Brevet FR2315971A1 — publié le 19770128

La présente invention concerne des appareils destinés 8 séparer d'un liquide en @ouvement les corps étraugers, plus ou moins denses que lui-même, qu'il contient en suspension, et généralement @tilisés comme dégazeurs pour élininer d'un carburant liquide avant son mesurage, l'air aspiré par la pompe d'alimen station lors du désamorçage ou réamorçage, ou lorsqu'il y a une fuite l'aspi- ration Les divers mélanges de gas-oil et d'air obtenus au moyen d'une prise d'air variable sur l'aspiration, contiennent des bulles d'air a grande vitesse ascensionnelle, des bulles ayant des vitesses moyennes, et des bulles trop petites pour être séparées @ssez vite dans les dégazeurs par gravité simple. Les compar timente superposés du @revet français 1,582.568, déposé @ Paris le 19 juillet 1968, de sont pas appropriés @ l'élimination de bulles d'air ayant des vitesses ascensionnelles si variées et pour la plupart si élevées. Cependant ces compar- timents séparent de tels mélanges, mais en fonctionnant d'une manière très particulière expose e ci-dessous dans ses grandes lignes. Dès qu'elles entrent dans les compartiments, les bulles rapides et moyennes remontent verticalement en creart immédiatement une sorte de rideau de bulles epais, ascendant et constamment renouvelé, par lequel des bulles soins rapides sont entraînées vers le haut. De sorte que la plus forte partie des bulles du mélange viennent dans environ le premier vingtième de la longueur des compartiments, se plaquer instantanément sous les éléments superposés, en constituant une bande étroite de plusieurs couches de bulles imbriquées les unes dans les autres, dont la longueur va transversalement d'un collecteur latéral d'évacu tion d l'autre.Le courant dérivé de balayage étant inefficace contre les welan- ges les plus défavorables, l'évacuation de cette bande étroite hors de la surface qu'elle occupe dépend alors de la pente transversale et de la poussée frontale vers l'aval que lui applique le mélange.Or, d'une part cette mande n'évacue dans les collecteurs latéraux qu'une partie minime de ses bulles d'air parce que ses sections face à eux sont petites, et du fait que leur glissement latéral est lent par nature puisqu'il est nécessairement bien moins rapide que leur très modérée vitesse ascensicnnelle. Et, d'autre part, son adhérence sous les éléments inclines est trop forte pour que le mélange @ séparer qui suit puisse, ie quand la Mente longitudinale descendante est supprimée, la deplacer vers l'aval aussi vite qutelle s'est constituée, d'autant qu'il peut à ce moment passer sous elle avec une perte de charge presque nulle puisqu'elle est encore pu épaisse. fl s 'ensuit que, selon un processus complexe et varié, cette bande quasi-immobile s'épaissit presque sur place, puis s'étend de plus en plus loin vers l'aval en se logeant dans le haut des compartiments, a mesure que s'acerott le volume global des bulles d'air emmagasinées.Les sections de celui ci au ras des collecteurs 'allongeant dans le même tenps, son évacuation en eux augmente progressivement et devient maximale quand la partie aval de la masse emmagasinée arrive nu voisinage de la sortie des compartiments. La chan- bre supérieure étant alors guffisamment alimentez l'obturateur s'ouvre, l'appa- reil expulse les bulles d'air arrivées dans cette chambre ainsi qu'une bonne part de celles demeurées dans les compartiments, puis l'obturateur se referme et le cycle recommence jusqu'à l'expulsion zuivante. Le dégazeur atteint son débit maximum quand, pour le mélange le plus défavorable, l'obturateur s'ouvre juste avant que l'exttrémité aval du volume d'air emmagasiné ne commence d'être entraînée hors des compartiments dans le vestibule de sortie. Cette ouverture au meilleur moment est procurée par l'espacement optimal des éléments inclinas, une forte pente descendante qui ralentit grandement l'extension vers l'aval du volume d'air emmagasiné, et une très forte pente transversale qui active son lent glissement latéral. Modifier l'un guelcouque de ces facteurs, tout comme accélérer l'écoulement du mélange ou déplacer son lieu de passage, même dans tous les cas à rSduire le débit pour conserver le taux de dégazage.Par ailleurs, le rapport des durées d'ouverture et de fermeture de l'obturateur montre que l'appareil pourrait expulser trois fois plus d'air si l'expulsion était continue, c'est-à-dire plus que doubler son débit. En résumé, l'insuffisance d'évacuation des éléments inclinés engendre l'emmagesinement, et celui-ci réduit le débit de l'appareil bien en-dessous de ce qu'il pourrait etre. Ainsi il apparat que pour profiter pleinement de la trs grande vitesse de séparation propre au procédé de la superposition, il est nécessaire d'évacure les aires de dégazage sans délai, aussi abondamment qu'elles recueillent