RECIRCULATION AND FILTRATION DEVICE

DISPOSITIF DE FILTRATION AVEC RECIRCULATION

Abrégé français

Le dispositif de filtration d'un liquide brut
comprend une pompe axiale pour liquide avec recirculation
afin d'augmenter la vitesse du liquide à l'intérieur des
filtres. L'augmentation de la vitesse du liquide transitant
par des filtres permet d'assurer une excellente propreté de
ces derniers et ainsi d'éviter leur colmatage. La pompe
axiale comprend deux étages dont le premier sert à pomper le
liquide brut et le second sert à pomper le même liquide brut
avec en plus le liquide concentré prélevé à la sortie du
filtre. La recirculation du liquide concentré prélevé permet
d'avoir un plus grand débit que le débit de liquide à
filtrer. Le dispositif permet notamment d'éviter
l'utilisation d'une pompe auxiliaire de recirculation en
plus de la pompe principale.

Revendications

Les réalisations de l'invention, au sujet
desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège
est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Dispositif de filtration d'un liquide brut
comprenant:
des moyens de filtration pour obtenir un liquide filtré
et un liquide concentré, les moyens de filtration
comprenant une entrée de liquide à filtrer, une
sortie de liquide filtré et une sortie de liquide
concentré;
une pompe axiale comprenant:
- un premier étage pour pomper le liquide brut;
et
- un deuxième étage coaxial et consécutif au
premier étage pour pomper le liquide
brut provenant du premier étage vers
l'entrée des moyens de filtration, le
deuxième étage étant également relié à
la sortie de liquide concentré pour
pomper le liquide concentré et le
mélanger au liquide brut afin de créer
une boucle de recirculation et ainsi
augmenter le débit de liquide à filtrer
à l'entrée des moyens de filtration.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le premier étage comprend des aubes.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le deuxième étage comprend des aubes.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le deuxième étage comprend une hélice.

5. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3 ou 4,
caractérisé en ce que les moyens de filtration comprennent
un filtre à osmose inverse.

Description

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"DISPOSITIF DE FILTRATION AVEC RECIRCULATION"
La présente invention concerne un dispositif de
filtration d'un liquide brut comprenant une pompe axiale
pour liquide avec recirculation afin d'augmenter la vitesse
du liquide à l'intérieur du ou des filtres du dispositif.
La plupart des filtres ont besoin d'un certain
débit de liquide à filtrer afin que leur rendement soit
optimum. Une vitesse suffisante du liquide circulant autour
des filtres permet d'assurer une excellente propreté de ces
derniers et ainsi d'éviter leur colmatage.
Dans les cas où le débit de liquide devant être
filtré n'est pas suffisant, on a recours à la recirculation
de liquide en boucle semi-fermée afin d'augmenter localement
la vitesse du liquide à filtrer. Pour réaliser la
recirculation du liquide à filtrer, on a recours
généralement à une pompe auxiliaire de recirculation en plus
de la pompe principale. La pompe auxiliaire doit donc
augmenter la vitesse du liquide à filtrer en pompant, d'une
part, le liquide brut sous pression provenant de la pompe
principale et, d'autre part, le liquide concentré prélevé à
la sortie des filtres. Puisque la filtration produit un
liquide filtré dont la quantité de matières à filtrer est
substantiellement moindre que dans le liquide à filtrer, les
matières séparées du liquide flitré s'acculmulent dans le
filtre et dans le reste du liquide à filtrer, d'où la
formation d'un liquide dit concentré en aval de la
circulation autour du filtre.
Les pompes de recirculation sont généralement très
difficiles à trouver sur le marché et, souvent, elles
doivent donc être fabriquées sur mesure selon chaque
application. Du plus, étant donné que le liquide à l'entrée
de cette pompe est déjà sous pression, il faut utiliser des
joints d'étanchéité spéciaux et donc plus dispendieux.
L'entretien et l'opération de deux pompes, lesquelles ont
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généralement chacune leur moteur, est également plus coûteux
que l'entretien et l'opération d'une seule.
La présente invention a pour objet d'éviter
l'utilisation d'une pompe auxiliaire de recirculation dans
un dispositif de filtration.
Plus précisément, la présente invention a pour
objet un dispositif de filtration d'un liquide brut
comprenant:
des moyens de filtration pour obtenir un liquide filtré
et un liquide concentré, les moyens de filtration
comprenant une entrée de liquide à filtrer, une
sortie de liquide filtré et une sortie de liquide
concentré;
une pompe axiale comprenant:
- un premier étage pour pomper le liquide brut;
et
- un deuxième étage coaxial et consécutif au
premier étage pour pomper le liquide
brut provenant du premier étage vers
l'entrée des moyens de filtration, le
deuxième étage étant également relié à
la sortie de liquide concentré pour
pomper le liquide concentré et le
mélanger au liquide brut afin de créer
une boucle de recirculation et ainsi
augmenter le débit de liquide à filtrer
à l'entrée des moyens de filtration.
L'invention sera mieux comprise à la lecture non
limitative qui suit d'un mode de réalisation préféré de
l'invention faite en se référant aux dessins annexés dans
lesquels:
la figure 1 représente une vue schématisée d'un
dispositif de filtration selon l'art antérieur;
la figure 2 représente une vue schématisée d'un
dispositif de filtration selon la présente invention; et

