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La présente invention concerne des perfectionnements relatifs à un appareil. destiné à séparer des liquides de poids spécifiques différents, -tels que l'huile et l'eau, et a pour un de ses buts de proposer un nouvel appareil.
Selon la présente invention, un appareil destiné séparer des liquides de poids spécifiques différents com- prend un récipient fermé, une entrée donnant sur l'intérieur du récipient et destinée aux liquides à séparer, deux sor- ties de l'intérieur du récipient dont chacune est destinée à un constituant liquide séparé différent, des liquides à séparer, un dispositif situé à l'intérieur du récipient, reliant cette entrée et les deux'sorties et constituant un passage par lequel les liquides contenus.dans le récipient
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sont amenés à s'écouler, à change de direction et, de ce fait, à se séparer en deux liquides constituants, une soupape dans une de ces deux sorties,
sollicitée de manière à s'op- poser à l'écoulement du liquide constituant séparé respectif hors de l'intérieur du récipient, une soupape dans l'autre de ces deux sorties, actionnée par un moteur actionné par liquide, et un dispositif destiné à appliquer à ce moteur. actionné'par liquide, pour l'actionner, un liquide sous pres sion provenant de l'intérieur du séparateur.
Le moteur actionné par liquide peut comprendre un piston travaillant dans un cylindre, le liquide sous pres- sion qui lui est fourni provoquant le mouvement du piston pour ouvrir la soupape. Le, piston peut être du type à double effet et le liquide sous pression peut lui être apporté pour déplacer alternativement le piston pour ouvrir et fermer la soupape. Cette soupape de l'autre de ces deux sorties peut être du type à clapet,et être sollicitée vers la posi- tion fermée par la pression du liquide contenu à l'intérieur du récipient.
Une réalisation de l'invention, constituant un appa- reil destiné à séparer l'huile et l'eau va maintenant être décrite à titre d'exemple, en se référant au dessin schéma- tique annexé.
Le dessin représente une section longitudinale d'un séparateur dont une partie est découpée pour montrer les dé- tails de l'appareil de réglage.
Le séparateur comprend un récipient fermé de forme cylindrique, formé de parties supérieure et inférieure 10 et 11 en forme de cuvettes abouchées, fixées entre elles par des boulons, etc., passant à travers des brides coopérantes
12 et 13, respectivement prévues'autour des bords circulai- res aboutés des parties. Lorsque le récipient se trouve dans sa position active, l'axe du cylindre est vertical, l'extré- mité de la partie inférieure 11 en forme de cuvette étant
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pourvue de pieds 14 servant monter le récipient sur le plancher. Des trous d'accès (non représentés) sont prévus dans les parois latérales des deux parties pour donner accès à l'intérieur du récipient pour le nettoyage et l'inspection.
Trois conduites 15,16 et 17, montées à l'intérieur du récipient, coaxialement entre elles et par rapport @u récipient, constituent un passage intérieur au récipient, par lequel le mélange d'huile et d'eau à séparer est amené à s'écouler et à changer de direction et, de ce fait, à se séparer. L'extrémité supérieure de la conduite intérieure forme un orifice de sortie 18 pour l'eau séparée provenant de l'intérieur du récipient, et l'extrémité inférieure 19 s'étend dans le voisinage du plancher du récipient, formé par la partie inférieure 11 en forme de cuvette. La conduite in- térieure est séparable en deux parties approximativement égales qui sont maintenues ensemble par des boulons traver- sant des brides 20, le joint se trouvant sensiblement dans le plan du joint des parties 10 et 11.
Dans la présente réalisation, la conduite milieu 16 a environ le tiers de la longueur de la conduite intérieure
15 et est montée autour de l'extrémité inférieure de la con- duite intérieure, sa propre extrémité inférieure 21 s'ajus- tant étroitement dans une bague 22 fixée au plancher du récipient de manière à assurer l'étanchéité entre la condui- te et le plancher du récipient. L'extrémité supéri are de la conduite extérieure 17 est fixée à la moitié inférieure de la conduite intérieure 15, immédiatement en-dessous de sa bride 20, tandis que son extrémité inférieure, qui a un dia- mètre plus grand que cette extrémité supérieure, s'étend dans le.voisinage du.plancher du récipient.
