Brevet FR2718730A1 — publié le 19951020

Dispositif pour le traitement macnétique d'un liquide circulant et module Dour utilisation dans le dispositif L'invention concerne un dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide équipé d'un tronçon de tuyau fait dans un matériau non magnétisable par lequel circule le liquide, et de plusieurs modules équipés chacun d'au moins un aimant permanent, ainsi qu'un module équipé d'un aimant permanent pour utilisation dans un tel dispositif. Des dispositifs de ce type sont connus dans d'innombrables variantes et sont proposés et utilisés de préférence pour le traitement physique de l'eau. La plupart des dispositifs connus pour le traitement de l'eau sont constitués comme des modules prêts à l'emploi sous la forme d'un bout de tuyau avec des aimants intégrés. Afin de pouvoir travailler avec des aimants permanents relativement petits et présentant une faible intensité de champ, les aimants sont disposés de façon classique à l'intérieur du bout de tuyau et du dispositif. De tels dispositifs sont montés normalement dans l'arrivée d'eau et traitent l'eau circulant de la façon que l'on connaît. L'objectif de tels dispositifs est de casser et/ou de pulvériser les conglomérats minéraux existant dans l'eau, c'est à dire des conglomérats de calcium- carbonate et de magnésium-carbonate, ce qui doit empêcher ou tout du moins réduire considérablement les dépôts de calcaire par exemple. 2 2718730 Cependant, il s'est avéré dans la pratique qu'un grand nombre de ces dispositifs connus ne fonctionnent pas de façon satisfaisante. Beaucoup des dispositifs connus ont en plus une structure mécanique très coûteuse et sont donc chers à la fabrication. Les appareils, qui sont conçus sous la forme d'un bout de tuyau, doivent en plus être adaptés au diamètre de conduite concerné, ce qui veut dire qu'en tout endroit o l'on doit utiliser un tel appareil pour le traitement physique de l'eau, on doit disposer d'une taille d'appareil adaptée au diamètre de conduite spécifique. Enfin, les dimensions de ces appareils sont en général relativement grandes, de sorte qu'ils ne peuvent souvent pas être montés, ou tout du moins pas facilement, dans des installations existantes ou dans l'arrivée d'eau. Par CH-PS 678 721, on connaît un appareil pour le traitement magnétique d'un fluide. Cet appareil présente une chemise tubulaire dans lequel est disposée de façon centralisée une structure magnétique avec des aimants en forme de barre, de sorte qu'il se forme une fente annulaire entre la face interne de la chemise et la structure magnétique centrale. Aux deux extrémités de la chemise sont disposées des pièces d'extrémité qui sont pourvues de canaux disposés transversalement à l'axe longitudinal de la chemise et relient la fente annulaire à l'entrée ou la sortie de l'appareil. Ces canaux ont pour effet que le fluide circule dans l'enveloppe et la fente en passant sur les aimants en décrivant la forme d'une ligne hélicoidale. L'inconvénient avec cet appareil est qu'il exige beaucoup de moyens et est cher à la fabrication et que, en raison des canaux de jonction présentant une section 3 2718730 étroite, il se forme une grande chute de pression avec des vitesses d'écoulement élevées, de sorte qu'un tel appareil ne convient que pour des quantités d'eau relativement faibles. En plus, cet appareil a l'inconvénient que le rendement se détériore sensiblement à des vitesses d'écoulement élevées en raison de la faible section. L'objectif de l'invention est donc d'optimiser un appareil pour le traitement magnétique d'un liquide du type mentionné en tête de ce mémoire de telle façon qu'il ait un rendement supérieur à des appareils comparables, qu'il puisse être fabriqué à un coût avantageux et que la disposition des aimants n'entraîne pas de variation de la section dans la conduite. Cet objectif est atteint par les caractéristiques suivantes: - les modules sont disposés à l'extérieur du tronçon de tuyau; - les deux pôles (N, S) de chaque aimant permanent sont orientés transversalement au sens d'écoulement du liquide; - le même pôle (N, N) de chaque aimant permanent est orienté vers le liquide, tandis que l'autre pôle (S, S) de chaque aimant permanent est orienté dans une direction qui s'écarte du liquide; l'induction magnétique de chaque aimant permanent est d'au moins 0,005 Tesla à une distance radiale de 50 mm dans la zone du centre longitudinal