Brevet FR2561126A1 — publié le 19850920

La présente invention concerne l'art de la séparation des fluides. Elle est applicable pour séparer des liquides légers, comme de l'huile, d'avec des liquides plus lourds, comme l'eau. L'invention trouve une application particu- lière dans l'enlèvement et la décantation automatiques du contenu d'une couche d'huile flottant sur de l'eau contenue dans un bassin fermé, et elle sera décrite plus particulièrement dans ce cas en présentant un procédé et un équipement pour concentrer de l'huile. Cependant, on doit comprendre que l'invention possède d'autres appli- cations, y compris la séparation de divers fluides lourds et légers, ce qui comprend de la mousse, de l'essence, de la graisse, des émulsions, des particules en suspension, du floc, et autres matières analogues, à séparer de l'eau, d'acides, de solutions alcalines, et analogues. Habituellement, l'huile pénètre presque continuelle- ment, mais en de faibles quantités, dans divers courants d'eau industriels ou de traitement et des courants d'eau résiduaires. Ce faible écoulement continu crée, s'il n'est pas enlevé, des problèmes affectant les procédés de traite- ment et de fabrication ainsi que l'équipement correspondant. Habituellement, on prévoit un bassin de tranquillisation dans lequel l'huile et l'eau stagnent suffisamment longtemps pour que l'huile flotte à la surface. Jusqu'à présent, on a développé divers systèmes pour séparer l'huile de l'eau. Dans une technique, on a disposé près d'une extrémité aval du bassin un barrage ou déversoir qui a retenu l'huile tout en laissant l'eau passer en- dessous pour parvenir dans un courant de circuit public. Périodiquement, on a enlevé l'huile flottante en la laissant déborder le barrage et se diriger vers un drain. A la suite de la publication de lois et règlements antipollution, le drain a été relié à une cuve d'o il a été possible de récu- pérer l'huile. L'un des problèmes associés à cette technique est l'obligation de la présence d'un surveillant pour vérifier le niveau d'huile dans le bassin et régler le débordement du barrage. Le surveillant doit ajuster le débordement du barrage en vue de remplir la cuve ou le réservoir de décan- tation. Une fois la cuve remplie, le surveillant arrête l'écoulement dans cette cuve et attend que l'huile et l'eau qui y sont contenus se séparent ou se décantent. Après sépa- ration de l'huile et de l'eau, le surveillant pompe l'eau du bas de la cuve pour renvoyer cette eau dans le bassin et pompe l'huile pour l'envoyer dans un réservoir de stoc- kage. A mesure que la couche d'huile devient plus mince dans le bassin, cette technique demande de plus en plus de travail. La tentative visant à maintenir le bassin sans une mince couche superficielle d'huile est coûteuse au point de devenir prohibitive. Bien que l'on ait essayé d'automati- ser le processus, l'entretien de l'équipement automatisé est très onéreux, et les processus automatisés ne sont pas satisfaisants. A titre de solution moins coûteuse, de nombreux servi- ces d'épuration laissent l'huile s'accumuler dans le bassin sur de longues périodes, durant par exemple des mois ou des années. Comme on le comprend bien, l'évaporation des fractions à bas point d'ébullition de l'huile engendre une contamination par des hydrocarbures et un risque d'explosion. En outre, lorsque les fractions plus volatiles se sont évaporées, la masse volumique et la viscosité de l'huile augmentent. Si on la laisse assez longtemps, cette huile atteint un équilibre de poussée dynamique avec l'eau et elle passe sous la chicane pour parvenir dans le courant du circuit public ou dans un lac. La mise en vigueur de lois et réglementations antipollution plus sévères, a rendu ces pratiques non seulement insatisfaisantes mais aussi illégales ou prohibées. D'autres ont suggéré des dispositifs qui enlèvent et décantent, automatiquement et continuellement, l'huile flottante des bassins. Cependant, ces dispositifs exigent le maintien entre des limites très étroitement prescrites des conditions de fonctionnement. Un exemple de ces disposi- tifs continus et automatiques est un appareil de retenue sélective de l'huile, du type à adhérence, équipé d'un organe destiné a enlever automatiquement et continuellement, par décantation, des courants modestes d'huiles relativement visqueuses. D'autres ont reconnu qu'un tourbillon sépare bien un mélange de fluides légers et lourds. Les composants légers se rassemblent vers le centre du tourbillon et les composants plus lourds restent au voisinage de sa périphérie. Cette technique a servi à séparer un liquide léger, comme une nappe d'huile ou de mazout, d'un liquide plus lourd, tel que l'eau. Comme montré par exemple dans les brevets US-A-3 635 342 (Mourlon) ou US-A-4 142 972 (Nebeker), les systèmes à tourbillon comprennent en général un rotor, un jet d'eau, ou analogue, pour créer un tourbillon dans l'eau. Le tourbillon forme un puits dans lequel une masse d'huile se rassemble. Une pompe est prévue pour enlever l'huile qui s'est accumulée dans la masse formée par le tourbillon. Les séparateurs à tourbillon de l'art antérieur ont divers inconvénients. Chacun exige un moyen mécanique de création du tourbillon, comme un rotor. La présente invention envisage un nouveau séparateur perfectionné, faisant appel à un tourbillon et qui surmonte et résout les problèmes précités ainsi que d'autres. Selon un aspect de la présente invention, celle-ci fournit un équipement pour séparer des fluides léger et lourd. L'équipement comprend un bassin dans lequel les fluides léger et lourd pénètrent par un écoulement tangen- tiel et se séparent en une couche du liquide léger flottant sur le fluide plus lourd. Un tube d'enlèvement du fluide léger possède une entrée disposée sous le niveau du fluide, de sorte que le tube d'enlèvement du fluide léger enlève par gravité le fluide du bassin. Un tube d'enlèvement du fluide plus lourd enlève le fluide de la zone généralement voisine du tube d'enlèvement du fluide léger, de sorte que l'enlèvement du fluide lourd attire du fluide vers le tube d'enlèvement de fluide léger, en contribuant ainsi à la création d'un tourbillon. Il existe