Une petite chicane perforée annulaire 23 est montée dans la partie du passage qui,estsituée entre les conduites 'milieu et extérieure et une grande chicane perforée annulai- re 24 est disposée de manière à s'étendre dans la partie
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supérieure du récipient, c1..1W 18. 1>;:.lj.a de pS4SSa8f (lU1- ej située entre la conduite extérieure et la paroi intérieure du récipient. Un tuyau 25 permet à l'huile séparée qui s'ac- cumule dans la partie -supérieure de la conduite extérieure
17 de passer vers la partie supérieure du séparateur.
L'eau contaminée par l'huile est introduite dans le récipient par une entrée 26 formée par un tuyau 27 saillis- sant à travers le plafond du récipient, l'orifice d'entrée du récipient étant disposé de manière à diriger le liquide circonférentiellement autour de la partie supérieure du récipient. Un serpentin chauffant 28 est prévu au sommet du réservoir et est chauffé par la vapeur lorsque il est né- cessaire de garder fluide l'huile située au sommet du réser- voir. L'air 'est relâché-cornue il est nécessaire par une van- ne 29 du sommet du récipient.
Tout mouvement du liquide dans le récipient est com- @ lent parativement/et on évite la turbulence autant que possible.
Le liquide passe vers le bas dans la partie du passage qui est disposée entre la conduite extérieure 17 et la paroi intérieure du récipient, à travers les perforations de la grande chicane 24, la chicane amenant le. liquide à s'écouler vers le, bas en un certain nombre de' courants verticaux.Très du plancher du récipient, le liquide change brusquement de direction et coule vers le haut dans la partie du passage qui est située entre les conduites extérieure et milieu 17 et 16 respectivement. Le liquide passe par la petite chicane
23 qui transforme le courant en un certain'nombre de cou- rants ascendants séparés, change de nouveau, brusquement, de direction et coule vers le bas dans la partie du passage qui est située entre les conduites intérieure et milieu 15 et .
16 respectivement. Pendant le mouvement du liquide dans le séparateur, l'huile se sépara de l'eau et s'accumule au sommet du récipient. Les changements brusques de direction, spécialement le passage d'un mouvement ascendant à un mauve-
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ment descendant, contribue à la s@p@ration. L'eau séparée résuli- tante s'écoule vers le haut par la conduite intérieure 15 et sort du récipient par ,la sortie 18, tandis que l'huile peut être éva- cuée par une sortie 30, prévue dans le plafond du récipient.
Une soupape de sortie 31, montée dans la sortie d'eau 18, est agencée pour empêcher l'entrée du liquide ou de l'air dans le récipient par l'orifice de sortie et est sollicitée par un ressort
32 pour s'opposer à l'écoulement du liquide provenant de l'intérieur du récipient, avec ce résultat que la pression du liquide dans l'intérieur du récipient est augmentée.
Une soupape de sortie 33, montée dans la sortie d'huile 30 est actionnée par un moteur actionné par liquide, la soupape étant du type à clapet et le moteur comprenant un piston à double effet 34 travaillant dans un cylindre 35 et connecté directement à la tige 36 de la soupape à clapet. Un ressort de compression 37 est monté autour de la tige de la soupape à clapet, mais n'applique aucune force de sollicitation à la soupape tant que la soupape est fermée. La fonction du ressort 37 est décrite en détail ci- dessous. Lorsque la soupape à clapet est fermée, le liquide sous pression, contenu dans le récipient, est en contact avec certai- nes surfaces de la soupape, de manière que la pression du liquidé sollicite la soupape à rester fermée.
Lorsque la soupape est ouverte, le liquide entoure la tête et la tige de la soupape et l'aire utile à la sollicitation de fermeture est considérablement réduite, si bien que la force de sollicitation. se trouve réduite de façon correspondante. La soupape.s'ouvre lorsqu'un liquide sous une pression suffisante est amené du coté du piston moteur 34, la section efficace du piston étant telle que cette pression suffisante soit inférieure à la pression minimum qui peut être gardée dans le récipient dans les conditions normales de fonc- tionnement.
