FR2766812A1 - Device for purification of water by electrical treatment - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif pour le traitement électrique d'un électrolyte liquide, en particulier d'une eau à épurer.Device for the electrical treatment of a liquid electrolyte, in particular of water to be purified.
L'invention concerne le traitement électrique des électrolytes liquides, et notamment des eaux à épurer contenant des micelles colloïdales (eaux de rejet industriel, agricole, etc).The invention relates to the electrical treatment of liquid electrolytes, and in particular of water to be purified containing colloidal micelles (industrial, agricultural waste water, etc.).
On connaît déjà, d'après la publication FR-A-2 640 655, un dispositif de traitement électrique d'électrolytes liquides de conductivité élevée, en particulier d'eau de ville ou d'eau de rivière.A device for the electrical treatment of liquid electrolytes of high conductivity, in particular city water or river water, is already known from publication FR-A-2 640 655.
Ce dispositif connu comprend pour l'essentiel un récipient propre à être traversé par un écoulement du liquide à traiter, au moins une électrode disposée à l'intérieur du récipient, revêtue d'une couche isolante et de forme choisie pour augmenter la surface de contact avec l'électrolyte liquide, au moins une contre-électrode disposée à l'intérieur du récipient et comportant une surface nue ou revêtue d'une couche isolante, ainsi qu'une alimentation haute tension continue dont les bornes positive et négative sont reliées respectivement à l'électrode et à la contre-électrode, la polarité employée dépendant du type de traitement à effectuer.This known device essentially comprises a container suitable for being crossed by a flow of the liquid to be treated, at least one electrode arranged inside the container, coated with an insulating layer and of a shape chosen to increase the contact surface. with the liquid electrolyte, at least one counter-electrode arranged inside the container and comprising a bare surface or coated with an insulating layer, as well as a high voltage direct current supply whose positive and negative terminals are respectively connected to the electrode and the counter-electrode, the polarity used depending on the type of treatment to be carried out.
Le traitement effectué dans ce dispositif connu implique un phénomène de paroi au contact entre la couche isolante qui recouvre l'électrode et l'électrolyte à traiter. I1 est donc essentiel que la surface de l'électrode soit aussi grande que possible pour que la surface de contact entre la couche isolante et l'électrolyte à traiter soit aussi étendue que possible.The treatment carried out in this known device involves a wall phenomenon in contact between the insulating layer which covers the electrode and the electrolyte to be treated. It is therefore essential that the surface of the electrode is as large as possible so that the contact surface between the insulating layer and the electrolyte to be treated is as extensive as possible.
Ce dispositif connu fonctionne de façon satisfaisante et convient tout particulièrement au traitement de l'eau de ville ou de l'eau de rivière pour éviter l'entartrage d'installations. Il est aussi très efficace pour traiter l'eau des cabines dites humides des installations de peinture industrielle (industrie automobile par exemple) afin de provoquer la floculation, à la surface de la cuve qui recueille l'écoulement, des déchets formés par les aérosols de peinture tombant sur les rideaux d'eau de ces cabines. Ce dispositif connu évite l'entartrage des canalisations et provoque la floculation de la peinture en favorisant des réactions chimiques conduisant à la production de microcristaux de carbonate de calcium en suspension dans le liquide. Dans la première application citée ci-dessus, le dépôt de tartre se produit non pas sur les parois des installations, mais sur ces micro-cristaux ; dans la seconde, les micro-cristaux, qui possèdent des charges électrostatiques de signe différent, transfèrent ces charges aux micelles de peinture qui les capturent ; ces micelles s'assemblent alors en fines dendrites. Les amas de peinture se structurent sous la forme d'éponges très légères qui flottent à la surface de l'eau (floculation).This known device operates satisfactorily and is particularly suitable for treating city water or river water to prevent scale build-up in installations. It is also very effective for treating the water of the so-called wet cabins of industrial painting installations (automotive industry for example) in order to cause flocculation, on the surface of the tank which collects the flow, of the waste formed by the aerosols of paint falling on the water curtains of these cabins. This known device prevents scaling of the pipes and causes flocculation of the paint by promoting chemical reactions leading to the production of calcium carbonate microcrystals in suspension in the liquid. In the first application cited above, the deposit of scale occurs not on the walls of the installations, but on these micro-crystals; in the second, the micro-crystals, which have electrostatic charges of different sign, transfer these charges to the paint micelles which capture them; these micelles then assemble into fine dendrites. The paint clusters are structured in the form of very light sponges which float on the surface of the water (flocculation).
