Brevet FR2772636A1 — publié le 19990625

La présente invention concerne un ensemble pour l'épuration automatique d'un fluide pollué ainsi qu'un procédé de mise en oeuvre dudit ensemble. L'invention s'intéresse plus particulièrement au traitement des huiles et gasoils pour moteurs à combustion interne. Le brevet FR 2 725 917 décrit un ensemble de traitement d'un fluide comprenant un séparateur principal pourvu d'un dispositif de nettoyage alimenté à contre-courant par une fraction du fluide épuré, et un séparateur secondaire alimenté via la conduite de sortie dudit dispositif de nettoyage par ladite fraction chargée en impuretés. Cependant, le séparateur secondaire n'est constitué que d'une seule centrifugeuse dont la capacité de traitement est constante. Cette capacité est fixée une fois pour toutes à la construction, et est adaptée au débit moyen de la fraction de fluide chargée en impuretés à traiter qui est issue de la conduite de sortie du dispositif de nettoyage. Ce débit est lui-même dépendant du débit total de fluide pollué en provenance du moteur. Or, pour un moteur donné, le débit de fluide pollué peut varier dans des proportions importantes, notamment en fonction de la charge du moteur et excéder les valeurs prévues. Dans ces conditions, il arrive que l'on ne puisse pas traiter la totalité du débit du fluide chargé résultant du nettoyage du séparateur principal. Une fraction non négligeable de fluide fortement pollué retourne alors dans le réservoir, ce qui peut conduire à terme à un encrassement des circuits de fluide du moteur et, par suite, à des pannes mécaniques ou hydrauliques. En outre, la centrifugeuse ne peut séparer que les impuretés possédant une densité déterminée qui correspond en général à des valeurs précises des paramètres de pression et de vitesse de rotation. Ainsi, les impuretés, dont la densité est différente de la valeur de référence, ne sont elles pas systématiquement séparées. Dans le cas, où le spectre des impuretés devient relativement large, l'efficacité du séparateur secondaire est ainsi notablement réduite. Il en résulte, là aussi, des problèmes d'encrassement et des risques d'usure prématurée ou de pannes. La présente invention a pour but de résoudre de manière satisfaisante, les problèmes techniques énoncés précédemment, en ajustant la capacité et la sélectivité du séparateur secondaire respectivement aux débits à traiter et à la densité des impuretés. Ce but est atteint au moyen d'un ensemble pour l'épuration automatique et continue d'un fluide pollué comprenant un séparateur principal pourvu d'un dispositif de nettoyage alimenté à contre courant par une fraction du fluide épuré et un séparateur secondaire alimenté via la conduite de sortie dudit dispositif de nettoyage par ladite fraction de fluide chargée en impuretés, caractérisé en ce que ledit séparateur secondaire comprend un dispositif de centrifugation et/ou un dispositif de filtration dont la capacité et la sélectivité sont variables en fonction, d'une part, du débit de ladite fraction de fluide chargée en impuretés et, d'autre part, de la plage de densités desdites impuretés. Selon une caractéristique avantageuse, ledit dispositif de centrifugation et ledit dispositif de filtration sont montés en parallèle sur la conduite de sortie du dispositif de nettoyage. Selon un premier mode de réalisation, ledit dispositif de centrifugation comprend au moins une et, de préférence deux centrifugeuses en parallèle. Selon un autre mode de réalisation, ledit dispositif de filtration comprend au moins un filtre à parois filtrantes. Selon une autre caractéristique, la conduite de sortie du dispositif de nettoyage est équipée d'une vanne multivoie permettant d'isoler au moins une partie du dispositif de centrifugation et/ou du dispositif de filtration. Selon encore une autre caractéristique, ledit séparateur secondaire et ledit séparateur principal sont enfermés à l'intérieur d'un carter unique. Selon un mode de réalisation particulier, la conduite de sortie du dispositif de nettoyage a un tronçon amont rectiligne qui s'étend coaxialement à l'axe longitudinal du séparateur principal et qui se divise en deux branches aval divergentes ou opposées, alimentant chacune une partie du séparateur secondaire. Selon une variante de réalisation, ledit séparateur secondaire est disposé transversalement au séparateur principal. Selon une autre variante, ledit séparateur secondaire et ledit séparateur principal sont disposés côte à côte. Un autre objet de l'invention est un procédé d'épuration automatique et continue d'un fluide pollué comprenant la retenue des impuretés dans un séparateur principal, le nettoyage du séparateur principal à contre-courant par une fraction du fluide épuré et l'entraînement de ladite fraction du fluide chargée en impuretés vers un séparateur secondaire où les impuretés sont extraites, caractérisé en ce qu'on règle la capacité et la sélectivité du séparateur secondaire en fonction respectivement du débit de ladite fraction chargée en impuretés et de la densité desdites impuretés. Selon une caractéristique du procédé, on règle la capacité et la sélectivité du séparateur secondaire en l'alimentant ou en l'isolant automatiquement, en