FR3135402A1 - Dispositif de filtration - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE FILTRATION Dispositif de filtration (1) pour la dépollution d’eaux usées contenant des impuretés en suspension, comprenant :- une entrée (4) des eaux usées à filtrer,- une sortie (5) des eaux usées filtrées,- un arrangement de poils (6) que traverse le flux des eaux usées pour s’écouler depuis l’entrée (4) vers la sortie (5).L’arrangement de poils (6) est déplaçable par des moyens d’entraînement entre :- une zone de piégeage (9), dans laquelle une partie au moins de l’arrangement de poils (6) est traversée par le flux des eaux usées,- une zone de déchargement (10), disposée à l’écart du flux des eaux usées, dans laquelle sont prévus des moyens d’extraction (11) des impuretés hors de l’arrangement de poils (6) et des moyens de récupération (12) des impuretés extraites. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne le domaine de la filtration, et concerne plus particulièrement le domaine de la filtration des eaux usées sortant d’un lave-linge.
Le passage de vêtements dans un lave-linge occasionne la libération de fragments de fibres issus des vêtements. Ces fragments sont souvent microscopiques. Du fait des matières synthétiques (notamment plastiques) utilisées dans les vêtements, les eaux usées rejetées par les lave-linges après le lavage de vêtements contiennent des impuretés de type fragments microscopiques de matières fibreuses synthétiques. On désigne le plus souvent ces impuretés par le terme de « micro-plastiques ».
Trop petites pour être filtrées dans les usines de traitement des eaux usées, ces impuretés dites micro-plastiques finissent dans l’environnement, en particulier dans les océans et mettent en danger la faune marine.
On connaît un premier dispositif de filtration offert en vente sous l’appellation commerciale « FILTROL », dans lequel le flux des eaux usées issues du lave-linge passe à travers une poche filtrante à pores de taille adaptée pour retenir les micro-plastiques.
Ce dispositif comporte plusieurs inconvénients. Si la poche filtrante n’est pas extraite régulièrement pour être nettoyée, son colmatage peut mener à un désamorçage de la pompe du lave-linge. Mais le nettoyage de la poche filtrante s’avère souvent difficile, notamment lorsque les micro-plastiques ont séché et adhèrent sur la poche filtrante. Le réflexe le plus naturel des utilisateurs est alors de retourner la poche et de la disposer sous l’eau du robinet d’un évier, ce qui provoque un largage d’une partie au moins des micro-plastiques dans les eaux qui s’écoulent de l’évier. L’efficacité du dispositif est donc réduite.
On connaît un deuxième dispositif de filtration offert en vente sous l’appellation commerciale « PlanetCare », dans lequel le flux des eaux usées issues du lave-linge passe à travers une cartouche filtrante adaptée pour retenir les micro-plastiques. Après usage, la cartouche filtrante est renvoyée au fabricant pour un nettoyage. Un inconvénient est là encore que, lorsque la cartouche filtrante est presque saturée (proche du colmatage), il y a un risque de désamorçage de la pompe du lave-linge. Un autre inconvénient est que le fait d’avoir à renvoyer la cartouche au fabricant occasionne des frais et déplacements peu respectueux de l’environnement.
Une autre solution consiste, lors du passage des vêtements au lave-linge, à les enfermer dans un sac à paroi filtrante offert en vente sous l’appellation commerciale « GUPPYFRIEND ». Si les micro-plastiques restent dans le sac et ne se retrouvent effectivement pas dans les eaux usées du lave-linge, la plupart des micro-plastiques restent en fait sur les vêtements eux-mêmes. Lorsque les vêtements sont portés, ces micro-plastiques sont largués dans l’environnement de façon incontrôlée.
Un problème proposé par la présente invention est de fournir un dispositif de filtration procurant une filtration efficace, notamment des impuretés dites micro-plastiques, en limitant les risques de colmatage et tout en limitant les interventions de nettoyage.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose un dispositif de filtration pour la dépollution d’eaux usées contenant des impuretés en suspension, comprenant :
- une entrée des eaux usées à filtrer,
- une sortie des eaux usées filtrées,
- un arrangement de poils, disposé entre l’entrée et la sortie, que traverse le flux des eaux usées pour s’écouler depuis l’entrée vers la sortie,
dans lequel :
- l’arrangement de poils comprend une pluralité de poils s’étendant depuis une extrémité fixe, solidaire d’un support mobile, vers une extrémité libre,
- ledit support mobile est déplaçable par des moyens d’entraînement,
- le déplacement du support mobile permet de déplacer l’arrangement de poils entre :
- une entrée des eaux usées à filtrer,
- une sortie des eaux usées filtrées,
- un arrangement de poils, disposé entre l’entrée et la sortie, que traverse le flux des eaux usées pour s’écouler depuis l’entrée vers la sortie,
dans lequel :
- l’arrangement de poils comprend une pluralité de poils s’étendant depuis une extrémité fixe, solidaire d’un support mobile, vers une extrémité libre,
- ledit support mobile est déplaçable par des moyens d’entraînement,
- le déplacement du support mobile permet de déplacer l’arrangement de poils entre :
- une zone de piégeage, dans laquelle une partie au moins de l’arrangement de poils est traversée par le flux des eaux usées,
- une zone de déchargement, disposée à l’écart du flux des eaux usées, dans laquelle sont prévus des moyens d’extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils et des moyens de récupération des impuretés extraites.
