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Patent Searching and Data


Title:
INSTALLATION FOR TREATING FLUIDS BY REVERSE OSMOSIS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/060755
Kind Code:
A1
Abstract:
Installation for treating fluids by reverse osmosis comprising: a filtration module (2), a pump (4), and at least one pressure exchange unit (3) with a movable interface (M) moving freely according to the fluid flows passing through a cylinder (31). The pressure exchange unit (3) includes a means for detecting the position of the movable interface (M), a regulating valve (5) that is positioned on a low-pressure fluid inlet duct (f3) for the fluid to be treated, and a rotary valve (7) that is in fluidic communication with the cylinder (31), wherein said rotary valve (7) comprises an inlet duct (s1') that is connected to the concentrate inlet duct (s1) and an outlet duct (s2') that is connected to the concentrate outlet duct (s2), and wherein one or more of the regulating valve (5) and rotary valve (7) is controlled by the means for detecting the position of the movable interface (M). The inlet (s1') and outlet (s2') ducts coincide with an internal surface (72) inside the valve (7), said internal surface (72) being planar, and said valve (7) comprising a rotary device (71) having an obturating surface (73) that is parallel to said internal surface (72).

Inventors:
GIRAUD YVES (FR)
Application Number:
PCT/IB2016/055141
Publication Date:
April 05, 2018
Filing Date:
August 29, 2016
Export Citation:
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Assignee:
ARKLING LTD (GB)
International Classes:
F04F13/00; B01D61/06; C02F1/44; F04B9/107; F16K3/02; F16K3/04; F16K11/074
Domestic Patent References:
WO2015167799A12015-11-05
WO2013061229A22013-05-02
WO2013061229A22013-05-02
Foreign References:
US20010017278A12001-08-30
US20070128056A12007-06-07
US20120146293A12012-06-14
FR957629A1950-02-23
US20150267820A12015-09-24
US20120068101A12012-03-22
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Claims:
Revendications

1. Installation de traitement de fluides par osmose inverse (1), comprenant :

un module de filtration (2),

une pompe (4),

au moins une unité d'échange de pression (3), comprenant un cylindre (31) et une interface mobile (M) pouvant se déplacer librement dans ledit cylindre (31), et où ladite unité d'échange de pression (3) est connectée d'une part à une conduite d'admission de fluide à traiter basse pression (f3) et une conduite de transfert de fluide à traiter pressurisé (f4), et d'autre part à une conduite d'admission de concentrât (si), issue du module de filtration (2) et une conduite d'échappement de concentrât (s2), caractérisée en ce que ladite unité d'échange de pression (3) comporte un moyen de détection de la position de l'interface mobile (M), une vanne de régulation (5) positionnée sur une conduite d'admission du fluide à traiter basse pression (f3), et une vanne rotative (7) en communication fluidique avec le cylindre (31), où ladite vanne rotative (7) comprend une conduite d'admission (si ') connectée à la conduite d'admission de concentrât (si), une conduite d'échappement (s2') connectée à la conduite d'échappement de concentrât (s2), et où l'une ou plusieurs des vanne de régulation (5) et vanne rotative (7) est assujettie au moyen de détection de la position de l'interface mobile (M).

Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de détection de la position de l'interface mobile (M) comprend une règle de positionnement (R) et un élément solidaire de l'interface mobile (M) coopérant avec ladite règle de positionnement (R).

Installation selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit moyen de détection de la position de l'interface mobile (M) détermine une ou plusieurs des positions limite de l'interface mobile (M).

Installation selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite vanne rotative (7) comprend une conduite d'admission (si ') connectée ou confondue à la conduite d'admission du concentrât (si), une conduite d'échappement (s2') connectée ou confondue à la conduite d'échappement du concentrât (s2) et un dispositif rotatif (71) entraîné par un axe de rotation (A) perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre (31) correspondant.

5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les conduites d'admission de concentrât (si') et d'échappement de concentrât (s2') communiquent avec une surface interne (72) à la vanne rotative (7), et en ce que ledit dispositif rotatif (71) présente une surface d'obturation (73) complémentaire de la surface interne (72) et permettant d'obturer séquentiellement les conduites d'admission de concentrât (si ') et d'échappement de concentrât (s2').

6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite surface interne (72) est une surface plane, en ce que ladite surface d'obturation (73) est une surface plane parallèle à la surface interne (72), et en ce que les surfaces d'obturation (73) et interne (72) sont perpendiculaires à l'axe de rotation (A).

7. Installation selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'une ou plusieurs des conduites d'alimentation de concentrât (si ') et d'échappement de concentrât (s2') sont munies de bagues d'étanchéités (74), mobiles en translation selon l'axe longitudinal de la conduite correspondante.

8. Installation selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux unités d'échange de pression (3), et en ce que le dispositif rotatif (71) de chacune des unités d'échange de pression (3) est entraîné par un moteur exclusivement dédié.

9. Installation selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un clapet de sécurité (6) automatiquement activé en cas de surpression.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit clapet de sécurité (6) est positionné sur une conduite reliant la conduite d'admission du concentrât (si ') à la conduite de transfert du fluide à traiter pressurisé (f4) de cette unité d'échange de pression (3).

