Brevet FR2463308A1 — publié le 19810220

L'invention concerne un dispositif destiné à un générateur d'impulsions pour produire des mouvements de pulsa- tion dans un liquide. Dans la technique chimique de certains procédés, on utilise des colonnes d'extraction dans lesquelles les pro- duits mis en oeuvre sont amenés en étroit contact réciproque, de manière à accélérer le processus d'échange envisagé. L'effi- cacité de l'échange entre produits peut 9tre accrueau moyen de mouvements de pulsation imposés au produit mis en oeuvre. Dans ce but, il est connu de raccorder, à l'extré- mité inférieure de la colonne d'extraction, un tuyau pulseur rempli de liquide, d'introduire de l'air comprimé périodique- ment dans ce tuyau pulseur et de l'en évacuer à nouveau. Cepen- dant l'introduction directe d'air comprimé implique le risque que, en cas de défaillance de l'unité de commande actionnant les soupapes, la colonne peut se trouver vidée par soufflage d'air. En vue d'éviter cet inconvénient, il est connu, d'après le fascicule Déchema/213 d'Avril 1954, et le brevet DE 1767596, d'utiliser des colonnes avec un fond vibrant, dont l'entraînement a lieu au moyen d'une tige traversant la paroi de la colonne et déplacée périodiquement par un entraînement à excentrique. L'inconvénient de dispositions de ce genre réside notamment en ce que des plaques à déplacer mécaniquement dans un récipient allongé en forme de tuyau, sont d'une technique de fabrication difficilement réalisable et sont sujettes à des incidents de fonctionnement. En outre, il faut résoudre l'étan- chéité du passage de traversée de la tige d'entrafnement dans la paroi du récipient, ce problème d'étanchéité pouvant limiter la sécurité de fonctionnement notamment dans le cas de produits toxiques, et/ou radioactifs. Ces inconvénients ne sont surmontés que partielle- ment avec une installation également connue dans la littérature technique (Institution des ingénieurs chimiques Vol 35, 1957, page 319) au moyen d'une pompe à membrane, car la membrane fortement sollicitée, constitue un élément de construction susceptible de fuites, de sorte qu'elle ne peut pas gtre mise en oeuvre dans des installations traitant de fluides dangereux pour l'environnement. 2 3463388 Dans une autre installation connue (DE 16 67 297) un tuyau pulseur est raccordé à la colonne à pulsations, tuyau dans lequel est prévu un flotteur auquel est fixée une tige au moyen de laquelle un coulisseau de commande, dans une position de flottement inférieure, la fermeture d'une soupape d'entrée d'air et ouvre une soupape de sortie d'air, tandis que, dans une position supérieure du flotteur, le coulisseau ouvre la soupape d'entrée d'air et ferme la soupape de sortie d'air. Cependant dans cette installation compliquée du point de vue mécanique, et par conséquent sujette à défaillances, l'air comprimé agit directement sur le liquide de sorte qu'un risque de vidange de la colonne par soufflage n'est pas exclu. L'invention a pour but de réaliser un générateur d'impulsions pour une installation de pulsation qui soit entra née sans air comprimé, qui évite les éléments de cons- truction sensibles aux fuites, qui présente, avec une constitu- tion simple, une grande sécurité de fonctionnement et dont la fréquence et l'amplitude des pulsations sont réglables. Dans ce but, l'installation de pulsation conforme à l'invention est caractérisée en ce que, au récipient conte-- sant le liquide est raccordé un tuyau à impulsions, dans lequel est librement déplaçable un piston agissant sur le liquide du tuyau à impulsions, lequel est entouré par au moins une bobine magnétique pour produire un champ magnétique d'entraînement du piston dans le tuyau. Les avantages obtenus avec l'installation de pulsa- tion proposée ci-dessus résident notamment en ce que, par un mode de construction simple, sont satisfaites des conditions de sécurité sévères. Un fonctionnement sans surveillance ni usure de frottement n'exige qu'une énergie plus faible que dans les installations connues. D'autre part, la fréquence et l'amplitude du mouvement de pulsation peuvent 9tre adaptées de manière sim- ple à des conditions de service différentes. Un exemple de réalisation d'une installation à pulsations conforme à l'invention est décrit ci-après et repré- senté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre la disposition générale du générateur d'impulsions. - la figure 2 montre un générateur d'impulsions à une seule bobine magnétique. la figure 3 est une vue d'un générateur d'impul- sions à deux bobines magnétiques. La figure 1 est une représentation schématique d'une installation à impulsions. Sur la colonne à impulsions 1 est branché, à l'extrémité inférieure, un tuyau pulseur. La colonne 1 et le tuyau 2 sont remplis avec un liquide 3. A