une liaison efficace entre le tube d'enlèvement du fluide lourd et un dispositif destiné à régler et commander le débit auquel le fluide lourd est enlevé. Le dispositif de commande régule le débit d'enlèvement de fluide de manière que ce débit varie selon la profondeur, au-dessous de la surface du fluide, de l'en- trée du tube d'enlèvement du fluide léger. Cela provoque un tourbillon dont la dimension varie selon la profondeur en entraînant continuellement le fluide léger de la surface jusque dans le tube d'enlèvement du fluide léger. De cette façon. on sépare par gravité, sans assistance mécanique, le fluide léger du fluide lourd. Selon un autre aspect de la présente invention, celle- ci fournit un procédé pour séparer des fluides léger et lourd. Les fluides sont introduits dans une zone confinée dans laquelle un tourbillon est créé. Le fluide léger pénè- tre dans le tourbillon d'o il est enlevé par un tube d'enlèvement de fluide léger. Le fluide lourd est enlevé du bassin entourant le tourbillon en contribuant à la forma- tion de ce tourbillon. Le fluide lourd est enlevé à un débit réglé qui varie selon la profondeur, au-dessous de la sur- face du fluide,-du tube d'enlèvement du fluide léger. De cette façon, la dimension du tourbillon varie selon la profondeur, par rapport à la surface, du tube d'enlèvement du fluide léger. Un premier avantage important de la présente invention est qu'elle enlève, automatiquement et continuellement, une couche de liquide léger flottant de la surface d'un fluide plus lourd. Un autre avantage de la présente invention est qu'elle fournit un courant d'alimentation, riche en fluide léger, obtenu à un débit et à une concentration convenant pour une décantation automatique continue. Un autre avantage de la présente invention est qu'elle enlève économiquement des films, même minces, d'huile, fréquemment à un coût qui est plus que compensé par la valeur de l'huile récupérée. Un autre avantage encore de la présente invention est que la séparation du fluide léger flottant d'avec le fluide plus lourd se poursuit sans être génée.-par des fluc- tuations du niveau de fluide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'homme du métier, à la lecture et à l'étude de la description détaillée suivante, présentée à titre illustratif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un équipement de concentration de fluide- léger en combinaison avec un bassin de réception de fluides à plusieurs densités et avec un dispositif de traitement en aval; la figure 2 est une coupe d'un tourbillon libre pleinement développé présentant des couches de fluides suc- cessivement plus denses, disposées concentriquement de l'axe central vers l'extérieur; les figures 2A, 26 et 2C sont des coupes transversales d'un concentré de fluide léger pénétrant dans un trou de 2,5 cm, lorsqu'on regarde en des niveaux de coupe A-A, B-B et C-C, respectivement, du tourbillon à circulation constante représenté sur Ia figure 2; les figures 3A, 3B et 3C sont des coupes transversales d'un concentré de fluide léger pénétrant dans un trou de 5 cm environ, lorsqu'on regarde à des niveaux de coupe A-A, B-B et C-C, respectivement, du tourbillon à circulation constante de la figure 2; les figures 4A, 4B et 4C sont des coupes d'un tour- billon qui se décharge dans un trou à profondeur constante à mesure que le débit de circulation diminue progressive- ment; la figure 5 est une vue en perspective d'une forme préférée de réalisation d'un dispositif de concentration (ou concentrateur) de fluide(s) léger(s) selon.'la présente invention; et la figure 6 est une représentation schématique d'un système destiné à séparer de la mousse, du fluide léger et du fluide lourd. En se référant à la figure 1, on voit que des fluides, léger et relativement plus lourd, destinés à être séparés sont reçus dans une région A de bassin. Un concentrateur B de fluide léger divise les fluides en un courant riche en fluide léger et en un courant de fluide plus lourd. Le courant riche en fluide léger est convoyé vers un dispositif de traitement C disposé en aval pour la suite du traitement ou une purification ou un raffinage. Le courant"de fluide plus lourd est jeté ou bien il peut être soumis à un ou des traitements supplémentaires, si cela est approprié. Le fluide du bassin, qui comporte des constituants fluides ayant des densités différentes, se sépare couram- ment par gravité en de multiples strates ou couches. En référence à la figure 2, on voit qu'un mélange stratifié typique comprend une couche d'un liquide plus lourd 10, comme l'eau, un acide, une substance alcaline ou analogue. On trouve fréquemment une couche d'émulsion ou de floc 12 flottant sur la couche plus lourde. La couche d'émulsion ou de floc contient couramment de fortes quantités du fluide plus lourd dans lequel une émulsion du fluide léger ou des particules est ou sont en suspension. Une couche de fluide léger 14, comme de l'huile ou d'autres produits pétroliers, et analogues, flotte au-dessus de la couche du fluide plus lourd. Dans de nombreux cas, la couche du ou des fluides légers constitue la couche supérieure mais, fréquemment, une couche d'écume l1 et une couche de mousse ou bulles 18 flotte sur la couche de fluide léger. On voit en se référant aux figures 2, 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 30, 4A, 4B et 4C que, quand un tourbillon s'est développé, les couches sont aspirées en prenant une forme généralement conique comportant les couches les plus légères vers le centre et les couches plus denses disposées concen- triquement vers l'extérieur. L'épaisseur des couches diminue vers le sommet du cône, les couches légères diminuant plus rapidement que les couches lourdes. En se référant à la figure 1, on voit que la région 6- 126 A du bassin comprend au moins une paroi périphérique 20 perme.tLant de régler ou ajuster la hauteur du fluide, dans le bassin, par rapport au concentrateur B. Le bassin fournit un endroit calme permettant la stratification de consti- tuants de densités différentes, par exemple il permet à une huile de flotter à la surface de l'eau. Une entrée 22 introduit dans le bassin le-mélange des fluides à séparer. De préférence, l'entrée 22 introduit le mélange des fluides qui arrivent tangentiellement en un ou plusieurs courants de manière à conférer aux fluides du bassin un mouvement rota- tif compatible avec le débit d'introduction de fluide(s). On voit, en regardant plus particulièrement les figures 1 et 5, que le concentrateur B est disposé dans le bassin de manière à en enlever une couche choisie. En particulier, le concentrateur écume l'huile pour produire un courant concentré d'huile et un courant séparé, essen- tiellement pur, formé d'eau ou d'un fluide plus lourd. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1 et pour la simplicité de cette représentation, les éléments du con- centrateur sont plus écartés que dans la forme de réalisa- tion de la figure 5. Bien entendu, des éléments communs aux figures 1 et 5 sont désignés par le même indice de réfé- rence. Le concentrateur B comprend un tube 30, ayant à son extrémité supérieure une entrée 32 disposée de façon essen- tiellement horizontale, pour enlever le ou les fluides légers. De cette façon, le fluide léger est reçu dans le tube 30 dans lequel il circule et sort par gravité. Un tube ou passage 34, pour l'enlèvement du ou des fluides plus lourds, aspire le fluide lourd provenant généralement d'une zone voisine du tube 30 et au-dessous de ce tube 30 d'enlè- vement de Fluide léger, en vue d'une décharge. L'extrémité d'entrée du tube 34 se trouve dans un cylindre 36 qui entou- re concentriquement le tube 30, et le fond du cylindre 36 est sensiblement au niveau de l'entrée du tube 34. Le cylin- dre 36 a un double rôle. Tout d'abord, il attire la couche flottante pour la faire venir dans un espace annulaire en- tourant l'entrée 32 du tube de circulation d'un concentré. En second lieu, il stabilise la position du tourbillon libre qui se forme au dessus de l'entrée 32 Cela produit simultanément un écoulement essentiellement constant du fluide léger vers le dispositif C de traitement disposé en aval. Le cylindre 36 et le tube 34 attirent le fluide lourd concentriquement autour du tube 30 d'enlèvement de fluide légerlen augmentant l'effet de tourbillon en accord avec la vitesse à laquelle le fluide lourd est enle- vé. Un élément d'amplification du tourbillon, tel qu'un écran ou rebord 38, permet la formation d'un tourbillon par gravité à mesure que les couches de fluides léger et lourd s'écoulent dans le cylindre 36. Le rebord est attaché de manière réversible au cylindre 36, de manière à pouvoir servir réversiblement pour l'hémisphère Nord ou Sud en vue d'une rotation de tourbillon dextrorsum ou sinistrorsum. Eventuellement, plusieurs pales orientées tangentiellement peuvent diriger les fluides tangentiellement vers les tubes concentriques 30 et 34 d'enlèvement de fluide léger (30) et lourd (34) de manière que les fluides soient animés d'un mouvement en spirale vers l'intérieur, ce qui amplifie le tourbillon. Le tube 34 d'enlèvement du fluide lourd est relié à un dispositif 40 destiné à commander et régler le débit d'enlèvement des fluides du bassin A. Il n'est pas néces- saire de maintenir constant le niveau du fluide dans le bassin et, en fait, on ne le maintient pas constant. Au 2.5 contraire, des variations de débit des fluides à l'entrée provoquent des variations correspondantes de la profondeur et de la circulation dans le bassin. Une fois un tourbillon établi, on maintient essentiellement le même tourbillon, à mesure que la profondeur de fluide augmente, en augmentant la circulation comme le carré de la profondeur. Puisque la circulation est directement proportionnelle à la vitesse du fluide qui entre, le dispositif de réglage de débit pro- voque une augmentation du débit dans les tubes d'enlèvement afin de permettre à la circulation d'augmenter comme le carré de la profondeur. On choisit l'alésage du tube 30 d'enlèvement de fluide léger de manière à limiter, au débit maximal de traitement du dispositif C de traitement automa- tique, disposé en aval, l'écoulement du liquide empruntant ce tube 30. Le débit maximal dans le tube 30 constitue une faible fraction du débit normal d'entrée des fluides dans le bassin. Donc, des augmentations du débit d'entrée des fluides sont traitées principalement par le tube 34 d'enlè- vement du ou des fluides lourds. Le dispositif 40 règle le débit de fluide qui le traverse de manière que la circulation soit de façon géné- rale proportionnelle à la racine carrée de la profondeur, au-dessous de la surface du mélange des fluides dans le bassin, de l'entrée 32 du tube 30, de manière à maintenir un diamètre constant de fluide léger entourant un oeil du tourbillon libre disposé à l'entrée 32 du tube 30 d'enlève- ment de fluide léger, de façon que le débit de fluide con- centré parvenant au dispositif C de traitement, ou décan- teur, maintienne une proportion essentiellement constante de fluide légert même en cas de fluctuation du débit de péné- tration des fluides dans le bassin A. Pour réaliser ce réglage de débit, le dispositif 40 comporte une fente 42 de commande. Le fond de cette fente est sensiblement paral- lèle à l'entrée 32 du tube 30. et la fente présente égale- ment des cotés divergeant vers le haut. Comme indiqué, cette fente est reliée au tube 34 en vue de régler le débit de sortie du fluide lourd du bassin A. Le bassin A peut éventuellement recevoir du fluide à un débit supérieur à celui pouvant être traité par les capacités combinées des tubes 30 et 34. Dans la forme préfé- rée de réalisation, les tubes 30 et 34 sont destinés à trai- ter jusqu'à environ 380 litres par minute. Pour traiter une arrivée plus rapide d'eau ou d'un autre fluide lourd, on prévoit un tube 44 faisant office de drain secondaire. Le tube 44 aspire l'eau du fond du bassin et la décharge par une fente 46 de drain secondaire. La fente 46 a une surface inférieure disposée à une courte distance, par exemple environ 2,5 cm, au-dessus du fond de la première fente 42. Quand du fluide est reçu à un débit supérieur à '80 litres par minute, le tube 44 et sa fente 46 ainsi 256 1126 que la fente 42 de commande règlent le niveau du fluide dans le bassin. Le fluide lourd provenant de la fente 42 de commande et