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Patent 2107933 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2107933
(54) English Title: MULTI-STAGE PUMP FOR PUMPING VARIOUS LIQUIDS
(54) French Title: POMPE AVEC PLUSIEURS STAGES DE POMPAGE DISTINCTS POUR POMPER PLUSIEURS LIQUIDES
Status: Expired
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F04B 47/00 (2006.01)
  • B01D 61/10 (2006.01)
  • F04B 53/20 (2006.01)
  • F04D 1/10 (2006.01)
  • F04D 13/14 (2006.01)
  • F04D 29/10 (2006.01)
(72) Inventors :
  • COTE, DENIS (Canada)
(73) Owners :
  • 9000-8137 QUEBEC INC. (Canada)
(71) Applicants :
  • COTE, DENIS (Canada)
(74) Agent: GOUDREAU GAGE DUBUC
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1998-01-06
(22) Filed Date: 1993-10-07
(41) Open to Public Inspection: 1995-04-08
Examination requested: 1996-06-03
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

English Abstract

The pump has three separate pumping stages on a single shaft driven by the same motor. Between the first and second pumping stages the liquid is diverted away from the pump to, for example, a filtering device designed to remove as many impurities as possible from the liquid. The filtered liquid is then returned to the second series of pumping stages in the pump, where the liquid is pumped at high pressure before again being diverted away from the pump to a treatment chamber, where reverse osmosis, nanofiltration or some other process occurs. The permeate is removed from the facility, while much of the solute is routed to a third series of processing stages, after which it is mixed with the filtered liquid from the second series of stages, and the whole is again routed to the treatment chamber. This very high-performance system does not require a second or third pump. The pump can also be used to pump more than one liquid separately, that is without mixing. In that case, the pumping stages are again separated from each other, with each stage pumping a different liquid. The stages can pump liquids at different flow rates and pressures.


French Abstract



La pompe comporte trois séries distinctes de
stages de pompage entraînées sur un seul arbre par un
même moteur. Entre les première et deuxième séries de
stages de pompage, le liquide est acheminé en
dérivation hors de la pompe dans la direction, par
exemple, d'un dispositif de filtrage visant à retirer
du liquide le plus d'impuretés possible. Ensuite, le
liquide filtré est retourné vers la deuxième série de
stages de pompage de la pompe où le liquide est pompé à
haute pression avant d'être acheminé en dérivation hors
de la pompe en direction d'une enceinte de traitement,
notamment où s'effectue une osmose inverse, une
nanofiltration ou autre. Le perméat est retiré de
l'installation tandis que le soluté est, en grande
partie, recirculé vers une troisième série de stages de
traitement, à la sortie de laquelle il se mélange avec
le liquide filtré en provenance de la deuxième série de
stages et le tout est alors acheminé de nouveau vers
l'enceinte de traitement. Ce système à très bon
rendement permet l'économie d'une deuxième et d'une
troisième pompes. La pompe peut également être
utilisée pour pomper de façon indépendante, i.e. sans
mélanges, plus d'un liquide. Dans ce cas, les stages
de pompage sont encore une fois séparés les uns des
autres et chaque stage pompe son liquide respectif.
Les stages peuvent pomper des liquides à différents
débits et à différentes pressions.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un
droit exclusif de propriété ou de privilège est
revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Une pompe comprenant une enceinte et au moins
un premier et un deuxième moyens de pompage à
l'intérieur de ladite enceinte qui sont conçus pour
être entraînés par un même moteur, lesdits premier et
deuxième moyens de pompage incluant respectivement une
entrée et une sortie de liquide et étant séparés dans
ladite enceinte par des moyens de séparation, lesdits
premier et deuxième moyens de pompage incluant
également respectivement une sortie intermédiaire de
dérivation et une entrée intermédiaire de dérivation de
liquide disposées de part et d'autre desdits moyens de
séparation de sorte qu'un liquide accédant ladite
enceinte par ladite entrée est pompé par ledit premier
moyen de pompage et ressort de ladite enceinte par
ladite sortie intermédiaire de dérivation, un liquide
pouvant également accéder ladite enceinte par ladite
entrée intermédiaire de dérivation et être pompé par
ledit deuxième moyen de pompage jusqu'à ladite sortie.

2. Une pompe suivant la revendication 1, dans
laquelle des moyens de dérivation de liquide connectent
lesdites entrée et sortie intermédiaires de dérivation
de sorte que le liquide pompé par ledit premier moyen
de pompage est retiré de ladite enceinte par la sortie
intermédiaire de dérivation afin de subir une opération
quelconque au niveau des moyens de dérivation,
c'est-à-dire hors de l'enceinte, avant d'être retourné sous
une autre forme dans l'enceinte par l'entrée
intermédiaire de dérivation où le liquide est pompé par
ledit deuxième moyen de pompage.

