Brevet FR2684898A1 — publié le 19930618

Appareil nour soumettre un produit coulant, notamment un fluide, Particulièrement un liquide, à l'action d'un champ magnétique. La présente invention concerne le traitement ou dynamisation de produits coulants, notamment de fluides et particulièrement de liquides, par des champs magnétiques. Un appareil répondant à cette fin a déjà été proposé dans la demande de brevet FR. 91 10 494 au nom du Demandeur et cet appareil donne toute satisfaction. L'invention a pour objet de perfectionner cet appareil connu de manière à en accroître encore les performances, notamment pour obtenir un appareil plus compact à efficacite améliorée. A cet effet, un appareil pour soumettre un produit coulant, notamment un fluide et particulièrement un liquide, à l'action d'un champ magnétique se caractérise essentiellement, étant agencé conformément à l'invention, en ce qu'il comprend - un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie pour le produit coulant, - au moins un collecteur intermédiaire écarté desdits collecteurs entrée et de sortie, - une pluralité de tubes secondaires de relative ment petite section disposés en au moins une nappe, d'une part, entre le collecteur d'entrée et le collecteur intermédiaire et, d'autre part, entre le collecteur de sortie et le collecteur intermédiaire, - et des moyens générateurs d'un champ magnétique disposes de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires et aptes à engendrer un champ magnétique homogène et uniforme sensiblement transversal à ladite nappe de tubes secondaires. Grâce à cet agencement, le produit coulant, entre le collecteur d'entrée et le collecteur de sortie, passe au moins deux fois de suite dans le champ magnétique, ce qui renforce l'efficacité de l'action de ce dernier sur le produit à traiter, tandis que les dimensions générales de l'appareil peuvent demeurer celles d'un appareil antérieur dans lequel le produit coulant passe directement du collecteur d'entrée au collecteur de sortie en ne traversant qu'une seule fois le champ magnetique. De façon pratique, on fera en sorte que les collecteurs d'entrée, de sortie et intermediaires soient sensiblement parallèles les uns aux autres ; dans un exemple de réalisation remarquable pour sa compacité, les collecteurs d'entrée et de sortie sont approximativement coaxiaux. Dans tous les cas, il est souhaitable que les tubes secondaires soient approximativement perpendiculaires aux collecteurs d'entrée, de sortie et intermédiaire. Dans un mode de réalisation simple et à fonctionnement autonome, ne nécessitant ni surveillance, ni entretien particulier, les moyens générateurs de champ magnétique comprennent au moins deux aimants permanents à induction magnétique élevée disposés de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires. I1 existe à l'heure actuelle sur le marché des aimants permanents qui possèdent une induction particulièrement elevée de plusieurs milliers de Gauss, sous un volume très réduit. Le recours à ce type d'aimant permet de réduire le nombre des aimants utilisés dans l'appareil de 1 invention (par exemple un seul aimant de chaque côté de la nappe de tubes secondaires), de réduire la surface occupée par ces aimants -ce qui va dans le sens d'une réduction des dimensions générales de l'appareil-, et de réduire le poids total de l'appareil. Avantageusement, l'appareil peut comporter des cavités creusées dans ses faces latérales externes en regard qui sont situées de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires, cavités dans lesquelles sont abrités les aimants permanents; il est alors possible que les aimants permanents loges dans les cavités soient noyés dans un matériau de remplissage et de protection, notamment une résine. On obtient alors un appareil de forme générale ramassée, qui peut être compact et être ainsi facile à installer dans des environnements encombrés. Il est par ailleurs souhaitable, au moins pour certaines applications, que la section totale de passage de tout ou partie des tubes secondaires soit inférieure à la section d'écoulement des collecteurs d'entrée et de sortie. On realise ainsi une structure du type venturi qui accroît la turbulence du produit coulant débouchant dans le collecteur intermédiaire et/ou dans le collecteur de sortie et l'on accroît ainsi l'efficacité de l'action du champ magnétique traversé par l'écoulement. En outre, la réduction de la section offerte à l'écoulement à la traversée des tubes secondaires s'accompagne d'un accroissement local de la vitesse de