Ainsi, ce dispositif connu implique l'utilisation d'un récipient dans lequel s'effectue le traitement, le liquide circulant sur la surface extérieure d'une ou plusieurs électrodes placées dans ce récipient. La présence de ce récipient alourdit la structure du dispositif, augmente son encombrement et son court.Thus, this known device involves the use of a container in which the treatment is carried out, the liquid circulating on the outer surface of one or more electrodes placed in this container. The presence of this container makes the structure of the device heavier, increases its bulk and its shortness.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle vise en particulier à procurer un dispositif de traitement fonctionnant suivant le même principe physique que le dispositif précité mais ayant notamment pour avantage de présenter une structure simplifiée, fondée sur le principe consistant à utiliser pour récipient l'électrode sous haute tension, et pour contreélectrode la tuyauterie métallique à la terre du réseau extérieur de distribution ou de circulation du liquide à traiter.The object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks. It aims in particular to provide a treatment device operating according to the same physical principle as the aforementioned device but having the particular advantage of having a simplified structure, based on the principle of using the high-voltage electrode as a receptacle, and as a counterelectrode. the metal piping to the earth of the external distribution or circulation network for the liquid to be treated.
Elle propose à cet effet un dispositif de traitement du type défini en introduction, lequel comprend au moins un élément tubulaire comportant un premier conduit isolant cylindrique propre à être traversé par le liquide à traiter et formé d'un matériau diélectrique propre à tenir une tension électrique élevée (potentiel disruptif supérieur à 107 V/m) et possédant une paroi d'épaisseur choisie e1 ; un premier revêtement conducteur entourant le premier conduit et propre à constituer une électrode à haute tension ; un deuxième conduit isolant de mêmes propriétés que le premier, entourant le premier revêtement conducteur et destiné à l'isoler de tout contact extérieur ; un deuxième revêtement conducteur, métallique, entourant le deuxième conduit isolant, et destiné à assurer à la fois sa protection mécanique et la sécurité des éventuels opérateurs ; un générateur électrique à haute tension dont une borne est reliée au premier revêtement conducteur par une connexion pour appliquer entre ce revêtement et le liquide maintenu au potentiel de la terre, une différence de potentiel électrique dont la valeur V sera choisie en fonction de l'épaisseur e1 de la paroi du premier conduit pour que le champ électrique E1 = V/e1 ait la valeur la plus élevée possible, sans pour cela atteindre des valeurs dangereuses pour la tenue en tension du conduit isolant ainsi qu'une liaison à la terre couplée au deuxième revêtement conducteur.For this purpose, it proposes a treatment device of the type defined in the introduction, which comprises at least one tubular element comprising a first cylindrical insulating duct suitable for being traversed by the liquid to be treated and formed of a dielectric material suitable for withstanding an electric voltage. high (disruptive potential greater than 107 V / m) and having a wall of selected thickness e1; a first conductive coating surrounding the first conduit and suitable for constituting a high voltage electrode; a second insulating conduit with the same properties as the first, surrounding the first conductive coating and intended to isolate it from any external contact; a second conductive coating, metallic, surrounding the second insulating duct, and intended to ensure both its mechanical protection and the safety of any operators; a high voltage electric generator, one terminal of which is connected to the first conductive coating by a connection for applying between this coating and the liquid maintained at earth potential, an electric potential difference whose value V will be chosen according to the thickness e1 of the wall of the first duct so that the electric field E1 = V / e1 has the highest possible value, without reaching dangerous values for the voltage withstand of the insulating duct as well as a connection to the earth coupled to the second conductive coating.