du module respectif. Un appareil conçu sur la base de plusieurs modules d'aimants permanents, sur lequel les modules sont disposés à l'extérieur sur un tronçon de tuyau, peut être disposé sur un réseau de conduites existant. La 4 2718730 condition préalable est que le tronçon de tuyau, sur lequel sont disposés les modules à aimant, est à base d'un matériau non magnétisable. Lors d'essais, il s'est avéré de façon surprenante que le meilleur résultat en ce qui concerne la cassure et/ou la fragmentation des conglomérats minéraux existant dans l'eau est obtenu dans les cas o les mêmes pôles sont orientés vers le liquide circulant pour tous les aimants utilisés. Les essais ont montré également que l'on obtient des résultats encore meilleurs en ce qui concerne la cassure et/ou la fragmentation des conglomérats minéraux existant dans l'eau si l'induction magnétique des aimants permanents utilisés est d'au moins 0, 005 Tesla à une distance radiale de 50 mm dans la zone du centre longitudinal du module concerné. Cela est vrai notamment dans les cas o le tronçon de tuyau a un diamètre de 50 cm et plus. Du fait que les pôles des aimants permanents sont orientés vers le liquide circulant, les lignes de champ magnétique sont principalement transversales au sens d'écoulement de l'eau, ce qui se répercute par un rendement meilleur que dans les cas o les pôles des aimants sont orientés parallèlement au liquide circulant. Les modes de réalisation préférés de l'invention sont représentés dans les caractéristiques avantageuses suivantes: - respectivement le pôle nord magnétique (N) de chaque aimant permanent est orienté vers le liquide circulant; - chaque module a deux aimants qui sont espacés l'un de l'autre et sont reçus dans un boîtier; - l'axe longitudinal d'un aimant fait un angle (a) avec l'axe longitudinal du module tandis que l'axe 2718730 longitudinal de l'autre aimant est parallèle à l'axe longitudinal et coincide avec celui-ci; - l'angle (a) est de 1 à 5 ; - une plaque magnétisable est disposée sur les grands côtés de chaque aimant; - chaque plaque dépasse en hauteur les deux faces frontales de l'aimant concerné; les plaques de l'aimant orienté parallèlement à l'axe longitudinal du module dépassent en hauteur cet aimant davantage du côté tourné vers l'autre aimant que du côté opposé à l'autre aimant; - la longueur d'un module est plusieurs fois supérieure à sa hauteur; - il est prévu au moins une paire de modules par tronçon de tuyau, les modules de l'aimant d'une paire étant diamétralement opposés; - les différents modules sont diamétralement opposés sur le tronçon de tuyau et sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens longitudinal du tronçon de tuyau; - des modules diamétralement opposés sont disposés à l'extérieur sur le tronçon de tuyau de telle façon qu'ils soient tournés de 180 autour de leur axe vertical les uns par rapport aux autres; - on prévoit un nombre pair supérieur à 2 de modules disposés en étoile à la périphérie du tronçon de tuyau; - chaque module présente sur la face interne à orienter vers le tronçon de tuyau un évidement qui sert de centrage et/ou optimise la distance entre chaque aimant et le tronçon de tuyau; - chaque module présente des brides de fixation avec des ouvertures par lesquelles on peut guider des éléments servant à la fixation. 6 2718730 Lors des essais, on a eu un autre effet surprenant, c'est à dire qu'on a obtenu un résultat encore meilleur lorsque les pôle nord respectifs de tous les aimants étaient orientés vers le liquide circulant. Avec un autre mode de réalisation préféré de l'appareil, il est prévu également que les modules aient des ouvertures par lesquelles sont guidés des éléments servant à la fixation. De cette manière, les différents modules peuvent être assemblés de façon très simple en un appareil mixte. Un autre objectif de l'invention est de proposer un module équipé d'au moins un aimant permanent qui peut être inséré dans un dispositif tel que défini ci- dessus. Un exemple de l'invention est expliqué ci-dessous plus en détail à l'aide des dessins. Sur les dessins, la figure 1 représente une coupe transversale dans un tronçon de tuyau avec deux modules à aimant schématisés et disposés à l'extérieur; la figure 2 une coupe longitudinale avec quatre modules à aimant schématisés et disposés à l'extérieur. la figure 3 un module à aimant unique et représenté en détail dans une