11. Une vanne rotative (7) permettant de réguler le débit d'un fluide entrant, comprenant une conduite d'admission de ce fluide (si '), et une conduite d'échappement de ce fluide (s2'), caractérisée en ce que les conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') coïncident avec une surface interne (72) à la vanne (7), ladite surface interne (72) étant plane, et en ce que ladite vanne (7) comprend un dispositif rotatif (71) comprenant une surface d'obturation (73) parallèle à ladite surface interne (72). 12. Une vanne rotative selon la revendication 11, caractérisée en que l'une ou plusieurs des conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') sont munies d'une bague d'étanchéité (74) mobile en translation selon l'axe longitudinal de la conduite correspondante. 13. Vanne rotative selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite bague d'étanchéité (74) est insérée dans un évasement ou un épaulement de la conduite correspondante, et en ce qu'elle comprend une surface interne (74a) à la conduite et une surface externe (74b) à la conduite, où les surfaces interne (74a) et externe (74b) sont perpendiculaires à l'axe longitudinal de la conduite correspondante.

14. Méthode de régulation de la position d'une ou plusieurs interfaces mobiles (M), séparant un premier fluide d'un second fluide et oscillant librement dans un ou plusieurs cylindres (31) en fonction de la différence de pression exercée par lesdits premier et second fluides de part et d'autre de l'interface mobile (M), caractérisée en ce que le débit d'entrée de l'un ou plusieurs des premier et second fluides est régulée en fonction de la position d'au moins une desdites interfaces mobiles (M).

15. Méthode selon la revendication 14, caractérisée en ce que le débit d'entrée du premier fluide dans chacun des cylindres (31) est régulée par une vanne rotative (7), comprenant un dispositif rotatif (71) permettant de fermer et d'ouvrir séquentiellement les conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') dudit premier fluide.

16. Méthode selon l'une ou l'autre des revendications 14 et 15, caractérisée en ce que le débit d'entrée du second fluide dans chacun des cylindres (31) est régulé par au moins une vanne de régulation (5) activée par impulsions électriques.

17. Méthode selon l'une ou l'autre des revendications 14 à 16, caractérisée en ce que la position d'une interface mobile (M) est déterminée par un ou plusieurs éléments repères (C), solidaire de ladite interface mobile (M), et coopérant avec une règle de positionnement (R) .

18. Méthode selon l'une ou l'autre des revendications 14 à 17, caractérisée en ce que la position de plusieurs interfaces mobiles (M) dans leur cylindre respectif (31) est régulée par autant de vannes rotatives (7) comprenant chacune un dispositif rotatif (71) dont la vitesse angulaire et/ou la position angulaire est individuellement contrôlée pour réguler le débit d'entrée du premier fluide, et en ce que le débit d'entrée du second fluide est individuellement contrôlé par autant de vannes de régulation (5).

19. Méthode selon l'une ou l'autre des revendications 14 à 18, caractérisée en ce que la vitesse angulaire desdits dispositifs rotatifs (71) est non-uniforme sur un angle de rotation de 360°.

Description:
FURTHER INFORMATION CONTINUED FROM PCT/ISA/ 210

This International Searching Authority found multiple inventions or groups of inventions in this international application, as follows:

1. Claims: 1-4, 6-12, 16, 17, 19, 20

Methods and kits for the détection of cellular réservoirs of cells infected with a mammalian immunodeficiency virus, based on the détection of lymphocyte cells expressing differentiation marker CD89 on the cell surface, and the uses thereof.

2. Claim: 5

Lymphocyte cells expressing differentiation marker CD89 on the cell surface and comprising, in the nuclear deoxyribonucleic acid thereof, the genetically modified génome of a mammalian immunodeficiency virus.

3. Claims: 13-15

Multi-specific antibodies that recognise an epitope of the marker CD89 and a characteristic marker of lymphocyte cells.

4. Claims: 18, 21 , 22

Composition comprising an antibody as defined in any of claims 13 to 15 and a combination of anti-retroviral agents, and the uses thereof

Forai PCT ISA/210 (extra sheet) (January 2015) une pompe permettant de compresser les fluides à traiter avant leur admission dans le module de filtration,

au moins une unité d'échange de pression, permettant de récupérer une partie de l'énergie nécessaire à la compression des fluides à traiter.

Une unité d'échange de pression selon l'invention comprend un cylindre et une interface mobile pouvant se déplacer librement dans ce cylindre. Une interface mobile peut être un piston, avec ou sans tige. L'interface mobile de la présente invention est de préférence un piston muni d'une tige, où la tige du piston est située du côté de l'admission dans le cylindre du fluide à traiter. Le piston est de préférence celui décrit dans la demande de brevet WO2013061229. Cependant d'autres systèmes peuvent être envisagés.

L'interface mobile est connectée à une conduite d'admission de fluide à traiter basse pression et à une conduite de transfert de ce fluide à traiter, pressurisé grâce à l'échange de pression. L'unité d'échange de pression est en outre connectée à une conduite d'admission de concentrât, issue du module de filtration, et à une conduite d'échappement de ce concentrât, qui permet d'évacuer le concentrât après l'échange de pression.

L'unité d'échange de pression selon l'invention comporte un moyen de détection de la position de l'interface mobile. En particulier, le moyen de détection de la position de l'interface mobile peut comprendre une règle de positionnement, fixe, associée à un élément solidaire de l'interface mobile. Un tel élément solidaire de l'interface mobile peut être par exemple un aimant, qui en glissant le long de la règle de positionnement permet de déterminer la position de l'interface mobile. D'autres moyens de détection de la position de l'interface mobile peuvent être envisagés. Dans un mode de fonctionnement particulier, le moyen de détection de la position de l'interface mobile peut déterminer une ou plusieurs positions limite de l'interface mobile.

