Brevet FR2998487A1 — publié le 20140530

L'invention concerne un dispositif compact de traitement magnétique d'un fluide en mouvement à fort débit. Le traitement magnétique des fluides par aimants permanents est bien connu, par exemple pour détartrer l'eau ou augmenter les performances des carburants. Afin de disposer d'un appareil combinant compacité simplicité, performance et résistance, les dispositifs conçus pour cette application doivent remplir les critères suivants : . Une section de passage importante au regard de leur taille . Une faible perte de charge . une mise en rotation du liquide pour l'exposer à tout le flux magnétique . un champ magnétique intense avec le moins d'aimants possibles . l'absence de joint d'étanchéité autre que ceux des raccords . Une liberté de choix de la géométrie des lignes de champ par blindage total ou partiel du corps lui-même, le dit corps servant de circuit magnétique . Un nombre de pièces réduit. Le problème technique posé est de remplir tous les critères énoncés ci-dessus en un seul appareil, alors que pour tous ceux cités ci-dessous au moins de ces critères n'est pas rempli : DE4107512A1, pour lequel le nombre d'aimants est considérable et la perte de charges importante ; EP0395573A1, pour lequel il existe une pièce intermédiaire de maintien nécessitant une étanchéité (au moins deux joints), qui présente une forte perte de charge et qui présente un fort encombrement, EP0976682A2, qui interdit par sa forme interne toute rotation du liquide, est composé de beaucoup d'aimants, EP0791746A1, qui interdit par sa forme interne toute rotation du liquide, nécessite au moins un joint de plus que ceux inclus dans les raccords d'entrée /sortie, présente une forte perte de charge W09001018A1 qui interdit par sa forme interne toute rotation du liquide, nécessite au moins deux joints de plus que ceux inclus dans les raccords d'entrée /sortie, présente une forte perte de charge W02009131409A2 qui présente au moins un joint de plus que ceux inclus dans les raccords, présente une forte perte de charge dans sa configuration hélicoïdale, présente des aimants additionnels extérieurs à l'écoulement FR1100599 (publication n°2971952) qui interdit par sa forme interne toute rotation du liquide, pour lequel la géométrie induit une perte de charge et un encombrement important pour obtenir de hauts débits, la section de passage étant limitée par la taille maximale des aimants. La présente invention répond à ce problème, par ses caractéristiques et avantages qui ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après à titre indicatif et nullement limitatif. Le dispositif se présente comme un tube (0) dans lequel est fixé au moins un centreur (6) sous la forme d'une vis sans fin à filet continu ledit centreur permettant de maintenir un insert (3) ledit insert servant de maintien à au moins deux aimants (5) parallélépipédiques montés en opposition dans le sens longitudinal. Cet ensemble comportant des caractéristiques détaillées ci-après. Le tube (0) servant de carter au dispositif comporte deux raccords (1) ou (7) solidaires dudit tube afin que l'ensemble résiste à la pression de service de l'application, après calcul des épaisseurs nécessaires. Ainsi le tube ne comporte que deux interfaces assurant l'étanchéité avec la canalisation équipée, ce qui limite le risque de fuite par vieillissement de joint, et annule ce risque si le raccordement se fait par soudure. Le matériau utilisé devra résister à la pression de service et être compatible avec le fluide circulant. Le choix du matériau influe également en fonction de sa perméabilité magnétique, ce qui constitue un moyen d'ajustement de la géométrie des lignes de champ. La figure 5 montre l'allure du champ (13) avec un matériau moyennement ferromagnétique en combinaison avec un grand diamètre ; la figure 6 montre l'allure des lignes de champ (14) avec un matériau fortement ferromagnétique, en combinaison avec un petit diamètre. En option un tube extérieur (12) peut être ajouté comme sur la figure 3 afin de renforcer le blindage si nécessaire. La combinaison diamètre / perméabilité magnétique est un élément majeur de la conception de ce dispositif, car elle lui octroie une grande liberté de géométries du flux magnétique. L'absence de joints autres que ceux éventuels du raccordement à la canalisation est un autre avantage pour la maintenance et la sûreté de l'installation. L'insert (3) contenant les aimants comporte un tube réalisé dans un matériau perméable au champ magnétique, ayant une