Brevet FR2006779A1 — publié le 19700102

La présente invention concerge un filtre magnétique permettant d'extraire d'un fluide les particules ferromagnétiques qu'il contient. Les filtres magnétiques sont utilisés dans les canalisations à haute pression des centrales électriques. tn filtre approprié à un tel emploi peut comporter des grilles de filtrage en matière magnétique disposées à l'intérieur d'une section de canalisation et entourées, à l'extérieur de la canalisation, de bobines d'excitation pour induire un champ magnétique dans les grilles. Dans une réalisation idéale, la section de la canalisation contenant les grilles serait cons tituéU par un tube d'acier non magnétique, mais un tel tube, de dimensions et de la qualité requises, est difficile à obtenir. En variante, la section de la canalisation peut être un tube d'aciEr ordinaire. Be tube doit alors être saturé magnétiquement avant que le champ désiré puisse être créé dans les grilles, mais cela requiert une puissance bien plus grande que celle nécessaire dans le cas d'un tube en acier non magnétique. De plus, les très grands flux magnétiques engendrés nécessiteront l'utilisation de culasses lourdes et coûteuses. Conformément à l'invention, un filtre magnétique comporte deux tubes de matériau ferro-magnétique, dont chacun contient une grille de filtrage en matière ferro-magnétique et est entouré d'une bobine d'excitation pour induire un champ magnétique dans la grille, ces grilles étant disposées côté à côté et étant reliées entre elles par des culasses en matériau ferromagnétique pour former un circuit magnétique, de façon que le flux engendré dans un tube traverse l'autre tube. Cette forme de construction offre non seulement l'avantage d'une utilisation économique de matériau, mais peut être réalisée de façon à ne guère engendrer de champs extérieurs. Un filtre conforme à l'invention peut être avantageusement incorporé dans une tuyauterie sans requérir l'isolement magnétique de cette dernière. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en plan, partiellement une coupe, d'un filtre magnétique réalisé conformément à I'inventisn. La figure 2 est une vue en bout, partiellement une coupe, par le plan II-II de la figure 1, du filtre représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective à grande échelle d'une élément d'une grille du filtre. La figure 4 montre les spires d'une bobine d'excitation du filtre Le filtre représenté sur les figures comprend deux tubes en acier doux 1 et 2, disposés parallèles entre eux et reliés par des culasses en acier doux 3 et 4. Comme le montre la figure 2, chaque culasse est constituée par une plaque en deux parties 3a, 3b et 4a, 4b, ces parties sont sevrées sur les tubes 1 et 2 à l'aide de vis 5. Chaque partie de culasse comporte à sa périphérie deux échancrures semi-circulaires pour la fixation aux deux tubes. Entre les culasses 3 et 4, chaque tube comporte une série de grilles de filtrage 6. A chaque extrémité de la série de tubes, une grille perforée 7, en matière ferro-magnétique douce, s'étend à travers le tube.Chaque grille est constituée par plusieurs éléments 8 dont chacun comporte comme le montre la figure 3 un certain ncmbre de bandes 9 de matière ferro-magnétique douce; ces bandes, disposées parallèlement entre elles dans un même plan, sont maintenues écartées par des barres 10 en matériau non ferro-magnétique, par exemple en acier inoxydable. De préférence, cen barres ont une section en forme de U en vue du renforcement. Les éléments 8=de chaque grille sont disposés et maintenus assemblés dans un manchon il (figure 1 et 2) en matériau non magnétique, par exemple en acier inoxydable, qui s'adapte dans les tubes 1 et 2.Dans chaque manchon 11, les éléments sont disposés dans des plans parallèles à l'axe du manchon, et sont maintenus écartés par les barres 10. A ses extrémités, chaque manchon comporte des brides intérieures pour empêcher le déplacement axial des éléments 8. Entre les culasses 3 et 4, chaque tube est entouré de bobines d'excitation 12 pour induire les champs magnétiques dans les grilles 6 disposées dans le tube. Chaque bobine est constituée par deux bandes de cuivre enroulées en spirale,comme le montre en 13 et 14 la figure 4 vui représente les bandes séparées. Les deux bandes, recouvertes de matière isolante électrique, sont disposées coaxialement et sontinterconnectés à leurs extrémités intérieures. Les connexions entre des bobines adjacentes sont réalisées aux extrémités extérieures des bandes. On évite ainsi la nécessité d'utiliser des conducteurs allant de l'intérieur vers l'extérieur des bobines. Les deux bobines extrêmes sur chaque tube sont connectées à une source de courant (non représentée sur le dessin). Les bandes de chaque bobine et les bobines elles-memes doivent être assemblées de façon que le courant circule dans le même sens à travers les bobines. Le sens de la circulation du courant dans les deux bandes associées représentées sur la figure 4 est indiqué par les flèches C. Après leur assemblage les deux bandes de chaque bobine sont montées ensemble avec un recouvrement isolant électrique. Si le filtre doit être utilisé pour le filtrage de fluides à température élevée, l'isolant peut également être en un matériau présentant des propriétés propriétés calorifuges. Les bobines 12 sont maintenues en place sur les tubes 1 et 