FR2486812A1 - Appareil, constitue de plaques de support et de morceaux d'une membrane semi-permeable, pour la separation de fluides - Google Patents
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Abstract
APPAREIL, CONSTITUE DE PLAQUES DE SUPPORT ET DE MORCEAUX D'UNE MEMBRANE SEMI-PERMEABLE, POUR LA SEPARATION DE FLUIDES. L'APPAREIL COMPORTE, ENTRE DEUX PLAQUES EXTREMES 27, 28 EQUIPEES DE RACCORDS PRINCIPAUX POUR LES FLUIDES F1, F2 A TRAITER ET MAINTENUES SERREES PAR DES TIRANTS 21, UNE PILE DE PLAQUES 1, 2 DE SUPPORT D'UNE MEMBRANE SEMI-PERMEABLE. LES PLAQUES 1, 2 PRESENTENT DES BOUTONNIERES TRAVERSANTES 7, 8 POUR LA CIRCULATION DES FLUIDES ET DES PERCAGES 11, 12 ET DES CANAUX 13 COMMUNIQUANT ENTRE EUX ET POUVANT RECEVOIR UNE MATIERE 15 QUI, PAR SOLIDIFICATION, ASSURE L'ETANCHEITE DE L'ENSEMBLE DES PLAQUES 1, 2 EN UNE CASSETTE 30 ENTRE DEUX PLAQUES EXTREMES 3. DES CORDONS OU BANDES FORMENT DES GARNITURES 29 D'ETANCHEITE ASSURANT LA SEPARATION DES TRAJETS DES FLUIDES. APPLICATION: FILTRATION OU DIFFUSION.
Description
L'invention concerne un appareil, constitué de pla-
ques de support et de morceaux d'une membrane semi-perméable pour la séparation de fluides qui peuvent être guidés des
deux côtés de la membrane en des trajets d'écoulement mainte-
nus séparés, l'appareil permettant de guider séparément les fluides du fait de la présence d'éléments d'étanchéité en forme de cordons ou de bandes maintenus sur les plaques de support. L'état de la technique connaît, en des variantes
extrêmement diverses, un grand nombre d'appareils de sépara-
tion.
Dans un appareil connu de séparation de ce genre (modèle d'utilité allemand NI DE-GM 70 22 655), on utilise des plaques de support en une matière plastique et dont la totalité de la surface est recouverte par des morceaux de membrane. Pour séparer les divers trajets d'écoulement et assurer l'étanchéité d'ensemble des chambres d'écoulement, les plaques de support comportent dans la zone de leur bord externe de minces gorges d'étanchéité qui, par suite de la
pression de montage, s'impriment dans la structure de mem-
brane microporeuse. Dans la zone des gorges d'étanchéité, la membrane doit assurer la fonction d'étanchéité. Ce genre
d'étanchéité n'est pas satisfaisant du fait que les toléran-
ces de finition ne permettent pas de réalisation des pla-
ques et des gorges d'étanchéité présentant des plans bien parallèles et du fait que la membrane doit présenter une
certaine épaisseur pour pouvoir assurer un rôle d'étanchéité.
Selon l'application viséepour la dialyse, pour l'ultra-
filtration, pour l'osmose inverse et selon la nature des fluides à traiter, selon qu'il s'agisse de liquides ou de gaz,
il faut choisir des membranes spéciales pour qu'une sépara-
tion optimale des matières soit possible. Pour améliorer
l'étanchéité, il est donc connu d'interposer entre les cou-
ches individuelles des plaques de support, en plus de
ces plaques, d'autres plaques spéciales d'étanchéité (DE-AS-
2 209 116, correspondant au brevet des Etats-Unis d'Améri-
que N0 3 831 763), de sorte que les cadres d'étanchéité sont constitués par des morceaux plats d'une matière d'étanchéité spéciale. Cette matière spéciale d'étanchéité doit, comme la membrane et les plaques de matière plastique, pouvoir être traitée plusieurs fois en autoclave,de sorte que chaque matière d'étanchéité ne convient pas pour tous les buts
visés et pour toutes les applications de l'appareil de sépara-
tion. Les plaques de support en matière plastique doivent présenter une certaine épaisseur pour ne pas se déformer-lors de leur traitement en autoclave et pour pouvoir supporter
les forces de serrage de l'appareil complet. Les cadres d'étan-
chéité nécessaires en supplément augmentent les dimensions d'ensemble d'un tel appareil de séparation en forme de paquet ou de module et ils ne constituent que des points donnant
naissance à des risques supplémentaires d'apparition de fuites.
C'est pourquoi la technique plus récente (DE-OS 2 930 986) propose à nouveau d'assurer l'étanchéité à l'aide de gorges ménagées dans les plaques de support. Une telle étanchéité pose également des problèmes dans la zone des entrées et des sorties, réalisées pour la plupart sous forme de trous circulaires traversant la totalité de la pile des plaques de support et qui se transforment en canaux horizontaux
de répartition.
Il est en tout cas connu aussi (brevet des Etats-
Unis d'Amérique NI 3 585 131) de ménager dans les plaques de support des boutonnières traversantes qui se prolongent sur la totalité de la largeur de la surface des membranes
submergées pour permettre une meilleure répartition des cou-
rants de fluide. Dans cet appareil connu de séparation, la
membrane est constituée de filaments creux entretissés par-
courus par des écoulements entrecroisés et submergés verti-
calement. Pour séparer les trois espaces réservés aux fluides, la membrane en forme de tissu est séparée de façon étanche
des plaques de support par un cordon de colle de synthèse.
Dans ce cas également, le montage et l'étanchéité sont dès
le départ très onéreux. La structure en forme de tissu en-
traîne également le risque que la matière d'étanchéité ne pénètre pas parfaitement dans les interstices de l'étoffe,
n'enferme pas de tous côtés les fils creux des membranes in-
dividuelles et ne les sépare pas de manière étanche des pla-
ques de support.
En s'écartant de l'utilisation de plaques de support
rigides, on sait également réaliser des éléments de sépara-
tion constitués de plusieurs couches d'un tissu de matière
plastique, d'une matière de support en forme de nappe dispo-
sée des deux côtés et de membranes disposées des deux côtés.
L'étanchéité des unités individuelles de séparation est ob-
tenue par enrobage de l'ensemble du contour externe de l'élé-
ment de séparation par une résine de synthèse. La répartition
des courants d'écoulement des fluides s'effectue à l'inté-
rieur de l'élément de séparation à l'aide de trous espacés 1o ménagés dans les bords de l'élément, et pour séparer les uns des autres les trajets des fluides, les trous voisins sont reliés alternativement à l'extérieur ou l'intérieur par une garniture cintrée d'étanchéité de résine de synthèse aux bords externes eux-mêmes rendus étanches (DE-OS 2 920 253 correspondant à la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 906 922). Même ce genre de dispositif d'étanchéité n'est pas fiablecar il dépend essentiellement de la possibilité de maîtriser et de délimiter de façon précise la profondeur
de pénétration de la résine de synthèse dans les couches in-
dividuelles de l'élément de séparation.
Pour se référer à l'état de la technique, on peut encore citer le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 113 625,
la demande de brevet NO DE-OS 2 930 986, le brevet britan-
nique NO 329 235, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 497 423 et les demandes de brevets de la République Fédérale d'Allemagne NO DE-OS 2 304 644, NO DE-OS 2 205 294 et NO DE-OS 29 022 247, qui ont fait connaître les diverses formes géométriques des éléments de séparation, des éléments
d'étanchéité et des plaques de support.
