CH458222A - Cellule de traitement d'eau potable par irradiation - Google Patents

Description

  Cellule de traitement d'eau potable par     irradiation       La présente invention a pour objet une cellule de  traitement d'eau potable par irradiation et qui compor  te un faisceau tubulaire parcouru par l'eau à traiter et  des sources de rayons irradiant ce faisceau. Cette cellule  est caractérisée par le fait qu'elle comporte une enceinte  étanche dans laquelle sont logés les sources de rayons  ultraviolets et un faisceau de tubes en quartz parcouru  par un courant d'eau turbulent ainsi que des surfaces  réfléchissantes disposées de manière que chaque tube  soit irradié approximativement de façon homogène sur  tout son pourtour, et par le fait qu'un dispositif crée un  vide partiel à l'intérieur de l'enveloppe étanche.  



  Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre  d'exemple une forme d'exécution de la cellule selon  l'invention.  



  La     fig.    1 en est une vue en coupe longitudinale.  La     fig.    2 en est une vue en coupe transversale.  La     fig.    3 en est une vue en bout.  



  Selon le dessin annexé, la cellule de traitement d'eau  potable comporte une enceinte formée par un cylindre  1 obturé à ses deux extrémités par des flasques de fer  meture 2. A l'intérieur de cette enceinte sont fixées  par tous moyens connus, des sources de rayons     utra-          violets    3. Ces sources sont disposées parallèlement à  l'axe longitudinal du cylindre et sont reliées par un  transformateur T à un réseau de distribution 4 d'énergie  électrique. Des tubes 5 en une matière perméable aux  rayons ultraviolets, telle que du quartz, sont disposés  dans l'enceinte parallèlement à l'axe du cylindre. Ces  tubes traversent les flasques de fermeture 2 et des joints  6 et 7 assurent l'étanchéité entre l'atmosphère et l'espace  interne de l'enceinte.

   Ces tubes formant un faisceau  tubulaire sont reliés les uns aux autres au moyen de  pipes de raccordement 8, 8a     (fig.    3), serrées sur les  flasques de fermeture 2. L'extrémité de l'un desdits  tubes est reliée par un raccord 9, une vanne électro  magnétique d'arrêt 11 et une pompe de circulation 10    à une conduite d'alimentation 15, tandis que l'autre  extrémité du faisceau tubulaire est reliée par un rac  cord 12 et une vanne électromagnétique d'arrêt 13 à  une conduite de distribution 14.  



  Dans la forme d'exécution représentée, le faisceau  tubulaire comporte huit tubes reliés en série et disposés  symétriquement par rapport à deux plans diamétraux  orthogonaux a et b     (fig.    2) dont l'un contient les deux  sources de rayons ultraviolets.     Quatres    tubes situés sur  l'un des côtés du plan a et de part et d'autre du plan b  sont enveloppés par des miroirs 16 constitués par une  feuille de métal pliée de manière à former un cylindre de  section transversale rectangulaire ouvert sur son côté  interne. Ces miroirs plans assurent une irradiation pra  tiquement homogène de chaque tube sur tout son pour  tour. Un conduit 17 relie l'espace interne de L'enceinte  à une pompe à vide 18 qui crée un vide partiel à l'inté  rieur de cette enceinte.  



  La cellule est munie d'un dispositif de contrôle du  vieillissement des sources de rayons ultraviolets. Ce dis  positif comporte une fenêtre pratiquée dans le cylindre  1 et obturée de manière étanche par une plaque 19 en  une matière perméable aux rayons ultraviolets telle que  du quartz, et une plaque 20 en une matière perméable  aux rayons lumineux telle que du verre. Entre ces deux  plaques 19 et 20 est disposée une matière 21 fluores  cente qui lorsqu'elle est frappée par les rayons ultra  violets émet des rayons lumineux d'une longueur d'onde  de 4000 à 7000     Angstroems.    En regard de cette fenêtre  une cellule photoélectrique 22 est fixée qui capte une  partie au moins de ces rayons lumineux émis par la  matière fluorescente.  



  Cette cellule photoélectrique sensible aux rayons  lumineux est reliée électriquement à un relais électro  magnétique 23 qui commande d'une part l'ouverture  d'un disjoncteur 24 inséré dans le circuit d'alimenta  tion des sources de rayons ultraviolets et d'une lampe      témoin 26 et d'autre part le circuit     d'alimentation    des  vannes électromagnétiques d'arrêt 11 et 13.  



  Le fonctionnement de la cellule de traitement décri  te est le suivant  La cellule de traitement est mise en fonction par  fermeture du disjoncteur 24 inséré dans le circuit d'ali  mentation du transformateur T d'alimentation des sour  ces de rayons ultraviolets. Ces sources se mettent pro  gressivement en fonction, puis lorsque leur température  de fonctionnement est atteinte et qu'en conséquence  l'intensité du rayonnement ultraviolet est     normale    et  présente donc son efficacité bactéricide normale, la cel  lule photoélectrique 22 capte un flux lumineux émis  par la matière 21 d'une intensité suffisante pour faire  fonctionner le relais 23 qui provoque l'alimentation des  vannes d'arrêt électromagnétiques 11 et 13.

