EP1909942B1 - Dispositif de filtration etagee de l'eau d'un bassin - Google Patents

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EP1909942B1
EP1909942B1 EP06794266A EP06794266A EP1909942B1 EP 1909942 B1 EP1909942 B1 EP 1909942B1 EP 06794266 A EP06794266 A EP 06794266A EP 06794266 A EP06794266 A EP 06794266A EP 1909942 B1 EP1909942 B1 EP 1909942B1
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EP
European Patent Office
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tank
water
housing
level
membrane
Prior art date
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EP06794266A
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German (de)
English (en)
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EP1909942A1 (fr
Inventor
Christian Guillet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weltico
Original Assignee
Weltico
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H4/00—Swimming or splash baths or pools
    • E04H4/12—Devices or arrangements for circulating water, i.e. devices for removal of polluted water, cleaning baths or for water treatment
    • E04H4/1209—Treatment of water for swimming pools
    • E04H4/1272—Skimmers integrated in the pool wall

Definitions

  • the invention relates to a device for staged filtration of the water of a pool, in particular a swimming pool, operating at a vacuum and being disposed downstream of a skimmer mouth connected to the wall of the pool at the level of the surface. water and upstream of pumping means, said filtration device having a first tank which comprises in its lower part an outlet for discharging water, and at its upper part a coupling connection with the mouth of skimming, the first tank receiving a filter element disposed below the water level in the basin.
  • Pool filtration is traditionally carried out by a hydraulic process consisting of an electric pump that draws water from the pool by a surface skimmer called SKIMMER and / or by suction nozzles distributed on the walls or the bottom of the pool .
  • this hydraulic pump is equipped with a pre-filter, usually a cylindrical basket, to protect the impeller of the pump.
  • the pump after drawing the water inside the filtration system, then pushes it through a filter (sand filter, diatom filter or filter cartridge). Then the water is discharged into the basin by one or more pipes provided at the end of discharge nozzles.
  • the filter is disposed upstream of the pump and downstream of the basket.
  • the existing filtration devices have the disadvantage of not being autonomous and requiring a complex and expensive installation. Maintenance and maintenance operations on the filter and the pre-filter are not easy because the user must operate closing valves to avoid draining the basin. In addition, the position of the filter (below the basin) may cause the creation of air pockets in said filter, which must often be purged manually to ensure proper filtration.
  • filtration devices comprising a tubular body arranged vertically and which is connected in its upper part to the surface skimmer.
  • the tubular body generally comprises superimposed compartments, including an upper housing compartment of a pre-filter basket, having an access cover, and a lower housing housing of the filter element.
  • the water is evacuated through a hole in the bottom of the cylindrical body.
  • the access cover is accessible from the curbs around the basin.
  • the aim of the invention is to propose a filtration device making it possible to increase the maintenance periodicity of its filtering elements, which is easy to maintain, and at the same time makes it possible to reduce the energy losses (due in particular to the clogging of the filtering elements). .
  • the device according to the invention makes it possible to obtain a staged filtration by implementing at least two filtering elements (in addition to the conventional pre-filter basket which is only optional) whose retention fineness is progressive.
  • the presence of two filter elements makes it possible to increase the time required for the clogging of each of them with respect to the clogging time of a single filter element.
  • These filter elements are each inserted into a tank which can be accessed directly from the edge of the pool, so that the maintenance of the filtration device is easy.
  • the filter element of the second tank is always immersed, which implies that the water level in the second tank is generally constant, regardless of the number of start-up cycle and stopping the pumping means. This result must be obtained despite the fact that the water supply of the second tank is well below the level of the water in said tank (which is necessary to limit the energy losses between the first tank and the second tank ).
  • the automatic means that is to say without user intervention
  • the upper part of the second tank are intended to maintain the water level in the second tank constant and stabilized on the water level of the basin.
  • the filtration device 1 allows staged filtration of water from a pool (not shown), including a pool. It operates in depression because it is intended to be disposed downstream of a skimming mouth 2 (or SKIMMER) connected to the wall of the pond at level of the surface of the water, and upstream of pumping means (not shown).
  • the filtration device 1 comprises a first tank 3 which comprises in its lower part an outlet orifice 4 for discharging the water to a second tank 5.
  • the upper part of the first tank 3 comprises a coupling connection 6 with the 2.
  • the first tank 3 comprises a lower compartment 7 for removably receiving a filter element 8 formed by a filter basket of large dimensions with a retention fineness of 500 microns.
  • the filter element 8 is thus disposed below the level of the water in the basin.
  • the first tank 3 may comprise an upper compartment 9, superimposed on the lower compartment 7, for housing a small pre-filter basket (not shown), useful for the retention of very large debris (leaves, needles ...) delaying the clogging of the filter element 8.