Ainsi, le dispositif de l'invention présente une structure ou configuration qui s'éloigne de celles décrites dans le Brevet précité, essentiellement par le fait que le récipient dans lequel s'effectue le traitement disparaît puisqu'il est remplacé par un ou plusieurs éléments formés de tubes concentriques, le tube isolant adjacent au liquide jouant le rôle du revêtement conducteur de l'électrode haute tension du brevet précité, et le revêtement conducteur qui lui est superposé jouant le rôle de cette électrode.Thus, the device of the invention has a structure or configuration which differs from those described in the aforementioned patent, essentially by the fact that the container in which the treatment is carried out disappears since it is replaced by one or more elements. formed of concentric tubes, the insulating tube adjacent to the liquid playing the role of the conductive coating of the high voltage electrode of the aforementioned patent, and the conductive coating which is superimposed on it playing the role of this electrode.
En résumé, alors que dans les configurations du Brevet précité, le liquide à traiter circule toujours à l'extérieur d'électrodes recouvertes d'isolant, dans le dispositif de l'invention, le liquide circule à l'intérieur d'un ou plusieurs éléments tubulaires. Chaque élément tubulaire complet est structuré autour d'une électrode creuse formée par un revêtement conducteur entourant un conduit isolant dans lequel circule le liquide à traiter.In summary, while in the configurations of the aforementioned patent, the liquid to be treated always circulates outside of electrodes covered with insulation, in the device of the invention, the liquid circulates inside one or more tubular elements. Each complete tubular element is structured around a hollow electrode formed by a conductive coating surrounding an insulating duct in which the liquid to be treated circulates.
De ce fait, l'invention procure une configuration simplifiée, qui ne comporte pas de récipient et qui est formée par l'assemblage d'un ou plusieurs éléments tubulaires, ou tuyaux, traversés par le liquide à traiter.As a result, the invention provides a simplified configuration, which does not include a container and which is formed by the assembly of one or more tubular elements, or pipes, through which the liquid to be treated passes.
I1 en résulte non seulement une simplification de la structure, mais aussi une diminution de l'encombrement et une réduction des coûts. This results not only in a simplification of the structure, but also in a reduction in size and a reduction in costs.
Chaque élément tubulaire, ou tuyau, est formé par un assemblage coaxial de quatre éléments principaux, qui peuvent être emboîtés ou emmanchés les uns dans les autres.Each tubular element, or pipe, is formed by a coaxial assembly of four main elements, which can be fitted or fitted into each other.
Le matériau diélectrique du premier conduit isolant est de préférence un polymère imperméable à l'eau et susceptible d'être obtenu par extrusion.The dielectric material of the first insulating conduit is preferably a polymer impermeable to water and obtainable by extrusion.
Le polymère est avantageusement choisi parmi le polytétrafluoréthylène (PTFE), le polyéthylène et le polypropylène.The polymer is advantageously chosen from polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene and polypropylene.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier conduit isolant est traité extérieurement pour permettre le mouillage d'une couche de colle ou de peinture conductrice.According to another characteristic of the invention, the first insulating duct is treated on the outside to allow the wetting of a layer of adhesive or of conductive paint.
En effet, le premier revêtement comprend avantageusement dans sa partie centrale une couche de colle ou de peinture conductrice. Cette couche peut soit être utilisée seule, soit être associée à une enveloppe tubulaire métallique. Utilisée seule, cette couche de colle conductrice joue le rôle d'électrode à haute tension. En association avec une enveloppe tubulaire conductrice jouant le rôle d'électrode haute tension, elle permet d'éviter les inconvénients dus à la présence d'un champ électrique élevé dans la couche d'air emprisonnée entre le tube isolant et l'enveloppe conductrice sous tension. Indeed, the first coating advantageously comprises in its central part a layer of adhesive or conductive paint. This layer can either be used alone or be associated with a tubular metal casing. Used alone, this layer of conductive adhesive acts as a high voltage electrode. In association with a conductive tubular casing acting as a high voltage electrode, it avoids the drawbacks due to the presence of a high electric field in the layer of air trapped between the insulating tube and the conductive casing under voltage.
Le deuxième conduit isolant est de préférence formé à partir d'un polymère diélectrique, avantageusement le même que celui du premier conduit. Comme le premier et pour les mêmes raisons, le deuxième conduit isolant est de préférence traité afin de recevoir à l'intérieur sur sa partie centrale et à l'extérieur sur toute sa surface une peinture conductrice.The second insulating conduit is preferably formed from a dielectric polymer, advantageously the same as that of the first conduit. Like the first and for the same reasons, the second insulating duct is preferably treated in order to receive on the inside on its central part and on the outside over its entire surface a conductive paint.
