Brevet FR2941387A1 — publié le 20100730

DISPOSITIF DE CAPTAGE DE PARTICULES METALLIQUES EN SUSPENSION DANS UN FLUIDE La présente invention concerne un dispositif de captage de particules métalliques en suspension dans un fluide véhiculé dans un circuit. Ce dispositif s'applique notamment au captage de boue d'oxyde ferrique dans une installation de chauffage ou de climatisation. Il est connu notamment du brevet FR 2793427 un dispositif de captage de particules métalliques comprenant une cuve munie d'une entrée et d'une sortie de fluide ainsi qu'un doigt de gant partiellement enfoncé dans la cuve et dirigé parallèlement à l'axe principal de la cuve, c'est-à-dire verticalement. Un barreau magnétique se déplace dans le doigt de gant entre une position basse dans laquelle il est inséré dans la cuve et une position haute dans laquelle il est extrait de la cuve. Dans la position basse, les particules métalliques sont attirées par le champ magnétique généré par le barreau et se plaquent contre la paroi du doigt de gant. Dans la position haute, le barreau étant retiré, le champ magnétique est interrompu et les particules métalliques tombent par gravité. La cuve est alors vidangée par une évacuation disposée dans le fond de la cuve et le doigt de gant nettoyé par des moyens dédiés. Ce dispositif permet de traiter de manière simple et efficace une installation contre un inévitable embouage. Toutefois, ce dispositif présente les inconvénients suivants : - le déplacement du barreau aimanté nécessite la présence d'un vérin encombrant de la longueur correspondante et d'un coût élevé, et - il est mal adapté à une installation de chauffage ou de climatisation d'une maison individuelle ou de petites dimensions. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif de captage de particules magnétiques dont la conception est simple, économique à réaliser, et qui s'adapte aux circuits individuels comme aux installations collectives. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de captage de particules métalliques, telles que de la boue, en suspension dans un fluide véhiculé dans un circuit, comprenant une cuve munie d'une entrée de fluide dans la cuve et d'une sortie de fluide hors de la cuve, ladite cuve étant équipée d'au moins un doigt de gant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur magnétique générant un champ magnétique et au moins un élément d'isolation magnétique disposé à l'intérieur de la cuve en étant monté autour d'une partie du doigt de gant dite partie d'isolation magnétique, ledit au moins un capteur magnétique étant monté mobile dans le doigt de gant entre une position de captage dans laquelle le au moins un capteur magnétique est au moins partiellement décalé de la partie d'isolation magnétique du doigt de gant de sorte que les particules métalliques dans le fluide sont soumises au champ magnétique généré par le au moins un capteur magnétique, et une position de nettoyage dans laquelle le au moins un capteur magnétique est placé dans la partie d'isolation magnétique de sorte que les particules métalliques dans le fluide ne sont pas soumises audit champ magnétique. L'invention sera décrite maintenant plus en détail en référence aux figures annexées données uniquement à titre d'exemple et dans lesquelles -la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de captage de particules magnétiques selon un premier mode de réalisation de l'invention, en position de captage, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de la figure 1 en position de nettoyage, - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de captage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, -la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de captage selon un troisième mode de réalisation de l'invention, en position de captage, et - la figure 5 est une vue schématique du dispositif de la figure 1 muni de moyens de récupération des particules. Comme plus particulièrement visible aux figures 1 et 2, la présente invention concerne un dispositif de captage 10 de particules magnétiques 12 installé dans un circuit non représenté dans lequel est véhiculé un fluide liquide 14. Il s'agit par exemple d'un circuit de chauffage ou de climatisation dans lequel de l'eau circule. On entend par eau tout fluide caloporteur à base d'eau et susceptible d'engendrer de la corrosion. Le dispositif de