FR2502358A1 - Liq. level controller for ion exchange resin mfr. - uses circuit to convert video signals from camera to control signals for actuation of inlet and outlet valves - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif pour maintenir une hauteur constante prédéterminée de liquide au-dessus d'une dispersion d'un produit solide dans le liquide, cette dispersion ayant un niveau susceptible de varier entre une valeur minimum et une valeur maximum, et étant contenue dans une cuve comportant des moyens pour introduire et pour évacuer du liquide, et une fenêtre fermée de façon étanche par un matériau transparent à travers lequel le niveau de la dispersion et la surface libre du liquide restent toujours visibles. The present invention relates to a device for maintaining a predetermined constant height of liquid above a dispersion of a solid product in the liquid, this dispersion having a level capable of varying between a minimum value and a maximum value, and being contained in a tank comprising means for introducing and discharging liquid, and a window closed in a sealed manner by a transparent material through which the level of the dispersion and the free surface of the liquid always remain visible.
Certains produits solides, en dispersion dans un liquide, ne conservent leurs propriétés que s'ils sont constamment recouverts par le liquide. Some solid products, dispersed in a liquid, only retain their properties if they are constantly covered by the liquid.
C'est par exemple le cas de nombreuses résines échangeuses d'ions que l'on utilise pour retenir les sels minéraux contenus dans certains liquides ou certains jus.This is for example the case with many ion exchange resins which are used to retain the mineral salts contained in certain liquids or certain juices.
Les résines échangeuses d'ions doivent être rincées, avec un liquide de rinçage, afin de les débarrasser des sels qu'elles ont fixés et de pouvoir les réutiliser de façon satisfaisante dans un nouveau cycle de traitement. The ion exchange resins must be rinsed with a rinsing liquid in order to rid them of the salts which they have fixed and to be able to reuse them satisfactorily in a new treatment cycle.
Elles augmentent de volume au fur et a mesure qu'elles fixent les sels. Elles diminuent de volume pendant l'opération de rinçage. Leur niveau, dans la cuve de traitement, varie donc constamment pendant les opérations de fixation de sels et de rinçage. They increase in volume as they fix the salts. They decrease in volume during the rinsing operation. Their level in the treatment tank therefore varies constantly during the salt fixing and rinsing operations.
Ces résines doivent être en permanence noyées dans le liquide,-que ce soit le jus chargé de sels ou le liquide de rinçage. Si elles émergent de la surface liquide, elles perdent leur efficacité alors qu'elles sont coûteuses et que leur remplacement immobilise la cuve de traitement. These resins must be permanently immersed in the liquid, either the salt-laden juice or the rinsing liquid. If they emerge from the liquid surface, they lose their effectiveness when they are expensive and when their replacement immobilizes the treatment tank.
En outre, on a intérêt à avoir, au-dessus des résines, une hauteur liquide minimum. Traiter le liquide de rinçage, par exemple avant son introduction dans la cuve, est un procédé très onéreux ; et limiter la hauteur de ce liquide au-dessus des résines, à la valeur la plus faible possible, conduit à des économies d'énergie et de produits telles qu'elles peuvent représenter une fraction importante de la rentabilité de l'unité de traitement. In addition, it is advantageous to have, above the resins, a minimum liquid height. Treating the rinsing liquid, for example before it is introduced into the tank, is a very expensive process; and limiting the height of this liquid above the resins, to the lowest possible value, leads to energy and product savings such that they can represent a significant fraction of the profitability of the processing unit.
Actuellement, l'opérateur qui surveille, à travers la fenêtre de la cuve, l'évolution du niveau des résines, essaie d'ajuster au mieux la hauteur minimum préfixée de liquide au-dessus des résines, par la manoeuvre des vannes de remplissage et de vidange de la cuve. Cette manoeuvre est délicate. Ou bien ltopérateur laisse émerger les résines qui perdent alors, en partie, leur efficacité, ou bien, par sécurité, il maintient trop de liquide au-dessus des résines, et la rentabilité du traitement décroît sensiblement. Currently, the operator who monitors, through the window of the tank, the evolution of the level of the resins, tries to adjust as well as possible the minimum height prefixed of liquid above the resins, by the operation of the filling valves and tank emptying. This maneuver is delicate. Either the operator lets the resins emerge, which then partially lose their effectiveness, or else, for safety, he keeps too much liquid above the resins, and the profitability of the treatment decreases appreciably.
Les procédés de régulation de niveaux connus ne conviennent pas pour réguler efficacement une différence minimale et prédéterminée entre le niveau variable d'une dispersion solide et le niveau de liquide contenant cette dispers ion. The known level control methods are not suitable for effectively controlling a minimum and predetermined difference between the variable level of a solid dispersion and the level of liquid containing this dispersion.