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la figure 3 représente une vue en coupe de la
pompe axiale schématisée à la figure 2.
Les dessins annexés et la description du mode de
réalisation préféré qui suit se réfère aux composantes
suivantes:
1 enveloppe
2 adapteur du moteur
3 adapteur de sortie
4 entrée de la recirculation dans la pompe axiale
entrée du liquide brut à basse pression
6 joint d'étanchéité entre les étages
7 arbre
8 aubes du premier étage
9 logement des aubes
10 aubes du deuxième étage
11 joint d'étanchéité de sortie
12 support du joint d'étanchéité entre les étages
13 joint d'étanchéité de l'adapteur du moteur
14 sortie de la pompe axiale
15 premier étage
16 deuxième étage
17 conduit d'admission du liquide brut
18 pompe axiale
19 filtre
20 logement du filtre
21 sortie du liquide filtré
22 sortie du liquide à filtrer
23 pompe principale (art antérieur)
24 pompe auxiliaire de recirculation (art antérieur)
Le dispositif de filtration, tel que schématisé
dans les figures 2 et 3, comprend des moyens de filtration
pour obtenir un liquide filtré. Ces moyens comprennent
essentiellement un filtre 19 contenu dans un logement 20. Le
filtre 19 a une entrée de liquide à filtrer, une sortie de
P~

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liquide concentré ainsi qu'une sortie de liquide filtré 21.
Il peut opérer, par exemple, selon un principe d'osmose
inverse, d'ultrafiltration ou encore de microfiltration.
Le dispositif de filtration est muni d'une pompe
axiale 18 servant à pomper le liquide brut et à faire
circuler le liquide de façon interne à divers stades de
filtration. La pompe axiale 18 permet également la sortie du
liquide filtré sous pression. Un adapteur 2 muni d'un joint
d'étanchéité 13 permet de séparer le moteur 25 du reste de
la pompe axiale 18.
Les deux étages de la pompe axiale 18 sont
coaxiaux et consécutifs. Le pompe axiale 18 est mue par un
moteur entraînant un arbre 7.
La pompe axiale 18 a deux fonctions principales.
La première de ses fonctions est de pomper le liquide brut
à filtrer. Le liquide brut pénètre dans la pompe axiale 18
par une entrée 5 dite à basse pression. Dans l'exemple
illustré à la figure 3, le liquide brut circule ensuite dans
un conduit d'admission 17 coaxial au corps de la pompe
axiale 18 avant d'arriver au premier étage 15, lequel a
comme fonction de pomper le liquide brut seulement. Le
premier étage 15 comprend préférablement des aubes 8 montées
en rangée autour de l'arbre 7. Un logement cylindrique 9
entoure les aubes 8.
Puisque le premier étage est coaxial et consécutif
au deuxième étage, la sortie du premier étage est reliée
hydrauliquement à l'entrée d'un deuxième étage 16 de la
pompe axiale 18 de façon à faire passer tout le liquide brut
pompé par le premier étage 15 vers le deuxième étage 16. Un
joint d'étanchéité circulaire 6 maintenu par un support 12
permet de séparer la périphérie des deux étages.
En plus de recevoir le liquide brut du premier
étage 15, le deuxième étage 16 est reliée hydrauliquement,
à l'aide d'un conduit, à la sortie de liquide concentré du
filtre 19. Le liquide concentré prélevé est alors acheminé

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vers l'entrée 4 afin d'être recirculer dans la pompe axiale
18, plus précisément dans son deuxième étage 16, permettant
ainsi d'obtenir un liquide mélangé dit liquide à filtrer qui
est la combinaison du liquide brut et du liquide concentré.
Ce liquide à filter peut être utilisé également pour
d'autres fonctions en prélevant une partie à l'aide d'une
sortie 22.
Le deuxième étage 16 est essentiellement destiné
à pomper le liquide à filtrer afin de le faire passer par le
filtre 19 à grand débit, plus précisément à une vitesse
permettant un rendement optimum du filtre 19. Une vitesse
suffisante du liquide transitant par le filtre 19 permet
d'assurer une excellente propreté à la surface de ce dernier
et ainsi d'éviter son colmatage. Bien sûr, le débit du
liquide à filtrer est supérieur au débit du liquide brut qui
entre par le premier étage 15.
Le deuxième étage 16 peut comprendre des aubes
similaires aux aubes 8 du premier étage 15 mais avec des
angles d'attaque préférablement différents. Ces dernières
peuvent également être remplacées par une hélice (non
représentée).
Bien qu'un mode de réalisation préféré de
l'invention ait été précédemment décrit en détail et
illustré dans les dessins annexés, l'invention n'est pas
limitée à ce seul mode de réalisation et plusieurs
changements et modifications peuvent y être effectués par
une personne du métier sans sortir du cadre ou de l'esprit
de l'invention.

Dessin représentatif