CH689348A5 - Installation de filtration de liquides avec des particules en suspension. - Google Patents

Description

  
 



  Sur les machines-outils, on utilise des liquides de refroidissement comme l'eau, des liquides spéciaux comme le pétrole ou les diélectriques sur les machines d'électro-érosion, etc. Il convient, pour éviter leur gaspillage, de les recycler et de doter la machine d'un système de filtration continue. 



  Une des caractéristiques de ce système de filtration est le nombre d'heures pendant lesquelles il faut attendre pour que les particules en suspension et les contaminants se déposent dans la cuve de décantation avant toute utilisation ultérieure. 



  La présente invention est basée sur la découverte expérimentale selon laquelle, si on laisse écouler un certain temps pour la première décantation du liquide, on peut vider le réservoir par sa partie supérieure à une vitesse qui permet d'obtenir un temps total de vidange beaucoup plus faible que le temps traditionnel; on a donc conçu un système équipé de moyens pour parvenir à cette fin. 



  La présente invention préconise une installation de filtration de liquides avec des particules en suspension, qui comporte un ensemble de distributeurs de liquide, un filtre et une cuve de décantation dans laquelle les particules en suspension dans le liquide peuvent se déposer en différentes phases avec des vitesses de sédimentation décroissantes, caractérisée en ce qu'elle est munie de moyens pour vider la cuve de décantation par sa partie supérieure, ces moyens descendant en même temps que le niveau du liquide de la cuve, et attendant pour entrer en service qu'au moins une partie du temps correspondant à la phase de plus grande vitesse de sédimentation soit écoulé, la vitesse de vidange de la  cuve étant proche de la vitesse de sédimentation VA de la zone A dans laquelle se déposent librement les particules. 



  Selon une forme d'exécution de l'invention ces moyens comportent un conduit dont l'embouchure est immergée à proximité de la surface du liquide et fixé à des flotteurs qui le maintiennent au même niveau par rapport à la surface du liquide, quelle que soit la hauteur de ce dernier. 



  L'utilisation de flotteurs pour maintenir le conduit d'extraction à la surface du liquide est bien connue, par exemple, lors des écoulements de pétrole dans la mer ou lors de la séparation huile-pétrole sur l'eau, comme dans le brevet anglais 1 412 102. 



  Dans cette invention, on utilise donc cet élément connu (des flotteurs soutenant le flexible d'extraction) sur un milieu différent (liquide avec particules, matières en suspension) et en appliquant la découverte expérimentale préalablement citée (vitesse de décantation), non seulement pour extraire la partie supérieure du liquide, mais également pour accélérer la vidange de la cuve. 
 
   La fig. 1 est un schéma d'un système de filtration pour les liquides utilisés sur des machines-outils, 
   la fig. 2 est une représentation selon les coordonnées XY de la vitesse de décantation des particules dans un liquide, 
   la fig. 3 est une représentation schématique de l'objet de l'invention. 
 



  D'après la fig. 1, sur une machine-outil 1, il se produit une contamination des liquides utilisés comme réfrigérants, diélectriques, etc. qui sont extraits par le conduit 2 pour les amener à un réservoir 3 de liquide contaminé (avec particules en  suspension). 



  Ce liquide est filtré dans le filtre 4. Le système comporte un ensemble de distributeurs 5 pour effectuer la distribution des liquides contaminé et non contaminé vers la machine 1, vers le réservoir 3 ou vers une cuve de décantation 6, lors des différentes phases de travail. 



  Dans la cuve de décantation 6, les particules en suspension doivent se déposer vers le fond afin que le liquide restant, ainsi décontaminé, puisse être réutilisé. 



  Lors de la séparation par décantation, on profite de la force de gravité qui confère aux particules un mouvement descendant. La vitesse de descente de celles-ci dépend de la densité et de la viscosité du liquide ainsi que de la taille, de la forme et de la densité de la particule. Pour obtenir une efficacité maximale lors du processus de sédimentation, il convient d'obtenir des particules lourdes et grosses. Si ceci ne se produit pas spontanément, on recourt à une coagulation-floculation préliminaire. Lorsque la concentration de solides est importante, la densité apparente du liquide augmente et il se produit une sédimentation retardée. 



