjà des appareils et dispositifs qui concernent la réalisation de tels mélanges, notamment pour des dosages d'eau de Javel dans de l'eau courante. Certains de ces appareils connus comportent un basculeur qui assure une certaine mesure (souvent pou précise) du débit du liquide à traiter, et qui provoque à chaque basculement l'adjonction d'une certaine quantité d'eau de Javel ou d'élément chimique dosé.
L'appareil selon l'invention pour doser et mélanger au moins un composé chimique et un liquide principal, est caractérisé en ce qu'il comporte, à l'intérieur d'une enceinte, un mécanisme réglant l'arrivée du liquide principal en fonction du débit demandé audit appareil, un basculeur réalisant le dosage, ce basculeur étant combiné avec au moins un dispositif de réglage du dosage, une réserve dudit composé chimique, cette réserve étant contenue dans un réservoir comportant une ouverture de remplissage ménagée à travers l'enceinte, et un réceptable dans lequel s'effectue le mélange dosé.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention, avec une variante de détail.
La fig. 1 est une vue schématique en coupe verticale de cet appareil, cette coupe étant faite selon
I-I, fig. 2;
la fig. 2 est une coupe verticale, orthogonale à la précédente, selon II-II fig. 1
la fig. 3 est une vue horizontale, avec couvercle enlevé, selon III-III fig. 1, et
la fig. 4 est une vue schématique relative à une variante de détail concernant une fraction de l'ap pareil.
L'appareil représenté aux fig. 1 à 3 est contenu dans une enceinte 1 en résine synthétique. Cette enceinte comporte des moyens la de fixation à un mur.
A sa partie supérieure, elle est fermée par un couvercle emboîtable 2.
A l'intérieur de cette enceinte, le liquide principal, supposé ci-après être de l'eau courante, arrive par une canalisation 3. Et, après mélange dosé avec un composé chimique qui peut être solide (par exemple en paillettes ou en granulés), mais qui est le plus souvent liquide, et supposé ci-après être de l'eau de
Javel, l'eau ainsi javellisée stationne dans un réceptacle ménagé en 4 dans le bas de l'enceinte susdite.
Cette eau javellisée en est ensuite prélevée pour utilisation, pour une canalisation 5 au sujet de laquelle des précisions sont données plus bas.
Le dosage à l'eau de Javel est effectué à l'aide d'un basculeur 6. Celui-ci est constitué en un ensemble entièrement rigide sans articulation autre que son axe de basculement; et il est réalisé, lui aussi, en une matière ou résine synthétique résistant aux effets corrosifs, même lents, de l'eau ordinaire et de l'eau de
Javel. Cette matière peut être la même que celle de l'enceinte 1, et par exemple chlorures de polyvinyle, polyéthylène, etc.
Ce basculeur 6 prélève l'eau de Javel, à l'aide de deux organes rigides constitués par des pipettes courbes 7a -7b formant des sortes de cuillères, dans le réservoir 8 I (ou 8a-8b-8c) d'eau de Javel.
Vu en plan (fig. 3, sur laquelle il est représenté en pointillé), ce réservoir 8 présente une forme générale en U, avec ses deux branches 8a et 8b, et sa base 8c, la surface horizontale de ce réservoir étant supérieure à la moitié, et même aux trois-quarts, de la section horizontale de l'enceinte 1. La base 8c peut d'ailleurs être séparée en deux parties, par une cloison permettant de mélanger à l'eau courante ou au liquide principal, non plus un, mais deux liquides d'appoint, éventuellement dans des proportions diverses. Si le premier liquide d'appoint est de l'eau de
Javel, le deuxième peut être notamment une solution de métaphosphate de soude, destinée à adoucir l'eau stérilisée par l'eau de Javel.
Le réservoir de composé chimique constituant le liquide d'appoint a dans son ensemble une hauteur h (fig. 1) beaucoup moindre que ses dimensions horizontales, et plus précisément: inférieure au dixième, et même au vingtième, du périmètre de l'enceinte 1.
