Brevet FR2544223A1 — publié le 19841019

La présente invention concerne les techniques d'épuration des fluides et a notamment pour objet un séparateur destiné à séparer des particules solides à partir de fluides au moyen d'un champ magnétique De tels séparateurs peuvent être utilisés avec succès notamment dans les industries chimique, de l'énergie thermique, métallurgique, dans les constructions mécaniques, etc, de préférence, pour l'épuration fine et poussée, par exemple, de l'ammoniac, de l'eau ammo- niacale, des alcalis, des condensats, des eaux de res- titution, de l'huile à machines, des vapeurs et d'autres fluides en vue de les débarasser des particules étrangères, produits d'usinage des pièces de machines et de mécanismes, de la calamine en dispersion, des produits d'usure des pièces et ceux du traitement mécanique des pièces. On connalt des séparateurs de diverses conceptions à garnissage soumis à magnétisation, dans lesquels les particules ferromagnétiques contenues dans les fluides s'écoulant à travers ledit garnissage se déposent sur ses éléments constitutifs. Ainsi, par exemple, dans le certificat d'auteur URSS n 349101 publié le 22 08 1973 est décrit un sépa- rateur pour séparer les particules solides des fluides au moyen d'un champ magnétique, comportant une chambre à courant dynamique munie de tubulures d'entrée et de sortie du fluide et renfermant un garnissage filtrant ferro- magnétique constitué-de tiges, ainsi qu'un système magné- tique pour aimanter le garnissage Dans le dispositif en question, les tiges constituant le garnissage ne sont pas en contact entre elles et le fluide s'écoule dans les espacements entre les tiges, perpendiculairement à leurs axes longitudinaux. Ce dispositif n'est applicable que pour une sépara- tion magnétique grossière, étant donné que les espa- cements entre les tiges de garnissage conduisent à une baisse de l'induction magnétique, notamment dans ces espacements eux-mêmes, ce qui rend moins efficaces le dépôt des micro-particules étrangères. L'invention vise donc un séparateur pour l'épu- ration magnétique de fluides, dont le garnissage fil- trant sous forme de tiges assurerait un haut degré d'épuration des fluides, y compris l'élimination des micro-impuretés. Ce problème est résolu du fait que dans le sé- parateur pour séparer des particules solides à partir de fluides au moyen d'un champ magnétique, du type comportant au moins une chambre d'écoulement ou de circulation du fluide, munie de tubulures d'entrée et de sortie du fluide et renfermant un garnissage fil- trant ferromagnétique sous forme de tiges, et un système magnétique pour aimanter ledit garnissage, est carac- térisé, suivant l'invention, en ce que les tiges consti- tuant le garnissage sont orientées de telle façon que leurs axes longitudinaux soient dirigés le long du trajet du fluide à épurer et qu'elles soient en contact entre elles par leurs surfaces latérales. Pour effectuer un lavage intense du garnissage afin d'en éliminer les particules étrangères captées, il est utile d'exécuter le garnissage en deux parties dont chacune possède une embase à laquelle sont fixées par l'une de leurs extrémités les tiges correspondantes, ces deux parties étant disposées de telle façon que les tiges constituant l'une d'elles se situent dans les espacements entre les tiges de l'autre partie, l'une desdites parties étant montée avec possibilité de dépla- cement rectiligne par rapport à l'autre partie, soit dans le sens de leur éloignement, soit dans celui de leur rapprochement. Pour rendre plus léger le garnissage ainsi que l'ensemble du séparateur, il est souhaitable que les tiges soient creuses, par exemple tubulaires. Il est aussi rationnel que les tiges possèdent une forme conique allant en-se rétricissant vers leurs. bouts libres, une telle exécution permettant, en cas de besoin, de les écarter facilement les unes des autres 1 C. en supprimant tout contact entre elles par déplacement de l'une des parties du garnissage par rapport à l'autre. L'avantage du séparateur conforme à l'invention tient à ce que, grâce aux lignes de contact entre les tiges, au voisinage des lignes de contact, il se crée un champ magnétique d'une intensité sensiblement plus grande et moins homogène qu'entre les tiges qui ne se contactent pas Cela assure la naissance de forces magné- tiques capables de capter d'une manière efficace les particules, y compris les micro-impuretés, contenues dans le fluide s'écoulant parallèlement aux axes des tiges (tout écoulement de ce fluide perpendiculairement aux tiges étant exclu). L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-cï apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limititifs,-avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un séparateur électromagnétique conforme à l'invention, à six chambres remplies d'un garnissage constitué de tiges en contact entre elles, disposées le long des axes des chambres; la figure 2 est une vue de des-sus du séparateur montré sur la figure 1,l'une des chambres étant montrée avec arrachement partiel; la figure 3 représente un séparateur similaire à celui montré sur la figure 2, mais comportant des tiges de garnissages creuses (tubulaires); la figure 4 est une vue d'ensemble d'un séparateur électromagnétique à deux chambres et à garnissage cons- titué de deux parties; la figure 5 est une vue de dessus du séparateur représenté sur la figure 4, l'une des chambres de ce dernier étant montré avec arrachement partiel. Le séparateur montré sur les figures 1, 2 comporte, dans le cas considéré ici à titre d'exemple, six chambres cylindriques 1 d'écoulement ou de circulation du fluide, dont chacune renferme un garnissage filtrant ferromagné- tique 2 constitué de tiges 3 en contact mutuel par leurs surfaces