En regard de cet état de la technique, l'invention
vise à proposer un élément de séparation, formé par l'assem-
blage d'un grande nombre d'éléments individuels, présentant une grande surface effective de membrane et qui, malgré le grand nombre des éléments individuels de séparation, permet une étanchéité simple et fiable des trajets d'écoulement à séparer et des chambres d'écoulement et permet également un guidage avantageux de l'écoulement des fluides et une bonne
utilisation et une bonne submersion des surfaces de membrane.
Le problème ainsi posé est résolu selon l'inven-
tion du fait que, pour recevoir les éléments d'étanchéité, les plaques de support présentent de minces gorges ou canaux
s'ouvrant vers le plan des plaques et comportant des bouton-
nières traversantes qui communiquent entre elles au moins de
façon partielle et reçoivent une matière d'étanchéité, intro-
duite à l'état fluide et qui s'y solidifie. La forme géomé-
trique des plaques de support, la nature du guidage de l'écou-
lement des fluides et la disposition ainsi nécessaire des éléments d'étanchéité dépendent d'une certaine façon les uns des autres pour que l'on obtienne des charges optimales de
séparation, un rôle optimal d'étanchéité et une finition op-
timale. Donc, l'appareil de l'invention consiste en des plaques de support et en des morceaux découpés sur une membrane semi-perméable, pour la séparation de fluides qui peuvent être
conduits des deux côtés de la membrane en des trajets d'écou-
lement maintenus séparés. Cet appareil permet le-guidage séparé des fluides à l'aide d'éléments d'étanchéité, en forme
de bande ou de cordon, maintenus dans les plaques de support.
Dans cet appareil:
les plaques de support présentent des éléments ser-
vant de canaux d'écoulement et d'appui pour les morceaux de membrane;
chaque morceaux de membrane est lié de façon étan-
che par ses bords à la plaque de support et recouvre les éléments d'appui; en dehors des bords des membranes, les plaques
de support comportent plusieurs trous ou boutonnières traver-
santes qui forment des puits de répartition des fluides diri-
gés perpendiculairement aux surfaces des membranes;
selon leur destination, certains puits de réparti-
tion forment des entrées et des sorties d'un premier fluide qui submerge les surfaces des membranes et qui est à traiter
selon leur destination, les autres puits de répar-
tition communiquent avec les éléments d'appui servant de canaux d'écoulement et servent à guider un autre fluide les zones externes des plaques de support sont rendues étanches, à partir de l'extérieur, par des garnitures, et les plaques de support comportent dans la zone des bords des membranes d'autres garnitures d'étanchéité pour le guidage séparé des deux fluides; plusieurs éléments séparateurs, superposés en une pile, peuvent s'emboîter à l'aide d'éléments de guidage et de tirants entre les plaques extrêmes ou les éléments de bâti qui recouvrent les deux éléments séparateurs extrêmes de la pile;
les puits de répartition du premier fluide communi-
quent avec des entrées et sorties principales disposées dans l'une des deux plaques extrêmes ou dans les deux plaques
extrêmes ou dans les éléments du bâti et les puits de répar-
tition du second fluide communiquent de manière correspondan-
te avec au moins un raccord principal séparé ménagé dans
une plaque extrême ou dans un élément du bâti.
Selon d'autres caractéristiques essentielles de l'invention: pour recevoir une garniture d'étanchéité, les zones externes des plaques de support présentent des perçages ménagés en au moins deux sections opposées; les perçages espacés communiquent les uns avec les autres par de minces canaux ouverts, ménagés dans au moins un côté des plaques de support et s'étendant dans les deux sens de communication; pour recevoir une garniture d'étanchéité dans la zone des bords de membrane, chaque plaque de support présente des rigoles ouvertes, parallèles aux bords des membranes et qui communiquent avec les minces canaux et/ou avec les perçages et
la garniture d'étanchéité est constituée d'une ma-
tière plastique et/ou d'une colle fluide, qui pénètre dans
les perçages ménagés dans la totalité de la pile des élé-
ments séparateurs, emplit les minces canaux et rigoles de com-
munication et est durcissable par voie thermique et/ou à me-
sure que le temps s'écoule.
En outre, d'autres perçages, répartis sur la longueur des minces canaux, correspondent aux perçages ménagés dans au moins deux sections opposées. Ces autres perçages sont
en forme de fentes correspondant aux minces canaux.
Un grand nombre de ces unités ou éléments de sépara-
tion sont reliés de façon inséparable par un agent d'étanchéi-
té pour former un parallélépipède rectangle ou une cassette. L'agent d'étanchéité est constitué par des matières thermoplastiques comme du polypropylène, du polystyrène, du polyamide, de la résine de polyacétal, du chlorure de polyvinyle (PVC), du polyéthylène (PE), du polycarbonate
une résine d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), un copo-
lymère d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène (ABS), un copolymère de styrène et d'acrylonitrile (SAN) ou par de l'acétate de cellulose (CA), ou bien l'agent d'étanchéité est constitué d'une résine synthétique comme une résine de
polyuréthanne, une résine époxyde, une résine urée-
formaldéhyde ou mélamine-formaldéhyde ou une résine phénol-
formaldéhyde. Notamment, dans un appareil de séparation de fluides selon l'invention, constitué de plaques de support essentiellement rectangulaires et de morceaux d'une membrane semi-perméable: les plaques de support comportent, à l'extérieur des bords externes des membranes et sur au moins trois côtés du rectangle, des boutonnières traversantes parallèles aux bords des plaques et d'autres boutonnières forment des puits de répartition des fluides, perpendiculaires aux surfaces des membranes; les puits de répartition de deux côtés opposés du rectangle constituent des entrées et des sorties du premier
fluide, qui inonde les surfaces des membranes et est à trai-
ter i les puits de répartition prévus au moins sur le troisième côté du rectangle, communiquent dans le sens de l'écoulement avec les éléments d'appui servant de canaux d'écoulement; les zones externes des plaques de support sont
rendues étanches tout autour, de l'extérieur vers l'inté-
rieur, par des garnitures et elles comportent dans la zone de la membrane d'autres garnitures destinées au guidage séparé des deux fluides;
les puits de répartition du premier fluide communi-
quent avec les entrées et sorties principales ménagées dans l'une ou dans les deux plaques extrêmes; et
les puits de répartition du second fluide communi-
quent de façon correspondante avec au moins un raccord prin-
cipal séparé, ménagé dans une plaque extrême.
En outre, les éléments d'appui des plaques de support peuvent être constituées par un tissu, un filet ou treillis, fixé dans une fenêtre en forme de cadre de la plaque de support; les éléments d'appui peuvent être constitués par des gorges et crêtes disposées dans le sens de l'écoulement
du premier fluide à traiter, les gorges présentant des-pas-
sages, espacés longitudinalement dans les gorges et faisant communiquer avec l'autre côté des plaques de support, et ces passages s'élargissent en biais vers les gorges dans les canaux collecteurs ménagés du côté opposé de la plaque
de support, ces canaux débouchant dans les boutonnières tra-
versantes destinées au passage du second fluide.