  • the upper compartment 9 is connected to the skimming mouth 2 and has an access opening 10.
  • the second tank 5 is closed in its upper part by a lid 11 extending above the level of the water in the basin, said second tank 5 being disposed downstream of the first tank 4 relative to the direction of the flow of water and upstream of the pumping means.
  • the second tank 5 is intended to receive a filter element 12 having a fineness of retention greater than that of the filter element of the first tank 3.
  • the fineness of retention of the filter element 12 is 15 microns. It is produced using a filtering medium 13 disposed on the periphery of a rigid tube 14 serving to guide the water previously filtered in the media 13. Nevertheless, the filtering element 12 may be of any known type. the skilled person.
  • the filter element 8 may be of any known and appropriate type, for example made using a filter medium disposed on the periphery of a tube rigid.
  • its retention fineness may for example be 50 microns, and it will often be used in combination with the pre-filter basket (not shown) intended to be placed in the upper compartment 9 of the first tank 3.
  • the second tank 5 comprises a supply port 15, and an outlet port 16 which is connected to the pumping means.
  • the line referenced 17 materializes the level of water in the basin
  • the line referenced 18 materializes the water level in the second tank 5 when the pumping means operate.
  • the lid 11 comprises automatic venting means, which comprise a deformable membrane and elastic, disposed in a housing 20 in which it is free to translate and to deform.
  • the bottom 21 of the housing 20 is provided with an orifice 22, and at least one stud 23 projecting from said bottom 21 and located at the periphery of said orifice 22.
  • the housing 20 is delimited by a cap 24 whose base is in support by gravity on a seat 25 formed in the cover 11 of the second tank 5.
  • the contour of the seat 25 is of complementary shape of the base of the cap 24.
  • the cap 24 has the shape of a dome, and has holes 26 for the passage of the air. Pins 27 protrude from the bottom 21 of the housing 20 and provide lateral retention of the membrane 19 in said housing 20.
  • the first tank 3 and the second tank 5 are arranged next to each other and connected together by at least two connecting elements, one upper 28 and the other lower 29 for said tanks 3 and 5 constitute a rigid and one-piece assembly.
  • the lower connecting element 29 is hollowed out and connects the outlet port 4 of the first tank 3 and the supply port 15 of the second tank 5. It serves here to guide the water in the tank 3 to the tank 5.
  • the two tanks 3 and 5 may be distant from each other without departing from the scope of the invention.
  • the angular configuration of the second tank 5 around the first tank 3 can be arbitrary.
  • the junction between the second tank 5 and its lid 11 is sealed, and removable to allow access to the filter element 12. For example the user will lift the lid 11 when the filter element 12 will need to be changed or cleaned .
  • the seal of the junction may for example be obtained using an O-ring not shown.
  • the figure 3 represents the venting means provided in the lid 11 when the pumping means are at a standstill.
  • the level of the water in the second tank is then marked 30 and coincides with level 17 ( figure 4 ) of the basin.
  • the pressure of the interior air which is present between the surface of the water in the second tank 5 and the lid 11, is equal to the atmospheric pressure outside the second tank 5.
  • the membrane 19 is at rest, that is, in its natural form. It is supported simultaneously on the nipple 23 and on the bottom 21 so as to extend above the orifice 22. It is held laterally by the lugs 27. The air is free to pass from the outside to inside the second tank 5, and vice versa, in a passage having a small section determined by the space between the bottom 21 of the housing 20 and the membrane 19.
  • the arrows of the figure 6 symbolize the lowering of the water level in the second tank 5.
  • the level 31 of water stabilizes. If the tightness of the cover 11 and venting means are not perfect, the level of the water in the second tank 5 continues to fall as long as the pumping means operate, until the level of the supply port 15 of the second tank 5.
  • the stopping of the pumping means has two phases.
  • the first phase ( figure 7 ) stopping the pump causes suction of the water from the basin to the tank 5 due to the depression generated during operation of the pumping means.
  • the pressure inside the tank 5 becomes significantly higher than the external pressure.
  • the air inside the second tank 5, under pressure is expelled by the venting means.
  • the membrane 19 lifts completely from the bottom 21 of the housing 20 and the stud 23, while the lugs 27 hold it laterally.
  • the interior air is expelled between the bottom 21 and the membrane 19, then through the holes 26 of the cap 24.
  • the exhaust is made in a passage having a section which is significantly greater than the section through which the interior air could passing from the outside to the inside of the second tank 5 (and vice versa) when the membrane 19 was at rest (pumping means at rest).
  • said exhaust is possible regardless of the difference between the pressure of the air inside the tank 5 and the atmospheric pressure outside. Without exhaust, the rise of water in the second tank 5 would be impossible and the water level would remain at level 31. Thus, at each cycle of starting and then stopping the pumping means, the level would drop to reach the level of the supply port 15 of the second tank 5.