La peinture conductrice située à l'intérieur est propre à venir en contact électrique avec le premier revêtement conducteur. La peinture conductrice située à l'extérieur du deuxième conduit sert alors à former, au moins en partie, le deuxième revêtement conducteur. Pour certaines applications, par exemple au cours d'expériences de laboratoire réalisées par un personnel qualifié, le deuxième revêtement conducteur peut être formé uniquement de cette couche conductrice. Par contre, pour toute application industrielle ou domestique, le deuxième revêtement comprendra en outre un tube plein métallique entourant la couche conductrice et servant d'enveloppe de protection, et éventuellement d'enceinte à pression. Dans ce dernier cas, pour les raisons qui ont été exposées antérieurement, ce deuxième revêtement conducteur, mis à la terre pour des raisons de sécurité, comprend avantageusement une couche conductrice déposée extérieurement sur le deuxième conduit isolant, afin d'éviter les inconvénients dûs à la présence d'un champ électrique élevé dans la couche d'air emprisonnée entre le tube isolant et l'enve- loppe métallique à la terre.The conductive paint located inside is able to come into electrical contact with the first conductive coating. The conductive paint located on the outside of the second duct then serves to form, at least in part, the second conductive coating. For certain applications, for example during laboratory experiments carried out by qualified personnel, the second conductive coating may be formed only from this conductive layer. On the other hand, for any industrial or domestic application, the second coating will further comprise a solid metal tube surrounding the conductive layer and serving as a protective envelope, and possibly as a pressure vessel. In the latter case, for the reasons which have been explained previously, this second conductive coating, earthed for safety reasons, advantageously comprises a conductive layer deposited externally on the second insulating duct, in order to avoid the drawbacks due to the presence of a high electric field in the layer of air trapped between the insulating tube and the earthed metal casing.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le générateur électrique à haute tension applique, entre l'électrolyte en contact électrique avec la terre et le premier revêtement conducteur, un potentiel continu, positif ou négatif, ou un potentiel alternatif, apte à produire sur la paroi intérieure du premier conduit un champ électrique aussi élevé que possible, sans atteindre des valeurs susceptibles d'affecter la tenue en tension du matériau diélectrique. Pour fixer les idées, ce champ électrique peut atteindre des valeurs comprises entre 10 et 30 kV/mm. In a preferred embodiment of the invention, the high voltage electric generator applies, between the electrolyte in electrical contact with the earth and the first conductive coating, a direct potential, positive or negative, or an alternating potential, capable of produce on the inner wall of the first conduit an electric field as high as possible, without reaching values liable to affect the voltage withstand of the dielectric material. To fix ideas, this electric field can reach values between 10 and 30 kV / mm.
Dans le cas d'un potentiel alternatif, le champ électrique doit avoir une valeur de crête aussi élevée que possible, sans pour autant affecter la tenue en tension du matériau diélectrique. Le champ électrique à travers la paroi du conduit isolant peut attendre des valeurs de crête comprises entre 10 et 30 KV/mm.In the case of an alternating potential, the electric field must have a peak value as high as possible, without however affecting the voltage withstand of the dielectric material. The electric field through the wall of the insulating duct can expect peak values between 10 and 30 KV / mm.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend plusieurs éléments tubulaires agencés dans un montage en série et/ou en parallèle et reliés entre eux par des raccords.According to another characteristic of the invention, the device comprises several tubular elements arranged in a series and / or parallel connection and interconnected by connectors.
Ces raccords peuvent être métalliques et reliés électriquement à la terre et aux deuxièmes revêtements conducteurs des éléments tubulaires. En variante, il peut s'agir de raccords isolants, auquel cas les deuxièmes revêtements conducteurs des éléments tubulaires doivent être alors individuellement reliés à la terre.These fittings can be metallic and electrically connected to the earth and to the second conductive coatings of the tubular elements. Alternatively, they may be insulating fittings, in which case the second conductive coatings of the tubular elements must then be individually grounded.
