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"h!Jli.Ft:CTIJ11:&.HT:J AUX "l"tl)\)1T.#18"
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La présente mention consiste a ues ui3,)O",-*Li-'-- spéciaux qui peuvent '1-0 utilisés 3t;yz''..lr3i:t ou en ,ifi;,i'>1.i;.,i- son dans les appareils s i ' é v.i i> o ra t 1 o ii ou ie concentration ., ae 1 - condues,et !)las pa r t 1 > :1 ié re ..;c iit ,aan3 luj aj pa i e 1 1 ii '; "à faisceaux toEoalaii"03 indépendante", on vue : 10 - soit ;i ' ciuié 1 1 o re .r leur aarclze et leur,3 par meilleure répartition des liquides c de la vapeur.
2 - soit ae séparer d'une façon absolue les liquidiez en 'travail de la vapeur qu'ils produisent pm- un dispositif particulier ± ac 1 1 e ,iie nt réglable.
3 - aoit le, recueillir cette vapeur à la sortie de l'appareil d'une façon particulière, en vue de ,zi:,ic1'aen' le
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poids des appareils.
4 - soit d'augmenter ou de réduire à l'extrême, suivant les cas, le volant thermique constitue -par les liquides en travail.
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5 soit d'amener les liquides qui doivenb être éva- pores le plus près possible du point d'ébullition à l'aide
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de la vapeur émise dans les a-ppareila, dans le même appareil d'évaporation, dans une partie de celui-ci convenable- ment séparée, seulement pour la partie liquide.
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6 soit, dans certains cas particulier où la concen- traction est poussée jasqa'â l'extrême, de ::-)a. er la matière sèche du liquide et une péuriie ne celui-ci par extractions 1. a, 1 rê ia e les apoareils, ceci facilité par le volant t>ier;<:1..iae de l'appareil.
7 - soit, au contraire, de renverser l'opération et en
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faire une 13Olüt'LOi2 ou même 'une réaction chimique continue.
80 - " d'obteniT des appareils d'évapora/tien sur lesquels an on plusieurs dispositifs peuvent être appliqués à simple ou à multiple effet, travaillant au-desaus de la pression .mosphérique, a cette pression, ou au-dessous, les liquides i, t-rai ter pouvant êt''e quelconques et l'appareil -pouvant cons- tituer ainsi les éléments ci/une dissolution fractionnée.
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Les liquides peuvent être des solutions colloïjales peu ou pas de surélévation de point d'ébullition et la matière sècne ne pouvant être recueillie que sous forme amorphe.
Ils peuvent être des solutions salines simples ou an
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mélange présentant me surélévation due poinb d'ébullition due la concentration, la matière sèche pouvant être re-
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e:,ei7 J i crisballisée ou non, en une fois ou en plusieurs, en mélange ou séparément.
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Dans tous les cas, la G0l1é:entréJ;t.1011 ou l'évocation
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peut être partielle ou totale.
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Les appareils é '1a.,g0 raters .1 Hd \là faisceaux Gueulai res indépenaants" sur lesquels s'appliquent pb::; particulièrement, -mais non 11tI11tat1V2,üellt, les dispositifs spéciaux envisages, comportent tous un faisceau tabulaire 'J/)l1t la const'ructLon est en général bien connue (voir Figures 1 et ..J les dessins sbhématiqaes annexés ) .