l'écoulement, ce qui est particulièrement interessant pour empêcher une obstruction partielle ou totale lorsqu'il s'agit de tubes secondaires de très faible section parcourus par un liquide visqueux ou par un fluide susceptible de former un dépôt sur la paroi des tubes secondaires (effet de chasse). Enfin, l'appareil de l'invention peut se prêter à de nombreux modes de fabrication qui, pour certaines, conduisent à des prix de revient très intéressants. Ainsi, l'appareil peut être usiné dans un bloc de matériau rigide, les collecteurs d'entrée, de sortie et intermédiaire et les tubes secondaires étant formés par perçage. Ce mode de fabrication peut être mis en oeuvre aujoud'hui à des coûts bas et de façon rapide grâce aux machines automatiques et il permet de fabriquer des appareils ayant toute les configurations souhaitables en fonction des applications envisagées, y compris des appareils ne présentant pas de plan de symétrie médiane. Dans le cas où l'appareil présente un tel plan de symétrie, il est possible alors de le réaliser par assemblage de deux flasques préfabriqués en un matériau rigide dans les faces en regard desquels sont creusées des demiempreintes des collecteurs d'entrée, de sortie et intermédiaire et des tubes secondaires. Là encore les deux flasques peuvent être usinés à l'aide de machines ; mais ils peuvent aussi être moulés dans un matériau moulable, ou bien encore être obtenus par déformation mécanique d'un matériau en feuille, notamment par emboutissage d'un flan métallique. On conçoit donc que l'appareil de l'invention offre une grande liberté quant à son mode de fabrication que l'on déterminera en fonction des applications envisagées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue de face d'un flasque entrant dans la constitution d'un premier mode de réalisation d'un appareil agencé conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue de côté, en coupe selon la ligne Il-Il de la figure 3, d'un autre mode de réalisation d'un appareil agencé conformement à l'invention, et - la figure 3 est une vue de dessus, en coupe selon la ligne III-III de la figure 2, de l'appareil représenté à la figure 2. Sur l'ensemble des figures 1 à 3, on a utilisé les mêmes références numériques pour désigner des organes ou parties identiques. En se référant maintenant à l'ensemble des figures 1 à 3, un appareil agence conformement à l'invention comporte - un collecteur d'entrée 2 pour recevoir le produit coulant à traiter, - un collecteur de sortie 3 pour distribuer le produit coulant traité, - au moins un collecteur intermédiaire 4, qui n'a en principe pas à présenter de liaisons fonction nelles avec l'extérieur, - des tubes secondaires 5 de sections sensiblement plus faible que celles des collecteurs précites et s'étendant en au moins une nappe, d'une part, entre le collecteur d'entrée et le collecteur intermédiaire (tubes 5a) et, d'autre part, entre le collecteur intermédiaire et le collecteur de sortie (tube 5b), - et des moyens 6 générateurs d'un champ magnétique disposés de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires 5 et aptes à engendrer un champ magnétique homogène et uniforme sensiblement transversal à la nappe de tubes secondaires. En pratique, pour égaliser les longueurs de passage du produit coulant dans les différents tubes secondaires et pour assurer l'homogénéité et l'uniformité du champ magnétique, et pour en outre faciliter la fabrication au moins dans certains modes de réalisation dont un exemple sera donne plus loin, les collecteurs d'entrée 2, de sortie 3 et intermédiaire 4 sont sensiblement parallèles entre eux et les tubes secondaires 5 leur sont sensiblement perpendiculaires ; en outre, les collecteurs d'entrée 2 et de sortie 3 peuvent être sensiblement coaxiaux et s'étendre sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre. Les moyens générateurs de champ magnétique 6 sont, de façon simple, constitués par au moins deux aimants permanents 6 disposés respectivement de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires 5 et au plus près de ces tubes. On peut trouver aisément, aujourd'hui, des aimants permanents à très forte induction magnetique de plusieurs milliers de Gauss (par exemple d'au moins 4500 Gauss) sous un très faible volume. La dimension des aimants individuels et/ou le nombre des aimants à disposer de chaque côte sont choisis en fonction du nombre des tubes 5 et de la distance entre le premier et le dernier tube 5. Les aimants disposés face-à-face ont bien entendu leurs pôles opposés respectifs en regard ; dans le cas d'une juxtaposition de plusieurs aimants de chaque côté, on pourra en outre faire alterner les polarites de deux aimants juxtaposés. Dans un agencement d'appareil tel que décrit cidessus, le produit coulant arrivant par le collecteur d'entrée 2 passe, par les tubes secondaires 5a, dans le collecteur intermédiaire 4, puis de là parvient, par les tubes secondaires 5b, dans le collecteur de sortie 3 d'où il est évacué. Le produit coulant traverse donc deux fois consécutives le champ magnétique, respectivement au cours de ses passages dans les tubes 5a, puis dans les tubes 5b. On accroit ainsi la longueur efficace de traitement tout en conservant des dimensions générales relativement modestes eu égard à cette longueur efficace. L'efficacité de l'appareil peut en outre être accrue en prévoyant que la section totale des tubes 5a et/ou des tubes 5b soit sensiblement inférieure à la section du collecteur d'entrée et à celle du collecteur de sortie. I1 en résulte une décompression et une mise en turbulence du produit coulant lorsqu'il parvient dans le collecteur intermédiaire 4 et/ou le collecteur de sortie 3, respectivement, qui favorisent une homogénéisation du produit coulant traité. En outre, il en résulte une accélération de l'écoulement du produit coulant dans les tubes 5a et/ou 5b qui, notamment lorsque lesdits tubes sont de faible section et que le produit coulant est relativement visqueux, permet de conserver un débit suffisant et évite la formation de dépôts sur les parois des tubes 5. Bien entendu, en tant que de besoin, les tubes secondaires 5 peuvent être disposés en plusieurs nappes parallèles, des aimants étant alors disposés entre les nappes individuelles. Dans ce cas on peut prévoir un seul collecteur intermédiaire pour l'ensemble des nappes de tubes secondaires ou bien au contraire prevoir un collecteur intermédiaire individuel pour chaque nappe. On peut également, en tant que de besoin, différencier les tubes secondaires 5a et les tubes secondaires 5b, notamment en leur conférant des sections (et/ou des longueurs) différentes. L'appareil de l'invention, dont la structure générale vient d'être décrite, se prête aisément à des modes de réalisation divers, ce qui permet notamment d'adapter sa structure particulière et/ou son processus de fabrication et/ou son coût aux conditions techniques et/ou économiques de ses diverses applications. A la figure 1, l'appareil est constitué par réunion étanche de deux demi-flasques 1A (un seul flasque étant ici représenté avec sa face interne vue de face). Les faces internes respectives des deux flasques comportent la demiempreinte des collecteurs 2, 3, 4 et des tubes secondaires 5 tandis que la face externe correspondante comporte l'empreinte d'une cavité (non référencée sur la figure 1) configurée et dimensionnée pour recevoir le ou les aimants permanents situés du côté correspondant des tubes secondaires 5. Chaque flasque 1A peut se présenter sous forme monobloc, soit en étant usiné (notamment dans un bloc métallique), soit en étant moulé dans un matériau moulablealliage métallique ou de préférence matière plastique ou résine-. Les parties de raccordement des collecteurs 2 et 3 à un circuit extérieur n'ont pas été figurées sur la figure 1. Le collecteur intermédiaire 4 peut, dans un tel mode de réalisation, être borgne comme représenté. L'avantage de ce mode de réalisation est d'autoriser toute conformation souhaitable des différents collecteurs et des tubes secondaires et par ailleurs de permettre une fabrication en très grande série à moindre coût. Une variante (non représentée) peut consister à produire chaque flasque 1A par matriçage ou déformation d'une feuille d'un matériau approprié, ce qui permettrait de diminuer encore les coûts pour des productions de très grande série. Le mode de réalisation représente aux figures 2 et 3 consiste à usiner un corps monobloc 1B, notamment par des opérations simples de perçage. Ce processus est à retenir pour des appareils métalliques, notamment en laiton utilisables par exemple pour le traitement de l'eau potable. Les collecteurs d'entrée 2 et de sortie 3 sont usinés respectivement sur deux faces de bout du corps parallélépipédique 1A (des raccords filetés 7 de liaison ont été ici représentés), tandis que le collecteur intermédiaire 4 est percé à partir de l'une desdites faces de bout et son orifice de perçage est fermé par un bouchon vissé 8. Les tubes secondaires 5 sont percés à partir des faces latérales supérieures et/ou inférieures, à travers les collecteurs 2, 3 