de la fente 46 du tube de drainage secondaire tombe librement des fentes et sort par un tube de drainage 48. Le tube 48 a une capacité plus grande que la capacité combinée du tube 34 et du drain ou tube 44 de drainage secondaire, de sorte que l'eau tombe librement des fentes en permettant à l'écoulement de liquide empruntant les fentes de maintenir dans le bassin A le niveau approprié. la On peut établir la configuration des fentes 42 et 46 de commande par un calcul fondé sur la relation entre le débit, la vitesse de circulation et la profondeur de l'entrée du tube menant au concentrateur, ou bien en opérant par approximations successives. Puisque les caractéristiques d'écoulement, de circulation et de profondeur vont varier d'un bassin à l'autre, il faut normalement déterminer, individuellement pour chaque bassin, les caractéristiques des fentes de commande. Le calcul des caractéristiques des fentes de commande constitue un processus en trois étapes. La première étape consiste à déterminer la relation entre le débit de pénétra- tion de fluide(s) dans le bassin et la circulation massique, ou débit masse, du ou des fluides dans le bassin. La vitesse massique du fluide entrant détermine la quantité d'énergie introduite dans le système du bassin. Les paramètres de formes, dimensions, positions et orientations de l'entrée déterminent la circulation potentielle. La forme, la dimen- sion et la présence d'obstructions au sein du bassin déter- minent l'efficacité avec laquelle l'énergie du fluide en- trant est transformée en un mouvement de rotation de la masse du fluide au sein du bassin. C'est-à-dire que l'éner- gie disponible pour former et entretenir le- tourbillon libre est déterminée à partir de l'énergie du fluide entrante diminuée de tout défaut de transmission de cette énerg-ie d'entrée à la masse de fluide se trouvant dans le bassin. La capacité du concentrateur automatique continu C disposé en aval détermine le diamètre maximum tolérable 6 1 126 pour le tube 30 d'alimentation du concentrateur. La surface ou le diamètre du trou du tube 30 détermine à son tour le diamètre du liQuide léger voulu dans le tourbillon à l'entrée 32 du tube 30. C'est-à-dire qu'il convient que le diamètre du liquide léger s'écoulant dans le tourbillon à la profondeur de l'entrée 32 du tube 30 soit maintenu inférieur au diamètre du tube 30 d'enlèvement de fluide léger. A partir de la circulation, déterminée dans la première étape, on calcule la profondeur, au-dessous du niveau du bassin, de l'entrée 32 du tube 30 de circulation du concen- tré. Plus particulièrement, la profondeur calculée est la profondeur qui produit le diamètre voulu d'écoulement de fluide léger dans le tourbillon. Il a été trouvé que ce diamètre de tourbillon de fluide léger se maintient assez constant entre une profondeur de trois fois le diamètre de l'entrée du tube de circulation du concentré de liquide léger et une profondeur maximale de fonctionnement possible. La profondeur maximale de fonctionnement possible est la profondeur à laquelle la vitesse tangentielle à l'en- trée du tube d'alimentation du concentrateur est si élevée qu'un cisaillement interstitiel provoque une dispersion à nouveau du liquide léger, dispersion qui gêne sérieusement l'efficacité du système C de décantation automatique conti- nue en aval. Il a été trouvé qu'avec un floc délicat, la profondeur maximale tolérable est d'environ 7,6 cm, alors qu'avec une huile à grande viscosité, la profondeur maximale tolérable est d'environ 20,3 cm. Si la profondeur à laquelle le diamètre du tourbillon de liquide léger diminuejusqu'à atteindre le diamètre de l'entrée du tube d'alimentation du concentrateur est infé- rieure à la profondeur maximale de fonctionnement tolérable, il est nécessaire de diminuer le rapport de la circulation au débit d'écoulement ce qui, à son tour, diminue la hauteur nécessaire pour maintenir le diamètre choisi du tourbillon dE liquide léger. Quand la profondeur de l'entrée du tube d'alimentation du concentrateur en liquide léger est inférieure à trois fois le diamètre de cette entrée, l'écoulement de pénétra- tion du fluide léger dans cette entrée constitue une proportion importante de l'écoulement total sortant du bassin. Quand l'écoulement empruntant le tube 30 devient une proportion importante de l'écoulement quittant le bassin, l'écoulement du liquide lourd à travers les fentes 42 et 46 ne se trouve pas sous réglage total. Au contraire, une plus grande quantité de liquide léger à basse densité se dirige vers l'entrée du tube d'alimentation en concentré de liquide léger quand ces conditions sont satisfaites. Cependant, le débit d'introduction dans le bassin doit être relativement faible pour que cet état existe. Puisque des couches plus épaisses du fluide léger sont enlevées plus rapidement que les couches plus minces, il a été trouvé que, pour -le calcul, on peut utiliser l'écoulement moyen du fluide léger. En pratique, la couche de fluide léger est normalement réduite à l'épaisseur provoquant une vitesse d'étalement égale à la vitesse vers l'avant du fluide dans le bassin ou à la vitesse de mouvement en spirale vers l'intérieur du courant introduit en surface. En d'autres termes, le facteur temps d'évacuation est essentiellement déterminé par le temps de transport plutôt que par la capa- cité du système. A la condition de maintenir entre la pro- fondeur de l'entrée du tube d'enl.