Chaque gorge présente plusieurs chicanes réparties sur sa longueur et qui se terminent dans le plan de la crête de la gorge ou au-dessous de ce plan, de sorte que chaque gorge communique au moins avec un passage ménagé dans un canal collecteur croisé réalisé du côté opposé de la plaque
de support.
Les nombreuses chicanes sont disposées à peu près parallèlement les unes aux autres et en biais par rapport
aux lignes ou files de chicanes disposées dans les gorges.
Les lignes de chicanes croisent les gorges en
formant un angle de 30 à 60 .
Les lignes de chicanes de deux plaques de support, dont les côtés comportant des gorges sont disposés face à face, sont placées en sens contraire, c'est-à-dire que ces
lignes se croisent.
Les boutonnières traversantes, disposées parallèle-
ment aux bords des surfaces submergées de membranes d'un côté du rectangle, présentent de préférence une longueur
d'ouverture représentant de 90 à 100 % de la zone de mem-
brane correspondante.
Les boutonnières qui traversent un côté des plaques de support rectangulaires débouchent dans une fente ménagée dans un raccord tubulaire principal, recouvrant la fente et destiné à permettre l'écoulement du premier fluide dans l'une des plaques extrêmes; de façon correspondante, les
boutonnières traversant le côté opposé du rectangle débou-
chent dans un raccord principal ménagé dans l'autre plaque extrême; et les boutonnières traversantes destinées à l'écoulement du second fluide débouchent dans des raccords
principaux correspondants ménagés dans les plaques extrêmes.
Avec leurs surfaces de membranes superposées, deux plaques de support forment la plus petite unité séparatrice pouvant être insérée entre les plaques extrêmes. Plusieurs de ces
unités séparatrices peuvent être reliées de façon indissocia-
ble par un agent d'étanchéité pour former une cassette.
Les boutonnières traversantes ménagées à la partie
supérieure de la cassette sont entourées de garnitures d'étan-
chéité. Les garnitures d'étanchéité peuvent être constituées par une plaque de couverture à élasticité permanente et
qui recouvre les deux plaques externes de support de la cas-
sette.
Les boutonnières traversantes ménagées dans les pla-
ques sont entourées par des bagues ou garniture plates
d'étanchéité disposées dans les plaques extrêmes.
Pour l'étanchéité des zones externes des plaques de support, celles-ci présentent des perçages ménagés dans au moins deux sommets opposés; les perçages espacés communiquent les uns avec les autres par de minces canaux ouverts ménagés dans au moins un côté de chaque plaque de support et se dirigeant dans les deux sens de communication vers les perçages; pour recevoir l'agent d'étanchéité dans la zone des bords des membranes, les plaques de support présentent des
rigoles ouvertes s'étendant parallèlement aux bords des mem-
branes et qui communiquent avec les minces canaux et/ou avec les perçages; et l'agent d'étanchéité est constitué par une matière
plastique et/ou une colle pénétrant dans les perçages ména-
gés dans la totalité de la pile des éléments séparateurs, emplissant les minces canaux et rigoles de communication, fluide et durcissable par voie thermique et/ou à mesure que
le temps s'écoule.
D'autres perçages, espacés le long des minces canaux, correspondent aux perçages ménagés en au moins deux sommets opposés. Les raccords principaux pour l'entrée et la sortie des fluides sont disposés dans une seule plaque extrême, et la seconde plaque extrême forme une plaque d'appui pour
la cassette constituée des éléments séparateurs, cette pla-
que pouvant se déplacer sur les tirants et s'appuyant à
l'aide d'une tige filetée centrale sur une plaque de butée.
Le côté, tourné vers la plaque d'appui de la casset-
te, des plaques de support, est recouvert d'une plaque de couverture fermée, est relié à cette plaque de couverture par l'agent d'étanchéité et constitue le contour des plaques de support. La plaque de couverture correspondant à la plaque extrême comportant les raccords principaux, présente à l'intérieur, dans la zone des boutonnières traversant les plaques de support, des tubes de répartition et de collecte qui débouchentsous forme de trous du côté correspondant à la plaque extrême et se transforment à l'aide de garnitures élastiques d'étanchéité, dans les raccords principaux des plaques extrêmes se terminant sous forme de tubes, l'agent d'étanchéité faisant des plaques de couverture des éléments
constitutifs de la cassette formée d'éléments séparateurs.
Le concept de l'invention permet les formes les plus diverses de réalisation et sera décrit plus en détail à propos de trois exemples préférés de réalisation présentés
à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des des-
sins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble de l'appareil de séparation, en coupe verticale selon la ligne I-I de la figure 2 des éléments individuels de séparation reliés en un bloc ou en un parallélépipède quadrangulaire ou rectangle; la figure 2 est une vue de dessus de deux plaques de support superposées, identiques, avec des membranes et avec arrachement partiel du côté avant et du côté arrière la figure 3 est une coupe transversale, le long de la ligne IIIIII de la figure 2, d'une pile d'éléments de séparation reliés les uns aux autres la figure 4 est une coupe partielle, le long de la ligne IV-IV de la figure 2, d'une plaque de support et d'une membrane; la figure 5 est une coupe longitudinale, le long de la ligne V-V de la figure 2, d'une plaque de support et d'une membrane; la figure 6 est une coupe de détail d'une plaque de support comportant un élément d'appui constitué par un tissu;
la figure 7 est une vue latérale d'un appareil com-
plet modifié; la figure 8 est une vue de dessus, du côté de la
membrane, d'une plaque de support modifiée pour rendre opti-
males les caractéristiques d'écoulement; la figure 8a est une vue de détail agrandie de la figure 8; les figures 9a et l0a montrent chacune une vue de
dessus d'une plaque de couverture, formée de deux demi-
plaques, dans la zone du raccord principal de l'appareil de séparation selon la figure 7; et les figures 9b et lOb sont des coupes partielles de détail des figures 9a et la, selon les lignes IXb-IXb
et Xb-Xb, respectivement.
L'appareil de séparation est constitué de plaques identiques de support que l'on désigne cependant, pour mieux
les identifier, comme la plaque 1 et la plaque 2 de support.
Selon la figure 2, chaque plaque 1, 2 de support présente
un pourtour et une section essentiellement rectangulaires.
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il Les plaques 1, 2 de support présentent, au moins sur trois
de leurs côtés et de préférence sur les quatre, plusieurs -
boutonnières traversantes qui sont interrompues par des âmes16 de liaison présentes tout simplement pour des raisons de stabilité. Ces âmes 16 peuvent ne pas être présentes dans le cas de plus petites formes de réalisation des plaques de support. Les boutonnières traversantes 7, 8 se terminent chacune dans la zone du bord externe des membranes Ml et M2, de sorte que le courant de fluide guidé dans les boutonnières 7, 8 peut, de façon favorable à l'écoulement, recouvrir dans toute leur largeur les membranes Ml, M2. La plaque de support 1 est montrée du côté de la membrane et ce côté est désigné par 1TM. Le côté de la membrane des plaques 1, 2 de support présente des éléments d'appui 4 et des canaux d'écoulement 5. Selon la figure 5, ceux-ci sont formés
par des gorges et saillies de section prismatique, les gar-
ges constituant les canaux d'écoulement 5 et les sommets des
saillies les éléments 4 d'appui des morceaux de membrane.