  • the second phase of stopping the pumping means begins when the suction of the pond water ceases and the inner and outer pressures are balanced. At this moment, the water level reached the level referenced 32 on the figure 8 which is located above the level 30 of the water in the basin. Then the previously sucked water is pumped back to the pond, causing the pressure of the indoor air to drop. To allow the level of the water in the second tank 5 to lower until it stabilizes at level 30, the venting means automatically come to occupy a position where the intake of outside air is possible . The outside air sucked follows the path indicated by the arrows of the figure 9 . On the figure 10 , the three upper arrows symbolize the air entering through venting means, and the three lower arrows symbolize the lowering of the water level. If the admission was impossible, the level would remain at level 32. In this case, after a certain number of cycles of starting and stopping the pumping means, the water would escape by means of venting. at each stop pumping means.
  • the membrane 19 is substantially at rest, close to its natural shape, positioned above the orifice 22 by a simultaneous support on the stud 23 and the bottom 21. It is maintained laterally by the lugs 27.
  • the admission of air is through a passage having a very small passage section, determined by the space separating the bottom 21 of the housing 20 and the membrane 19 slightly deformed.
  • the membrane 19 is designed to achieve a level of deformation sufficient to seal the orifice 22 at the time when the difference between the external pressure and the pressure inside the tank 5 becomes greater than a predetermined value.
  • the membrane 19 is deformed, as in the case of starting the pumping means and their stabilized regime during operation.
  • This value can be determined experimentally or by calculation. In practice, it will depend on the volume of internal air, the volume of the second tank 5, the dimensions and the rigidity of the membrane 19, the diameter of the orifice 21.
  • This operation means venting is essential to ensure the level of water in the second tank 5 to be constant after each cycle of starting and stopping the pumping means.
  • the filter element 12 placed in the second tank 5 is continuously immersed in its entirety so that filtration is effective.
  • this stability of the water level is obtained although the supply orifice 15 of the second tank 5 is significantly below the water level 17 of the basin, which limits the energy losses.
  • the lid 11 of the second tank 5 extends above the level 17 of the water in the basin.
  • the distance vertically separating the lid 11 of the second tank 5 and the level 17 of the water in the basin is sufficient to prevent the backflow of water through the venting means when stopping the means of pumping.
  • This arrangement also allows access to the lid 11 is very easy for the user, because the cover 11 may be provided as flush with the edges around the pool, and thus contributes to the maintenance of the filtration device 1 very easy.
  • a filtration device comprising at least three tanks each containing a filtering element, the fineness of retention of the filtering elements increasing progressively during the passage of the water to be filtered through the filtration device.
  • the second tank and the following will then be designed identically to the second tank 5 of the example described above.

Landscapes

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  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention concerne un dispositif de filtration étagée de l'eau d'un bassin, notamment d'une piscine, fonctionnant en dépression en étant disposé en aval d'une embouchure d'écumage raccordée à la paroi du bassin au niveau de la surface de l'eau et en amont de moyens de pompage, ledit dispositif de filtration ayant une première cuve qui comprend dans sa partie inférieure un orifice de sortie pour évacuer l'eau, et à sa partie supérieure une liaison d'accouplement avec l'embouchure d'écumage, la première cuve recevant un élément filtrant disposé en dessous du niveau de l'eau dans le bassin.
    • État de la technique
  • La filtration des piscines est traditionnellement réalisée par un procédé hydraulique composé d'une pompe électrique qui aspire l'eau du bassin par un écumeur de surface dénommée SKIMMER et/ou par des buses d'aspiration réparties sur les parois ou le fond de la piscine. Le plus souvent, cette pompe hydraulique est équipée d'un pré-filtre, en général un panier cylindrique, afin de protéger la turbine de la pompe. La pompe, après avoir aspiré l'eau à l'intérieur du système de filtration, la pousse ensuite à travers un filtre (filtre à sable, filtre à diatomées ou cartouche filtrante). Puis l'eau est rejetée dans le bassin par une ou plusieurs canalisations munies à l'extrémité de buses de refoulement. Dans certaines variantes, le filtre est disposé en amont de la pompe et en aval du panier.
  • Compte tenu du fait que la pompe, le filtre, ainsi que le pré-filtre sont généralement intégrés dans un local situé à distance et en dessous du bassin, les dispositifs de filtration existants présentent l'inconvénient de ne pas être autonomes et de nécessiter une installation complexe et coûteuse. Les interventions de maintenance et d'entretien sur le filtre et le pré-filtre ne sont pas aisées car l'utilisateur doit actionner des vannes de fermeture pour ne pas vidanger le bassin. De plus, la position du filtre (en dessous du bassin) risque d'engendrer la création de poches d'air dans ledit filtre, qui doit bien souvent être purgé manuellement pour garantir une filtration correcte.
  • Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà imaginé des dispositifs de filtration comportant un corps tubulaire disposé verticalement et qui est raccordé dans sa partie supérieure à l'écumeur de surface. Le corps tubulaire comporte généralement des compartiments superposés dont un compartiment supérieur de logement d'un panier pré-filtre, ayant un couvercle d'accès, et un compartiment inférieur de logement de l'élément filtrant. L'eau est évacuée par un orifice pratiqué dans le fond du corps cylindrique. Le couvercle d'accès est accessible depuis les margelles autour du bassin.
  • Il va de soi qu'après quelques semaines de fonctionnement, l'élément filtrant sera encrassé (on parle de colmatage), de sorte qu'il sera nécessaire de le remplacer par un élément filtrant non usagé ou par un élément filtrant préalablement nettoyé. Généralement, dans un fonctionnement normal, il est nécessaire de changer ou de nettoyer l'élément filtrant tous les quinze jours environ. On conçoit toutefois qu'il peut être intéressant pour l'utilisateur d'augmenter encore plus la périodicité d'entretien de l'élément filtrant, sans pour autant nuire à la qualité de filtration. Cela se traduit par une consommation énergétique plus faible, des coûts d'entretien réduits, et contribue à rendre moins fastidieux l'entretien d'un bassin, en particulier une piscine.
    • Objet de l'invention
  • L'invention a pour but de proposer un dispositif de filtration permettant d'augmenter la périodicité d'entretien de ses éléments filtrants, qui soit aisé à entretenir, et permettant parallèlement de diminuer les pertes énergétiques (dues en particulier au colmatage des éléments filtrants).
  • Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'il comporte:
    • au moins une seconde cuve obturée dans sa partie supérieure par un couvercle s'étendant au-dessus du niveau de l'eau dans le bassin, ladite seconde cuve étant disposée en aval de la première cuve et en amont des moyens de pompage, et étant destinée à recevoir un élément filtrant présentant une finesse de rétention supérieure à celle de l'élément filtrant de la première cuve,
    • des moyens automatiques de mise à l'air agencés à la partie supérieure de la seconde cuve, lesdits moyens de mise à l'air pouvant occuper :
      • une position de fermeture étanche lorsque la pression de l'air présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve et ledit couvercle est inférieure à une valeur prédéterminée,
      • une position d'échappement délimitant un passage ayant une première section, lorsque ladite pression est supérieure à la pression atmosphérique, pour l'échappement vers l'extérieur de l'air présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve et ledit couvercle,
      • une position d'admission délimitant un passage ayant une deuxième section inférieure à la première section, pour l'admission d'air, lorsque ladite pression est supérieure à la valeur prédéterminée et inférieure ou égale à la pression atmosphérique.
  • On comprend bien que le dispositif conforme à l'invention permet d'obtenir une filtration étagée en mettant en oeuvre au moins deux éléments filtrants (en plus du panier pré-filtre classique qui n'est qu'optionnel) dont la finesse de rétention est progressive. Pour une finesse de filtration donnée, il va de soi que la présence de deux éléments filtrants permet d'augmenter le temps nécessaire au colmatage de chacun d'eux par rapport au temps de colmatage d'un élément filtrant unique. Ces éléments filtrants sont chacun insérés dans une cuve dont l'accès peut se faire directement depuis le bord de la piscine, afin que l'entretien du dispositif de filtration soit aisé.
  • Pour une filtration efficace, il est nécessaire que l'élément filtrant de la seconde cuve soit toujours immergé, ce qui implique que le niveau d'eau dans la seconde cuve soit globalement constant, quel que soit le nombre de cycle de démarrage et d'arrêt des moyens de pompage. Ce résultat doit être obtenu en dépit du fait que l'alimentation en eau de la seconde cuve soit nettement en dessous du niveau de l'eau dans ladite cuve (ce qui est nécessaire pour limiter les pertes énergétiques entre la première cuve et la seconde cuve). A cet effet, quel que soit le nombre de cycle de démarrage et d'arrêt des moyens de pompage, les moyens automatiques (c'est-à-dire sans intervention de la part de l'utilisateur) de mise à l'air de la partie supérieure de la seconde cuve sont destinés à maintenir le niveau d'eau dans la seconde cuve constant et stabilisé sur le niveau d'eau du bassin.
