Brevet FR2544224A1 — publié le 19841019

SEPARATEUR MAGNETIQUE POUR L'EPURATION DE FLUIDES CONTENANT DES PARTICULES FERROMAGNET I QUE S. L'invention se rapporte aux dispositifs d'épuration de fluides et plus précisément concerne les séparateurs magnétiques destinés à séparer les particules ferromagnétiques des fluides. L'invention peur être appliquée dans l'industrie chimique, dans l'industrie de l'énergie thermique, dans la métallurgie, dans les constructions mécaniques et dans d'autres branches d'industrie, de préférence, pour une epuration fine et poussée, par exemple, de l'ammoniac, de l'eau ammoniacale, des alcalis, des condensats, de l'eau de recyclage, de l'huile pour machine, des vapeurs et d'autrea fluides, cette épuration consistant à débarrasser ces fluides des déchets provenant delta corrosion du matériel, de l'usure des pièces des machines et des mécanismes, de l'usinage mécanique et du traitement thermique des pièces. On connaît divers séparateurs magnétiques comportant un système magnétisant placé dans une chambre de travail par laquelle s'écoule le fluide à épurer en 8y débarrassant des particules ferromagnétiques. Ainsi par exemple, dans le certificat d'auteur de 1'URSS n0 921628 publié le 23.04.82, il est décrit un séparateur magnétique comportant une chambre de travail cylindrique d'écoulement du fluide renfermant un garnissage filtrant ferromagnétique disposé sur le pourtour de la chambre et un système magnétisant disposé suivant l'axe de la chambre. Le système magnétisant du séparateur considéré se présente sous la forme de bobines électromagnétiques à noyaux (à circuits magnétiques) qui forment avec le garnissage ferromagnétique un circuit magnétique bouclé. Le séparateur possède en outre un moyen de coupure du champ magnétique (pour les périodes de régénération) pour lequel on utilise un commutateur assurant la coupure de l'alimentation des bobines du système magnétisant lors de la régénération. L'inconvénient de ce dispositif réside dans le fait qu'en régime de travail, les électrosimants absor bent en permanence -de l'énergie électrique en augmentant ainsi sa consommation. On s'est proposé de mettre au point un tel séparateur magnétique,dont la réalisation constructive assurerait la magnétisation du garnissage ferromagnétiqueen régime de travail (pendant l'épuration des fluides), et sa démagnétisation, en régime de régénération, tout en réduisant au minimum la consommation d'énergie électrique. Selon l'invention, le séparateur magnétique comporte une chambre de travail d'écoulement du fluide, renfermant un garnissage filtrant ferromagnétique et un système magnétisant comprenant un noyau, formant avec le garnissage ut circuit magnétique bouclé, et possédant un moyen de coupure du champ magnétique, et il est caracterisé en ce qutau moins une partie dudit noyau du système magnétisant est constituée d'un aimant permanent. L'avantage d'un tel séparateur réside en ce qu'en régime de travail il n'absorbe pas d'énergie électrique, la magnétisation du garnissage étant assurée par les aimants permanents. De plus, grâce audit moyen de coupure périodique du champ magnétique dans la zone de disposition du garnissage, ce dernier est au besoin démagnétisé en perdant alors ses pouvoirs de retenir les particules captées ce qui améliore la qualité de son lavage nécessitant dans ce cas une quantité relativement faible de milieu de lavage. Pour créer une force magnétisante la plus grandepos sible, il est avantageux que ledit noyau du système magnétisant soit réalise entièrement en un aimant permanent. Dans le cas où le noyau du systeme magnétisant représente en soi un aimant permanent, le moyen de coupure périodique du champ magnétique peut comporter une source de courant impulsionnel, un sous-ensemble d'in version du courant et une bobine dont le noyau est une portion audit noyau du système magnétisant, cette bobine possédant un nombre d'ampères-tours permettant, en appliquant à la bobine un courant électrique, d'enge drer un champ magnétique égal en valeur absolue à la force