3. Une pompe suivant la revendication 2, dans
laquelle lesdits moyens de dérivation comprennent deux

conduites reliant les entrée et sortie intermédiaires
de dérivation à un appareil, notamment à un dispositif
de filtrage.

4. Une pompe suivant la revendication 1, dans
laquelle lesdits premier et deuxième moyens de pompage
incluent chacun une série de stages de pompage.

5. Une pompe suivant la revendication 1, dans
laquelle ladite enceinte est de forme cylindrique, et
dans laquelle lesdits moyens de séparation comprennent
un disque plein fixé de façon hermétique
transversalement entre ladite enceinte et un arbre
dépendant du moteur tout en permettant la rotation de
cet arbre qui entraîne lesdits premier et deuxième
moyens de pompage, de sorte que le disque empêche que
le liquide pompé par ledit premier moyen de pompage
accède directement audit deuxième moyen de pompage,
forçant ainsi le liquide à ressortir de l'enceinte et
donc de la pompe par ladite sortie intermédiaire de
dérivation.

6. Une pompe comprenant une enceinte et au moins
un premier et un deuxième moyens de pompage à
l'intérieur de ladite enceinte qui sont conçus pour
être entraînés par un même moteur, lesdits premier et
deuxième moyens de pompage incluant chacun une entrée
et une sortie de liquide et étant séparés dans ladite
enceinte par des moyens de séparation, lesdits premier
et deuxième moyens de pompage étant ainsi conçus pour
pomper des liquides différents sans qu'il y ait mélange
à l'intérieur de la pompe, les liquides accédant aux
moyens de pompage par des entrées respectives et
quittant ces derniers par des sorties respectives.

7. Une pompe suivant la revendication 6, dans
laquelle lesdits premier et deuxième moyens de pompage
incluent chacun une série de stages de pompage.

8. Une pompe suivant la revendication 6, dans
laquelle ladite enceinte est de forme cylindrique, et
dans laquelle lesdits moyens de séparation comprennent
un disque plein fixé de façon hermétique
transversalement entre ladite enceinte et un arbre
dépendant du moteur tout en permettant la rotation de
cet arbre qui entraîne lesdits premier et deuxième
moyens de pompage, de sorte que le disque empêche que
le liquide pompé par ledit premier moyen de pompage
accède directement audit deuxième moyen de pompage,
forçant ainsi le liquide à ressortir de l'enceinte et
donc de la pompe par ladite sortie intermédiaire de
dérivation.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


: ~--'. 2~7~33
.'. .
POMPE AVEC PLUSIEURS STAGES DE POMPAGE
DISTINCTS POUR POMPER PLUSIEURS LIOUIDES
, ~ :
.... .
DOMAINE TEC~NIOUE
Llinvention concerne une pompe à pression et
'' à recirculation de liquide qui inclut principalement
~ une entrée et une sortie intermédiaires de liquide.
" Plus particulièrement, la présente invention se
rapporte à une installation servant à la concentration
" 10 d'une solution, notamment l'eau d'érable, de l'eau
impure, et autres, par utilisation d'un procéde faisant
usage d'une membrane semi-perméable. Selon la présente
invention, la pompe à pression sert à la fois pour
l'acheminement du liquide, tel que l'eau d'érable,
15 d'une cuve de stockage vers un filtre, et ensuite pour
l'introduction sous pression du liquide filtré dans le
compartiment qui renferme la membrane, et enfin pour la
; recirculation dudit liquide en vue de remédier au
colmatage de la membrane, et diminuer la concentration
20 a la sur~ace de la membrane, ce qui entraîne un
abais~ement de la pression osmotique et provoque une
augmentation du débit de permeation.
TECHNIOUE ANT~RIEURE
On sait que dans l'osmose inverse, les
25 solutions de sels ou autres solutes, notamment à bas
' poids moléculaires, par exemple l'eau de mer, l'eau
i d'érable et autres, sont mises en contact avec une
membrane sélective et soumises à une pression.
Contrairement à ce qui se passe dans le cas d'une
;~; 30 osmose normale où il y a équilibre de la solution des
deux côtés de la membrane, l'osmose inverse fait en
' sorte qu'une solution dont la concentration est pIus
basse et même très très basse, émerge du côté de la
membrane opposé à la solution originale. En somme,
35 pour renverser l'écoulement osmotique normal à partir
du côté de la membrane où la solution est moins
'~' concentrée vers le côté où la solution est plus
.
. ' - .