    • Description sommaire des dessins
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de dispositif de filtration conforme à l'invention,
    • la figure 2 est une vue en coupe verticale du dispositif de la figure 1 lorsque les moyens de pompage fonctionnent,
    • la figure 3 est une vue de détail, en coupe, des moyens de mise à l'air lorsque les moyens de pompage sont arrêtés,
    • la figure 4 est une vue en coupe de la partie supérieure de la seconde cuve du dispositif de la figure 1 en situation de la figure 3,
    • la figure 5 est une vue de détail, en coupe, des moyens de mise à l'air en position de fermeture étanche,
    • la figure 6 est une vue en coupe de la partie supérieure de la seconde cuve du dispositif de la figure 1 en situation de la figure 5,
    • la figure 7 est une vue de détail, en coupe, des moyens de mise à l'air en position d'échappement,
    • la figure 8 est une vue en coupe de la partie supérieure de la seconde cuve du dispositif de la figure 1 en situation de la figure 7,
    • la figure 9 est une vue de détail, en coupe, des moyens de mise à l'air en position d'admission,
    • la figure 10 est une vue en coupe de la partie supérieure de la seconde cuve du dispositif de la figure 1 en situation de la figure 9,
    Description de modes particuliers de réalisation
  • En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de filtration 1 permet la filtration étagée de l'eau d'un bassin (non représenté), notamment d'une piscine. Il fonctionne en dépression car il est destiné à être disposé en aval d'une embouchure d'écumage 2 (ou SKIMMER) raccordée à la paroi du bassin au niveau de la surface de l'eau, et en amont de moyens de pompage (non représentés). Le dispositif de filtration 1 comporte une première cuve 3 qui comprend dans sa partie inférieure un orifice de sortie 4 servant à évacuer l'eau vers une seconde cuve 5. La partie supérieure de la première cuve 3 comporte une liaison d'accouplement 6 avec l'embouchure d'écumage 2. La première cuve 3 comporte un compartiment inférieur 7 destiné à recevoir de manière amovible un élément filtrant 8 formé par un panier filtrant de grandes dimensions dont la finesse de rétention est de 500 microns. L'élément filtrant 8 est donc disposé en dessous du niveau de l'eau dans le bassin. Par ailleurs, la première cuve 3 peut comporter un compartiment supérieur 9, superposé au compartiment inférieur 7, pour le logement d'un panier pré-filtre de petites dimensions (non représenté), utile pour la retenue des très gros débris (feuilles, aiguilles...) retardant le colmatage de l'élément filtrant 8. Le compartiment supérieur 9 est raccordé à l'embouchure d'écumage 2 et comporte une ouverture d'accès 10.
  • La seconde cuve 5 est obturée dans sa partie supérieure par un couvercle 11 s'étendant au-dessus du niveau de l'eau dans le bassin, ladite seconde cuve 5 étant disposée en aval de la première cuve 4 par rapport au sens de l'écoulement de l'eau et en amont des moyens de pompage. La seconde cuve 5 est destinée à recevoir un élément filtrant 12 présentant une finesse de rétention supérieure à celle de l'élément filtrant de la première cuve 3. Par exemple, la finesse de rétention de l'élément filtrant 12 est de 15 microns. Il est réalisé à l'aide d'un média filtrant 13 disposé en périphérie d'un tube rigide 14 servant au guidage de l'eau préalablement filtrée dans le média 13. Néanmoins, l'élément filtrant 12 pourra être de tout type connu de l'Homme du Métier.
  • De même, l'élément filtrant 8 pourra être de tout type connu et approprié, par exemple réalisé à l'aide d'un média filtrant disposé en périphérie d'un tube rigide. Dans ce cas, sa finesse de rétention pourra par exemple être de 50 microns, et il sera souvent utilisé en association avec le panier pré-filtre (non représenté) destiné à être placé dans le compartiment supérieur 9 de la première cuve 3.
  • La seconde cuve 5 comporte un orifice d'alimentation 15, et un orifice de sortie 16 qui est raccordé aux moyens de pompage. Sur la figure 2, le trait référencé 17 matérialise le niveau de l'eau dans le bassin, et le trait référencé 18 matérialise le niveau de l'eau dans la seconde cuve 5 lorsque les moyens de pompage fonctionnent.
  • En référence à la figure 3, le couvercle 11 comporte des moyens automatiques de mise à l'air, lesquels comportent une membrane 19 déformable et élastique, disposée dans un logement 20 dans lequel elle est libre de se translater et de se déformer. Le fond 21 du logement 20 est pourvu d'un orifice 22, et d'au moins un téton 23 faisant saillie dudit fond 21 et situé en périphérie dudit orifice 22. Le logement 20 est délimité par un chapeau 24 dont la base est en appui par gravité sur un siège 25 pratiqué dans le couvercle 11 de la seconde cuve 5. Le contour du siège 25 est de forme complémentaire de la base du chapeau 24. Le chapeau 24 a la forme d'un dôme, et comporte des trous 26 pour le passage de l'air. Des ergots 27 font saillie du fond 21 du logement 20 et assurent le maintien latéral de la membrane 19 dans ledit logement 20.