coupe longitudinale, et la figure 4 une coupe transversale dans le module à aimant de la figure 3. La figure 1 représente une coupe transversale dans un tronçon de tuyau 8 avec deux modules 1 disposés à l'extérieur qui sont représentés de façon schématique. Chaque module 1 présente deux aimants permanents 2, 3, qui sont espacés et sont reçus dans un boîtier 4. La longueur 1 d'un tel module 1 est plusieurs fois supérieure à sa hauteur h. Cette représentation fait apparaître globalement deux modules 1, moyennant quoi un autre nombre pair de modules 1 peut être monté sur le tronçon de tuyau 8 en fonction du diamètre de tuyau. Le pôle nord N de chaque aimant 2, 3 est orienté vers le tronçon de tuyau 8 et donc vers le liquide circulant. Les lignes de champ magnétique, qui sont vaguement représentées par des lignes 5 discontinues, sont principalement transversales au sens d'écoulement R du liquide. Afin de minimiser l'influence réciproque des lignes de champ magnétique 5, les modules 1 peuvent être décalés les uns par rapport aux autres, comme représenté, dans le sens longitudinal du tronçon de tuyau 8. Avec des modules 1 de conception non symétrique, un module 1 peut être tourné de 180 autour de son axe vertical par rapport à l'autre module 1, ce qui est expliqué ensuite de façon encore plus détaillée. La fixation des différents modules 1 peut se faire par exemple au moyen de fil de fixation ou d'attaches- câble qui n'est (ne sont) pas représenté(s) cependant au profit d'une représentation claire. Pour relier ou fixer les modules 1 au moyen des éléments de fixation, ceux-ci présentent des alésages par lesquels on peut faire passer les éléments de fixation. L'induction magnétique d'un seul aimant 2, 3 est d'environ 0,05 Tesla, mesurée à une distance radiale de mm dans la zone du centre longitudinal du module respectif, car il est apparu lors d'essais qu'une 8 2718730 rupture et/ou une fragmentation fiable des conglomérats minéraux existant dans l'eau n'est garantie que dans les cas o l'induction magnétique est supérieure à 0,005 Tesla dans la zone o l'effet physique doit être obtenu. Sur la figure 2, un tronçon de tuyau 8A de diamètre supérieur est représenté dans une coupe transversale. Sur ce tronçon de tuyau 8A sont disposés au total quatre modules 1, 1A, qui sont également représentés de façon schématique. Les quatre modules 1, 1A sont disposés avec une répartition en étoile à la périphérie du tronçon de tuyau 8A, moyennant quoi deux modules 1; lA sont diamétralement opposes. Grâce à cette disposition, on est sûr que les lignes de champ magnétique 5A, qui sont également représentées de façon schématique, ont une répartition principalement homogène par rapport à la section du tronçon de tuyau 8A, de sorte que l'ensemble du fluide circulant fait l'objet d'un traitement physique. Le nombre des modules 1, 1A disposés à la périphérie du tronçon de tuyau 8A varie naturellement avec le diamètre du tronçon de tuyau 8A. Sur la figure 3, on peut voir dans une coupe longitudinale une représentation détaillée d'un seul module 1 agrandi par rapport aux figures 1 et 2. Le module 1 présente un boîtier dans lequel sont reçus deux aimants permanents 2, 3. Les deux aimants permanents 2, 3 sont pourvus des deux côtés de plaques 21, 31, magnétisables, lesquelles dépassent en hauteur chaque aimant 2, 3 dans la zone de ses deux faces frontales. Ces plaques 21, 31 servent à l'orientation et à la concentration des lignes de champ magnétique. L'orientation et la concentration des lignes de champ magnétiques peuvent également être assistées en plus par le boîtier 4, celui-ci étant en partie à base d'un matériau magnétisable. Dans le cas présent, les deux parois latérales et le couvercle du boîtier peuvent être dans un matériau ferritique. Pour fixer les deux aimants 2, 3 dans le boîtier, les espaces intermédiaires sont obturés avec une masse à deux composants 44. Un aimant 2 est orienté et fixé dans le boîtier 4 de telle façon que son axe longitudinal 22 forme un angle a d'environ 2 avec l'axe longitudinal 15 du module 1, tandis que l'autre aimant 3 est orienté de telle façon que son axe longitudinal soit parallèle à l'axe longitudinal 15 du module 1 et coïncide avec celui-ci. Les plaques 31 du dernier aimant 3 dépassent en hauteur les faces frontales de cet aimant 3 davantage du côté tourné vers l'autre aimant 2 que du côté opposé à l'autre aimant 2. Lors des