Brevet FR2821765A1 — publié le 20020913

DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE L'ÉCOULEMENT GAZEUX L'invention se rapporte à dispositif de contrôle de l'écoulement gazeux. L'invention se rapporte également à un sécheur par adsorption comportant ce dispositif de contrôle. Dans de nombreuses applications, l'air ou le gaz utilisé dans les installation doit être dépourvu d'eau et donc séché. Pour ce faire, on utilise généralement un sécheur par adsorption. Un sécheur par adsorption comprend classiquement au moins deux capacités contenant chacune un produit adsorbant, un dispositif d'alimentation qui, alternativement, alimente en fluide à traiter l'une des capacités puis l'autre et un dispositif pour, lorsqu'une des capacités est utilisée pour sécher l'air, régénérer la capacité non active. Ainsi, le principe consiste à faire circuler l'air à traiter dans une capacité par exemple depuis le haut vers le bas pour sécher l'air et de prélever une faible partie de l'air séché pour l'introduire du bas vers le haut dans l'autre capacité pour la régénérer. Ce type de système fonctionne avec, par exemple, de l'air sous pression de l'ordre de sept bars et il est souvent appelé heatless . Ce type de sécheur se présente donc sous la forme de deux enveloppes mécaniques distinctes, disposées côte à côte, et reliées par des conduites aboutissant aux deux dispositifs précités. On déplore un manque de compacité de ces sécheurs et des coûts de fabrication et de montage relativement élevés. Dans le domaine du séchage, on connaît un sécheur EP-A-279.495 selon lequel on a placé, dans une enveloppe notamment circulaire, des cloisons radiales pour fractionner le volume en huit parties égales et, au centre de cette cloison, un tiroir rotatif de distribution pour alimenter certaines des chambres tandis que d'autres chambres sont régénérées. Un tel dispositif ne peut pas fonctionner avec de l'air sous pression en raison des difficultés à réaliser une étanchéité suffisante entre le tiroir de distribution et les différents volumes. L'invention propose un dispositif de contrôle de l'écoulement gazeux nouveau. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de l'écoulement des fluides gazeux qui, pendant une période déterminée et alternativement : - d'une part alimente en air à traiter l'une des capacités dite alors capacité active et - d'autre part régénère l'autre capacité par introduction d'air sec dans ladite capacité caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comprend un canal collecteur commun aux capacités débouchant radialement dans ce canal commun, au droit de chacun des passages aménagés dans l'épaisseur des flasques pour communiquer avec les capacités, une chambre logeant un clapet qui, guidé en translation, présente dans sa face d'obturation tournée vers le passage précité, un ajutage de sorte que, lorsque le clapet est plaqué sur son siège du fait de la pression régnant dans le collecteur, une partie du fluide gazeux est cependant envoyée dans la capacité pour la régénération. Elle a également pour objet un sécheur pourvu dudit dispositif de contrôle. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente schématiquement : - figure 1 : une vue en coupe d'un sécheur partiellement monté, - figure 2 : une vue de face d'un sécheur, - figure 3 : vue en coupe d'un détail du sécheur, - figure 4 : une vue selon F de la figure 3. En se reportant au dessin, on voit un sécheur (figure 2) comprenant : - deux capacités 2,3 contenant chacune un matériau 4 adsorbant, - un dispositif 5,6 de contrôle de l'écoulement des fluides gazeux qui, pendant une période déterminée et alternativement, d'une part alimente en air à traiter l'une des capacités dite alors capacité active et d'autre part régénère l'autre capacité par introduction d'air sec dans ladite capacité. Ainsi, le principe consiste à faire circuler l'air à traiter dans une capacité par exemple depuis le bas vers le haut pour retirer l'eau et, en sortie de cette capacité, de prélever une faible partie de l'air séché pour l'introduire du haut vers le bas dans l'autre capacité pour régénérer le matériau adsorbant. Lorsque le matériau adsorbant dans la capacité active est saturé, on inverse les alimentations pour utiliser alors la capacité régénérée et régénérer l'autre. Ce sécheur 1 est destiné à traiter de l'air sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. La pression de travail est souvent de l'ordre de cinq à dix bars. Ce type de sécheur est souvent dit du type heatless , c'est à dire sans production de chaleur. Selon l'invention, le sécheur (figure 1) comprend dans une enveloppe externe 7, une enveloppe 8 interne montée concentrique délimitant ainsi deux chambres 2,3 totalement indépendantes, chacune étant reliée par une entrée 2A, 3A et une sortie 2B, 3B aux dispositifs de contrôle de l'écoulement des fluides gazeux précités. Le bas et le haut de ces chambres sont fermés par une flasque 9 pourvue des passages 2A, 2B, 3A, 3B, aménagés dans l'épaisseur de la flasque pour les entrée et sortie des fluides gazeux. La partie centrale de la flasque forme la paroi d'extrémité de la capacité interne et la partie externe de la flasque forme la paroi d'extrémité de la capacité externe. Ces flasques sont assemblées par soudure ou avec des tirants sur les parties cylindriques. Chaque flasque comporte en sa face interne des dispositifs 10 et 11 de diffusion spatiale du fluide gazeux pour répartir celui-ci sur la section de la chambre considérée qui, notamment pour la chambre dite externe, est annulaire. Le moyen de diffusion du gaz est un ressort spiralé. Du fait que ce ressort soit cintré lors de sa mise en place dans la rainure, du coté extérieur, les spires ne sont plus jointives et forment des diffuseurs. L'air n'est donc plus injecté en un seul point mais en une multitude de points. On obtient donc un dispositif compact. Le nombre de pièces est réduite ainsi que la matière utilisée. Les temps de montage sont également réduits. Comme indiqué plus haut, on a prévu un dispositif de contrôle de l'écoulement des fluides gazeux. Par exemple, en partie basse, généralement, on