Les gorges 5 présentent des passages 19 espacés longitudina-
lement et donnant accès au côté opposé de la plaque 1 ou 2 de support correspondante; les passages 19 s'élargissent
du côté opposé en formant des canaux collecteurs 20 se diri-
geant en biais par rapport aux gorges 5 et qui débouchent dans les boutonnières 8 destinées à la circulation du second fluide F2. Les morceaux individuels de membrane sont reliés
tout autour par leur zone périphérique 6 aux plaques de sup-
port, par soudage ou collage étanche, pour former une sorte de cuvette. La zone située entre les bords 6 des membranes et les boutonnières 7 comporte des entretoises 17 et des orifices d'accès 18 qui, d'une part permettent au fluide Fl provenant des boutonnières 7 de s'écouler en passant par les orifices 18 sur le côté supérieur lMO de membrane vers les boutonnières 7 opposées et d'autre part, garantissent
aussi que les plaques de support superposées sont mutuelle-
ment soutenues de façon suffisante par les entretoises 17 d'une façon plane et parallèle. De même, la face postérieure de chaque plaque de support, désignée par 2TR pour la plaque de support 2, est essentiellement plane et parallèle en n'étant essentiellement interrompue que par des canaux collecteurs 20. Les faces postérieures des plaques 1, 2
de support s'appuient donc mutuellement sur une grande sur-
face. Pour le guidage séparé des deux fluides Fl et F2, chaque plaque de support présente, au moins en deux sommets opposés, des perçages 11. Dans l'exemple représenté, ces
perçages 11 sont réalisés dans les quatre sommets. Cec per-
çages opposés 11 sont reliés par de minces canaux 13 s'éten-
dant dans les deux directions. Dans l'exemple représenté, ces canaux 13 sont disposés des deux côtés des plaques de support. Il suffit cependant qu'au moins un côté comporte ces canaux 13, car la superposition de plusieurs plaques de support garantit qu'entre deux plaques 1, 2 de support, il existe toujours un canal 13 qui en fait le tour. En outre, d'autres perçages 12 sont espacés longitudinalement dans les canaux 13 et forment, par la superposition de l'ensemble des plaques 1, 2, des puits pénétrants (voir figure 3). Ces perçages 11, 12 et les canaux 13 servent à recevoir l'agent d'étanchéité destiné à rendre étanche la totalité de la
zone externe et à relier durablement les plaques 1, 2 em-
pilées les unes sur les autres. Ces perçages 12 sont en forme
de fente correspondant aux minces canaux.
Pour rendre étanche l'espace destiné au guidage séparé du fluide Fl par rapport au guidage du fluide F2, il y a, parallèlement aux canaux 5 et à l'extérieur de la zone périphérique 6 de la membrane Ml,une rigole 14 ménagée dans
les deux côtés opposés du rectangle et qui communiquent cha-
cune avec les canaux 13 et/ou les perçages 11, 12. Ces deux rigoles 14 ne sont ménagées que du côté des plaques 1, 2
de support des membranes,désigné sur la figure 2 par 1TM.
La face postérieure et les deux autres côtés opposés du rectangle des plaques 1, 2 de support comportent deux rigoles 14' correspondantes qui sont cependant parallèles aux canaux collecteurs 20 et communiquent avec les canaux 13 et/ou les perçages 11, 12. Les rigoles 14 et 14' sont remplies d'agent d'étanchéité, comme on le décrira encore ci-après. On garantit ainsi que le produit de perméation sortant par la face postérieure de la membrane puisse traverser par des
passages 19 les plaques 1, 2 et parvenir des canaux col-
lecteurs 20 dans les perçages 8, mais ne puisse pénétrer dans les perçages 7 qui guident le premier fluide Fl. La face postérieure des membranes est désignée pour la mem-
brane 2 par 2MR sur la figure 2.
En outre, les plaques 1, 2 de support comportent, au moins dans les quatre sommets, des ouvertures pour le passage de tirants 10 qui, lors de l'assemblage, servent tout d'abord à guider les plaques 1, 2 à empiler les unes
sur les autres.
On monte sur les tirants 10, les plaques 1, 2 de
support équipées des morceaux Ml et M2 de membrane, par pai-
res avec les membranes superposées, comme représenté sur la figure 3, et on les unit en une pile de dix ou de vingt
plaques 1, 2 de support. A l'aide des tirants 10 et d'orga-
nes de serrage, non représentés, les plaques 1, 2 superpo-
sées sont solidement pressées les unes contre les autres.
Toutes les surfaces non évidées des plaques 1, 2 sont ainsi parallèles aux surfaces correspondantes des autres plaques de support. Dans cet état précédant le montage complet, un agent d'étanchéité 15, en une résine de synthèse, une colle fluide ou une matière thermoplastique, est injecté dans les perçages 11. L'injection peut s'effectuer par exemple dans le perçage inférieur gauche 11, en regardant la figure 2. Si le groupe ou le paquet des plaques 1, 2 de support est disposé de façon que la diagonale reliant les deux perçages opposés 11 soit verticale, l'agent 15 d'étanchéité injecté s'élève dans les deux sens dans les perçages ouminces canaux 13 et dans les rigoles 14, 14' pour se diriger
vers le perçage 11 le plus élevé et remplir ainsi, en refou-
lant l'air emprisonné, les espaces creux formés par les
perçages 11, les minces canaux 13 et les rigoles 14, 14'.
Comme l'agent 15 d'étanchéité est, comme indiqué ci-dessus, une matière de synthèse plastique, une résine de synthèse et/ou une colle fluide pendant qu'on la met en oeuvre mais qui peut durcir par voie thermique et/ou à mesure que le temps s'écoule, on obtient après solidification de l'agent 15 une liaison étanche et durable des plaques individuelles 1, 2 superposées, de sorte qu'après enlèvement des tirants , on obtient un appareil 30 de séparation en forme de paquet, de cartouche, quadrangulaire ou parallélépipédique, selon la figure 1, que l'on peut insérer en bloc et de
façon étanche entre deux plaques extrêmes 27 et 28.
On voit ainsi que deux plaques 1, 2 de support constituent, lorsqu'elles sont superposées et munies de leur membrane, la plus petite unité de séparation pouvant être insérée entre des plaques extrêmes 27, 28. Cependant, comme indiqué ci-dessus, on groupe le plus souvent un plus grand nombre de ces unités ou éléments de séparation en
les reliant de façon inséparable par un agent 15 d'étanchéi-
té pour obtenir une cartouche ou cassette 30.
Pour accélérer le remplissage des minces canaux 13 et des rigoles 14, 14' et pour obtenir encore un meilleur assemblage des plaques 1, 2 superposées sur toute leur périphérie, la zone des minces canaux 13 comporte en outre d'autres perçages 12, qui selon la figure 1, reçoivent l'agent 15 en formant des colonnes traversant l'ensemble
de la pile des plaques 1, 2.
Dans la forme la plus simple de réalisation, la pile des plaques 1, 2 superposée est fermée à chaque fois par la face postérieure d'une telle plaque de support. Le morceau de membrane se situant le plus loin à l'extérieur est ainsi protégé contre des dégâts mécaniques par la face
postérieure de la plaque de support la plus externe.
Pour recevoir une telle unité et pour assurer une liaison étanche avec les deux plaques extrêmes 27, 28, celles-ci peuvent comporter des garnitures 29 d'étanchéité, de forme annulaire ou plate, qui entourent notamment les
boutonnières 7, 8.
