FR2583035A1 - Water distribution system for a mobile or stationary decontamination plant - Google Patents
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Abstract
Description
Système de distribution d'eau pour une installation de décontamination mobile ou stationnaire.Water distribution system for a mobile or stationary decontamination installation.
La présente invention concerne un système de distribution d'eau pour une installation de décontamination mobile ou stationnaire, l'eau décontaminée pouvant alimenter une utilisation.The present invention relates to a water distribution system for a mobile or stationary decontamination installation, the decontaminated water being able to supply a use.
Il faut purifier une nouvelle fois l'eau obtenue par la décontamination de personnes ou d'objets, dans des installations de douches notamment, l'énergie et l'eau disponible devant être économisées au maximum. Il est notoire que les agents biochimiques de combat perdent leur activité à des températures comprises entre 1000 et 1500 C environ. Un tel système doit être à usages multiples, c'est-à-dire qu'il doit être conçu sous la forme d'une installation mobile et stationnaire.The water obtained by decontamination of people or objects must be purified once again, in particular in shower installations, since the energy and water available must be saved as much as possible. It is well known that biochemical combat agents lose their activity at temperatures between approximately 1000 and 1500 C. Such a system must be of multiple uses, that is to say it must be designed in the form of a mobile and stationary installation.
L'invention vise à créer un système de distribution d'eau tel, qu'il soit possible de procéder à une décontamination, avec une utilisation optimale de l'énergie et de l'eau disponible, tout en limitant le dimensionnement de l'installation.The invention aims to create a water distribution system such that it is possible to carry out decontamination, with optimum use of the energy and water available, while limiting the size of the installation. .
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'eau à décontaminer est maintenue à une pression effective constante entre une pompe de soutirage et une soupape de main tien de pression, l'eau est envoyée dans un chauffe-eau instantané avec un réservoir de séjour aval, un groupe réfrigérant eau-air ou une installation réfrigérante à condenseur étant par ailleurs montés en aval.According to an essential characteristic of the invention, the water to be decontaminated is maintained at a constant effective pressure between a withdrawal pump and a pressure hand valve, the water is sent to an instantaneous water heater with a reservoir downstream stay, a water-air refrigeration unit or a condenser refrigeration installation being also installed downstream.
Dans une forme de construction préférentielle, un échangeur thermique est monté entre le chauffe-eau instantané et la pompe de soutirage, les circuits primaire et secondaire de cet échangeur se situant respectivement en amont et en aval du chauffe-eau précité.In a preferred form of construction, a heat exchanger is mounted between the instantaneous water heater and the withdrawal pump, the primary and secondary circuits of this exchanger being located respectively upstream and downstream of the aforementioned water heater.
Il est par ailleurs avantageux que la pompe de soutirage soit montée en aval d'un réservoir collecteur en deux parties, qui comporte un réservoir de détente et de dégazage, raccordé à une pompe aspirante pour l'eau contaminée, ainsi qu'un réservoir de stockage.It is also advantageous for the withdrawal pump to be mounted downstream of a two-part collecting tank, which includes an expansion and degassing tank, connected to a suction pump for contaminated water, as well as a storage tank. storage.
Une autre solution proposée est que la soupape mentionnée ci-dessus présente une zone de maintien de pression, une zone de surpression et une zone d'étranglement, la zone de surpression étant raccordée au réservoir de stockage et la zone d'étranglement à l'utilisation.Another solution proposed is that the aforementioned valve has a pressure maintenance zone, an overpressure zone and a throttle zone, the overpressure zone being connected to the storage tank and the throttle zone to the use.
Il est également avantageux que le niveau d'eau dans le réservoir soit réglable par l'intermédiaire d'une soupape à flotteur et d'un mécanisme à leviers, doté d'une soupape de fermeture dans le réservoir de stockage, le mécanisme actionnant un robinet d'étranglement, monté sur la conduite de raccordement à l'utilisation.It is also advantageous for the water level in the tank to be adjustable by means of a float valve and a lever mechanism, provided with a shut-off valve in the storage tank, the mechanism actuating a throttle valve, mounted on the connection pipe during use.
Une autre solution consiste enfin à monter un filtre à charbon actif, avec un réservoir additionnel, en amont de la soupape de maintien de pression.Another solution finally consists in mounting an activated carbon filter, with an additional tank, upstream of the pressure maintenance valve.
