Brevet FR2515749A1 — publié le 19830506

Dispositif d'aspiration de gaz La présente invention a pour objet un dispositif d'aspiration utilisable comme pompe à vide. Dans de nombreux procédés industriels tels que distillation, eristallisation, concentration, la fonction vide était jusqu'à maintenant réalisée par des éjecteurs à vapeur, systèmes présentant une grande fiabilité mais néeessitant pour leur fonctionnement une grande quantité d'énergie. En raison de l'augmentation du coût d l'énergie, les utilisateurs recherchent des solutions fiables et d'un coût d'exploitation inférieur. On connatt 11 emploi des pompes à anneau liquide. Ces machines sont d'une grande fiabilité, consomment peu d'énergie et permettent d'aspirer toutes sortes de gaz, explosifs, corrosifs, pyrophoriques, chargés de poussières, etc... Mais la pression d'aspiration que l'on peut obtenir est limitée par la tension de vapeur du fluide constituant l'anneau liquide. En pratique, avec de l'eau à 1500 comme liquide, on ne descend pas en dessous de 25 Torr. Pour cette raison, on associe fréquemment une pompe à anneau liquide à un appareil complémentaire, tel qu'un surpresseur Roots, ou un éjecteur 9 vapeur ou à air. On peut ainsi obtenir une pression d'aspiration de l'ordre de 1 à quelques Torr. La présente invention concerne plus specialement l'association d'une pompe à anneau liquide avec un surpresseur Roots. Mais le spécialiste pourra comprendre que l'invention a une portée plus large. On sait que le surpresseur provoque un cehuffement du gaz qu'il comprime, la températ-ore pouvant atteindre 100C, et qu'il est usuel de placer un dispositif refroidisseur après le surpresseur, entre celui-ci et la pompe à anneau liquide. L'échauffement dans la pompe à anneau liquide est faible ; il est absorbé par le liquide, par exemple l'eau. On réintroduit de l'eau froide ou refroidie pour compense cet entrainement. Un séparateur et un refroidisseur sont des accessoires habituels d'une telle pompe. La présente invention a plus spécialement pour objet un disposi- tif du genre ci-dessus. Le dispositif selon l'invention convient de façon particulièrement avantageuse dans le cas où le gaz aspiré contient en proportion notable, un fluide condensable. Conformément à la présente invention, un dispositif d'aspiration de gaz, dont une fraction est condensable, comporte en série une pompe à anneau liquide et un organe d'aspiration, notamment un surpresseur du type Roots, placé en amont de la pompe de façon à abaisser la pression d'aspiration en dessous de la tension de vapeur du liquide de la pompe, est caractérisé par le fait qu'en amont du surpresseur est disposé un réfrigérant, notamment un condenseur, avec un extracteur du liquide condensé. Il en résulte que le gaz parvenant au surpresseur est débarrassé de la fraction condensable et que, par suite, une fraction seulement du débit de gaz aspiré traverse le surpresseur. Il est ainsi possible d'utiliser un surpresseur de dimension moindre, économie à laquelle s'associe une réduction de l'énergie consommée. La figure unique du dessin ci-joint représente schématiquement un exemple d'application de l'invention, et en fait ressortir l'intérêt. On a choisi comme exemple un procédé de désodorisation d'un corps gras, tel le saindoux. Le traitement est effectué par cycles. L'installation de traitement proprement dite est consitutée par un appareil 1, dans lequel le corps gras est introduit en 2. De la vapeur est introduite en 3, et le produit désodorisé sort en 4. La vapeur avec les gaz de désodorisation sortent par le tube supérieur 5. La température et la pression sont réglées d'une façon déterminée, connue en soi, au cours d'un cycle, qui ne fait pas partie de la présente invention. La pression est réglée par l'aspiration dans le tube 5 et par l'admission de vapeur en 3. En général, on place à la sortie du tube 5 un cyclone 11 permettant de séparer de la vapeur la majeure partie des matières solides entratnées, que l'on récupère en 12. Le problème posé à l'industriel est d'aspirer en haut du cyclone, en 13, un gaz chargé de vapeur d'eau, en créant une pression d'aspiration de quelques Torr seulement (moins de cinq par exemple). Jusqu'à présent, la solution classique la plus simple et la plus fiable consistait à utiliser un ou plusieurs éjecteurs de vapeur avec un condenseur en fin de parcours. Cependant le coût de fonctionnement d'un tel dispositif est lié direc tement au prix de l'énergie et, en considération de l'évolution actuelle de ce prix, la charge devient lourde et risque de compromettre la rentabilité de l'installation. Conformément à la présente invention, pour réaliser lQaspiration dans une installation de ce type, on utIlise une chaîne comportant en série un ensemble réfrigérant-condenseur 157 162 un surpressur Roots 21 et une pompe à anneau liquide 31. L'ensemble réfrigérantcondenseur peut comporter une première étape 15 de refroidissement par l'eau du secteur et une deuxitre étape de condensation 16 où le refroim dissement est assuré par de l'eau glacée, circulant dans un groupe de froid 17. L'eau condensée à partir du gaz aspiré est évacuée en 18. Vient ensuite le surpresseur Roots qui peut comporter un ou plusieurs étages, et qui aspire à 5 Torr pour refouler par exemple à 40 Torr. Le surpresseur peut être du type à injection de liquide : le liquide assure l'étanchéité et le refroidissement, cela permet une copression plus importante et améliore le rendement. Le nombre de surpresseurs dépend de la puissance des éléments et du niveau de pression à obtenir Ce type d'appareil consomme peu d'énergie. Avantageusement, un clapet anti-retour 25 est prévu avant la pompe 31. Le gaz aspiré par la pompe en 32 est refoulé en 33 vers un séparateur 34 gaz-liquide, prévu pour récupérer l'eau entraidée par le gaz. Le gaz s'échappe en 35 et le liquide (liteau) est évacué en 36 pour être réinjecté en 37 après avoir traversé le réfrigérant 38. On peut aussi prévoir une arrivée d'eau fraîche 39. La disposition des moyens de refroidissement et de condensation en amont du Roots a pour résultat la condensation d'une proportion importante du gaz aspiré, qui dans l'exemple décrit peut atteindre 9Q à 95%. La quantité de gaz traversant le Roots esé donc très réduite, ce qui permet une économie importante, tant sur le prix d'équipement en matériel que sur le coût du fonctionnement. Cette disposition est contraire à la disposition usuelle normale pour l'homme de l'art puisque l'échauffement dans le surpresseur est important (la température peut atteindre 1500C). Comparé à l'emploi d'éjecteur à vapeur, l'économise est encore plus grande, puisque dans le cas des éjecteurs, en plus de la vapeur utilisée pour le traitement industriel du produit, il faut en outre condenser la vapeur injectée pour obtenir la pression d'aspiration. Des calculs simples peuvent établir que le remplacement d'un système d'éjecteurs à vapeur par un dispositif selon la présente invention peut être amorti en une période très courte, de six mois à deux ou trois ans, par les économies sur la consommation d'énergie. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATION Dispositif d'aspiration de gaz dont une fraction est condensable comportant en série une pompe à anneau liquide (31) et un organe d'aspiration, notamment un swrpreseeur du type Roots (21), placé en amont de ia pompe de façon à abaisser la pression d'aspiration en dessous de la tension de vapeur du liquide de la pompe, caractérisé par le fait qu'en amont du surpresseur est disposé un réfrigérant notamment un condenseur (16), avec un extracteur (18) du liquide condensé.