CH487078A - Appareil échangeur d'ions pour l'adoucissement d'eau calcaire - Google Patents

Description

  



  Appareil échangeur d'ions pour l'adoucissement d'eau calcaire
 Il est connu d'adoucir les eaux calcaires, relativement impropres à la consommation en raison de leur teneur en calcium qui provoque des incrustations et se prete mal au lavage, en faisant traverser à l'eau un lit de résine synthétique échangeuse d'ions. Ces résines sont, au préalable, imprégnées d'une solution de sel de sodium dont elles retiennent les ions Na. Au passage de l'eau, il y a change des ions Ca du carbonate de chaux contenu dans l'eau avec des ions Na des résines. L'eau est ainsi libérée de ses sels incrustants. Le lit de résine se sature de plus en plus d'ions Ca et il est nécessaire périodiquement de le régénérer par un apport de saumure de Na fraîche.



   Dans les appareils connus non automatiques, ces opérations de régénérations sont fastidieuses et relativement compliquées, de sorte qu'on est tenté de les différer.



  Dans les appareils automatiques, elles exigent une robinetterie compliquée et coûteuse. D'autre part, le lit de résine, généralement traversé par l'eau de haut en bas, a tendance à se tasser, et à opposer ainsi une résistance croissante au passage de l'eau de sorte que la perte de charge à travers l'appareil n'est pas constante.



   L'invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en évitant le tassement, ce qui permet de supprimer le cycle classique de détassement du lit et les dispositifs à vannes et clapets multiples couramment employés.



   La présente invention a pour objet un appareil échangeur d'ions pour l'adoucissement d'eau calcaire, selon lequel on fait passer l'eau brute à travers un lit de résine échangeuse d'ions imprégnée de sels de sodium.



   L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une colonne remplie de résine échangeuse d'ions, un bac à saumure et une vanne à tiroir permettant par simple déplacement du tiroir d'établir les communications voulues, d'une part pour le cycle de fonctionnement normal avec arrivée d'eau brute et départ d'eau adoucie vers la distribution, d'autre part pour un cycle de régénération de la résine par passage de saumure neuve et départ de saumure saturée vers l'égout.



   Le présent appareil est de construction simple et compacte. Il ne comprend pas de robinetterie exigeant des manoeuvres complexes et un entretien coûteux.



   Tl permet, si on le désire, un fonctionnement entièrement automatique de la fabrication de la saumure et de la régénération du lit de résine échangeur d'ions.



   La description se rapporte à un exemple de réalisation représenté aux dessins dans lesquels
 La fig. I est une coupe longitudinale verticale de l'appareil par le plan A-B de la fig. 3.



   La fig. 2 est une vue en élévation latérale décalée de   90"    par rapport à la fig.



   La fig. 3 est une vue en plan de l'appareil.



   La fig. 4 est une vue en coupe verticale du bac à saumure par A-B de la fig. 5.



   La fig. 5 est une vue en coupe horizontale.



   La fig. 6 est une vue de détail.



   La fig. 7 est un schéma du dispositif programmateur automatique.



   L'installation de l'invention se compose essentiellement des appareils suivants   A - (fig.    1 à 3) une colonne I contenant une résine cationique 2. La colonne est pourvue d'une tubulure d'entrée d'eau brute 3 à sa partie inférieure et d'une tubulure de sortie d'eau adoucie 4 raccordée à sa partie supérieure par l'intermédiaire d'un filtre 5 destiné à empêcher la résine 2 d'être entrainée par le courant d'eau ascendant vers la conduite 4.



     B-(fig.    I à 3) un dispositif de vanne à tiroir comprenant un corps 6 dans lequel coulisse une tige de commande à tiroir 7 dont le déplacement est commandé par un piston hydraulique 8. Suivant la position donnée au tiroir 7, I'appareil fonctionne, soit comme adoucissant de
I'eau brute entrant par la tubulure 3 et sortant par la tubulure 4 de la colonne I (régime normal), soit comme régénérateur des résines par circulation de saumure ct évacuation   à l'égout    (régimc de régénération).



   Le corps de la vanne présente à cet effet différents raccords de tubulures, à   savoir    a) amenée   d'cau    brute, b) départ d'eau brute vers la colonne d'adoucissement, c) retour d'eau adoucie de la colonne, d) départ d'eau vers la distribution, e) évacuation de la saumure de régénération vers l'égout, f) aspiration de saumure pour le remplissage du bac
 à sel, g) prise de pression d'eau pour actionner le piston
 hydraulique   e.    de commande de la tige de tiroir 7, h) orifice de décharge permettant, après fermeture de g),
 I'évacuation de l'eau de pression du piston 8, vers
 l'égout par la conduite (e).