les bulles d'air séparées, et que la lenteur du glissement naturel de celles-ci ni la pousse du mélange sur elles, ne peuvent fournir une telle évacuation sans des moyens adéquats Le dispositif suivant l'invention, dans la limite des lentes vitesses de glissement des bulles d'air séparées, permet d'évacuer les aires de dégazage a mesure que les bulles d'air y psrviennent. Le dispositif, objet de l'invention. conforte différents moyens d'accrottre l'évacuation des aires de dégazage, dont l'emploi conjugué permet de l'élever a sa valeur maximale possible. Les dessins annexés @ titre d'exemple représentent de façon simplifiée un dégazeur pour camion-citerne, dont les éléments inclinés sont réduits en nombre et augmentés en épaisseur pour plus de clarté. La figure 1 est une coupe ÇA. La figure 3 est une coupe 313 dont la moitie droite représente une e variante de construction qui découle plus visiblement des en dièdre du brevet 1.582.568. La figure 2 est une vue en plan, couvercle enlevé, montrant les deux moitiés de la figure 3. La figure 4 est une vue de détail en grandeur réelle. L'appareil comprand : - Un couvercle 1, portant un cylindre 15 pourvu de tous 11 communiquant avec un orifice d'expulsion d'air 10, - Un flotteur 13, portant un tube 12 qui coulisse sur le cylindre 15, - Un corps 3, portant une entrés 8 et une sortie i6, - Un socle 18, portant des cloisons verticlaes 14, - Des éléments étagés 5. composés de deux parties accolées en dièdre, échancrés à l'entrée selon len bords obliques 22, dont 1'espacement @onstitus des compartiments superposés 6, et dont l'écartement avec les cloisons 14 ou les parois latérales du corps 3, forme des collecteurs vertioaux 20 comuniquant avec la chambre supérieure d'expulsion 2. - Une plaque 4, formant un vestibule d'entrée 9. et portant @u miveau des compertiments 6 des trous 7, - Une plaque 17, formant un vestibule de sortie 19, et portant des fenêtres 21 en regard des compartiments 6. Le mélange de gas-oil et de bulles d'air franchit l'entrée @. s'épanouit dans le vestibule 9, traverse les trous 7, se reform@ en u@ flo@ und entre les bords obliques 22, puis entre dans les compartiments 6, La quasi-totalité des bulles d'air contenues dans le mélange le plus défavorable, @e ra@@embient sous les éléments 5 dans le temps qu'il parcourt environ is vingtidue de la longueur des compartiments. Le liquide dégasé s'écoule ensuite vers l'ayal en s'élargissant zu maxim@@ selon la courbe d c e, traverse les fenêtres 21, se regroupe dans 1. vestibule 19, et sort de l'appareil en 16. Le figure 4 est une vue en plan, grandeur réelle, d'un élément 5, Sa partie supérieure représente la moitié d'un élément échancré selon les bords obliques 22, et sa partie inférieure la moitié d'un élément sans échancrure. Dans celui ci, l'sire de dégassage pour le mélange le plus défavorable a pour longueur A1 B1 et pour largeur B1 D1, celle du flot à l'entrée. Les éléments 5 étant en réalité au nombre de six par étage de séparation, les aires de dégazage évacuent par C1 D1 six fois plus qu'un élément non fractionné du brevet 1.582.568. Ce sextuplement d'une évacuation initiale très faible est évidemment insuffisant pour empêcher la naissance de l'emmagasinement. Néanmoins, il perset d'alimenter on suffisance la chambre d'expulsion 2 plus test, alors que l'emmagasinement est encore peu étendu, ce qui signifie que le débit pourrait par ce moyen être augmenté en tolérant à nouveau l'emmagasinement meximm. Sous las éléments 5, dont l'entrée est échancrée jusqu'à mi-longueur, l'aire de dégazage est a b c d, où a b = a1 b1 et c d = c1 d1. Les sires étirées a b c d étant presque parallèles aux collecteurs 20, peuvent évacuer vers eux immédiatement par leur côté b c. La longueur totale de ces aires étirées dans chaque étage de séparation. étant par construction le triple de la longueur totale des deux collecteurs selon le brevet 1.582.568. l'évacuation par cellesci peut être, dès la séparation des premières bulles d'air, trois foie plus abondante que celle fournie en fin d'emmagasinement par les compartiments non fractionnés. Or. le bon facteur de comparaison n'est pas l'évacuation maxinale de ces derniers, mais la valeur moyenne de leurs deux évac@ations initiale et finale, soit approximativement la moitié de celle-ci.Par conséquent. bien que les bulles d'air séparées glissent avec une lenteur inchangée, les tires étiré@@ a b c d sont instantanément capables d'évacuer six fois plus que ne le font On moyenne les compartiments non fractionnés, soit le double du possible triplement indiqué par les durées de l'expulsion intermittente, sans pour autant laisser naître l'ommagasinement. La pente iongit@dinale ascandante vers l'aval met à profit la poussée que le mêlange arrivant exerce wa a d sur l'a@@@ de bulles séparées situé en a b c d. 1 ) Sous son influence, l'auas de bulles sortant de l'aire a b c d s'allonge vore l'aval suivnnt la courbe b y ou b y1, salon que le camion-citerne est incliné d'un sens ou de l'autre, et reprend au passage les petites bulles remontées un peu en @val de b c, lusquelles glissent lentement vers les collecteurs 20 sens eller vers l'aval puisqu'elles sont ebritées derrière l'@@as de bulles situé en a b c d . 