Une unité d'échange de pression selon l'invention comporte une vanne de régulation, permettant de réguler le flux de fluide à traiter admis dans l'unité d'échange de pression. La vanne de régulation est positionnée sur une conduite d'admission du fluide à traiter basse pression.

Une unité d'échange de pression selon l'invention comprend en outre une vanne rotative, permettant de réguler le flux de concentrât, issu du module de filtration, admis dans l'unité d'échange de pression. La régulation du flux, lorsqu'elle est associée à une unité d'échange de pression, doit être ici comprise comme l'admission d'une fraction plus ou moins grande du flux de concentrât global, issu du module de filtration dans cette unité d'échange de pression. Ainsi, réguler le flux de concentrât entrant dans une unité d'échange de pression revient à admettre une proportion du flux global variant entre zéro et la totalité du flux global. Il est à noter que le flux global de concentrât, issu du module de filtration est réparti sur plusieurs unités d'échange de pression, comme il sera détaillé plus loin.

La vanne rotative comprend à cet effet une conduite d'admission, connectée ou confondue, à la conduite d'admission de concentrât, et une conduite d'échappement, connectée ou confondue, à la conduite d'échappement de concentrât. Une vanne rotative est en communication fluidique avec l'intérieur du cylindre de l'unité d'échange de pression correspondante. Elle comprend un dispositif rotatif entraîné par un axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre correspondant. Le dispositif rotatif permet d'obturer alternativement les conduites d'admission et d'échappement du concentrât. A cet effet, la vanne rotative comprend une surface interne, où débouchent les conduites d'admission et d'échappement du concentrât, et le dispositif rotatif présente une surface d'obturation coopérant avec la surface interne, permettant d'obturer séquentiellement les conduites d'admission et d'échappement de concentrât. La surface interne est de préférence une surface plane, et la surface d'obturation est également une surface plane parallèle à la surface interne. Les surfaces interne et d'obturation sont alors perpendiculaires à l'axe de rotation qui entraine le dispositif rotatif. La conduite d'admission de concentrât peut être munie d'une bague d'étanchéité. Une bague d'étanchéité est de préférence enchâssée dans un épaulement de la conduite correspondante de manière à rester mobile en translation selon l'axe longitudinal de la conduite. La conduite d'échappement peut également être munie d'une telle bague d'étanchéité. Au sein d'une unité d'échange de pression, la vanne de régulation et la vanne rotative peuvent être chacune assujettie au moyen de détection de la position de l'interface mobile, de manière à permettre une régulation de l'un, ou des deux, flux de concentrât et de fluide à traiter au sein de l'unité d'échange de pression.

L'installation selon la présente invention contient de préférence plus d'une unité d'échange de pression. Elle peut contenir par exemple deux ou trois, ou quatre, ou plus d'unités d'échange de pression. Dans ce cas, le dispositif de chacune des unités d'échange de pression est de préférence entraîné par un moteur individuel, qui lui est exclusivement dédié. Dans un tel arrangement, l'ensemble du flux global de concentrât, issu du module de filtration, est réparti dans chacune des unités d'échange de pression dans des proportions variables.

L'installation contient en outre au moins un clapet de sécurité automatiquement activé en cas de surpression. Le clapet de sécurité peut notamment être positionné sur une conduite reliant la conduite d'admission du concentrât dans une unité d'échange de pression à la conduite de transfert du fluide à traiter pressurisé sortant de l'unité d'échange de pression correspondante.

La vanne rotative fait également en soi partie de l'invention. Elle permet de réguler le débit d'un fluide entrant par une conduite d'admission et sortant par une conduite d'échappement. Pour ce faire, la vanne rotative comprend au moins une conduite d'admission et au moins une conduite d'échappement de fluide qui débouchent sur une surface interne, de préférence plane, et un dispositif rotatif comprenant une surface d'obturation parallèle à ladite surface interne. Grâce à cette configuration, la vanne rotative est compacte. De plus, étant disposée de manière à ce que l'axe d'entraînement du dispositif rotatif soit perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre, la vanne rotative permet un moindre encombrement de l'installation. La vanne rotative est avantageusement équipée d'une ou plusieurs bagues d'étanchéités mobiles en translation dans les conduites d'admission de fluide et optionnellement d'échappement de fluide. Ces bagues d'étanchéités étant mobiles en translation selon l'axe longitudinal de la conduite correspondante, elles viennent au contact du dispositif rotatif lorsqu'il passe devant la conduite correspondante, et permettent un rattrapage d'usure automatique. Une bague d'étanchéité peut être insérée dans un évasement ou un épaulement de la conduite correspondante. Elle comprend de préférence une surface interne à la conduite et une surface externe à la conduite, qui sont toutes deux perpendiculaires à l'axe longitudinal de la conduite correspondante.

La présente invention a également pour objet une méthode de régulation de la position d'une ou plusieurs interfaces mobiles, appartenant chacune à une unité d'échange de pression, où chacune des interfaces mobiles sépare un premier fluide d'un second fluide et oscille librement dans un cylindre en fonction de la différence de pression exercée par les premier et second fluides de part et d'autre de l'interface mobile. Selon la méthode de la présente invention, le débit d'entrée de l'un ou plusieurs des premier et second fluides est régulé en fonction de la position d'au moins une des interfaces mobiles. Notamment, le débit d'entrée du premier fluide dans chacun des cylindres peut être régulé par une vanne rotative, comprenant un dispositif rotatif permettant de fermer et d'ouvrir séquentiellement les conduites d'admission et d'échappement du premier fluide. La position angulaire et/ou la vitesse angulaire d'un dispositif rotatif peut être assujetti à un moyen de détection de la position d'une interface mobile.

