FR2507533A1

FR2507533A1 - Bloc de membranes en particulier pour l'epuration des eaux usees et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2507533A1
Application number: FR8202238A
Authority: FR
Inventors: John Mark Michaels; Gerald Allan Croopnick; Richard Alfred Morris
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1982-12-17
Also published as: IL64826A0; DE3204486A1; FR2507533B1; GB2092914A; DK54782A; AU555812B2; GB2092914B; IL64826A; AU7983682A; CA1193976A; IT1189219B; IT8247736A0; DE3204486C2; JPS5830310A; US4576715A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN BLOC DE MEMBRANES 18 POUR APPAREIL D'EPURATION QUI COMPORTE UN SUPPORT 26 FORTEMENT POREUX EMPRISONNE ENTRE DEUX STRUCTURES DE MEMBRANES 28, 30 QUI DOIVENT ETRE MAINTENUES CONSTAMMENT HUMIDES, LE BLOC COMPORTANT UN TROU 22 ET ETANT SCELLE AUTOUR DU TROU POUR EMPECHER QUE LE LIQUIDE POLLUANT QUI S'ECOULE DANS LE TROU PENETRE DANS LE SUPPORT POREUX DU BLOC QUI TRANSPORTE LE FILTRAT. ON CONSTRUIT LE BLOC DE MEMBRANES EN IMPREGNANT LA PARTIE 26P DU SUPPORT QUI ENTOURE LE TROU, D'UN POLYMERE FLUIDE SOLIDIFIABLE, QUI FORME UNE MINCE COUCHE SUR CHACUNE DES FACES DU SUPPORT ET EN SOUDANT AUX ULTRASONS LES COUCHES DE POLYMERE, APRES SOLIDIFICATION, AUX STRUCTURES DE MEMBRANE ALORS QUE CELLES-CI SONT HUMIDES, LE SOUDAGE CHASSANT L'HUMIDITE DES INTERFACES ET PERMETTANT L'EMPLOI DE POLYMERES HYDROPHILES.

Description

-1 - L'épuration des eaux usées et autres fluides peut être effectuée en

employant des blocs de membranes

qui comportent des membranes qui reposent sur l'exté-

rieur d'un support fortement poreux Le fluide d'ali-

mentation, tel que des eaux usées, peut être appliqué

sous pression à l'extérieur du bloc de membranes de fa-

çon que le filtrat, tel que de l'eau pure, puisse tra-

verser la membrane et pénétrer dans le support poreux et se déplacer le long du support jusqu'à un orifice

de sortie du filtrat Le brevet des Etats Unis d'Amé-

rique N O 4 025 425, aux noms de Croopnick et autres, décrit un appareil de ce type dans lequel le fluide d'alimentation (par exemple des eaux usées) passe entre des blocs de membranes, le filtrat (par exemple de l'eau pure) traverse les membranes et pénètre dans le support et est chassé hors de la périphérie extrême du support et le concentré (qui reste après qu'une grande quantité de filtrat a été extraite) passe par des trous

de sortie plus grands formés dans le bloc pour parve-

nir jusqu'à un emplacement de collecte A tous les en-

droits o un bord du bloc de membranes-vient en contact

avec des fluides impurs, tels que le fluide d'alimenta-

tion ou le concentré, comme ceci se produit dans les trous de sortie du dispositif dans le brevet ci-dessus

mentionné, il existe un risque de contamination du fil-

trat Il est nécessaire de construire de tels bords de façon à sceller de manière sûre les pores du support à l'encontre de l'entrée d'un fluide impur et d'assurer la formation d'un joint étanche entre le support et les membranes pour empêcher les fuites de fluide impur entre eux Une étanchéité très sûre est nécessaire dans de nombreuses applications, comme dans le cas o le fluide d'alimentation et le concentré contiennent des bactéries qui pourraient contaminer un filtrat d'eau

pure.

-2-

La fixation étanche d'une structure de mem-

brane à un support est compliquée par le fait qu'un grand nombre des structures de membrane les plus utiles doivent être maintenues constamment humides et qu'elles sont endommagées d'une manière irréparable si on les

laisse sécher même pendant une courte période de temps.

Une technique utilisable pour fixer de manière étanche un support à de telles structures de membrane consiste à utiliser un adhésif hydrophobe, tel qu'un adhésif à base de silicone, pour les assembler, étant donné que l'eau ne mouille pas la silicone et que cette dernière peut former un joint avec la surface d'une structure de membrane Cependant, les adhésifs à base de silicone ne peuvent pas être utilisés en présence de certains produits chimiques ayant un p H élevé, tel que de 10 à

