Brevet FR2206984A1 — publié le 19740614

La présente invention est relative à un dispositif pour le traitement magnétique dtun liquide afin d'éviter ou de réduire la formation d'incrustations ainsi que lteffet corrosif comprenant un tuyau en matière ferromagnétique présentant une ouverture d'amenée et une ouverture de sortie, au moins un aimant entre ces ouvertures et des moyens de fixation de cet aimant par rapport au tuyau, des passages pour le liquide demeurant libres entre l'aimant et la paroi du tuyau. Le traitement magnétique de liquides afin d'éviter qu'ils forment des incrustations calcaires et afin de diminuer leur effet corrosif est connu. Pour un tel traitement magnétique le demandeur a notamment réalisé les dispositifs selon les brevets français n0 925.626 du 15.4.1946, français n0 1.001.119 du 9.12.1949, belge n0 492.580 du 6.12.1949, belge n0 537.783 du 29.4.1955, belge n0 560.199 du 21.8.1957 et fran çais. n0 1.495.761 du 3.10.1966. Dans tous ces dispositifs connus les champs magnétiques sont réalisés soit par des solénoSdes alimentés en courant alternatif ou continu soit par des aimants permanents d'une conception plus ou moins classique , par exemple par.des. aimants droits, cylindriques ou semi-cylindriques,- soit encore par des aimants d'une forme particulière. Dans certains dispositifs connus comportant des aimants, certains piles des aimants n'interviennent pas directement pour la production du champ magnétique qui esttraversé par les filets liquides. C'est notamment le cas pour les piles des extrémités des aimants selon le brevet français n0 1.495.761 du 3.10.lu66. Dans d'autres dispositifs comportant des aimants permanents, ces derniers se trouvent nécessairement en un circuit magnétique comportant uniquement ou quasi uniquement des aimants, la matière ferromagnétique du tuyau n'intervenant pratiquement pas dans le circuit magnétique; Dans de telles réalisations les pertes par fuite sont importantes. C'est notamment le cas dans certaines formes de réalisation du brevet belge no 537.783 du 29.4.1955. Dans d'autres dispositifs comportant un aimant permanent, ce dernier forme un circuit fermé avec la matière ferromagnetique du tuyau mais les mêmes filets liquides travers sent successivement les lignes de force des deux pales du même aimant. C'est notamment le cas pour une autre forme de réalisation du brevet belge n0 537.783 du 29.4.1955. Dans tous ces dispositifs connus les aimants permanents ne sont pas utilisés d'une façon ratiomelle à cent pour cent, Un but de l'invention est de réaliser un dispositif dans lequel les aimants permanents sont utilisés d'une façon aussi efficace que possible en vue de la création d'un champ intense avec un minimum de volume et également un minimum de résistance Ilydraulique. A cet effet les deux paLes de l'aimant se trouvent plus près de la paroi du tuyau que de l'axe géométrique de ce dernier et constituent avec la partie du tuyau à proximité de laquelle ils se trouvent deux passages pour des parties diffé- rentes du liquide. De préférence l'aimant s'étend sensiblement dans le sens longitudinal du tuyau. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'aimant susdit s'étend sur toute la largeur du tuyau, ses deux piles se trouvant à proximité de parois opposées du tuyau. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention le tuyau a une section rectangulaire, les parois opposées susdites étant réalisées en une matière ferromagnétique, les deux autres parois étant réalisées en une matière non ferromagnétique, les parois en matière ferromagnétique étant reliées entre elles par au moins un élément en matière ferromagnétique. Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention l'aimant susdit est subdivisé en une série d'aimants individuels séparés par des entrefers constituant des passages pour des parties différentes du liquide, des passages pour d'autres parties du liquide demeurant libres entre le tuyau et les piles extrêmes des éléments individuels se trouvant aux extrémités de l'aimant. Dans une forme de réalisation très particuliè- re de l'invention les aimants individuels sont portés par des supports en matière non ferromagnétique fixés à leur tour au tuyau. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description de plusieurs formes de réalisation d'un dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon l'invention, données ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins ci-annexés. La figure 1 est une vue de coté d'un premier dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue de caté d'un deuxième dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une vue de côté d'un troisième dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon l'invention. La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. La figure 7 est une vue de côte de la moitié d'un quatrième dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon l'invention. La figure 8 est une vue en coupe selon la ligne Vili-Vili de la figure 7. Dans les différentes figures les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. Le dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon les figures I et 2 comprend un tuyau I de section