.
~ 210~33

concentrée, on exerce sur la solution à traiter un
i~ différentiel de pression plus élevé que le différentiel
; de pression osmotique des solutions en contact avec les
surfaces de la membrane.
Or, on slest rendu compte que lors d'une
opération d'osmose inverse, la concentration à
l'interface membrane-solution à traiter était pIus
élevée que la concentration moyenne du côté pression
élevée de la membrane. Cette concentration
anormalement élevée à l'interface est pénalisante sous
le rapport de la qualité du produit obtenu parce que
d'une part une fraction importante du sel ou autres
matières en solution, en contact avec la membrane est
rejetée, et que d'autre part, en recirculant on abaisse
ainsi la concentration à la surface de la membrane des
composantes peu solubles qui peuvent être tolérées sans
précipiter sur la membrane.
On appelle communément colmatage tous les
phenomènes, autres que variation de température et
compaction, qui font baisser la perméabilité à l'eau
pure d'une membrane. Ces phénomènes sont liés à la
présence de solutés ou de matières en suspension,
notamment colloïdes, bactéries, etc., qui peuvent se
déposer à la surface ou dans les pores de la membrane.
1e colmatage peut être plus ou moins rapide selon la
nature des particules présentes et leur concentration à
la surface de la membrane. Pour obvier aux problèmes
consécutifs au colmatage de la membrane, lequel est
plus ou moins réversible, on a recours au rincage à
l'eau pure froide ou à l'eau chaude, ou par nettoyage.
Dans la production du sirop d'erable, depuis
toujours, on a évaporé l'eau d'érable jus~u'à
- l'obtention du sirop. Or, avec l'augmentation
' vertigineuse du prix de l'energie, il s'est avéré utile
d'effectuer cette évaporation à partir d'une solution
plus concentrée que l'eau obtenue directement de
l'érable. Pour ce faire, on a eu recours à l'osmose




~c~' '. ;" "" ~ "~ . " "~ ~ " ~;"~

:
21~7~
~, :
, .
inverse qui rejette de l'eau à peu près pure et donne
en définitive une eau plus concentrée. Comme dans les
autres cas d'osmose inverse, on a un sérieux problème
de colmatage de la membrane. En effet, les solutés de
l'eau d'érable sont essentiellement des sucres et des
minéraux. L'eau d'érable contient aussi des bactéries
~i dont le nombre peut varier de quelques dizaines à
plusieurs millions par ml. Les solutés sont presque
totalement retenus par les membranes dites d'osmose
inverse ou de nanofiltration, notamment très près de
100~ pour les sucres et plus de 95% pour les minéraux.
', A fortiori, les particules en suspension, dont les
bactéries, sont aussi retenues. Les molécules de
sucres, plus grosses, diffusent moins vite que les
ions, forme la plus présente des minéraux en solution.
Tout ceci favorise, relativement, une plus grande
!', accumulation de sucrose que de minéraux à la surface de
la membrane résultant en un important colmatage de
cette dernière.
De nos jours, on s'est rendu compte que la
meilleure façon de surmonter au moins en partie le
problème de colmatage de la membrane, était de recourir
à une recirculation du liquide sous traitement, par
t~ osmose inverse. Pour ce faire, on peut recirculer du
liquide dans la même pompe ou effectuer la
recirculation au moyen d'une pompe additionnelle. Dans
un système sans recirculation, on a obtenu un
' recouvrement de 19% (débit perméat:débit
d'alimentation), et en conséquence, un gaspillage
~'30 énorme d'eau. Si, par contre, on recircule dans la
même pompe, on obtient un recouvrement moyen faible
d'environ 24% mais il y a aussi gaspillage d'eau et
'd'énergie. Si on désire un bon rendement, on est alors
' obligé de recourir à trois systèmes du même genre, l'un
;'35 à la suite de l'autre, ce qui est extr~ nt coûteux.
Pour obtenir un bon rendement d'environ 75%, en une
seule opération, on peut se servir de deux pompes dont
-3-
.
- ~:

