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Appareil filtrant de petit format pour le traitement de l'eau, en particulier de l'eau potable fournie par une conduite d'eau domesti que.
Pour effectuer le traitement de l'eau, en particulier de l'eau potable, notamment pour l'adoucissement et la sté- rilisation, ainsi que pour l'élimination des substances en suspension indésirables, il est connu d'employer - tant pour les applications industrielles que pour l'alimentation des chaudières à vapeur ou pour installations d'alimentation de réseaux de distribution d'eau - des adoucisseurs et des filtres en différentes exécutions, à l'aide desquels on peut, moyennant coordination d'instruments et d'appareils appro- priés, réaliser différents modes de traitement et maintenir l'installation en état de fonctionnement.
En raison de leur construction et de l'entretien compliqué qu'ils exi-
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gant, de tels systèmes, associée à des régénérateurs, ne con- viennent pas, méne à une échelle réduite dans des proportions adéquates, aux installations à faible débit d'eau, comme celles, notamment, destinées aux usages domestiques.
Partant de ce qui précède, la présente invention a pour but d'établir, pour de telles applications, un appareil pouvant être raccordé, d'une manière simple, en tant qu'ap- pareil de petit format, à une prise d'eau d'une installation domestique usuelle de distribution d'eau, appareil qui n'exi- ge que peu de place et qui peut être entretenu avec facilité en vue du traitement de l'eau, en particulier de l'adoucis- sement de celle-ci, ainsi que dans le but de maintenir la capacité de traitement désirée.
L'invention a en outre pour but d'établir l'appareil de telle façon qu'un simple passage de l'eau brute introdui- te dans l'appareil par la conduite domestique donne lieu à différents processus de traitement, tels que l'élimination de particules en suspension et déchloruration, ainsi que l'adoucissement. L'invention prévoit en outre de préférence que l'appareil qui en fait l'objet sera aisément contrôlé en ce qui concerne la durée efficace encore disponible.
L'invention a en outre pour but de réaliser des appa- reils présentant des dimensions qui, sana influencer défa- vorablement la durée de traitement requise et le débit, sont réduites dans des proportions telles qu'un appareil de cette sorte puisse se loger dans les espaces vides disponibles, le plus souvent très restreints, de machines ménagères con- sommant de l'eau, telles que les lave-vaisselle et lessiveu- ses automatiques.
Partant de ce qui précède, un appareil de petit format suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe ou chemise munie d'accessoires pour le raccor-
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dement et pour la prise d'eau, enveloppe qui renferme au moina deux chambres branchées en série, séparées par une cloison verticale commune, et contenant un agent de traite- ment granulaire, ces chambres communiquant entre elles par au moins un orifice de transvasement ménagé dans la cloison de façon à permettre un parcours complet à travers les chan- bres.
L'enveloppe de l'appareil peut affecter une forme quel- conque, par exemple, cylindrique ou à section ovale, ou en- core, affecter la forme d'une caisse rectangulaire ; hau- teur ne doit généralement pas dépasser 40 cm, de façon qu' il puisse être installé à la prise d'eau domestique, par exemple dans une cuisine, ou dans une salle de bain, être facilement utilisé en ces endroits et ne pas nécessiter une construction de support d'un poids élevé.
Pour raccorder l'appareil à un robinet d'eau, ou ana- logue, ou à une tubulure de la conduite, il suffit d'un rac- cord fileté avec manchon fileté et bourrage, le tout de type courant, ou bien, une embouchure à tuyau flexible à obtura- tion par soupape. La sortie d'eau peut être constituée sous la forme d'un robinet pivotant ou sous celle d'un raccord à tuyau métallique flexible.
Les chambres situées à l'intérieur de l'enveloppe sont délimitées par des cloisons verticales, soit, dans le cas de deux chambres, par une seule cloison. Ces chambres reçoi- vent l'agent de traitement granulaire. Le terme "agent de traitement" désigne ici des produits connus vendus sous une forme granulaire, tels que le charbon actif granulaire, les substances dites "échangeurs" pour l'adoucissement, par exem- ple la permutite fondue, en tant qu'échangeur de bases, ou des échangeurs formés par des résines synthétiques polyméri- sées, à base de styrol et d'autres résines synthétiques,
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ainsi que des échangeurs convenant comme échangeurs de for- me à H (hydrogène), ou pour l'élimination complète des aela (désionisation).