Alternativement ou en sus, le débit d'entrée du second fluide peut être régulé par au moins une vanne de régulation positionnée sur une conduite d'admission du second fluide. La vanne de régulation peut être activée par impulsions électriques. Une vanne de régulation est avantageusement assujettie à un moyen de détection de la position d'une interface mobile.

La position d'une interface mobile selon la présente méthode peut être déterminée par un élément solidaire de l'interface mobile et coopérant avec une règle de positionnement externe au cylindre correspondant. Selon la méthode de la présente invention, la position de plusieurs interfaces mobiles dans leur cylindre respectif est régulée par autant de vannes rotatives telles que décrites ici. De préférence leur vitesse angulaire et/ou leur position angulaire est individuellement contrôlée pour réguler le débit d'entrée du premier fluide. La vitesse angulaire d'un dispositif rotatif peut être uniforme ou non-uniforme sur un angle de rotation de 360°. Le débit d'entrée du second fluide est individuellement contrôlé par autant de vannes de régulation.

Le fluide à traiter mentionné ici peut être n'importe quel fluide pouvant faire l'objet d'une osmose inverse. En particulier, un fluide à traiter peut être un liquide comprenant au moins un soluté en concentration variable. Les fluides à traiter incluent les liquides aqueux ou organiques. Un fluide à traiter peut par exemple être de l'eau de mer à dessaler, ou un liquide alimentaire provenant d'une source naturelle ou non naturelle. Le fluide à traiter correspond au second fluide évoqué plus haut.

Le concentrât, tel qu'exposé ici, est le fluide concentré en soluté résultant de la filtration. Il est séparé du fluide traité, et est recyclé dans l'installation pour permettre l'échange de pression avec le fluide à traiter. Le concentrât correspond ici au premier fluide évoqué plus haut.

Brève description des dessins

Figure 1 : schéma global de l'installation selon l'invention

Figure 2a, 2b : schéma de fonctionnement de la vanne rotative et du cylindre d'une unité d'échange de pression

Figure 3a : Schéma de la bague d'étanchéité en position ouverte Figure 3b : schéma de la bague d'étanchéité en position fermée

Figures 4a, 4b, 4c, 4d : position angulaire du dispositif rotatif en fonction de la position de l'interface mobile (M)

Figure 5 : position angulaire relative des dispositifs rotatifs de trois unités d'échange de pression.

Description détaillée de l'invention

L'objet de la présente invention est l'installation (1), telle que représentée dans la figure 1. Elle comprend un module de filtration (2), alimenté en fluide à traiter par une conduite d'admission de fluide à traiter haute pression (fl) et une conduite de sortie du fluide traité (f2). Le fluide à traiter (F) alimente le module de filtration (2) après avoir été mis sous pression par une pompe (4) de telle manière que sa pression (PI) à l'entrée du module de filtration (2) soit supérieure à la pression osmotique (Po) du fluide à traiter (F). Le module de filtration (2) comprend en outre une conduite (si) de collecte du concentrât (S) résultant de la filtration du fluide (F). La conduite (si) mène le concentrât (S) vers une ou plusieurs unités d'échange de pression (3) à une pression (P2).

L'installation (1) de la présente invention comprend un moyen de déterminer la position de l'interface mobile (M), tel qu'un ou plusieurs capteurs de position. Tout type de capteur de position peut être envisagé, tel que des capteurs de position mécanique, électrique, électromagnétique, magnétique, ou optique. Selon la nature des capteurs de position, la position de l'interface mobile (M) peut être déterminée par contact, ou sans contact. Selon la nature des capteurs de position, une ou plusieurs positions terminales, ou bien les positions instantanées, de l'interface mobile (M) peuvent être déterminées. La direction du mouvement de l'interface mobile (M) peut également être déterminée, ainsi que sa vitesse de déplacement. Les capteurs de position peuvent exploiter des effets tels que l'effet Hall, ou l'effet Doppler.

Les capteurs de position peuvent déterminer directement la position de l'interface mobile (M). Alternativement, les capteurs de position peuvent déterminer la position d'un élément fixé à l'interface mobile (M).

Dans une configuration particulière de l'installation (1), une règle de positionnement (R) extérieure au cylindre (31), coopère avec un élément repère (C), mobile, dont le mouvement reflète le mouvement de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31). Le repère en question peut être un élément électromagnétique, tel qu'un aimant, coopérant avec un récepteur électromagnétique de la règle de positionnement. La règle de positionnement permet de préférence de déterminer la position instantanée de l'interface mobile (M). Alternativement, la règle de positionnement permet de déterminer la position de l'interface mobile (M) lorsqu'elle atteint l'une ou plusieurs de ses positions limites.

