Brevet FR2487926A2 — publié le 19820205

FR 2487926 A2 19820205 FR 8017229 A 19800731 L'invention est relative à des perfectionnements au dispo- sitif permettant l'établissement d'une loi de répartition déterminée du débit dans une veine liquide s'écoulant horizontalement dans une cuve entre une entrée et une sortie, décrit dans le brevet No 2.280.817. Ce brevet décrit un procédé et un dispositif permettant l'établissement d'une loi de répartition. Selon le procède, on provoque un écoulement horizontal de la veine liquide. On la subdivise en une pluralité de veines élémentaires horizontales par une action en amont et/ou en aval de la zone d'écoulement du fluide et on soumet chaque veine élémentaire à des pertes de charge telles que le fluide circule dans la zone suivant une loi de répartition voulue et puisse y subir un traitement voulu. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, décrit dans le brevet principal est caractérisé en ce qu'il comporte à l'in- térieur de la cuve, à proximité de son entrée et/ou de sa sortie, et respectivement en amont et/ou en aval de la zone d'écoulement de la veine liquide une pluralité de tubes. Chacun de ces tubes présente au moins un orifice débouchant à l'intérieur de la veine liquide vers la zone d'écoulement, ces orifices étant situés à des niveaux diffé- rents. Les tubes présentent par ailleurs un orifice extérieur à la veine et reliés respectivement à l'entrée ou à la sortie, ces orifi- ces extérieurs étant disposés à un niveau au plus égal au niveau de la surface supérieure de la veine liquide. Par ailleurs, ils sont isolés de la veine de façon étanche. Selon la description du brevet principal, dans un mode de réalisation, les tubes sont rectilignes, verticaux, adjacents et présentent une section transversale rectangulaire. Leurs faces respec - tives situées du côté de la veine liquide sont donc adjacentes, et constituent une cloison de la cuve. Les orifices de communication entre les tubes et l'intérieur de la veine liquide sont donc disposés sur une seule face des tubes. Un des buts de la présente invention est de proposer des perfectionnements à ces tubes en augmentant leur surface de contact avec la veine liquide, et avec un même nombre de tubes en augmentant le nombre des veines élémentaires, c'est-à-dire le nombre d'orifices débouchant à l'intérieur de la veine liquide. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif qui permette de définir la loi de répartition prédéterminée - 2 - du débit dans la veine liquide plus fine et plus précise. D'autres buts et avantages de la présente invention appa- raîtront au cours de la description qui va suivre, qui' n'est cependant donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de limiter celle- ci. Le dispositif selon la présente invention est caractérisé par le fait que les tubes sont indépendants, espacés, sensiblement verticaux, que leur volume respectif intérieur est divisé en une plura- lité de compartiments étanches, chaque compartiment présentant au moins un orifice débouchant à l'intérieur de la veine liquide, les dits orifi- ces étant situés à des niveaux différents, et un orifice isolé de la veine disposé à un niveau au plus égal au niveau de la surface supérieure de la veine liquide mettant en communication chaque compartiment à l'en- trée ou à la sortie de la cuve. L'inventUon sera mieux comprise si l'on se réfère à la des- cription ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe. qui en fcnt partie intégrante. La figure 1 montre à titre d'exemple une cuve parallélépi- pédique en coupe partielle équipée des tubes selon la présente invention. La figure 2 représente un tube selon la présente invention, dans un mode d'exécution non limitatif. La description du dispositif selon l'invention va maintenant être faite dans l'application non limitative oQ les tubes sont placés dans la zone de sortie du fluide et assurent l'évacuation de ce fluide. Naturellement, selon l'invention, les tubes peuvent être également dis- posés dans la zone d'entrée, et l'Homme de l'Art déterminera dans ce cas facilement les modifications à apporter au dispositif qui va être décrit. Dans la figure 1, on a représenté en 1 une cuve parallélé- pipédique contenant la veine de fluide qui subit dans cette cuve un traitement. Cette forme de cuve n'est pas limitative, et toute forme convient, en particulier toute forme appropriée au traitement que subit le fluide. La cuve peut contenir ou non des moyens spécifiques de trai- tement pour le fluide, tels que par exemple des volets de répartition de la veine liquide décrits dans le brevet principal. Ces moyens n'ont pas été représentés dans la figure 1. Le fluide est introduit au niveau de la paroi 2 de la cuve, par tout moyen approprié, non représenté dans la figure. Il s'écoule - 3 - dans la cuve selon une direction générale schématisée par la flèche 3 en direction de la paroi 4 opposée à la paroi 2. C'est durant ce pas- sage entre la paroi 2 et la paroi 4 que le fluide subit le traitement. Au niveau de la paroi 4, sensiblement parallèlement à celle-ci, c'est-&dire transversalement à la direction de déplacement du fluide, une pluralité de tubes 5 assurent l'évacuation du fluide. Ces tubes présentent respectivement des orifices 6 débou- chant