12 ou davantage, tels qu'on en rencontre dans l'indus-

trie du traitement de la pâte à papier D'autres adhé-

sifs, tels que le néoprène, peuvent former un joint solide qui est utilisable en présence de tels produits chimiques mais le néoprène est mouillé par l'eau et n'adhère pas à une structure de membrane humide Un procédé et un appareil qui permettraient de fixer de manière étanche et sûre une structure de membrane à un support et qui permettraient d'utiliser une grande diversité d'adhésifs pour former un joint avec une structure de membrane humide présenteraient-une grande valeur. Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un procédé qui permet de fixer de manière étanche une membrane à un support

poreux et un appareil tel qu'un bloc de membranes cons-

truit en application du procédé Le procédé comporte les étapes qui consistent à imprégner le support d'une matière fluide solidifiable, en laissant une couche de la matière sur une surface du support, puis à laisser -35- la matière se solidifier Une structure de membrane est

placée contre le support sur la couche de matière soli-

difiée qui imprègne le support et l'ensemble est ther-

mosoudé à son interface, par exemple par soudage aux ultrasons. La structure de membranes peut être du type qui doit être maintenu à l'état humide Le soudage aux ultrasons chasse le liquide situé à l'interface entre

la matière solidifiée du support et la surface adja-

cente de la structure de membrane, de sorte qu'un tel soudage à une structure de membrane humide peut être

exécuté même lorsqu'une matière hydrophile est utili-

sée pour imprégner le support.

Dans un autre bloc de membranes, une pièce rapportée de matière non poreuse s'étend à l'intérieur d'un trou formé dans le support, ou d'une autre manière en appui contre un bord du support poreux La structure de membrane s'étend au-delà du support pour recouvrir

la pièce rapportée à laquelle elle est collée.

D'autres avantages et caractéristiques de la

présente invention apparaîtront à la lecture de la des-

cription détaillée qui va suivre considérée en combi-

naison avec les dessins annexés dans lesquels:

la Fig 1 est une vue partielle, en perspec-

tive avec coupe, d'un appareil d'épuration de la pré-

sente invention; la Fig 2 est une vue partielle en coupe de l'appareil d'épuration représenté sur la Fig 1; la Fig 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un bloc de membranes de l'appareil de la Fig. 2 avec les dimensions verticales exagérées, cette vue montrant le bloc de membranes en cours de fabrication; la Fig 4 est une vue à plus grande échelle de la région 4-4 de la Fig 3; la Fig 5 est une vue partielle, en coupe, -4- d'un bloc de membranes construit conformément à un autre mode de réalisation de l'invention; la Fig 6 est une vue partielle, en coupe, d'un bloc de membranes construit conformément à un autre mode de réalisation de l'invention; et la Fig 7 est une vue en plan, avec coupe

partielle, du bloc de la Fig 6.

Les Fig 1 et 2 représentent les parties d'un

appareil d'épuration qui peut recevoir un fluide d'ali-

mentation, tel que des eaux usées, et séparer une par-

tie choisie, telle que l'eau pure, du reste du fluide

d'alimentation qui peut contenir des particules de dé-

chets solides et notamment des bactéries Dans l'appa-

reil particulier 10, le fluide d'alimentation est re-

foulé le long d'un passage central 12 tandis que l'ap-

pareil est entraîné en rotation rapide autour de son

axe 14 Le fluide d'alimentation s'écoule par des es-

paces 16 formés entre des blocs de membranes 18 de

l'appareil pour s'écouler rapidement vers l'extérieur.

Au cours de cet écoulement, un composant (par exemple, l'eau pure) du fluide d'alimentation qui peut traverser

les membranes des blocs de membranes pénètre à l'inté-

rieur des blocs de membranes Ce fluide que l'on peut appeler le filtrat, se déplace radialement à l'intérieur des blocs de membranes jusqu'à ce qu'il atteigne les périphéries des blocs et soit projeté contre une paroi

o il est recueilli La-partie du fluide d'alimen-

tation laissée après que le filtrat l'a quitté et que l'on peut appeler le concentré s'écoule vers le haut

3 G par des trous alignés 22 formés dans les blocs de mem-

branes pour être évacué ensuite hors de l'appareil.

Les blocs de membranes doivent être scellés de manière sûre dans les régions entourant directement les trous 22 pour assurer que le concentré qui s'écoule dans les trous ne pénètre dans aucun des blocs de membranes 18 -5-

pour se mélanger avec le filtrat qui s'écoule à l'in-

térieur desdits blocs.

La Fig 3 représente une partie d'un bloc de membranes 18 dans la région qui comporte un trou 22 par lequel passe le concentré Le bloc comporte un support fortement poreux 26, tel qu'une toile en polyester non

tissée (nappe) Une structure de membrane 28, 30 re-

couvre les deux faces du support Bien que certaines structures de membrane soient disponibles sous forme de feuilles sans renfort, de nombreuses structures de membrane sont munies d'un renfort 32 qui a été utilisé comme paroi de moule lors de la coulée d'une membrane 34 sur ledit renfort La membrane 34 ne laisse passer que le filtrat du fluide d'alimentation et rejette le reste de sorte que le filtrat peut s'écouler à travers elle et à travers le renfort 32 jusqu'au support ou conduit poreux 26 Le support 26 sert de conduit radial qui n'est obturé que dans les régions des trous 22, le filtrat étant capable de s'écouler autour des régions

