Brevet FR2462937A1 — publié le 19810220

Les séparateurs électrostatiques qui utilisent un certain nombre d'électrodes pour séparer des matières particulaires doivent être nettoyés périodiquement si l'on vent qu'ils fonctionnent avec une efficacité raisonnable. Dans le cas contraire, les électrodes se couvrent avec les matières qui ont été séparées de l'air ou des autres gaz circulant dans le séparateur et cessent d'attirer les matières particulaires avec un degré raisonnable d'efficacité. Un moyen courant pour nettoyer ces électrodes consiste à utiliser des mécanismes frappeurs qui sont reliés mécaniquement à une ou plusieurs électrodes. Pendant que le séparateur est en action, chaque mécanisme frappeur est activé périodiquement pour faire.vibrer une ou plusieurs électrodes, provoquant ainsi la chute des matière particulaires qui se sont accumulés sur ces dernières. Chaque mécanisme frappeur se compose traditionnellement d'une bobine électroma- gnétique encerclant un noyau qui vient frapper un butoir quand la bobine est excitée. Le butoir est relie mecaniquement à une ou plusieurs électrodes de façon à la faire vibrer quand il est frappé par le noyau. Un courant alternatif redressé est traditionnellement utilisé pour alimenter les mécanismes frappeurs. Dans le passé, on était obligé de prévoir, au moins deux fils entre chaque mécanique frappeur et un organe de commande élec- trique ou électronique distribuant sélectivement le courant à ces mécanismes frappeurs pour les activer. Ceci avait pour résultat l'utilisation d'un grand nombre de fils de câblage, ce qui augmentait considérablemene le coût de fabrication du séparateur éleetrostatique et le temps de main d'oeuvre pour la mise -en place des fils de câblage sur les mécanismes frappeurs du séparateur.En eonsé- quence, l'installation de ces mécanismes frappeurs représentait une étape relativement difficile et coûteuse de la construction des séparateurs. La présente invention s'est fixé pour but de remédier aux ineonvénients de la technique antérieure mis en évidence ci-dessus. Selon l'invention, les mécanismes frappeurs sont disposés suivant une matrice comprenant un certain nombre de fils d'alimentation klectriques et un certain nombre de fils de retour, chaque fil de retour et chaque fil d'alimentation étant connectés, à l'une de leurs extrémités, à des moyens adaptés pour les connecter à une source de courant alternatif redressa, un certain nombre de bobines 6lectromagnetiquedcnt chacune est connectée, à l'une de ses extrémités, à une ligne d'alimentation électrique et, à son autre extrémité, à une ligne de retour, un certain nombre de redresseurs en série, chacun desdits redresseurs en série étant connecté en série avec l'une desdites bobines. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle, partiellement en coupe d'une partie d'un séparateur électrostatique ; - la figure 2 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'un mécanisme frappeur conforme à la psserrte invention ; et, - la figure 3 est un schéma de principe d'un système de câblage matriciel conforme à la présente invention. En se référant à la figure 1, on voit un mécanisme frappeur 10 monté sur le couvercle 12 d'un séparateur électrostatique. Le mécanisme 10 comprend une enveloppe cylindrique extérieure 14 pourvue à son extrémité supérieure d'un butoir 18. Le mécanisme frappeur 10 est monté au sommet dinetige-support 20 qui s'abaisse à travers un palier de guidage vertical 22 fixé au sommet du couvercle 12. La tige 20 descend, en traversant un plafond 24, jusqu'à une plaque d'extrémité horizontale 26. Plusieurs traverses 28 sont fixées à la plaque 26. De certaines traverses 28 s'abaissent des tiges de suspension 30 qui supportent un certain nombre d'électrodes plates 31, cependant qu'aux traverses intermédiaires sont également suspendues des électrodes, mais ayant la forme de fils d'ionisation 32. Les fils 32 sont connectés à une source d'énergie électrique, non représentée, de même que les électrodes plates 31, d'une manière tout à fait classique. L'installation électrique servant à alimenter les plaques 31 et les fils 32 est séparée de celle qui alimente le mécanisme frappeur et qui est décrit en détail ci-apres. Ainsi, si le mécanisme frappeur peut être activé de manière que sa tige de support 20 vibre, cette dernière va faire vibrer une ou plusieurs des traverses 28, lesquelles vont transférer les vibrations à une ou plusieurs électrodes qui