à l'intérieur de la veine, et un orifice les reliant à l'extérieur, c'est-à-dire avec la sortie. Les tubes 5 sont parallèles, sensiblement verticaux, et s'étendent depuis approximativement le fond de la cuve jusqu'au moins le niveau de la surface supérieure de la veine liquide. Par ailleurs, ils sont indépendants et espacés. En particulier, ils sont respective- ment placés à une distance non nulle de la paroi 4 de la cuve. De ce fait, leur surface de contact avec le fluide est constituée par leur surface périphérique respective, étant donné que le fluide entoure chaque tube. Cette surface de contact est donc sensiblement augmentée par rapport à des tubes adjacents dans la surface de contact avec le fluide constitue une cloison. Le nombre de tubes n'est pas limitatif, et dépend de leurs dimensions respectives et des dimensions de la cuve. Dans un mode pré- férentiel de réalisation, ainsi que cela est schématisé dans la figure 1, ces tubes sont portés dans leur partie supérieure et dans leur partie inférieure par des supports 7 et 8 présentant respectivement des orn- fices de guidage 9 et 10 dans lesquels les tubes 5 sont maintenus en position. La figure 2 représente l'un des tubes 5 dans un mode pré- férentiel de réalisation. Ce tube est cylindrique de révolution, et présente un axe 11. rl est constitué d'une paroi extérieure 12 et d'une paroi intérieure 13 également cylindrique, et coaxiale à la paroi 12. Ces deux parois 12 et 13 définissent entre elles un espace 14. Selon l'invention, cet espace 14 est divisé en une plura- lité de compartiments 15. Ces compartiments 15 sont respectivement définis par une partie de la paroi 12, une partie de la paroi 13, et des cloisons 16 disposées entre la paroi 12 et la paroi 13. Les cloisons 16 sont respectivement orthogonalesaux deux parois, et s'étendent sen- siblement sur toute la longueur de la paroi 12. Elles sont solidarisées 4 - de manière étanche à chacune des deux proQis par tout moyen approprié. Elles définissent donc avec la paroi 12 et la paroi 13 une pluralité de compartiments 15 étanches entre eux, s'étendant sur senst- blement toute la longueur de la paroi 12. Le nombre de compartiments est variable, et n'est pas limitatif. De même, le nombre de compartiments est susceptible de varier d'un tube à l'autre. La paroi 12 est percée d'orifices 6 mettant l'intérieur de chaque compartiment en communication avec l'intérieur de la veine lit- quide. Chaque compartiment est en comunication avec la veine liquide par au moins un orififce 6. Ils sont situés à des niveaux diffé- rents, et présentent des dimensions variableas. Dans un mode préférentiel ds rélisation, chaque compartiment présente un orifice 6 de communication avec la vetne liquide, et ces différents orifices sont situés sur une courbe hélicoTdale 17 décrivant la périphérie de la paroi 12 depuis sa partie inf'rîeure jusque sa par- tie supérieure. Ainsi, lorsque ces tubes sont placés an sortie, le fluide pénètre à différentes profondeurs dans chacun des compartiments par les orifices 6, ainsi que le schématisent les flèches 18. Le fluide remonte ensuite dans chacun des compartiments vers la partie supérieure du tube. A ce niveau, ainsi que le schématisent les flèches 19, le fluide véhi- culé par chaque compartiment s'écoule et se déverse à l'intérieur de la paroi 13. A cet effet, la partie supérieure de cette paroi est située à un niveau inférieur ou égal à& celui de la partie supérieure de la paroi 12 et des cloisons 16. Dans un mode préférentiel de réalisation, un capuchon 20 recouvre la partie supérieure de la paroi 12, isolant ainst dz maniée;e étanche la partie supérieure des compartiments 15 et de l'intérieur de la paroi 13 de la veine liquide. Ce capuchon est sensiblement cylin- drique, et présente un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de la paroi 12. Il faut remarquer que les orifices de communication de chaque compartiment avec l'extérieur, constitués par l'ouverture supé- rieure de chaque compartiment sont situés à un niveau au plus égal au niveau de la surface supérieure de la veine liquide dans la cuve. Dans un mode préférentiel de réalisation, après s'être déversé dans la partie intérieure de la paroi 13, ainsi que le schéma- tisent les flèches 19, le fluide s'écoule à l'intérieur de la paroi 13. - 5 - Il est ensuite évacué par tout moyen approprié par la partie inférieure de cette paroi 13, ainsi que le schématise la flèche 24. Un des moyens d'évacuation du flui:de en sortie de la paroi 13 est constitué, par exemple, par un conduit général d'évacuation 22. A cet effet, la partie inférieure de la paroi 13 est située sous le niveau de la partie inférieure de la paroi 12. Elle traverse de manière étanche les orifices 10 du support inférieur 8 des tubes, ces orifices débouchant dans une conduite générale d'évacuation 22 située dans la partie inférieure de la cuve, perpendiculairement à l'axe des dits tubes. Ainsi que le schématise la figure 1, le support inférieur 8 pourra constituer l'une des parois de la conduite générale d'évacuation 22. Le fluide est ensuite évacué de cette conduite générale par tout moyen approprié. Par ailleurs, dans un mode préférentiel de réalisation, une embase 21 vient obturer de manière étanche la partie inférieure