coercitive de l'aimant permanent. Un tel moyen de coupure périodique du champ magnétique permet de démagnétiser l'aimant permanent (pour laver le garnissage, afin de le débarraser des particules captées), ainsi que de le magnétiser ultérieurement (avant la mise du séparateur en régime d'épuration). Une coupure périodique du champ magnétique peut et- re, en outre, réalisee en déplaçant une partie du noyau, notamment, constituée d'un aimant permanent, soit le long d? l'axe de la chambre à écoulement du fluide, soit autour de cet axe, pour ouvrir le circuit magnétique bouclé. Le séparateur magnétique réalisé selon la présente invention est économique en utilisation, simple et treks fiable. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée à l'aide des variantes concrètes de sa réalisation et des dessins annexés, dans lesquels, selon l'invention: la figure I, représente une vue d'ensemble, en coupe, d'un séparateur magnétique, dans lequel un système magnétisant compant des aimants permanents est doté de bobines; la figure 2, représente une vue d'ensemble, en cou pe, d'un séparateur magnétique, dans lequel un systè- me magnétisant comporant des aimants permanents est doté d'une commande pour les tourner ou les déplacer le long de l'axe de la chambre; la figure 3 représente une vue de dessus du séparateur montré sur la figure 2, en position de travail, lorsque le circuit magnétique est bouclé;; la figure 4 représente une vue de dessus du séparateur magnétique montré sur la figure 2, en position où les aimants permanents sont tournés de façon à ouvrir le circuit magnétique. Le séparateur magnétique représenté à la figure I comporte une chambre cylindrique de travail d1écoule- ment du fluide renfermant un garnissage ferromagnétique 2 constitué de billes, de copeaux et d'autres corps ferromagnétiques. A l'intérieur de la chambre :1, coaxiale- ment à elle, il est placé une chemise 3 renfermant un systeme magne tisant 4 comprenant un aimant permanent 5 (ou un paquet d'aimants permanents), une pie ce d'inser- tion en matériau ferromagnétique (un noyau) 6 portant une bobine 7 (cette pièce d'insertion 6 peur être remplacée par des aimants permanents). L'aimant permanent 5, la pièce dtinsertion ferromagnétique 6 et le garnissage ferromagnétique 2 forment un circuit magnétique bouclé.Un sous-ensemble d'inversion de courant 8 et une source de courant impulsionnel 9 sont raccordés électriquement en série à ladite bobine 7, la source 9 fournit des impulsions de courant à la bobine 7. La bobine 7 possède un nombre d'ampere tours permettant d'engendrer un champ magnétique égal å la force coercitive de l'aimant permanent 5 (pour assurer la désaimantation de cet aimant). Pour introduire un milieu fluide dans le séparateur, ce dernier comporte une tubulure d'entrée 10 et pour 11 évacuation du fluide épuré le séparateur comporte une tubulure de sortie Il. le séparateur magnétique montré sur les figures 2, 3,4 est presque analogue à celui de la figure 1 avec cette différence que son systeme magnétique 12 comporte une partie, notamment les noyaux des bobines, constituée d'aimants permanents 13 montés avec une pos sibilité d'etre déplaces par rapport à des appliques ferromagnétiques 14 rigidement fixées à la surface intérieure de la chemise 3. la surface 15 de conjugai- son des aimants 13 avec les appliques 14 est soit plane, soit courbe, par exemple conique ou cylindrique comme cela est représenté sur les figures 3,4.A l'aide d'une commande 16 et d'un moteur 17 on effectue un déplacement périodique des aimants 13 le long de l'axe de la chambre 1 pouvant même aboutir à leur sortie hors de la chemise sur les figures 2 à 4 ce déplacement est illustré à l'aide de lignes en pointillé), ou bien ces aimants 13 peuvent être tournes sur un angle autour de cet axe pour les dé- sunir d'avec les appliques 14 (fig.4) Le séparateur fonctionne comme suit. Lorsque l'alimentation des' bobines 7 (fig.1) est coupée et les aimants permanents 13 se trouvent en position à laquelle le circuit magnétique est fermé (fig.2) on fait s'écouler