;
''. '; 2~7~3~
.
,
l'une n'est utilisée que pour la recirculation. Cette
alternative est toutefois très coûteuse à cause de la
présence des deux pompes.
De plus, on nécessite également une autre
pompe pour achr~; ner l'eau d'érable brute entreposée
dans une cuve de stockage (ou dans un réservoir
quelconque) de cette cuve vers un filtre destiné à
éliminer certaines des impuretés retrouvées dans l'eau
d'érable brute. Ainsi, on a normalement une première
pompe pour acheminer l'eau d'érable brute de la cuve de
stockage vers le filtre, une deuxième pompe pour
acheminer l'eau d'érable filtrée à partir de ce filtre
vers le dispositif d'osmose inverse, et enfin une
troisième pompe pour la recirculation du soluté en
provenance du dispositif d'osmose inverse vers l'entrée
de ce même dispositif.
Il y aurait donc intérêt à ce qu'on puisse
; utiliser un système à une seule pompe, mais dont le
recouvrement serait sensiblement amélioré par rapport à
ce que l'on connaît présentement, et même comparable à
l'utilisation de trois pompes.
Quant à l'arrière-plan technologique, il faut
mentionner les documents suivants qui n'ont toutefois
rien à voir avec la présente invention:
U.S. 3.472.765
U.S. 3.505.215
U.S. 4.705.625
U.S. 4.773.991.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention a donc pour objet de proposer une
nouvelle pompe conçue pour certaines utilisations
nécessitant normalement au moins deux pompes standard
et caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux
moyens de pompage distincts conçus pour pomper au moins
deux liquides et comprenant not~ ent une sortie et une
entrée intermédiaires de liquide.
'''' ''' '''~
-4-

' ' 2~7~33 ~

Un autre objet de l'invention réside en une
pompe comportant au moins deux séries distinctes de
stages de pompage et des moyens de séparation disposés
entre la sortie et l'entrée intermédiaires de
dérivation du liquide.
Un autre objet de l'invention réside en ce
que, à la fin de la première série de stages de
pompage, le liquide est complètement retiré de la pompe
par la voie de la sort:ie intermédiaire et qu'un
liquide, parfois le même mais traité d'une fac~on ou
d'une autre, accède à la deuxième série de stages de
pompage par l'entrée intermédiaire.
- Selon un mode de réalisation avantageuse de
i la présente invention, on suggère une pompe comprenant
une enceinte et au moins un premier et un deuxième
moyens de pompage à l'intérieur de l'enceinte qui sont
con~us pour être entraînés par un même moteur, les
premier et deuxième moyens de pompage incluant
respectivement une entrée et une sortie de liquide et
étant séparés dans l'enceinte par des moyens de
séparation, les premier et deuxième moyens de pompage
', incluant également respectivement une sortie
intermédiaire de dérivation et une entrée intermédiaire
de derivation de liquide disposées de part et d'autre
des moyens de séparation de sorte qu'un liquide
accédant l'enceinte par l'entrée est pompé par le
premier moyen de pompage et ressort de l'enceinte par
la sortie intermédiaire de derivation, un liquide
pouvant également accéder l'enceinte par l'entrée
intermédiaire de dérivation et être pompée par le
deuxième moyen de pompage jusqu'à la sortie.
Suivant un autre mode de réalisation de la
présente invention, on suggère une pompe comprenant une
enceinte et au moins un premier et un deuxième moyens
de pompage à l'intérieur de llenceinte qui sont con~us
pour être entraînés par un même moteur, les premier et
deuxième moyens de pompage incluant chacun une entrée
_ 5 _

-,,.'."''''


J ~

~ 2~7~33 ~:

et une sortie de liquide et etant séparés dans
~r l'enceinte par des moyens de séparation, les premier et
deuxième moyens de pompage étant ainsi concus pour
pomper des liquides différents sans qu'il y ait mélange
5 à l'interieur de la pompe, les liquides accédant aux
moyens de pompage par des entrées respectives et
: quittant ces derniers par des sorties respectives.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
La figure l est une représentation
L0 schématique d'une pompe suivant la présente invention
avec entrées et sorties intermédiaires de dérivation
installée sur un système de filtration de liquide et de
concentration du liguide filtré par osmose inverse;
La figure 2 est une élévation fragmentaire et
15 partiellement en section longitudinale de la pompe de
la figure l;
~: La figure 3 est une vue développée et
agrandie de la section de la pompe encadrée en
pointillés sur la figure 2; et
'~ 20 La figure 4 est une représentation
. schématique et fragmentaire d'une pompe avec entrées et
sorties multiples également suivant la présente
!~ invention.
~ MANI~RES DE RfiALISER L'INVENTION
.. 25 En se référant aux dessins et, plus
particulièrement à la figure 1, on verra que
l'installation illustrée comporte une pompe P suivant
la présente invention, reliée à une source de liquide
non illustrée, telle qu'une cuve de stockage, par une
canalisation lO connectée à une entrée primaire 12 de
la pompe P, et à une enceinte 14, comprenant une
membrane semi-perméable 16, par une sortie principale
18 et une conduite 20. Un moteur submersible M ou
extérieur M' (voir figure 4) est évi~s ?nt prévu dans
le corps de la pompe P ou à l'exterieur de cette
~'~ dernière qui est constituee essentiellement d'une
' première serie de stages de pompage 22, d'une seconde
-6-
-.~: ;.::.
.............
'''''.''.,;."''

