Brevet FR2371966A1 — publié le 19780623

La présente invention se rapporte aux procédés d'épuration des liquides et, plus précisément, aux procédés d'épuration des liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques, ainsi qu'aux dispositifs de mise en oeuvre de ces procédés L'invention proposée peut être utilisée avec le maximum d'effets pour effectuer une épuration très fine de liquides diélectriques tels que, par exemple, les carburants pour moteurs a réaction et a combustion interne, les liquides employés dans les systèmes hydrauliques et les huiles lubrifiantes. On contact dans la technique antérieure un procédé d'épuration des liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques par déplacement forcé du liquide dans un champ électrique continu créé a l'aide d'électrodes. Selon ce procédé, le liquide soumis au traitement se déplace dans un sens sensiblement parallèle a la surface de captation des électrodes. On connais également des dispositifs destinés a mettre en oeuvre le procédé susmentionné (voir, par exemple, le brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n0 3 445 376, classe 204-302, délivré en 1969). Dans ces dispositifs, un corps creux, qui possède des ouvertures d'entrée et de sortie servant au passage du liquide à traiter, contient un jeu d'électrodes plates alternativement connectées aux bornes opposées respectives d'une source d'alimentation électrique de haute tension continue. Dans ces dispositifs connus, le jeu d'électrodes est disposé dans le corps de manière que le liquide soumis au traitement dldpu- ration traverse l'espace existant entre les électrodes dans une direction sensiblement parallèle la surface de captation des électrodes qui créent le camp électrique continu. Sous l'influence de ce champ, les particules chargées que sont les impuretés mécaniques contenues dans le liquide a traiter se déplacent vers la surface de captation des électrodes et s'y accumulent sous forme de dépit. Pour assurer une meilleure rétention de ce dépit, l'espace existant entre les électrodes est partiellement ou complètement rempli d'un matériau poreux diélectrique, par exemple de pprolone. L'inconvénient principal de ce procédé d'épuration des liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques et de ses dispositifs de réalisation consiste en ce que le liquide subissant le traitement se déplace dans l'espace existant entre les électrodes dans une direction sensiblement parallèle à la surface de captation des électrodes. Par conséquent, les particules d'impuretés mécaniques qui ont déjà précipité sur les électrodes subissent l'influence de la pression cinétique du courant du liquide, et une partie de ces particules peut être entratnée par le courant, ce qui réduit l'efficacité et la finesse de l'épuration du liquide traité et diminue la capacité de séparation de boue par le dispositif. La capacité de séparation de boue s'exprime en fonction inverse de la quantité d'impuretés mécaniques accumulées dans le dispositif à partir de laquelle les caractéristiques d'exploitation du dispositif sont abaissées, lesdites caractéristiques étant celles prévues dans la notice technologique. En outre, le fait que le liquide passe à travers un matériau poreux augmente la résistance hydraulique des dispositifs connus et, par conséquent, il faut fournir une énergie supplémentaire pour assurer le déplacement du liquide à traiter. La présence du matériau poreux entratne également une augmentation non justifiée de l'encombrement et du poids des dispositifs. Il faut également tenir compte du fait que la -régénération des dispositifs de la technique antérieure est un processus exigeant un travail important, q#ui comprend le démontage partiel et le lavage de chaque dispositif, ainsi que le remplacement de ses éléments séparés, par exemple les joints en porolone. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients susmentionnés. On s'est proposé de créer un procédé d'épuration des liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques et un dispos#itif de réalisation de ce procédé qui permettraient de retenir d'une façon plus efficace les particules d'impuretés mécaniques sur les surfaces de captation des électrodes. Ceci assurerait une épuration plus élevée à un meilleur degré de finesse, augmenterait la capacité de séparation de boue du dispositif et réduirait sa résistance- hydraulique. On a résolu le problème posé à l'aide d'un procédé d'épuration. des liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques par déplacement forcé du liquide dans un champ électrique continu créé par des électrodes, où,selon l'invention, le liquide a traiter se déplace dans une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de captation des électrodes. Le dispositif de réalisation du procédé comprend un corps creux, muni d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie servant au passage du liquide à traiter, dans lequel est placé un jeu d'électrodes plates alternativement connectées aux bornes opposées respectives d'une source d'alimentation électrique de haute tension continue. Selon l'invention, des ouvertures de dégagement sont réalisées dans les électrodes, et le jeu d'électrodes est disposé dans le corps de façon que tout le volume du liquide traité passe, lors de son épuration, à travers les ouvertures pratiquées dans les électrodes. Une telle solution technique permet de réduire la vitesse du déplacement du liquide traité le long des surface de captation des électrodes et d'affaiblir, par l , les forces emportant les particules d'impuretés mécaigpes déjà déposées sur la surface de captation des électrodes. Ceci diminue, par conséquent, la quantité de particules qui sont entraînées par le courant du liquide épuré. Tous les avantages susmentionnés que procurent le procédé et son dispositif de réalisation assurent un taux d'épuration plus élevé, augmentent sensiblement la capacité d'accumulation de boue du dispo positif et réduisent sa résistance hydraulique. Il est avantageux que les ouvertures pratiquées dans des électrodes adjacentes soient l'une en face de l'autre, et qu'entre les électrodes soient montées des cloisons réalisées en un matériau diélectrique, lesdites cloisons devant être disposées de manière que, dans le jeu d'électrodes, se forment des canaux longitudinaux offrant des cavités transversales entre les électrodes, dans lesquelles-staccumulent, lors de l'épuration, les particules d'impuretés mécaniques. La présence de cloisons longitudinales entre les électrodes empêche le liquide subissant le# traitement de circuler le long des surfaces de captation des électrodes et améliore les conditions de rétention des particules d'impuretés mécaniques sur ladite surface, la rétention se produisant dans les cavités transversales à fonds fermés des canaux longitudinaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation illustré par les dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble du dispositif d'épuration des. liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques (vue en perspective, avec une coupe partielle), - la figure 2 montre la partie "A" de la figure 1 (à une échelle agrandie). Le procédé d'épuration des liquides diéleetriques de leurs impuretés mécaniques consiste en un déplacement forcé du liquide dans un champ électrique continu créé par des électrodes. Conformément à l'invention, le liquide à traiter se déplace dans une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de captation des électrodes. Grâce à une telle solution, les particules des impuretés mécaniques qui se déposent sur la surface des électrodes ne sont pas entratnées par le- courant du liquide que l'on soumet au traitement. Cela s'explique par le fait que les particules d'impuretés captées se trouvent en dehors du mouvement du courant principal du liquide traité et, de ce fait, la force de pression du courant qui stexerce sur les particules est beaucoup plus faible que dans le cas où le liquide traité se déplace dans la direction parallèle à la surface de captation des électrodes. Le dispositif d'épuration de liquides diélectriques permettant la réalisation dti procédé proposé comprend un corps creux hermétique l (figure 1) possédant une partie cylindriqué 2 dotée de brides auxquelles sont fixés- des couvercles 3 et 4 fermant le corps à chacune de ses extrémités longitudinales. Dans le couvercle 3, est pratiquée une ouverture d'entrée (non représentée sur le dessin) qui met en communication la cavité du corps 1 avec une tubulure d'entrée 5 permettant l'arrivée du liquide à traiter Dans le couvercle 4, est réalisée une ouverture de sortie mettant en communicstion 1a cavité du corps 1 avec une tubulure de sortie 6 à travers laquelle le liquide épuré arrive dans un réservoir récepteur (non représentE). La tubulure de sortie 6 est en communication avec une soupape à flotteur 7 destinée à éliminer l'air de la