CH466223A - Installation pour faire passer un liquide à travers une masse de substance solide, notamment installation de filtration - Google Patents

Description

  
 



  Installation pour faire passer un liquide à travers une masse de substance solide,
 notamment installation de filtration
 La présente invention a pour objet une installation pour faire passer un liquide à travers une masse de substance solide, notamment une installation de filtration, dans laquelle le liquide à traiter se déplace de bas en haut à travers ladite masse.



   Cette installation est caractérisée par une cloche logée à l'intérieur d'un récipient contenant la masse audessous de celle-ci et que doit contourner le liquide à traiter, par des moyens permettant d'introduire dans la cloche un gaz sous pression de manière à produire une poche de gaz abaissant le niveau du liquide à traiter dans la cloche, et par des moyens permettant de libérer d'un coup le gaz contenu dans la cloche de manière que le liquide à traiter vienne occuper le volume de la poche de gaz, ce qui produit un brusque déplacement rétrograde du liquide situé au-dessus de la cloche.



   Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.



   La figure unique est une coupe axiale d'une installation de filtration comportant un filtre à sable inversé.



   Le filtre à sable de l'installation représentée comprend un récipient cylindrique vertical 1 dans la partie inférieure duquel est logée une grille 2 supportant une masse de gravier grossier 3 sur laquelle repose une masse de sable fin 4. L'admission du liquide à filtrer, amené par une conduite 5, se fait en 6, à la base du récipient 1, alors que la sortie du filtrat se fait en 7, au sommet du récipient. Ainsi, le filtre est du type inversé, le liquide à filtrer se déplaçant de bas en haut dans le filtre.



   Afin que soit augmentée la surface de contact entre le gravier qui assure la préfiltration du liquide et le sable, qui assure sa filtration, la masse de gravier 3 présente une partie tubulaire 3a tapissant intérieurement la paroi cylindrique du récipient, à l'intérieur de laquelle est logée la plus grosse partie de la masse de sable 4. Ainsi, la surface de contact entre le sable et le gravier est constituée par la somme des surfaces planes, de base 8 et de sommet 9, cette dernière étant annulaire, qui équivalent ensemble à la section du récipient 1, soit la surface nominale, additionnée de la surface cylindrique 10, soit au total trois fois au moins la surface nominale.



     I1    est à remarquer que le même résultat pourrait être obtenu en donnant aux masses de sable et de gravier des formes différentes de celles décrites et représentées : on pourrait, par exemple, donner à la masse de gravier la forme d'un tas conique sur lequel reposerait le sable.



  Inversement, la masse de gravier pourrait présenter une cavité conique remplie par le sable. On pourrait aussi ménager entre les masses de sable et de gravier une surface de contact plane, inclinée par rapport à l'axe longitudinal du récipient 1, et qui serait, de la sorte, elliptique.



   La conduite d'admission 5 est munie, à son sommet, de moyens 11 de mesure de la perte de charge dH produite par l'installation, et d'un étranglement situé peu au-dessous de sa tubulure d'entrée 12, cet étranglement étant constitué par un diaphragme 13 et étant destiné à régulariser le débit, même pendant le remplissage de l'installation lors de sa mise en service.



   Une cloche 14 est logée dans la partie inférieure du récipient 1, sous la grille 2 soutenant la masse de gravier 3; cette cloche est fixée à la grille par des entretoises 15. Un conduit vertical 16 traverse le récipient 1 sur toute sa hauteur, en son centre, et ouvre, à sa partie inférieure, au sommet de la cloche 14. A son extrémité supérieure, le conduit 16 débouche à l'air libre en 17, son orifice étant muni d'une vanne 18 permettant d'ouvrir ou de fermer la sortie. Le conduit 16 présente en outre, situé en amont de la vanne 18, un embranchement 19 destiné à être relié à une source d'air comprimé.



   L'installation comprend encore un orifice de purge 20 situé tout au bas du récipient 1 et muni d'une vanne 22 ainsi qu'une tubulure de dérivation 23 munie d'une vanne 24.  