résistance mécanique suffisante pour contrer l'effort de répulsion mutuelle des aimants. Le dit insert doit aussi être réalisé en un matériau compatible avec les caractéristiques du fluide circulant. Cet insert est muni à ses extrémités de cônes de raccordement (4), solidaires ou rapportés, destinés à minimiser la perte de charge due au changement de section, et servant également de bouchons. C'est la perméabilité dudit insert (3) au champ magnétique qui permet d'éloigner les parois du tube (0) des aimants (5) afin de remplir le critère essentiel d'une forte section de passage autorisant des débits importants. Les aimants utilisés sont tels que leurs faces sud et nord soit parallèles à l'axe du dispositif. Ils sont montés en opposition afin de renforcer la valeur du champ magnétique dans le plan situé à leur interface, comme le montrent les figures 5 et 6. De plus cette disposition permet de créer 4 zones de flux au lieu de deux. Les aimants sont préférentiellement au nombre de deux, sans limitation, comme le montre la figure 2 montrant une variante avec deux paires d'aimants. Cette disposition centrale en opposition permet avec seulement deux aimants d'avoir un champ très intense et très bien réparti. Le centreur est constitué d'au moins une vis sans fin (6) ayant une faible épaisseur, ayant un pas suffisant pour maintenir l'insert au centre et parallèle à l'axe, et axialement par tout moyen approprié à l'application choisie. En variante, deux vis sans fin (2) symétriques peuvent remplir la même fonction en permettant de raccourcir l'ensemble du dispositif sans diminuer le pas, ce qui augmenterait la perte de charge. Le centreur est réalisé dans un matériau permettant de le rendre solidaire du tube (0) par tout moyen approprié. La coupe de l'ensemble représentée dans la figure 4 montre que les centreurs (2) présentent un encombrement faible et permettent donc par construction de maintenir l'insert au centre avec une faible perte de charge pour l'écoulement, ledit écoulement étant peu turbulent, en autorisant un fort débit, en guidant la veine fluide pour lui imposer une rotation selon l'axe du dispositif avec un faible gradient du champ de vitesses, le tout avec un encombrement réduit et un petit nombre de pièces. La rotation du liquide garantit l'exposition du fluide à la quasi totalité des géométries du flux magnétique. En variante, si le fluide nécessite d'être brassé, le centreur d'entrée peut être constitué d'une hélice de maintien (10) à l'entrée présentant les mêmes avantages que décrits précédemment. Le centreur de sortie (9) peut-être aussi une hélice ou de forme quelconque, par exemple un tripode. Le dispositif présente alors une fonction supplémentaire de mélange du fluide par écoulement turbulent (11), permettant une homogénéisation dudit fluide. Les dits centreurs cumulent les fonctions, ils permettent par leur conception d'une part le maintien de l'insert au centre du fluide avec une perte de charge minimale, une forte section de passage, et un encombrement réduit et, d'autre part, la mise en rotation du liquide. La présente invention se prête à une application 10 industrielle immédiate avec entre autres les avantages suivants : peu de pièces, étanchéité facile, coût raisonnable, installation simple. Les applications connues mais non exhaustives de cette famille de dispositifs sont la lutte contre le tarte dans les canalisations d'eau et 15 l'amélioration des combustibles liquides. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant une variante à 2 inserts et des raccords filetés. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale 20 montrant une variante à 1 seul insert et des raccords sous forme de brides soudées. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale montrant une variante à 2 inserts, l'un au moins ajoutant un effet de brassage. 25 La figure 4 est une vue en coupe AA de la figure 1 La figure 5 montre l'allure du champ magnétique avec les faces nord en opposition, un blindage partiel, et un fort diamètre de tube. La figure 6 montre en variante l'allure d'un champ 30 magnétique avec les faces sud en opposition, un blindage total est un faible diamètre interne de tube (0). En référence à ces dessins, et selon la figure 1 le tube (0) est par exemple un tube en acier inoxydable de 35 nuance ANSI 316, les raccords (1) étant taraudés directement dans le tube ou étant constitués de brides (7) classiques soudées au tube (0) le raccordement à la canalisation se faisant par des vis (8) comme l'illustre la figure 