En ce qui concerne le remplissage des chambres avec des agents de traitement granulaires - en particulier dans le cas d'une charge formée par un agent de traitement régé- nérable, soit, par exemple, un des échangeurs cités plus haut il est avantageux de faire en sorti que la hauteur de remplissage qui correspond au pouvoir filtrant requis, c'est-à-dire, en particulier, au trajet de passage nécessai- re pour un adoucissement efficace, par exemple, soit répar- tie sur plusieurs chambres branchées en série, la disposition étant de préférence telle que non seulement les volumes des charges soient égaux dans ces chambres mais que, de plus, ils occupent dans celles-ci un espace moindre que celui per- mis par la hauteur des chambres.
Les chambres peuvent être limitées par des parois infé- rieures ou fonds et des parois supérieures ou couvercles, qui limitent toutes les chambres conjointement et comportent des ouvertures d'entrée et de sortie pour le passage de l'eau. Afin que l'eau à traiter puisse parcourir l'envelop- pe dans le sensd'un passage complet à travers lea chambres, !
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c'est-à-dire, puisse traverser toutes les chambres efccea- (, siverrtent, en contre-courant l'une par rapport à l'fre, tout en maintenant le niveau maximal du liquide, 1J orifi- ces de transvasement de chambre à chambre sont dit fi osés aux sommets d'une ligne en zigzag essentiellement1:ertica- le.
D'autre part, lorsque les chambres sont obtu'ies, dans l'enveloppe, par des fonds et des couvercles dist, .cts, les orifices d'arrivée et de départ sont également si, -de de façon appropriée dans le fond et le couvercle. Lui cloisons des chambres peuvent aussi être échangeables, c'e -à-dire,
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être disposées dans des guidages étanchéifiéa. Outre que cet! ) disposition offre une meilleure possibilité de nettox ge, elle permet de modifier le volume des chambres, tox ge, elle permet de modifier le volume des chambres, lomque ceci est désirable, par exemple en vue du remplisse- ! ge avec un autre agent de traitement.
La subdivision, conforme à l'invention, en chambres branchées en série, offre la possibilité de réaliser dans une marne enveloppe, au cours du passage, plusieurs processus de traitement, tels que la déchloruration et l'élimination des constituants adaorbants de l'eau brute afîluente, ainsi qu'un adoucissement. La subdivision de la hauteur totale requise (qui correspond, par exemple, dans le cas de l'adoucissement et en considérant un débit donné par unité de temps, tout en tenant compte du pouvoir échangeur de l'agent) en trajets partiels, offre la possibilité, grâce au cheminement de l'eau en contre-courant, de réduire la hauteur hors tout de l'appareil de façon adéquate.
Lorsque, par exemple, pour un polymère échangeur adopté, le débit de l'eau étant de 7 8 litres par minute, la durée de contact nécessite une hauteur de filtre de 80 cm, la subdivision en deux chambres signifie déjà une réduction de moitié de la hauteur hors tout, et ainsi de suite, de sorte que, grâce à cette disposition, on a la possibilité - entre autres lorsqu'il s'agit d'incorporer le dispositif dans des appareils ménagers utilisant de l'eau, tels que les lessiveuses automatiques ou les lave-vaisselle - d'aménager dans l'appareil même le faible espace en hauteur, sous le fond de l'appareil, etc., nécessaire pour l'incorporation d'un réservoir de traitement d'eau ayant la capacité de traitement requise.
Cependant, on réalise un avantage particulièrement important lorsque les charges de certains agents de remplissage présentent une hauteur inférieure à celle des chambres,
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avantage dù au fait que, en raison de la pression statique régnant dans la canalisation au niveau de la prise d'eau, et une fois la communication avec le réseau établie, les charges sont maintenues alternativement, dans leur ordre de succession, contre la surface de fond et la surface de cou- vercle et que, lorsque la pression cesse de s'exercer ou lorsqu'on change le sens du passage de l'eau - par exemple en reliant la sortie par un tuyau flexible au robinet de
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prise d'eau -, la charge granulaire est mise en mouve- agitée, de sorte qu'elle est soumise à un rinçage .
Ceci offre entre autres la possibilité de sou- maître la d'échangeur - qui est ainsi contenue dans plusieurs chambres branchées en série - à un rinçage inten- se au coura d'un traitement régénératif et après celui-ci.
Ainsi, par exemple, lorsqu'on a recours à une charge d'é- changeur appelée à être régénérée par une solution de chlo- rure de sodium, on peut introduire le liquide régénérateur du c8té sortie et, en appliquant une pression - éventuelle- ment par le raccordement à la canalisation-, laver et rin- cer la masse de la charge, en faisan appel au "mouvement de bascule" mentionné plus haut.