  • En référence aux figures 1 et 2, la première cuve 3 et la seconde cuve 5 sont disposées l'une à côté de l'autre, et reliées entre elles par au moins deux éléments de liaison, l'un supérieur 28 et l'autre inférieur 29 pour que lesdites cuves 3 et 5 constituent un ensemble rigide et monobloc. L'élément de liaison inférieur 29 est évidé et relie l'orifice de sortie 4 de la première cuve 3 et l'orifice d'alimentation 15 de la seconde cuve 5. Il sert ici au guidage de l'eau de la cuve 3 à la cuve 5. Néanmoins, les deux cuves 3 et 5 pourront être distantes l'une de l'autre sans pour autant sortir du cadre de l'invention. De même la configuration angulaire de la seconde cuve 5 autour de la première cuve 3 peut être quelconque.
  • La jonction entre la seconde cuve 5 et son couvercle 11 est étanche, et amovible pour autoriser l'accès à l'élément filtrant 12. Par exemple l'utilisateur soulèvera le couvercle 11 lorsque l'élément filtrant 12 nécessitera d'être changé ou nettoyé. L'étanchéité de la jonction pourra par exemple être obtenue à l'aide d'un joint torique non représenté.
  • La figure 3 représente les moyens de mise à l'air prévu dans le couvercle 11 lorsque les moyens de pompage sont à l'arrêt. Le niveau de l'eau dans la seconde cuve est alors repéré 30 et coïncide avec le niveau 17 (figure 4) du bassin. La pression de l'air intérieur qui est présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve 5 et le couvercle 11, est égale à la pression atmosphérique à l'extérieur de la seconde cuve 5. La membrane 19 est au repos, c'est-à-dire dans sa forme naturelle. Elle est en appui simultanément sur le téton 23 et sur le fond 21 de manière à s'étendre au-dessus de l'orifice 22. Elle est maintenue latéralement par les ergots 27. L'air est libre de passer de l'extérieur vers l'intérieur de la seconde cuve 5, et inversement, selon un passage ayant une section faible déterminée par l'espace séparant le fond 21 du logement 20 et la membrane 19.
  • Lors du démarrage des moyens de pompage (figure 5), une dépression se crée dans la seconde cuve 5. Comme la jonction entre le couvercle 11 et la seconde cuve 5 est étanche, la membrane 19 est aspirée par l'air intérieur au travers de l'orifice 22. La membrane 19 se déforme progressivement et lorsque la pression est suffisamment faible, elle vient obturer l'orifice 22 de manière étanche. Dans cette configuration, on dit que les moyens de mise à l'air sont en position de fermeture étanche. Simultanément, le niveau de l'eau dans la cuve 5 s'abaisse jusqu'au niveau référencé 31 (figure 6). Cet abaissement est causé par les pertes de charges que subit l'eau dans l'élément filtrant 8 de la première cuve 3. La circulation de l'eau dans l'ensemble du dispositif de filtration 1 est symbolisée par les flèches blanches de la figure 2. Les flèches de la figure 6 symbolisent l'abaissement du niveau d'eau dans la seconde cuve 5. En régime constant, le niveau 31 de l'eau se stabilise. Si l'étanchéité du couvercle 11 et des moyens de mise à l'air ne sont pas parfaites, le niveau de l'eau dans la seconde cuve 5 continue de baisser tant que les moyens de pompage fonctionnent, jusqu'à atteindre le niveau de l'orifice d'alimentation 15 de la seconde cuve 5.
  • L'arrêt des moyens de pompage présente deux phases. Dans la première phase (figure 7), l'arrêt de la pompe provoque une aspiration de l'eau du bassin vers la cuve 5 due à la dépression engendrée lors du fonctionnement des moyens de pompage. La pression à l'intérieur de la cuve 5 devient nettement supérieure à la pression extérieure. Pour autoriser une remontée du niveau de l'eau, l'air intérieur de la seconde cuve 5, sous pression, est expulsé par les moyens de mise à l'air. Durant cet échappement, la membrane 19 se soulève complètement du fond 21 du logement 20 et du téton 23, tandis que les ergots 27 la maintiennent latéralement. L'air intérieur est expulsé entre le fond 21 et la membrane 19, puis par les trous 26 du chapeau 24. L'échappement s'effectue selon un passage ayant une section qui est nettement supérieure à la section par laquelle l'air intérieur pouvait passer de l'extérieur vers l'intérieur de la seconde cuve 5 (et inversement) lorsque la membrane 19 était au repos (moyens de pompage à l'arrêt). De plus, ledit échappement est possible quelle que soit la différence entre la pression de l'air intérieur de la cuve 5 et la pression atmosphérique à l'extérieur. Sans échappement, la remontée de l'eau dans la seconde cuve 5 serait impossible et le niveau de l'eau resterait au niveau 31. Ainsi, à chaque cycle de démarrage puis d'arrêt des moyens de pompage, le niveau s'abaisserait jusqu'à atteindre le niveau de l'orifice d'alimentation 15 de la seconde cuve 5.