   Ces vannes  s'ouvrent et la pompe de circulation 10 force à travers  le faisceau tubulaire un courant d'eau à traiter forte  ment turbulent, c'est-à-dire supérieur à 5000     Reynols    de  manière à assurer une irradiation homogène de toutes  les particules de l'eau circulant dans le faisceau tubu  laire.  



  Ainsi donc l'eau ne peut circuler dans les tubes  5 avant que les sources de rayons ultraviolets aient  atteint leur température normale de fonctionnement de  sorte qu'aucune eau non correctement traitée n'est  refoulée dans le réseau de distribution.   Les sources 1 de rayons ultraviolets disposées à une  distance de 2 à 6 cm des     tubes    5 assurent grâce aux mi  roirs plans 16 disposés à une distance de 1 à 3 cm des  tubes 5 une irradiation homogène de toute la surface  de chaque tube avec une intensité d'au moins 50     micro-          watts        cm2.     



       L'efficacité    de l'activité stérilisante des rayons ultra  violets, est     conditionnée    également par la disposition  géométrique de la ou des sources par rapport aux tubes  dans lesquels circule le     liquide    à stériliser.     L'efficacité     de la stérilisation est conditionnée par la distance entre  la ou les sources qui émettent les rayonnements, et les  tubes de circulation.

   Cette distance de 2 à 6 cm est cal  culée, de telle sorte que la température du liquide qui  circule dans les tubes n'influe pas l'émission du rayon  nement c'est-à-dire que compte tenu que ces tubes 5  sont constitués en une matière perméable aux rayonne  ments, mais de faible     conductibilité    thermique, cette  distance est suffisante pour que les lampes à vapeur de  mercure soient isolées     thermiquement    par rapport à la  température de circulation du fluide dans les tubes.  



  Cette disposition a pour résultat d'éviter une modi  fication de la puissance d'émission des lampes à vapeur  de mercure. Le vide partiel à l'intérieur de l'enveloppe  est inférieur à 50 mm de mercure de manière à éviter  dans la mesure du possible la     formation    d'ozone qui est  un gaz relativement peu perméable aux rayons ultra  violets.  



  Ainsi l'eau circulant dans le faisceau     tubulaire    est  irradiée dans toutes ses parties d'une manière homogène  pendant une durée de 3 à 10 secondes avec des rayons  d'une longueur d'onde de 2537     Angstraems    qui sont  des rayons bactéricides très efficaces. Les analyses  effectuées ont démontré qu'effectivement l'eau ainsi  traitée ne présente pratiquement plus de germes patho  gènes.  



  Lorsque, par suite du vieillissement des sources de  rayons ultraviolets, l'intensité     des    rayons ultraviolets di  minue en dessous d'une valeur définie à l'avance de  sorte que l'irradiation des tubes devient inférieure à 10         microwatts        cm2,    l'intensité des rayons lumineux émis  par la matière fluorescente 21 diminue rapidement de  sorte que la cellule photoélectrique 22 émet alors un  courant électrique inférieur à une valeur déterminée à  l'avance de sorte que le relais électromagnétique 23  s'inverse et provoque automatiquement la fermeture des  vannes électromagnétiques d'arrêt 11 et 13 ainsi que  l'ouverture du disjoncteur 24 qui provoque à son tour  l'interruption de l'alimentation de la lampe témoin 26 et  des sources 3 de rayons ultraviolets.

    



  De bons résultats ont été obtenus avec des lampes  à vapeur de mercure constituées chacune par un tube  longitudinal en matière perméable aux rayonnements  ultraviolets de courte longueur d'ondes, notamment de  raies voisines de celles de la résonance de mercure,  2537     Angstroems,    fonctionnant sous basse pression et  haute tension et dont les extrémités sont munies d'élec  trodes activées.

   Cette source est caractérisée par la puis  sance de son activité stérilisante due au choix judicieux  de l'intensité du courant, et du diamètre du tube, qui  peut varier entre 4 et 8 mm de diamètre intérieur pour  une tension de fonctionnement de 400 à 600 volts par  mètre de longueur linéaire et une puissance de 100 milli  ampères, avec une pression intérieure de 1 millimètre de  mercure.     Etant    donné le temps nécessaire au chauffage  des électrodes avant que l'émission stérilisante soit opti  mum, on peut dans une variante du dispositif de con  trôle du vieillissement des sources de rayons ultra  violets ajouter à la charge normale un gaz rare d'argon  une trace de gaz néon représentant environ 1 millième  de la charge de gaz argon ;

   ce qui a pour résultat  l'émission de rayonnements rouges dans la bande de  7000 à 8000     Angstroems.    Aussitôt la température de  régime atteinte, cette bande de rayonnement s'efface ce  qui permet de contrôler par le sens de la vue, ou par le  moyen d'un mil électrique sensible à ce rayonnement et  provoquant     l'actionnement    à distance du relais électro  nique 23 le bon fonctionnement des sources de rayons  ultraviolets. Dans ce cas les plaques 19 et 20 sont toutes  deux en verre ou autre matière perméable aux rayons  lumineux et la matière fluorescente 21 est supprimée.  