Par « poils », on entend désigner non seulement des éléments en forme de tige fine et flexible communément appelés poils, mais aussi tout élément similaire, comme des lamelles souples en matière plastique par exemple. Les poils (ou lamelles) présentent une rigidité et une densité suffisantes pour s’opposer au passage des impuretés qui sont en suspension dans les eaux usées et doivent être retenues pour filtrer (au moins en partie) lesdites eaux usées.
Le déplacement du support mobile permet de disposer, dans la zone de piégeage, des poils non saturés pour éviter un colmatage du dispositif de filtration. On assure ainsi une filtration efficace tout en limitant les risques de colmatage.
Les moyens d’extraction disposés dans la zone de déchargement permettent d’extraire les impuretés hors de l’arrangement de poils, et les moyens de récupération permettent de les isoler du flux des eaux usées pour éviter leur relargage. Cela limite efficacement les interventions de nettoyage par un utilisateur.
Dans un premier mode de réalisation, on peut prévoir que :
- le support mobile se présente sous la forme d’une roue, avec les poils de l’arrangement de poils s’étendant radialement à l’écart d’un moyeu,
- les moyens d’entraînement permettent d’entraîner le moyeu en rotation autour d’un axe de rotation.
- le support mobile se présente sous la forme d’une roue, avec les poils de l’arrangement de poils s’étendant radialement à l’écart d’un moyeu,
- les moyens d’entraînement permettent d’entraîner le moyeu en rotation autour d’un axe de rotation.
De préférence, dans la zone de piégeage, des moyens d’amenée des eaux usées peuvent diriger le flux des eaux usées sensiblement radialement en direction du moyeu. Une telle orientation du flux des eaux usées permet d’amener les impuretés entre les poils selon une direction radiale du moyeu. Au fur et à mesure de la pénétration des impuretés entre les poils selon une direction radiale du moyeu, l’écartement entre les poils diminue, de sorte que les impuretés se coincent entre les poils et y sont retenues.
Avantageusement, les moyens d’amenée peuvent comprendre un carter avec une première paroi et une deuxième paroi entre lesquelles pénètrent les poils lors de la rotation du moyeu. Les première et deuxième parois du carter permettent de bien canaliser les eaux usées pour en diriger le flux vers l’arrangement de poils.
De préférence, les première et deuxième parois peuvent provoquer un rapprochement des extrémités libres des poils dans la zone de piégeage, de façon que les extrémités libres des poils sont, selon la direction de l’axe de rotation du moyeu, plus proches les unes des autres dans la zone de piégeage que dans la zone de déchargement. L’écartement relatif des poils est ainsi adapté pour :
- dans la zone de piégeage, être suffisamment réduit afin de procurer une finesse de filtration adaptée à ce qui est souhaité,
- dans la zone de déchargement, être plus grand pour faciliter l’extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils par les moyens d’extraction.
- dans la zone de piégeage, être suffisamment réduit afin de procurer une finesse de filtration adaptée à ce qui est souhaité,
- dans la zone de déchargement, être plus grand pour faciliter l’extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils par les moyens d’extraction.
Dans un deuxième mode de réalisation, on peut prévoir que, dans la zone de piégeage, les moyens d’amenée des eaux usées dirigent le flux des eaux usées transversalement par rapport aux poils.
Avantageusement, un carter peut guider le flux des eaux usées depuis une entrée latérale jusqu’à une sortie située verticalement à un niveau inférieur à celui de l’entrée latérale. Le carter permet de bien canaliser les eaux usées pour en diriger le flux vers l’arrangement de poils. La différence de niveau entre l’entrée latérale et la sortie permet un écoulement des eaux usées à travers l’arrangement de poils par gravité.
De préférence, la zone de déchargement peut se trouver sensiblement à l’opposé de l’entrée latérale par rapport au moyeu. On limite ainsi les risques de relargage d’impuretés dans le flux des eaux usées.
Dans un troisième mode de réalisation, on peut prévoir que :
- le support mobile est une bande continue depuis laquelle s’étendent extérieurement les poils,
- la bande est tendue entre deux roues de renvoi,
- les moyens d’entraînement permettent d’entraîner en rotation l’une au moins des roues de renvoi de façon à permettre un défilement de la bande.
- le support mobile est une bande continue depuis laquelle s’étendent extérieurement les poils,
- la bande est tendue entre deux roues de renvoi,
- les moyens d’entraînement permettent d’entraîner en rotation l’une au moins des roues de renvoi de façon à permettre un défilement de la bande.