captage 10 comprend une cuve 16 munie d'un piquage d'entrée 18 du fluide dans la cuve 16 et un piquage de sortie 20 du fluide hors de la cuve, le sens de circulation de l'eau étant indiqué par deux flèches F. La cuve 16 comprend au moins un doigt de gant 22 de forme tubulaire et débouchant par au moins l'une de ses extrémités 23 sur la paroi de la cuve 16. bans le doigt de gant 22 est inséré au moins un capteur magnétique 24 générant un champ magnétique. Le au moins un capteur magnétique 24 est constitué par un aimant 26, par exemple de type Neodyme-Fer-Bore (NdFeB). Un tel aimant de 19mm de diamètre et 10mm d'épaisseur est avantageusement utilisé. La cuve 16 est également équipée d'au moins un élément d'isolation magnétique 30 monté coaxialement autour d'une partie du doigt de gant 22 qu'on appellera dans la suite de la description partie d'isolation magnétique 32. Cet élément d'isolation magnétique 30 est constitué d'une bague d'épaisseur e supérieure à la longueur de pénétration du champ magnétique dans la bague 30. Le doigt de gant 22 comprend au moins un bossage 28 disposé coaxialement au doigt 22 et en regard du au moins un élément d'isolation magnétique, c'est-à-dire dans la partie d'isolation magnétique 32. Ce au moins un bossage 28 forme appui du au moins un capteur magnétique 24 et son rôle sera expliqué ultérieurement. Le dispositif 10 comprend une tige 34 de commande du au moins un capteur magnétique 24, solidaire de ce au moins un capteur 24 et montée coulissante dans le doigt de gant 22. La tige 34 s'étend au-delà de l'extrémité débouchante 23 du doigt de gant 22, de sorte qu'elle est toujours accessible depuis l'extérieur de la cuve 16. Le mouvement de coulissement de la tige entraîne celui du au moins un capteur magnétique 24, et le au moins un capteur magnétique est mobile entre une position dite de captage et une position dite de nettoyage. Dans la position de captage, le au moins un capteur magnétique 24 est au moins partiellement décalé de la partie d'isolation magnétique 32, et les particules magnétiques en suspension dans le fluide circulant à proximité sont soumises au champ magnétique généré par le au moins un capteur magnétique 24. Dans la position de nettoyage, le au moins un capteur magnétique 24 est placé dans la partie d'isolation magnétique 32. Etant donné que l'épaisseur de la bague 30 est supérieure à la longueur de pénétration du champ dans la bague, le champ magnétique crée par le au moins un capteur 24 est écranté par la bague 30, ce qui isole le fluide circulant à proximité du au moins un capteur magnétique 24. En d'autres termes, dans cette position, les particules magnétiques du fluide ne ressentent plus le champ magnétique du au moins un capteur 24. La cuve 16 est munie d'un orifice d'évacuation 35 par lequel les particules 25 magnétiques sont extraites de la cuve 16 comme il sera expliqué ultérieurement. Trois modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en détail ; il est néanmoins évident que l'objet de l'invention ne se limite pas à ces trois modes. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré aux figures 1 et 2, la cuve 16 comprend un doigt de gant 22 solidaire par chacune de ses extrémités 23 de la paroi de la cuve 16, et dirigé selon un axe Y sensiblement orthogonal à l'axe principal X de la cuve 16. En d'autres termes, pour une cuve 16 dirigée verticalement, le doigt de gant 22 est dirigé horizontalement. Dans le doigt de gant 22 sont insérés n aimants 26 identiques et espacés les uns des autres d'une distance supérieure ou égale à leur largeur I, ce nombre n étant au moins égal à deux. Le dispositif 10 comprend n bagues 30 d'isolation magnétique coaxiales au doigt de gant, c'est-à-dire que le doigt de gant 22 comprend autant de bagues que d'aimants 26. Chaque bague 30 crée une partie d'isolation magnétique 32 dans le doigt de gant 22. Le doigt de gant 22 est muni d'une succession de bossages 28, chaque bossage 28 étant disposés coaxialement au doigt de gant 22 et en regard de chaque bague 30. La tige 34 de commande des aimants 26 est rigidement solidaire de chacun des 20 aimants 26 et sert donc d'entretoise des aimants 26. La tige 34 est dirigée selon l'axe Y. Le mouvement de translation de la tige 34 entraîne le coulissement collectif de la chaîne des aimants 26 dans le doigt de gant 22, chacun des aimants 26 étant mobile