a un système 5 qui permet alternativement d'introduire de l'air à traiter dans l'une ou l'autre des chambres. Ce système étant connu, il ne sera pas décrit ci-après. En partie haute, on équipe le sécheur d'un dispositif 6 qui a pour tâche de collecter l'air traité provenant d'une chambre et d'injecter une partie de cet air dans la chambre en cours de régénération. Ce dispositif comprend : - un canal 14 collecteur commun aux capacités 2, 3, - débouchant radialement dans ce canal commun, au droit de chacun des passages 2B, 3B, aménagés dans l'épaisseur des flasques pour communiquer avec les capacités, une chambre 15 logeant un clapet 16 qui, guidé en translation, présente dans sa face d'obturation tournée vers le passage précité, un ajutage 17 de sorte que, lorsque le clapet est plaqué sur son siège du fait de la pression régnant dans le collecteur, une partie du fluide gazeux est cependant envoyée dans la capacité pour la régénération. Sous l'effet de la pression de l'air circulant dans l'une des chambres, le clapet de cette chambre est écarté de son siège et laisse passer l'air vers le canal collecteur, lequel communique avec l'autre chambre contenant l'autre clapet et le plaque sur son siège. L'ajutage prévu dans ce clapet permet alors de prélever une partie de l'air sec pour l'introduire dans la capacité qui se régénère. Avantageusement, la chambre 15 est de section circulaire et le clapet de section polygonale est relativement épais de sorte que les arêtes 16B du clapet constituent des moyens de guidage en translation et de positionnement du clapet avec la face interne cylindrique de la chambre. La communication entre la chambre et le canal collecteur se présente sous la forme d'une large fente 18. Le canal collecteur est obtenu en alésant la pièce de sorte que le canal est de section circulaire. La chambre 15 qui loge le clapet est un alésage dont le fond se situe à une distance de l'axe longitudinal du canal collecteur inférieure à celle du rayon de ce canal. La face arrière du clapet opposée à la face obturante, venant en appui sur le siège de l'obturateur, présente des excroissances 19 de sorte que cette face arrière ne peut s'appliquer sur toute sa surface dans le fond de l'alésage et obturer le passage vers le canal collecteur. Dans l'exemple de réalisation, la chambre logeant le clapet est de section circulaire et le clapet est de section carrée et quatre excroissances empêchent le clapet d'obturer le passage vers le collecteur commun. On a donc réalisé un système simple d'utilisation et de fabrication relativement simple. Des joints toriques assurent l'étanchéité. Le dispositif n'est pas limité à deux chambres avec clapet. Suivant le nombre de capacités, on peut multiplier les chambres 15 et les clapets. Les capacités peuvent alors être disposées côte à côte. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de l'écoulement des fluides gazeux entre, au moins deux capacités qui, pendant une période déterminée et alternativement, d'une part alimente en air à traiter l'une des capacités dite alors capacité active et d'autre part régénère l'autre capacité par introduction d'air sec dans ladite capacité, ce dispositif de contrôle étant caractérisé en ce qu'il comprend : un canal (14) collecteur commun aux capacités (2), (3) - débouchant radia ! ement dans ce canal commun, au droit de chacun des passages (2B), (3B), aménagés dans l'épaisseur des flasques des capacités pour communiquer avec lesdites capacités, une chambre (15) logeant un clapet (16) qui, guidé en translation, présente dans sa face d'obturation tournée vers le passage précité, un ajutage (17) de sorte que, lorsque le clapet est plaqué sur son siège du fait de la pression régnant dans le collecteur, une partie du fluide gazeux est cependant envoyée dans la capacité pour la régénération. 2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre (15) est de section circulaire et le clapet est de section polygonale relativement épais de sorte que les arêtes (16B) du clapet constituent des moyens de guidage en translation et de positionnement du clapet avec la face interne cylindrique de la chambre (15). 3. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la chambre (15) qui loge le clapet est un alésage dont le fond se situe à une distance de l'axe longitudinal du canal collecteur inférieure à celle du rayon de ce canal. 4. Dispositif de contrôle selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que la face arrière du clapet opposée à la face obturante venant en appui sur le siège de l'obturateur présente des excroissances (19) de sorte que cette face arrière ne peut s'appliquer sur toute sa surface dans le fond de l'alésage et obturer le passage vers le canal collecteur. 5. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre logeant le clapet est de section circulaire et le clapet est de section carrée, quatre excroissances empêchant le clapet de d'obturer le passage vers le collecteur commun. 6. Sécheur par adsorption comprenant deux capacités et un dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le sécheur comprend dans une enveloppe externe (7), une enveloppe (8) interne montée concentrique délimitant ainsi deux chambres (2), (3) totalement indépendantes, chacune étant reliée par une entrée (2A), (3A) et une sortie (2B), (3B) aux dispositifs de contrôle de l'écoulement des fluides gazeux précités. 7. Sécheur par adsorption selon la revendication 6 caractérisé en ce que le bas et le haut de ces chambres sont fermés par une flasque (9) pourvue des passages (2A) (2B) (3A) (3B) aménagés dans l'épaisseur de la flasque pour les entrée et sortie des fluides gazeux. 8. Sécheur par adsorption selon la revendication 7 caractérisé en ce que chaque flasque comporte en sa face interne des dispositifs (10) et (11) de diffusion spatiale du fluide gazeux pour répartir celui-ci sur la section de la chambre considérée qui, notamment pour la chambre dite externe, est annulaire. 9. Sécheur par adsorption selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen de diffusion du gaz dans la chambre annulaire externe est un ressort spiral.