Si les plaques externes de support doivent recevoir une protection supplémentaire des morceaux de membrane, cette protection peut être obtenue par exemple à l'aide d'une plaque plane et non profilée 3 de couverture placée
sur chaque côté de la cartouche ou du parallélépipède 30.
Comme représenté sur la figure 1, les plaques 3 de couverture
comportent des boutonnières traversantes 7, 8 correspondan-
tes. Les plaques 3 de couverture peuvent cependant être
également réalisées sous forme de couverture plate, c'est-à-
dire qu'elles peuvent avoir un certain rôle d'élasticité permanente et assumer la fonction d'étanchéité entre l'ap- pareil final 30 en forme de paquet ou cartouche et les deux plaques extrêmes 27, 28, de sorte qu'il n'est pas nécessaire
alors d'équiper ces plaques extrêmes de bagues ou de garni-
ture particulières 29 d'étanchéité.
Selon la figure 1, la surface des deux plaques extrêmes 27, 28est un peu supérieure à celle des plaques de support. Ces plaques extrêmes 27, 28 sont avantageusement en acier spécial et leurs bords sont percés de plusieurs trous 22 destinés à loger des éléments de serrage 21. Pour l'entrée du premier fluide Fl, la plaque extrême inférieure 27 présente un raccord tubulaire principal 23 correspondant à la boutonnière 7 de droite des plaques 1, 2, ce raccord 23 débouchant sous forme d'une boutonnière 23' à la face
supérieure de la plaque extrême inférieure 27. Le bord op-
posé de la plaque extrême supérieure 28 comporte un raccord principal 24 correspondant relié de même à une boutonnière
* 24' et qui, dans l'exemple représenté, sert de sortie au pre-
mier fluide Fl. Ce premier fluide Fl, qui entre par le raccord principal 23, emplit donc les boutonnières 7, recouvre et baigne dans les plans individuels les morceaux de membrane, pénètre dans les boutonnières superposées 7 et sort par le raccord principal supérieur 24. L'écoulement en sens
inverse est bien entendu possible aussi. Si, selon le prin-
cipe de la diffusion, le second fluide F2 doit recouvrir et baigner la face postérieure de la membrane, les deux plaques extrêmes 27, 28 comportent bien entendu deux autres raccords principaux 25 et 26 pour la circulation du fluide F2. Le fluide F2 pénètre par le raccord principal 25 dans la boutonnière 25' de la plaque extrême inférieure 27 et passe ensuite dans les boutonnières 8. Les faces postérieures des morceaux de membrane sont bien entendu baignées et le fluide F2 pénètre dans la boutonnière opposée 8 et il en sort en empruntant la boutonnière 26' et le raccord principal 26. Dans ce cas également, le sens de l'écoulement peut
être inverse.
Comme représenté sur la figure 1, les boutonnières
23', 25', 24' et 26' peuvent comporter des bagues d'étan-
chéité ou d'autres garnitures plates 29 d'étanchéité, lors- que le côté supérieur et le côté inférieur de l'appareil
de séparation en forme de paquet ou de cartouche ne com-
portent pas un dispositif particulier d'étanchéité. Des garni-
tures correspondantes 29' d'étanchéité doivent alors égale-
ment exister dans la zone des raccords borgnes de liaison
avec les autres boutonnières 7, 8.
Pour la réalisation d'une ultra-filtration, il suf-
fit pour le fluide F2 d'un seul raccord principal, qui est
donc le raccord principal 25 ou le raccord principal 26.
Comme le produit de perméation ne doit pas recouvrir et baigner la face postérieure des morceaux de membrane mais doit simplement être retiré de l'ensemble de cette surface,
il est seulement nécessaire de prévoir des boutonnières tra-
versantes 8 sur le troisième ou le quatrième côté du rectangle.
Pour permettre dès le départ une application étendue des plaques 1, 2 de support, celles-ci sont réalisées en vue d'être recouvertes et baignées des deux côtés. Même dans le cas de l'ultra-filtration, il est avantageux de retirer de la face postérieure des morceaux de membrane le produit
de perméation dans les deux sens.
Pour des raisons tenant au prix de revient, les
plaques 1, 2 de support sont réalisées en matière plastique.
Bien entendu, elles peuvent également, pour des applications
particulières, être en acier spécial.
Les plaques 1, 2 de support selon les figures 2 à et 8 conviennent notamment bien pour la filtration. Pour réaliser des processus de séparation selon le principe de la diffusion, conviennent plusieurs plaques de support telles
que représentées sur la figure 6. Pour un échange de substan-
ce selon le principe de la diffusion, il est avantageux que le second fluide actif F2 vienne en contact, sur la face postérieure de la membrane, avec la plus grande surface possible de celle-ci. A cet effet, convient par exemple
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un tissu 39 ou un filet ou treillisqui supporte la membrane M1 et est fixé dans une fenêtre 40 en forme de cadre de la plaque 1. On peut y parvenir en fixant dans le cadre
de la fenêtre 40 de la plaque 1, par déformation thermoplas-
tique, une saillie du tissu 39 et en fixant également dans cette zone la périphérie 6 de la membrane. Pour le reste, la réalisation de la plaque de support correspond au détail représenté sur les figures 2 à 5, en ce qui concerne la forme des éléments de guidage des écoulements et la forme
des éléments d'étanchéité.
La forme de réalisation selon les figures 7 à constitue un appareil de séparation conçu notamment dans le but d'en faciliter la manutention, d'assurer une charge optimale de séparation et de réaliser une fabrication moins
coûteuse. Les éléments 1 à 30 décrits ci-dessus correspon-
dent fonctionnellement à ceux des figures 1 à 6, de sorte
que l'on peut clairement se référer aux formes de réalisa-
tion et aux éléments de description présentés ci-dessus
pour les figures 1 à 6.
Selon la figure 7, l'appareil de séparation est réalisé sous forme d'un appareil fixe dont les plaques 1,
2 de support sont disposées verticalement. L'appareil se-
lon la figure 7 consiste en la plaque extrême verticale 27', qui présente l'ensemble des quatre raccords principaux
23 à 26 pour les deux fluides Fl et F2 débouchant sous for-
me de trous ou boutonnières dans la plaque extrême 27'.
L'autre plaque extrême 28' ne comporte pas de raccord et elle est tout simplement déplaçable horizontalement sur les deux éléments inférieurs 21 de serrage et elle est
serrée par une tige filetée centrale 33,qui s'appuie elle-
même sur une plaque verticale 34 de butée. La-plaque 34 est reliée par quatre éléments horizontaux de serrage 21 à la plaque extrême 27'. Les deux éléments inférieurs 21 de
serrage servent en même temps à guider et à maintenir l'ap-
pareil de séparation réalisé sous forme de parallélépipède ou de cartouche ou de cassette 30, qui est inséré entre les
deux plaques extrêmes 27' et 28'.