entre une position de captage, visible à la figure 1, dans laquelle chaque 25 aimant est décalé de la bague 30 d'isolation magnétique qui lui est associée, c'est-à-dire au moins partiellement en dehors de la partie d'isolation magnétique 32 et une position de nettoyage dans laquelle chaque aimant est disposé en regard de la bague 30 associée, c'est-à-dire dans la partie 32. Ainsi, lors du fonctionnement du dispositif 10, les aimants 26 sont disposés en position de captage et le fluide est soumis aux champs magnétiques générés par les aimants 26. Les particules magnétiques en suspension dans le fluide sont alors attirées par les aimants 26 et se plaquent contre la paroi du doigt de gant 22, préférentiellement en regard de chacun des aimants 26. Lors d'une opération de vidange de la cuve 16 pour extraire les particules magnétiques, un opérateur saisit l'extrémité libre de la tige 34 et la pousse vers l'intérieur du doigt de gant 22, ce qui a pour effet de déplacer les aimants 26 jusqu'aux bossages 28 qui les maintiennent alors en position dans la partie d'isolation magnétique 32 en regard de chacune des bagues 30. Dans cette position, les champs magnétiques crées par les aimants 26 sont interrompus par les bagues 30 et les particules se détachent de la paroi du doigt de gant 22. Elles tombent alors par gravité dans le fond de la cuve 16 d'où elles sont extraites par l'orifice d'évacuation 35. Il est possible de réaliser un rinçage si nécessaire. Selon un deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif 10 comprend deux séries de doigts de gant 22a et 22b perpendiculaires l'une à l'autre, les doigts de gant 22a étant disposés parallèlement les uns aux autres, et les doigts de gant 22b étant disposés parallèlement les uns aux autres. Ainsi, les doigts de gant 22a et 22b forment une grille filtrante 36, et la grille 36 est disposée orthogonalement à l'axe X. Chacun des doigts de gant 22a et 22b comprend des aimants 26, des bossages 28 et des bagues d'isolation magnétique 30 conformes au premier mode de réalisation déjà décrit et non représentées. Une tige 34a, 34b commande le coulissement des aimants 26 dans le doigt de gant 22a, 22b, de sorte que, comme décrit précédemment, un opérateur peut vidanger la cuve 16 en déplaçant les aimants 26 de la position de captage à la position de nettoyage puis remettre le dispositif 10 en mode de fonctionnement en déplaçant les aimants en sens contraire. Selon une variante, le mouvement des tiges 34a et 34b peut être motorisé par tout moyen du type moteur avec vis/écrou ou encore un ou plusieurs électroaimants. On note que le dispositif de captage 10 peut avantageusement être muni de plusieurs grilles 36 parallèles les unes aux autres. Un troisième mode de réalisation est représenté à la figure 4 qui est plus particulièrement adapté à un circuit d'une maison individuelle. Selon ce mode de réalisation, le dispositif de captage 10 comprend un doigt de gant 22 et un seul aimant 26 coulissant dans le doigt de gant 22 par commande de la tige 34. L'élément d'isolation magnétique 30 est constitué par une bague comprenant une paroi latérale de sorte que l'élément 30 forme chapeau d'isolation magnétique. Ce chapeau est coaxial de l'extrémité interne 36 du doigt de gant 22 et délimite une partie d'isolation magnétique 32. Le doigt de gant 22 est préférentiellement parallèle à l'axe X de la cuve. En position de captage, l'aimant 26 est placé au moins partiellement hors de la partie d'isolation magnétique 32 du chapeau 30 de sorte que les particules magnétiques se plaquent contre la paroi du doigt de gant 22. En position de nettoyage, un opérateur pousse la tige vers l'intérieur du doigt de gant 22 jusqu'à ce que l'aimant 26 soit placé dans l'extrémité interne 36 qui coïncide avec la partie d'isolation magnétique 32. Dans cette position, le champ magnétique est interrompu par le chapeau 30 et les particules se déposent dans le fond de la cuve 16. Il peut être prévu de combiner le dispositif de captage 10 à des moyens de récupération de la boue permettant la quantification et l'analyse de la matière des particules magnétiques extraites de la cuve 16. Comme illustré à la figure 5, ces moyens 38 comprennent une bouteille de détente 40 couplée à l'évacuation 35 de la cuve 16 par exemple par une vanne non représentée, et reliée par une entrée 42 à un pot de décantation 