2 ) Les bulles d'air sortant de l'aire de dégazage en b c d aboutissent en x y ou x y1, par une section de passage constamment allongée selon la courbe b y ou b y1, dans le même temps que la pousaée qu'elles reçoivent du mélange s'atténue progressivement parce qu'elle est de plus en plus absorbée par la venue entre elles et a b de nouvelles bulles d'air séparées, lesquelles sont les soules à recovoir directement la poussée. L'allongamment de section de passage ayant pour effet de maintenir une évacuation environ aussi abondants avec une !oindre vitesse de gli@@ement, compense en partie la diminution de celle-ci par suite de l'absorption de la poussée. Il s'ensuit que l'épalssiassement de l'anas de bulles résultant de la résistance que celui-ci oppose par adhérence à la poussée du mélange, se trouve à peu près annulé quand la pente longitudinale est telle que les bulles d'air allant vers les collecteurs 20 pouvent être déviées vers l'aval en ne résistant que peu. 3 ) L'épaississement des amas de bulles en évacuation étant contenu entre deur valeurs voisines, l'écartement optimum des éléments non fractionnés pout être iei @minué, de qui signifie que l'épaisseur des sans de bulles est amin ci: et que celles-ci, de ce fait, glisseat noins lentement puisque, toutes choses demeurant egales, notamment la poussée, leur adhérence glotale est diainuée. L'appareil peut être utilisé retourné tête en bas, avec un ensemble flotteur obturateur approprié, pour séparer des corps étrangers, solides ou liquides, plus denses que le fluile à épurer, notamment l'eau que peuvent contenir des hydrocarbures, ou les particules métalliques en suspension dans de l'huile de graissage. REVENDICATIONS t. Dispositif permettant de séparer par graviter té d'un fluide en mouvement les corps étrangers fluides ou solides qu ' il ecntient on suspension, puis de les évacuer promptement et @bondamment, composé de compartiments superposes que le fluide a épurer traverse horizontalement en ligne droite, muni sur la longueur de ses flance de collecteurs verticaux d'évacuation, lesquels compartiments sont constitués par des éléments étagés droits et gauches, rectangulaires et joints en dièdre, inclinés transversale-ment è la direction du fluide c épurer afin ou les corps étrangers séparés glissent vers le côté, sur ou sous leur ponte qui s'abaisse ou s'élève vers le collecteur selon qu'ils sont plus ou moins danses que ce fluide, et caractérisé par le fait que ses éléments constitutifs soeft pourvus d'un bord amont on pan coupe, qui prend naissance dans le voisinage du collecteur et aboutit en aval sur leur côté centrai, de façon que les corps étrangers disposent dès qu'ils parviennent à séparation d'un front de glissement face su collecteur, beaucoup plus large que celui qui résulte nécessairement de ls grande promptitude de séparation propre au faible éeartement optimel des éléments étagés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est traversé verticalement par des collecteurs internes d'évacuation, parallèles aux collecteurs de flanc, qui déterminent des éléments constitutifs étrécis, de longueur réduite selon leur emplacement et utilisant chacun une partie du bord amont en pan eoupé sur ou sous lesquels les corps étrangers séparés n'ont à parcourir Jusqu'aux collecteurs qu'un chemin écourté afin de s'échapper en eux plus tct, et d'amplifier globalement la rtie suivante de l'évacuation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ses éLéments constitutifs étrécis, dont les différentes longueurs sont alignées à cet effet sur la plus longue d'entre elles, sont pourvus en propre d'un bord amont coupé on biseau profond, qui prend naissance dans le voisinage du collecteur et aboutit loin en aval, afin d'élargir le plus possible les nombreux fronts de glissement vers les co3lecteurs dont disposent les corps étrangers dès qu'ils parviennent à séparation. h Dispositif selon la revendication 1, ou la revendication 2, ou la revedication ., caractérisé par le fait que ses éléments constitutifs sont inclinés longitudinalement selon une pente qui s'ataisse ou s'élève quand s'abaisse ou s'élève leur pente transversale, de façon que les amas do corps étrangers séparés aient tendance à glisser vers l'aval en même temps qu'ils glissent vers les collecteurs, afin de s'épaissir le moins possible en cédant sous la poussée vers l'aval que le mélange à séparer applique sur leur bordure amont.