  • La seconde phase de l'arrêt des moyens de pompage débute quand l'aspiration de l'eau du bassin cesse et que les pressions intérieure et extérieure s'équilibrent. A ce moment, le niveau de l'eau a atteint le niveau référencé 32 sur la figure 8 qui est situé au-dessus du niveau 30 de l'eau dans le bassin. Ensuite l'eau aspirée précédemment est refoulée vers le bassin, ce qui provoque une baisse de la pression de l'air intérieur. Pour autoriser au niveau de l'eau dans la seconde cuve 5 de s'abaisser jusqu'à se stabiliser au niveau 30, les moyens de mise à l'air viennent automatiquement occuper une position où l'admission de l'air extérieur est possible. L'air extérieur aspiré suit le chemin indiqué par les flèches de la figure 9. Sur la figure 10, les trois flèches supérieures symbolisent l'air entrant au travers de moyens de mise à l'air, et les trois flèches inférieures symbolisent l'abaissement du niveau de l'eau. Si l'admission était impossible, le niveau resterait au biveau 32. Dans ce cas, après un certain nombre de cycles de démarrage et d'arrêt des moyens de pompage, l'eau s'échapperait par les moyens de mise à l'air à chaque arrêt des moyens de pompage.
  • Pendant la seconde phase d'arrêt des moyens de pompage, la différence entre la pression extérieure et la pression à l'intérieur de la cuve 5 est faible (et inférieure à la différence de pression présente lorsque les moyens de pompage fonctionnent). Ainsi, pendant toute la phase d'admission, la membrane 19 est donc sensiblement au repos, proche de sa forme naturelle, positionnée au-dessus de l'orifice 22 par un appui simultané sur le téton 23 et sur le fond 21. Elle est maintenue latéralement par les ergots 27. L'admission de l'air se fait au travers d'un passage ayant une section de passage très faible, déterminée par l'espace séparant le fond 21 du logement 20 et la membrane 19 légèrement déformée. La membrane 19 est conçue pour atteindre un niveau de déformation suffisant pour obturer de manière étanche l'orifice 22 au moment où la différence entre la pression extérieure et la pression à l'intérieur de la cuve 5 devient supérieure à une valeur prédéterminée. Au-delà de cette valeur, la membrane 19 est déformée, comme dans le cas du démarrage des moyens de pompage et de leur régime stabilisé en cours de fonctionnement. Cette valeur pourra être déterminée expérimentalement ou par calcul. En pratique, elle dépendra du volume d'air intérieur, du volume de la seconde cuve 5, des dimensions et de la rigidité de la membrane 19, du diamètre de l'orifice 21...
  • En résumé, les moyens automatiques de mise à l'air peuvent occuper :
    • une position de fermeture étanche lorsque la pression de l'air présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve 5 et le couvercle 11 est inférieure à une valeur prédéterminée,
    • une position d'échappement délimitant un passage ayant une première section, lorsque ladite pression est supérieure à la pression atmosphérique, pour l'échappement vers l'extérieur de l'air présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve 5 et ledit couvercle 11,
    • une position d'admission délimitant un passage ayant une deuxième section inférieure à la première section, pour l'admission d'air, lorsque ladite pression est supérieure à la valeur prédéterminée et inférieure ou égale à la pression atmosphérique.
  • Ce fonctionnement des moyens de mise à l'air est indispensable pour garantir au niveau de l'eau dans la seconde cuve 5 d'être constant après chaque cycle de démarrage et d'arrêt des moyens de pompage. Il en résulte que l'élément filtrant 12 placé dans la seconde cuve 5 est continuellement immergé dans sa totalité afin que la filtration soit efficace. De plus cette stabilité du niveau de l'eau est obtenue bien que l'orifice d'alimentation 15 de la seconde cuve 5 est nettement en dessous du niveau 17 d'eau du bassin, ce qui permet de limiter les pertes énergétiques.
  • En référence à la figure 2, le couvercle 11 de la seconde cuve 5 s'étend au-dessus du niveau 17 de l'eau dans le bassin. La distance séparant verticalement le couvercle 11 de la seconde cuve 5 et le niveau 17 de l'eau dans le bassin est suffisante pour éviter le refoulement d'eau au travers des moyens de mise à l'air lors de l'arrêt des moyens de pompage. Cette disposition permet en outre que l'accès au couvercle 11 soit très aisé pour l'utilisateur, car le couvercle 11 peut être prévu comme affleurant les margelles autour de la piscine, et contribue ainsi à rendre l'entretien du dispositif de filtration 1 très facile.