44 à la pression atmosphérique dont le fond est constitué d'une succession de marches 46, de sorte que la profondeur de fluide diminue depuis l'entrée 42 jusqu'à une sortie 48 de connexion du pot 44 à un réseau de rejet de ces eaux traitées. Sous chacune des marches 46 est inséré un aimant 50 qui attire les particules magnétiques. Ainsi, les particules magnétiques sont récupérées sur les marches 46 du pot 44, les plus lourdes se déposant sur la première marche et les plus légères sur la dernière marche. De plus, la lame d'eau à traiter est de moins en moins épaisse. Le dispositif de captage 10 peut avantageusement être muni de moyens de nettoyage comprenant une rampe et un gicleur dirigé vers le doigt de gant, ce qui assure que toutes les particules soient évacuées lors d'une opération de vidange de la cuve. On note que dans chacun des modes de réalisation, la position de captage par rapport à la position de nettoyage est déterminée par une translation de quelques millimètres qui est préférentiellement de l'ordre de l'épaisseur des aimants. Ceci limite l'amplitude des mouvements donc la place nécessaire, rendant le système très compact. REVENDICATIONS1. Dispositif de captage de particules métalliques, telles que de la boue, en suspension dans un fluide véhiculé dans un circuit, comprenant une cuve (16) munie d'une entrée (18) de fluide dans la cuve et d'une sortie (20) de fluide hors de la cuve, ladite cuve (16) étant équipée d'au moins un doigt de gant (22), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur magnétique (24) générant un champ magnétique et au moins un élément d'isolation magnétique (30) disposé à l'intérieur de la cuve (16) en étant monté autour d'une partie du doigt de gant (22) dite partie d'isolation magnétique (32), ledit au moins un capteur magnétique (24) étant monté mobile dans le doigt de gant (22) entre une position de captage dans laquelle le au moins un capteur magnétique (24) est au moins partiellement décalé de la partie d'isolation magnétique (32) du doigt de gant (22) de sorte que les particules métalliques dans le fluide sont soumises au champ magnétique généré par le au moins un capteur magnétique (24), et une position de nettoyage dans laquelle le au moins un capteur magnétique (24) est placé dans la partie d'isolation magnétique (32) de sorte que les particules métalliques dans le fluide ne sont pas soumises audit champ magnétique. 2. Dispositif de captage de particules selon la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un doigt de gant (22) est muni dans la au moins une partie d'isolation magnétique (32) d'un bossage (28) formant appui du au moins un capteur magnétique (24). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le au moins un élément d'isolation magnétique (30) est une bague d'épaisseur (e) supérieure à une longueur de pénétration du champ magnétique dans la bague (30). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une tige (34) solidaire du au moins un capteur magnétique (24) et apte à coulisser dans le doigt de gant (22), ladite tige (34) comprenant une extrémité libre disposée à l'extérieur de la cuve (16). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur magnétique (24) et un élément d'isolation magnétique (30) et en ce que l'élément d'isolation magnétique (30) forme extrémité interne (36) du doigt de gant (22). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend un doigt de gant (22) dirigé orthogonalement à un axe principal (X) de la cuve (16) et au moins deux éléments d'isolation magnétique (30), lesdits au moins deux éléments d'isolation magnétique (30) étant espacés d'une distance au moins égale à leur largeur (I). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux doigts de gants (22a, 22b) perpendiculaires l'un à l'autre et formant grille (36) filtrante des particules métalliques. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve (16) est équipée d'une évacuation (35) des particules magnétiques. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (38) de récupération des particules destinés à analyser et quantifier la matière desdites particules. 10. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens (38) de récupération de particules comprennent une bouteille de détente (40) et un pot de décantation, ledit pot de décantation (44) étant muni d'une succession de marches (46) aimantées.