essais, il est apparu que, du fait de la disposition et de la conception des aimants 2, 3, décrites plus haut, le rendement concernant la cassure et/ou la fragmentation des conglomérats minéraux peut être amélioré de façon sensible. Des deux côtés, le boîtier 4 du module 1 présente une bride de fixation 41 qui présente chacune trois alésages 42 mentionnés plus haut pour le passage des éléments de fixation. Sur la figure 4, le module 1 est représenté enfin encore dans une coupe transversale selon la ligne A-A (figure 3). Cette représentation fait apparaître que l'aimant unique 3 est à une faible distance de la 2718730 surface du fond du module 1 qui doit être orientée vers le tronçon de tuyau 8, 8A (figures 1 et 2). Sur la surface du fond qui doit être orientée vers le tronçon de tuyau, les modules 1 peuvent également être pourvus d'un évidement comme il est indiqué par une ligne 43 en tirets. Un tel évidement sert au centrage des modules 1 et permet dans tous les cas d'optimiser la distance entre les aimants 1, 3 et le tronçon de tuyau. La profondeur et la forme de l'évidement 43 peuvent alors être modifiées et dans tous les cas être adaptées au diamètre du tronçon de tuyau. On décrit ci-dessous une nouvelle fois les principales caractéristiques et formes de conception d'un module 1: 1. Orientation des aimants 2, 3 dans le boîtier 4, de telle façon que respectivement le même pôle N, S, notamment le pôle nord N, soit orienté vers la surface du fond du boîtier 4 et donc vers le liquide circulant à l'état monté. 2. Inclinaisons de l'un des deux aimants permanents 2, 3 réceptionnés dans un module 1; 3. Induction magnétique de l'aimant permanent individuel 2, 3 supérieure à 0,005 Tesla, mesurée à une distance radiale de 50 mm dans la zone du centre longitudinal du module respectif; 4. Plaques 21, 31, magnétisables qui sont disposées des deux côtés des aimants 2, 3, et sur lesquelles, pour l'aimant 3 orienté parallèlement à l'axe longitudinal 15 du module 1, les faces frontales de cet aimant 3 dépassent en hauteur davantage du côté tourné vers l'autre aimant 2 que du côté opposé à l'autre aimant. Grâce à chacune de ces mesures et de ces modes de réalisation d'un tel module 1, le rendement concernant la cassure et/ou la fragmentation des conglomérats peut être amélioré. Il est apparu également que les modules 1, sur lesquels un aimant 2 est incliné comme mentionné plus haut au point 2, sont disposés de préférence à l'extérieur sur le tronçon de tube de telle façon que des modules 1 diamétralement opposés soient tournés de autour de leur axe longitudinal. De ce fait, un aimant 2 incliné doit être situé en face d'un aimant 3 orienté parallèlement à l'axe longitudinal 15 du module l, ce qui améliore le rendement. Naturellement on peut imaginer également des modes de réalisation de modules 1 qui ne disposent par exemple que d'un aimant 2, 3. De tels modules 1 présentent de préférence les caractéristiques mentionnées aux points 1 et 3 ainsi que les plaques 21, 31, mentionnées au point 4 et disposées des deux côtés d'un aimant 2, 3. 12 2718730 Revendications 1. Dispositif pour le traitement magnétique d'un liquide, équipé d'un tronçon de tuyau (8, 8A) fait dans un matériau non magnétisable par lequel circule le liquide, et de plusieurs modules (1, 1) équipés chacun d'au moins un aimant permanent (2, 3), caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes: - les modules (1, 1A) sont disposés à l'extérieur du tronçon de tuyau; - les deux pôles (N, S) de chaque aimant permanent (2, 3) sont orientés transversalement au sens d'écoulement (R) du liquide; - le même pôle (N, N) de chaque aimant permanent (2, 3) est orienté vers le liquide, tandis que l'autre pôle (S, S) de chaque aimant permanent (2, 3) est orienté dans une direction qui s'écarte du liquide; l'induction magnétique de chaque aimant permanent (2, 3) est d'au moins 0,005 Tesla à une distance radiale de 50 mm dans la zone du centre longitudinal du module (1) respectif. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que respectivement le pôle nord magnétique (N) de chaque aimant permanent (2, 3) est orienté vers le liquide circulant. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque module (1, 1A) a deux aimants qui sont espacés l'un de l'autre et sont réceptionnés dans un boîtier. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (22) d'un aimant fait un angle (E) avec l'axe longitudinal (15) du module (1), tandis que l'axe longitudinal de l'autre aimant (3) est parallèle à l'axe longitudinal (1) et coïncide avec celui-ci. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle (a) est de 1 à 5 . 6. Dispositif selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce qu'une plaque (21, 31) magnétisable est disposée sur les grands côtés de chaque aimant (2, 3). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque plaque (21, 31) dépasse en hauteur les deux faces frontales de l'aimant concerné (2, 3) 8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, si cette revendication est rapportée à la revendication 3, caractérisé en ce que les plaques (21, 31) de l'aimant (3) orienté parallèlement à l'axe longitudinal (15) du module (1) dépassent en hauteur cet aimant (3) davantage du côté tourné vers l'autre aimant (2) que du côté opposé à l'autre aimant (2). 9. Dispositif selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce que la longueur (1) d'un module (1) est plusieurs fois supérieure à sa hauteur (h). 10. Dispositif selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une 14 2718730 paire de modules (1, 1A) par tronçon de tuyau (8), les modules de l'aimant (1; 1A) d'une paire étant diamétralement opposés. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les différents modules (1) sont diamétralement opposés sur le tronçon de tuyau (8) et sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens longitudinal du tronçon de tuyau (8). 12. Dispositif selon la revendication 10, si celle-ci est rapportée à la revendication 4, caractérisé en ce que des modules (1, 1A) diamétralement opposés sont disposés à l'extérieur sur le tronçon de tuyau (8) de telle façon qu'ils soient tournés de 180 autour de leur axe vertical les uns par rapport aux autres. 13. Dispositif selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce qu'on prévoit un nombre pair supérieur à 2 de modules (1, 1A) disposés en étoile à la périphérie du tronçon de tuyau (8). 14. Dispositif selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce que chaque module (1) présente sur la face interne à orienter vers le tronçon de tuyau (8, 8A) un évidement qui sert au centrage et/ou optimise la distance entre chaque aimant (2, 3) et le tronçon de tuyau (8, 8A). 15. Dispositif selon l'une des revendications ci- dessus, caractérisé en ce que chaque module (1) présente des brides de fixation (41) avec des ouvertures (42) par lesquelles on peut guider des éléments servant à la fixation. 16. Module (1) équipé d'au moins un aimant permanent (2, 3) pour utilisation dans un dispositif selon l'une des revendications ci-dessus. 17. Module (1) selon la revendication 16, caractérisé en ce que celui-ci présente deux aimants permanents (2, 3) qui sont espacés l'un de l'autre. 18. Module (1) selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (22) de l'un des aimants (2, 3) fait un angle (a) avec l'axe longitudinal (15) du module (1). 19. Module (1) selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'angle (a) est de 1 à 5 . 20. Module (1) selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce qu'une plaque (21, 31) magnétisable est disposée sur les deux grands côtés de chaque aimant (2, 3). 21. Module (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que les plaques (21, 31) dépassent en hauteur les deux faces frontales de l'aimant concerné (2, 3). 22. Module (1) selon l'une des revendications 18 à 21, si celle-ci est rapportée à la revendication 16, caractérisé en ce que les plaques (31) de l'aimant (3), dont l'axe longitudinal coïncide avec l'axe longitudinal (15) du module (1) ou est parallèle à celui-ci, dépassent en hauteur l'aimant (3) davantage du côté tourné vers l'autre aimant (2) que du côté opposé à l'autre aimant (2). 16 2718730 23. Module (1) selon l'une des revendications 16 à 22, caractérisé en ce que la longueur (1) d'un module (1) est plusieurs fois supérieure à sa hauteur (h). 24. Module (1) selon l'une des revendications 16 à 23, caractérisé en ce que chaque module (1) présente sur la face interne à orienter vers le tronçon de tuyau (8) un évidement (43) qui sert au centrage et/ou optimise la distance entre aimant (2, 3) et le tronçon de tuyau (8). 25. Module (1) selon l'une des revendications 16 à 24, caractérisé en ce que chaque module (1) présente des brides de fixation (41) qui sont pourvues d'ouvertures (42)