~: 2~7~33 ~:

série de stages de pompage 24 et d'une troisième série
de stages de pompage 26, disposées successivement de
façon alignée dans une enceinte 26 de la pompe P de
facon à être entraînées par un même arbre relié au
moteur M,M' à l'intérieur d'une enceinte cylindrique
27.
D'autre part, l'enceinte 14, incluant la
membrane 16, est reliee de nouveau à la pompe P par une
conduite 28 laquelle debouche au debut de la troisième
série de stages de pompage 26 par l'entremise d'une
entrée secondaire 30.
On note que les éléments constitutifs des
première et deuxième séries de stages de pompage 22 et
24 sont choisis de sorte à assurer l'acheminement sous
pression d'un volume de solution à concentrer qui
correspond généralement à la capacité de perméation de
la membrane 16 dans l'installation et à un rejet
équivalent à environ 10 à 25~ du débit de perméation.
Le perméat (i.e. de l'eau pratiquement pure) est
acheminé hors de l'enceinte 14 (et retiré de
l'installation) par la conduite 48 tandis qu'une
solution concentrée (i.e. de l'eau d'érable concentree
en sucre) est rejetée de la recirculation par la
conduite de rejet 50. Ces éléments constitutifs ont
été illustres par le numéro de référence 32.
Quant aux éléments constitutifs de la
troisième série de stages de pompage 26, ils devront
faire en sorte de délivrer un important volume de
liquide de recirculation. Les éléments constitutifs de
la troisième série de stages 26 ont été illustrés par
le numero de référence 34. Enfin, au niveau de
l'entrée secondaire 30 dans la pompe P entre les
deuxième et troisième séries de stages 24 et 26, on a
prévu des éléments 36 constituant un guide permettant
l'acheminement simultané vers la troisième série de
stages de pompage 26, du liquide à concentrer en
provenance des première et deuxième séries de stages de
-7-

'"'.,~
' .-'..':.~- ','

:~ 21~7~3
pompage 22 et 24 ainsi que du liquide recirculé dans la
troisième série de stages 26 de la pompe P, via la
conduite 28 et l'entrée secondaire 30, depuis
l'enceinte 14 où se trouve la membrane 16.
La présente invention est caractérisée par la
structure qui est inserée entre les première et
deuxième séries de stages de pompage 22 et 24 et entre
les deuxième et troisième séries de stages de pompage
24 et 26. En effet, tel que décrit en détail ci-après,
le liquide en provenance de la cuva de stockage par la
voie de la canalisation 10 et l'entrée primaire 12 ne
peut accéder directement de la première série de stages
22 à la deuxième série de stages 24 au travers de
' l'enceinte 27 de la pompe P puisqu'il existe dans cette
dernière, entre les première et deuxième séries de
stages de pompage 22 et 24 et entre les deuxième et
troisième séries de stages de pompage 24 et 26, des
,i . . ..
dispositifs d'interruption totale de l'écoulement du
liquide dans la pompe P. Ainsi, se référant à la
figure 1, la fin de la première série de stages de
pompage 22 est équipée d'une premiere sortie
intermédiaire 38 qui s'ouvre sur une première conduite
de dérivation 40. Le liquide dévié hors de la pompe P
est acheminé par cette première conduite de dérivation
40 vers, par~ exemple, un filtre F (e.g. 5 microns)
conçu pour retirer une partie des impuretés du liquide,
tel que de l'eau d'érable. Le liquide filtré est
ensuite acheminé au moyen d'une deuxième conduite de
dérivation 42 vers une entrée intermediaire 44 qui
communique avec le début de la deuxième série de stages
de pompage 24.
De façon similaire, le liquide ainsi filtré
est amené à haute pression par la deuxième série de
stages de pompage 24 et le liquide à haute pression est
forcé de ressortir de la pompe P par une deuxième
sortie intermédiaire 45 et rejoint par une conduite 47
la conduite 20, où le liquide filtré à haute pression
-8-

.j ,.. .~. "~ ,.