Dans tous les modes de réalisation de la présente invention, les moyens d’extraction peuvent avantageusement comprendre des moyens d’écartement des poils, provoquant un écartement relatif des poils les uns par rapport aux autres dans la zone de déchargement. On facilite ainsi l’extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils. L’écartement relatif des poils peut parfois même suffire à extraire certaines impuretés hors de l’arrangement de poils.
De préférence, les moyens d’extraction peuvent comprendre des moyens de raclage. Un raclage de l’arrangement de poils permet de mieux extraire les impuretés hors de l’arrangement de poils. Il est à noter que les moyens de raclage peuvent eux-mêmes constituer tout ou partie des moyens d’écartement des poils, par exemple en les faisant fléchir les uns à l’écart des autres. Selon les propriétés de souplesse et les capacités élastiques des poils, leur retour en position après interférence avec les moyens de raclage peut provoquer une projection des impuretés hors de l’arrangement de poils.
Avantageusement, les moyens de raclage comprennent un peigne ou une lamelle.
De préférence, les moyens d’entraînement peuvent comprendre un moteur électrique. On peut ainsi piloter un déplacement de l’arrangement de poils à une fréquence permettant d’encore mieux limiter les risques de colmatage. Et l’arrangement de poils peut être déplacé à une vitesse permettant de faciliter une extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils (en utilisant l’effet de la force centrifuge par exemple)
Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé une machine à laver le linge comprenant un dispositif de filtration tel que décrit précédemment, dans laquelle le flux des eaux usées traversant le dispositif de filtration est provoqué par la pompe de vidange de la machine à laver le linge.
En alternative, on peut prévoir un dispositif de filtration tel que décrit précédemment qui est destiné à être connecté extérieurement sur une machine à laver le linge existante.
Dans une telle alternative, on peut avantageusement prévoir que :
- le dispositif de filtration comporte un bac d’accumulation monté oscillant autour d’une direction d’oscillation, entre une première position et une deuxième position,
- des moyens de rappel élastiques rappellent en permanence le bac d’accumulation vers sa première position,
- le remplissage du bac d’accumulation au-delà d’un premier seuil prédéterminé de remplissage provoque le pivotement du bac d’accumulation depuis sa première position vers sa deuxième position,
- les moyens d’entraînement convertissent le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation en un mouvement de déplacement du support mobile.
- le dispositif de filtration comporte un bac d’accumulation monté oscillant autour d’une direction d’oscillation, entre une première position et une deuxième position,
- des moyens de rappel élastiques rappellent en permanence le bac d’accumulation vers sa première position,
- le remplissage du bac d’accumulation au-delà d’un premier seuil prédéterminé de remplissage provoque le pivotement du bac d’accumulation depuis sa première position vers sa deuxième position,
- les moyens d’entraînement convertissent le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation en un mouvement de déplacement du support mobile.
Un tel mécanisme permet un déplacement progressif du support mobile en utilisant le simple poids des eaux usées évacuées par la machine à laver.
Il importera de dimensionner le bac d’accumulation de façon que celui-ci présente un volume suffisant au recueil de la plus grosse vidange se produisant lors d’un cycle de lavage de la machine à laver le linge, ou à tout le moins de le dimensionner en tenant compte du volume de la plus grosse vidange et d’un débit minimal de filtration du dispositif de filtration.
De façon facultative, les moyens d’entraînement peuvent également convertir le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation en un mouvement de déplacement des moyens d’extraction (lorsque ces derniers son mobiles).
De préférence, le dispositif de filtration peut comprendre un organe de connexion destiné à être connecté au tuyau de vidange d’une machine à laver le linge de façon à alimenter le bac d’accumulation.
Avantageusement, on peut prévoir que :
- le dispositif de filtration comprend un orifice de trop-plein, ménagé dans la paroi du bac d’accumulation,
- lorsque le bac d’accumulation est rempli au-delà d’un deuxième seuil prédéterminé de remplissage, les eaux usées s’écoulent depuis le bac d’accumulation à travers l’orifice de trop-plein et sont acheminées vers la sortie, sans traverser l’arrangement de poils.
- le dispositif de filtration comprend un orifice de trop-plein, ménagé dans la paroi du bac d’accumulation,
- lorsque le bac d’accumulation est rempli au-delà d’un deuxième seuil prédéterminé de remplissage, les eaux usées s’écoulent depuis le bac d’accumulation à travers l’orifice de trop-plein et sont acheminées vers la sortie, sans traverser l’arrangement de poils.
On limite ainsi un risque d’inondation en cas de colmatage de l’arrangement de poils ou en cas de remplissage excessif du bac d’accumulation par la pompe de vidange de la machine à laver le linge.
De préférence, on peut prévoir que :
- le bac d’accumulation est monté oscillant dans un bac principal,
- lorsque le bac d’accumulation est rempli au-delà du deuxième seuil prédéterminé de remplissage, les eaux usées s’écoulent depuis le bac d’accumulation à travers l’orifice de trop-plein et se déversent dans le bac principal.