L'installation (1) de la présente invention comprend en outre une vanne de régulation (5). La vanne de régulation (5) est de préférence positionnée sur une conduite d'admission de fluide à traiter basse pression (f3). La vanne de régulation (5) permet de réguler le débit du fluide à traiter (F) entrant dans la chambre du cylindre (31) en obturant partiellement la conduite d'admission du fluide à traiter dans ce cylindre (31). La vanne de régulation (5) est assujettie à la position de l'interface mobile (M), grâce aux données mesurées par le ou les capteurs de positions associés. Elle permet ainsi de réguler le débit de fluide à traiter (F) dans la chambre du cylindre (31) en fonction de la position de l'interface mobile (M) correspondante. La vanne de régulation (5) est de préférence activée par impulsions électriques. La durée de l'impulsion électrique peut être calibrée par défaut, de telle manière qu'à chaque impulsion, la vanne de régulation (5) bouge d'un angle donné ou d'une distance donnée. Alternativement, la durée de l'impulsion électrique peut être modulable, de telle manière que la vanne de régulation (5) bouge d'un angle ou d'une distance proportionnelle à la durée de l'impulsion électrique. L'impulsion électrique est déclenchée lorsque l'interface mobile (M) atteint une position donnée prédéterminée et mesurée par un ou plusieurs des capteurs de position associés.

L'installation (1) comprend une ou plusieurs unités d'échange de pression (3). Une unité d'échange de pression (3) est alimentée en fluide à traiter (F) à une pression (P3) par l'intermédiaire d'une conduite d'admission de fluide à traiter basse pression (f3). A la sortie de l'unité d'échange de pression (3), une conduite de transfert du fluide à traiter pressurisé (f4) mène le fluide à traiter (F) à une pression (P4) jusqu'à rejoindre la conduite d'admission de fluide à traiter haute pression (fl). De cette manière une partie du fluide à traiter (F) est compressée par l'unité d'échange de pression (3) et rejoint le flux d'admission du fluide à traiter haute pression dans le module de filtration (2), allégeant d'autant les besoins énergétiques de la pompe (4).

La compression du fluide à traiter de la pression (P3) à la pression (P4) à travers l'unité d'échange de pression (3) s'opère grâce au débit du concentrât (S) admis dans l'unité d'échange de pression (3) par la conduite (si). L'interface mobile (M), au sein de l'unité d'échange de pression (3), permet de comprimer le fluide à traiter (F) grâce à la pression exercée par le flux de concentrât (S) admis dans l'unité d'échange de pression (3). Lors de cet échange de pression depuis le concentrât (S) vers le fluide à traiter (F), les fluides (F) et (S) restent séparés l'un de l'autre par l'interface mobile (M). L'échange de pression étant effectué, le concentrât (S) est évacué de l'unité d'échange de pression (3) par une conduite d'échappement de concentrât (s2).

L'interface mobile (M) désigne un élément de séparation des fluides, notamment du fluide à traiter (F) par rapport au concentrât (S), pouvant bouger librement grâce à la différence de pression exercée par les fluides de part et d'autre de l'interface mobile (M). L'interface mobile (M) est avantageusement un piston coulissant librement dans un cylindre (31). Les surfaces de chacune des faces opposées de l'interface mobile peuvent être différentes, et permettre ainsi d'optimiser les forces exercées par les fluides en contact avec ces surfaces. D'autres systèmes d'échange de pression comportant une interface mobile peuvent également être envisagés.

L'interface mobile (M) se déplace dans une première direction (a) dans sa phase de compression, compressant le fluide à traiter (F) d'une faible pression (P3) à une pression (P4) plus élevée.

L'interface mobile (M) se déplace ensuite dans la direction opposée (b) à la première direction (a) pour évacuer le concentrât (S) de l'unité d'échange de pression (3).

L'unité d'échange de pression (3) comprend une vanne rotative (7) permettant l'admission alternative du concentrât (S) dans l'unité d'échange de pression (3). La vanne rotative (7) (figures 2a et 2b) comprend à cet effet une conduite d'admission (si ') connectée ou confondue à la conduite d'admission du concentrât (si), une conduite d'échappement (s2') connectée ou confondue à la conduite d'échappement du concentrât (s2) et un dispositif rotatif (71) permettant tour à tour d'obturer les conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') de la vanne rotative (7). Les conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') communiquent avec une chambre interne à la vanne rotative (7), laquelle est en communication fluidique avec l'intérieur du cylindre (31) de l'unité d'échange de pression (3).

Lorsque le concentrât (S) est admis dans l'unité d'échange de pression (3) grâce à l'ouverture de la conduite d'admission (si '), l'interface mobile (M) se déplace dans le cylindre (31) dans la direction (a) et compresse le fluide à traiter (F). Dans son mouvement de rotation, le dispositif rotatif (71) obture la conduite d'admission du concentrât (si ') et ouvre, séquentiellement, la conduite d'échappement du concentrât (s2'). Il est à noter que l'ouverture de la conduite d'échappement (s2') est successive à la fermeture complète de la conduite d'admission (si') de manière à limiter, et de préférence éviter totalement, les pertes de charge. La pression du concentrât (S) dans l'unité d'échange de pression (3) chute alors à une pression (P5) inférieure à la pression d'admission du fluide à traiter (P4). La pression du fluide à traiter (F) induit le déplacement de l'interface mobile (M) dans le sens inverse (b) jusqu'à ce que le dispositif rotatif (71) ouvre à nouveau la conduite d'admission du concentrât (si ') et referme la conduite d'échappement du concentrât (s2'), séquentiellement. Il est à noter que l'ouverture de la conduite d'admission (si ') succède à la fermeture complète de la conduite d'échappement (s2'). A ce stade, l'ouverture de la conduite d'admission du concentrât (si ') permet de compenser la pression exercée par le flux de fluide à traiter (F) sur l'interface mobile (M) et d'inverser à nouveau le mouvement de cette interface mobile (M) dans le sens (a) de la compression du fluide à traiter (F).