Cela permet, pour une capacité suffisamment importante du réservoir, que la hauteur totale de l'appareil soit réduite de façon très notable, par rapport à la hauteur d'appareils de même débit précédemment connus. I1 résulte d'ailleurs de cette réduction de hauteur totale, que l'ensemble de l'appareil peut être placé plus près que jusqu'à présent, du plafond de la pièce dans laquelle il se trouve, de sorte que la pression de distribution de l'eau stérilisée (ou du liquide traité ou mélangé) s'en trouve normalement augmentée.
Pour que les pipettes 7a-7b de prélèvement, puissent cependant plonger suffisamment dans ledit réservoir 8 de liquide d'appoint, malgré sa faible hauteur moyenne, celui-ci est muni de deux petites cuvettes 10a-10b (fig. 1 et 3).
Dans un appareil dont les dimensions propres, hors tout, sont respectivement: longueur horizontale: 50cm; largeur: 30cm, et hauteur: 70cm, -une hauteur h du réservoir, de 5 cm, suffit pour que celui-ci contienne aisément 2 litres 1/2 d'eau de
Javel. Cela permet de doser en verdunisation 200 m3 d'eau, c'est-à-dire, pour un débit d'eau stérilisée de 200 litres à l'heure, d'assurer le fonctionnement continu de l'appareil pendant 1000 heures sans aucune recharge en eau de Javel. En surchloration, avec un dosage dix fois plus fort que dans le cas de la javellisation, on peut encore traiter 20 m3 d'eau sans
avoir à recharger la réserve d'eau de Javel.
Dans ces conditions, cette recharge du réservoir
8 en liquide d'appoint peut être effectuée de façon très simple, à partir de l'extérieur, par déversement de bouteilles dans ledit réservoir. Pour faciliter ce déversement, ce réservoir comporte une partie saillante 1 1 (fig. 2 et 3), constituant une ouverture de remplissage. I1 comporte de préférence aussi une fe nêtre-témoin, permettant de connaître le niveau de liquide d'appoint restant dans le réservoir. Ladite partie saillante 1 1 est avantageusement établie en une matière transparente, et notamment en celle connue sous le nom Plexiglas (marque déposée), alors que le reste du réservoir est avantageusement établi dans une autre résine synthétique, qui peut être la même que celle de l'ensemble de l'enceinte 1 et du basculeur 8.
La partie saillante 1 1 constitue alors elle-même la fenêtre-témoin.
Le basculeur comporte deux parties principales solidaires de sa tige ou colonne centrale 12: ce sont, d'une part les pipettes 7a et 7b, pour le prélèvement de l'eau de Javel, pipettes qui sont fixées à une potence ou bras 13 (avantageusement de façon amovible, notamment pour permettre des changements de calibre) ; et d'autre part les deux godets 1 4a et 14b, qui sont placés l'un ou l'autre, à tour de rôle, sur le passage d'une partie au moins de l'eau courante qui arrive dans l'appareil par la canalisation 3.
Ce basculeur est monté pivotant sur un axe 9, et sa course de bascule est limitée par deux butées 1 Sa et 15b, élastiques en vue de l'amortissement, et dont la position est de préférence réglable pour permettre de faire varier les limites de cette course, avec toutefois un maximum de course angulaire de 600.
Dans ces conditions, à chaque fois que le niveau de l'eau arrivée et tombée dans l'un des godets, dépasse une certaine hauteur, le basculeur quitte une position de départ et vient dans la position symétrique de celle-ci. Si cette position de départ est celle de la fig. 1, il résulte de ce mouvement ce qui suit: le godet 1 4a déverse dans le réceptacle 4 le mélange dosé qu'il contenait; la pipette 7b déverse dans le godet 14b le volume voulu d'eau de Javel, ou d'autre liquide d'appoint ; la pipette 7a va se trouver en position de prélèvement d'une autre dose du liquide d'appoint dans la branche 8a du réservoir ;
et le godet 14b va se remplir à son tour d'une partie au moins de l'eau arrivant par la canalisation 3, cette partie se mélangeant alors au liquide d'appoint qui aura été déversé par la pipette 7b.