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Suivant ses dimensions ou suivant les pression absolues
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de vapeurs auxquelles il fonctionne, ce faisceau peat être constitué par un ou )Iusic-,ur.3 groupe j le taoe:; c'1, lJ..L''::\)] ,)ar la même vapeur e reunis uans la ia4;,1= calandre i;¯".. 1 J : ;..4i:3 les tubes à l'intérieur desquels circule le 1 u;ui;c;
;aa v.::. être séparés 30..,unicabion, combibuanu ainsi, -go,i.>. ±.i- e re ou 8J1 JO,J1.".1111C;'!.'';'10;1, '.;OÙ3Li1LiU'-!.J10 cJ..l1S1. -)Oc;.j .l- ci.liter les Cl?a.l.tHiom ie la sapeur autour a'ea;, rn fais- coaa tubulaire 10i.3()ül1é ,8 Údposi.tir':.3 connus, in",Í.;) contjjnu-3 dans une rnôtiie calailire, rer:':r..,a:u oar cluisoime.oia;, un O,'. lv- sieurs coiapartifnents réct1::t.llffeun i.!l,lél?eJ1'i;J."1t' ).'un <io,.;jx;;.ti- ment avaporateur (2i,. 2) ces compartiments l'Óc!lliud'8ol('3 (' ¯è('- van un ou plusieurs liquides d. réchauf-'er pb cloisonnés sui- vant les cas par les uisposibions connues on vue a'augfnente'r la vitesse :Le circulation du ou -)-es liquides et la transi-iissicn
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de la chaleur.
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La longueur t le àiauiùtre ,ici 3 buoes peut être ;r: r i;aJ avec le p!t1oblèü!e à résoudre.
Les calandres de ces faisceaux jont constitués gezelle façon que dès l'entrée .le la vapeur elle-ci soit répartie :t,iiforfjétuent autour du ou des faisceaux tubulaires en tenant compte que les volumes de vapeur \ro,-jù en diminuant par suite des cO±ldensatiol1s d.e l'entrée, .le la vapeur vers les deux ex- trémités des tubes. La vapeur garde donc tOJ.0 le J ong des 'cubes
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une vitesse tendant vers une constante.
Cette répartition est facilitée par la forme des ca- landres constituées par deux troncs de cône accolés par la, base sur une partie cylindrique portant l'entrée de vapeur.
La calandre de l'appareil peut se prolonger en haut et en bas pour constituer la boîte supérieure 15 recevant le
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liquide totalement ouparttellenient évaporé, Mélangé a .i ec sa propre vapeur ou de la vapeur apportée à la boîte inférieure àe distribution 16. Ces deux boîtes 'OeU'T81t remplir dana cer- bains cas les rôles inverses.
Ces deux boîtes, dans le cas 1e OUuï,,'rt'LT118t1t3 réohauf- leurs porbent les cloisons de séparation 17 et 18 ou de c'b'cu- û.'1o:1 fixées sur 11''' vira, leur couvercle ou à une pla- que tubulaire constituant la partie opposée aux couvercles.
Dans les cas les plus Généraux, le couvercle de la boîte
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supérieure 15 }?8Ut être horizontal 1 ( 1? ij . J.) ou incliné (Fig. 2) t',\, 1;3i1üL léflecbeur en vue de diriger les liquider et la vapeur ,A 1¯, la ;sortie . en Solange, ver.3 1 a -sortie.
Ceobe ciorbie 19, inclinée d'un an[)e <àoliJe i"<iiiné pour fa- ciliter l'écoulement, a un rôle :uvllé;;enja,i^e qui ::ere, dé" crit plas loin.
Elle est fixée à la boîte 15 par une section aussi large que possible et se termine par une bride ronde 20 servant à la fixer à la partie correspondante du réparateur de vapeur 21.
Dans tous les cas, la plaque tubulaire supérieure por- tantle ou les faisceaux tubulaires, qu'elle soit. emboutie ou faisant partie de la boîte supérieure 15 du faisceau sera tou- jours placée au niveau le la tubulure 19 le uortie da liquide et de vapeur du faisceau évaporatoire.
La boite inférieure 16 porte, d'une part, une ou plusieurs
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entrées de liquide 22 -25 se prolongeant ou non vers le centr, une vidange 24 et une entrée ,le reprise te liquide 25 pouvant se prolonger également vers le centre, Ces entrées venant @i- riger les jets de liquide suf le fon@ convenablement disposé pour constituer un déflecteur répartissant également les liqui- des dans chacune des tubes du faisceau tubulaire,.
Dans les cas de compartiments réchauffeurs, cette dispo- sition reste pour la partie évaportatoire 26, alors que le ou les réchauffeurs constituant une partie de la ooîte 16 sont disposés comme pour la boîte opposée.