La vanne rotative (7) selon la présente invention comporte une surface interne (72) ajourée d'au moins deux orifices coïncidant avec les conduites d'admission du concentrât (si ') et d'échappement du concentrât (s2'). La vanne rotative (7) comporte en outre un dispositif rotatif (71) comprenant une surface d'obturation (73) complémentaire de la surface interne (72). Cette surface d'obturation permet d'obturer alternativement l'une et l'autre des conduites d'admission (si) et d'échappement (s2). Le dispositif rotatif (71) est fixé à un axe de rotation (A) entraîné par un moteur. Le moteur peut être de toute nature, et sélectionné par exemple parmi les moteurs électrique, à explosion, ou fonctionnant grâce à une énergie alternative.

L'ouverture aménagée dans la surface interne (72) et coïncidant avec la conduite d'admission (si ') peut être munie d'une bague d'étanchéité (74) circulaire et mobile en translation selon l'axe longitudinal de la conduite (si '), de manière à venir au contact de la surface d'obturation (73) du dispositif rotatif (71) lorsqu'il est en face de la conduite (si ').

La bague d'étanchéité (74) peut être notamment insérée dans un évasement, ou un épaulement, de la conduite (si ') et présenter une face interne (74a) à la conduite, et une face externe (74b) à la conduite. La face interne (74a) est de préférence perpendiculaire au flux d'admission du concentrât (S) de manière à recevoir la poussée due au flux du concentrât (S) lorsque le conduit est obturé par le dispositif rotatif (71). La surface externe (74b) de la bague d'étanchéité (74) vient ainsi au contact de la surface d'obturation (73) du dispositif rotatif (71) et établit l'étanchéité. Lorsque la surface d'obturation (73) du dispositif rotatif (71) libère la conduite d'admission (si ') lors de sa rotation, le flux entrant dans la vanne (7) par l'ouverture ainsi aménagée repousse la bague d'étanchéité (74) à l'intérieur de la conduite d'admission du concentrât (si '). La bague d'étanchéité (74) se trouve ainsi escamotée dans la conduite et en retrait du dispositif rotatif (71). La bague d'étanchéité (74) permet ainsi un rattrapage d'usure automatique. Du fait de sa mobilité sous l'influence de la pression de la conduite d'admission (si '), elle vient au contact de la surface d'obturation (73) du dispositif rotatif (71) quel que soit son degré d'usure.

Une bague d'étanchéité semblable peut également être utilisée au niveau de la conduite d'échappement (s2'). La surface interne (72) et la surface d'obturation (73) sont de préférence toutes deux planes et parallèles. L'axe de rotation (A) du dispositif rotatif (73) est alors perpendiculaire à ces deux surfaces (72) et (73). D'autres géométries peuvent néanmoins être utilisées en fonction des besoins spécifiques de l'installation. La surface interne (72) peut par exemple être conique, et la surface d'obturation (73) définir un cône complémentaire enchâssé dans la surface interne (72). Les deux surfaces interne (72) et d'obturation (73) peuvent alternativement être concaves ou convexe sans que cela ne modifie le principe le de la vanne rotative (7).

Cependant, de manière à optimiser l'encombrement de la vanne rotative (7) les deux surfaces interne (72) et d'obturation (73) sont de préférence planes. Elles sont en outre préférentiellement orientées de telle manière que l'axe de rotation (A) soit orthogonal à l'axe longitudinal du cylindre (31) de l'unité d'échange de pression (3).

La surface d'obturation (73) du dispositif rotatif (71) permet l'obturation alternative et exclusive des conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2'). A cet effet, la surface d'obturation (73) recouvre une portion de la surface interne (72) variant avec la rotation du dispositif rotatif. La surface d'obturation (73) peut notamment prendre la forme d'un demi- cercle permettant à au moins une de ses positions angulaires d'obturer simultanément des deux conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2')

La surface d'obturation (73) peut à cet effet comprendre des formes variées complémentaires des orifices coïncidant avec les conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2'). La vanne rotative (7) est montée en communication fluidique avec l'intérieur du cylindre (31) dans lequel coulisse l'interface mobile (M). La paroi externe (75) de la vanne rotative peut être notamment contigue ou confondue à la paroi du cylindre (31) auquel elle est associée, de telle façon que les fluides admis par la conduite d'admission (si ') entrent directement dans la chambre du cylindre. Alternativement, la vanne rotative (7) peut être connectée au cylindre (31) par des conduites permettant les échanges de fluides entre le cylindre (31) et la vanne rotative (7).

Dans une configuration alternative, la vanne rotative (7) partage avec le cylindre (31) une paroi commune, dans laquelle un ou plusieurs passages sont aménagés de manière à permettre les échanges fluidiques entre la vanne rotative (7) et le cylindre (31).

La position angulaire du dispositif rotatif (71) peut être assujettie à la position de l'interface mobile (M). Notamment, une ou plusieurs des positions de l'interface mobile (M), telles que déterminées par les capteurs de position, peuvent être calibrées pour coïncider avec une ou plusieurs positions angulaires données du dispositif rotatif (71).