- le bac d’accumulation est monté oscillant dans un bac principal,
- lorsque le bac d’accumulation est rempli au-delà du deuxième seuil prédéterminé de remplissage, les eaux usées s’écoulent depuis le bac d’accumulation à travers l’orifice de trop-plein et se déversent dans le bac principal.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :
Lorsque des références numériques identiques sont utilisées dans plusieurs figures, modes de réalisation ou variantes de l'invention, ces références numériques désignent des éléments identiques ou similaires dans chacun(e) des figures, modes de réalisation ou variantes.
Sur les figures 1 à 13 sont illustrés trois modes de réalisation de dispositif de filtration 1 selon l’invention. Ces dispositifs de filtration 1 sont plus particulièrement utilisés pour la dépollution des eaux usées issues d’une machine à laver le linge, et plus spécifiquement pour en retirer une partie au moins des fragments microscopiques de matières fibreuses synthétiques (« micro-plastiques »).
Sur les figures 1 à 5 est illustrée une première variante d’un premier mode de réalisation de dispositif de filtration 1. Dans cette première variante, le dispositif de filtration 1 est destiné à être connecté au tuyau de vidange 2 d’une machine à laver le linge 3 existante.
Le dispositif de filtration 1 comprend :
- une entrée 4 des eaux usées à filtrer,
- une sortie 5 des eaux usées filtrées,
- un arrangement de poils 6, disposé entre l’entrée 4 et la sortie 5, que traverse le flux des eaux usées pour s’écouler depuis l’entrée 4 vers la sortie 5.
- une entrée 4 des eaux usées à filtrer,
- une sortie 5 des eaux usées filtrées,
- un arrangement de poils 6, disposé entre l’entrée 4 et la sortie 5, que traverse le flux des eaux usées pour s’écouler depuis l’entrée 4 vers la sortie 5.
L’arrangement de poils 6 est plus particulièrement visible sur la et comprend une pluralité de poils 7 s’étendant chacun depuis une extrémité fixe 7a respective, solidaire d’un support mobile 8, vers une extrémité libre 7b respective.
Ledit support mobile 8 est déplaçable par des moyens d’entraînement (non visibles sur les figures 1 à 5). En l’espèce, le support mobile 8 se présente sous la forme d’une roue avec un moyeu 8a que les moyens d’entraînement peuvent entraîner en rotation autour d’un axe de rotation I-I. Les poils 7 de l’arrangement de poils 6 s’étendent radialement à l’écart du moyeu 8a ( ).
Le déplacement du support mobile 8 permet de déplacer l’arrangement de poils 6 entre :
- une zone de piégeage 9, dans laquelle une partie au moins de l’arrangement de poils 6 est traversée par le flux des eaux usées,
- une zone de déchargement 10, disposée à l’écart du flux des eaux usées, dans laquelle sont prévus des moyens d’extraction 11 des impuretés hors de l’arrangement de poils 6 et des moyens de récupération 12 des impuretés extraites.
Dans la zone de piégeage 9, des moyens d’amenée 13 des eaux usées dirigent le flux des eaux usées sensiblement radialement en direction du moyeu 8a.
De façon plus spécifique, les moyens d’amenée 13 comprennent un carter 14 avec une première paroi 14a et une deuxième paroi 14b entre lesquelles pénètrent les poils 7 lors de la rotation du moyeu 8a.
Lors de la rotation du moyeu 8a, les première 14a et deuxième 14b parois provoquent un rapprochement des extrémités libres 7b des poils 7 dans la zone de piégeage 9. Ceci est plus particulièrement mis en évidence sur la sur laquelle les poils ont été représentés tels qu’ils se présentent lorsque l’arrangement de poils 6 est engagé partiellement dans le carter 14 illustré sur les figures 1 à 3. On observe que, dans la zone de piégeage 9, les extrémités libres 7b des poils 7 sont, selon la direction de l’axe de rotation I-I du moyeu 8a, plus proches les unes des autres que dans la zone de déchargement 10. Ce rapprochement est rendu possible par l’utilisation de poils présentant une certaine flexibilité.
Sur la , l’arrangement de poils 6 est illustré dans sa conformation par le carter 14. Lorsque l’arrangement de poils 6 n’est pas engagé dans ledit carter 14, il est symétrique en rotation autour de l’axe de rotation I-I, avec des poils 7 disposés en écartement les uns des autres comme sur la droite de la (c’est-à-dire comme dans la zone de déchargement 10).
Les moyens d’extraction 11 comprennent des moyens d’écartement 15 des poils 7, provoquant un écartement relatif supplémentaire des poils 7 les uns par rapport aux autres dans la zone de déchargement 10.
Dans la première variante du premier mode de réalisation, les moyens d’extraction 11 comprennent des moyens d’écartement 15 comprenant des moyens de raclage 16 qui comprennent deux peignes 17a et 17b tels qu’illustrés sur la .