  Les différentes phases de la sédimentation peuvent être clairement identifiées à la fig. 2 où l'axe OY représente le niveau de la zone libre de particules en suspension et l'axe OX représente le temps. En fonction du temps, il se forme à la partie supérieure, une surface libre A (semblable à celle de l'eau liquide, caractéristique de l'existence d'un champ de forces de gravité et des interactions entre une certaine classe de particules), sous laquelle se déposent librement les particules (sauf si la concentration initiale est très élevée) et au-dessus de laquelle il y a  de l'eau propre. A un niveau intermédiaire apparaît une zone B de sédimentation retardée et au fond une zone C de haute concentration, où a lieu la compression et le compactage de la boue. La surface libre descend avec le temps jusqu'à entrer en contact avec la zone de compression.

   Avec le temps, la vitesse devient de plus en plus lente. 



  Si on veut utiliser le liquide 1 de la cuve de décantation 6, on l'extrait par le conduit 7 (fig. 1) et il faut donc attendre que pratiquement tout le liquide soit propre, ce qui nécessite plusieurs heures U1. Cela détermine donc la capacité et le fonctionnement du reste de l'installation du filtre 4; on admet habituellement pour ce filtre 4 une capacité minimale de U1 heures sans interruption d'absorption des impuretés avant un nouveau transvasement dans cette cuve de décantation. 



  Lors d'essais, le demandeur a constaté que ce qui précède est applicable si le niveau h de liquide dans la cuve de décantation reste constant. Par contre, si on vide la cuve 6 par sa partie proche de sa surface supérieure, à une vitesse liée à la première vitesse de sédimentation VA de la zone A immédiatement inférieure à la zone libre, le phénomène suivant apparait: la vitesse de sédimentation, plutôt que de se décomposer en phases (zones A, B, C, D) reste à peu près constante et semblable à la première vitesse de sédimentation VA. Ceci est représenté à la fig. 2 par la prolongation en trait interrompu A min  de la zone A. On notera que le nombre d'heures de vidange de la cuve devient U2 nettement inférieur au temps initial U1 : U2 < U1. Dans la pratique, on a expérimenté des cuves où U1 = 24 h et U2 environ 5 h. 



  On a même observé que, au fur et à mesure que, conformément au système objet de l'invention, on  vide le réservoir 6, la vitesse de sédimentation augmente, c'est-à-dire que la pente de la droite AA min  devient plus forte, diminuant d'autant le nombre d'heures U, qui devient ainsi inférieur à la valeur théorique. 



  Pour l'application de ce phénomène, le système est muni de moyens de vidange du réservoir 6 par sa partie supérieure. Ces moyens sont mis en opération uniquement lorsque le temps nécessaire U3 pour que la partie supérieure du liquide (suivant la droite A) devienne propre, est écoulé. Ce temps peut être, par exemple, de 3 heures. 



  On a prévu que la paroi latérale p du réservoir 6 soit coulissante afin que la vidange se produise par débordement. Toutefois, l'expérience réalisée avec un conduit 9 dont l'embouchure b est légèrement immergée et soutenue en position par un flotteur 8 a donné des résultats optimum puisque de cette façon, l'embouchure b est constamment dans la zone A du schéma de la fig. 2. 

Claims (2)

1. Installation de filtration de liquides avec des particules en suspension, comportant un ensemble de distributeurs de liquide, un filtre (4) et une cuve de décantation (6) dans laquelle les particules en suspension dans le liquide peuvent se déposer en différentes phases avec des vitesses de sédimentation décroissantes, caractérisée en ce qu'elle est munie de moyens pour vider la cuve de décantation par sa partie supérieure, ces moyens descendant en même temps que le niveau de liquide de la cuve, et attendant pour entrer en opération qu'au moins une partie du temps correspondant à la phase de plus grande vitesse de sédimentation soit écoulé, la vitesse de vidange de la cuve étant proche de la vitesse de sédimentation (VA) de la zone (A) dans laquelle se déposent librement les particules.

2.

Installation de filtration de liquides avec des particules en suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que ces moyens comportent un conduit (9) dont l'embouchure (b) est immergée à proximité de la surface du liquide et fixé à des flotteurs (8) qui le maintiennent au même niveau par rapport à la surface du liquide, quelle que soit sa hauteur.