le fluide par le garnissage 2 magnétise jusq'à sa saturation en particules précipitées.Puis on cesse l'amenée du flul de, on met en marche la source de courant impulsionnél 9 en engendrant à l'aide de -la bobine 7 un champ -magnétique opposé au champ magnétique des aimants permanents 5 et égal à leur force coercitive; en démagnétisant par cela même ces aimant permanents 5 (fig.1), ou bien on fait tourner les aimants permanents 13 au moyen de la commande 16 (fig.2) en ouvrant ainsi le circuit magnétique. Dans les deux cas, le garnissage 2 se trouve démagnétisé après quoi on effectue son lavage pour éliminer les particules captées par lui, par exemple avec un liquide ou avec un mélange liquide-gaz. Après le lavage, on remet en marche le séparateur. A cette fin, on effectue la magnétisation des aimants permanents 5,13.Cette aimantation est faite à l'aide des bobines 7 (fig.1) en appliquant a' ces dernieres a partir de la source de courant 9 commandé une impulsion de courant supérieure à l'impulsion de démagné- tisation, la polarité de courant étant dans ce cas invar sée par le sous-ensemble 8 d'inversion du courant. Ladite magnétisation peut être aussi assurée au moyen de la com mande 16 (fig.2,3) faisant revenir les aimants permanents 13 en position où ils contactent les appliques 14 suie vant leurs surfaces de conjugaison en fernuant ainsi le circuit magnétique.Grâce à la présence des aimants permanents 5 (fig.1) et 13 (fig.2 aO4) faisant partie du circuit magnétique boucle, en régime de travail (d'épuraa tion) du séparateur, il se produit la magnétisation du gar nissage 2 sans consommation d'énergie électrique. L'énergie électrique n'est consommée que lors de la démagnétisation et de la magnétisation suivante des aimants per manants 5 au moyen de la source de courant 9 et des bobines 7 (fig.1), ou n'est que lorsque la commande 16 à moteur 17(figure 2) déplace par translation ou par rotation les aimants 13; d'ailleurs, ce déplacement peut être effectué aussi à l'aide de n'importe quelle antre commande, manuelle, hydraulique ou pneumatique. De cette façon on réduit au minimum la consommation de l'energie électrique ou on nten utilise pas du tout. il faut noter que l'application du séparateur magnétique exécuté selon la variante de l'invention représentée par les figures 2 à 4 est préférable dans les conditions présentant un danger d'explosion, par exemple dans la pro- duction de l'ammoniac. Pour un tel séparateur au lieu de fabriquer des bobines- spéciales d'exécution antidéflagrante, on peut, choisir un moteur antidéflagrant ce qui est plus facile. REVENDICATIONS 1. Séparateur magnétique comportant une chambre de travail d'écoulement du fluide (1) renfermant un garnissage filtrant ferromagnétique (2) et un système magnétisant (4) à noyau magnétique, formant avec le garnissage (2) un circuit magnétique bouclé, ce séparateur doté d'un moyen de coupure du champ magnétique, caractérisé en ce qu'au moins une partie du noyau'magnétique est constituée d'un aimant permanent (5). 2. Séparateur magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau magnétique est réalisé entièrement en un aimant permanent (13, 14). 3. Séparateur magnétique selon la revendication 1, caractérisé-en ce que le moyen pour couper le champ magnétique est constitué, en série, d'une source de courant impulsionnel (9), d'un sous-ensemble dtinvers-ion du courant (8) et d'une bobine (7), le noyau de la bobine (7) constituant une portion du noyau du système magnétisant (une pièce d'insertion 6), la bobine (7) possédant un nombre d'ampères-tours assurant, lors de l'application d'un courant à la bobine (7), la création d'un champ magnétique égal en valeur à la force coercitive de l'aimant permanent (5) 4. Séparateur magnétique selon la revendication 2, caractérisé-en ce qu'une partie du noyau du système magnétisant (les aimants 13) est montée avec possibilité de déplacement le long de l'axe de la chambre d'écoulement du fluide (1) ou avec possibilité de rotation autour de cet axe, pour ouvrir le circuit magnétique bouclé.