scellées ou obturées au voisinage des trous 22 pour at-

teindre la périphérie-du bloc de membranes Afin d'as-

surer qu'aucune partie du concentré qui se déplace vers le haut le long des trous 22 ne pénètre dans le support, le support 26 doit être obturé de manière sûre dans sa

partie qui entoure directement chaque trou 22 et le sup-

port doit être fixé de manière étanche et sûre aux structures de membrane 28, 30 directement autour des trous. On effectue facilement l'obstruction étanche du support 26 en l'imprégnant de l'une quelconque des

nombreuses matières qui sont fluides et qui se solidi-

fient, telles que des matières qui comportent un sol-

vant qui sèche ou un catalyseur qui les solidifie.

Cependant, la fixation étanche et sure de chaque struc-

ture de membrane, telle que la structure 28, au support -6-_ 26 peut être difficile à effectuer Un grand nombre de

structures de membrane doivent être constamment main-

tenues dans un état humide et sont endommagées de ma-

nière irrémédiable si on les laisse se dessécher, même pendant une courte période de temps Une technique qui peut être utilisée pour fixer de manière étanche le support à une structure de membrane humide consiste à utiliser un adhésif hydrophobe (imperméable à l'eau), tel qu'un adhésif à base de silicone Cependant, dans

certaines applications on ne peut pas utiliser un adhé-

sif à base de silicone Par exemple, dans le cas o l'on traite un fluide d'alimentation fortement basique ayant un p H de 10 à 12 ou plus, comme ceci arrive dans l'industrie de la pâte à papier, on ne peut escompter

que la silicone résiste à l'attaque chimique Un adhé-

sif au néoprène peut être utilisé dans cette applica-

tion sauf qu'il est hydrophile (il est mouillé par l'eau) Lorsqu'un tel adhésif hydrophile est appliqué à une structure de membrane humide, l'humidité tend à empêcher l'adhérence de l'adhésif à la structure de membrane On peut obtenir l'adhérence en appliquant un fort serrage pendant que l'adhésif durcit mais une

telle technique n'est pas fiable pour assurer l'étan-

chéité (par rapport à l'obtention d'un simple collage) de manière à empêcher le passage d'une quelconque quantité de concentré entre le support et la structure

de membrane au niveau de l'adhésif.

Même lorsqu'on peut utiliser un adhésif hy-

drophobe, par exemple en imprégnant un support avec un DC tel adhésif-et en laissant une couche d'adhésif sur la

surface, la qualité de l'étanchéité peut être consi-

dérablement réduite si l'exécution du travail et l'é-

quipement ne sont pas de la plus haute qualité Par

exemple, si une quantité excessive d'adhésif est appli-

quée à certains emplacements ou si un adhésif à faible -7- viscosité coule de certains emplacements, la surface d'adhésif peut devenir "bosselée" Il se peut qu'une

membrane n'adhère pas de manière étanche au creux si-

tué entre deux bosses adjacentes.

Conformément à la présente invention, on ef-

fectue la fixation étanche du support 26 à une struc-

ture de membrane, telle que la structure 28, en impré-

gnant tout d'abord une partie 26 p du support qui est située autour du trou 22 formé dans le support, d'un

polymère fluide et solidifiable 36 -Un polymère thermo-

plastique imprègne la totalité de l'épaisseur poreuse du support et on racle le polymère qui se trouve sur la surface de façon qu'il laisse une pellicule-ou mince couche 38 (Fig 4) sur chaque surface du support On laisse alors le polymère se solidifier, par exemple en laissant un solvant qu'il contient s'évaporer Dans le

cas o chaque structure de membrane comporte une mem-

brane humide sans aucun renfort, on peut alors directe-

ment souder le support aux ultrasons à la membrane.

2 C Cependant, dans le cas o la structure de membrane est fournie par le fabricant avec un renfort 32 sur la membrane 34, il est alors utile d'imprégner le renfort

d'un polymère.

Comme mentionné ci-dessus, le renfort 32 est utilisé par le fabricant de la structure de membrane pour servir de surface sur laquelle la membrane est coulée Dans un exemple, une membrane 34 en polysulfone est coulée sur un renfort 32 formée par une nappe dense en polyoléfine (fibres multiples non tissées) auquel elle adhère fortement On peut imprégner la nappe de renfort poreuse 32 d'un polymère fluide au moins sur une partie de l'épaisseur de cette nappe de renfort et on peut laisser le polymère se solidifier en laissant une couche 39 (Fig 4) de polymère sur la surface du -renfort Comme représenté sur la Fig 3, on pose le -s -

support 26 contenant le polymère solidifié et les struc-

tures de membrane 28, 30 face contre face sur l'enclume d'un appareil 42 de soudage aux ultrasons Il est facile d'aligner les trous 22 formés dans le support et dans les structures de membrane étant donné qu'il n'est pas nécessaire que les polymères solidifiés

soient collants On presse alors la corne 44 de l'appa-

reil de soudage aux ultrasons contre le support et les

structures de membrane alignés et on applique de l'é-

nergie ultrasonore par l'intermédiaire de la corne à l'assemblage pour souder les pièces contre elles aux ultrasons.