   Cette installation est utilisée de la façon suivante:
Le liquide à filtrer brut, c'est-à-dire chargé d'impuretés, par exemple de l'eau, est admis en 12 où il est représenté symboliquement par la flèche 25. Un réactif, par exemple du sulfate d'alumine, est préalablement injecté dans l'eau brute de telle manière qu'il se produise une réaction de floculation à l'intérieur de la cloche 14.



   L'eau floculée contourne la cloche 14, traverse la grille 2 puis la masse de gravier 3 de préfiltration, ce qui contribue à augmenter son contact avec le floc tout en retenant les particules et les flocons les plus gros.



  L'eau traverse ensuite la masse de sable fin 4 qui assure sa filtration.



   Grâce à la grande surface de contact entre le gravier et le sable, le débit peut être relativement élevé pour une vitesse de filtration relativement faible. L'eau filtrée s'écoule enfin en 18 où elle est représentée symboliquement par la flèche 26.



   La zone supérieure 27 du récipient 1, située audessus de la masse de sable 4, constitue une réserve d'eau filtrée.



   Lorsque le filtre est partiellement colmaté ou lorsqu'on décide de diminuer la perte de charge dH, qui peut varier de 0,5 à 1 m par exemple, on effectue un décolmatage par chasse interne, ceci en admettant de l'air comprimé sous faible pression et sous faible débit dans l'embranchement 19 du conduit 16. Cet air comprimé est représenté symboliquement par la flèche 27 située au-dessus de l'embranchement 19.   I1    forme dans la cloche 14 une poche qui refoule progressivement le liquide à filtrer qui s'y trouve. Lorsque ce liquide atteint un niveau situé au voisinage du bord inférieur de la cloche, il agit sur un flotteur 28 qui actionne un contact électrique, non représenté, commandant la vanne 18, ce qui produit l'ouverture de cette dernière, mettant ainsi le conduit 16 en communication avec l'air ambiant.

   L'air contenu dans la cloche 14 s'échappe brusquement en 17, où il est représenté schématiquement par la flèche 29. L'eau reflue alors subitement dans la cloche 14, ce qui provoque un brusque mouvement rétrograde de toute la masse d'eau contenue dans le récipient 1, produisant ainsi une chasse interne qui entraîne les impuretés et décolmate les surfaces filtrantes en faisant reculer les impuretés soit dans la masse de gravier 3 de préfiltration, soit dans la cloche 14. Lorsque le niveau de l'eau remontant dans la cloche atteint un flotteur 30 situé au haut de la cloche, un contact électrique non représenté se ferme, ce qui produit la fermeture de la vanne 18, commandée électriquement.



   La préparation de la chasse interne, c'est-à-dire l'admission d'air comprimé dans le conduit 16, est une opération qui s'effectue très lentement, pouvant s'étendre sur plusieurs heures, sans que soit interrompue la filtration, et sans qu'aucune action particulière n'ait à être exercée pendant ce temps sur le fluide ou sur l'alimentation. La filtration n'est interrompue que pendant les quelques secondes que dure le mouvement rétrograde de l'eau dans le récipient, lorsque se produit la chasse, qui n'occasionne aucune consommation d'eau.



   La chasse interne terminée, la filtration reprend, I'eau brute se mélangeant au floc décollé des surfaces filtrantes. L'eau filtrée, dont le niveau est descendu pendant la chasse, remonte dans le filtre et, après une interruption de quelques minutes, s'écoule comme auparavant par la tubulure de sortie 18. Toutefois, la perte de charge est grandement diminuée par ce   décolmatage    périodique.



   Lorsque les impuretés accumulées doivent être   éva    cuées, on ouvre la vanne de purge 22 en même temps que s'effectue la chasse interne, ce qui permet alors aux impuretés se trouvant dans la cloche 14 de s'échapper.