èvement de fluide léger et la vitesse de rotation du tourbillon une relation telle que la distance entre le niveau du fluide dans le bassin et l'entrée du tube d'enlèvement de fluide léger (ou sa profondeur) varie en proportion de la racine carrée d'une vitesse de rotation du tourbillon, il n'est pas nécessaire d'effectuer de nouveaux calculs pour chaque niveau de fluide dans le bassin. Quand on a déterminé le débit d'écoulement de fluide relativement plus lourd nécessaire pour maintenir le rapport entre la profondeur et la circulation, on calcule pour chaque profondeur la dimension de l'ouverture nécessaire au passage de cet écoulement. Il a été trouvé que cela donne des fentes qui ont généralement la forme d'un trapèze ren- versé dont les côtés linéaires latéraux inclinés s'épanouis- sent vers l'extérieur, du bas constituant la petite base du trapèze, vers le haut ou sommet de la fente constituant la grande base de ce trapèze. La petite base du trapèze est sensiblement au même niveau, ou au-dessous du niveau, de l'entrée 32 du tube 30 dYenlèvement du fluide léger. Dans la méthode par approximations successives, on augmente par étapes le débit de fluide qui entre. On ajuste le débit du liquide lourd empruntant la fente jusqu'à obtenir une profondeur à laquelle le fluide circulant dans le tube d'alimentation du concentrateur possède une composition voulue en des composants liquides légers. On note ce débit et on l'utilise pour calculer les dimensions de la fente de commande. Quand un concentrateur est installé dans un bassin comportant une collection existante de liquide à viscosités multiples, l'enlèvement des couches de fluide léger modifie souvent la nature du liquide léger enlevé. Au début, les composants du fluide relativement léger tendent à être rela- tivement lourds et analogues à des goudrons. Cependant, après enlèvement des couches de fluide léger accumulées, le fluide léger que l'on enlève devient essentiellement identique au produit nouveau déversé dans le bassin. Donc, il est fréquemment avantageux de modifier l'ouverture de commande de débit pour compenser la variation du composant en fluide léger soustrait et pour augmenter l'efficacité et le rendement du système C de traitement en aval par con- centration du fluide léger. Par exemple, dans certains cas, il serait souhaitable de diminuer la lumière du tube 30 d'alimentation du concentrateur C en liquide léger et de modifier la configuration des fentes de commande afin decompenser le fluide léger retiré. Une fois réglée la fente 42 de commande, on effectue le même processus sur la fente 46 du drain secondaire. Dai,la forme préférée de réalisation(dans laquelle de l'huile' est séparée de l'eau, le tube 30 d'alimentation du concen- 256 1 126 trateur ou tube de fluide léger a un diamètre de 2.54 cm. On choisit le diamètre du tube 34 véhiculant le composant plus lourd de manière qu'il laisse passer environ 378,5 litres de fluide par minute quand le niveau de la surface est à 12,7 centimètres au-dessus de l'entrée 32 du tube 30. On choisit le diamètre du cylindre 36 de manière que la vitesse de circulation vers le bas de ce cylindre soit inférieure à 305 cm par minute. La bordure du cylindre 36 est disposée au même niveau que l'entrée 32, ou au-dessous de ce niveau, afin de maintenir une vitesse radiale vers l'intérieur voisine de 305 centimètres par minute.mais infé- rieure à cette valeur. Le fond de la fente 46 du drain secondaire est disposé à environ 2,5 cm au-dessus du fond de la fente 42 de commande. Ainsi, quand le dispositif 40 de commande de débit d'enlèvement de fluide maintient le niveau du fluide dans le bassin A, au-dessus de l'entrée 32 du tube 30 d'enlèvement du fiuide, à une distance repré- sentant une à deux fois le diamètre de ce tube 30, ce tube enlève du fluide présentant une concentration élevée en fluide relativement léger. Le décanteur C reçoit par une entrée 50 le fluide léger. L'huile ou d'autres matières légères flottent vers le sommet d'une chicane ou bordure de débordement 52 que ces matières dépassent pour se diriger vers une sortie 54 de l'huile ou des fluides légers. Le fluide relativement plus lourd, ou l'eau, sortent par un drain 56 qui est fonc- tionnellement relié au drain 48. Normalement, le décanteur C a besoin d'au moins 245 cm2 de surface de cuve par litre par minute d'écoulement concen- tré reçu. Fréquemment, la capacité du décanteur constitue un facteur de limitation parmi les critères de calcul du concentrateur B. La hauteur du décanteur est déterminée par le temps nécessaire pour que de petites gouttelettes d'eau se séparent en tombant d'une couche plus épaisse d'huile flottante. Habituellement, le décanteur a une hau- teur de 30,5 à 305 cm. On choisit le diamètre du tube 30 de manière qu'il fournisse un litre par minute par 245 cm2 2 5 6 1 1 26 de surface de cuve de décanteur quand le niveau du bassin est à son maximum. Couramment, le tube d'alimentation du décanteur est dimensionné de façon à fournir au décanteur sa capacité maximale à pleine lumière avec une pression correspondant à une hauteur de 12,7 cm. On peut avantageu- sement utiliser d'autres éléments d'un équipement de traite- ment automatique continu comme des filtres, des centrifu- geuses, des séparateurs magnétiques, etc., pour traiter plus complètement le fluide relativement léger. Il convient de noter qu'il n'est pas nécessaire de faire appel à des pompes pour déplacer le concentré. L'agitation associée à du pominpage provoque une redispersion du fluide léger dans le fluide plus lourd. Des étapes et du temps supplémentaires seraient alors nécessaires pour séparer les fluides et pour compenser les effets de l'action de pompage. La figure 4B illustre un tourbillon théorique pour séparer le fluide léger du fluide lourd, et dans lequel le diamètre du tourbillon, à l'entrée 32 du tube pour fluide léger. représente sensiblement la moitié du diamètre de ce tube. Lorsque la profondeur et la circulation augmentent, un cisaillement entre les composants en rotation du fluide plus léger et les composants plus proches de l'état station- naire du fluide plus lourd tend à provoquer un halo 58 d'émulsion. Les composants plus lourds sont maintenus plus stationnaires par leur frottement avec la surface extérieure du tube d'entrée du fluide plus léger. Si la circulation devient trop lente ou si la profon- deur devient trop grande, le tourbillon va changer de forme, comme représenté sur la figure 4G. A une faible vitesse de circulation, relativement peu de composant 14 de fluide léger est aspiré dans le tube d'enlèvement de fluide léger. Oependant, la couche 12 d'émulsion ou de flac est facilement aspirée dans le tube 30 d'enlèvement du fluide léger. Ainsi, en réduisant la circulation par rapport à la profondeur, on peut modifier la nature du tourbillon de manière à atti- rer un pourcentage plus élevé de la couche de floc et d'émulsion par rapport aux strates ou couches de