L'installation (1) de la présente invention comprend en outre au moins un clapet de sécurité (6). Le clapet de sécurité (6) est positionné sur une conduite reliant la conduite d'admission du concentrât (si) à la conduite transfert du fluide à traiter pressurisé sortant de l'unité d'échange de pression correspondante. (f4). Il est fermé en fonctionnement normal, cloisonnant les deux circuits de fluide à traiter (F) et de concentrât (S). En cas d'une brusque augmentation de la pression (P2) dans la conduite d'admission du concentrât (si), le clapet de sécurité (6) s'ouvre et permet d'évacuer la surpression de la conduite d'admission du concentrât (si) par la conduite de transfert (f4).

Alternativement, chaque unité d'échange de pression (3) de l'installation (1) peut être munie d'un clapet de sécurité (6) positionné entre sa conduite d'admission de concentrât (si ') et la conduite de transfert (f4) correspondante.

L'installation (1) de la présente invention est conçue pour permettre la régulation des flux des fluides de manière à ce que l'interface mobile (M) oscille entre deux positions optimales sans atteindre les positions extrêmes. La vanne rotative (7) représente un premier élément de régulation du mouvement de l'interface mobile (M). Notamment, la vanne rotative (7) représente un moyen de régulation du flux de concentrât (S) entrant dans l'unité d'échange de pression (3).

La position angulaire du dispositif rotatif (71) détermine la position de l'interface mobile (M). Le mouvement de l'interface mobile (M) en fonction de la position angulaire du dispositif rotatif (71) est illustré dans les figures 4a, 4b, 4c et 4d. L'interface mobile (M) oscille entre une première position optimale (H) et une seconde position optimale (B). Le mouvement de l'interface mobile (M) de la seconde position optimale (B) à la première position optimale correspond à la phase de compression du fluide à traiter (F). Le mouvement inverse correspond à la phase d'échappement du concentrât (S). Dans la phase de compression du liquide à traiter, la conduite d'admission du concentrât (si) s'ouvre. Le flux d'admission de concentrât (S) initie le mouvement de l'interface mobile (M) depuis la seconde position optimale (B) jusqu'à une position intermédiaire dans le cylindre (31). Cette position intermédiaire correspond à une vitesse de déplacement maximale de l'interface mobile (M). Elle peut également correspondre à l'ouverture maximale de la conduite d'admission du concentrât (si '), comme représenté à la figure 4d. Le dispositif rotatif (71) poursuit sa rotation de manière à ce que la surface d'obturation (73) occulte le conduit d'admission du concentrât (si '). De cette manière, la vitesse de déplacement de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31) diminue jusqu'à devenir nulle au niveau de la première position optimale (H). Cette position est représentée à la figure 4a. Simultanément, le conduit d'échappement du concentrât (s2') s'ouvre, et permet de faire chuter la pression exercée par le concentrât sur l'interface mobile (M).

Le mouvement s'inverse alors, l'interface mobile (M) étant poussée par le flux de fluide à traiter qui entre dans le cylindre (31) par le conduit d'admission de fluide à traiter basse pression (f3). L'interface mobile (M) retourne à la seconde position optimale (B) en passant par une position intermédiaire, pouvant correspondre à l'ouverture maximale du conduit d'échappement du concentrât (s2'), comme représenté dans la figure 4b.

La vitesse de déplacement de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31) ralentit grâce à la fermeture du conduit d'échappement du concentrât (s2') et à l'ouverture successive du conduit d'admission du concentrât (si'), le flux de concentrât (S) entrant dans l'unité d'échange de pression (3) augmente alors jusqu'à provoquer l'inversement du mouvement de l'interface mobile (M) au niveau de sa seconde position optimale (B).

Le dispositif rotatif (71) est un premier moyen de régulation du mouvement de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31). Notamment, la vitesse de rotation du dispositif rotatif (71) permet de réguler la vitesse de déplacement de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31) en fonction du débit global de concentrât (S) au niveau du conduit d'admission de concentrât (si). Plus le débit du concentrât (S) augmente, et plus la vitesse de rotation du dispositif rotatif (71) augmente. Le débit est alors distribué entre les unités d'échange de pression à une fréquence plus élevée.

La vanne de régulation (5) représente un second moyen de régulation du mouvement de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31). Notamment la vanne de régulation (5) permet de réguler le flux de fluide à traiter entrant dans l'unité d'échange de pression (3). La vanne de régulation (5) peut être activée lorsque l'interface mobile (M) rejoint l'une ou l'autre des première (H) et seconde (B) positions optimales, ou des première (Η') et seconde (Β') positions extrêmes.

Un objet particulier de la présente invention est une vanne rotative (7) comprenant une paroi externe (75), une paroi interne (76) délimitant une chambre interne (78), une surface interne (72), un dispositif rotatif (71) comprenant une surface d'obturation (73) parallèle à la surface interne (72), et un axe de rotation (A) entraînant le dispositif rotatif (71). La surface interne (72) est pourvue d'au moins deux orifices débouchant vers l'extérieur de la vanne rotative (7). L'un des orifices (si ') permet l'admission d'un fluide, l'autre orifice (s2') permet l'échappement de ce fluide. La surface interne (72) est de préférence plane. L'un ou plusieurs des orifices d'admission (si ') et d'échappement (s2') peuvent être munis d'une bague d'étanchéité (74).

L'installation (1) de la présente invention comprend de préférence plusieurs unités d'échange de pression (3), contenant chacune :

- une vanne rotative (7) avec une conduite d'admission du concentrât (si ') et une conduite d'échappement du concentrât (s2'), la vanne rotative (7) étant en communication fluidique avec un cylindre (31),

- un cylindre (31) connecté au réseau de fluide à traiter (F) comme indiqué précédemment, dans lequel une interface mobile (M) permet l'échange des pressions,

- Un moyen de détermination de la position de l'interface mobile (M), tel qu'une règle de positionnement (R),

- une vanne de régulation assujettie à ce moyen de détermination de position de l'interface mobile (M), et optionnellement un clapet de sécurité (6).