Les deux boites 15 et 16 peuvent être indépendantes le la calandre et boulonnées ou rivées sar elle, elles comportent alors les plaques tabulaires et les cloisons, disposition con- nue et appliquée dans les appareils similaires.
Le faisceau tubulaire est relié à un séparateur de vapeur 21 composé d'un cyclindre vertical de diamètre et hauteur varia- bles muni d'un couvercle 28 à la partie supérieure et d'une sortie de vapeur 29 perpendiculaire à la partie verticale, se prolongeant à l'intérieur par un cône 30 coudée dont la grande ouverture a pour section la moyenne entra la section du cylin- dre et la section de la tuyauterie.
La sortie de vapeur peut être prévue sur le couvercle du séparateur 21 et affecte la forme d'un cône 31 ayant comme grande base le séparateur et comme petite la tuyauterie (Figure 5).
A la partie inférieure du cylindre est prévue une en- trée de vapeur 32 tangentielle et inclinée vers le bas d'un angle déterminé etportant à l'extrémité une bride ronde 33 destinée à assurer le joint sur la bride correspondante du faisceau tubulaire (Fig. 4).
A l'intérieur de cette entrée et introduite par la
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bride, on place une manchette cônique 34 à collet rabattu, pincée dans le joint; elle es juste au joint et se termine coupée en biseau et de section calculée pour obtenir la sépa- ration exacte du liquide et de la vapeur par choc tangentiel sur la partie inférieure du séparateur 21.
La partie cylindrique de ce séparateur est rivée sur un cône 35; le choc tangentiel a lien sur la paroi de ce cône.
A la partie supérieure de ce cône on peut river une collerette 35a destinée à empêcher l'ascension capillaire des liquides grimpants d'une part et, d'autre part, éviter le con- tact de la vapeur séparée avec le liquide en mouvement circa- laire.
Le cône 35 porte à sa partie inférieure un tube débor- dant 36 d'une hauteur variable et une tubulure 37 à la partie laplus basse.
Par celte tubulure 37 s'écoule par réglage une partie du liquide concentré de la caisse envisagée, vers un milieu quelconque. par la tubulure haute 36, de diamètre variable suivant les cas, s'effectue par débordement créé par le réglage ci- dessus, la reprise du liquide vers le bas du faisceau tubu- laire.
Cette tubulure peut être prévue de telle façon qu'elle reçoive seulement le liquide ae circulation par débordement à l'exclusion de tout liquide pouvant tombor directement dans la bubulure 36 et pouvant'provenir de la manchette conique 34.
Cu séparateur porte en outre les tubulures nécessaires au service et des glaces regards.
La tubulure de reprise de liquide 36 peut se prolonger à la partie inférieure par un tube de diamètre variable muni d une bouteille à regards où l'on peut régler à vue un niveau
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exempt de remous grâce à sa disposition intérieure spéciale équilibrant les pressions.
Ce niveau de liquide règle lui-même celui du faisceau tubulaire et par suite la circulation au liquide.
Il est modifié suivant les variations ue production de l'appareil créant ainsi un volume constant de liquide on circulation et, dans certains cas, on prévoit de pouvoir créer, à l'aide -Le cette oouteille, 'un volant thermique (le, liquide par augmentation du volume en circulation.
Dans d'autres cas où la concentration est poussée jus- qu'à apparition aans le liquide d'une partie de la matière sèche sursaturée, la partie cylindrique du séparateur, quoi- que comportant le aispositif de séparation décrit plus haut et le cône de choc, ne comporte qu'un large passage de liquide vers le vase de dépôt constitué par le prolongement de la partie cylindrique au séparateur.
Ce deuxième cylindre, ae dimension variable suivant les cas, porte à sa partie supérieure, d'un côté, un gros tuyau de reprise vertical remplissant le même but que dans le cas précédent; d'autres tubulures ae service, variables suivant les cas, des glaces de regaras et instruments de mesure et se termine par un cône très allongé, cône de aé- part à la base duquel se fait l'extraction de la matière sè- che d'une manière quelconque et dans un milieu quelconque.