La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en utilisant le fait que des cellules photo-sensibles à la lumière peuvent analyser la différence des teintes (noires, grises ou blanches, avec même les nuances de gris) des résines, du liquide et de l'absence de résines et de liquide. The present invention proposes to remedy these drawbacks by using the fact that light-sensitive photocells can analyze the difference in hues (black, gray or white, even with the shades of gray) of the resins, of the liquid and of the absence of resins and liquid.
Pour ce faire, elle a pour objet un dispositif qui se caractérise en ce qu'il comprend en combinaison un dispositif pour éclairer le matériau transparent de la fenêtre, une grande quantité de cellules photo-sensibles (qui peuvent être regroupées dans une caméra vidéo) dont le champ de visée couvre le matériau transparent et qui émettent des signaux représentatifs du niveau de la dispersion et de la hauteur du liquide au-dessus de celle-ci, et un convertisseur pour transformer ces signaux en signaux de régulation aptes à actionner judicieusement les moyens d'évacuation et d'introduction du liquide afin de maintenir constante la hauteur de liquide au-dessus de la dispersion, quelles que soient les variations du niveau de cette dernière entre la valeur minimum et la valeur maximum.To do this, it relates to a device which is characterized in that it comprises in combination a device for illuminating the transparent material of the window, a large quantity of photo-sensitive cells (which can be grouped in a video camera) whose field of view covers the transparent material and which emit signals representative of the level of the dispersion and of the height of the liquid above it, and a converter to transform these signals into regulation signals capable of judiciously actuating the means of evacuation and introduction of the liquid in order to maintain constant the height of liquid above the dispersion, whatever the variations of the level of the latter between the minimum value and the maximum value.
Grâce à ce dispositif, une hauteur rigoureusement constante de liquide peut maintenant être conservée au-dessus du produit solide, et ce, quelles que soient les variations du niveau de celui-ci dans la plage considérée. Aucune intervention humaine n' est en outre nécessaire, ce qui élimine les fausses manoeuvres résultant d'observations visuelles erronées. Thanks to this device, a rigorously constant height of liquid can now be kept above the solid product, and this, whatever the variations in the level thereof in the range considered. In addition, no human intervention is necessary, which eliminates false maneuvers resulting from erroneous visual observations.
Un môde d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue en elévation schématique, avec arrachement, d'une cuve équipée d'un dispositif conforme à l'invention ;
- la figure 2 illustre les valeurs extremes entre lesquelles le niveau du produit contenu dans la cuve peut varier.An embodiment of the present invention will be described below by way of nonlimiting example with reference to the attached drawing in which
- Figure 1 is a schematic elevational view, with parts broken away, of a tank equipped with a device according to the invention;
- Figure 2 illustrates the extreme values between which the level of the product contained in the tank can vary.
Le dessin annexé montre une cuve verticale I reposant sur des pieds 2 et dont la paroi latérale comporte une fenêtre verticale 3 fermée de façon étanche par un matériau transparent, par exemple une plaque de verre. The accompanying drawing shows a vertical tank I resting on feet 2 and the side wall of which has a vertical window 3 closed in a sealed manner by a transparent material, for example a glass plate.
La cuve 1, qui renferme une résine échangeuse d'ions 4 en dispersion dans un liquide, comporte une vanne de remplissage 5 montée dans une canalisation d'alimentation en liquide 6 débouchant a sa partie supérieure et une vanne de vidange 7 montée dans une conduite d'évacuation 8 débouchant à sa partie inférieure, l'entrée de la conduite 8 étant pourvue de moyens non représentés interdisant le passage de la resine mais autorisant celui du liquide. The tank 1, which contains an ion exchange resin 4 dispersed in a liquid, comprises a filling valve 5 mounted in a liquid supply pipe 6 opening at its upper part and a drain valve 7 mounted in a pipe. outlet 8 opening at its lower part, the inlet of the pipe 8 being provided with means not shown preventing the passage of the resin but allowing that of the liquid.
Le niveau de la surface libre de la résine varie en fonction de la quantité de sels minéraux qu'elle a fixés. The level of the free surface of the resin varies according to the quantity of mineral salts which it fixed.
Dans l'exemple représenté,on a supposé qu'il pouvait varier entre une valeur minimum m correspondant à la hauteur du côté transversal inférieur de la fenêtre 3 et une valeur maximum M correspondant à la hauteur du côté transversal supérieur de la fenêtre, diminuée de la hauteur de la couche liquide 9 qui doit toujours surmonter la résine. In the example shown, it was assumed that it could vary between a minimum value m corresponding to the height of the lower transverse side of the window 3 and a maximum value M corresponding to the height of the upper transverse side of the window, reduced by the height of the liquid layer 9 which must always overcome the resin.