  Au moment où la chasse interne est terminée, on referme la vanne 22.   I1    est à remarquer que, si l'eau remontant ensuite dans le filtre n'était pas immédiatement utilisable, on pourrait ouvrir la vanne 24 afin d'évacuer l'eau inutilisable par la tubulure de dérivation 23.



     I1    est à remarquer également que si l'alimentation du filtre en 12 venant à s'interrompre, le niveau du liquide baisserait dans le filtre et actionnerait alors le flotteur 28, ce qui déclencherait une chasse interne.



   Enfin, on peut utiliser l'air comprimé amené par le conduit 16 pour procéder à un nettoyage exceptionnel de la masse de sable. A cet effet, on injecte l'air comprimé en 19 et, lorsque le liquide atteint le niveau inférieur en 28, on interrompt l'alimentation du fluide en 12.



  Le dH tombe alors et l'air déborde de la cloche pour s'engouffrer dans le récipient et mettre le sable en expansion.



   Les chasses internes peuvent être automatiques, commandées soit par un programme soit par l'indicateur de perte de charge dH, les seules interventions consistant à ouvrir la vanne de purge 22 et à la refermer un peu plus tard, cette opération ne s'effectuant toutefois que toutes les quarante-huit heures, par exemple, et pouvant également être commandée automatiquement.



   Dans le cas décrit ci-dessus, où la préparation de chaque chasse interne, c'est-à-dire l'admission de l'air dans la cloche, est lente, on peut prévoir que la préparation d'une chasse succède immédiatement à la chasse précédente.



   On pourra également prévoir une admission rapide de l'air dans la cloche, c'est-à-dire une préparation rapide des chasses internes, plusieurs chasses étant alors répétées, coup sur coup, par séries.



   L'installation décrite n'est pas limitée à la filtration des liquides mais peut être utilisée pour tous traitements de liquides par contact, par exemple aux traitements de désodorisation, de décarbonatation, de lavage, d'échanges ioniques, etc., utilisant une masse active de traitement, granuleuse ou poudreuse, par exemple des résines.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation pour faire passer un liquide à travers une masse de substance solide, notamment installation de filtration, dans laquelle le liquide à traiter se déplace de bas en haut à travers ladite masse, caractérisée par une cloche logée à l'intérieur d'un récipient contenant la masse, au-dessous de celle-ci, et que doit contourner le liquide à traiter, par des moyens permettant d'introduire dans la cloche un gaz sous pression de manière à produire une poche de gaz abaissant le niveau du liquide à traiter dans la cloche, et par des moyens permettant de libérer d'un coup le gaz contenu dans la cloche de manière que le liquide à traiter vienne occuper le volume de la poche de gaz, ce qui produit un brusque déplacement rétrograde du liquide situé au-dessus de la cloche.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation suivant la revendication, caractérisée par le fait qu'elle comprend une commande automatique de l'admission du gaz sous pression dans la cloche et de la libération de la poche de gaz contenue dans la cloche, comportant des flotteurs de commande situés dans la cloche, à deux niveaux différents, de telle manière que l'admission du gaz et sa libération soient commandées par le niveau du liquide à traiter dans la cloche.

   2. Installation suivant la revendication, caractérisée par le fait que le récipient est traversé par un tube vertical dont l'extrémité inférieure débouche à l'intérieur de la cloche et dont l'extrémité extérieure débouche hors du récipient, ce tube étant muni d'une vanne permettant soit de le relier à la source de gaz sous pression, soit de le placer à la pression ambiante, en vue du remplissage de la cloche par le gaz sous pression et de la brusque libération de la poche de gaz, respectivement.

   3. Installation suivant la revendication, caractérisée par le fait que le récipient présente, située sous la cloche, une ouverture de chasse permettant l'évacuation des impuretés ramenées dans la cloche par les chasses internes.

   4. Installation suivant la revendication, caractérisée par le fait que la masse de substance solide est constituée par une masse de sable de filtration.