Brevet FR2456558A1 — publié le 19801212

Microséparateur pour suspension de particules solides dans une phase fluide La présente invention a pour objet un microséparateur pour suspension de particules solides dans une phase fluide généralement liquide mais pouvant également être gazeuse. Un tel appareil est capable de concentrer des particules microscopiques, d'une taille de l'ordre de 5 microns. On connait des inicroséparateurs constitués d'une batterie d'éléments séparateurs à cyclone disposés pa rallblement les uns aux autres avec leurs axes verticaux. Ces éléments sont enfermés dans une enveloppe divisée par deux parois transversales en trois chambres, à savoir une chambre supérieure, une chambre médiane et une chambre inférieure. Les éléments comportent un passage d'admission tangentiel pour le fluide à traiter, s'ouvrant dans la chambre médiane, un passage de sortie pour le fluide clarifié, aboutissant dans la chambre supérieure, et un passage de sortie pour la suspension concentrée, aboutissant dans la chambre inférieure. tes parois transversales qui divisent l'enveloppe assurent en même temps le maintien des éléments à cyclone et le serrage des joints nécessaires à l'étanchéité des passages des élé- ments à travers les parois.Ces dernières sont fixées rigidement à l'enveloppe, soit qu'elles soient venues de moulage avec l'enveloppe, soit qu'elles soient serrées entre deux flasques faisant partie de l'enveloppe. Or, le fonctionnement correct des éléments à cyclone exige une différence de pression importante entre la chambre médiane d'une part et les chambres supérieure et inférieure d'autre part, et cette différence de pression risque de provoquer un fléchissement des parois transversales, dont résulterait un desserrage des joints d'étanchéité. On peut pallier ce risque en augmentant le serrage, mais alors on risque de déformer les éléments à cyclone qui subissent la compression axiale, ou en limitant la section transversale de l'enveloppe, et par conséquent le nombre d'éléments à cyclone qu'elle peut loger, ce qui est économiquement défavorable.Le risque de déformation des éléments est particulièrement grave dans le cas des éléments séparateurs réalisés en matière thermoplastique, notamment en polyamide, et lorsque le fluide traité est chaud. Dans tous les cas, le positionnement des parois doit être assuré avec une grande precision lors de la construction et ne peut plus être modifié. D'autre part, on ne peut accéder à l'intérieur de l'appareil pour son entretien périodique qu'en dissociant les parois transversales l'une de l'autre, ce qui complique le remontage. En vue de remédier à tous ces inconvénients, le séparateur qui fait l'objet de l'invention est caractérisé en ce que la paroi supérieure est solidaire de l'enveloppe et que la paroi inférieure est prévue pour coulisser dans une partie ajustée de l'enveloppe et est suspendue à la paroi supérieure par des tirants verticaux répartis sur les parois afin de s'opposer aux déformations de celles-ci sous l'effet des différences de pression de part et d'autre des parois. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du séparateur, objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe axiale du separateur, la fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, et la fig. 3 est une coupe transversale d'un élé- ment séparateur à cyclone, suivant la ligne 3-3 de la fig. 1. Le séparateur représenté comprend une enveloppe cylindrique métallique 1 à axe vertical, formée d'un corps cylindrique 2 solidaire d'un fond 3, et un couvercle 4 muni d'un flasque permettant de le serrer sur un flasque correspondant du corps 2, avec inter position d'une plaque perforée 5, formant paroi entre une chambre supérieure 6 et une chambre médiane 7. L'enveloppe est pourvue de trois orifices, à savoir un orifice latéral 8 d'admission de suspension à traiter, un orifice supérieur 9 de sortie de liquide clarifié et un orifice inférieur 10 de sortie de suspension concentré-. A la fig. 2, l'orifice 10 a été représenté décalé de 900 par rapport à l'orifice 8, pour la clarté du dessin. Une deuxième plaque perforée 11, parallèle à la plaque 5 et disposée en dessous de celle-ci, sépare la chambre médiane 7 d'une chambre inférieure 12. Cette plaque 11 est suspendue à la plaque 5 par des tirants à extrémités filetées 13, dont on n'a représenté qu'un seul à la fig. 1 pour la clarté du dessin, alors que la répartition de l'ensemble de ces tirants, qui sont au nombre de dix, est visible sur la fig. 2. Les tirants 13 sont entourés chacun d'un tube 14 formant une entretoise qui détermine la distance entre les plaques 5 et 11. On pourrait supprimer ces tubes en utilisant des tirants comportant, à la base de leurs extrémités filetées, des collerettes de diamètre supérieur à celui des trous de passage des tirants dans les plaques. La périphérie de la plaque 11 est usinée afin de pouvoir coulisser dans une