l'extrémité supérieure du tuyau à impulsions 2 est disposé un générateur d'impulsions 4, avec lequel le liquide 3 dans le tuyau 2 est contraint à exécuter un déplacement de pulsation qui est transmis sur le liquide 3 dans la colonne 1. Le mouve- ment de pulsation du liquide produit par le générateur d'impul- sions 4 est réglable au moyen d'une installation de commande 5 qui comprend une première installation 6 pour le réglage de la fréquence, et une seconde installation 7 pour le réglage de l'amplitude des impulsions c'est-à-dire de la course du piston. La figure 2 est une représentation simplifiée d'un générateur d'impulsions avec une seule bobine magnétique 10. Dans le tuyau à impulsions 2 est monté un piston ferroma- gnétique 11 qui est maintenu dans une première position extrême de course par un ressort 12 en acier fin. Le tuyau à impulsions 2 est entouré par la bobine magnétique 10 et il est constitué, dans le domaine du champ magnétique de la bobine, en acier fin non magnétique. La bobine magnétique 10, pour éviter les pertes de champ, est entourée à son tour par une enveloppe 13 en matériau ferromagnétique. Lorsque la bobine 10 est connectée, au moyen de l'installation de commande 5, à une tension d'excitation, le champ magnétique attire le piston ferromagné- tique 11, contre-la force du ressort 12, vers l'intérieur de la bobine magnétique 10, jusqu'à ce qu'il atteigne une seconde position d'extrémité de course. Lorsque la tension d'excitation est coupée et déconnectée, le ressort 12 ramène le piston 11 à nouveau dans sa première position de fin de course, à l'exté- rieur de la bobine magnétique 10. A chacune des courses de déplacement du piston 11, est produite une impulsion de choc sur le liquide 3 qui est présent dans le tuyau 2. La figure 3 représente un générateur d'impulsions avec deux bobines magnétiques 10. Ces deux bobines magnétiques , avec l'enveloppe ferromagnétique 13 sont disposées sur un tuyau à impulsions 2, à une distance réciproque correspondant 2463o a sensiblement à la longueur du piston 11. Dans le tuyau à impul- sions 2 est disposée, à l'extérieur des bobines magnétiques 10, à chaque extrémité, une bague de butée 21 pour limiter la course de déplacement du piston 11. Avec l'installation de commande 5, les deux bobines magnétiques sont alternativement excitées de telle sorte que le piston 11 est déplacé d'une première extrémité de fin de course dans une seconde extrémité de fin de course. Au moyen de la première installation 6 de réglage de la fréquence de pulsation, et de la seconde instal- lation 7 de réglage de la course du piston, le déplacement du piston peut 9tre adapté à différentes conditions prédéterminées de la colonne à impulsions 1. ) Générateur d'impulsions pour la production de mouvements de pulsation dans un liquide (1), caractérisé en ce que, au récipient contenant le liquide (3) est raccordé un tuyau à impulsions (2) dans lequel est librement déplaçable un piston (11) agissant sur le liquide (3) du tuyau à impulsions (2), lequel est entouré par au moins une bobine magnétique (10) pour produire un champ magnétique d'entratnement du piston (11) dans le tuyau. 20) Générateur d'impulsions suivant la revendica- tion 1 caractérisé en ce que le piston (11) est maintenu dans le tuyau à impulsions (2), par un ressort (12), dans une première position de fin de course prédéterminée, et est dépla- çable dans une seconde position de fin de course prédéterminée, par le champ magnétique de la bobine magnétique (10), contre la force d'un ressort (12). ) Générateur d'impulsions suivant la revendica- tion le caractérisé en ce que le piston (11) est déplacé, par une première bobine magnétique (10), dans une première position de fin de course prédéterminée, et, par une seconde bobine magnétique (10), dans une seconde position de fin de course prédéterminée. 4 ) Générateur d'impulsions suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tuyau à impulsions (2) est constitué, dans le domaine du champ magnéti- que de la bobine (10)^ en un matériau non magnétique. ) Générateur d'impulsions suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour éviter les pertes de champ, la bobine magnétique (10) est entourée par une enveloppe en matériau ferromagnétique (13). ) Générateur d'impulsions suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour l'excitation de la bobine magnétique (10) est prévue une ins- tallation de commande (5) qui modifie la tension d'excitation. 70) Générateur d'impulsions suivant l'une quelcon- que des revendications 1-à 6, caractérisé en ce que l'installa- tion de commande de champ magnétique (5) comprend une première installation (6) pour le réglage de la fréquence des impulsions et une seconde installation (7) pour le réglage de la course du piston (11).