Le deuxième revêtement conducteur des éléments tubulaires peut être aussi relié au corps métallique d'une installation, ce corps métallique étant relié à la terre. I1 peut s'agir par exemple du corps d'une cuve, du corps d'une pompe de circulation, etc.The second conductive coating of the tubular elements can also be connected to the metal body of an installation, this metal body being connected to earth. It may for example be the body of a tank, the body of a circulation pump, etc.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif selon l'invention - la figure 2 est un détail à échelle agrandie de la figure 1 montrant les éléments constitutifs d'un élément tubulaire; - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif à plusieurs éléments tubulaires montés en série - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif à plusieurs éléments tubulaires montés en parallèle - la figure 5 est une vue de côté d'un dispositif comportant deux éléments tubulaires dont les enveloppes extérieures sont reliées par un raccord conducteur ; et - la figure 6 est une autre vue de côté d'un dispositif comportant deux éléments tubulaires reliés par un accord isolant.In the following description, given only by way of example, reference is made to the accompanying drawings, in which - Figure 1 is a cross-sectional view of a device according to the invention - Figure 2 is a detail to scale enlarged of FIG. 1 showing the constituent elements of a tubular element; - Figure 3 is a perspective view of a device with several tubular elements mounted in series - Figure 4 is a perspective view of a device with several tubular elements mounted in parallel - Figure 5 is a side view of a device comprising two tubular elements, the outer casings of which are connected by a conductive connector; and - Figure 6 is another side view of a device comprising two tubular elements connected by an insulating chord.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif pour le traitement électrique d'un électrolyte liquide selon l'invention, et comprenant un élément tubulaire 1 présentant une forme générale cylindrique de révolution.Reference is firstly made to FIG. 1 which represents a device for the electrical treatment of a liquid electrolyte according to the invention, and comprising a tubular element 1 having a generally cylindrical shape of revolution.
Cet élément tubulaire est formé par un assemblage de plusieurs constituants coaxiaux ou concentriques. I1 comprend tout d'abord un premier conduit isolant 2 qui constitue un tube intérieur propre à venir au contact du liquide L à traiter. Le conduit isolant 2 est formé d'un matériau diélectrique, dans l'exemple un polymère susceptible d'être obtenu par extrusion, de préférence du polyéthylène ou encore du poltétrafluoréthylène (PTFE). Ce polymère est imperméable à l'eau et est susceptible de tenir des tensions électriques élevées, c'est-à-dire généralement un potentiel disruptif supérieur à 107 V/m. Ce conduit 2 possède une épaisseur e1 (figure 2) choisie pour permettre, comme on le verra plus loin, la production d'un champ électrique aussi élevé que possible sur la paroi intérieure du conduit 2, sans pour cela atteindre des valeurs dangereuses pour la tenue en tension du conduit isolant 2.This tubular element is formed by an assembly of several coaxial or concentric components. I1 firstly comprises a first insulating duct 2 which constitutes an inner tube suitable for coming into contact with the liquid L to be treated. The insulating pipe 2 is formed from a dielectric material, in the example a polymer capable of being obtained by extrusion, preferably polyethylene or else poltetrafluoroethylene (PTFE). This polymer is impermeable to water and is capable of withstanding high electrical voltages, that is to say generally a breakdown potential greater than 107 V / m. This duct 2 has a thickness e1 (FIG. 2) chosen to allow, as will be seen below, the production of an electric field as high as possible on the inner wall of the duct 2, without thereby reaching values that are dangerous for the voltage resistance of the insulating conduit 2.
Le conduit 2 est traité extérieurement pour permettre le mouillage d'une couche de colle. Ce traitement peut être réalisé par exemple par effet corona. En effet, le conduit isolant 2 est destiné à recevoir ultérieurement, sur sa surface latérale extérieure, à l'exception des zones situées au voisinage de ses extrémités, une couche de colle conductrice 3 faisant partie d'un premier revêtement conducteur entourant le conduit 2. Les zones situées au voisinage des extrémités doivent assurer un isolement suffisant du revêtement conducteur par rapport à la terre ; pour cela , elles ne doivent pas être recouvertes de matière conductrice.The duct 2 is treated on the outside to allow the wetting of a layer of glue. This treatment can be carried out for example by the corona effect. Indeed, the insulating duct 2 is intended to subsequently receive, on its outer lateral surface, with the exception of the areas located in the vicinity of its ends, a layer of conductive adhesive 3 forming part of a first conductive coating surrounding the duct 2. The zones located in the vicinity of the ends must ensure sufficient insulation of the conductive coating with respect to the earth; for this, they must not be covered with conductive material.