de l'espace 14 compris entre la paroi 12 et la paroi 13, et donc la partie inférieure de chaque compartiment. Ainsi, selon la présente invention, la surface de contact entre les tubes et la veine fluide est beaucoup plus importante qu'avec des tubes adjacents, étant donné que le liquide entoure totalement chaque tube. D'autre part, la présente invention permet également d'au- gmenter le nombre d'orifices définissant les veines élémentaires, ce qui améliore ainsi la précision de la loi de répartition du débit que l'on détermine dans l'intérieur de la cuve. Les débits de chaque veine élémentaire sont déterminées dans le cas présent par des dimensions de chaque orifice, et la distance entre chacun de ces orifices, la surface supérieure de la veine liquide et la position de la lame déversante 19. L'orientation des orifices par rap- port à la direction d'écoulement 3 du liquide a peu d'importance compte tenu de sa faible vitesse. Par exemple, dix tubes présentant respectivement dix compartiments et un orifice par compartiment permettent de réaliser dans la veine liquide cent prélèvements, et de déterminer pour chaque prélèvement la perte de charge qu'ils subissent. De préférence, les tubes sont placés respectivement en regard d'un ensemble de volets de répartition superposés, qui améliorent la répartition du liquide dans la veine. Par ailleurs, il faut remarquer que le démontage des tubes - 6 - est facile, ce qui. rend leur entretien et leur nettoyage très simples. Naturellement, le dispositif qui vient d'être décrit n'est donné qu'à titre indicatif, et l'on pourrait adopter d'autres modes de réalisation de la présente invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. En particulier, la section transversale des tubes pourrait avoir une autre forme que la forme circulaire qui a été décrite. Par ailleurs, pour un même tube la section transversale des compartiments pourrait varier d'un compartiment à l'autre. Il serait par exemple possible de désaxer la paroi 13 par rapport à la paroi 12 de manière à ce que les compartiments aient une section transversale variable qui serait fonction de la position et des dimensions de leur orifice de communication avec l'intérieur de la veine liquide. Par ailleurs, comme il a été dit au début de la description, les tubes selon l'invention pourraient également permettre l'introduction du liquide dans la cuve selon une loi de répartition déterminée. - 7 - REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant l'établissement d'une loi de ré- partition prédéterminée du débit dans une zone d'une veine liquide s'écoulant horizontalement dans une cuve, entre une entrée et une sor- tie, selon la revendication 5 du brevet principal No 2.280.817, carac- térisé par le fait qu'il comporte une plurali:té de tubes indépendants, espacés, sensiblement verticaux, dont le volume i:ntérieur est divisé sur leur longueur en une pluralité de compartiments étanches, chaque compartiment présentant au moins un orifice débouchant à l'intérieur de la veine liquide, les dits orifices étant situés à.des niveaux dif- férents, et un orifice isolé de la veine liquide disposé à un niveau au plus égal au niveau de la surface supérieure de la veine liquide mettant en communication chaque compartiment à la dite entrée ou à la dite sortie de la cuve. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque tube comporte intérieurement un compartiment princi- pal d'entrée ou de sortie du liquide, chaque compartiment principal étant en communication avec la dite pluralité de cQmpartiments à un niveau au plus égal au niveau de la surface supérieure de la veine li- quide, et étant isolé de la veine de manière étanche. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que pour chaque tube, la pluralité de compartiments est dispo- sée autour du compartiment principal. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le compartiment principal est en com- munication avec l'entrée ou la sortie de la cuve par son extrémité inférieure. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit tube et le dit compar- timent principal sont cylindriques de révolution. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le tube et le compartiment cylindriques sont coaxiaux. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que pour chaque tube, chaque compartiment comporte un orifice de communication avec la veine liquide, les orifices étant situés sur une courbe hélicoîdale s'étendant depuis la partie inférieure jusqu'à. la partie supérieure du tube. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 - 8 - à 7, caractérisé par le fait qu'un capuchon obture de manière étanche l'extrémité de chaque tube, isolant ainsi de manière étanche de la veine liquide les orifices de communication entre les compartiments et le compartiment principal. 9. Dispositif selon l'une quelconque des re-endicatiens précédentes, caractérisé par le fait que la partie inférieure des com- partiments principaux de chaque tube débouche respectivement dans une canalisation véhiculant le fluide en entrée ou en sortie. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendicatiens précédentes, caractérisé par le fait que chaque tube est placé en reIa-rd d'un ensemble de volets de répartition de la veine liquide.