La plaque 3' de couverture, tournée vers la plaque
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extrême 28' sans raccords recouvre la face postérieure, c'est-à-dire la face munie des canaux collecteurs 20, de la dernière plaque 1 de support selon la figure 2 ou la figure 8 et est associée à cette plaque 1 par l'agent 15 d'étanchéité. La plaque de couverture située du côté des raccords est réalisée en deux parties 3" et 3' '. Elle est représentée sur les figures 9a, 9b et la, lOb et est décrite plus en détail ci-après. Les deux parties 3" et 3"'' de la plaque
de couverture font également partie intégrante de l'appa-
reil de séparation, de sorte que les plaques de support 1, 2 comme, également, les deux plaques de couverture 3' et 3", 3"'' forment la cassette 30-proprement dite qui, selon la figure 7, est insérée de façon simple entre les deux plaques extrêmes 27' et 28'. Des rainures 37 ménagées dans la cassette 30 assurent un guidage et un appui sur les deux éléments inférieurs 21 de serrage, et des prises en creux 38 facilitent la manutention de la cassette 30 lors de son insertion entre les deux plaques extrêmes 27', 28'. Deux côtés opposés de la cassette 30 montrent toujours les rainures 37 de guidage ou les prises 38, de sorte que
la cassette 30 ne peut être tournée que de 180 pour occu-
per une position correcte, ce qui exclut une mise en pla-
ce défectueuse de cette cassette.
Cette forme de réalisation présente l'avantage
de ne pas nécessiter le détachement ou le dévissage de rac-
cords ou de vis lorsqu'on doit remplacer une cassette 30 par une cassette neuve. Il suffit pour un tel remplacement
de desserrer la tige filetée centrale 33.
La forme de réalisation de la plaque de support selon les figures 8 et Ba, optimisée du point de vue de la technique de l'écoulement des fluides, correspond, en ce qui concerne les éléments 4 à 20 de montage, au rôle des
éléments de la plaque de support selon les figures 2 à 5.
Les plaques 1, 2 de support à surface relativement
grande en matière plastique, présentent le risque, en rai-
son des tolérances de finition, de la formation de zones préférentielles d'écoulement sur la totalité de la surface
de la membrane recouverte ou baignée, ce qui nuit à l'effi-
cacité de la surface totale de membrane. Selon l'inven-
tion, chaque gorge 5 présente, comme représenté-sur la figure 8a de détail, plusieurs chicanes 31 espacées le long des gorges et qui se terminent dans le plan des crêtes 4 des gorges ou au-dessous, de sorte que chaque gorge 5 communique à l'aide d'au moins un passage 19 avec un canal collecteur 20 qui la croise du côté opposé de la plaque 1, 2 de support. Les nombreuses chicanes 31 sont à peu près parallèles et orientées obliquement aux gorges 5 en formant
des lignes 32. Dans le cas d'une surface de membrane appro-
ximativement carrée, la plus longue ligne 32 de chicanes est dirigée en diagonale à environ 45 , cependant que les
autres lignes 32 lui sont parallèles tout en en étant sépa-
rées. Selon le rapport entre les longueurs des côtés d'une
surface rectangulaire de membrane, les lignes 32 de chica-
nes croisent les gorges 5 en formant avec elles un angle
d'environ 30 à 60 . Les lignes 32 de chicanes de deux pla-
ques 1, 2 de support, dont les surfaces comportant des gor-
ges sont placées en regard, sont disposées en sens opposé, c'est-à-dire qu'elles se croisent.(comme montré notamment sur la figure 8). La pression hydrodynamique du fluide Fl qui recouvre les morceaux de membrane provoque une certaine pénétration de ces morceaux dans les gorges d'appui 5, ce qui est empêché dans la zone des chicanes 31, de sorte qu'il se produit en ces endroits une certaine accumulation ce qui exclut des cheminements en court-circuit. Puisque les lignes 32 de chicanes de deux faces ou côtés de plaques se faisant face se croisent, l'écoulement en diagonale est à nouveau arrêté, ce qui garantit un recouvrement régulier de la totalité de la surface de membrane sur la totalité du
côté écoulement le long des boutonnières 7.
La configuration extérieure des plaques 1, 2 de support diffère de celle des plaques de la figure 2 par la disposition des rainures 37 de guidage sur des bords externes
opposés et par la disposition de prises en creux 38 égale-
ment sur des bords opposés.
La plaque de couverture en deux parties 3''', 3" est également en matière plastique et elle correspond,par
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sa configuration externe et la présence de boutonnières tra-
versantes 7, 8,aux plaques de support 1, 2 selon la figure 8.
La face postérieure, non représentée, de la demi-plaque de couverture 3''' selon les figures 9a, 9b est plate et forme une couverture pour la plaque de support la plus éle- vée, et pour la face postérieure de cette plaque comportant des canaux collecteurs 20, comme représenté par 2 TR sur la figure 2. Les rigoles 14 et les minces canaux 13 sont
disposés de la même façon.
Selon les figures 9a, 9b, les boutonnières 7, 8 sont entourées par des tubes 35 de répartition et de collecte dont la section transversale a approximativement la forme d'une cuvette et qui, avec les tubes 35 de répartition et de collecte en forme de cuvette qui, selon la figure 10,
leur sont superposés et les recouvrent, forment un tube com-
plet. Les tubes 35 de répartition et de collecte des deux moitités 3''', 3" de plaques de couverture sont entourés de canaux 13' et de rigoles 14' et sont reliés aux perçages Il permettant d'injecter l'agent fluide d'étanchéitél5 dans
la totalité des minces canaux et rigoles de toutes les pla-
ques de la cassette 30. La forme de la moitié 3" de pla-
que de recouvrement correspond au côté qui lui fait face
de la moitié 3''' de plaque de recouvrement et est essentiel-
lement lisse sur le côté tourné vers la plaque extrême 27'.
Les trous 36 ménagés dans les tubes 35 s'alignent sur les trous ou lumières des raccords principaux 23 à 26. Du côté
tourné vers la plaque extrême 27', les trous 36 sont entou-
rés de bagues toriques qui s'appuient de façon étanche sur la plaque extrême 27' lorsque la cassette 30 est pressée
par la tige filetée 33 centrale contre la plaque extrême 27'.
Selon la configuration géométrique des plaques et la forme des trajets d'écoulement ainsi que la disposition
des éléments d'étanchéité nécessaires, il peut s'avérer suf-
fisant ou même avantageux de ménager au moins par secteur, des perçages 11, 12 et des canaux ou rigoles 13, 14, 13', 14', répartis sur le plan de base des plaques de support et qui communiquent à l'intérieur de la pile des plaques, de manière à pouvoir rendre étanches simultanément certains secteurs éloignés sur la hauteur de la pile. Dans les exemples de réalisation représentés, la disposition des éléments assurant l'étanchéité est telle que tous les canaux et rigoles 13, 14, 13', 14' et les perçages 11, 12 communiquent et donc que toutes les plaques sont simultanément rendues étanches par une seule injection de matière plastique et sont durablement
reliées les unes aux autres.
Pour assurer une étanchéité parfaite, il suffit cependant d'utiliser une matière plastique chargée d'assurer
l'étanchéité, par exemple une silicone, alors que le main-
tien du grand nombre des plaques pour former une cassette
unitaire peut être réalisé à l'aide d'autres éléments mécani-
ques de serrage.
L'appareil de séparation selon l'invention peut être utilisé pour toutes les méthodes de séparation usuelles dans l'industrie, donc comme appareil de dialyse, comme filtre, comme oxygénateur, pour séparer les constituants du lait, pour préparer de l'eau, etc., ainsi que comme rein ou poumon
artificiel dans le domaine médical.