Les chambres appelées à contenir un agent filtrant, tel que du charbon actif granulaire, qu'il n'est pas dési- rable de soumettre à des mouvements intenses, afin d'éviter l'attrition, etc., sont de préférence entièrement remplies de cette matière. Une ou plusieurs chambres appelées à être traitées par un liquide approprié, en vue de la régéné- ration, sont utilement pourvues d'ouvertures de remplissage supplémentaires à obturation étanche, par exemple, un cha- peau à vis muni d'une garniture d'étanchéité. A titre de variante, l'appareil peut être relié par une conduite à un réservoir spécial, destiné à recevoir un ou plusieurs agent)
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régénérateurs, liquides de lavage, ou analogues, et que l'on raccorde selon le besoin.
Pour mieux mettre en évidence l'invention, lesdessine annexés représentent quelques exemples de réalisation d'ap- pareils de filtrage de petit format suivant l'invention.
La fig. 1 est une représentation schématique d'un ap- pareil simple affectant une forme cylindrique et pouvant être relié à la prise d'eau par une soupape à deux voies.
La fig. 2 est une vue en coupe axiale verticale par la partie médiane du réservoir et des chambres contenues dans celui-ci.
La fig. 3 est une vue en coupe transversale par la partie médiane de l'appareil suivant la fig. 2.
La fig. 4 est une vue perspective d'une autre forme de rélisation d'un appareil de petit format à quatre cham- bres.
La fig. 5 est une vue, en partie arrachée, de la par- tie inféreure d'un appareil suivant la fig. 4, en coupe
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verticale, voit un système de distribution schéma- tique pour 1 arri te 1e départ.
La fig. 6 est une vu ,chém,xt:que en élévation latéra- le d'une autre d18pooition'dl,, appareil filtrant de petit format, disposé à l'intérieur d\'aachine ménagère, elle- te -même représentée de façon schématiq, ' Suivant la fig. 1, la chemise cylinl',,çç, 1 de l'appa- reil renferme l'espace de traitement proprette... dit. Deux couvercles 2 et 3, en forme de coquilles, obtur 'appa- reil aux deux extrémités, la coquille supérieure pd".t être aisément enlevée grâce à la présence d'écrous à\awt.. tes 4 et de pattea 5, la chemise 1 étant fixée dans la cô-. quille inférieure par exemple à l'aide d'un filet ou d'une fermeture à baionnette. La chemise est étanchéifiée à l'ai-
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de de garnitures habituelles.
Dans la coquille de couver- cle 2 est fixé, à l'aide d'un écrou à ailettes 6, un braa pivotant 7, destiné aux prélèvements de l'eau traitée.
Dans le tube de prise d'eau 9, raccordé au réseau, est in- corporée une soupape à deux voies munie d'une poignée en étoile 10, de sorte que l'eau brute peut être soit prélevée directement du réseau, soit dirigée sur l'appareil filtrant de petit format à travers le raccord d'entrée 8. La plaque 11 formant la paroi supérieure et la plaque 12 formant la paroi inférieure, de même que les cloisons transversales 15 et 16, divisent l'espace intérieur de la chemise 1 en trois chambres. Parmi celles-ci, la chambre A communique par les fentes de l'ouverture 14 avec L'espace intérieur de la co- quille de fond 3,à laquelle la tubulure 8 peut être raccor- dée à joint étanche de la façon habituelle.
La chambe B1 communique avec A par l'orifice de transvasement 18 et avec la chambre B2 par l'orifice 17, tandis que la chambre B2 communique, par les fentes 13, avec l'espace intérieur de la coquille 2 et le robinet pivotant (non représenté). Le parcours de l'eau brute dans les chambres de l'appareil est indiqué par la ligne de tirets en zigzag qui, ainsi qu'on le voit, est orientée verticalement de telle manière que les sommets des angles sont situes dans les ouvertures des cloisons.
En substance, lorsque l'appareil est rempli, le liquide contenu dans la chambre A s'élève jusqu'à ce qu'il déborde à travers l'orifice 18, remplit ensuite la chambre B1 jusqu'à un niveau approprié, puis passe par l'orifice 17 et remplit la chambre B2, après quoi le liquide s'élève, pour parvenir, à travers la coquille du couvercle 3, dans le robinet pivotant, cela aussi longtemps que l'appareil est raccordé au réseau. Il s'ensuit que la MIGNE en zigzag de la fig. 2 représente seulement le trajet théorique du flux
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principal.