2 par des bagues d'espacement 15. Chaque bague d'espacement comporte d'un côté une feuillure qui entoure la périphérie extérieure de la bague, et les bagues sont disposées sur les tubes, en contact l'une avec l'autre, les feuillures des bagues adjacentes dirigées dans des sens opposés, de sorte que les feuillures de paires successives de bagues adjacentes forment des rainures pour recevoir les bords intérieurs des bobines. Lorsque des fluides à température élevée doivent traverser les tubes, les bagues d'espacement peuvent être en un matériau calorifuge, par exemple de la fibre de verre, afin de protéger les bobines contre la chaleur. su besoin les bobines peuvent être refroidies par air forcé. Un dispositif permettant d'obtenir ce résultat, représenté sur les figures 1 et 2, comprend une enveloppe 16 entourant les bobines et à travers laquelle de lrair est soufflé par un ventilateur (non représenté sur le dessin) disposé à l'intérieur d'un filtre à air 17. L'air entre dans l'enveloppe par une entrée 18 figure 2) comme il est indiqué par les flèches d et quitte l'enveloppe à travers deux ouvertures 19 (dont une seule est visible sur la figure 2) comme il est indiqué par les flèches e. Le filtre peut être installé dans une tuyauterie en interposant des jointes de tuyauterie à by-pass ou des pièces de jonction entre les extrémités du filtre et la tuyauterie. Pendant le fonctionnement du filtre, les bobines 12 induisent des champs magnétiques dans les grilles 6 et, à travers les culasses 3 et 4, dans les grilles 7. Les rainures (désignées par 7a sur la figure 2) de chaque grille sont disposées suivant une configuration (représentée sur la figure 2) qui assure au champ magnétique des trajets radiaux de longueur maximale tout en permettant au fluide de circuler librement à travers la grille. Dans les grilles 6, des champs magnétiques sont engendrés à travers les entrefers (désignés par 9a sur la figure 3) entre les bandes 9 de chaque élément de grille 8. Le fluide à filtrer traversant chacun des tubes 1 et 2, traverse d'abord la grille 7 à l'extrémité d'amont de la série de grilles 6 dans le tube respectif. Ces grilles retiennent chaque objet de grandes dimensions contenu dans le liquide. De petites particules traversent les rainures de la grille et sont transportées par le fluide à travers les espaces compris entre les éléments adjacents 8 des grilles 6. Le sens de la circulation du fluide par rapport aux éléments 8 est indiqué par les flèches f sur la figure 3. Etant donné que le fluide traverse les espaces compris entre les éléments 8, les particules ferromagnétiques contenues dans le.fluide sont captées par les champs magnétiques dans les entrefers 9a subsistant entre les bandes 9 des éléments 8 et sont ainsi extraites du fluide. Au bout d'un certain temps, les entrefers 9a sont complètement remplis d'éléments métalliques que l'on peut alors enlever en désaimantant les grilles 6 par une interruption du courant traversant les bobines 12. REVEKDICATIQNS 1.- Filtre magnétique permettant d'extraire d'un fluide les particules ferro-magnétiques qu'il contient, caractérisé en ce qu'il comporte deux tubes de matériau ferromagnétique, dont chacun contient une grille de filtrage en matière ferro-magnétique et est entouré d'une bobine d'excitation pour induire un champ magnétique dans la grille, ces grilles étant disposées côte à côte et étant reliées entre elles par des culasses en matériau ferro-magnétique pour former un circuit magnétique, de façon que le flux engendré dans un tube traverse l'autre tube. 2.- Filtre magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque culasse comprend une plaque constituée par des parties séparées dont chacune comporte à sa périphérie des échancrures semi-circulaires pour la fixation aux deux tubes, les deux parties de chaque culasse étant serrées sur les tubes0 3.- Filtre magnétique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que chaque tuyau est entouré de plusieurs bobines d'excitation disposées coaxialement et comprenant chacune deux bandes de matériau conducteur de l'éledtricité enroulées en spirale et recouvertes de matériau isolant électrique, les deux bandes de chaque bctine étant disposées azaxia- lement et étant interconnectées à leurs extrémités inférieures, alors que les connexions entre des bobines voisines sont réalisées aux extrémités extérieures des bandes. 4.- Filtre magnétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bobines entourant chaque tube sont maintenues en place par des bagues d'espacement dont chacune comporte d'un côté une feuillure qui entoure la périphérie extérieure de la bague, et les bagues sont disposées sur les tubes en contact l'une avec l'autre, les feuillures des bagues adjacentes dirigées dans des sens opposés, de sorte que les feuillures de paires successives de bagues adjacentes forment des rai- nures pour recevoir les bords intérieurs des bobines. 5.- Filtre magnétique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bagues d'espacement sont en matière calorifuge. 6.- Filtre magnétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour refroidir les bobines lorsque des fluides à température élevée traversent les tubes, lesdits moyens comprenant un ventilateur et des gaines qui entourent les bobines, de sorte que de l'air est refoulé directement par le ventilateur sur les bobines.