latérales et disposées suivant les axes des chambres 1 (suivant la direction des courants de fluides à épurer) Le séparateur comporte aussi un système magné- tisant comprenant des enroulements 4 disposés sur des noyaux 5 conjugués aux enceintes formant les chambres 1. Les noyaux 5 et les chambres 1 renfermant le garnissage 2 sont disposés en alternance suivant une circonférence imaginaire, en formant ainsi un contour fermé Les chambres 1 communiquent par leur partie supérieure avec une tubu- lure commune 6 d'évacuation du-fluide épuré, et par leur partie inférieureavec une tubulure 7 d'entrée du fluide à épurer (en cas d'épuration de fluides différents quant à leur composition et leur destination, les chambres 1 peuvent être munies de tubulures d'entrée et d'évacuation individuelles). La figure 3 est une vue en plan du séparateur électro- magnétique montré sur la figure 1, avec arrachement partiel de la paroi de l'une des chambres 1 renfer- mant un garnissage ferromagnétique 2 constitué de tiges creuses 8 (par exemple, de tubes en acier) en contact mutuel et obturées en haut et en bas pour- exclure le passage du fluide à l'intérieur des tubes 8. La variante du séparateur électromagnétique montrée sur les figures 4, 5 comporte deux chambres cylindriques d'écoulement ou de circulation du fluide, dont chacune renferme un garnissage filtrant ferromagnétique 2 cons- titué de deux parties 9 et 10 s'introduisant l'une dans l'autre Chaque partie de garnissage 9, 10 comporte des embases 11, 12 se présentant sous forme de grilles (pour permettre l'écoulement du fluide à épurer), sur lesquelles sont fixées par l'une de leurs extrémités les tiges 13, 14, les tiges 13 appartenant à la partie 9 se situant entre les tiges 14 constituant la partie 10 L'embase 11 de la partie 9 est reliée à une commande 15 l'animant d'un mouvement rectiligne et comprenant un moteur 16. Lorsque la partie 9 monte, ses tiges 13, exécutées creuses afin d'alléger cette partie 9, se déplacent par rapport aux tiges 14, en réduisant ainsi la longueur des lignes de contact entre elles Dans la variante considérée, les tiges 13 et 14 sont de forme conique allant en se rétré- cissant vers leurs extrémités libres, de sorte que, lors de la montée de la partie 9, les tiges 13 et 14 se séparent, ce qui supprime les lignes de contact mutuel précitées. La magnétisation du garnissage 2 est effectuée à l'aide d'un système magnétisant comportant les enroulements élec- triques 4 portés par des noyaux 17 conjugués aux enceintes formant les chambres 1 Le système magnétisant peut aussi être constitué d'aimants permanents montés avec possibili- té de pivotement ou d'écartement-pour supprimer périodique- ment le champ magnétique (variante non représentée). Le séparateur fonctionne de la manière suivante. On applique une tension aux enroulements 4 (figure 1 à 5), en assurant ainsi la magnétisation des noyaux 5, 17 et du garnissage ferromagnétique 2 constitué de tiges et placé dans les chambres 1 Ensuite, à travers la tubulure 7, on amène dans le séparateur le fluide à épurer qui, en passant à travers les garnissages 2 disposés dans les chambres 1, se débarrasse des parti- cules étrangères ferromagnétiques et sort du séparateur par la tubulure 6 Lors de cette opération, grâce au contact mutuel des tiges de garnissage, il se crée au voisinage des lignes de contact un champ magnétique d'une haute intensité et d'une grande irrégularité assu- rant la naissance, dans le garnissage, de forces magné- tiques suffisantes pour un captage efficace des parti- cules solides (y compris les micro-impuretés) contenues dans le fluide s'écoulant entre les tiges du garnissage. Lorsqu'il faut laver le garnissage 2 (figure 4) pour en éliminer les particules captées, on éloigne la partie 9 du garnissage 2 de la partie 10 à l'aide de la commande , en assurant de cette façon un "ameublissement" préa- lable du dépôt concentré au voisinage des lignes de contact des tiges 13, 14. En déplaçant la partie 9 par rapport à la partie 10 on peut aussi régler le séparateur pour un régime déter- miné d'épuration du fluide, en créant entre les tiges l'espacement nécessaire au dépôt, dans le garnissage 2, de particules de grosseur voulue en fonction des carac- téristiques technologiques du fluide en circulation. R E V E E I C A T I O E _ 1 t Séparateur de particules solides à partir dc fluides au moyen d'In chan, magr Jétique, comportant une chambre ( 1) d'écoulement du fluide à épurer munie d'une tubulure d'anenée 7 et d'une tubulure d'évacuation 6 du fluide et remplie d'un garnissage fltltrait ferromagnétique ( 2) constitué de tiges, ainsi qu'un système magnétique pour magnétiser le garnissage ( 2), caractérisé en ce que les tiges ( 3) constituant le garnissage ( 2) sont disposées de telle façon que l'orientation de leurs axes longitu- dinaux corresponde à la direction d'écoulement du fluide à épurer et qu'elles soient en contact mutuel par leurs surfaces latérales. 2 Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le garnissage ( 2) se compose de deux parties ( 9, 10) constituéE chacune d'une embase ( 11, 12) et aux- quelles sont fixées par l'une de leurs extrémités les tiges ( 13, 14), lesdites parties ( 9, 10) étant disposées de telle façon que les tiges ( 13) de l'une desdites par- ties se situent dans les espacements entre les tiges ( 14) de l'autre partie, l'une ( 9) desdits parties étant montée avec possibilité de déplacement rectiligne par rapport et vers l'autre partie ( 10) ou dans le sens contraire. 3 Séparateur selon la revendication-2, caractérisé en ce que les tiges ( 8, 13) sont creuses. 4 Séparateur selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les tiges ( 13, 14) sont de forme conique allant en se rétrécissant vers leurs extrémités libres.