L'avantage de l'invention est que l'eau peut etre décontaminée par une installation à usages multiples, c'est-à-dire aussi bien mobile que stationnaire. Il est en outre possible de régler cette installation sur différents états de service, c'est-à-dire des températures ambiantes inférieures à OOC, de 300c maximum et de 500C maximum. L'eau disponible est économisée au maximum, c'est-à-dire recyclée en permanence, la consommation d'énergie étant également optimale.The advantage of the invention is that the water can be decontaminated by a multipurpose installation, that is to say both mobile and stationary. It is also possible to set this installation to different operating states, i.e. ambient temperatures below OOC, 300c maximum and 500C maximum. The available water is saved as much as possible, that is to say continuously recycled, energy consumption is also optimal.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de contruction représenté sur les dessins annexés, qui correspondent à:
Figure 1: un schéma de montage d'une forme de construction
d'une installation de ce type,
Figure 2: une coupe de la soupape de maintien de pression,
utilisée dans l'installation.The invention will be better understood with the aid of the detailed description below of an example of construction shown in the appended drawings, which correspond to:
Figure 1: an assembly diagram of a construction form
of an installation of this type,
Figure 2: a section of the pressure maintenance valve,
used in the installation.
Une pompe aspirante spéciale 11, capable d'aspirer aussi bien de l'eau qu'un mélange eau-air, pompe d'un bac à douche 24 l'eau contaminée, par l'intermédiaire d'une crépine 23 dotée d'un préfiltre, et la refoule par un filtre fin 25-et un robinet à trois voies 26 dans un réservoir de détente et de dégazage 9. La distance entre l'arrivée et l'évacuation doit être la plus grande possible, afin que l'eau soit parfaitement dégazée entre ces deux raccordements. Un robinet d'arrêt 27 est monté à la sortie du réservoir 9. Une pompe de soutirage aval 1 permet de refouler l'eau dégazée et sans mousse dans la zone de décontamination, qu'une soupape 2 maintient en permanence sous une pression minimale définie, de 5 bars par exemple, indépendamment du débit et de la température.A special suction pump 11, capable of sucking water as well as a water-air mixture, pumps a shower tray 24 contaminated water, via a strainer 23 provided with a prefilter, and the discharge by a fine filter 25 and a three-way valve 26 in an expansion and degassing tank 9. The distance between the inlet and the outlet must be as large as possible, so that the water is perfectly degassed between these two connections. A stop valve 27 is mounted at the outlet of the tank 9. A downstream withdrawal pump 1 allows the degassed and foam-free water to be forced into the decontamination zone, which a valve 2 maintains permanently under a defined minimum pressure , of 5 bars for example, independently of the flow rate and the temperature.
Une commande par flotteur particulière, combinée à une pompe aspirante surdimensionnée, permet de réduire au minimum la quantité d'eau dans le bac à douche 24, lorsque l'installation est en service. A cet effet, un flotteur 28, prévu dans le réservoir 9, c'est-à-dire dans la zone de contamination, est relié à un mécanisme à leviers 17. Une soupape 16, montée à l'extrémité inférieure de la section du mécanisme 17 reliée au flotteur 28, se ferme totalement ou partiellement avec une baisse du niveau d'eau. Le réservoir 9 est adjacent à un réservoir de stockage 10, qui contient l'eau décontaminée et qu'une soupape de fermeture 18 permet de raccorder au côté aspiration de la pompe 1. Avec la fermeture de la soupape 16, la soupape 18 s'ouvre et la pompe 1 aspire l'eau du réservoir de stockage 10. Un clapet antiretour 29 s'oppose au reflux dans le bac 10 de l'eau contaminée.Le mécanisme à flotteur 17 étant monté au centre d'un robinet d'étranglement 30, la variation de la résistance à l'écoulement de ce dernier, en fonction du niveau d'eau et de l'angle de rotation consécutif, est telle que la quantité d'eau strictement requise est prélevée du réservoir 10 et qu'une surcharge du réservoir 9 est évitée par le trop-plein 31.A special float control, combined with an oversized suction pump, makes it possible to minimize the amount of water in the shower tray 24, when the installation is in service. To this end, a float 28, provided in the reservoir 9, that is to say in the contamination zone, is connected to a lever mechanism 17. A valve 16, mounted at the lower end of the section of the mechanism 17 connected to the float 28, closes completely or partially with a drop in the water level. The tank 9 is adjacent to a storage tank 10, which contains the decontaminated water and which a closing valve 18 makes it possible to connect to the suction side of the pump 1. With the closing of the valve 16, the valve 18 s' opens and the pump 1 draws water from the storage tank 10. A non-return valve 29 prevents backflow into the tank 10 of contaminated water. The float mechanism 17 being mounted in the center of a throttle valve 30, the variation in the resistance to flow of the latter, as a function of the water level and of the consecutive angle of rotation, is such that the quantity of water strictly required is taken from the reservoir 10 and that a overloading of the reservoir 9 is avoided by the overflow 31.