totalité ou partiellement. Selon une autre caractéristique, on effectue dans le séparateur secondaire la centrifugation et/ou la filtration de ladite fraction chargée en impuretés. L'ensemble d'épuration ainsi que le procédé de l'invention permettent d'obtenir une séparation poussée des impuretés avec un large spectre de densités quel que soit le débit de fluide pollué à traiter. La régulation et l'adaptation du régime de fonctionnement du séparateur secondaire aux caractéristiques du fluide pollué à épurer sont effectuées de manière automatique. La combinaison au sein du séparateur secondaire d'un filtre et d'une centrifugeuse permet de garantir un taux élevé de clarification du fluide. En outre, tous les constituants de l'ensemble d'épuration sont enfermés dans un carter unique selon des dispositions ergonomiques qui offrent un encombrement minimum. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, accompagnée des dessins sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'ensemble d'épuration de l'invention; - la figure 2 représente une vue en coupe d'un second mode de réalisation de l'ensemble d'épuration de l'invention; - la figure 3 représente une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation du séparateur secondaire de l'invention. L'ensemble de traitement représenté sur les figures est destiné à l'épuration automatique et continue d'un fluide pollué P (tel qu'un agent lubrifiant, huile...) issu, par exemple, d'un moteur à combustion interne. Ce fluide, une fois débarrassé des impuretés dont il s'est chargé en cours d'utilisation, doit être récupéré et éventuellement recyclé sous la forme d'un fluide épuré E. A cet effet, l'ensemble d'épuration comprend un séparateur principal 1 enfermé dans un carter C, et constitué, par exemple, d'une série d'éléments filtrants 10 réunis sous forme d'un empilage. Les éléments filtrants 10 sont conformés ici en disques dont les deux faces 10a, 10b comportent des tamis. Le séparateur principal 1 est pourvu d'un dispositif de nettoyage 1 1 des éléments filtrants 10. Le dispositif de nettoyage 1 1 est alimenté à contre-courant par une fraction du fluide épuré E1, permettant de décolmater les éléments filtrants et d'entraîner les impuretés qui y étaient retenues dans une fraction F dudit fluide. L'ensemble d'épuration comprend également un séparateur secondaire 2 alimenté via la conduite de sortie 12 du dispositif de nettoyage 11 par la fraction F de fluide chargé en impuretés. Le séparateur principal 1 et le séparateur secondaire 2 sont enfermés dans un carter unique C. Le séparateur secondaire a pour fonction d'extraire la plus grande quantité possible d'impuretés présentes dans la fraction F de façon à restituer une fraction minoritaire E2 de fluide épuré, propre à rejoindre le réservoir de fluide ou à être directement recyclé dans le moteur avec la fraction majoritaire E1 de fluide épuré par le séparateur principal 1. Toutefois, le débit de fluide pollué P à traiter dans le séparateur principal 1 est susceptible de varier. Cette variation entraîne des écarts de débits pour la fraction F. Lorsque ces écarts se traduisent par une élévation significative du débit de la fraction F, le séparateur secondaire doit être capable de traiter tout le débit avec la même efficacité que les traitements de débits plus faibles. En effet, quel que soit le débit à traiter, la fraction E2 de fluide doit impérativement posséder un degré de pureté prédéterminé et voisin de celui de la fraction E1. De même, les caractéristiques (taille, densité...) des impuretés à séparer peuvent être comprises dans des fourchettes relativement larges et le traitement mis en oeuvre dans le séparateur secondaire doit conduire à la séparation du plus grand nombre d'impuretés. Dans ces objectifs, et selon l'invention, il est prévu que le séparateur secondaire comprenne un dispositif de centrifugation 21 et/ou un dispositif de filtration 22 dont la capacité et la sélectivité sont variables en fonction, d'une part, du débit de la fraction F de fluide chargée en impuretés, et d'autre part, de la plage de densités desdites impuretés. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le séparateur principal 1 et le séparateur secondaire 2 sont montés côte à côte. Le dispositif de centrifugation 21 et le dispositif de filtration 22 sont montés en parallèle sur la conduite 12 de sortie du dispositif de nettoyage 11. Ainsi, une partie F1 du flux F alimente le dispositif de centrifugation 21 tandis qu'une partie complémentaire F2 alimente le dispositif de filtration 22. De préférence, le dispositif de filtration 22 comprend, au moins, un filtre à parois filtrantes ou à écrans sélectifs tandis que le dispositif de centrifugation 21 comprend au moins une et, de préférence, deux centrifugeuses en parallèle. Les capacités et les vitesses de rotation des centrifugeuses peuvent, le cas échéant, être différentes d'une centrifugeuse à l'autre, de même que la sélectivité (ou le diamètre de pores) des divers filtres, de façon à ajuster le traitement en fonction des caractéristiques respectives du flux F et des impuretés à traiter. Après avoir été filtré, le flux F2 rejoint une première chambre 23 entourant le filtre et communique