et 4 (ici les tubes successifs sont percés alternativement à partir de l'une et de l'autre face), puis les orifices de perçage sont obturés (par exemple avec des bouchons vissés 9). Dans les faces externes opposées du corps 1B sont usinées, par exemple par fraisage, des cavités 10 conformées et dimensionnées pour recevoir le ou les aimants 6. Des machines d'usinage à commande numérique peuvent permettre une fabrication rapide du corps dans des gammes de dimensions diverses. Dans tous les cas, les cavités de réception des aimants 6 seront avantageusement dimensionnées en profondeur de manière que la face externe de l'aimant qui y est logé affleure la face environnante du corps (cas représenté à la figure 3), l'aimant étant retenu par une résine 11. On peut également faire en sorte que l'aimant soit entièrement noyé dans le matériau de remplissage et soit recouvert par celuici pour être protégé. Selon encore un autre mode de réalisation (non représenté), on peut réaliser le circuit d'écoulement du produit coulant (collecteurs et tubes secondaires) par assemblage (soudage ou collage) de tronçons tubulaires de sections appropriées et constitués en un matériau con venable, puis en noyant ce circuit ainsi que les aimants associés dans un matériau d'enrobement tel qu'une résine. Bien entendu, les matériaux constitutifs de l'appareil conforme à l'invention seront choisis de manière à être inertes vis-à-vis du produit coulant à traiter. Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Appareil pour soumettre un produit coulant, notamment un fluide, et particulièrement un liquide, à l'action d'un champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comprend - un collecteur d'entrée (2) et un collecteur de sortie (3) pour le produit coulant, - au moins un collecteur intermédiaire (4) écarté desdits collecteurs d'entrée et de sortie, - une pluralité de tubes secondaires (5) de relativement petite section disposés en au moins une nappe, d'une part, entre le collecteur d'entrée et le collecteur intermédiaire et, d'autre part, entre le collecteur de sortie et le collecteur intermédiaire, - et des moyens (6) générateurs d'un champ magnéti que disposes de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires et aptes à engendrer un champ magnetique homogène et uniforme sensiblement transversal à ladite nappe de tubes secondaires. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les collecteurs d'entrée (2), de sortie (3) et intermédiaires (4) sont sensiblement parallèles les uns aux autres. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les collecteurs d'entrée (2) et de sortie (3) sont approximativement coaxiaux. 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les tubes secondaires (5) sont approximativement perpendiculaires aux collecteurs d'entrée (2), de sortie (3) et intermédiaire (4). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens générateurs de champ magnétique (6) comprennent au moins deux aimants permanents (6) à induction magnétique élevée disposés de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des cavités (10) creusées dans ses faces latérales externes en regard situées de part et d'autre de la nappe de tubes secondaires, cavités dans lesquelles sont abrités les aimants permanents (6). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les aimants permanents (6) logés dans les cavités (10) sont noyés dans un matériau de remplissage et de protection, notamment une resine (11). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la section totale de passage de tout ou partie des tubes secondaires (5) est inférieure à la section d'écoulement des collecteurs d'entrée (2) et de sortie (3). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est usiné dans un bloc (1B) de matériau rigide, les collecteurs d'entrée, de sortie et intermédiaire et les tubes secondaires étant formés par perçage. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est constitué par assemblage de deux flasques (1A) en matériau rigide dans les faces en regard desquels sont creusées des demi-empreintes des collecteurs d'entrée, de sortie et intermédiaire et des tubes secondaires. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux flasques (1A) sont usinés. 12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux flasques (1A) sont moulés. 13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux flasques (1A) sont constitués en une feuille de matériau mise en forme par déformation mécanique d'un matériau en feuille, notamment par emboutissage d'un flan métallique.