Le tuyau de trop-plein 48 permet à l'air de dégazage de s'échapper et/ou de protéger le réservoir contre les risques de surpression, en cas de remplissage excessif. Si le réservoir de stockage 10 est en surcharge, le trop-plein 31 assure la décharge dans le réservoir 9.The overflow pipe 48 allows the degassing air to escape and / or protect the tank against the risk of overpressure, in the event of overfilling. If the storage tank 10 is overloaded, the overflow 31 ensures the discharge into the tank 9.
L'eau refoulée par la pompe 1 est décontaminée dans une phase de chauffage, pendant laquelle elle est portée à 1400C environ, sous pression. A cet effet, l'eau est envoyée par le circuit primaire 7 d'un échangeur thermique 6 dans un chauffe-eau instantané 3, où elle est chauffée à la température voulue. Afin de maintenir la température choisie pour une durée déterminée, l'eau est ensuite dirigée dans un réservoir de séjour 4, à partir duquel elle est renvoyée dans l'échangeur thermique 6, par le circuit secondaire 8 de ce dernier. Une grande partie de la chaleur est alors transmise à lteau du circuit primaire 7, un refroidissement étant néanmoins indispensable après la décontamination dans cette phase de chauffage. The water discharged by pump 1 is decontaminated in a heating phase, during which it is brought to about 1400C, under pressure. To this end, water is sent through the primary circuit 7 of a heat exchanger 6 into an instantaneous water heater 3, where it is heated to the desired temperature. In order to maintain the chosen temperature for a determined period, the water is then directed into a stay tank 4, from which it is returned to the heat exchanger 6, by the secondary circuit 8 of the latter. A large part of the heat is then transmitted to the water of the primary circuit 7, cooling is nevertheless essential after decontamination in this heating phase.
A cet effet, l'eau est envoyée dans un groupe réfrigérant 5, conçu et exploité pour les différents domaines de fonctionnement. Les trois domaines prévus sont les suivants: 1. Températures ambiantes inférieures à OOC, 2. Températures ambiantes de 300C maximum, 3. Températures ambiantes de 500C maximum.To this end, the water is sent to a refrigerating unit 5, designed and operated for the various operating domains. The three areas foreseen are: 1. Ambient temperatures below OOC, 2. Ambient temperatures of 300C maximum, 3. Ambient temperatures of 500C maximum.
Pour le premier et le deuxième domaines, le groupe réfrigérant eau-air peut servir simultanément de chauffage intermittent. Pour ces plages de températures, des permutations doivent être effectuées dans le circuit d'arrivée d'eau.For the first and second areas, the water-air refrigeration unit can simultaneously serve as intermittent heating. For these temperature ranges, permutations must be made in the water supply circuit.
Pour le premier domaine, il est judicieux de déconnecter l'échangeur thermique 6, en réglant le robinet 32 de manière a court-circuiter le circuit secondaire 8 de cet échangeur 6: l'eau est alors envoyée directement par le circuit primaire 7 et le chauffe-eau 3 au groupe réfrigérant 5.For the first domain, it is wise to disconnect the heat exchanger 6, by adjusting the valve 32 so as to short-circuit the secondary circuit 8 of this exchanger 6: the water is then sent directly by the primary circuit 7 and the water heater 3 to cooling unit 5.
Pour le deuxième domaine, l'échangeur thermique 6 est mis en circuit; pour le troisième domaine, le groupe réfrigérant à prévoir et/ou à connecter doit être une installation fonctionnant suivant le principe du condenseur et/ou une pompe à chaleur, afin d'obtenir des températures de douche de 380C environ. La décontamination résiduelle est assurée par un filtre à charbon actif 21, raccordé au groupe réfrigérant 5.For the second area, the heat exchanger 6 is switched on; for the third area, the refrigeration unit to be provided and / or connected must be an installation operating on the principle of the condenser and / or a heat pump, in order to obtain shower temperatures of approximately 380C. Residual decontamination is ensured by an activated carbon filter 21, connected to the cooling unit 5.