2. En variante, tout matériau compatible avec le fluide est utilisable, sa perméabilité magnétique étant utilisée comme moyen d'ajustement de la géométrie des lignes de champ. Si nécessaire un tube extérieur (12) ferromagnétique peut être ajouté pour ajuster la perméabilité de l'ensemble, par exemple en acier zingué, maintenu en place par exemple par une colle polymère, comme l'illustre la figure 3. Le diamètre du dispositif peut être d'environ 50 mm pour traiter dix mètres cube d'eau en une heure L'insert (3) contenant les aimants est par exemple un tube en polypropylène fermé à ses extrémités par des bouchons profilés (4) usinés dans la même matière et emmanchés à force ou vissés. Le profil de ce bouchon peut être optimisé par calcul pour une application sur mesure. Les aimants sont par exemple parallélépipédiques et en Néodyme-Fer-Bore, montés opposés deux à deux, les deux faces se regardant ayant la même polarité, par exemple nord-20 nord. La nuance des aimants sera ajustée suivant les applications, en privilégiant des valeurs élevées de champ, par exemple 15 000 Gauss. Les centreurs sont par exemple des vis sans fin à filet continu réalisés par déformation plastique d'acier 25 inoxydable de nuance ANSI 316, soudés par points au tube (0) réalisé dans le même matériau. Dans le cas d'un centreur unique (6), le pas est par exemple supérieur de 25% à la longueur de l'insert pour maintenir celui-ci parallèle à l'axe. Dans le cas de deux centreurs (2) le pas est par 30 exemple égale à la longueur de l'insert. Dans le cas d'une configuration à écoulement turbulent (11), le centreur d'entrée est par exemple une pièce en PEHD moulée emmanchée à force dans l'insert, et le centreur de sortie une pièce mécano soudée en acier inoxydable ANSI 316 vissée dans 35 l'insert (3) et soudée par points au tube (0) REVENDICATIONS1. Dispositif compact de traitement magnétique de fluide comportant un tube (0) faisant office de carter équipé d'éventuels raccords (1,7), au moins un centreur (6), un insert (3), des aimants (5) montés en opposition dans l'insert (3) ; dispositif caractérisé en ce que la configuration du tube (0) permet de choisir l'allure des lignes de champ en combinant la perméabilité magnétique du matériau choisi pour le dit tube (0) et le diamètre intérieur dudit tube (0) . 2. Dispositif selon la revendication n°1 comportant un tube (0) caractérisé en ce que dans le cas où ledit tube (0) se raccorde à la canalisation par des moyens mécaniques et non par soudure alors seulement deux étanchéités sont nécessaires au niveau des raccords (1) ou (7). 3. Dispositif selon la revendication n°1 comportant au moins un centreur (6) caractérisé en ce que ledit centreur (6) est une vis sans fin à filet continu, d'un pas supérieur à la longueur de l'insert (3), de section mince, solidaire du tube (0), servant de maintien radial et axial à l'insert (3) et mettant par construction le fluide en rotation autour de l'axe de l'écoulement moyen. 4. Dispositif selon la revendication n°3 comportant un centreur (6) caractérisé en ce que ledit centreur (6) a pour fonction d'éloigner l'insert (3) de la paroi du tube (0) afin de laisser une grande section de passage, ce qui permet de forts débits avec une faible perte de charge dans un encombrement réduit. 5. Dispositif selon la revendication n°3 caractérisé en ce que deux centreurs peuvent être utilisés au lieu d'unseul en variantes, soit deux vis sans fin (2) en parallèle, soit deux hélices tripales (10), soit une hélice tripale (10) et un tripode (9), les dites variantes conservant les mêmes avantages. 6. Dispositif selon les revendications n°1 et n°3 comportant un insert (3) caractérisé en ce que ledit insert (3) comporte une partie tubulaire permettant de maintenir rapprochés à l'intérieur au moins une paire d'aimants dont les faces de même polarité tendent à se repousser. 7. Dispositif selon la revendication n°5 comportant un insert (3) caractérisé en ce que ledit insert (3) est fait d'un matériau perméable au champ magnétique permettant au flux de celui-ci de s'établir dans la zone ou circule le liquide. 8. Dispositif selon la revendication n°5 comportant un insert (3) caractérisé en ce que ledit insert (3) comporte deux cônes de raccordement (4) à l'entrée et à la sortie pour minimiser la perte de charge. 9. Dispositif selon la revendication n°5 et n°6 comportant des aimants (5) caractérisés en ce que le nombre des dits aimants peut se réduire à deux seulement à cause de leur position centrale et de leur montage en opposition.