rectangulaire.. Ce tuyau 1 est délimité par deux parois opposées 2 en une matière ferromagnétique et par deux parois opposées 3 en une matière non ferromagnétique. Les quatre paras 2 et 3 portent aux deux extrémités du tuyau des brides 4 en une matière ferromagnétique. Une extr Le passage doit demeurer suffisamment grand pour permettre une circulation du liquide sans trop de résistance hydraulique. Les aimants 8 forment donc un angle avec l'axe du tuyau. Le circuit magnétique est fermé à partir du pale 10, l'entrefer étroit 11, la paroi supérieure 2 en matière ferro magr#ique, les brides 4 en matière ferromagnétique, la paroi inférieure 2 en matière ferromagnétique, l'entrefer 12, le paie 9 et l'aimant 8. Le circuit présente donc deux entrefers 11 et 19 très étroits mais est pour le reste formé par des parties en matière ferromagnétique et par les aimants. Le débit du liquide traversant le tuyau dans le sens des flèches 7 se sépare en deux parties, une partie qui passe au-dessus des aimants 8 et qui traverse les lignes de force du champ magnétique à proximité du poleloetune partie qui passe en dessous des aimants 8 et qui traverse les lignes de force du champ magnétique à proximité des pôles 9. A proximité de ces pâles et en direction de la paroi 2 la plus proche, le champ magnétique est intense. Comme la forme des passages est du type venturi la résistance hydraulique est limitée. Il est par exemple possible d'obtenir un débit d'eau de 60 tonnes par heure avec un tuyau à section rectangulaire ayant une bride normale pour un tuyau de quatre pouces. Les ouvertures 13 ménagées dans les brides permettent un montage facile du dispositif dans une conduite d'eau. Il est à remarquer que grâce à la disposition des aimants dans le tuyau la formation de poches d'air est évite' Dans le dispositif selon les figures 1 et 2 les différents éléments, c'est-à-dire les aimants, les parois et les brides, peuvent être maintenus ensemble par soudure. Il en est d'ailleurs de meme des éléments constitutifs des formes de réalisation décrites ci-après. En général les différents éléments peuvent être reliés par n'importe quels moyens. Le dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide selon les figures 3 et 4 comporte un tuyau 14 délimité par une paroi unique 15 de section circulaire. La paroi 15 et les brides 16 dont elle est munie et qui forment corps avec elle sont exécutées en une matière ferromagnétique. Le liquide traverse par exemple le tuyau 14 dans le sens des flèches 17. Une des brides 16 présente une saillie 18 vers l'intérieur du tuyau 14. L'extrémité du tuyau 14 du côté de la saillie 18 constitue par exemple l'ouverture d'amenée 19 du liquide, tandis que 1'autre extrémité 20 du m8me tuyau 14 peut constituer l'ouverture de sortie. Deux supports 21, en une ratière non ferrnta- gnétique sont portés par la partie 18 faisant saillie de la bride 16 se trouvant autour de l'ouverture d'amenée 19 du liquide. Les supports 21 s'étendent dans le meme pl#an idian du tuyau 14. Ces supports 21 présentent la forme de lattes qui se rapprochent de l'axe 22. Les extrémités les plus rapprochées des deux supports 21 portent une pièce 23 en matière ferrona gnWtique Ces supports portent des aimants individuels. Les aimants individuels situés d'un côté des supports ont été désignés par 24 et les aimants individuels situés de l'autre côté des supports ont été désignés par 25. Tous les pôles nord ont été désignés par 26 et tous les pôles sud ont été désignés par 27. Les aimants individuels 24 et 25 ont la forme de la moitié d'un anneau. Les deux aimants 24 et 25 séparés par lessupports 21 mais venant en contact avec ces supports aux mêmes endroits mais de différents côtés, forment un anneau complet, la polarisation des demi-anneaux étant cependant opposée, comme il peut être vu à la figure 4. Il peut être remarqué à cette même figure que les anneaux sont décalés l'un par rapport à l'autre dans un même sens axial et que le diamètre des anneaux diminue dans le même sens. Le circuit magnétique a été représenté en trait mixte à cette même figure 4 et on remarque que les lignes de force du champ magnétique partant de la partie supérieure de la bride 16 passent à travers les différents aimants individuels 24 pour atteindre la pièce en matière ferromagnétique 23 et pour suivre leur trajet à travers les aimants individuels 25, atteignant ensuite la partie inférieure de la saillie 18, le circuit étant fermé à travers la bride 16. Les pertes par fuite sont pratiquement complètement évitées. L'ensemble des aimants individuels 24, de la pièce 23 en matière ferromagnétique et des aimants individuels 25 se conduit au fond comme un aimant unique présentant une série d'entrefers 28. Il y a également deux entrefers 29 entre les pales extrêmes et la partie 18 de la bride faisant saillie. Le liquide traversant le tuyau 14 dans le sens des flèches 17 se divise en courants individuels passant à travers les entrefers 28 et 29, chacun des entrefers formant passage pour une partie différente du liquide. Les aimants individuels se trouvent en quelque sorte en série et l'intensité du champ maqnfltique auymente avec le nombre d'aimants. Co.m.ume les pertes par