cavité du corps 1. Dans la partie cylindrique 2 du corps l, est monté un jeu d'électrodes plates 8 ayant la forme de plaques rondes réalisées en un matériau conducteur du courant électrique et disposées parallèlement l'une à l'autre. Lors du fonctionnement du dispositif les électrodes 8 sont alternativement connectées aux bornes opposées respectives d'une source d'alimentation électrique de haute tension continue (non représentée sur le dessin). Conformément à- l'invention, dans chaque électrode sont réalisées des ouvertures de dégagement 9, et le jeu d'électrodes 8 est disposé dans le corps de manière que le liquide traité passe, durant le processus de I'épuration, dans les ouvertures 9 des électrodes 8. Les ouvertures 9 de chaque électrode 8 sont en forme de fentes parallèles entre elles et, dans des électrodes adjacentes 8, elles sont disposées l'une en regard de l'autre. Entre deux électrodes adjacentes 8, sensiblement à égale distance des ouvertures voisines 9 d'une électrode 8, sont montées des cloisons longitudinales 10 faites d'un matériau diélectrique, par exemple du caoutchouc électrotechnique. Les cloisons 10 forment avec les électrodes 8 > - dans lesquelles sont réalisées les ouvertures 9, des canaux longitudinaux il (figure 2) traversant le jeu d'électrodes 8 et comportant des cavités transversales 12 formées par les surfaces de captation 13 de deux électrodes voisines 8 et la cloison longitudinale 10 reliant ces électrodes. Lors du mouvement du liquide dans les canaux 11, les particules 14 d'impuretés mécaniques s'accumulent dans ces cavités 12, sur les surfaces de captation des électrodes 8 Les études expérimentales ont prouvé que le rapport de la largeur " & des canaux longitudinaux 11 à la distance "b" séparant les électrodes 8 doit être choisi dans les limites comprises entre 0,6 et 1,5, tandis que le rapport de la profondeur "h" de la cavité transversale 12 à la distance "b" séparant les électrodes 8 doit être choisi dans les limites comprises entre 0,6 et 1,2. Il est avantageux que les surfaces de captation 13 des électrodes 8 et les surfaces latérales des ouvertures 9.pratiquées dans les surfaces de #captation soient revStues d'une couche 15 de matériau isolant, tel que, par exemple, un vernis électrotechnique. Ceci permet d'éviter la recharge des particules captées 14 au contact de la surface de l'électrode et l'apparition éventuelle d'étincelles de claquage entre les électrodes 8. Le jeu d'électrodes 8 en état assemblé est limité du coté des extrémités longitudinales par des disques 16 réalisés en un matériau isolant (figure 1) permettant de centrer le jeu dans le corps I du dispositif. Le jeu d'électrodes 8 assemblées au moyen des cloisons longitudinales 10 et des disques de centrage 16 est retenu par au moins deux goujons 17 dotés d'écrous 18. Entre les électrodes 8, les goujons 17 sont maintenus par des rondelles 19 réalisées en un matériau isolant dont l'épaisseur est égale à l'épaisseur des cloisons longitudinales 10. Les goujons 17 servent en même temps à assurer l'alimentation des électrodes 8 en courant électrique. Un des goujons 17 est connecté à la borne positive de la source d'alimentation de haute tension continue, le second goujon étant relié sa borne négative. Dans chaque électrode 8 sont prévues deux ouvertures rondes de diamètres différents latéralement opposées, le diamètre de la petite ouverture pratiquée dans l'électrode 8 étant égal a celui du goujon 17, ce qui donne la possibilité de réaliser leur contact électrique. Lors du montage du jeu d'électrodes, on prévoit de faire alterner une électrode positive et une électrode négative, c'est-adire on fait passer alternativement un goujon 17 dans une ouverture de petit diamètre assurant le contact électrique et dans une ouverture -de grand diamètre ne permettant pas le contact, tandis que l'autre goujon, qui passe dans les trous latéralement opposés de diamètres différents, est en contact électrique avec les électrodes isolées du premier goujon et seulement avec elles. Le fonctionnement du dispositif d'épuration de liquides diélectriques est le suivant. Avant que l'épuration ne commence, le dispositif doit être installé de manière que l'ouverture de sortie pratiquée dans le couvercle 4 fermant son corps 1 prenne la position la plus élevée pour qutil soit possible d'assurer le remplissage complet de la cavité du corps 1 du dispositif par le liquide å traiter. Le liquide à traiter est amené à l'aide d'une pompe (non représentée sur le dessin) par la tubulure d'entrée 5 et l'ouverture d'entrée réalisée dans le couvercle 3 du corps 1 du dispositif et arrive dans sa cavité, puis,en passant par les canaux longitudinaux 11 prévus dans le jeu d'électrodes 8, le liquide sort du corps 1 par l'ouverture de sortie et la tubulure 6 prévues dans le couvercle 4 du corps 1. 