' 21~7~3

. se mele au liquide recirculé qui est délivré par la
?troisième série de stages de pompage 26 au travers la
.'sortie principale 18.
Pour des descriptions plus détaillées des
5 éléments 32 et 34, on peut se référer à la demande de
brevet canadien en instance no. 2,059,392 déposée le 15
janvier 1992 où les éléments 32 et 34 sont des
propulseurs, ceux situés au niveau des première et
deuxième séries 22 et 24 de stages de pompage étant
10 propres à assurer l'acheminement d'un volume donné de
liquide à concentrer vers l'enceinte 14, lequel volume
'est dicté par la capacité de la membrane 16. Quant à
la troisième série de stages de pompage 26, il s'agit
de propulseurs à plus grand volume que ceux prévus pour
:15 les séries de stages 22 et 24 car ils doivent effectuer
l'acheminement du liquide recirculé vers la membrane
~16. On note que les trois séries de stages de pompage
'2Z, 24 et 26 sont toutes entralnées par un arbre commun
'46 (lui-même entraîné par un seul moteur, c'est-à-dire
20 le moteur M) qui est de section hexagonale. De façon
générale, l'arbre 46 entraîne en rotation les
'impulseurs des éléments 32 et 34 tandis que les
diffuseurs et les enceintes ou anneaux périphériques de
ceux-ci demeurent fixes par rapport à l'arbre 46.
Entre les premier et deuxième stages de
pompage 22 et 24 et entre les deuxième et troisième
séries de stages de pompage 24 et 26 se retrouvent des
~ élements de dérivation 52. Les éiéments de dérivation
; 52 situés entre les première et deuxième séries de
stages de pompage 22 et 24 sont illustrés en détail aux
figures 2 et 3, les éléments de dérivation 52 situés
entre les deuxième et troisième séries de stages de
pompage 24 et 26 étant similaires, par conséquent,
n'étant pas illustrés ici en détail. Chaque élément de
dérivation 52 inclut une jante périphérique 54
emboîtable de façon étanche avec une jante 54 adjacente
ou avec les éléments 32 des premier et deuxième stages
_g '' ' ''''

' ;'',"


- 2~9~3 ~:

de pompage 22 et 24. La jante 54 est reliée à un moyeu
central 56 perce d'un trou par des raies 58
d'orientation radiale et sous forme de lames. La jante
54, le moyeu central 56 et les raies 58 sont faits
suivant une construction solidaire en plastique. Un
coussinet en bronze 60 fixe dans le trou du moyeu
central 56 re~oit interieurement un manchon 62 qui
ménage une ouverture interieure de forme correspondante
à l'arbre 46 de façon à ce que les manchons 62 se
deplacent en rotation avec l'arbre 46 à l'interieur du
coussinet fixe 60.
La sortie et l'entree intermediaires 38 et 40
communiquent avec les parties evidees des élements de
derivation 52 ti.e. les parties menagees entre les
raies 58 de façon longitudinale et entre le moyeu
central 56 et la jante 54 de façon radiale) par des
ouvertures pratiquees de façon connue (e.g. dans la
demande de brevet canadien en instance precitee) dans
les jantes 54. Un disque de séparation 64 intercalée
de fa~on fixe entre deux des éléments 52 et localisé
également entre les sortie et entrée intermédiaires 38
et 40 est conçu pour détourner tout le liquide hors de
la pQmpe P par la sortie intermédiaire 38, vers le
filtre F par la conduite de dérivation 40, le liquide
filtr~ accédant de nouveau à la pompe P, au niveau de
la deuxième série de stages de pompage 24, par l'entrée
intermédiaire 44. Le disque de séparation 64 est plein
sauf pour une ouverture interieure destinee à entourer
les manchons 62. A cette ouverture, le disque inclut
une section annulaire flexible 66, peut-être recouverte
de Teflon~, qui s'accote sur les manchons 62 pour
assurer l'etancheite à l'interieur de la pompe P
longitudinalement de part et d'autre du disque de
separation 64'au niveau des interfaces entre les pièces
fixes et les pièces en rotation. La section annulaire
flexible 66 comprend ici deux pattes 67 de façon à
produire un joint etanche bidirectionnel. L'etancheite
"

~'
21~7933
~ .
entre la périphérie des jantes 54 et l'intérieur de
l'enceinte 27 de la pompe P est de son côté assurée par
des joints toriques 68.
.' Les éléments de dérivation 52 des deuxième et
troisième séries de stages de pompage 24 et 26 et, plus
: particulièrement, le disque de séparation 64 provoque
le détournement du liquide filtré hors de la pompe P
par la deuxième sortie intermédiaire 45 et vers
~; l'enceinte 14 par les conduites 47 et 20.
~galement, à titre d'exemple, le liquide
acheminé à l'entrée primaire 12 peut s'écouler sous un
débit de 10 gallons par minute (GPM) et à une pression
de 30 psi (litres par pouce-carré). Le liquide sous un
débit évidemment de 10 GPM s'écoule dans les conduites
. 15 de dérivation 40 et 42 respectivement sous des
':pressions, par exemple, de 70 psi et 55 psi, la
i~ différence étant due à la perte de pression dans le
;. filtre F. Le liquide ressortant des première et
deuxième séries de stages de pompage 22 et 24 a une
20 pression de 485 psi et un volume de 10 GPM. Le liquide
recirculé et accédant par la conduite 28 et l'entrée
secondaire 30 à la troisième série de stages de pompage
26 a une pression de 485 psi et un débit de 60 GPM. Le
~ liquide ressortant de la troisième série de stages 26 a
~'' 25 donc un débit de 60 GPM et une pression de 500 psi
.' puisque la deuxième série de stages de pompage est
~'. conçue pour pomper un volume eleve tout en élevant
partiellement la pression etablie du liquide y
,~ accedant. Ainsi, 70 GPM de liquide à 500 psi se
:30 mélangent en dehors de la pompe P et sont ach~ ;nés par
la conduite 20 vers l'enceinte 14 qui comprend la
membrane semi-permeable 16. Le permeat ressortant de
l'enceinte 14 par la sortie 48 peut avoir un débit de
7.5 GPM sous une pression à peu près nulle. Par
consequent 62.5 GPM sont diriges vers la conduite de
recirculation 28 et la sortie de liquide concentré 50.
Par exemple, le rejet par la sortie 50 peut être de 2.5
-11-
~'."'':
'.'"~..