fuite sont négligeables et comme chaque filet liquide passe en pratique par un seul entrefer le traitement du liquide est très intense et efficace. Grâce à la disposition rationnelle des aimants la résistance hydraulique est également réduite. Les ouvertures 30 dans les brides 16 permettent le montage du dispositif selon les figures 3 et 4 dans une conduite par des moyens classiques. Le dispositif de traitement magnétique du liquide selon les figures 5 et 6 diffère du dispositif selon les figures 3 et 4 notamment par le nombre, larme et la disposition des aimants individuels 24 et 25, la forme de la pièce 23 en matière ferromagnétique et le montage de ces éléments. Quatre aimants 24 et quatre aimants 25 sont montés en paquet avec une tige 23 en matière ferromagnétique. Ces aimants ont la forme de lattes s'étendant sur à peu près toute la largeur du tuyau, comme il peut être remarqué à la figure 5. Ces lattes peuvent cependant être subdivisées en aimants plus petits. Le sens de la polarisation correspond à la direction longitudinale du tuyau, comme il peut être remarqué à la figure 6. La polarisation des aimants 24 de la moitié supérieure est différente de celle des aimants 25 de la momifié inférieure. Tous les pales nord ont été désignés par 26 et tous les pales sud ont été désignés par 27. Les aimants 24 de la moitié supérieure et les aimants 25 de la moitié inférieure sont décalés dans un même sens axial, la distance entre les aimants 24 et 25 et l'axe géométrique 22 du tuyau diminuant dans le même sens. Les aimants du paquet sont maintenus ensemble par les feuillards 32 en une matière non ferromagnétique. L'espace 33 qui demeure libre entre ces feuillards 32 et la paroi 15 du tuyau peut être rembourré, de façon N = A ltentrée 19 le tuyau 14 présente des saillies 34 s'étendan# dans le plan de la brille 16 et dirigées vers les aimants. Ces saillies 34 sont en nattière ferromagnétique et formant corps avec le tuyau 14 et la bride 16. Un entrefer 29 demeure libre entre les aimants extrêmes et les saillies 34. Le circuit magnétique a été représenté en trait mixte à la figure 6 ; ce circuit correspond à celui indiqué à la figure 4 pour la forme de réalisation selon les figures 3 et 4. Le fonctionnement du dispositif sébn les figures 5 et 6 ne diffère pas foncièrement du fonctionnement du dispositif selon les figures 3 et 4, les aimants en forme de demi-anneau étant remplacés par des aimants en forme de lattes, la pièce en matière ferromagnétique 23 étant remplacée par une tige en matière ferromagnétique et la forme de la partie faisant saillie à partir d'une des brides étant différente. Le liquide traversant le tuyau dans les sens des flèches 17 se divese également en courants individuels passant à travers les entrefers 28 et 29, chacun des entrefers formant passage pour une partie différente du liquide. Le dispositif de traitement magnétique d'un liquide selon les figures 7 et 8 diffère du dispositif selon les figures 3 et 4 notamment par le nombre, la forme et la disposition des aimants individuels 24 et 25 et le nombre et la forme des pièces en matière ferromagnétique Quatre supports 21 en matière non ferromagnétique subdivisent le tuyau 14 en quatre parties égales. Les supports 21 du dispositif selon les figures 7 et 8 ne diffèrent pas sensiblement des supports du dispositif selon les figures 3 et 4. Leur hauteur est cependant plus grande. ils sont fixés à la partie 18 faisant saillie vers l'intérieur du tuyau 14 et appartenant à une bride 16. La pièce 23 en matière ferromagnétique a une forme sphérique. Les aimants individjels présntent la forme d'un quart d'anneau. Leur angle de 90 correspond donc à celui formé par les deux supports 21 entre lesquels ils se trouvent. Ces anneaux sont décalés l'un par rapport à l'autre, alternativement par série de trois anneaux dans un sens axial et dans le sens axial opposé, le diamètre des anneaux diminuant avec le décalage dans les deux sens. Dans la forme de réalisation selon les figures 7 et 8 un anneau complet est formé par quatre aimants individuels , la polarisation des anneaux est toujours différente de part et d'autre d'un même support 21. Outre la pièce sphérique 23 en matière ferromagnétique le dispositif comporte encore quatre anneaux 31 également en matière ferromagnétique. Comme on le remarque à la figure 8, ces anneaux 31 se trouvent aux quatre endroits où le décalage des anneaux constitués chaque fois de quatre aimants individuels change de sens. Le diamètre de chacun de ces anneaux 31 en matière ferromagnétique est un peu plus petit que le diamètre de l'anneau adjacent le plus grand formé de quatre aimants indiddhels et est unpeu plus gond que le diamètre de l'anneau adjacent le plus petit formé de quatre aimants individuels. L'ensemble de tous les aimants 24 et 25 et des pièces en matière ferromagnétique 23 et 31 peut être considéré comma un seul aimant se trouvant entre des parties différentes de la saillie 18 d'une bride 16. Cet ensemble est évidemment entrecoupé par les entrefers 29 et 28. Le circuit magnétique a été représenté en trait mixte la figure 8. Le dispositif selon les figures 7 et 6 présente des avantages correspondant à ceux énoncés