Les peignes 17a et 17b sont respectivement pivotants autour d’axes respectifs de pivotement II-II et III-III. Lorsque les peignes 17a et/ou 17b pivotent (mouvements illustrés par les flèches 18a et 18b), ils peignent les poils 7 de l’arrangement de poils 6 dans la zone de déchargement 10 pour extraire les impuretés filtrées et les précipiter (par gravité) dans les moyens de récupération 12 comprenant un bac de récupération 12a. Le bac de récupération 12a est vidé périodiquement.
Les moyens de raclage 16 peuvent en alternative comporter une ou plusieurs lamelles simples (c’est-à-dire sans dents comme dans les peignes 17a et 17b).
Lors du fonctionnement du dispositif de filtration 1 des figures 1 à 5, des eaux usées à filtrer sont introduites (flèche 19a) par l’entrée 4 qui est connectée au tuyau de vidange de la machine à laver le linge 3.
Les eaux usées sont d’abord reçues dans un bac d’accumulation 20, puis sont dirigées (flèche 19b) jusqu’aux moyens d’amenée 13 (carter 14). Les eaux usées à filtrer sont alors canalisées dans le carter 14, entre les parois 14a et 14b, jusqu’à l’arrangement de poils 6 dans la zone de piégeage 9, puis contournent le moyeu 8a avant de sortir du carter 14 (flèche 19c). Lors de leur passage à travers l’arrangement de poils 6, les impuretés en suspension sont (au moins en partie) retenues par les poils 7 de l’arrangement de poils 6, et les eaux usées sont ainsi filtrées. La filtration est d’autant plus fine que les poils 7 sont rapprochés les uns des autres par les première et deuxième parois 14a et 14b du carter 14.
Après filtration, les eaux usées sortent du carter 14 et tombent (flèche 19c) dans un bac principal 21 avant d’être évacuées par la sortie 5. La sortie 5 est par exemple reliée à un réseau d'assainissement collectif.
Après et/ou pendant la filtration, le support mobile (ici le moyeu 8a) est déplacé en rotation autour de son axe de rotation I-I par les moyens d’entraînement de façon que des poils 7 qui ont été disposés dans la zone de piégeage 9 sont déplacés vers la zone de déchargement 10.
Dans la zone de déchargement 10, les poils 7 ne sont plus contraints par les première et deuxième parois 14a et 14b, de sorte qu’ils s’écartent les uns des autres. Cet écartement permet la chute de certaines impuretés dans le bac de récupération 12a. En complément, les moyens d’extraction 11 (et plus spécifiquement les moyens de raclage 16 au moyen des peignes 17a et 17b) contribuent à améliorer l’extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils 6.
Un entraînement en rotation à vitesse élevée du moyeu 8a peut en outre contribuer à une extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils 6 par l’effet de la force centrifuge. Cette rotation à vitesse élevée peut être réalisée après que les eaux usées aient été filtrées, sans eaux usées dans le bac d’accumulation 20.
Sur les figures 7 à 10 est illustré un deuxième mode de réalisation de dispositif de filtration 1 selon l’invention.
Dans celui-ci, l’arrangement de poils 6 comporte une pluralité de rangées distinctes de poils 22a à 22i, espacées les unes des autres le long de la périphérie du moyeu 8a, comme il est plus particulièrement visible sur la . Lesdites rangées de poils 22a à 22i s’étendent chacune de façon prépondérante parallèlement à la direction de l’axe de rotation I-I du moyeu 8a.
On voit plus particulièrement sur la que, dans la zone de piégeage 9, les moyens d’amenée des eaux usées 13 dirigent le flux des eaux usées transversalement par rapport aux rangées de poils 22a à 22i.
De façon plus précise, les moyens d’amenée des eaux usées 13 comprennent un carter 23 qui guide le flux des eaux usées depuis une entrée latérale 24 jusqu’à une sortie 25 située verticalement (selon la direction verticale IV-IV) à un niveau inférieur à celui de l’entrée latérale 24.
Dans la position de l’arrangement de poils 6 illustrée sur la , les eaux usées acheminées dans le bac d’accumulation 20 entrent dans le carter 23 en passant par l’entrée latérale 24 et traversent ensuite les trois arrangements de poils 22a à 22c avant de sortir du carter 23 par la sortie 25, puis par la sortie 5.
La zone de déchargement 10 se trouve sensiblement à l’opposé de l’entrée latérale 24 par rapport au moyeu 8a.
Comme dans la première variante du premier mode de réalisation, le dispositif de filtration 1 comporte un bac d’accumulation 20 qui est monté oscillant dans un bac principal 21 autour d’une direction d’oscillation (qui coïncide ici avec l’axe de rotation I-I), entre une première position (figures 7 et 8) et une deuxième position ( ). Des moyens de rappel élastiques 38 (ici un ressort hélicoïdal) rappellent en permanence le bac d’accumulation 20 vers sa première position.
Lorsque le remplissage du bac d’accumulation 20 est effectué au-delà d’un premier seuil prédéterminé, le poids des eaux usées présentes dans le bac d’accumulation 20 provoque un pivotement du bac d’accumulation 20 autour de la direction de pivotement (axe de rotation I-I), de sorte que le bac d’accumulation 20 se déplace depuis sa première position (figures 7 et 8) vers sa deuxième position ( ).