ysont fixées. La figure 2 montre plus en détail un mécanisme frappeur 10. Comme il a été indique plus haut, le mécanisme 10 comprend une enveloppe extérieure cylindrique 14. L'enveloppe 14 est fermée, à l'une de ses extrémités, par un butoir 18 dont le pourtour est soudé en 36 au sommet de l'enveloppe 14. L'autre extrémité de l'enveloppe- 14 comporte une bordure 38 qui est fixée à l'enveloppe par une soudure 40 afin de constituer un moyen permettant de fixer un couvercle 42 à cette extrémité. Des boulons 44 traversent la bordure 38 et le couvercle 42 et comportent des écrous 46 vissés à-leurs extrémités afin de fixer le couvercle 42 à la bordure 38. La bobine 48 d'un électro-aimant s'ajuste étroitement dans l'enveloppe 14, près du butoir 18. Un noyau ferromagnétique ou plongeur 50 est loge dans la bobine 48 de façon à pouvoir se déplacer axialement. Quand la bobine est excitée, le plongeur ferromagnétique est propulsé vers le butoir 18 et vient le frapper. Quand la bobine est désexcitée, le plongeur retombe contre le couvercle 42 et s'arrête sur celui-ci. Ainsi, le butoir 18 reçoit le choc du plongeur en mouvement. Les vibrations caus,e'es par la collision entre le plongeur 50 et le butoir 18 sont transmises par la tige 20 à uneyplusieurs électrodes 31, 32, comme il a été expliqué plus haut. La figure 3 représente un système de câblage matriciel destiné à être utilisé pour alimenter un certain nombre de mécanismes frappeurs dans un séparateur éleetrostatique. Ce système de câblage se compose d'un certain nombre de fils d'alimentation 60, 62, 64, 66 et 68 et d'un certain nombre de fils de retour 70, 72 et 74. La matrice représentée ne comprend que cinq fils d'alimentation et trois fils de retour, mais il est bien évident que dans la pratique, rien ne s'oppose à l'utilisation d'un plus grand nombre de fils d'alimentation et de retour. Un certain nombre de mécanismes frappeurs sont connectés à la matrice de façon que la bobine de chacun d'eux puisse être activée. C'est ainsi, que la bobine 48 du mécanisme frappeur 10 est branchée entre le fil d'alimentation 60 et le fil de retour 70. De même, les bobines 76, 78, 80, 82, 84, 86,88, 90, 92, 94, 96, 98, 100 et 102 des autres mécanismes frappeurs sont respectivement connectuées à la matrice de cette façon. Ainsi, la bobine 48 du mécanisme frappeur 10, et les bobines 76 et 78 sont connectées au fil d'alimentation 60 et aux fils de retour 70, 72 et 74, comme représenté. Les bobines 80, 86, 92 et 98 sont connec tées au fil de retour 70 et sont reliées respeetivement aux fils d'alimentation 62, 64, 66 et 68.Le mode de connexion des bobines restantes aux fils d'alimentation et aux fils de retour est le morne que celui décrit, e'est-à-dire, que chaque bobine est branchée entre un fil d'alimentation et un fil de retour de façon à partager un fil d'alimentation avec deux autres bobines et un fil de retour avec quatre autres bobines. Il va de soi que n importe quel nombre raisonnable de bobines peut être utilisé dans une telle matrice et qu'un fil d'alimentation peut être relié à n'importe quel nombre raisonnable de bobines. Il en est de même pour les fils de retour. Les mécanismes frappeurs sont normalement dis posés en une matrice comme celle représentée sur la figure 3 parce que les élec- trodes qu'ils font vibrer ont la forme de plaques parallèles suspendues sous eux. Toutefois, il est également possible que les mécanismes frappeurs soient espacés entre eux selon une disposition mécanique appropriée quelconque pour faire vibrer les électrodes. La disposition spécifique des mécanismes frappeurs dépend de la disposition des électrodes et de la conception de la structure qui transmet les vibrations des mécanismes frappeurs aux électrodes. Chaque bobine d'électro-aimant est connectée d'une manière identique à deux redresseurs. En conséquence, pour plus de clareté, on se contentera ici de décrire une seule bobine et les deux redresseurs auxquels elle est associée. Ainsi,en prenant pour exemple la bobine 48 du mécanisme frappeur 10, on voit qu'elle est branchée entre deux jonctions 106 et 108. Un redresseur 110 est connecté en série entre la jonction 106 et le fil de retour 70, respectivement par les conducteurs 112 et 114. Un second redresseur 116 est connecté à la jonction 108 par un fil 118 et à la jonction 106 par un fil 120. Les fils d'alimentation 60, 62, 64, 66 et 68 sont reliés respectivement aux bornes 122, 124, 126, 128 et 130 d'un