  • Enfin, on pourra envisager un dispositif de filtration comportant au moins trois cuves contenant chacune un élément filtrant, la finesse de rétention des éléments filtrants augmentant progressivement lors du passage de l'eau à filtrer au travers du dispositif de filtration. La seconde cuve et les suivantes seront alors conçues de manière identique à la seconde cuve 5 de l'exemple précédemment décrit.

Claims (10)

  1. Dispositif de filtration étagée (1) de l'eau d'un bassin, notamment d'une piscine, fonctionnant en dépression en étant disposé en aval d'une embouchure d'écumage (2) raccordée à la paroi du bassin au niveau de la surface de l'eau et en amont de moyens de pompage, ledit dispositif de filtration (1) ayant une première cuve (3) qui comprend dans sa partie inférieure un orifice de sortie (4) pour évacuer l'eau, et à sa partie supérieure une liaison d'accouplement (6) avec l'embouchure d'écumage (2), la première cuve (3) recevant un élément filtrant (8) disposé en dessous du niveau (17) de l'eau dans le bassin,
    caractérisé en ce qu'il comporte :
    - au moins une seconde cuve (5) obturée dans sa partie supérieure par un couvercle (11) s'étendant au-dessus du niveau (17) de l'eau dans le bassin, ladite seconde cuve (5) étant disposée en aval de la première cuve (3) et en amont des moyens de pompage, et étant destinée à recevoir un élément filtrant (12) présentant une finesse de rétention supérieure à celle de l'élément filtrant (8) de la première cuve (3),
    - des moyens automatiques de mise à l'air agencés à la partie supérieure de la seconde cuve (5), lesdits moyens de mise à l'air pouvant occuper :
    - une position de fermeture étanche lorsque la pression de l'air présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve (5) et ledit couvercle (11) est inférieure à une valeur prédéterminée,
    - une position d'échappement délimitant un passage ayant une première section, lorsque ladite pression est supérieure à la pression atmosphérique, pour l'échappement vers l'extérieur de l'air présent entre la surface de l'eau dans la seconde cuve (5) et ledit couvercle (11),
    - une position d'admission délimitant un passage ayant une deuxième section inférieure à la première section, pour l'admission d'air, lorsque ladite pression est supérieure à la valeur prédéterminée et inférieure ou égale à la pression atmosphérique.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise à l'air comportent une membrane (19) déformable et élastique, disposée dans un logement (20) dans lequel elle est libre de se translater et de se déformer, ledit logement (20) étant équipé d'un fond (21) pourvu d'un orifice (22) et d'au moins un téton (23) faisant saillie et situé en périphérie dudit orifice (22), ledit logement (20) étant agencé de telle sorte que :
    - en position d'admission, la membrane (19) se situe au-dessus de l'orifice (22), en appui sur le téton (23) et sur le fond (21),
    - en position de fermeture; par déformation, la membrane (19) obture de manière étanche l'orifice (22) pour interdire l'admission,
    - en position d'échappement, la membrane (19) se soulève du fond (21) et du téton (23).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le logement (20) est pratiqué dans le couvercle (11) de la seconde cuve (5).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le logement (20) est délimité par un chapeau (24) dont la base est en appui par gravité sur un siège (25) pratiqué dans le couvercle (11) de la seconde cuve (5), le contour dudit siège (25) étant de forme complémentaire de la base dudit chapeau (24).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le chapeau (24) a la forme d'un dôme, et comporte des trous (26) pour le passage de l'air.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que des ergots (27) faisant saillie du fond du logement (20) assurent le maintien latéral de la membrane (19) dans ledit logement (20).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la distance séparant le couvercle (11) de la seconde cuve (5) et le niveau (17) de l'eau dans le bassin est suffisante pour éviter le refoulement d'eau au travers des moyens de mise à l'air lors de l'arrêt des moyens de pompage.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première cuve (3) et la seconde cuve (5) sont disposées l'une à côté de l'autre, et reliées entre elles par au moins deux éléments de liaison (28) et (29) pour que lesdites cuves (28) et (29) constituent un ensemble rigide et monobloc.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la jonction entre la seconde cuve (5) et son couvercle (11) est étanche, et amovible pour autoriser l'accès à l'élément filtrant (12).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la première cuve (3) comporte au moins deux compartiments superposés (7) et (9), dont un compartiment supérieur (9) de logement d'un panier pré-filtre, raccordé à l'embouchure d'écumage (2), et un compartiment inférieur (7) de logement de l'élément filtrant (8).
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