Ce filtre 21 est doté d'un réservoir additionnel 22, dont le remplissage est obtenu par l'ouverture d'un robinet d'arrêt 33 et dans lequel l'eau est admise jusqu'au niveau maximum, lorsque la pompe 1 est en service. Le charbon actif incorpo- ré, réparti à l'aide d'un agitateur, est refoulé dans le filtre 21 par l'intermédiaire de la pompe 34 et de la soupape de non retour 35. Une autre soupape de retenue 36 s'oppose au reflux dans la pompe 1. This filter 21 is provided with an additional reservoir 22, the filling of which is obtained by opening a stop valve 33 and into which the water is admitted up to the maximum level, when the pump 1 is in service . The incorporated activated carbon, distributed using an agitator, is discharged into the filter 21 via the pump 34 and the non-return valve 35. Another check valve 36 opposes the reflux in pump 1.
La soupape aval de maintien de pression 2 fermant le circuit d'eau vers le réservoir de stockage 10 et/ou le robinet mitigeur 43, un circuit canportant le débit de circulation requis est obtenu entre le filtre à charbon actif 21 et le réservoir additionnel 22.The downstream pressure maintenance valve 2 closing the water circuit to the storage tank 10 and / or the mixing valve 43, a circuit carrying the required circulation flow is obtained between the activated carbon filter 21 and the additional tank 22 .
La mise en service est possible après la fermeture du robinet 33. L'addition de charbon actif, alors requise, est assurée par une mise en service temporaire de la pompe 34, à l'aide d'une minuterie à réglage continu.Commissioning is possible after closing the valve 33. The addition of activated carbon, then required, is ensured by a temporary commissioning of the pump 34, using a continuously adjustable timer.
La soupape de maintien de pression 2, montée en aval du filtre à charbon actif 21, est détaillée sur la figure 2. Sa fonction est de maintenir la pression à un niveau défini, de 5 bars par exemple, dans la zone de décontamination comprise entre la pompe 1 et cette soupape. Elle protège également l'ensemble de l'installation contre les risques de surpression, avec les garanties suivantes: le point de vaporisation n'est jamais atteint dans la plage des hautes températures du circuit d'eau et une certaine pression minimale règne dans la plage précitée; toute surcharge de l'installation est par ailleurs évitée.The pressure maintenance valve 2, mounted downstream of the activated carbon filter 21, is detailed in FIG. 2. Its function is to maintain the pressure at a defined level, for example 5 bars, in the decontamination zone between pump 1 and this valve. It also protects the entire installation against the risk of overpressure, with the following guarantees: the vaporization point is never reached in the high temperature range of the water circuit and a certain minimum pressure prevails in the range cited above; any overloading of the installation is also avoided.
La soupape 2 présente une zone de maintien de pression 12, une zone de surpression 13 et une zone d'étranglement 14. La mise hors pression du compartiment 38 est garantie par l'égalité des surfaces a et b, ainsi que par la conduite de purge 37. Dans la zone de raccordement 39, la pression établie ne peut donc résulter que de l'effet de ressort 40 et des surfaces a et b, à condition que la pression dans la zone 13 soit supérieure à la pression dynamique de la zone de maintien 12. La pression dans la conduite 39 a une répercussion directe sur la température de vaporisation dans la zone de décontamination.The valve 2 has a pressure maintenance zone 12, an overpressure zone 13 and a throttling zone 14. The depressurization of the compartment 38 is guaranteed by the equality of the surfaces a and b, as well as by the supply line. purge 37. In the connection area 39, the pressure established can therefore only result from the spring effect 40 and from the surfaces a and b, provided that the pressure in the area 13 is greater than the dynamic pressure of the area holding 12. The pressure in line 39 has a direct impact on the vaporization temperature in the decontamination zone.