L'énergie ultrasonore appliquée à l'assem-

blage d'éléments comprenant le support 26 et les struc-

tures de membrane 28, 30 fait vibrer les éléments sé-

parés de l'empilage les uns par rapport aux autres, à

leurs interfaces Cette vibration relative et la cha-

leur de frottement qui est ainsi engendrée chasse l'eau hors des interfaces, en ce sens que l'on peut voir de la vapeur s'échapper de l'assemblage humide au cours

d'un tel soudage aux ultrasons Le polymère 36 du sup-

port est soudé aux ultrasons aux structures de membrane et, dans le cas de structures de membrane ayant des renforts imprégnés de polymère, le polymère du support est soudé aux ultrasons au polymère des renforts des structures de membrane Il en résulte que le bloc de membranes 18 est scellé de manière sûre pour empêcher la pénétration du concentré qui s'écoule dans le trou

22 du support 26 soit par passage par les pores du sup-

3 C port, qui sont maintenant obturés soit par passage entre

le support et les structures de membranes qui sont main-

tenant assemblés de manière étanche et sûre tout autour

des trous.

Un type de bloc de membranes que l'on a cons-

truit utilisait un support 26 constitué par une toile de polyester en nappe ou voile de 1,27 mm d'épaisseur environ On doit noter que l'on a utilisé des feuilles supports de 0,635 mm d'épaisseur du fait qu'on peut facilement se les procurer, et on les a jointes entre elles lors du soudage aux ultrasons On a imprégné le support sur toute son épaisseur d'adhésif "Bostic 1177 "

qui est un adhésif adhérent par contact à base de néo-

prène ayant une faible viscosité qui facilite l'impré-

gnation dans le support Ce polymère à base de néoprène n'adhère pas bien à une membrane en polysulfone à moins qu'une quantité supplémentaire de solvant soit utilisée,

ce qui est indésirable du fait que le solvant peut en-

dommager la membrane On applique l'adhésif au néo-

prène et on le racle de façon à ne laisser subsister qu'une mince couche qui peut n'avoir que 0,025 mm, voire moins, d'épaisseur, sur la surface inégale du support On a utilisé une structure de membrane qui comporte une membrane 34 en polysulfone de 0,050 mm et

un renfort de polyoléfine en nappe de 0,127 mm, le ren-

fort étant imprégné du même polymère de néoprène On a laissé le polymère de néoprène sécher de sorte qu'il

était non seulement solide mais qu'il n'était pas col-

lant On a trouvé que lorsque l'adhésif est encore col-

lant, de sorte qu'une certaine quantité de solvant est encore présente, le solvant peut s'évaporer pendant le soudage aux ultrasons et former des bulles qui peuvent provoquer des fuites On a ensuite soudé l'assemblage

constitué par le support emprisonné entre les struc-

tures de membrane en un bloc en utilisant l'appareil

de soudage 42 représenté sur la Fig 3.

Comme mentionné ci-dessus, la structure de

membranes 28 est toujours maintenue à l'état humide.

Si une membrane en polysulfone est séchée, elle devient moins perméable tandis qẻ si une membrane en acétate

de cellulose sèche, elle rétrécit et peut se fissurer.

Pour imprégner ce renfort 32, on sèche au papier bu-

vard sa surface opposée à celle portant la membrane,

au voisinage du trou 22 afin d'enlever l'excès d'humi-

dité et on applique le polymère, tel qu'un adhésif à base de néoprène, de façon qu'il imprègne le renfort. On trouve qu'avant le soudage aux ultrasons, il est possible d'arracher le polymère séché du renfort mais qu'après soudage aux ultrasons, le polymère tient bien plus fermement au renfort Il semble que la chaleur engendrée au cours du soudage aux ultrasons chasse toute l'humidité aux emplacements o le polymère est adjacent aux fibres du renfort pour les joindre au

cours de l'opération de soudage.

I Le renfort 32 est mince mais il présente une

certaine porosité de sorte que le fluide pourrait mi-

grer latéralement à travers lui L'imprégnation par le

polymère d'une épaisseur de 0,075 à 0,100 mm de l'é-

paisseur de 0,127 mm du renfort réduit encore l'épais-

seur de la région de renfort non obturée pour réduire encore davantage ou empocher totalement la migration

des fluides le long du renfort On a effectué des es-

sais sur des blocs finis en enfermant la région qui en-

toure immédiatement un trou et en appliquant une pres-

sion d'air d'environ 1,7 bar pendant trois minutes et en notant s'il se produisait une quelconque baisse de la pression d'air Aucune fuite n'a été constatée dans les blocs soumis à l'essai (on ne peut pas facilement utiliser de l'eau en tant que fluide d'essai étant donné qu'elle traverse la membrane tandis que de l'air

à une press on de 1,7 bar n'a pas traversé la membrane).