ci-dessus au sujet du dispositif selon les figures 3 et 4. Le dispositif selon les figures 7 et 8 est par ticulièrement approprie##pour-de#grandes capacités et est utilisé si l'on désjre#btqir U;L champ magnétique très important sans augmenter trop la longueur duwdipOs~tif.. Le circuit magnétique est fermé ici non seulement à travers la matière ferromagnétique d'une bride 16 et du tuyau mais également travers des anneaux 31 en matière ferromagnétique, ces anneaux réalisant la liaison entre les diffé- rentes séries d'aimants individuels décalés en sens opposés. Il est possible de réaliser un dispositif selon les figures 7 et 8 d'un diamètre de cent pouces, d'une longueur de vingt pouces, d'une induction totale de 350 millions de gauss# et d'une capacité de 50.000 tonnes d'eau par heure. Il doit etre entendu que l'invention n est nullement limitée aux formes d'exécution décrites ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées notamment quant tt la forme, au nombre, à la composition et à la disposition des éléments intervenant dans leur réalisation sans sortir du cadre de la présente demande de brevet. R*-V,tDACATIONS. 1. Dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide afin d'éviter ou de réduire la formation d'incrustations ainsi que l'effet corrosif comprenant un tuyau en matière ferromagnétique présentant une ouverture d'amenée et une ouverture de sortie, au moins un aimant entre ces ouvertures et des moyens de fixation de cet aimant par rapport au tuyau, des passages pour le liquide demeurant libres entre l'aimant et la paroi du tuyau, caractérisé en ce que les deux pales de l'aimant se trouvent plus près de la paroi du tuyau que de l'axe géométrique de ce dernier et constituent avec la partie du tuyau à proximité de laquelle ils se trouvent deux passages pour des parties différentes du liquide. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'aimant s'étend sensiblement dans le sens longitudinal du tuyau. 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'aimant susdit s'étend sur toute la largeur du tuyau, ses deux pôles se trouvànt à proximité des parois opposées du tuyau. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tuyau a une section rectangulaire, les parois opposées susdites étant réalisées en une matière ferromagnétique, les deux autres parois étant réalisées en une matière non ferromagnétique et les parois ferromagnétiques étant reliées entre elles par au moins un élément en matière ferromagnétique. 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément susdit en matière ferromagnétique est une bride du tuyau. 6. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'aimant s'étendant sur toute la longueur du tuyau est subdivisé en aimants parallèles s'étendant dans la même direction et ayant des pales de msme nom du même côté. 7. Dispositif selon l'une ou l'autre des re vendícations 1 et 2, caractérisé en ce que l'aimant susdit est subdivisé en une série d'aimants individuels séparés par des en,refe.s constituant des passages pour des parties di-fdrcntes du liquide, des passages pour d'autres parties du liquide de rr.#urant li'sbe~ entre 1~ tuyau et les pales extrlmes dts aimants individuels se trouvant aux extrémités de l'aimant. 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les aimants individuels sont portés par des supports en matière non ferromagnétique fixés à leur tour au tuyau. 9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les supports sont formés par des lattes s'étendant dans des plans médians du tuyau, ces supports se rapprochant de l'axe du tuyau à partir de l'extrémité et portant à l'endroit de cet axe une pièce en matière ferromagnétique. 10. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les aimants individuels ont la forme d'une partie d'un anneau représentant un angle correspondant à celui formé par les supports adjacents, la direction de la polarisation correspondant à la direction de l'axe du tuyau, les polarisations étant de sens opposé pour les aimants individuels se trouvant de part et d'autre des supports. 11. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments individuels sont décalés l'un par rapport à l'autre dans le meme sens axial, le diamètre des anneaux diminuant dans le même sens. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les aimants individuels sont décalés l'un par rapport à l'autre alternativement par série d'au moins deux anneaux dans un sens axial et dans le sens axial opposé, le diamètre des anneaux diminuant avec le décalage dans les deux sens. 13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un anneau en matière ferromagnerique à chaque endroit où le décalage change de sens, le diamètre de cet anneau en matière ferromagnétique ayant une valeur intermédiaire entre celles des diamètres des aimants à proximité desquels il se trouve. 14. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les aimants individuels ont la forme de lattes, la direction de la polarisation correspondant à la direction de l'axe du tuyau, les aimants individuels étant décalés l'un parrapport à l'autre, les sens du décalage changeant au moins une fois et le sens de la polarisation changeant avec celui du décalage.