Le basculeur est rendu solidaire d'une palette 16, normalement immergée dans la réserve contenue dans le réceptacle 4 de liquide traité. Cette palette constitue un agitateur de cette réserve de liquide, dont elle accroît donc l'homogénéité et, éventuellement, l'efficacité du traitement; et elle réalise en même temps, de façon très heureuse, l'amortissement du mouvement du basculeur. Elle est de préférence établie dans la même résine synthétique que le reste du basculeur.
L'appareil comprend encore un dispositif de réglage du rapport du liquide principal, arrivant par la canalisation 3, qui tombe dans les godets du basculeur, et du liquide principal tombant directement dans le réceptacle 4. Un tel réglage permet donc d'agir sur la proportion finale du mélange que l'on soutire par la canalisation 5, sans même faire agir les autres moyens de réglage (à savoir: butées 15a-15b, et pipettes 7a-7b) que comporte l'appareil.
Ce dispositif de réglage est réalisé comme suit:
La canalisation 3 d'arrivée du liquide principal se raccorde, à son arrivée dans l'appareil, à une tubulure distributrice, d'où s'échappe ledit liquide dans des conditions réglables telles qu'une partie tombe dans le basculeur, tandis que l'autre tombe directement dans le réceptacle 4 de réserve du liquide traité. Lesdites conditions réglables sont réalisées par le fait que cette tubulure comporte divers orifices d'échappement du liquide, et que la fraction qui porte ces orifices est rendue mobile, de façon qu'un nombre variable d'entre eux se trouvent, les uns en direction du basculeur, et les autres en direction plus directe du réceptacle 4.
Plus précisément, ladite tubulure distributrice 17 est ici en partie verticale, et montée rotative par rapport à la tubulure 3, dans un corps étanche 18 ; et elle porte à son extrémité inférieure une rampe courbe horizontale 19, percée des orifices 20 de distribution. Si ceux-ci se trouvent par exemple au nombre de quatre, une rotation de la rampe 19 avec la tubulure 17, permet de faire passer à volonté dans le basculeur 1/4, 1/2, 3/4 ou la totalité du liquide principal débité; d'où, par conséquent, avec ce seul moyen de réglage, et dans le cas de quatre orifices seulement, une possibilité de régler dans la proportion de un à quatre la concentration du mélange en éléments chimiques dosés.
Les autres moyens de réglage permettent facilement, quant à eux: - d'une part, de faire varier dans un rapport de un à au moins cinq, le volume d'eau de
Javel ou autre composé chimique versé dans l'un des godets du basculeur à chaque basculement, cela par variation de la contenance des pipettes 7a-7b ; cet d'autre part, d'ajuster à quelque pour-cent près le volume de liquide principal provoquant chaque basculement, cela par réglage des butées 15a et 1 5b.
La combinaison de ces trois réglages permet donc d'assurer un dosage qui est réglable dans de larges limites, mais qui demeure précis et constant dans le temps, quelles que soient les variations de débit d'alimentation ou de prélèvement de l'appareil.
Cette alimentation est d'ailleurs elle-même l'objet d'un réglage en fonction du débit, à l'aide d'une soupape qui est ici incluse dans le corps 18, et qui est commandée par un flotteur 21. Cette soupape à flotteur est réglée pour que le niveau de la réserve 4 de liquide dosé se maintienne entre un minimum et un maximum.
Le prélèvement de liquide traité est fait à la partie basse du réceptacle 4 contenant la réserve de ce liquide traité, de préférence avec recours à un dispositif de sécurité empêchant ce prélèvement si le niveau tombe au-dessous du minimum fixé.