   La vanne à tiroir B est en outre pourvue - d'un   ensemble    hydro-éjecteur 9 permettant l'aspira
 tion de saumure dans la colonne 1 lors du cycle de
 régénération de la résine, - de deux soupapes magnétiques, I'une 10 comman
 dant l'ouverture et la fermeture de la canalisation
 entre la tubulure f) et le bac à saumure, l'autre   il   
 commandant l'ouverture et la fermeture de la canali
 sation entre la   tubulure)    et le piston 8.



     C - (fig.    4) un bac à saumure comprenant 12 un bac, de préférence en matière plastique.



  13 une plaque perforée de séparation entre le sel et la
 saumure, 14 un conduit latéral, 15 un flotteur à tige et deux plateaux, 16 un interrupteur inverseur, 17 une tubulure de liaison avec la soupape magnéti
 que   10.   



     D - (fig.    7) un dispositif programmateur pour marche
 automatique.



  18 une minuterie avec trois cames et un accouplement
 à friction, 19, 20, 21 trois interrupteurs inverseurs.



   On peut prévoir le cas échéant une minuterie 22, par exemple hebdomadaire, ou soumise à toute autre combinaison de temps, commandant un inverseur 23 permettant le choix des jours et heures pour la régénération.



   Cette minuterie pourrait également être remplacée par un dispositif à amplificateur, mesurant la variation de conductibilité électrique du lit de résine entre le moment où celui-ci est chargé d'ions Na (lit régénéré) et le moment   où    ceux-ci sont remplacés par les ions Ca (lit saturé devant être régénéré).



   Le fonctionnement de l'appareil est le suivant   1. Mcxrc/le    dc   régi?7?c   
 En marche normale régulière,   I'eau    brute à traiter pénètre à la base de la colonne 1 en traversant la vanne à tiroir 6 de a) vers b) et elle passe en montant à travers la couche de résine 2. Elle v abandonne les ions Ca de son carbonate de calcium qui sont remplacés par des ions Na de la saumure imprégnant la résine. Le carbonate de calcium (incrustant) est ainsi remplacé par du carbonate de sodium pour donner de l'eau adoucie.



   L'eau ainsi   traitéc    sort de la colonne I par le filtre 5 et la tubulure   dc    sortie 4 et elle passe dans la vanne à tiroir qu'elle traverse de c) vers d) et vers le réseau dc distribution.



   Après le passage d'un certain volume d'eau, la résine   2    a abandonné toute sa charge d'ions Na et s'est chargée en ions Ca, de sorte que l'échange n'est plus possible.



     II    est nécessaire alors de régénérer la résine.



  2.   narc.h < .      dc      Zhgéllérati (7/l      
 On enclenche e alors la minuterie 18 qui, par sa came,    actionne l'interrupteur   7]    fermant le circuit de la soupape   magnétique 11. L'eau    entre alors par la tubulure a) et traverse la vanne à tiroir pour actionner le piston hydraulique 8 qui   manoeuvre    la tige de la vanne à tiroir pour l'amener dans une position telle que l'appareil fonclionne en régime de régénération.



   A remarquer que dans cette position, I'orifice a) d'amenée d'eau brute est en communication directe avec   l orifice    d) de départ vers la distribution, de manière à ne pas interrompre la distribution d'eau dans l'installation pendant l'opération de régénération. Par contre,   I'ori-    fice c) de sortie de la colonne est mis en communication directe avec   l'orifice      c!    d'évacuation à l'égout.



   La suppression de la communication entre a) et b) provoque en b) une chute de pression et l'aspiration est établie sur la conduite f) d'amenée de saumure, par l'intermédiaire de   l'hydroéjecteur    9.



   L'interrupteur 21. qui a été actionné par la came de la minuterie, a fermé le circuit de la soupape magnétique 10 par l'intermédiaire du contacteur inverseur   16    dc   torte    que la   saumure    contenue dans le bac   12    peut s'écouler vers f) à travers la tubulure 17. La saumure est ainsi admise dans la colonne 1 où elle passe sur la résine   2    avec échange des ions Ca par des ions   Na.   



   L'eau chargée de sel dc calcium provenant de l'échange est dirigée par la conduite 4 vers l'orifice c) et d).



   Au fur et à mesure de l'aspiration de la saumure   hors    du bac   12,    le niveau baisse et le flotteur descend jusqu'à un niveau où le plateau j) agit sur l'interrupteur 16 provoquant l'inversion des contacts, c'est-à-dire   l'ou-      'enture    du circuit de la soupape 10 et la fermeture du circuit de l'admission de saumure vers b). L'eau brute arrivant alors par   a.      l'hydroéjecteur    9 et b) assure le rinçage de la résine dans la colonne 1.