distributeur 132 comportant un rotor 1314. De même, les fils de retour 70, 72 et 74 sont connectés aux bornes 140, 142 et 144 d'un second distributeur 146 ayant un rotor 148. Le rotor 134 du distributeur 132 est monté à rotation en 150 de sorte qu'une extrémité de celui-ci peut venir frotter contre les bornes 122, 1214, 126, 128 et 130 quand il tourne. De même, le rotor 148 du distributeur 146 est articulé en 152 de façon à venir frotter contre les bornes 140, 142 et 144 en tournant.Une source de courant alternatif redressé 160 est connectée par un fil 162 au pivot 150 et par un fil 164 au pivot 152, de sorte qu'un courant peut circuler de la source électrique 160 en sortant par le fil 162 et en retournant à la source électrique 160 par le fil 164. Ainsi, quand le rotor 134 tourne, de façon à venir en contaet avec la borne 122 et qu'en même temps le rotor 148 tourne de façon a venir en contact avec la borne 140, un courant circule de la source électrique 160 par le fil d'alimentation 162, le rotor 134, la borne 122 et le fil d'alimentation 60, le circuit se refermant par le fil de retour 70 et par la borne 140, le rotor 148, le pivot 152 et le fil 164 sur la source 160. Quand les rotors sont dans cette position, c'est-à-dire, dans la position représentée sur la figure 3, la bobine électromagnétique 48 est excitée. De la même manière, quand l'une quelconque des autres lignes d'alimentation et l'une quelconque des autres lignes de retour sont mises en communication avec la source électrique 160, la bobine branchée entre cette ligne d'alimentation et cette ligne de retour est excitde, -à l'exclusion de toute autre. Ceci est dû à la présence de redresseurs en série associés à chaque bobine. En effet, si le redresseur 170 ntétait pas monté en série avec la bobine 82, le courant du fil d'alimentation 60 pourrait traverser la bobine 76 vers la ligne de retour 72 par le conducteur 172, la bobine 82 et le fil 174 pour revenir au fil d'alimentation 62, lequel pourrait activer la bobine 80 branchée entre le fil d'alimentation 62 et le fil de retour 70.De meme, si la bobine 84 n'était pas associée à un redresseur en série, un courant pourrait circuler, du fil d'alimentation 60 par la bobine 78, le fil de retour 74 et pourrait traverser la bobine 84 pour revenir au fil d'alimentation 62 et la bobine 80 pour aboutir au fil de retour 70. Ainsi, on a montré quten l'absence de redresseurs en série avec chaque bobine les deux premières rangées horizontales de bobines seraient excitées et si l'on considère les bobines restantes, on voit aisément que celles-ci aussi seraient excitées si le courant électrique était appliqué au fil d'alimentation 60 ou à n'importe quel autre fil d'alimentation.Ceci n'est pas acceptable dans la pratique car il faut que l'énergie disponible à tout moment pour exciter une bobine soit suffisante pour faire vibrer les électrodes avec suffisamment de vigueur. Comme il a été expliqué, dans la pratique courante, -deux fils d'alimentation séparés stétendent d'un ou de plusieurs dispositifs de commutation, tels que les distributeurs ci-dessus, et aboutissent à la bobine de chaque frappeur. Les inconvénients de l'utilisation de ces deux fils d'alimentation électriquesont déjà été expliqués. On a constaté que quand on interrompt le courant circulant dans l'une quelconque des bobines, une force électromotrlce-induite est engendrés et fait qu'un courant continue de circuler dans la bobine. Ce courant provoque la détE- rioration et la destruction du dispositif de commutation. Dans le mode de réali- sation représenté, les étincelles de rupture se produisant entre les contacts des distributeurs 132 et 146 auraient pour conséquence une détérioration des rotors et des contacts de ceux-ci. Pour prevenir cette détérioration, chacune des bobines est pourvue, selon la présente invention, d'un redresseur en parallèle branché entre deux jonctions, dont l'une est située entre le redresseur en série et la bobine.Ainsi, quand l'un et/ou l'autre rotor 134 et 148 quittent les contacts 122 et 140, le courant induit dans la bobine 48 ne peut pas circuler vers le fil de retour 70. Il va prendre le chemin de moindre résistance, ctest-à-dire, qu'il va passer par le fil 120, le redresseur en parallèle 116 et la jonction 108 pour revenir dans la bobine 48. Ainsi, le courant induit va continué de circuler jusqu' ce qu'il se soit dissipé dans la bobine dans laquelle il a été créé et, de ce fait, ne risque pas