Le liquide sous pression pour l'actionnement.du mo-
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leur peut être l'huile séparée ou l'eau séparée, et,' de pré- férence, comme c'est le cas de la présente réalisation, c'est l'eau séparée.qu'on emploie, car elle est moins sus- ceptible- de contenir des impuretés gluantes qui pourraient encrasser le moteur. L'eau est amenée' par une soupape à ti- roir pilote 38 qu'un préposé peut mettre à volonté dans une quelconque de trois positions.
Dans une position, l'eau est amenée par la sortie 18, par un tuyau 39, le tiroir 38 et un tuyau 40 au moteur de soupape et actionne le moteur pour ouvrir la vanne de sortie d'huile, tandis que dans une secon- de position, l'apport d'eau est déconnecté et la force de sollicitation de fermeture agissant sur la soupape à clapet est apte à fermer la soupape, l'eau éjectée du moteur étant évacuée vers.une conduite d'évacuation (non représentée). La troisième position est employée lorsqu'une fermeture rapide de la soupape de sortie d'huile est requise et, dans cette position, l'eau est amenée par le tuyau 39, le-tiroir 38 et un tuyau 41 et actionne le moteur pour fermer la soupape.
En fonctionnement, lorsque la soupape de sortie d'hui- le est ouverte, la pression du liquide contenu dans le cylin- dre tombe et il est nécessaire d'assurer.qu'elle ne tombe pas à une valeur qui est trop faible pour actionner le mo- teur. Cela se fait par un choix convenable du ressort de compression 37 monté autour de la tige de la soupape à cla- pet. Lorsque la soupape est fermée, le ressort "flotte" et n'applique aucune force à la soupape. Lorsque la soupape a été ouverte sur une courte distance et que la force de sol- licitation fournie par le liquide sous pression a-diminué, le ressort commence à agir et une ouverture plus grande de lasoupape a lieu contre son effet, jusqu'à ce que la force de fermeture du liquide et du ressort égale la force d'ouver- ture .du moteur.
Comme la pression du liquide dans le récipieat tombe, la force d'ouverture de soupape fournie par le moteur décroît et le ressort déplace la soupape vers la position fermée. Lorsque la soupape se ferme, le laminage du liquide lui Y passe augmente ce qui maintient la pression @ . tul pusse augmente, qui maintient pression, du
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liquide d,=ins le séparateur à elle.. valcur .. yrieuxe à c'Jt'ie valeur requise pour le moteur.
Des robinets 42 et 43 sont prévus à différents ni- veaux du cylindre pour que le niveau de la surface de sépa- ration de l'huile et de l'eau dans le séparateur puisse être déterminé, les robinets d'essai s'évacuant par un tube trans- parent 44 dans la conduite d'évacuation. Un manomètre' (non représenté) peut être relié à cette conduite intérieure pour permettre au-préposé de s'assurer que la pression qui y règne est suffisante pour actionner le moteur de la soupape de sortie de l'huile. Si,à quelque moment, l'actionnement manuel direct de la soupape de sortie d'huile est requis, il peut être effectué au moyen d'un levier d'actionnement 45 qui vient en prise avec la tige 36 de la soupape à clapet.
Le séparateur ne doit pas être nécessairement action- né à la main et un mécanisme de réglage pour fonctionnement automatique du séparateur est représenté dans le dessin. Les indicateurs électriques' de ni-eau d'huile 46 et 47, par exem- ple du type à capacitance, sont montés dans des orifices respectifs de la paroi du séparateur et sont connectés par des fils 49 et 50, respectivement, à un régulateur 51 qui- ègle le, courant d'actionnement fourni à un solénoïde 52.
Le plongeur 53 du solénoïde est' /connecté mécaniquement au tiroir de la soupape pilote 38. Le régulateur est agencé de manière à répondre aux indications données par les indicateurs de niveau d'huile pour actionner le solénoïde 52 et, donc, pour actionner le tiroir 38 de ma- nière à garder la surface de séparation de l'huile et de l'eau entre les orifices 46 et 47.