En groupant plusieurs appareils 30 de séparation de forme parallélépipédique, on peut faire varier la surface
totale de membrane, et en obturant des boutonnières traversan-
tes d'une rangée sur les plaques externes de support 1, 2
ou en donnant aux plaques 3 de couverture une forme parti-
culière, on peut commuter le fonctionnement des appareils individuels ou modules de séparation 30, en forme de paquet ou de cartouche, pour obtenir un écoulement en série ou en parallèle.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven-
tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées à
l'appareil décrit et représenté.
Claims (25)
1. Appareil, consistant en des plaques de support et en des morceaux découpés sur une membrane semi-perméable, pour la séparation de fluides qui peuvent être conduits des deux côtés de la membrane en des trajets d'écoulement main- tenus séparés, cet appareil permettant le guidage séparé des fluides à l'aide d'éléments d'étanchéité, en forme de bande ou de cordon, maintenus dans les plaques de support, et étant caractérisé en ce que les plaques de support (1, 2) présentent de minces rigoles ou canaux (13, 14, 13', 14') s'ouvrant vers le plan des plaques pour recevoir des éléments
d'étanchéité et comportant des boutonnières traversantes -
(11, 12) qui communiquent entre elles au moins de façon par-
tielle et reçoivent une matière (15) d'étanchéité introduite
à l'état fluide et qui s'y solidifie.
2. Appareil, consistant en des plaques de support et en des morceaux découpés sur une membrane semi-perméable pour la séparation de fluides, dans lequel: a) les plaques de support présentent des éléments servant de canaux d'écoulement et d'appui pour les morceaux de membrane, b) chaque morceau de membrane e3t lié par ses bords
de façon étanche à la plaque de support et recouvre les élé-
ments d'appui, c) en dehors des bords des membranes, les plaques
de support comportent plusieurs trous ou boutonnières traver-
santes qui forment des puits de répartition des fluides dirigés perpendiculairement aux surfaces des membranes,
d) selon leur destination, certains puits- de ré-
partition forment des entrées et des sorties d'un premier fluide qui submerge les surfaces des membranes et qui est à traiter,
e) selon leur destination, les autres puits de ré-
partition communiquent avec les éléments d'appui servant de canaux d'écoulement et servent à guider un autre fluide, f) les zones externes des plaques de support sont rendues étanches vers l'extérieur par des garnitures, et les plaques de support comportent dans la zone des bords
des membranes d'autres garnitures d'étanchéité pour le guida-
ge séparé des deux fluides, g) plusieurs éléments séparateurs, superposés en
une pile, peuvent s'emboîter ou s'insérer,. à l'aide d'élé-
ments de guidage et de tirants, entre des plaques extrêmes
ou des éléments de bâti qui recouvrent les deux éléments sé-
parateurs extrêmes de la pile,
h) les puits de répartition du premier fluide commu-
niquent avec des entrées et sorties principales disposées
dans l'une des deux plaques extrêmes, ou dans les deux pla-
ques extrêmes, ou dans des éléments du bâti,
i) les puits de répartition du second fluide com-
muniquent de manière correspondante avec au moins un raccord principal séparé et ménagé dans une plaque extrême ou dans un élément du bâti; appareil caractérisé en ce que j) pour recevoir une garniture d'étanchéité, les zones externes des plaques de support (1, 2) présentent des perçages (11, 12) ménagés en au moins deux secteurs opposés k) les perçages (11, 12) espacés communiquent les
uns avec les autres par de minces canaux (13) ouverts, mé-
nagés dans au moins un côté des plaques de support (1, 2) et s'étendant dans les deux sens de communication; 1) pour recevoir une garniture d'étanchéité dans la zone des bords (6) de membrane, chaque plaque de support (1, 2) présente des rigoles (14) ouvertes, parallèles aux bords (6) des membranes et qui communiquent avec les minces canaux (13) ou avec les perçages (11, 12) ou avec les canaux et perçages; et m) la garniture d'étanchéité (15) est constituée d'une matière plastique, ou d'une colle, ou d'une colle et
d'une matière plastique, fluide, qui pénètre dans les per-
çages (11, 12) ménagés dans la totalité de la pile des élé-
ments séparateurs (1, 2; Ml, M2), emplit les minces canaux (13) et rigoles (14) de communication et est durcissable par voie thermique ou à mesure que le temps s'écoule ou sous
les deux effets.
3. Appareil de séparation selon la revendication 2, caractérisé en ce que d'autres perçages (12), répartis sur la longueur des minces canaux (13) correspondent aux perçages
(11) ménagés dans au moins deux secteurs opposés.
4. Appareil de 'éparation selon l'une quelcon-
que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les au-
tres perçages (12) sont en forme de fentes correspondant aux
minces canaux (13).
5. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un grand nom-
bre de ces unités ou éléments de séparation sont reliés de façon inséparable par un agent d'étanchéité (15) pour former
un parallélépipède rectangle ou une cassette (30).
6. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agent
d'étanchéité (15) est constitué par des matières thermoplas-
tiques comme du polypropylène, du polystyrène, du polyamide, des résines de polyacétal, du chlorure de polyvinyle (PVC),
du polyéthylène (PE), du polycarbonate, une résine éthylène-
acétate de vinyle (EVA), un copolymère d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène (ABS), un copolymère de styrène et d'acrylonitrile (SAN) ou par de l'acétate de cellulose (CA) ou en ce que l'agent d'étanchéité (15) est constitué d'une résine synthétique comme une résine de polyuréthanne,
une résine époxyde, une résine urée-formaldéhyde ou mélamine-
formaldéhyde ou phénol-formaldéhyde.
7. Appareil consistant en des plaques de support essentiellement rectangulaires et en des morceaux d'une membrane semi-perméable pour la séparation des fluides dans lequel: a) les plaques de support présentent des éléments
d'appui servant de canaux d'écoulement des fluides et d'ap-
pui pour les morceaux de membrane; b) chaque morceau de membrane est relié de façon étanche à ses bords externes avec la plaque de support et recouvre les éléments d'appui; c) plusieurs éléments séparateurs, superposés en une pile, peuvent s'emboîter à l'aide d'éléments de guidage et de tirants entre des plaques extrêmes, qui recouvrent
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les deux élements séparateurs extrêmes de la pile, appareil caractérisé en ce que:
d) à l'extérieur des zones périphériques des membra-
nes, les plaques de support (1, 2) comportent, sur au moins trois côtés du rectangle, des boutonnières traversantes (7, 8) parallèles aux bords des plaques, ces boutonnières (7, 8)
formant des puits de répartition des fluides (Fl, F2) perpen-
diculaires aux surfaces des membranes;
e) les puits de répartition (7) de deux côtés oppo-
sés du rectangle constituent des entrées et des sorties du premier fluide (Fl) qui submerge les surfaces des membranes et est à traiter; f) les puits de répartition (8) prévus au moins sur le troisième côté du rectangle communiquent, dans le sens de l'écoulement, avec les éléments d'appui (4) servant de canaux d'écoulement; g) les zones externes des plaques de support (1, 2)
sont rendues étanches tout autour, de l'extérieur vers l'in-
térieur, par des garnitures (13, 15) et comportent1dans la zone de la membrane1d'autres garnitures (14, 15) destinées au guidage séparé des deux fluides (Fl, F2); h) les puits de répartition du premier fluide (Fl) communiquent avec les entrées et sorties principales (23, 24) ménagées dans l'une des deux plaques extrêmes (27, 28) ou dans ces deux plaques; et i) les puits de répartition (8) du second fluide (F2) communiquent de façon correspondante avec au moins un raccord principal séparé (25, 26) ménagé dans une plaque
extrême (27, 28).