2 ~ ~ 7 ~ ~ 3 ~ ~

GPM à pression à peu près nulle, tandis que le liquide
jrecirculé au travers la concluite 28 peut avoir un débit
de 60 GPM sous une pression de 485 psi. Ainsi, les
première et deuxième séries de stages de pompage 22 et
24 augmentent la pression du liquide d'entrée alors quela troisième série de stages 26 pompe un volume de
liquide considérable de recirculation. L'ensemble des
trois séries de stages de pompage permet le pompage à
haute pression d'un volume considérable de liquide avec
dérivation et recirculation, et ce, avec une seule
pompe au lieu de trois.
On note que l'on pourrait utiliser cette
installation non seulement pour concentrer l'eau
d'érable, mais aussi pour tout autre liquide à
concentrer notamment l'eau de mer, etc. On pourrait
aussi utiliser cette pompe à trois séries de stages
sans qu'elle ne soit associée à une opération d'osmose
inverse. Tout système faisant usage d'un liquide sous
pression et qui nécessite une dérivation et peut-être
une recirculation de ce dernier pourrait de toute
évidence faire usage de la pompe selon l'invention,
faisant en sorte de se dispenser de l'usage d'une
deuxième et d'une troisième pompe.
La présente pompe permet un pompage illimité
au niveau de débits et de pressions.
Se référant maintenant à la figure 4, une
autre pompe P' également suivant la présente invention
est entraînée par le moteur exterieur M' par la voie
d'un arbre tel que l'arbre hexagonal 46 des figures 1 à
3. La pompe P' de la figure 4 est conçue pour pomper
quatre (4~ liquides différents sans qu'il n'y ait aucun
mélange entre eux. Les quatre liquides sont pompés à
partir des réservoirs 100r 102, 104 et 106 par les
première, deuxième, troisième et quatrième series de
stages de pompage 108, 110, 112 et 114, respectivement.
Les quatre series de stages de pompage
comprennent des entrees de liquide 116, 118, 120 et
-12-
'~

~ 2~ ~7~33
:'
.. ~
. 122, respectivement, et des sorties de liquide 124,
126, 128 et 130, respectivement. Les conduites
canalisant les liquides des réservoirs 100, 102, 104 et
- 106 jusqu'aux entrées 116, 118, 120 et 122 de la pompe
P' sont toutes identifiées par la référence 132 sur la
~ figure 4, tandis que les quatre canalisations de sortie
: de liquide sont identifiées par la référence 134.
Les séries de stages de pompage 108, 110, 112
: et 114 sont séparées les unes des autres dans
.' 10 l'enceinte 27 de la pompe P' par des éléments de
~ dérivation 52 identiques à ceux des figures 1 à 3. Sur
: la figure 4, on voit bien les trois (3) disques de
séparation 64 qui séparent les différentes séries de
stages de pompage.
Ainsi, le liquide contenu dans le réservoir
100 sera pompé par la première série de stages de
pompage 108 de la pompe P' et ce, de gauche vers la
droite sur la figure 4 et en direction du disque 64
séparant les première et deuxième séries de stages de
pompage 108 et 110. Le liquide provenant du reservoir
102 s'écoulera de droite vers la gauche dans la
deuxième série de stages de pompage 110 de la pompe P'
et en direction de la première série de stages de
pompage 108. Les liquides des réservoirs 104 et 106
s'écouleront respectivement dans les troisième et
quatrième series de stages de pompage 112 et 114 de
gauche à droite sur la figure 4. Ainsi, dans la
présente pompe P', les liquides peuvent circuler
indépen~- ?nt de gauche à droite, ou de droite à
gauche, dans les différentes séries de stages de
pompage 108, 110, 112 et 114. ~galement, les débits et
les pressions des liquides peuvent varier d'une série
de stages de pompage à l'autre.
La pompe P' permet donc le pompage de
plusieurs liquides, ayant différents débits et
différentes pressions, à l'aide d'un seul moteur
accouple à un seul arbre concu pour entraîner les
-13~
~: ',;'''


- 2~79~

differents stages de pompage chacun associe à un
liquide respectif.