Pour certaines applications, le revêtement conducteur peut être constitué uniquement de la couche de colle conductrice 3 précitée. Dans l'exemple particulier de la figure 2, la couche de colle conductrice 3 est combinée à une enveloppe métallique 4. Cette couche de colle conductrice est destinée à éviter l'ionisation de l'air emprisonné dans les intervalles éventuellement situés entre tubes isolants et tubes conducteurs jouant le rôle d'électrodes.For certain applications, the conductive coating may consist solely of the aforementioned conductive adhesive layer 3. In the particular example of Figure 2, the conductive adhesive layer 3 is combined with a metal casing 4. This conductive adhesive layer is intended to prevent ionization of the air trapped in the gaps possibly located between insulating tubes and conductive tubes acting as electrodes.
Le tube isolant 6, plaqué autour de l'enveloppe métallique 4, a subi un traitement de manière à être recouvert à l'intérieur (sauf au voisinage de ses extrémités) et à l'extérieur (sur toute sa surface latérale) de couches de colle ou de peinture conductrices, respectivement 5 et 7, analogues dans leur constitution à la couches 3, et dont la présence répond aux mêmes préoccupations que la présence de la couche 3. Ce tube a pour rôle d'isoler électriquement l'ensemble des éléments 3, 4, et 5, connectés à la borne haute tension du générateur, de l'ensemble connecté à la terre et formé par la couche conductrice 7 et par le tube métallique 8 qui l'enveloppe, ce deuxième ensemble jouant le rôle d'électrode à la terre. Le tube 6 est formé à partir d'un matériau diélectrique, de préférence un polymère de même nature que celui du conduit isolant 2 ; situé entre un ensemble d'éléments à la haute tension et un ensemble d'éléments à la terre, il possède une épaisseur e2 suffisante pour éviter tout risque de claquage par disruption du diélectrique utilisé. La paroi intérieure du tube métallique 8, recouverte de la colle conductrice 7, est en contact avec le tube isolant 6. Le tube 8 sert d'enveloppe de protection ou de paroi d'enceinte résistant à la pression. The insulating tube 6, plated around the metal casing 4, has undergone a treatment so as to be covered on the inside (except in the vicinity of its ends) and on the outside (over its entire lateral surface) with layers of conductive glue or paint, respectively 5 and 7, similar in their constitution to layers 3, and whose presence meets the same concerns as the presence of layer 3. The role of this tube is to electrically insulate all the elements 3, 4, and 5, connected to the high voltage terminal of the generator, of the assembly connected to earth and formed by the conductive layer 7 and by the metal tube 8 which surrounds it, this second assembly playing the role of electrode to earth. The tube 6 is formed from a dielectric material, preferably a polymer of the same type as that of the insulating duct 2; located between a set of high voltage elements and a set of earthed elements, it has a sufficient thickness e2 to avoid any risk of breakdown by disruption of the dielectric used. The inner wall of the metal tube 8, covered with the conductive adhesive 7, is in contact with the insulating tube 6. The tube 8 serves as a protective casing or pressure-resistant enclosure wall.