Des moyens d’entraînement 39, comprenant ici un rochet 26, convertissent le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation 20 en un mouvement de déplacement du support mobile 8. Le rochet 26 comporte une roue dentée 26a portée par le moyeu 8a et un bras d’indexation 26b porté par le carter 23 (qui est solidaire du bac d’accumulation 20). Lors du pivotement du bac d’accumulation 20, le bras d’indexation 26b coopère avec la roue dentée du moyeu 8a pour entraîner en rotation le moyeu 8a autour de l’axe de rotation I-I dans le sens illustré par la flèche 27 (figures 7 et 8).
Dans la première variante du premier mode de réalisation, illustrée sur les figures 1 à 5, le bac d’accumulation 20 est également monté oscillant autour d’une direction d’oscillation V-V, et le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation 20 est également converti de façon similaire pour entraîner en rotation le moyeu 8a autour de l’axe de rotation I-I. Le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation 20 peut en outre être converti pour entraîner en mouvement les moyens d’extraction (peignes 17a et 17b pivotant autour des axes respectifs de pivotement II-II et III-III).
Lors du fonctionnement du dispositif de filtration 1 des figures 7 à 10, des eaux usées à filtrer sont introduites (flèche 30a) par l’entrée 4 qui est connectée au tuyau de vidange d’une machine à laver le linge 3.
Les eaux usées sont d’abord reçues dans le bac d’accumulation 20 qui, au-delà du premier seuil prédéterminé de remplissage, pivote depuis sa première position (figures 7 et 8) vers sa deuxième position ( ) à l’encontre des moyens de rappel élastiques 38. Il en résulte une rotation du moyeu 8a, comme il a précédemment été expliqué, qui permet de déplacer vers la zone de déchargement 10, selon un mouvement illustré par la flèche 27, les rangées de poils 22a à 22c qui étaient disposées dans la zone de piégeage 9.
Dans la zone de déchargement 10, les arrangements de poils 22a à 22f sont soumis aux moyens d’extraction 11, lesquels comportent plus spécifiquement les moyens de raclage 16 tels qu’un peigne 17a. Le peigne 17a est fixe ici, et provoque un fléchissement et un peignage des arrangements de poils 22a à 22f lors de leur passage, ce qui permet d’extraire les impuretés recueillies lors du filtrage, et de les récupérer dans le bac de récupération 12a.
Après avoir été reçues dans le bac d’accumulation 20, les eaux usées sont dirigées (flèche 30b) jusqu’aux moyens d’amenée 13 (carter 23). Les eaux usées à filtrer sont alors canalisées dans le carter 23, jusqu’à l’arrangement de poils 6 dans la zone de piégeage 9, puis contournent le moyeu 8a en traversant les trois arrangements de poils 22a à 22c avant de sortir du carter 23 (flèche 30c). Lors de leur passage à travers l’arrangement de poils 6 (ici plus particulièrement à travers les rangées de poils 22a à 22c), les impuretés en suspension sont (au moins en partie) retenues par les poils 7 de l’arrangement de poils 6, et les eaux usées sont ainsi filtrées.
Après filtration, les eaux usées sortent du carter 23 et tombent (flèche 30c) dans le bac principal 21 avant d’être évacuées par la sortie 5. La sortie 5 est par exemple reliée à un réseau d'assainissement collectif.
Au fur et à mesure que les eaux usées s’écoulent du bac d’accumulation 20 en étant filtrées, les moyens de rappel élastiques 38 ramènent progressivement le bac d’accumulation 20 vers sa première position.
Sur les figures 1 à 5 et 7 à 10, le dispositif de filtration 1 comprend un organe de connexion 28 destiné à être connecté au tuyau de vidange d’une machine à laver le linge de façon à alimenter le bac d’accumulation 20. L’organe de connexion 28 est plus particulièrement solidaire d’un couvercle 21a du bac principal 21 afin que le tuyau de vidange ne perturbe pas le pivotement du bac d’accumulation 20.
Le dispositif de filtration 1 comprend un orifice de trop-plein 29 ménagé dans la paroi du bac d’accumulation 20. Lorsque le bac d’accumulation 20 est rempli au-delà d’un deuxième seuil prédéterminé de remplissage (signifiant que la filtration à travers l’arrangement de poils 6 est trop lent et/ou que la quantité des eaux usées introduites dans le bac d’accumulation 20 est trop grande), les eaux usées s’écoulent par sécurité depuis le bac d’accumulation 20 à travers l’orifice de trop-plein 29, se déversent dans le bac principal 21 et sont acheminées vers la sortie 5, sans traverser l’arrangement de poils 6.
Sur les figures 11 et 12 est illustré un troisième mode de réalisation de dispositif de filtration 1 selon l’invention. Comme sur les figures 1 à 5 et 7 à 10, ce dispositif de filtration 1 est destiné à être connecté extérieurement sur une machine à laver le linge existante.