A cet effet, la tubulure 5 de prélèvement pénètre dans l'appareil par un tronçon approximativement horizontal 22, situé au voisinage du niveau minimum; mais la captation du liquide traité se fait par un tronçon 23 placé dans le fond du réceptacle 4.
Une cheminée d'équilibre 24 réalise le désamorçage du siphon ainsi constitué, dans le cas où le niveau tombe en dessous du minimum. Elle s'élève au-dessus du niveau maximum prévu, afin de ne pas établir une voie de prélèvement intempestif par la surface du liquide.
Une autre forme d'exécution d'un dispositif de désamorçage, constitué par une cheminée d'équilibre s'élevant au-dessus du niveau maximum prévu, conduit à disposer, sur le tronçon 22 de la tubulure de prélèvement, une très courte cheminée baignant normalement dans le liquide traité en réserve dans le réceptacle 4, mais communiquant avec celui-ci par un très petit orifice seulement, pour qu'en pratique, les prélèvements de liquide se fassent par le tronçon 23 de la tubulure, et non par ledit orifice, qui constitue seulement un évent de désamorçage.
Selon encore une autre forme d'exécution, le dispositif de sécurité en question, est constitué, sur la tubulure de prélèvement du liquide traité, sous forme d'un frein d'écoulement de ce liquide contenu dans le réceptacle 4, ce frein assurant le maintien d'un niveau minimum sans désamorçage éventuel du circuit de prélèvement, ou entraînement d'air dans celui-ci.
On a représenté sur la fig. 4 un tel dispositif qui comporte un piston-plongeur 30, directement solidaire d'un flotteur 31. Ledit piston-plongeur est engagé dans une partie verticale 32 de la canalisation de prélèvement 5a. Vers sa partie basse, ou à un endroit convenable, cette partie verticale 32 de canalisation est percée d'un ou plusieurs orifices 33 d'alimentation, lesquels sont obturés, en tout ou en partie, lorsque ledit piston-plongeur descend en même temps que le niveau du liquide.
L'obturation prévue est d'ailleurs avantageusement progressive, de façon que la quantité d'eau stérile débitée par la canalisation 5a se trouve seulement diminuée, s'il y a lieu, lorsque le niveau de la réserve baisse et approche du niveau minimum prévu, lequel est, par exemple, celui représenté par le trait mixte 4a. Avantageusement, des possibilités de modification du réglage initial sont mises à la portée de l'utilisateur, par un moyen gradué permettant de faire varier la hauteur du flotteur 31 par rapport au piston-plongeur; ou bien par un moyen permettant de faire varier la forme et/ou les dimensions utiles de ce piston-plongeur, vers sa partie basse.
Lorsque le niveau du liquide traité a baissé jusqu'au minimum prévu, le piston-plongeur, qui réalise ici le frein d'écoulement, limite le débit d'eau stérilisée alors prélevée, à une quantité inférieure (ou au plus égale) au débit d'alimentation de l'appareil en 19a; ou bien ledit piston-plongeur arrête cet écoulement.
De toute façon, dans le cas où l'invention est appliquée à un appareil de dosage opérant une stérilisation de l'eau, et une distribution de celle-ci, le dispositif de sécurité établi selon la forme d'exécution de la fig. 4, peut être préférable aux dispositifs établis selon les autres réalisations indiquées, car il évite des rentrées éventuelles d'air dans le circuit de prélèvement du liquide traité.
Les conditions de prélèvement peuvent d'ailleurs être encore améliorées, lorsque l'extrémité 25 du tronçon de captation 23 est établie au voisinage du centre du fond de l'appareil.
Celui-ci peut encore comporter d'autre part divers autres perfectionnements, et par exemple un dispositif de sécurité contre un éventuel excès de niveau.
Dans la forme d'exécution représentée, ce dispositif est constitué très simplement par un trou plein 26, dont l'embouchure est protégée par une chicane 27 contre les projections du liquide qui tombe vers la réserve de liquide traité contenue dans le réceptacle 4.