L'appareil 42 de soudage aux ultrasons était une membrane machine à souder "Dukane" de 800 watts, k Hz On a utilisé une corne classique et on a estimé que seulement 500 watts environ d'énergie ultrasonore

ont été appliqués Pour souder une région du bloc au-

-11 - tour d'un trou de 28,575 mm, on a serré le bloc sous une pression de 2,4 bars et on a appliqué l'énergie de soudage (environ 500 watts à 20 k Hz) pendant environ 3 secondes Au-dessous de 2 secondes et demi, le joint n'était pas constamment bon tandis que bien au-dessus de 3 secondes, des bulles et des trous se formaient dans la membrane Le soudage pendant environ 3 secondes

chasse l'humidité présente aux interfaces en la chauf-

fant de façon à la transformer en vapeur et cette va-

peur peut être observée On maintient l'assemblage ser-

ré pendant peut-être 2 à 5 secondes après que l'énergie de soudage a cessé d'être appliquée pour permettre aux interfaces soudées de refroidir Les minces couches de polymère présentes sur les surfaces du support sont pratiquement éliminées du fait qu'elles fondent au cours du processus de soudage et sont refoulées vers l'extérieur pour former des bavures autour de la zone

soudée Même si le polymère a été initialement appli-

qué de telle sorte qu'il laisse une surface "bosselée",

les bosses sont éliminées au cours du processus de sou-

dage aux ultrasons.

On peut noter que l'enclume 40 et la corne 44 de l'appareil de soudage aux ultrasons comportent des parties en relief 42 r et 44 r qui font saillie au-dessus des régions environnantes plus basses respectivement de l'enclume et de la corne Ceci limite la zone de compression du bloc de membranes de façon à éviter d'endommager les membranes par un chauffage inutile dans les zones non soudées Une certaine compression C de la structure est possible du fait que le polymère

de néoprène solidifié est élastique ce qui est souhai-

table pour 4 ui permettre de résister aux vibrations pendant la rotation rapide de l'appareil d'épuration

dans lequel il est utilisé.

La construction du support et des structures

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-12-

de membrane peuvent varier selon les différentes appli-

cations La Fig 5 représente un bloc de membranes 50

qui comporte un support 52 muni d'une feuille raidis-

seuse 53 en matière thermoplastique pleine et qui com-

porte également des feuilles poreuses 54, 56 formées de fibres de polyester en nappe ou de papier imprégné

d'une résine phénolique durcie Les structures de mem-

brane 58, 60 peuvent être des structures en acétate de

cellulose qui sont quelquefois fournies sans aucun ren-

fort de sorte que chaque structure ne comporte qu'une membrane Chacune des deux feuilles supports 54, 56

est imprégnée d'un polymère fluide que l'on laisse so-

lidifier et devenir non collant Ensuite, on assemble les éléments comprenant le raidisseur 53, les feuilles

supports imprégnées 54 et 56 et les structures de mem-

brane ou membranes humides 58 et 60 avec leurs trous alignés et on les soude ensemble aux ultrasons Au cours d'une unique opération de soudage, chacune des feuilles supports, telle que la feuille 54, est soudée, sur une face, à la membrane, telle que la membrane 58,

et, sur l'autre face, au raidisseur 55.

Dans certaines applications, on peut utiliser

un adhésif hydrophobe, tel que de la silicone, pour ob-

turer les pores du support ainsi que pour le coller à une structure de membrane Bien qu'une liaison adhésive puisse être utilisée, on trouve qu'on peut obtenir une liaison encore plus fiable à la structure de membrane en soudant aux ultrasons le polymère de silicone à la structure de membrane (qui peut comporter un renfort imprégné de silicone) On laisse sécher l'adhésif à base de silicone à un état essentiellement non collant puis on le thermosoude à l'autre élément du bloc de membranes Bien qu'un soudage aux ultrasons produise une thermosoudure sûre et solide, on doit noter qu'un soudage à haute fréquence (HF) peut également réaliser une liaison soudée si lron ajoute une matière sensible

aux hautes fréquences, telle qu'une fine poudre métal-

lique, au polymère On doit également noter que le pré-

sent procédé qàui consiste -à imprégner un support d'un polymère que l'on laisse sécher et que l'on thermosoude ensuite à une structure de membrane peut être utilisé

pour sceller les bords d'une grande diversité de dis-

positifs séparateurs y compris ceux qui comportent un

bloc de membranes enroulé en spirale.

IC Les Fig 6 et 7 représentent un autre agence-

ment pour fixer de manière étanche des structures de

membranes humides 70, 72 à un support 74 afin d'assu-

rer que les parois ou les bords du trou 75 formés dans

le bloc 77 de membrane sont obturés de manière étanche.