fluide 256 1126 léger, de mousse et d'écume. En se référant à la figure 4A, on voit qu'en augmen- tant la circulation par rapport à la profondeur, on dilate le tourbillon. Quand la circulation est relativement grande par rapport à la profondeur de l'entrée du fluide léger, la couche de fluide léger du tourbillon est maintenue à l'extérieur de l'entrée du fluide léger. Une dilatation du tourbillon permet l'aspiration d'un pourcentage relative- ment élevé des couches 16, 18 d'écume et de mousse dans le tube d'enlèvement du fluide léger. Un écoulement relati- vement mince du fluide lourd 10 ainsi qu'un pourcentage relativement faible du fluide plus léger sont également enlevés. En se référant à la figure 6 et en tenant compte des différentes couches ou strates qui sont enlevées par aspi- ration lors de variations du tourbillon, on voit que l'équi- pement séparateur peut séparer des couches très diverses. Dans la forme de réalisation de la figure 6, des éléments de l'équipement qui sont analogues à des éléments des équi- * pements représentés sur les figures 1 et 5 sont affectés des mêmes indices de référence. Le bassin A est empli du mélange des fluides à séparer. Un concentrateur B du fluide léger est disposé au centre du bassin. Un tube 30 d'enlève- ment de fluide léger, présentant une entrée 32, est disposée au centre du concentrateur pour enlever un ou plusieurs des constituants de type fluide léger. Un tube 34. relié à un cylindre 36 de fluide relativement plus lourd, soutire du fluide du concentrateur B. Le débit auquel du fluide est soutiré par le tube 34 est réglé par un dispositif 40 de commande de débit d'enlèvement de fluide. Un dispositif 60 établit et maintient une forte cir- culation de fluide dans le bassin. Le dispositif 60 retire du fluide du bassin, par une entrée 62 de circulation de fluide disposée coaxialement au-dessous de l'entrée du con- centrateur ou du tube de fluide léger et du cylindre con- tenant le fluide relativement plus lourd. Le fluide est aspiré par une tubulure 64 de circulation vers une pompe 66 et ce fluide est renvoyé par de la tubulure 68 tangentiel- lement dans le bassin au voisinage de la surface de celui- ci. La pompe 66 pompe le fluide à un débit suffisamment élevé pour que le fluide se trouvant dans le bassin soit maintenu en un état de violente agitation, c'est-à-dire en un état d'agitation qui provoque le maintient à l'état mélangé, des liquides plus légers et plus lourds, comme l'huile et l'eau, et ne permet qu'aux composants les plus légers, mousse et écume, de flotter. lO Le mélange des liquides provenant du dispositif 40 de commande de débit est reçu dans un réservoir 70 de fluide. Une pompe 72 pompe du fluide du réservoir 70 pour le renvo- jer dans le bassin, par un conduit de retour 74, tangentiel- lement afin de contribuer au maintien de la circulation. Le conduit 74 de retour forme un circuit fermé de manière à retenir le fluide le plus lourd. Ce circuit fermé trouve une application particulière dans des bains de lavage pour processus de fabrication dans lesquels on remet en circula- tion et réutilise le fluide lourd de lavage. Eventuellement, la pompe 72 de recyclage peut être reliée directement au tube 34 de fluide lourd. Dans un système ou circuit fermé qui maintient un niveau essentiellement constant dans le bassin ou cuve A/20, la pompe peut fonctiionner à vitesse constante. Si le niveau du bassin subit les fluctuations, on peut faire varier le débit de pompage de la pompe 72 afin de maintenir un diamètre constant du tourbillon de fluide léger au niveau de l'entrée 32 du tube 30 d'enlève- ment du fluide léger. De cette façon, la pompe 72 de recy- clage joue le rôle du dispositif 40 de commande et de régla- ge de débit. Le tube 30 d'enlèvement de fluide léger, ou tube con- centrateur, est relié à un dispositif C de traitement en aval du fluide léger. En particulier, le tube 30 d'enlève- ment de fluide léger est relié à une chambre 80, fermée, de décantation. Un aspirateur ou pompe 82 d'enlèvement des s-ubstances gazeuses crée une dépression dans la chambre de décantation et pompe un courant d'air ou de gaz envoyé vers un ou plusieurs ajutages d'air 84. Les ajutages 84 sont disposés près et de manière générale au-dessus de l'entrée 32 du tube 34 d'enlèvement du ou des fluldes légers. L'écume et la mousse tendent à être relativement rigides et à former des!lots rigides de matière et.notamment de mousse dont le rapprochement donne un anneau qui se fixe lui-même autour de l'oeil du tourbillon. Cet anneau empêche le mouvement de pénétration, vers le centre du tourbillon, d'un supplément d'écume et de mousse. L'air provenant du jet 84 brise l'anneau et refoule l'écume et la mousse au centre du tourbillon. Un conduit 86 fait revenir les cons- tituants du type fluide plus lourd de la chambre 80 de décantation dans le réservoir 70 en vue d'une remise en circulation. Une fois enlevée- la mousse, qui contient un pourcenta- ge élevé des impuretés, on arrête ou diminue le fonction- nement de la pompe 66. Le fluide des conduits ou tubulures 64 et 68 est renvoyé au bassin, ce qui en élève le niveau de liquide. L'élévation du niveau du liquide et la diminu- tion de la circulation provoquent une contraction du tour- billon, qui passe de l'état dilaté représenté sur la figure 4A à l'état de la figure 4B. Les constituants du type liqui- de léger flottent à la surface et sont aspirés dans le tube d'enlèvement des constituants légers. La fente 42 du dispositif 40 de commande de débit.renvoie les constituants du type fluide lourd à la pompe 72 au débit approprié cor- respondant à la profondeur de fluide dans le bassin. Les fluides légers et les émulsions sont aspirés par le vide crée par l'aspirateur 82 dans la chambre 60 de décantation. Les fluides légers provenant de la chambre 80 sont convoyés par le tube ou conduit 88 vers une cuve 90 de stockage de fluide léger qui est fermée par une vanne de sortie 92. La vanne 92 maintient le vide'créé par l'aspirateur 82 dans ]a chllam)re 80 et la cuve 90. De temps à autre, la vanne 92 est ouverte pour permettre d'enlever le fluide léger sLocké dclans la cuve 90. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention3 de nombreuses modifications peuvent être apportées au procé- dé et à l'équipement décrits et représentés. REVENDICATIONS 1. Equipement pour séparer et décanter, automatique- ment et continuellement, une couche d'un fluide léger (14) qui flotte sur un fluide plus lourd (10), équipement carac- térisé en ce qu'il comprend: une entrée. (22) de fluides destinée à introduire ou décharger des fluides léger et lourd dans un bassin (A,20) de manière que le débit de flui- de déchargé provoque dans le bassin une rotation correspon- dante du fluide, les fluides léger et lourd reçus dans le i0 bassin tendant à se séparer, le fluide léger s'élevant et formant une couche qui flotte sur le fluide plus lourd; un tube (30) d'enlèvement de fluide léger, ayant une entrée (32) placée dans le bassin (A,20) de manière à rece- voir un écoulement de fluide léger concentré, le tube (30) étant fonctionnellement relié à un dispositif automatique de décantation continue de façon que le fluide concentré s'écoule vers un décanteur (C) sous l'effet d'une différence de pression entre l'entrée (32) du tube (30) et le disposi- tif automatique de décantation continue, la différence de pression étant provoquée par (a) un effet de pesanteur attribuable à une différence d'altitude entre l'entrée (32) et le dispositif de décantation, ou (b) une différence artificielle de pression telle que la diminution de la pression régnant dans le décanteur, l'écoulement de fluide concentré étant limité en débit par le diamètre de l'alésage ou lumière du tube (30) ; le dispositif automatique de décantation continue séparant le fluide lourd du fluide léger à un débit supé- rieur au débit maximal de fluide concentré empruntant le tube (30) d'enlèvement du fluide léger; un tube (34) d'enlèvement de fluide lourd, placé dans le bassin en vue d'en enlever le fluide lourd, ce tube (34) comportant une entrée disposée de façon générale au-dessous de l'entrée (32) du tube (30) de manière que l'enlèvement de la quasi-totalité du fluide lourd serve aussi bien à transporter la couche flottante de fluide léger vers l'entrée (32) du tube (30) d'enlèvement du fluide léger qu'à établir un tourbillon libre qui est renforcé par l'écoulement du fluide léger dans le tube (30) de manière a aspirer le liquide léger, flottant, dans le tube (3D) d'enlèvement de fluide léger; - un dispositif (40) destiné à régler et commander un débit d'écoulement de fluide lourd dans le tube (34) d'enlè- vement du fluide relativement plus lourd, le dispositif (40) comprenant une ouverture ou fente (42) ayant des côtés, divergeant vers le haut, fonctionnellement reliés au tube (34) d'enlèvement du fluide plus lourd pour commander et régler l'écoulement du fluide lourd du bassin (A) à une valeur maintenant la profondeur de l'entrée (32) du tube (30), au-dessous de la surface de fluide léger, généralement en proportion directe de la racine carrée de la circulation de la masse de fluide au sein du bassin, de manière à main- tenir un diamètre constant de fluide-léger entourant un oeil de tourbillon libre disposé à l'entrée (32) du tube (30), de sorte que l'écoulement de fluide concentré circu- lant vers le décanteur (C) maintient une proportion essen- tiellement constante de fluide léger même en cas de fluctua- tion du débit d'introduction du ou des fluides dans le bassin (A); et un dispositif (44,46,48) destiné à maintenir un niveau de surface de liquide et situé en un point immédiatement en aval de l'ouverture ou fente (42) de commande de débit d'enlèvement de fluide lourd. 2. Equipement pour séparer un fluide léger d'un fluide lourd, cet équipement étant caractérisé en ce qu'il com- prend: un bassin (A,20) destiné à recevoir (22) les fluides léger et lourd à séparer; un tube (30) d'enlèvement de fluide léger, ayant une entrée (32) de façon générale horizontale, placée dans le bassin de manière à recevoir un fluide riche en fluide léger et à l'enlever. pour le faire parvenir à un appareillage de traitement en aval; un tube (34) d'enlèvement de fluide relativement lourd, placé dans le bassin (A) de manière à enlever de ce bassin le fluide relativement lourd, le tube (34) ayant une entrée disposée généralement au-dessous de l'entrée (32) du tube (30), de manière que l'enlèvement du fluide lourd tende à contribuer à la création d'un tourbillon autour de l'entrée (32) du tube (30); un dispositif (40), fonctionnellement relié au tube (34) et destiné à commander le débit d'enlèvement de fluide du bassin en fonction d'une distance entre une surface supé- rieure du fluide dans le bassin et le tube (30) d'enlèvement de fluide léger, de manière que le tourbillon s'étende de la surface du fluide jusque dans le tube (30) en ayant un diamètre Essentiellement constant à l'entrée (32) du tube (30), même si la distance entre le tube (30) d'enlèvement de fluide et la surface de fluide varie. 3. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube (30) d'enlèvement de fluide léger présente un premier diamètre à l'entrée (32) généralement horizontale et en ce que le dispositif (40) de commande de débit main- tient dans le bassin (A,20) le niveau de fluide au-dessus de l'entrée (32) du tube (30) sur une distance représentant 1 à 2 fois ledit premier diamètre, de sorte que le tube (30) enlève du fluide présentant une grande concentration en fluide léger. 4. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (40) enlève le fluide lourd plus rapidement en cas de niveau élevé du fluide, de manière à créer un grand tourbillon, et plus lentement en cas de faible niveau de fluide, de manière à créer un plus petit tourbillon. 5. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (40) comprend un organe délimitant une première fente (42) empruntée par le fluide lourd enlevé. 6. Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fente (42) présente en coupe une surface de passage de fluide telle que la distance entre le niveau du fluide dans le bassin et l'entrée (32) du tube (30) d'enlèvement de fluide léger varie proportionnellement à la racine carrée d'une vitesse de rotation du tourbillon. 7. Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première fente (42) présente un premier bord inférieur qui est sensiblement au niveau de l'entrée (32) du tube (30), ou au-dessous de cette entrée, et cette première fente (42) s'étend vers le haut et a des bords qui, à partir de la base inférieure, divergent vers l'exté- rieur. 8. Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif (40) comprend également un tube (44) formant drain secondaire, et qui part d'une région inférieure du bassin (A,20), ce tube (44) comportant, près de son extrémité de décharge de fluide, une seconde fente (46) à côtés latéraux divergents, dont le bord inférieur est disposé au-dessus du bord inférieur de la première fente (42), de sorte que les première (42) et seconde (46) fentes règlent le niveau du fluide dans le bassin (A,20) à des niveaux situés au-dessus du bord inférieur de la seconde fente (46). 9. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte également au moins une pompe (66,72) pour pomper au moins le liquide lourd d'une zone située de façon générale au-dessous du tube (30) d'enlèvement du fluide léger pour réintroduire tangentiellement ce fluide dans le bassin de manière à augmenter le taux de circulation et à dilater le tourbillon. 10. Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de mousse (18) flottant sur des couches de fluide léger (14) et de fluide lourd (10), et en ce que la ou les pompes (66.72) augmente(nt) le tourbillon suffisamment pour que de l'air ambiant et de la mousse soient aspirés dans le tube (30) d'enlèvement de fluide léger, et en ce qu'il comporte en outre un dispo- sitif (80,82) destiné à créer une différence de pression de part et d'autre de l'entrée (32) du tube (30) pour aspi- rer la mousse dans le tube (30) d'enlèvement du fluide 256 1126 léger. 11. Equipement selon la revendication 10, caractérisé un ce que le dispositif de création d'une différence de pression comprend un dispositif créateur de jet(s) d'air (84). disposé généralement près de l'entrée (32) du tube (30) et au-dessus de cette entrée (32) afin de diriger de la mousse dans le tourbillon, de manière à empêcher des îlots relativement rigides de mousse de former un pont ou barrière entourant le tourbillon. 12. Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve (C) destinée à séparer la mousse et le fluide léger d'avec le fluide lourd et qui est reliée à une cuve (90) de stockage de fluide léger et de mousse et comporte un conduit (86) de drainage de fluide lourd, et en ce que cet équipement comporte également une pompe (72) de circulation fonctionnellement reliée au con- duit (86) de drainage de la cuve (C,80) de séparation et au dispositif (40) de commande de niveau pour pomper du fluide lourd provenant de ce conduit et l'introduire tangen- tiellement dans le bassin (A)o 13. Procédé pour séparer au moins un fluide relative- ment lourd d'un fluide relativement léger, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend: l'introduction des fluides, léger et lourd, dans une région (A); la création d'un tourbillon au sein de la région (A) de manière que le tourbillon reçoive en son centre une plus forte concentration du fluide léger; l'enlèvement du fluide léger du tourbillon, à une profondeur d'enlèvement de fluide léger variable au-dessous du niveau du fluide dans la région; l'enlèvement du fluide lourd de la zone qui entoure de façon générale le tourbillon, de manière que l'enlèvement du fluide lourd favorise la formation du tourbillon; et l'ajustement du débit d'enlèvement du fluide lourd en fonction des variations de la profondeur d'enlèvement du fluide léger. 256 1126 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à enlever le fluide lourd à un débit variable qui règle le niveau du fluide dans le bassin ou région (A) et limite le niveau de fluide de façon générale à un niveau maximal choisi au préalable. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à décanter conti- nuellement le fluide léger enlevé. 16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte les.étapes consistant à introduire du fluide tangentiellement dans la région (A) pour augmenter et agrandir le tourbillon. 17. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste également à enlever du fluide de la partie inférieure du tourbillon et A réintroduire ce fluide tangentiellement à un débit réglable au choixafin de régler au choix la dilatation d'une partie centrale ou oeil du tour- billon. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte aussi l'étape consistant à contracter la partie centrale ou oeil du tourbillon pour enlever des particules en suspension dans une partie supérieure du fluide lourd au voisinage du fluide léger. 19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte la dilatation de la partie centrale du tourbillon pour enlever une couche de mousse flottant sur les fluides léger et lourd. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à créer une diffé- rence de pression qui pousse la mousse, flottant sur les fluides léger et lourd, à pénétrer dans le tourbillon de sorte que l'étape d'enlèvement comprend au mains l'enlève- ment de la mousse. 21. Equipement destiné à séparer un fluide léger d'un fluide lourd, cet équipement étant caractérisé en ce qu'il comprend: 256 1 126 un bassin (A,20) destiné à recevoir (22) les fluides léger (14) et lourd (10) à séparer; un tube (30) d'enlèvement de fluide léger, ayant une entrée (32) de façon générale horizontale, placée dans le bassin (A) de manière à recevoir un fluide riche en fluide léger et à l'enlever vers un appareillage de traitement en aval; un tube (34; 64) placé dans le bassin (A) en vue d'enlever le fluide lourd du bassin, le tube (34; 64) ayant une entrée (62) disposée de façon générale au-dessous de l'entrée (32) du tube (30) d'enlèvement de fluide léger de manière que l'enlèvement du fluide lourd tende à contri- buer à la création d'un tourbillon autour de l'entrée (32) du tube (30); une pompe (66,72) de remise en circulation, reliée fonctionnellement (70) au tube (34; 64) d'enlèvement de fluide lourd pour renvoyer le fluide lourd dans le bassin (A), le fluide lourd renvoyé étant déchargé tangentiellement (68; 74) dans le bassin de manière à augmenter le tourbillon.