Le dispositif de l'invention comprend en outre un générateur électrique 9 à haute tension relié au premier revêtement conducteur 3, 4, 5. Dans l'exemple, il s'agit d'un générateur à tension continue dont l'une des bornes 10 est reliée au revêtement conducteur 3, 4, 5 par une liaison électrique 11 qui passe par une traversée isolée à travers les tubes 6 et 8 et le revêtement 7. L'autre borne 13 du générateur électrique 9 est reliée à la terre. Ce générateur produit un potentiel élevé, par exemple compris entre 5000 et 20000 V, en fonction de l'épaisseur e1 de la paroi du conduit isolant 2. Les valeurs de la haute tension et de l'épaisseur du conduit 2 sont choisies de manière à produire, sur la paroi intérieure du conduit 2, un champ électrique aussi élevé que possible, sans toutefois atteindre une valeur dangereuse pour la tenue en tension du matériau isolant. A titre d'exemple, il est possible d'obtenir un champ électrique d'une valeur comprise entre 10 et 30 kV/mm pour un matériau isolant du type PTFE non chargé et de bonne qualité, et plus encore pour un matériau polyéthylène. Dans un exemple de réalisation, l'épaisseur e1 du conduit 2 est de 1,5 mm et le potentiel appliqué est un potentiel continu de 30 kV.The device of the invention further comprises a high voltage electric generator 9 connected to the first conductive coating 3, 4, 5. In the example, it is a direct voltage generator of which one of the terminals 10 is connected to the conductive coating 3, 4, 5 by an electrical connection 11 which passes through an insulated bushing through the tubes 6 and 8 and the coating 7. The other terminal 13 of the electric generator 9 is connected to earth. This generator produces a high potential, for example between 5000 and 20,000 V, depending on the thickness e1 of the wall of the insulating duct 2. The values of the high voltage and of the thickness of the duct 2 are chosen so as to produce, on the inner wall of conduit 2, an electric field as high as possible, without however reaching a dangerous value for the voltage withstand of the insulating material. By way of example, it is possible to obtain an electric field with a value between 10 and 30 kV / mm for an insulating material of the non-charged PTFE type and of good quality, and even more for a polyethylene material. In an exemplary embodiment, the thickness e1 of the duct 2 is 1.5 mm and the applied potential is a continuous potential of 30 kV.
Le dispositif comprend en outre une liaison électrique 12 reliant le deuxième revêtement conducteur 7, 8 à la terre. La liaison électrique 12 est reliée dans l'exemple au tube 8 entourant la couche conductrice 7. Dans une variante de réalisation dans laquelle le tube 8 n'est pas employé, c'est alors la couche conductrice 7 qui est reliée à la terre par un collier conducteur et. une connexion appropriée (non représentée).The device further comprises an electrical connection 12 connecting the second conductive coating 7, 8 to the earth. The electrical connection 12 is connected in the example to the tube 8 surrounding the conductive layer 7. In an alternative embodiment in which the tube 8 is not used, it is then the conductive layer 7 which is connected to earth by a conductive collar and. a suitable connection (not shown).
On se réfère maintenant à la figure 3 qui montre un disposée tif selon l'invention comprenant plusieurs éléments tubulaires 1 montées en série et reliés deux à deux par des raccords coudés 13.Reference is now made to FIG. 3 which shows an arrangement according to the invention comprising several tubular elements 1 mounted in series and connected in pairs by elbow connectors 13.
Ces éléments tubulaires 1 peuvent être ainsi traversés en série par un liquide à traiter pénétrant par une entrée 14 et sortant par une sortie 15. These tubular elements 1 can thus be passed through in series by a liquid to be treated entering through an inlet 14 and exiting through an outlet 15.
Dans la forme de réalisation de la figure 4, le dispositif comprend aussi plusieurs éléments tubulaires 1, mais ceux-ci sont montés en parallèle et alimentés conjointement par un raccord commun 16 muni d'une entrée commune 17. Un autre raccord (non représenté) est monté à la sortie des éléments tubulaires 1 pour recueillir le liquide une fois traité.In the embodiment of FIG. 4, the device also comprises several tubular elements 1, but these are mounted in parallel and supplied jointly by a common connector 16 provided with a common inlet 17. Another connector (not shown) is mounted at the outlet of the tubular elements 1 to collect the liquid once treated.
Bien entendu, il est possible de concevoir différents dispositifs combinant un montage en série et un montage en parallèle en fonction des besoins et des contraintes d'encombrement ou d'implantation.Of course, it is possible to design different devices combining a series connection and a parallel connection according to the needs and the size or installation constraints.
En fonction du débit à traiter, les éléments tubulaires sont réunis en séries ou en parallèle par des joints ou des coudes. I1 est possible ainsi de réaliser, à partir d'éléments modulaires, des structures ressemblant extérieurement à des ensembles de tubes de chaudière ou de radiateur pour réaliser le traitement d'électrolytes liquides.Depending on the flow to be treated, the tubular elements are joined in series or in parallel by joints or elbows. It is thus possible to produce, from modular elements, structures resembling externally sets of boiler or radiator tubes for carrying out the treatment of liquid electrolytes.