Une pièce rapportée 76, en forme d'anneau, en matière thermoplastique, est étroitement adaptée dans un trou élargi 78 formé dans le support Bien que le support 74

soit poreux, la pièce rapportée 76 n'est pas poreuse.

Les trous 80 formés dans les structures de membrane et

le trou 82 formé dans la pièce rapportée ont approxi-

mativement le même diamètre Les faces de la pièce rap-

portée sont fixées de manière étanche aux structures de

membrane par soudage aux ultrasons Lorsque les struc-

tures de membrane ne sont pas munies d'un renfort, on peut les fixer directement de manière étanche à la

pièce rapportée sans aucune imprégnation.

La pièce rapportée 76 est initialement plus épaisse que le support 74 et a son épaisseur réduite au cours du soudage aux ultrasons On a construit un bloc de membranes du type -représenté sur les Fig 6 et 7 en utilisant une pièce rapportée 76 en "Veristrate" une bande d'étanchéité double face fabriquée par la Société 3 M Company On a utilisé un adhésif non du fait de ses caractéristiques adhésives mais du fait qu'il a

une basse température de fusion, afin d'éviter d'en-

-14-

dommager la membrane L'adhésif ne colle pas à une mem-

brane humide Le soudage aux ultrasons chasse l'eau présente sur les structures de membrane et chauffe l'adhésif de sorte cu'il est plus fluide et actif Le support 74 avait une épaisseur d'environ 1,27 mm tandis que la pièce rapportée 76 était initialement plus épaisse de 0,254 à 0,762 mm On a utilisé une butée sur la corne de soudage pour limiter la compression de la

pièce rapportée La pièce rapportée avait un trou in-

térieur ayant un diamètre d'environ 50,8 mm et elle

avait un diamètre extérieur d'environ 57,15 mm.

Ainsi, l'invention a réalisé un bloc de mem-

branes et son procédé de construction qui permet de sceller de manière s Ore un bord du support et de fixer

de manière étanche le support à des structures de mem-

brane appliquées contre au moins l'une des faces du support, et qui est utilisable pour former un joint avec une structure de membrane humide On peut joindre une structure de membrane humide à un support poreux

en imprégnant le support d'un polymère fluide et soli-

difiable, une couche de polymère étant laissée sur une

surface du support et en laissant le polymère se soli-

difier On peut placer une structure de membrane à l'é-

tat humide contre le support de façon qu'elle soit ap-

pliquée contre le polymère solidifié présent sur la

surface du support et on peut les presser les uns con-

tre les autres tout en appliquant une énergie de sou-

dage telle qu'une énergie ultrasonore Le soudage aux ultrasons peut chasser et vaporiser l'humidité aux interfaces à souder pour permettre la réalisation d'un joint sûr même dans le cas o le polymère qui imprègne le support est d'une nature hydrophile Dans le cas o la structure de membrane comporte un renfort poreux

lié à une membrane, le renfort lui-même peut être im-

prégné de polymère solidifiable qu'on laisse solidifier -15- et que l'on soude au polymère solidifié présent sur le support Il est également possible d'utiliser une pièce rapportée en matière thermoplastique non poreuse montée à l'intérieur d'un trou formé dans un support et de souder la structure de membrane à la pièce rapportée. Bien qu'on ait décrit et représenté des modes de réalisation particuliers de l'invention, il est bien

entendu que des modifications et variantes peuvent ve-

nir à l'esprit des spécialistes de la technique et,

par conséquent, la présente invention doit être consi-

dérée comme englobant de telles modifications et soltions équivalentes.