Le support mobile 8 est une bande 8b continue depuis laquelle s’étendent extérieurement les poils 7. La bande 8b est tendue entre deux roues de renvoi 31a et 31b.
La roue de renvoi 31a est connectée à des moyens d’entraînement, comprenant par exemple un moteur électrique, permettant d’entraîner en rotation la roue menante autour de l’axe de rotation VI-VI. De son côté, la roue de renvoi 31b est libre en rotation autour de l’axe de rotation VII-VII. A noter que la roue de renvoi 31b pourrait en alternative être connectée à des moyens d’entraînement et la roue 31a être libre.
La rotation de la roue de renvoi 31a provoquée par les moyens d’entraînement permet un défilement de la bande 8b. Ainsi, des poils 7 qui ont été disposés pendant un moment dans la zone de piégeage 9 peuvent être amenés dans la zone de déchargement 10 où se trouvent des moyens d’extraction 11 (ici un peigne 17a qui est fixe).
La roue de renvoi 31b et son diamètre constituent des moyens d’écartement des poils 7, provoquant un écartement relatif des poils 7 les uns par rapport aux autres dans la zone de déchargement 10. Plus le diamètre de la roue de renvoi 31b est faible, plus les poils 7 seront écartés pour favoriser une extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils 6.
Lors du fonctionnement du dispositif de filtration 1 des figures 11 et 12, des eaux usées à filtrer sont introduites (flèche 32a) par l’entrée 4 qui est connectée au tuyau de vidange de la machine à laver le linge 3.
Les eaux usées sont d’abord reçues dans un bac d’accumulation 20, puis sont dirigées (flèche 32b) jusqu’aux moyens d’amenée 13 (carter 33). Les eaux usées à filtrées sont alors canalisées dans la zone de piégeage 9, entre la paroi 33 et la bande 8b. Les eaux usées s’écoulent à travers l’arrangement de poils 6 dans la zone de piégeage 9, et contournent la roue de renvoi 31a avant de sortir par la sortie 40 (flèche 32c). Lors de leur passage à travers l’arrangement de poils 6, les impuretés en suspension sont (au moins en partie) retenues par les poils 7 de l’arrangement de poils 6, et les eaux usées sont ainsi filtrées.
Après filtration, les eaux usées sortent et tombent (flèche 32c) dans un bac principal 21 avant d’être évacuées par la sortie 5. La sortie 5 est par exemple reliée à un réseau d'assainissement collectif de la ville.
Après et/ou pendant la filtration, le support mobile (ici la bande 8b) est déplacé par les moyens d’entraînement. Le défilement de la bande 8b peut être continu ou discontinu au cours du temps.
Dans la zone de déchargement 10, les poils 7 sont écartés par le passage de la bande 8b sur la roue de renvoi 31b, et peuvent même être encore plus écartés en choisissant une roue de renvoi 31b de diamètre plus faible. Cet écartement peut permettre la chute de certaines impuretés dans le bac de récupération 12a par simple gravité. En complément, les moyens d’extraction 11 (et plus spécifiquement les moyens de raclage 16 tels que le peigne 17a) contribuent à améliorer l’extraction des impuretés hors de l’arrangement de poils 6.
Sur la est illustrée une deuxième variante du premier mode de réalisation. Dans cette variante, le dispositif de filtration 1, quasi-semblable à celui de la première variante des figures 1 à 5, est directement intégré à l’intérieur d’une machine à laver le linge 34. Le flux des eaux usées traversant le dispositif de filtration 1 est provoqué par la pompe de vidange 35 de la machine à laver le linge 34.
Un moteur électrique 36 permet de mettre en rotation le moyeu 8a de l’arrangement de poils 6 autour de l’axe de rotation I-I.
La sortie 5 est ménagée dans la deuxième paroi 14b du carter 14. La pompe de vidange refoule ensuite les eaux usées filtrées par le tuyau de vidange 37 qui est relié à un réseau d'assainissement collectif.
Les moyens d’extraction 11 comportent des moyens de raclage 16 à peigne 17a monté pivotant autour de l’axe de pivotement II-II.
Des variantes similaires, intégrées à une machine à laver le linge, sont également possibles dans le cadre des deuxième et troisième modes de réalisation.
Bien que le dispositif de filtration 1 ait été décrit pour la dépollution d’eaux usées issues d’une machine à laver le linge, la présente invention s’étend naturellement à toute utilisation de dépollution d’eaux usées nécessitant une retenue des impuretés par filtration.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.