Le vase et le cône de séparation.peuvent être à simple paroi ou munis d'une double enveloppe permettant le refroi- dissement ou réchauffage de la masse qu'elle contient.
De plus, ils peuvent ou non être munis d'un mouvement à palettes ou autre quelconque, continu ou non destiné à ralentir les dépôts de matières ou à les gratter.
On peut égalernent mettre en communication sur le même séparateur de vapeur ayant une des dispositions ci-dessus,
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un ou plusieurs faisceaux tubulaires, soit que l'on veuille, pour un simple effet, prévoir des débits variables avec nettoyage possible du faisceau isolé, soit également, sur un mulbiple effet, que l'on veuille prévoir un ou plusieurs faisceaux supplémentaires pour éviter les arrêts lors des nettoyages.
De même, on peut ajouter sur un appareil existant un ou plusieurs faisceaux tubulaires supplémentaires isolables ou non aans les mêmes buts.
Ces appareils à faisceaux multiples, simples ou multi.. ples effets peuvent fonctionner sous pression, à la pression atmosphérique ou à des pressions inférieures à elle; de même dans un appareil. quelconque à simples ou multiples effets marchant à n'importe quelle pression absolue, on peut placer pour augmenter les surfaces de chauffe un ou plusieurs fais- ceaux tubulaires fonctionnant en circulateur et ayant les aispositions indiquées en utilisant également, avec les dis- positions indiquées, la calandre de la caisse comme sépara- teur.
Dans la Fig. 1 est représenté. en élévation un faisceau tubulaire indépendant de son séparateur.
Le liquide est introduit soit par pompe, soit par dé- pression. L'entrée peut être centrale ou tangentielle de façon à bien répartir le liquide dans la cuvette 16 où il se trouve mélangé avec le liquide "repris" provenant du sépara- teur en 25 et circulant dans l'appareil à circuit fermé avec une arrivée constante en 22 de liquide frais et une évacuation de liquide concentré qui est indiquée plus loin.
Le liquide circule de bas en haut dans les tubes 26 de hauteur variable, mais voisine à 3 mètres. Le diamètre de ces tubes peut également varier selon les besoins.
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La vapeur chauffante est introduite en 38, circule au- tour des tubes 26, se condense, est évacuée en 39 sous forme d'eau condensée à la manière habituelle. En 40 on évacue l'air et les gaz incondensables contenus dans la vapeur et on établit en général un équilibre ae pression entre les deux points 39 et 40 d'une) manière quelconque.
Le liquide bouillant sort des tubes 26 et arrive dans la chambre 15 mélangé à sa propre vapeur qui lui nerf le fluide moteur et est entraîné vers le conduis 19 dans le sé- parateur de vapeur.
Dans la Fig. 2 on a représenté un faisceau tubulaire identique 26 évaporateur contenu clans la même calandre Avec un faisceau tubulaire 29 recevant autour des tubes la Même vapeur introduite en 38 avec purge d'eau en 39 et purge ..l'air en 40, celle-ci équilibrée ou non et, à l'intérieur, un liqui- de qui peut être différent du liquide évaporé, ou ce même liquide lorsqu'il aoit être préalablement réchauffé.
Dans ce cas, lefaisceau tubulaire 26 fonctionne exac- tement comme dans la Fig. 1 et le faisceau tubulaire 27 fonc- tionne comme un réchauffeur ordinaire indépendant, (le cons- truction connue, qui peut avoir tous les dispositifs propres à ces appareils.
Les deux faisceaux disposés à l'intérieur de la calan- dre comme l'indique la Fig.3 sont séparés dans les boites 15 et 16 par des cloisons verticales 17 et 18 séparant com- plètement les liquides (Fig. 4).
Il est évident que l'on pourra introduire dans la même calandre deux ou plusieurs compartiments réchauffeurs recevant des liquides différents, mais qui doivent être chauffés par de la vapeur à la même pression absolue.