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Claims

REVENZDICATIONS - 1 Procédé pour joindre une structure de membrane humide à un support poreux, caractérisé en ce qu'il consiste: à imprégner le support ( 26, 52) d'un polymère fluide solidifiable ( 36), en laissant une couche ( 28, , 58, 60) du polymère sur une surface du support, et à laisser le polymère se solidifier; et à placer la structure de membrane pendant qu'elle est humide contre le support de façon qu'elle soit appliquée contre le polymère présent sur la sur- face du support et à les presser l'un contre l'autre tout en appliquant une énergie de soudage ultrasonore à un degré approprié pour chasser l'humidité à l'inter- face de la structure de membrane et du support et pour souder la structure de membrane au support. 2 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que: la structure de membrane ( 28, 30) comporte une membrane ( 34) et un renfort de membranes poreux ( 32) lié à la membrane; et en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à imprégner le renfort de membrane poreux d'un polymère fluide solidifiable, en laissant une couche ( 38) de polymère sur la surface du renfort, et à laisser cette couche se solidifier; l'étape qui consiste à placer la structure *de membrane contre le support comportant l'étape qui consiste à souder aux ultrasons la couche de polymère présente sur le renfort de la membrane à la couche de polymère ( 38) présente sur le support ( 26). 3 Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que: l'étape d'imprégnation comporte l'étape qui consiste à imprégner une partie ( 26 p) du support ( 26) -17 du polymère ( 36) sur la totalité de l'épaisseur poreuse de ladite partie de support afin d'empêcher l'écoule- ment latéral de liquide dans cette partie et de laisser une couche ( 38) de polymère sur les faces opposées du support, et à laisser le polymère se solidifier; en ce que l'étape qui consiste à placer la structure de membrane contre le support comporte l'é- tape qui consiste à placer deux structures de membrane ( 28, 30) chacune contre une face opposée du support ( 26), chaque structure de membrane étant appliquée contre la couche de polymère sur une face respective différente du support, et à souder simultanément aux ultrasons les structures de membrane aux couches de polymère sur les faces opposées du support. 4 Procédé pour fixer de manière étanche un support poreux ( 26) du type en feuille à une structure de membrane humide ( 28, 50) en utilisant un polymère ( 36) fluide mais solidifiable qui est mouillé par l'eau, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il con- siste a appliquer le polymère ( 36) pendant qu'il est à l'état fluide à une partie ( 26 p) du support ( 26) pour imprégner le support, en laissant une couche ( 38) de polymère sur une face du support, et à solidifier le polymère, à presser le support contre la structure de membrane humide ( 28, 30) de sorte que la couche de polymère présente sur la face du support est pressée contre la structure de membrane humide et à appliquer une énergie de soudage pour thermosouder les surfaces adjacentes du support et de la structure de membrane. Procédé selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la structure de membrane ( 28, 30) comporte une membrane ( 34) et un renfort de membrane poreux ( 32) fixé face contre face à la membrane; et en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à imprégner le renfort de membrane poreux d'un polymère fluide mais solidifiable, en laissant une couche de polymère sur le renfort, et à laisser cette couche se solidifier; l'étape de pressage comportant l'étape qui consiste à souder aux ultrasons la couche de polymère d'imprégnation présente sur le renfort de membrane à la couche de polymère d'imprégnation présente sur le

1 C support ( 26).

6 Procédé selon la revendication 4, carac-

térisé en ce que: le polymère ( 36) fluide mais solidifiable est un adhésif qui comporte un solvant évaporable et qui est collant lorsqu'il est partiellement séché et pratiquement non collant lorsqu'il est sec; et en ce que

l'étape de solidification du polymère com-

porte l'étape qui consiste à le laisser sécher à un

état pratiquement non collant avant de presser le sup-

port ( 26) contre la structure de membrane ( 28, 30).

7 Un bloc de membranes ( 18) caractérisé en ce qu'il comporte: un support ( 26) du type en feuille qui est fortement perméable à l'écoulement latéral de fluides dans ledit support et qui comporte un bord; une certaine quantité d'une matière fluide solidifiable imprégnant une partie choisie ( 26 p) du support au voisinage dudit bord de façon à s'étendre sur les faces opposées du support ainsi qu'au-dessous

de la surface pour empêcher le passage latéral du flui-

de dans le bord; et

deux structures de membrane ( 28, 30) recou-

vrant les faces opposées du support; la matière solidifiable dans le support étant -19- à l'état solide et thermosoudée sur ses faces opposées, qui sont situées sur les faces opposées du support,

aux structures de membrane.

8 Bloc de membranes selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacune des structures de membrane ( 28, 30) comporte une membrane ( 34) et un renfort ( 32) fixés l'un à l'autre face contre face et une certaine quantité de matière fluide solidifiable

imprégnant le renfort au moins dans une partie du ren-

fort qui est situé à l'opposé de la membrane; la matière qui imprègne le renfort s'étendant

sur une face du renfort située à l'opposé de la mem-

brane étant dans un état solide et étant thermosoudée

à la matière qui imprègne le support.

9 Un ensemble de bloc ( 18) de membranes ca-

ractérisé en ce qu'il comporte: un support poreux ( 26) ayant un bord; une structure de membrane humide ( 28, 30) ayant un bord aligné avec le bord du support et étant disposé adjacente, face contre face, au support;

le support étant imprégné d'un polymère so-

lide ( 36) dans une région immédiatement adjacente audit

bord et le polymère d'imprégnation contenu dans le sup-

port étant thermosoudé à la structure de membrane.

10 Ensemble de bloc de membranes selon la revendication 9, caractérisé en ce que la structure de

membrane ( 28, 30) comporte une membrane ( 34) et un ren-

fort ( 32), le polymère imprégnant le renfort, et en ce

que les polymères d'imprégnation contenus dans le sup-

port dans le renfort sont soudés l'un à l'autre.

Il Ensemble de bloc de membranes selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support et

la membrane comportent des trous alignés ( 22), les pa-

rois des trous formant le bord précité.