Etant donné que les débits d'écoulement dans la conduite 42 dépendent essentiellement des conditions de température et/ou de mélange, mais que la résistance à l'écoulement est une fonction du débit, des conditions de pression différentes s'établissent dans le compartiment 41, mais elles n'ont
aucune influence sur la pression dynamique dans la conduite 39. Cette remarque vaut dans la mesure où la pression de réglage de la soupape 12 n'est pas dépassée. La pression dans la soupape 13 étant réglée à une valeur légèrement supérieure à celle de la soupape 12, seule une pression maximale correspondant au réglage de la soupape 13 peut s'établir dans la conduite 39.Cette situation se produit lorsque le mélangeur thermostatique reçoit un débit d'eau très réduit, et/ou lorsque le débit est totalement ou partiellement réduit par l'intermédiaire du papillon 14, afin de remplir le réservoir en eau décontaminée par la conduite 46.Since the flow rates in the pipe 42 depend essentially on the temperature and / or mixing conditions, but since the flow resistance is a function of the flow rate, different pressure conditions are established in the compartment 41 , but they don't
no influence on the dynamic pressure in the pipe 39. This remark applies insofar as the setting pressure of the valve 12 is not exceeded. The pressure in the valve 13 being adjusted to a value slightly higher than that of the valve 12, only a maximum pressure corresponding to the adjustment of the valve 13 can be established in the line 39.This situation occurs when the thermostatic mixer receives a very reduced water flow rate, and / or when the flow rate is totally or partially reduced by means of the butterfly valve 14, in order to fill the tank with decontaminated water through line 46.
Une conduite 42, qui part de la section d'étranglement 14 de la soupape de maintien de pression 2, passe par un robinet mitigeur 43, un doseur d'agent mouillant 44, un doseur de chlore 45 par l'intermédiaire du robinet 30, pour arriver à l'utilisation, une installation de douche 15 Une autre conduite 46 reliant la soupape de sûreté 13 au réservoir de stockage 10, aucune quantité d'eau n'est perdue. Il est également possible de raccorder un doseur d'agent moussant 47 au robinet mélangeur 43.A line 42, which leaves from the throttling section 14 of the pressure maintenance valve 2, passes through a mixing valve 43, a wetting agent dispenser 44, a chlorine dispenser 45 via the valve 30, to reach use, a shower installation 15 Another pipe 46 connecting the safety valve 13 to the storage tank 10, no quantity of water is lost. It is also possible to connect a foaming agent dispenser 47 to the mixing valve 43.
Si la température devient trop élevée dans le réservoir de stockage, pour une raison quelconque, il est possible de l'abaisser après un réglage du fonctionnement sur douche. A cet effet, le chauffe-eau instantané 3 est déconnecté et le robinet d'arrêt 27 fermé. La soupape 18 étant bloquée en position d'ouverture, seule de l'eau décontaminée peut parvenir dans le circuit. Le papillon 14 de la soupape de maintien de pression 2 est fermé, si bien que l'eau est intégralement refoulée dans le réservoir de stockage 10, par l'intermédiaire de la soupape de surpression 13. La pompe 1est mise en service et l'eau est refroidie par le groupe 5.If the temperature becomes too high in the storage tank, for any reason, it can be lowered after setting the operation on the shower. For this purpose, the instantaneous water heater 3 is disconnected and the stop valve 27 closed. The valve 18 being blocked in the open position, only decontaminated water can reach the circuit. The throttle valve 14 of the pressure maintenance valve 2 is closed, so that the water is completely discharged into the storage tank 10, via the pressure relief valve 13. The pump 1 is put into service and the water is cooled by group 5.
Si un traitement ultérieur de l'eau est superflu, 1 eau à décontaminer peut être envoyée dans le circuit par l'intermédiaire de la crépine 23, à partir d'un point quelconque de soutirage. Le circuit d'eau est ensuite dérivé pour le fonctionnement sur douche.If a subsequent treatment of the water is superfluous, 1 water to be decontaminated can be sent into the circuit via the strainer 23, from any point of withdrawal. The water circuit is then bypassed for operation on a shower.
Il est par ailleurs possible de raccorder une telle installation aux réseaux d'écoles, de gymnases, de piscines et autres, par exemple. Le montage de la pompe 1 est tel, qu'il est possible de l'utiliser comme pompe spéciale, avec un fonctionnement autonome. It is also possible to connect such an installation to networks of schools, gymnasiums, swimming pools and the like, for example. The mounting of pump 1 is such that it is possible to use it as a special pump, with autonomous operation.
Si le système de distribution doit être utilisé pour une alimentation en eau potable, la pompe 1 refoule l'eau contaminée dans le circuit, directement à partir du point de soutirage. L'eau décontaminée est ensuite prélevée directement de la conduite 42 et envoyée a l'utilisation , par l'intermédiaire d'une chloruration 45 le cas échéant. La conduite 46 débouche alors à l'air libre. If the distribution system is to be used for a drinking water supply, pump 1 pumps the contaminated water into the circuit, directly from the withdrawal point. The decontaminated water is then taken directly from the pipe 42 and sent to use, via chlorination 45 if necessary. Line 46 then opens into the open air.
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