L'appareil suivant la fig. 4, destiné au traitement de l'eau dans les appareils ménagera, tels que les lessi- veuses et les lave-vaisselle, convient comme adoucisseur de petit format' fonctionnant de façon automatique ou semi- -automatique, qui, grâce à sa hauteur extrêmement réduite, peut trouver place dans les espaces vides existants, par exemple dans la partie intérieure, située au-dessous du fond de la cuve à lessiver, ou dans les encoignures situées laté- ralement par rapport à cette cuve.
Les appareils de petit format du type courant à ce jour ne remplissent pas les conditions et les impératifs d'un adoucissement techniquement parfait, en ce qui concerne la capacité wlumétrique utilisable de la matière échangeuse et la facilité avec laquelle l'appareil peut être démonté de la machine, considérée. Or, suivant la fig. 4, l'appareil filtrant est subdivisé en quatre chambres 20 à 23 qui, compte tenu de la forme rectangulaire du réservoir 19 en forme de caisson, présents.4 eux-mêmes une forme rectangulairi apla- tie.
Les chambres 20 à 22 sont appelées à constituer des chambres de traitement, à savoir, la chambre 20 étant desti- née, par exemple, à contenir l'agent de déchloruration connu sous la marque de fabrique Hydraffine, constitué par du charbon actif granulé, tandis que les chambres 21 et 22 sont appelées à recevoir un échangeur d'ions ou debasses. La chambre 23, munie du bouchon à vis 24, qui peut être vissé à joint étanche, sert de chambre vide, ou bien, après avoir été remplie avec un agent régénérateur, de chambre magasin pour ce dernier. 25 et 26 désignent la conduite d'arrivée et la conduite de départ. L'arrivée peut aboutir (non re- présenté) directement à la partie supérieure de la chambre .
20, ou bien, d'abord à la chambre 23. La figure 5 représen-
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te la disposition d'un tel appareil d;lj un lave-vaisselle automatique 27 dont l'agencement propi n'est pas représen- té dans la partie supérieure située a dessus du fond 30, muni d'un renfoncement d'évacuation. ns cette figure, 25 désigne le tronçon de la canalisant d'arrivée d'eau brute, sans les raccordements habitue\'au point de prise d'eau.
Ce tronçon se ramifie vers los oupapes de réglage 26 et 2?, qui peuvent être remplacées, iar exemple, par une . . électromagnétique à deux voied Fe tronçon se div1-." sant eh deux branches dont l'une est ri) par la soupape i '\ \ 26 de telle manière qu'elle fait arr1v&::\ l'eau brute en tenant,compte de la consommation d'eau par* minute de la ma- chine considérée, par exemple en réglant li ébit de l'eau . environ litres \\ brute par de façon 1'.A )urnir environ 7 à 8 litres d' brute par mi- nute (conduite 28/29), tandis que si l'on i ,1 rse les con- nexions, en'envoyant l'eau à travers la souJ. 27, le débit de l'eau se réduit de telle manière que la proportion d'eau brute correspond à la concentration requise de solution régénérative, par exemple d'une solution de sel de cuisine dans le cas d'un échangeur de bases.
La configuration, favorable à l'encastrement, du réser- voir en forme de caisson, permet - lorsque les chambres sont convenablement dimensionnées et la subdivision effec- tuée de façon adéquate - un adoucissement hautement effica-", ce, même lorsque l'espace disponible pour l'encastrement ne présente qu'une hauteur de 10 cm environ.
Cet appareil fonctionne de la manière décrite ci-des- sus, c'eat-à-dire, sous la pression statique exercée par la conduite d'eau brute, convenablement réduite, comme plus haut. Les charges d'agents de traitement, qui ne remplis- sent les chambres que jusqu'à une certaine hauteur, sont appliquées alternativement, et dans leur ordre de succession,
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contre la paroi supérieure ou contre la paroi inférieure et, lorsque la pression cesse de s'exercer, se détendent, en se déplaçant en sens opposé et en se désentassant.
Suivant la fig. 6 - qui comporte une réalisation, es- sentiellement analogue à la précédente, de la circulation contrôlée par des soupapes à deux voies, avec, toutefois, ici, la traversée d'un débitmètre 34 - l'appareil de trai- tement 1, muni d'un robinet pivotant 17, est fixé d'une ma- nière appropriée, non représentée, dans le coin formé par l'enveloppe circulaire de la cuve, la paroi verticale 48 et le carénage extérieur 39 de la machine.