-20- 12 Procédé pour fixer de manière étanche un support poreux ( 26) du type en feuille à une structure de membrane ( 28, 30) en utilisant un polymère ( 36) fluide mais solidifiable, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à appliquer le polymère pendant qu'il est à

l'état fluide dans une partie ( 26 p) du support pour im-

prégner le support, en laissant une couche du polymère sur une face du support, et à solidifier le polymère; à presser le support contre la structure de

membrane de façon que la couche de polymère ( 38) pré-

sente sur la face du support presse contre la struc-

ture de membrane et à appliquer une énergie de soudage pour thermosouder les surfaces adjacentes du support

et de la structure de membrane.

13 Procédé selon la revendication 12, ca-

ractérisé en ce que: la structure de membrane ( 28, 30) comporte une membrane ( 34) et un renfort de membrane poreux ( 32) fixé face contre face à la membrane; et en ce qu'il comporte les étapes qui consistent: à imprégner le renfort de membrane poreux d'un polymère fluide mais solidifiable, en laissant une couche de polymère sur le renfort, et à laisser cette couche se solidifier; l'étape de pressage comportant l'étape qui consiste à souder aux ultrasons la couche de polymère d'imprégnation présente sur le renfort de membrane à la couche de polymère d'imprégnation présente sur le

support ( 26).

14 Procédé selon la revendication 12, ca-

ractérisé en ce que: la structure de membrane ( 28, 30) comporte

une membrane ( 34) et un renfort poreux ( 32), la mem-

brane étant à l'état humide pendant l'application d'é-

nergie de soudage, et en ce que: l'étape d'imprégnation comporte l'étape qui consiste à sécher au papier buvard le renfort avant de l'imprégner. Un bloc de membranes ( 77) ayant un bord scellé, caractérisé en ce qu'il comporte: un support ( 74) du type en feuille oui est perméable à l'écoulement latéral de fluide dans ledit support, le support ayant un bord;

une pièce rapportée ( 76) en un polymère ther-

moplastique, essentiellement non poreuse, disposée dans le même plan que le support et ayant un premier bord en

appui contre le bord du support et un second bord oppo-

sé qui forme un bord du bloc de membranes; et une structure de membrane ( 70, 72) appliquée sur une face du support et s'étendant au-delà du bord du support de façon à recouvrir la pièce rapportée, cette pièce rapportée étant thermosoudée à la partie de la structure de membrane qui s'étend audelà du bord du support de façon ainsi à assurer l'étanchéité 2 C du support à l'encontre de la pénétration dans ledit support de fluides qui s'écoulent le long du second

bord de la pièce rapportée.

16 Bloc de membranes selon la revendication , caractérisé en ce que: le support ( 74) comporte un trou ( 78) ayant des parois qui forment le bord du support, la pièce rapportée ( 76) a une forme annulaire et est étroitement adaptée dans le trou et la membrane ( 70, 72) comporte un trou ( 80) ayant approximativement le même diamètre que l'intérieur de la pièce rapportée annulaire avec

lequel il est aligné.

17 Un bloc de membrane ( 77) caractérisé en ce qu'il comporte: un support poreux ( 74) du type en feuille ayant un trou ( 78); -2-2-

une pièce rapportée ( 76) non poreuse, appro-

ximativement en forme d'anneau, étroitement adaptée dans le trou du support;

une structure de membrane ( 70, 72) s'éten-

dant au-dessus du support et ayant un trou ( 80) ayant environ le même diamètre que le trou ( 82) de la pièce rapportée en forme d'anneau;

les trous formés dans la structure de mem-

brane et dans la pièce rapportée étant alignés, et la structure de membrane étant jointe face contre face à

la pièce rapportée.

18 Bloc de membranes selon la revendication 17, caractérisé en ce que: la pièce rapportée ( 76) et la structure de

membrane ( 70, 72) sont toutes deux formées en une ma-

tière thermoplastique, la structure de membrane est

humide et la structure de membrane et la pièce rappor-

tée sont thermosoudées l'une à l'autre.

19 Procédé pour fabriquer un bloc de mem-

branes ( 77) ayant un bord étanche aux fluides caracté-

risé en ce qu'il consiste: à poser une pièce rapportée non poreuse ( 76) contre un bord d'un support ( 74); à poser une structure de membrane ( 70, 72) sur le support de façon qu'une partie de la structure

de membrane s'étende au-delà du bord du support de ma-

nière à reposer face contre face sur la pièce rappor-

tée; et

à souder aux ultrasons la partie de la mem-

brane, disposée face contre face sur la pièce rappor-

tée, à la pièce rapportée.

2 C Procédé selon la revendication 19, ca-

rîicterisé en ce que: la pièce rapportée a une forme annulaire; et

en ce qu'il comporte les étapes qui con-

-23- sistent à former dans le support un trou ( 78) ayant

un diamètre approximativement égal au diamètre exté-

rieur de la pièce rapportée; à former dans la structure de membrane ( 70, 72) un trou ( 80) ayant un diamètre approximativement égal au diamètre intérieur ( 82) de la pièce rapportée; et en ce que:

l'étape de pose de la pièce rapportée con-

siste à poser la pièce rapportée dans le trou du sup-

port.