Un troisième indicateur électrique 43 du niveau de l'huile.est monté dans un orifice respectif et est connecté par des conducteurs 54 à un régulateur d'alarme 55. Si, du fait de la défaillance de quelque élément du séparateur, par exemple du manque de la soupape de sortie d'huile 33 à s'ou- vrir, la surface de séparation de l'huile et de l'eau at-
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teint l'indicateur 48, le rul;wl;.zr. 55 l'oilC.:tiúdd8 pouj.- don- ner un averûi,3set.ient, an prépose c/ou, par 9xen-j>le, fonction- ne pour arrêter la pompe fou.eniN..:at le liquide au. séparabeor.
Dans une autre for;ne de mécanisme de r0..::lse pour donc- tionnement automatique du séparateur, un seul indicateur du niveau J'huile se trouve requis. Un tel mécanisme fait usage du fait qu'il y a inévitablement un certain délai entre l'is tant où l'indication est- donnée par l'indicateur et la fin de l'actionnèrent de la soupape y associée. Ainsi, si l'in- dicateur unique est entouré d'huile, il donne une indication qui provoque l'ouverture de la soupape de sortie d'huile et la surface'de séparation de l'huile et de 1'.eau monte.
Lors- que la surface de séparation atteint l'indicateur, l'indica- tion résultante provoque la fermeture de la soupape à huile, mais, du fait du délai précédant la fermeture 'complète de la , soupape, au moment de la fermeture complète de.la.soupape, la surface de séparation a monté plus haut que l'indicateur.
Un effet semblable est obtenu lorsque la surface de sépara- tion descend. Ainsi, la surface de séparation de l'huile et de l'eau est maintenue dans le voisinage de.l'indicateur u- nique du niveau d'huile, sans que le mécanisme de régulation ne "pompe".
Un séparateur selon la présente invention ne requiert' pas de source séparée d'énergie pour l'actionnèrent des, sou- papes de sortie, l'énergie étant, en fait, prise à la pompe qui alimente le séparateur en liquides à séparer. La pré- sence de cette-soupape sollicitée 31 dans la sortie d'eau 18 contribue à assurer que le liquide fourni au moteur à liquide de la soupape 33 se trouve sous une pression suf- fisante pour produire un actionnement rapide et efficace du moteur.
Cette soupape sollicitée '31 'présente aussi d'autres avantages; par exemple, le temps pris pour évacuer-l'air, qui s'accumule dans la chambre, par la soupape 29 est bien: réduit du fait de l'augmentation de la pression interne et le danger est supprime que le séparateur puisse se vider
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complètement P::J:L' effet de si. lÙl yrar ia sortie d'eau. Le vidage du séparateur, effectué do cetbe m,-ni-re, eut très indésirable, car toute l'huile présente dans le séparateur est aspirée par la conduite intérieure 15 et la sortie d'eau
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18, ce qui provoque une con-ts.L1lination de ee3.les-çilifficile à éliminer.
Au lieu que la soupape sollicitée 31 soit montée sur la sortie. d'eau, elle peut être montée sur la sortie d'huile, la soupape actionnée par moteur étant montée sur la sortie d'eau.
; Dans un exemple particulier de séparateur d'huile et d'eau d'une capacité de 10 tonnes de liquide par heure, le récipient a un diamètre de 3 1/2 pieds et une hauteur de
6 3/4 pieds; la pression normalement requise pour provoquer l'écoulement du liquide par le séparateur est d'environ 15 livres anglaises par pouce carré.
Les orifices de sortie d'huile et d'eau ont tous deux un diamètre de 2 pouces et la soupape sollicitée montée dans la sortie d'eau ne permet à'l'eau de sortir du récipient que si l'eau appliqué une pression de 15 livres anglaises par pouce carré sur la sou- pape, si bien que la pression normalement. requise pour pro- voquer 1!écoulement du liquide par le séparateur selon l'in- vention est d'au moins 15 livres anglaises par pouce carré.
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