Si l'on continue le cycle de circulation dcu liquide et
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de sa propre vapeur sortant en 19 du faisceau tubulaire, sa circulation estaccélérée dans la manchette conique 34 se ter- minant par une section 32 calculée jusqu'à, une vitesse nécessai- re pour créer ensuite une détente brutale et un choc suffisant tangentiellement à la paroi conique. Ce choc tangentiel a la vitesse désirée collant absolument toutes les particules de liquide sur la paroiséparant ainsicomplètement le liquide de la vapeur.
Celui-ci descend en tournant par gravitation alors que la vapeur s'élève par appel jusqu'au voisinage de la sortie de vapeur 30.
Vers ce point, la. vapeur accélère régulièrement sa vi- tesse suivant la, diminution de section du séparateur.
Le courant de vapeur change alors de sens , pénètre dans le cône 30 et continue à accélérer régulièrement jusqu'à l'orifice de sortie 29.
Cette disposition permet donc, d'une part, une accéléra- tion ascendante et descendante donnant un espace linéaire par- couru par la vapeur qui se trouve être porté du double de la hauteur réelle du séparateur.
On a donc par ce fait réalisé le même but que si l'on avait augmenté la hauteur totale du séparateur ae la, lon- sueur de la tubulure conique 29 et 30.
En Fig. 5 est réalisée une variante de la. disposition du cône extérieur sur la paroi verticale du séparateur 21. On peut placer dans les cas de solutions grimpantes une petite collerette 35a arrêtant l'ascension de celles-ci.
Dans la Fig. 6 on a représenté le séparateur d'un appareil d'évaporation dont le faisceau tubulaire peut avoir les dispositions de la Fig. 1 ou de la Fig. 2. Il est aestiné aux appareils où la concentration est poussée jusqu'à cris-
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tallisation des sels aissous.
L'arrivée du séparateur est identique. La partie supé- rieure où chemine la vapeur séparée peut avoir une des deux dispositions au séparateur aes Figures 2 et 5.
La partie inférieure comporte en outre une partie cy- lindrique et une partie cônique. Le liquide et les sels s'échappent ae la tubulure 34, coulent le long de la paroi verticale et pénètrent aans une masse ae liquide au repos où les particules solides décantent.
Le liquide clair surnage et est repris par la tubulure de reprise 36 identique àcelle de la Fig. 1.
Les cristaux viennent s'accumuler au fond du cône, d'où on les extrait par chasses successives.
La tubulure ae reprise 36 est noyée dans le vase de sé- paration pour éviter les coudes et les dépôts de cristaux.
Dans le vase, on peut faire l'alimentation au liquide dilué et les différents couaes, soupapes, robinets sont munis de lavage à vapeur.
L'évacuation des sels peut avoir lieu à l'air libre ou dans un "sas" intermédiaire tel que dans la Fig. 7 lorsque l'appareil marche sous la pression inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique.
Dans ce cas, le "sas" est muni des différents appareils nécessaires à sa mise en équilibre de pression avec le vase De séparation et avec l'atmosphère. Il peut également servir de monte-jus , et on peut prévoir plusieurs "sas" (Fig. 8).
Enfin, le séparateur et le ou les sas, dans quelques cas particuliers, peuvent être munis d'une double enveloppe 41 (Fig. 7) recevant l'eau froide pour accélérer la cristal- lisation,ou ae l'eau tiède ou chaude pour éviter les cristal- lisations adhérentes aax parois.
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Il peut également être prévu aans ces cas spéciaux un mouvement continu ou aiscontinu pour tout dispositif appro- prié tel que 42 (Fig. 7).
Les Figs. 9 et 10 montrent la disposition d'un appareil deux faisceaux tubulaires et un seul séparateur marchant ensemble et pouvant être isolés par vannes.
Cette disposition s'applique aux cas des Fige. 6 et 7.
Enfin, dans les Figs. 11 et 12, on a montré la disposi- tion adoptée, avec les différentes particularités indiquées plus haut, pour augmenter la surface de chauffe d'un appareil ordinaire existant.