partie usinée correspondante du corps cylindrique 2 de l'enveloppe. L'étanchéité entre la plaque 11 et le corps 2 est complétée par un joint annulaire élastique inséré dans une rainure péri phérique de la plaque 11. Les plaques 5 et Il sont percées d'un grand nombre de trous en alignement vertical, dans lesquels sont inserés des éléments séparateurs à cyclone 15, dont un seul a été représenté à la fig. 1 pour la clarté du dessin, mais dont l'ensemble est visible à la fig. 2. Ces éléments séparateurs, de type connu, sont en métal ou en matière plastique, et comprennent un corps tronconique inversé, dont la petite base est ouverte et débouche dans la chambre inférieure 12. La grande base de ces éléments 15 est adjacente à la face inférieure de la plaque supérieure 5 et est traversée par une tubulaire 17 qui débouche dans la chambre supérieure 6. Les élé- ments 15 sont encore munis d'un orifice d'admission tangentiel 16, adjacent à la grande base. L'étanchéité entre chacun des éléments séparateurs 15 d'une part et les plaques 5 et 11 d'autre part est assurée par une paire de joints annulaires élastiques, dont l'un est serré entre la plaque 5 et la grande base de l'élément et l'autre est serré entre la plaque 11 et une collerette 18 solidaire de l'élément. La longueur des entretoises tubulaires 14, qui détermine l'écartement des plaques, est choisie de manière que les joints annulaires soient suffisamment comprimés pour assurerl'étan chéité sans que la compression exercée sur les éléments séparateurs soit telle qu'elle risque de les déformer. L'enveloppe 1 est en outre munie de deux orifices 19 et 20, normalement fermés, respectivement de purge de la çhambre médiane et de purge de la chambre inférieure. En fonctionnement, le fluide à traiter, admis sous pression par l'orifice 8, pénètre dans chaque élé- ment séparateur 15 par son orifice d'admission tangentiel 16 et acquiert un mouvement tourbillonnaire qui crée une force centrifuge projetant au moins une partie des particules solides contre la paroi de l'élément. Ces dernières s'écoulent ensuite par gravité vers le bas et sont recueillies dans la chambre inférieure 12 avec une partie mineure du fluide. La suspension concentrée est évacuée par l'orifice 10, alors que la fluide clarifié est capté au voisinage de l'axe de l'élément par la tubulure 17, collecté dans la chambre supérieure 6 et finalement évacué par l'orifice 9. Ce fonctionnement est bien connu. Les particules ainsi séparées peuvent avoir une taille de l'ordre de 5 vm. La circulation du fluide à une vitesse suffisante pour créer la force centrifuge nécessaire à la séparation implique une différence de pression notable de part et d'autre des plaques 5 et 11. Cependant, grace aux tirants 13 qui relient les plaques en des points correctement choisis, une déformation des plaques sous l'effet de la pression est évitée, si bien que l'étanchéité des joints entre les éléments séparateurs et les plaques est toujours assurée sans que les éléments soient exposés à une compression dangereuse, comme c'était le cas dans les microséparateurs dont la plaque inférieure était sol i- daire de l'enveloppe. Un autre avantage de l'appareil décrit est qu'en démontant le couvercle 4, il est possible d'extraire l'assemblage des deux plaques et des éléments séparateurs d'un seul bloc pour l'entretien périodique de l'appareil. On a ainsi accès à toutes les parties internes de l'enveloppe sans rien modifier au serrage des éléments. REVENDICATIONS 1. Microséparateur pour suspension de particules solides dans une phase fluide, comprenant une enveloppe délimitant une enceinte partagée, par deux parois horizontales superposées, en une chambre supérieure collectrice de fluide clarifié, une chambre médiane d'admission de suspens ion à traiter et une chambre inférieure collectrice de suspension concentrée, et renfermant une batterie d'éléments séparateurs à cyclone maintenus entre les deux parois avec leurs axes verticaux, leur orifice d'admission s'ouvrant dans la chambre médiane, leur orifice de sortie de fluide clarifie s'ouvrant dans la chambre supérieure et leur orifice de sortie de suspension concentrée s'ouvrant dans la chambre inférieure, caractérisé en ce que la paroi supérieure est solidaire de l'enveloppe et que la paroi inférieure est prévue pour coulisser dans une partie ajustée de l'enveloppe et est suspendue-à la paroi supérieure par des tirants verticaux répartis sur les parois afin de s'opposer aux déformations de celles-ci sous l'effet des différences de pression de part et d'autre des parois. 2. Microséparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tirants sont munis d'entretoises tubulaires dont les extrémités s'appuient sur les parois pour limiter la compression des éléments séparateurs. 3. Microséparateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi supérieure consiste en une plaque serrée entre deux flasques de l'enveloppe.