11 est alors acheminé dans un réservoir récepteur. Le mouvement du liquide traité dans le dispositif est indiqué sur les figures 1 et 2 par les flèches "a". Lorsque la cavité du corps 1 du dispositif est complè- tement rempli de liquide à traiter, on connecte les électrodes 8 à la source de haute tension. Alors, entre les électrodes voisines 8; se crée une différence de potentiels, et, dans les canaux longitudinaux 11, apparait un champ électrique non uniforme. Sous l'influence de ce champ, les particules chargées 14 que forment les impuretés mécaniques contenues dans le liquide (lors du mouvement du liquide le long des canaux longitudinaux 11) sont entratnées dans les cavités transversales 12 prévues dans les canaux 11 entre les électrodes 8 et se déposent sur leurs surfaces de captation 13. La présence, sur les surfaces de captation 13 des électrodes 8, de la couche 15 réalisée en matériau isolant empoche la recharge des particules déposées 14 d'impuretés mécaniques par contact et le claquage éventuel entre les électrodes 8. Etant donné que la captation des particules 14 d'impuretés mécaniques s'effectue dans les cavités sans issues 12 des canaux 11, leur entratnement par le courant principal du liquide est pratiquement exclu, ce qui permet d'assurer l'accroissement du degré de finesse de l'épuration et constitué l'avantage principal de- l'invention proposée. En outre, grace au grand nombre de cavités transversales sans issues 12 prévues dans les canaux longitudinaux 11 du jeu d'éîec- trodes 8, il est assuré une capacité plus grande d'accumulation de boue par le dispositif, et l'augmentation des dimensions transversales des canaux longitudinaux permet de réduire la resi tance hydraulique. Le taux d'épuration élevés le haut degré de finesse atteint et la capacité renforcée d'accumulation de boue que procure le dispositif propose permettent de réduire considérablement les dimensions et le poids du dispositif d'épuration de liquides diélectriques, tandis que la faible résistance hydraulique permet de monter de tels dispositifs dans les canalisations d'aspiration des installations de pompage. Au cours des essais du dispositif réalisé selon l'invention, on a obtenu une finesse d'épuration absolue égale à 2 micromètres, tandis que la concentration en impuretés du liquide, par exemple du kérogène, après un passage dans le dispositif, a diminué de 90 8 0,5 milligrammes/litre. Bien entendu, l'homme de l'art peut apporter diverses modifications au procédé et au dispositif qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'in- vent ion. REVENDICATIONS 1. Procédé d'épuration des liquides diélectriques de leurs impuretés mécaniques par déplacement forcé du liquide dans un champ électrique continu créé par des électrodes, le procédé étant caractérisé en ce que le liquide a traiter se déplace dans une direction sensiblement perpenticulaire à la surface de captation des électrodes. 2. Dispositif de réalisation du procédé défini dans la revendication 1, comprenant un corps creux possédant des ouvertures t'entrée et de sortie servant au passage du liquide à traiter dans lequel est disposé un jeu d1électrodes plates alternativement connectées aux bornes opposées respectives d'une source d'alimentation électrique de haute tension continue, le dispositif étant caractérisé en ce que des ouvertures de dégagement sont réalisées dans les électrodes et en ce que le jeu d'électrodes est monté dans le corps de manière que le liquide traité passe durant le processus d'épuration par les ouvertures faites dans les électrodes. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures de dégagement réalisées dans des électrodes adjacentes sont disposées l'une en face de l'autre et en ce qu'entre les électrodes sont installées des cloisons réalisées en un matériau isolant, lesdites cloisons étant montées de manière que, dans le jeu ttélectrodes, se forment des canaux longitudinaux offrant des cavités transversales entre les éléctrotes, dans lesquelles s'accumulent, lors du processus d'épuration, les particules d'impuretés mécaniques.