Claims (18)
- Dispositif de filtration (1) pour la dépollution d’eaux usées contenant des impuretés en suspension, comprenant :
- une entrée (4) des eaux usées à filtrer,
- une sortie (5) des eaux usées filtrées,
- un arrangement de poils (6), disposé entre l’entrée (4) et la sortie (5), que traverse le flux des eaux usées pour s’écouler depuis l’entrée (4) vers la sortie (5),
dans lequel :
- l’arrangement de poils (6) comprend une pluralité de poils (7) s’étendant depuis une extrémité fixe (7a), solidaire d’un support mobile (8), vers une extrémité libre (7b),
- ledit support mobile (8) est déplaçable par des moyens d’entraînement (39),
- le déplacement du support mobile (8) permet de déplacer l’arrangement de poils (6) entre :- une zone de piégeage (9), dans laquelle une partie au moins de l’arrangement de poils (6) est traversée par le flux des eaux usées,
- une zone de déchargement (10), disposée à l’écart du flux des eaux usées, dans laquelle sont prévus des moyens d’extraction (11) des impuretés hors de l’arrangement de poils (6) et des moyens de récupération (12) des impuretés extraites.
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
- le support mobile (8) se présente sous la forme d’une roue, avec les poils (7) de l’arrangement de poils (6) s’étendant radialement à l’écart d’un moyeu (8a),
- les moyens d’entraînement (39) permettent d’entraîner le moyeu (8a) en rotation autour d’un axe de rotation (I-I). - Dispositif de filtration (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la zone de piégeage (9), des moyens d’amenée (13) des eaux usées dirigent le flux des eaux usées sensiblement radialement en direction du moyeu (8a).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d’amenée (13) comprennent un carter (14) avec une première paroi (14a) et une deuxième paroi (14b) entre lesquelles pénètrent les poils (7) lors de la rotation du moyeu (8a).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les première (14a) et deuxième (14b) parois provoquent un rapprochement des extrémités libres (7b) des poils (7) dans la zone de piégeage (9), de façon que les extrémités libres (7b) des poils (7) sont, selon la direction de l’axe de rotation (I-I) du moyeu (8a), plus proches les unes des autres dans la zone de piégeage (9) que dans la zone de déchargement (10).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la zone de piégeage (9), les moyens d’amenée (13) des eaux usées dirigent le flux des eaux usées transversalement par rapport aux poils (7).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’un carter (23) guide le flux des eaux usées depuis une entrée latérale (24) jusqu’à une sortie (25) située verticalement à un niveau inférieur à celui de l’entrée latérale (24).
- Dispositif de filtration (1) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la zone de déchargement (10) se trouve sensiblement à l’opposé de l’entrée latérale (24) par rapport au moyeu (8a).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
- le support mobile (8) est une bande (8b) continue depuis laquelle s’étendent extérieurement les poils (7),
- la bande (8b) est tendue entre deux roues de renvoi (31a, 31b),
- les moyens d’entraînement (39) permettent d’entraîner en rotation l’une au moins des roues de renvoi (31a, 31b) de façon à permettre un défilement de la bande (8b). - Dispositif de filtration (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens d’extraction (11) comprennent des moyens d’écartement (15) des poils (7), provoquant un écartement relatif des poils (7) les uns par rapport aux autres dans la zone de déchargement (10).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d’extraction (11) comprennent des moyens de raclage (16).
- Dispositif de filtration (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de raclage (16) comprennent un peigne (17a, 17b) ou une lamelle.
- Dispositif de filtration (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les moyens d’entraînement (39) comprennent un moteur électrique (36).
- Dispositif de filtration (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que :
- le dispositif de filtration (1) comporte un bac d’accumulation (20) monté oscillant autour d’une direction d’oscillation (I-I, V-V), entre une première position et une deuxième position,
- des moyens de rappel élastiques (38) rappellent en permanence le bac d’accumulation (20) vers sa première position,
- le remplissage du bac d’accumulation (20) au-delà d’un premier seuil prédéterminé de remplissage provoque le pivotement du bac d’accumulation (20) depuis sa première position vers sa deuxième position,
- les moyens d’entraînement (39) convertissent le mouvement d’oscillation du bac d’accumulation (20) en un mouvement de déplacement du support mobile (8). - Dispositif de filtration (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de filtration (1) comprend un organe de connexion (28) destiné à être connecté au tuyau de vidange (2) d’une machine à laver le linge (3) de façon à alimenter le bac d’accumulation (20).
- Dispositif de filtration (1) selon l’une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que :
- le dispositif de filtration (1) comprend un orifice de trop-plein (29), ménagé dans la paroi du bac d’accumulation (20),
- lorsque le bac d’accumulation (20) est rempli au-delà d’un deuxième seuil prédéterminé de remplissage, les eaux usées s’écoulent depuis le bac d’accumulation (20) à travers l’orifice de trop-plein (29) et sont acheminées vers la sortie (5), sans traverser l’arrangement de poils (6). - Dispositif de filtration (1) selon la revendication 16, caractérisé en ce que :
- le bac d’accumulation (20) est monté oscillant dans un bac principal (21),
- lorsque le bac d’accumulation (20) est rempli au-delà du deuxième seuil prédéterminé de remplissage, les eaux usées s’écoulent depuis le bac d’accumulation (20) à travers l’orifice de trop-plein (29) et se déversent dans le bac principal (21). - Machine à laver le linge (34) comprenant un dispositif de filtration (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle le flux des eaux usées traversant le dispositif de filtration (1) est provoqué par la pompe de vidange (35) de la machine à laver le linge (34).
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