8. Appareil de séparation selon la revendication
7, caractérisé en ce que les éléments d'appui (4) des pla-
ques de support (1) sont constitués par un tissu (39), ou un filet ou treillis fixé dans une fenêtre (40) en forme de
cadre de la plaque de support (1).
9. Appareil de séparation selon la revendication
7, caractérisé en ce que les éléments d'appui (4) sont consti-
tués par des gorges (5) et des crêtes (4') disposées dans le sens de l'écoulement du premier fluide (Fl) à traiter, les
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gorges (5) présentant des passages (19), espacés longitudina-
lement dans ces gorges, assurant la communication avec l'au-
tre côté des plaques de support (1, 2) et s'élargissant en biais vers les gorges (5) dans les canaux collecteurs (20) ménagés du côté opposé de la plaque de support (1, 2), ces canaux (20) débouchant dans les boutonnières traversantes
(8) destinées au passage du second fluide (F2).
10. Appareil de séparation selon l'une des reven-
dications 7 et 9, caractérisé en ce que chaque gorge (5) présente plusieurs chicanes (31) réparties sur sa longueur et qui se terminent dans le plan de la crête (4) de la gorge
ou au-dessous de ce plan, de sorte que chaque gorge (5) com-
munique au moins à l'aide d'un passage (19) avec un canal collecteur (20) croisé réalisé du côté opposé de la plaque
de support (1, 2).
11. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7, 9 et 10, caractérisé en ce que les nom-
breuses chicanes (31) sont disposées à peu près parallèle-
ment les unes aux autres et en biais par rapport aux lignes
ou files (32) de chicanes disposées dans les gorges (5).
12. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7, 9, 10 et 11, caractérisé en ce que les
lignes (32) de chicanes croisent les gorges (5) en formant
un angle de 30 à 60 .
13. Appareil de séparation selon l'une quelcon-
que des revendications 7 et 9 à 12, caractérisé en ce que les
lignes (32) de chicanes de deux plaques de support (1, 2), dont les côtés comportant des gorges sont disposés face à face, sont placées en sens contraire, c'est-à-dire que ces
lignes se croisent.
14. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que les bouton-
nières traversantes (7, 8) disposées parallèlement aux bords
(6) des surfaces submergées de membrane d'un côté du rectan-
gle présentent de préférence une longueur d'ouverture repré-
sentant de 90 à 100 'O de la zone de membrane (6) correspon-
dante.
15. Appareil de séparation selon l'une quelconque
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des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que les bouton-
nières (7) qui traversent d'un côté les plaques de support rectangulaires (1, 2) débouchent dans une fente (23') ménagée dans un raccord tubulaire principal (23), recouvrant la fente et destiné à permettre l'écoulement du premier fluide (Fl) dans l'une des plaques extrêmes (27); de façon
correspondante, les boutonnières (7) traversant le côté op-
posé du rectangle débouchent dans un raccord principal (24,
24') ménagé dans l'autre plaque extrême (28), et les bouton-
nières traversantes (8) destinées à l'écoulement du second
fluide (F2) débouchent dans des raccords principaux corres-
pondants (25, 25', 26, 26') ménagés dans les plaques extrê-
mes (27, 28).
16. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que deux pla-
ques de support (1, 2) forment avec leurs surfaces de mem-
brane superposées la plus petite unité séparatrice pouvant
être insérée entre les plaques extrêmes (27, 28).
17. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que plusieurs
de ces unités de séparation sont reliées de façon indissocia-
ble par un agent d'étanchéité (15) pour former une cassette (30).
18. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que les bouton-
nières traversantes (7, 8) ménagées à la partie supérieure
de la cassette (30) sont entourées de garnitures d'étanchéité.
19. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que les garni-
tures d'étanchéité sont constituées par une plaque de cou-
verture (3) à élasticité permanente et qui recouvre les deux
plaques externes de support (1, 2) de la cassette (30).
20. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que les bouton-
nières traversantes- (7, 8) sont entourées par des bagues ou garnitures plates d'étanchéité (29) disposées dans les
plaques extrêmes (27, 28).
21. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 20, caractérisé en ce que
pour l'étanchéité des zones externes des plaques de support (1, 2), celles-ci présentent des perçages (11, 12) ménagés dans au moins deux sommets opposés; les perçages (11, 12) espacés communiquent les uns avec les autres par de minces canaux (13) ménagés dans-au
moins un côté de chaque plaque de support (1, 2) et se diri-
geant dans les deux sens de communication vers les perçages
(11, 12);
pour recevoir l'agent d'étanchéité dans la zone (6) de la périphérie des membranes, les plaques de support
(1, 2) présentent des rigoles (14) ouvertes s'étendant paral-
lèlement aux bords (6) des membranes et qui communiquent avec les minces canaux (13) ou avec les perçages (11, 12) ou avec les canaux (13) et avec les perçages (11, 12); et l'agent d'étanchéité (15) est constitué par une matière plastique, une colle, ou les deux, pénétrant dans les perçages (11, 12) ménagés dans la totalité de la pile
des éléments séparateurs (1, 2, Ml, M2), emplissant les min-
ces canaux (13) et rigoles (14) de communication, fluide et durcissable par voie thermique ou à mesure que le temps
s'écoule ou sous les deux effets.
22. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 21, caractérisé en ce que d'autres
perçages (12), espacés le long des minces canaux (13) correspondent aux perçages (11) ménagés en au moins deux
sommets opposés.
23. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 22, caractérisé en ce que les raccords
principaux (23 à 26) sont disposés dans une seule plaque extrême (27') et la seconde plaque extrême (28') forme une plaque d'appui pour la cassette (30), constituée des éléments séparateurs, cette plaque pouvant se déplacer sur les tirants ou éléments de serrage (21') et s'appuyant à l'aide d'une
tige filetée centrale (33) sur une plaque de butée (34).
24. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 23, caractérisé en ce que le côté,
tourné vers la plaque d'appui (28') de la cassette, est re-
248 6812
couvert d'une plaque de couverture (3') fermée, est relié à cette plaque de couverture par l'agent d'étanchéité (15)
et correspond au contour des plaques de support (1, 2).
25. Appareil de séparation selon l'une quelconque
des revendications 7 à 23, caractérisé en ce que la plaque
de couverture (3' ', 3") correspondant à la plaque extrême (27') comportant les raccords principaux (23 à 26), présente à l'intérieur, dans la zone des boutonnières traversant les plaques de support (1, 2), des tubes (35) de répartition et de collecte qui débouchent, sous forme de trous (36) du côté correspondant à la plaque extrême (27') et se transforment
à l'aide de garnitures élastiques d'étanchéité,dans les rac-
cords principaux (23 à 26) de la plaque extrême (27') se terminant sous forme de trous ou tubes, l'agent d'étanchéité (15) faisant des éléments de la plaque de couverture (3", 3"'')
des éléments constitutifs de la cassette (30) formée d'élé-
ments séparateurs.
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