  La cellule est encore munie d'un dispositif de sécu  rité contre des fuites de liquide à l'intérieur de l'encein  te. Ce dispositif de sécurité comporte un conduit 25  reliant l'espace interne de l'enceinte à une chambre  d'accumulation 27 munie d'un flotteur 28. Ce flotteur  actionne un bras 32 de commande d'un interrupteur  29 inséré dans le circuit d'alimentation de l'enroulement  du disjoncteur électromagnétique 24. Une conduite 30  munie d'une vanne 31 permet la vidange de la cham  bre 27.  



  Ainsi lorsqu'une fuite se produit à l'intérieur de  l'enceinte, le liquide s'écoule par le conduit 25 et s'accu  mule dans la chambre 27. Le flotteur 28 actionne le  bras 32 qui agit sur     l'interrupteur    29 et provoque sa  fermeture. Dès lors l'enroulement du disjoncteur élec  tromagnétique 24 alimenté en énergie électrique provo  que l'ouverture du disjoncteur et donc l'interruption de  l'alimentation des     sources    de rayons ultraviolets, et de  la lampe témoin.  



  Au cours de l'extinction des sources de rayons ultra  violets la cellule photoélectrique 22 commande par l'in  termédiaire du relais électronique 23 la fermeture des  vannes d'arrêt électromagnétique 11 et 13.  



  Afin que lors de la mise en fonction de la cellule  de traitement les lampes à vapeur de mercure restent       alimentées    en énergie électrique bien que les vannes      d'arrêt soient en position de fermeture pendant toute  la durée de la mise en température des sources de  rayons ultraviolets, le relais 23 est relié au disjoncteur  électromagnétique 24 par une liaison mécanique 33 à  un seul sens     d'actionnement.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Cellule de traitement d'eau potable par irradiation, comportant un faisceau tubulaire parcouru par l'eau à traiter et des sources de rayons irradiant ce faisceau, caractérisée par le fait que ces sources ainsi que le faisceau tubulaire sont montés dans une enceinte étan che, que les tubes de ce faisceau sont en une matière perméable aux rayons émis par les sources, ces derniè res étant constituées par des sources de rayons ultra violets, que des surfaces réfléchissantes sont disposées par rapport auxdites sources et aux tubes de manière à irradier chaque tube de façon approximativement ho mogène sur toute sa surface,

   et par le fait que la cellule comporte un dispositif permettant de créer un vide partiel à l'intérieur de cette enceinte afin de réduire la formation d'ozone qui est peu perméable aux rayons ultraviolets. SOUS-REVENDICATIONS 1. Cellule selon la revendication, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'une pompe de circulation éta blissant un courant fortement turbulent à travers le faisceau tubulaire. 2. Cellule selon la revendication et la sous-revendi- cation 1, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un dispositif de contrôle de l'intensité du rayonnement des sources de rayons ultraviolets. 3.

   Cellule selon la revendication et les sous-reven- dications 1 et 2, caractérisée par le fait que des vannes d'arrêt électromagnétiques sont montées à l'entrée et à la sortie du faisceau tubulaire dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par ledit dispositif de con trôle. 4. Cellule selon la revendication et les sous-revendi- cations 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un dispositif de sécurité sensible aux fuites de liquide se produisant à l'intérieur de l'enceinte. 5.

   Cellule selon la revendication et les sous-reven- dications 1 à 4, caractérisée par le fait que ce dispositif de sécurité comprend une conduite reliant l'intérieur de l'enceinte à une chambre d'accumulation munie d'un flotteur dont les déplacements actionnent un interrup teur inséré dans le circuit d'alimentation d'un disjonc teur électromagnétique inséré dans le circuit d'alimenta tion des sources de rayons ultraviolets. 6.

   Cellule selon la revendication et les sous-revendi- cations 1 et 2, caractérisée par le fait que le dispositif de contrôle comprend une cellule photoélectrique située en regard d'une fenêtre aménagée dans la paroi de l'en ceinte et obturée par une matière perméable aux rayons et un relais commandé par cette cellule photoélectrique et qui commande à son tour lesdites vannes d'arrêt élec tromagnétiques. 7. Cellule selon la revendication et les sous-revendi- cations 1, 2 et 6, caractérisée par le fait que ladite fenêtre est obturée par deux plaques entre lesquelles est disposée une matière fluorescente transformant les rayons ultraviolets en rayons lumineux. 8.

   Cellule selon la revendication et les sous-reven- dications 1, 2 et 6, caractérisée par le fait que les sour ces de rayons ultraviolets constituées par les lampes à vapeur de mercure comportent une atmosphère interne raréfiée de gaz argon additionné de traces de gaz néon dont le rayonnement rouge capté par la cellule photo électrique disparaît lorsque la température de fonction nement normal est atteinte.