Le revêtement conducteur porté à haute tension ne se prolonge pas jusqu'aux coudes ou aux joints. Une distance calculée pour éviter l'apparition de charges rampantes sépare en effet les bords du revêtement conducteur de la jonction du premier conduit isolant (conduit intérieur) avec le coude ou le joint. I1 en résulte que tous les accords sont traités comme des parties à la terre, ce qui simplifie considérablement la réalisation des mises en série ou en parallèle.The conductive coating worn at high voltage does not extend to the elbows or joints. A distance calculated to avoid the appearance of creeping loads in fact separates the edges of the conductive coating from the junction of the first insulating duct (interior duct) with the elbow or the joint. It follows that all the agreements are treated as parts to the ground, which considerably simplifies the realization of the connections in series or in parallel.
Comme montré à la figurer5, les enveloppes extérieures de deux éléments tubulaires 1 peuvent être reliées électriquement par un raccord métallique 20 lequel est relié à la terre par une liaison 21. Dans ce cas, l'étanchéité du circuit d'eau à traiter peut être assurée par des joints toriques situés entre le tube 2 et les raccords métalliques 20, ces raccords ayant une forme appropriée pour pouvoir en outre participer à la continuité de la protection extérieure électrique et mécanique de l'ensemble des éléments tubulaires 1. As shown in figure 5, the outer envelopes of two tubular elements 1 can be electrically connected by a metal connector 20 which is connected to earth by a connection 21. In this case, the tightness of the water circuit to be treated can be ensured by O-rings located between the tube 2 and the metal fittings 20, these fittings having an appropriate shape to be able, moreover, to participate in the continuity of the external electrical and mechanical protection of all the tubular elements 1.
Dans le cas de la figure 6, deux éléments tubulaires 1 sont reliés entre eux par un raccord isolant 22 raccordé au tube 2. En ce cas, la liaison à la terre s'effectue directement sur l'enveloppe extérieure des éléments tubulaires 1. D'une façon générale, la liaison avec la terre peut se faire soit directement sur une prise de terre, soit par l'intermédiaire d'un corps métallique appartenant à l'installation, par exemple une cuve ou une pompe de circulation.In the case of FIG. 6, two tubular elements 1 are interconnected by an insulating connector 22 connected to the tube 2. In this case, the connection to the earth is effected directly on the outer casing of the tubular elements 1. D 'In general, the connection with the earth can be made either directly on an earth connection, or by means of a metallic body belonging to the installation, for example a tank or a circulation pump.
Le dispositif objet de l'invention a pour avantage, par rapport aux dispositifs de la technique antérieure, d'augmenter, pour le même débit de liquide, au moins d'un ordre de grandeur le rapport de la surface active au volume de l'électrolyte, augmentant ainsi dans le même rapport l'effi- cacité du traitement
Le dispositif objet de l'invention permet de traiter des liquides électrolytiques, tels que des eaux de villes ou de rivière, des eaux industrielles, des eaux de chauffage domestique, des eaux usées ou des eaux de lavage de déchets.The device which is the subject of the invention has the advantage, compared with the devices of the prior art, of increasing, for the same liquid flow rate, at least by an order of magnitude the ratio of the active surface to the volume of the liquid. electrolyte, thus increasing in the same ratio the effectiveness of the treatment
The device which is the subject of the invention makes it possible to treat electrolytic liquids, such as city or river water, industrial water, domestic heating water, waste water or waste washing water.
Ce dispositif trouve différentes applications. I1 peut être utilisé pour éliminer les dépôts de tartre dans les installations de distribution d'eau ou de chauffage domestique. I1 peut également traiter les eaux et les électrolytes liquides contenant une phase colloïdale que l'on veut faire floculer afin de la séparer du reste du liquide. A ce titre, il peut être utilisé pour la floculation des peintures recueillies en cabine humide (carrosseris automobile). I1 peut être aussi utilisé pour améliorer l'efficacité des floculants utilisés pour l'élimination de divers résidus liquides mélangés à des eaux de lavage. This device finds different applications. It can be used to remove scale deposits in water distribution or domestic heating installations. I1 can also treat water and liquid electrolytes containing a colloidal phase that we want to flocculate in order to separate it from the rest of the liquid. As such, it can be used for the flocculation of paints collected in a wet cabin (automobile bodywork). It can also be used to improve the efficiency of flocculants used for the removal of various liquid residues mixed with washing water.
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FR2766812B1 (en) | 1999-09-24 |
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