avec une seconde chambre 24 dans laquelle sont enfermées les centrifugeuses. Les chambres 23,24 sont délimitées à l'extérieur du bâti B du séparateur principal 1, par des capots 230,240 amovibles permettant la maintenance des dispositifs de filtration 22 et de centrifugation 21. L'entraînement en rotation des centrifugeuses est effectué grâce à l'effet de réaction du fluide épuré qui s'échappe par les buses opposées 21a, 21b de la centrifugeuse 21, par rapport au fluide contenu dans la chambre 24. Dans la seconde chambre 24, les flux épurés F1 et F2 se mélangent et se regroupent en une fraction E2 qui est évacuée hors du carter C par une conduite 20. De préférence, comme représenté sur la figure 3, la conduite de sortie 12 du dispositif de nettoyage est équipée d'une vanne multivoie V permettant d'ouvrir ou d'isoler la totalité ou au moins du séparateur secondaire, en particulier, lorsque le débit de la fraction F varie. Cette vanne V est commandée automatiquement par un actionneur couplé à un débitmètre monté sur la conduite 12, ou plus en amont, de façon à régler automatiquement la capacité de traitement et la sélectivité du séparateur secondaire. La vanne V est raccordée à la conduite de sortie 12 du dispositif de nettoyage et est disposée au centre du séparateur secondaire 2 entre la chambre de centrifugation 24 et la chambre de filtration 23. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le séparateur secondaire 2 est disposé transversalement au séparateur principal 1. Dans ce cas, la conduite de sortie 12 du dispositif de nettoyage 11 a un tronçon amont 12a rectiligne qui s'étend coaxialement à l'axe longitudinal du séparateur principal 1 et qui se divise en deux branches aval 12b, 12c, divergentes ou opposées à 180Q, alimentant chacune une partie du séparateur secondaire 2. La branche 12b se dirige ici vers le dispositif de centrifugation 21 tandis que la branche 12c conduit au dispositif de filtration 22. REVENDICATIONS 1. Ensemble pour l'épuration automatique et continue d'un fluide pollué (P) comprenant un séparateur principal (1) pourvu d'un dispositif de nettoyage (11) alimenté à contre courant par une fraction (F) du fluide épuré (E) et un séparateur secondaire (2) alimenté via la conduite de sortie (12) dudit dispositif de nettoyage (11) par ladite fraction de fluide (F) chargée en impuretés, caractérisé en ce que ledit séparateur secondaire (2) comprend un dispositif de centrifugation (21) et/ou un dispositif de filtration (22) dont la capacité et la sélectivité sont variables en fonction, d'une part, du débit de ladite fraction (F) de fluide chargée en impuretés et, d'autre part, de la plage de densités desdites impuretés. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de centrifugation (21) et ledit dispositif de filtration (22) sont montés en parallèle sur la conduite de sortie (12) du dispositif de nettoyage (11). 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en que ledit dispositif de centrifugation (21) comprend au moins une, et de préférence deux centrifugeuses en parallèle. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de filtration (22) comprend au moins un filtre à parois filtrantes. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite de sortie (12) du dispositif de nettoyage (11) est équipée d'une vanne multivoie permettant d'isoler au moins une partie du dispositif de centrifugation (21) et/ou du dispositif de filtration (22). 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit séparateur secondaire (2) et ledit séparateur principal (1) sont enfermés à l'intérieur d'un carter unique (C). 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite de sortie (12) du dispositif de nettoyage (11) a un tronçon amont rectiligne (12a) qui s'étend coaxialement à l'axe longitudinal du séparateur principal (1) et qui se divise en deux branches aval (12b,12c) divergentes ou opposées, alimentant chacune une partie du séparateur secondaire (2). 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit séparateur secondaire (2) est disposé transversalement au séparateur principal (1). 9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit séparateur secondaire (2) et ledit séparateur principal (1) sont disposés côte à côte. 10. Procédé d'épuration automatique et continue d'un fluide pollué (P) comprenant la retenue des impuretés dans un séparateur principal (1), le nettoyage du séparateur principal (1) à contre-courant par une fraction (F) du fluide épuré (E) et l'entraînement de ladite fraction (F) chargée en impuretés vers un séparateur secondaire (2) où les impuretés sont extraites de ladite fraction, caractérisé en ce qu'on règle la capacité et la sélectivité du séparateur secondaire (2) en fonction respectivement du débit de ladite fraction (F) chargée en impuretés et de la densité desdites impuretés. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu' on règle la capacité et la sélectivité du séparateur secondaire (2) en l'alimentant ou en l'isolant automatiquement, en totalité ou partiellement. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu' on effectue dans le séparateur secondaire (2) la centrifugation et/ou la filtration de ladite fraction (F) chargée en impuretés.