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-14~

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 1998-01-06
(22) Filed 1993-10-07
(41) Open to Public Inspection 1995-04-08
Examination Requested 1996-06-03
(45) Issued 1998-01-06
Expired 2013-10-07

Abandonment History

There is no abandonment history.

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $0.00 1993-10-07
Registration of a document - section 124 $0.00 1995-06-08
Maintenance Fee - Application - New Act 2 1995-10-09 $50.00 1995-09-25
Maintenance Fee - Application - New Act 3 1996-10-07 $50.00 1996-01-11
Final Fee $300.00 1997-09-25
Maintenance Fee - Application - New Act 4 1997-10-07 $100.00 1997-10-02
Maintenance Fee - Patent - New Act 5 1998-10-07 $150.00 1998-09-24
Maintenance Fee - Patent - New Act 6 1999-10-07 $150.00 1999-09-27
Maintenance Fee - Patent - New Act 7 2000-10-09 $150.00 2000-09-25
Registration of a document - section 124 $50.00 2000-12-04
Maintenance Fee - Patent - New Act 8 2001-10-09 $150.00 2001-09-26
Maintenance Fee - Patent - New Act 9 2002-10-07 $150.00 2002-09-30
Maintenance Fee - Patent - New Act 10 2003-10-07 $200.00 2003-10-01
Maintenance Fee - Patent - New Act 11 2004-10-07 $250.00 2004-08-11
Maintenance Fee - Patent - New Act 12 2005-10-07 $250.00 2005-10-03
Registration of a document - section 124 $100.00 2006-01-05
Maintenance Fee - Patent - New Act 13 2006-10-09 $250.00 2006-08-22
Maintenance Fee - Patent - New Act 14 2007-10-08 $250.00 2007-08-22
Maintenance Fee - Patent - New Act 15 2008-10-07 $450.00 2008-09-17
Maintenance Fee - Patent - New Act 16 2009-10-07 $450.00 2009-08-18
Registration of a document - section 124 $100.00 2009-10-07
Maintenance Fee - Patent - New Act 17 2010-10-07 $450.00 2010-08-13
Maintenance Fee - Patent - New Act 18 2011-10-07 $450.00 2011-08-18
Maintenance Fee - Patent - New Act 19 2012-10-09 $450.00 2012-08-20
Owners on Record

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Current Owners on Record
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Past Owners on Record
COTE, DENIS
DARV-EAU INC.
ENTREPRISES DENIS DARVEAU, LES
M.J.M PLASTIQUE INC.
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Claims 1995-11-11 3 202
Abstract 1995-11-11 1 59
Cover Page 1995-11-11 1 56
Drawings 1995-11-11 3 182
Claims 1997-08-06 3 96
Abstract 1997-08-06 1 35
Description 1997-08-06 13 589
Description 1995-11-11 14 1,135
Cover Page 1997-12-22 2 82
Representative Drawing 1997-12-22 1 14
Fees 2003-10-01 1 37
Fees 2004-08-11 1 41
Assignment 2000-12-04 3 94
Fees 1998-09-24 1 49
Fees 2000-09-25 1 42
Correspondence 1997-09-25 1 40
Fees 2002-09-30 1 44
Fees 2001-09-26 1 44
Fees 1997-10-02 1 51
Fees 1999-09-27 1 47
Prosecution Correspondence 1994-10-31 2 58
Prosecution Correspondence 1996-11-06 2 59
Prosecution Correspondence 1997-06-19 3 106
Office Letter 1996-11-19 1 57
Office Letter 1996-07-04 1 53
Prosecution Correspondence 1996-06-03 1 44
Office Letter 1996-05-24 1 15
Office Letter 1996-05-24 1 20
PCT Correspondence 1996-04-30 2 52
Prosecution Correspondence 1996-11-06 2 57
Examiner Requisition 1996-12-23 3 119
Fees 2005-10-03 1 34
Assignment 2006-01-05 2 87
Fees 2006-08-22 1 45
Fees 2007-08-22 1 46
Fees 2008-09-17 1 46
Assignment 2009-10-07 2 78
Fees 1996-01-11 1 56
Fees 1995-09-25 1 62