Dans un mode de fonctionnement, les vannes rotatives (7) des unités d'échanges de pression (3) sont axées sur un même axe (A). Les dispositifs rotatifs (71) de ces vannes rotatives (7) tournent donc à la même vitesse et obturent les conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') relatives à la même fréquence.

Dans un autre mode de fonctionnement, chacune des vannes rotatives (7) est entraînée par un moteur dédié. La vitesse de rotation des dispositifs rotatifs (71) peut alors être ajustée individuellement. Moduler la vitesse de rotation des dispositifs rotatifs (71) individuellement permet de réguler la position de l'interface mobile (M) d'une unité d'échange de pression (3) en fonction du flux de fluide entrant dans cette unité d'échange de pression (3).

La vitesse de rotation d'un dispositif rotatif (3) peut être uniforme sur un ou plusieurs tours. Alternativement, la vitesse de rotation d'un dispositif rotatif (3) peut être non-uniforme sur un angle de 360°. En fonction des besoins, les périodes d'ouverture et/ou de fermeture des conduites d'admission (si') et d'échappement (s2') peuvent être modulées instantanément en ralentissant la vitesse angulaire du dispositif rotatif (71).

La vitesse angulaire de chaque dispositif rotatif (71) peut être modulée de manière prédéfinie. En d'autres termes, la durée d'obturation des conduites d'admission (si ') et d'échappement (s2') peut être prédéterminée en ajustant à l'avance la vitesse angulaire du dispositif rotatif (71) lorsqu'il se trouve devant l'une des conduites d'admission (si ') ou d'échappement (s2'). Alternativement, la vitesse angulaire d'un dispositif rotatif (71) peut être modulée instantanément en fonction des données relatives à la position de l'interface mobile (M) dans le cylindre (31). Pour ce faire, chacun des moteurs entraînant un dispositif rotatif (71) peut être assujetti à au moins un moyen de détermination de la position de l'interface mobile (M) correspondante.

A un instant donné, la position angulaire des dispositifs rotatifs (71) est de préférence différente pour chacun des dispositifs rotatifs (71) de l'installation (1). D'une manière avantageuse, la position angulaire relative des dispositifs rotatifs (3) est adaptée de manière à ce que la surface totale d'admission, résultant de la somme des surfaces des conduites d'admission (si ') du concentrât non obturées par les dispositifs rotatifs (71) soit constante, ou substantiellement constante. Dans une configuration particulière, l'installation (1) peut contenir 3 unités d'échange de pression (3), et les positions angulaires instantanées des dispositifs rotatifs (71) peuvent être chacune décalées d'un angle d'environ 120°. Dans une autre configuration, l'installation (1) peut contenir 4 unités d'échange de pression (3), et les positions angulaires instantanées des dispositifs rotatifs (71) peuvent être chacune décalées d'un angle d'environ 90°.

La présente invention comprend une méthode de régulation de la course de l'une ou de plusieurs interfaces mobiles (M) dans leur cylindre respectifs (31).

La méthode comprend notamment la régulation de la vitesse angulaire des dispositifs rotatifs (71) en fonction du débit du fluide admis par la vanne rotative (7). La vitesse angulaire des dispositifs rotatifs (71) peut être déterminée en fonction du débit total de fluide entrant dans l'ensemble des unités d'échange de pression (3). Dans ce cas une vitesse angulaire uniforme et égale pour tous les dispositifs rotatifs (71) peut être adoptée. Alternativement, la vitesse angulaire de chaque dispositif rotatif (71) peut être régulée individuellement en fonction du débit de fluide entrant dans la vanne rotative (7) correspondante. La régulation de la vitesse angulaire de l'un ou de l'ensemble des dispositifs rotatifs (71) peut se faire en fonction des données relatives à la position de l'une ou plusieurs interfaces mobiles (M) de l'installation (1), et collectées par au moins un capteur de position d'interface mobile (M)

La méthode de la présente invention comprend en outre la régulation du débit d'entrée du fluide à traiter (F) dans les unités d'échange de pression (3). La régulation du débit de fluide à traiter (F) est opérée grâce à une vanne de régulation (5) en fonction de la position de l'une ou plusieurs des interfaces mobiles (M) de l'installation (1). De préférence, la régulation du débit de fluide à traiter (F) est effectuée de manière individuelle pour chacune des unités d'échange de pression (3) de l'installation (1).

Dans une configuration avantageuse, la vitesse angulaire des dispositifs rotatifs (71) est régulée en fonction du débit total entrant dans les unités d'échange de pression (3), et le débit de fluide à traiter (F) est régulé de manière individuelle pour compenser les écarts possibles entre les unités d'échange de pression (3).

Dans une autre configuration, la vitesse angulaire de chaque dispositif rotatif (71) est régulée de manière individuelle, en fonction du débit de fluide entrant dans l'unité d'échange de pression (3) correspondante, et le débit de fluide à traiter (F) entrant dans l'unité d'échange de pression (3) est également régulé de manière individuelle. Cette configuration offre plus de moyens de contrôle de la position et de la vitesse de l'interface mobile (M) de chaque unité d'échange de pression (3).