d'endommager les mécanismes de commutation. Les redresseurs en série et en parallèle sur chaque bobine doivent être montés correctement si l'on veut qu'une seule bobine soit excitée à la fois et que le courant induit dans cette bobine émanant de la coupure du courant d'excitation soit dissipe. Plus précisément, en considérant la bobine 48 dans le mécanisme frappeur 10 représenté, si l'on qualifie la jonction 108 de première jonction, et la jonction 106 de seconde jonction, le redresseur en série est monté de façon que le courant qui le traverse ne puisse passer que de la première jonction à la seconde en traversant la bobine, tandis que le redresseur en parallèle 116 est branché entre les jonctions pour ne permettre au courant de circuler que de la seconde jonction vers la première en le traversant. Une telle disposition permet de n'exciter qu'une seule bobine à la fois dans une matrice comprenant un nombre de fils relativement réduit, tout en évitant la détérioration du dispositif utilisé pour couper l'alimentation des bobines. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation représentés- et décrits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVEEDICATIONS 1. Système de câblage matriciel pour un séparateur électrostatique qui comprend : un certain nombre de fils d'alimentation électriques , un certain nombre de fils de retour ; un certain nombre de mécanismes frappeurs ayant chacun une bobine et un redresseur montés en série, chaque mécanisme étant branché entre l'une desdites lignes d'alimentation électriques et l'un desdits fils de retour avec ledit redresseur en série, la disposition des redresseurs par rapport aux bobines correspondantes étant telle qu'un courant peut circuler dans lesdites bobines seulement desdites lignes d'alimentation électriques vers lesdites lignes de retour ; une source d'énergie électrique pour fournir un courant alternatif redressé ; des moyens pour permettre à un courant de circuler de ladite source sélectivement vers l'une desdites lignes d'alimentation et pour revenir sélectivement de l'une desdites lignes de retour à ladite source d'énergie électrique, ce qui fait que quand lesdits moyens fonctionnent, l'une desdites lignes d'alimentation et l'une desdites lignes de retour sont mises en communication avec ladite source d'énergie électrique et seule la bobine branchée entre cette ligne d'alimentation électrique et cette ligne de retour est excitée. 2. Système de câblage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits mécanismes frappeurs comprend en outre, un redresseur branché en parallèle sur ladite bobine, entre la jonction du redresseur en série avec ladite bobine, et la borne d'entrée de ladite bobine, ledit redresseur en parallèle étant orienté pour ne permettre à un courant de passer que de-ltextré- mité de ladite bobine communiquant avec ladite ligne de retour et l'extrémité ae ladite bobine communiquant avec ladite ligne d'alimentation électrique. 3. Système de câblage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent deux dispositifs de commutation séparés dont l'un est branché entre lesdites lignes d'alimentation électriques et ladite f source d'énergie électrique de sorte qu'un courant peut sélectivement être fourni par ladite source, à travers l'un desdits dispositifs de commutation, à l'une quelconque des lignes d'alimentation electriques, l'autre dispositif de commutation étant branché entre les lignes de retour et la source d'énergie électrique de sorte que ce second dispo.sitif peut permettre à la source d'énergie électrique a'être mise en communication sélectivement avec l'une quelconque desdites lignes de retour. 4. Système de câblage matriciel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre des mécanismes frappeurs dont les bobines sont connectées à un fil d'alimentation électrique commun est au moins de trois. 5. Système de câblage matriciel selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre des mécanismes frappeurs dont les bobines sont connectées à une ligne de retour commune est au moins de cinq. 6. Système de câblage matriciel selon la revendication 1, caracterisé en ce que lesdits mécanismes frappeurs sont disposés le long d'un certain nombre de premières lignes parallèles. 7. Système de câblage matriciel selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits mécanismes frappeurs sont aussi placés le long de secondes lignes parallèles qui sont perpendiculaires aux premières.