Le niveau de la surface libre de la résine est minimum lorsque celleci ne retient aucun sel. il est au contraire maximum lorsque la résine est saturée. The level of the free surface of the resin is minimum when it does not retain any salt. on the contrary, it is maximum when the resin is saturated.
Le dispositif conforme à la présente invention se propose de maintenir constante la hauteur de la couche liquide 9, quelles que soient les variations du niveau de la face supérieure de la résine contenue dans la cuve. Pour ce faire, il comprend un éclairage judicieux de la fenêtre, non représenté sur le dessin, une grande quantité de cellules photo-sensibles regroupées dans une caméra vidéo 10 dirigée vers la fenêtre 3 de telle manière que son champ de visée 11 couvre la totalité des plages dans lesquelles les niveaux des surfaces libres de la résine et de la couche liquide 9 sont susceptibles de varier. The device according to the present invention proposes to keep constant the height of the liquid layer 9, whatever the variations in the level of the upper face of the resin contained in the tank. To do this, it includes judicious lighting of the window, not shown in the drawing, a large quantity of photo-sensitive cells grouped in a video camera 10 directed towards the window 3 so that its field of view 11 covers the whole ranges in which the levels of the free surfaces of the resin and of the liquid layer 9 are liable to vary.
Comme la résine, le liquide et d'absence de résines et de liquide ont des teintes différentes, les cellules photo-sensibles peuvent aisément les différencier, ce qui leur permet d'émettre des signaux vidéo représentatifs de chacun de leur niveau. On notera ici que si la résine et le liquide avaient les mêmes couleurs, il conviendrait d'utiliser des filtres spéciaux pour que les cellules photo-sensibles puissent les différencier. As the resin, the liquid and the absence of resins and of liquid have different shades, the photo-sensitive cells can easily differentiate them, which allows them to emit video signals representative of each of their level. It will be noted here that if the resin and the liquid had the same colors, it would be advisable to use special filters so that the photo-sensitive cells can differentiate them.
Le dispositif conforme à l'invention comporte également un convertisseur 12 -ou interface- destiné à transformer les signaux vidéo en signaux de régulation permettant d'actionner judicieusement les vannes 5 et 7 afin que la hauteur de la couche liquide 9 demeure constante lorsque le niveau de la résine 4 varie entre les valeurs m et M. The device according to the invention also includes a converter 12 - or interface - intended to transform the video signals into regulation signals making it possible to actuate the valves 5 and 7 judiciously so that the height of the liquid layer 9 remains constant when the level of resin 4 varies between the values m and M.
Supposons que la résine est saturée en sels et que son rinçage s'effectue sous le contrôle du dispositif conforme à l'invention. Suppose that the resin is saturated with salts and that its rinsing is carried out under the control of the device according to the invention.
Les cellules photo-sensibles de la caméra 10 émettent des signaux vidéo représentatifs du niveau de la résine 4 et de la couche liquide 9. The photo-sensitive cells of the camera 10 emit video signals representative of the level of the resin 4 and of the liquid layer 9.
L'interface 12 transforme, quant à lui, les signaux vidéo en signaux de régulation sous l'action desquels la vanne 5 s'ouvre pour permettre l'introduction de liquide dans la cuve 1, ou bien la vanne 7 s'ouvre pour permettre l'évacuation d'une quantité de liquide, ces vannes étant commandées de telle sorte que la hauteur de la couche 9 demeure constante quel que soit le niveau de la résine.The interface 12 transforms, for its part, the video signals into regulation signals under the action of which the valve 5 opens to allow the introduction of liquid into the tank 1, or else the valve 7 opens to allow the evacuation of a quantity of liquid, these valves being controlled so that the height of the layer 9 remains constant whatever the level of the resin.
Le dispositif conforme à l'invention vient d'être décrit dans le cas où il est utilisé pour maintenir une hauteur liquide constante au-dessus d'une résine en cours de rinçage. Il va de soi qu'il pourrait également être utilisé pour maintenir une hauteur constante de liquide au-dessus de tout produit solide en dispersion dans ce liquide et dont le niveau serait susceptible de varier de façon quelconque entre une valeur minimum et une valeur maximum. The device according to the invention has just been described in the case where it is used to maintain a constant liquid height above a resin during rinsing. It goes without saying that it could also be used to maintain a constant height of liquid above any solid product in dispersion in this liquid and the level of which could vary in any way between a minimum value and a maximum value.
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