L'appareil 1 peut être alimenté directement en eau brute, en une quanti- té dosée, au moyen de la soupape 36' Par contre, en inver- sant la distribution avec ouverture de la soupape 37, l'eau est amenée à traverser un récipient 38 disposé dans le fond 30' de la machine et pouvant contenir un liquide régénéra- teur préparé, ou bien, la substance nécessaire pour la ré- génération, le sel de cuisine par exemple, afin de permet- tre l'acheminement, avec une arrivée d'eau réduite en con- séquence, comme exposé ci-dessus, du liquide régénérateur vers le récipient de traitement.
De plus, les deux variantes d'application représentées
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dans les figures ? et 6 comportent une évacuation simplifiée de la saumure régénùÔ±7$ce, qui consiste en ce qu'une pom- .,.... pe de vidange 33 est mise'' marche automatiquement à l'in- tervention d'une soupape, par':1ile de la soupape électro- magnétique 32 ou 32', pompe qui é' la chambre de travail de la machine, tout en permettant un i'ñçage parfait.
Cette disposition élimine d'une manièrt simjf un inconvénient, ,i fréquent dans les machines de cel'e espèce, comportant un système adoucisseur régénérable'\:1convnient qui consiste en ce que la chambre da travail \r surtout, les objets \ .
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traités, la vaisselle par exemple, se couvrent de solution saline, ou analogue, laquelle devient extrêmement gênante à la suite de la cristallisation due au chauffage de la ma- chine (formation du voile).
Finalement, et comme on le voit dans la fig. 7, qui se rapporte surtout aux appareils de petit format de l'es- pèce décrite au préambule, il est avantageux de fixer la partie renfermant les chambres, et qui forme éventuellement un tout, de façon qu'elle puisse être remplacée dans les coquilles 2', 3' et d'équiper un tel appareil d'un débitmè- tre, qui permet à la ménagère de reconnaître l'instant où l'eau adoucie est consommée, ou celui d'autres processus requis, qui dépendent de l'emploi du filtre et, par exemple, veiller à amorce* le processus de régénération en temps op- portun.
Un tel appareil de mesure peut aussi être utilisé de manière simple à titre de compteur totalisateur, pour in- diquer, par exemple, le nombre des périodes de lessivage ou de lavage qui ont été effectuées avec l'eau adoucie préparée et, éventuellement, le nombre de ces périodes encore dispo- nible. Dans la fig. 7, les organes correspondant à ceux des figs. 1 et 2 sont désignés par 1', 2', etc.
La référen- ce 45 désigne des clapets à ressort, disposés en aval des orifices de passage et que l'on peut prévoir, éventuellement, pour exclure un sens d'écoulement dans certains cas, par , exemple lorsqu'il s'agit de faire en sorte qu'un liquide de lavage déterminé, par exemple un liquide régénérateur, ne puisse pénétrer dans la chambre contenant un autre agent
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de traitement, lors d'un rinçage par flux renversé, cmme f cela peut être le cas, par exemple, lorsque l' est utilisé pour l'élimination complète des sels.
Ze r(apet f est désigné par 46 et le ressort de lestage par 4; Le dé- bit-mètre 40 comporte un curseur réglable vis d' blocage
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41, à l'aide duquel la consommation d'eau peut être réglée d'avance à une valeur déterminée, en utilisant l'échelle 43, 'Ce système d'indication préalable, destiné à l'eau brute venant de l'armature 44, par exemple, ou à la consommation correspondante d'eau douce, peut aussi être raccordé à une source de courant, à l'aide d'un conducteur et, en consti- tuant l'aiguille de l'appareil sous la forme d'un contact mobile et le repère en tant que contact fixe, peut commander des signaux acoustiques ou optiques, mais surtout produire automatiquement le renversement du flux (voir, par exemple, les figs.
5 et 6), en vue de la mise en marche de la régé- nération.
D'autres dispositions peuvent être adoptées en fonction des besoins de chaque cas. Ainsi, par exemple, on peut in- corporer, a proximité de la sortie d'eau traitée, un conduc- tomètre, afin de mettre en évidence ainsi le degré de pure- té de l'eau (microsiemens) en particulier lorsque l'eau trai- tée devant être utilisée doit satisfaire à des exigences ri- goureuses en ce qui concerne la pureté. Ici également, on peut amorcer une régénération automatique, moyennant un branchement courant en soi et en fonction de valeurs déter- minées, qui indiquent une baisse du degré de pureté.
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