   Après un temps   prédéterminé    par la minuterie 18 et la came   21,    la soupape magnétique   il    est actionnée pour interrompre la communication entre g) et le piston   hydraulique    8 dont la chambre de pression se décharge alors par   l'orifice'      h1.    Le piston revient à sa position de départ en entrainant la tige de la vanne à tiroir. Le régime d'adoucissement de l'eau est ainsi rétabli vers la distribution.



     T,a    préparation   dc    la saumure est également   assuréc    par voie automatique. Au bout du cycle déterminé par la minuterie   18.    par l'intermédiaire de   l'interrupteur    inverseur 19 et du contacteur inverseur 16, commandant l'ouverture' de la soupape magnétique   11    I'eau est refou  lée    dans le bac à sel 12 par l'orifice f) et la conduite 17.



  Lorsque la saumure   s'élève'    à une hauteur déterminée dans le réservoir, le   platcau    i du flotteur actionne à nouveau le contacteur inverseur 16 vers sa position de départ,   dc    sorte que la soupape 1 1 est également ramcnée à sa position de départ.



   Le sel contenu au-dessous de la plaque 13 saturc l'eau admise dans le bac pour réaliser une solution convenable pour la prochaine opération de régénération.



   Le cycle décrit ci-dessus est à déclenchement   manuel.   



  Cependant, il pourrait être rendu entièrement automatique en le   soumettant    une commande de la minuterie 22 et de la came à inverseur 23 ainsi qu'à la minuterie   18    commandant la came à inverseur 22.



   De   m!ne      l'enclenchement    automatique de la   règèné-    ration pourrait   Cotre    provoqué par un compteur   volum-    trique suivant le volume d'eau utilisé ou par un dispositif à amplificateur sensible à la variation de conductibilité électrique du lit de résine en fonction   dc    sa saturation.

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil échangeur d'ions pour l'adoucissement d'eau calcaire, selon lequel on fait passer l'eau brute à travers un lit de résine échangeuse d'ions imprégnée de sels de sodium, appareil caractérisé en ce qu'il comprend une colonne remplie de résine échangeuse d'ions, un bac à saumure et une vanne à tiroir permettant, par simple déplacement du tiroir, d'établir les communications voulues, d'une part pour un cycle de fonctionnement normal avec arrivée d'eau brute et départ d'eau adoucie vers la distribution, d'autre part pour un cycle de régénération de la résine par passage de saumure neuve et départ de saumure saturée vers l'égout.

   SOL;S-REVENDICATTONS Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que l'eau brute est admise au bas de la colonne remplie de résine qu'elle traverse de bas en haut en étant soumise à l'échange d'ions et en créant dans la colonne un lit de résine fluidifié.

   2. Appareil selon la revendication et la sous-revendication 1, caractrisé en ce que la tuyauterie de sortie de la colonne à sa partie Supérieure est pourvue d'un filtre s'opposant à l'entrainement de la résine par le courant d'eau. appareil selon la revendication et les sous-reven dications I et. caractérisé en ce que la vanne à tiroir comprend une tige coulissant dans un corps et commandée par un piston hydraulique.

   4 Appareil selon la revendication et les sous-revendications I à 3, caractérisé en cc que la vanne à tiroir est pourvue d'un hydroéjecteur permettant l'aspiration de saumure dans la colonne lors du cycle de régénération et de deux soupapes magnétiques, I'une pour la canalisation du bac à saumure, I'autre pour la canalisation de charge du piston hydraulique commandant la tige de la vanne à tiroir.

   5. Appareil selon la revendication et les sous-revendications 1 à A, caractérisé en ce que le bac à saumure comprend une plaque séparant une couche de sel supérieure de l'eau dont l'arrivée est commandée, pour son ascension à travers le sel, par un dispositif à flotteur en fonction du niveau.

   6. Appareil selon la revendication et les sous-revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un dispositif programmateur est adjoint à l'appareil, ledit dispositif comprenant une minuterie avec cames de commande de contacteurs inverseurs pour les soupapes magnétiques, de sorte que les opérations d régénération, à savoir évacuation de la saumure saturée en ions Ca, remplacement par une saumure neuve rénovatrice des ions Na, rinçage, et remise en fonclionnement normal de distribution d'eau adoucie. se succédant à une cadence prédéterminée.

   7. Appareil selon la revendication et les sous-revendications 1 à 6, caractrisé en ce que l'appareil est rendu complètement automatique par adjonction d'une minute rie qui déclenche la régénération, soit en fonction du temps, soit en fonction du volume d'eau consommé, soit en fonction de la variation de conductibilité électrique du lit de résine soit de toute autre manière.