Appareil d'épuration pour fluide gazeux
En général, les fluides gazeux comprimés, et notamment l'air comprimé, doivent être épurés car ils contiennent de l'eau provenant de la compression et de l'huile échappée du compresseur et entraînées par le fluide gazeux.
Habituellement, on épure l'air comprimé notamment en le soumettant à une centrifugation, puis à une détente brusque avant de le faire passer à travers une masse d'anneaux métalliques et ensuite à travers un amoncellement de fragments d'une matière perméable et compressible, telle qu'une matière spongieuse, par exemple.
Les anneaux métalliques utilisés comme masse de retenue des liquides contenus dans le fluide à épurer ont un rendement qui est fonction de leur quantité en raison de la surface et du nombre de chicanes qu'ils constituent et qui obligent l'air comprimé à faire un long parcours en se divisant de nombreuses fois et à subir, de ce fait, des changements de direction propices au dépôt de l'eau et de l'huile sur lesdits anneaux.
Toutefois, les anneaux métalliques utilisés sont lisses, ce qui permet à une certaine quantité d'eau et d'huile recueillie par des anneaux d'être entraînée malgré tout par l'air passant au travers d'eux.
La présente invention a pour objet un appareil d'épuration pour fluides gazeux comprenant une masse d'anneaux métalliqwes constituant des chicanes sur le passage du fluide à épurer, la surface de ces anneaux métalliques étant propice pour le dépôt sur elle, notamment, d'eau et d'huile susceptibles d'être en traînées par le fluide.
L'appareil selon l'invention se distingue des appareils connus indiqués ci-dessus par le fait que la surface des anneaux métalliques est rugueuse pour en augmenter la capacité de retenue sur elle des liquides susceptibles d'être contenus dans le fluide à épurer.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un appareil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de cet appareil, la fig. 2 étant une coupe transversale selon Il-Il de la fig. 1.
L'appareil représenté sur le dessin annexé est d'un type semblable à celui décrit dans le brevet suisse No 285114 du même inventeur.
Cet appareil comprend un corps cylindrique 1 fermé à sa partie inférieure par un fond hémisphérique 2 et à sa partie supérieure par un couvercle 3 maintenu par des vis 4 contre une bride 5 solidaire du corps 1.
Un appui annulaire 6 est prévu à l'intérieur du corps 1 pour servir de support à un récipient 7 constitué lui-même par une enveloppe cylindrique 8 fermée vers le bas et vers le haut par une cloison perforée 9, respectivement 10.
Ce récipient 7 constitue en quelque sorte un panier dans lequel est disposée la masse d'anneaux métalliques 11.
Une collerette conique 12 prolonge vers le bas l'enveloppe 8. Une chambre annulaire 13 est donc formée entre le corps 1 et l'enveloppe 8. La collerette 12 limite, avec la paroi inteme du corps tubulaire 1, un passage étranglé 14. Ainsi, le fluide comprimé qui arrive tangentiellement dans la chambre annulaire 13 par une conduite 15 subit une accélération de sa vitesse au moment de son passage dans l'étranglement 14 et ensuite une détente dans la chambre 16 qui est délimitée par le fond du corps tubulaire 1.
Dans la partie supérieure du corps tubulaire 1 est disposée une masse de matière perméable et compressible, par exemple une masse spongieuse 17. Cette masse 17 qui est formée d'un seul morceau est maintenue entre deux fonds perforés 18, respectivement 19. Une tige 20 traverse en leur centre les fonds 18 et 19. Deux rondelles 21, solidaires de la tige 20, assurent la fixation du fond perforé 18 par rapport à la tige 20. Cette tige 20 est prolongée vers le haut par une partie 22 de plus grande section, engagée dans un passage 23 limité par un manchon 24 solidaire du couvercle 3. Ce passage 23 fait donc communiquer l'intérieur de l'appareil avec l'extérieur.
I1 est fermé, en période de fonctionnement de l'appareil, par un bouchon 25 vissé sur le manchon 24; ce bouchon 25 sert de butée à la tige 20-22.
Le couvercle 3 présente, en outre, deux orifices de sortie 26 et 27.
Un orifice de vidange 28 est, de plus, prévu dans le fond 2 pour permettre la vidange des liquides récoltés dans le corps 1 par enlèvement du bouchon de vidange 29.
Les anneaux métalliques 11, au lieu d'être lisses comme dans les appareils d'épuration de construction connue, ont une surface rugueuse pour augmenter la capacité de retenue sur eux des liquides susceptibles d'être contenus dans le fluide à épurer. La surface rugueuse de ces anneaux métalliques 11 peut être obtenue, par exemple, par sablage desdits anneaux, ou par un autre moyen. Ainsi les anneaux ont leur surface fortement agrandie par les creux et les aspérités, ces creux et ces aspérités constituant de multiples points d'agrippage pour l'eau et l'huile. En outre, l'imbibition sur des anneaux rugueux est rapide en vertu de l'affinité des liquides pour les surfaces rugueuses.
Le fonctionnement de l'appareil décrit cidessus en regard du dessin se fait de la façon suivante:
L'air comprimé à épurer (ou tout autre fluide gazeux comprimé à épurer) arrive dans l'épurateur par la conduite 15 débouchant tangentiellement à l'intérieur du corps 1. Cet air est centrifugé dans l'espace annulaire 13, de sorte qu'une partie des impuretés qu'il peut oontenir peuvent être projetées contre la paroi interne du corps 1. Les gouttelettes de liquide condensées s'écoulent donc le long de la paroi interne du corps 1. L'augmentation de vitesse que subit l'air comprimé au moment de son passage dans l'étranglement 14 tend à chasser le liquide ruisselant contre la paroi interne du corps 1 en direction du fond 2 servant de réceptacle d'accumulation.
Le fluide gazeux débarrassé d'une partie de ses impuretés traverse de bas en haut la masse d'anneaux métalliques à surface rugueuse 11. Les creux et les aspérités de la surface rugueuse de ces anneaux métalliques 11 retient encore une partie des liquides contenus dans le fluide gazeux. Si une certaine proportion de liquide est encore entraînée par le fluide gazeux à sa sortie du récipient 7, cette proportion de liquide est absorbée par la matière spongieuse 17 et le fluide gazeux sort dans l'espace 30 situé au-dessus du fond perforé 19 parfaitement débarrassé de ses impuretés et notamment des liquides qu'il pouvait contenir.
De l'air épuré sort donc par les orifices de sortie 26 et 27.
Lorsque après une certaine période d'utilisation la matière spongieuse 17 est saturée de liquide, on ferme l'arrivée de fluide gazeux à épurer dans la conduite 15. On dévisse en suite le bouchon 25 permettant de libérer la tige 20-22. On rouvre ensuite la conduite 15, de manière que le fluide gazeux sous pression arrivant dans le corps 1, en agissant contre le fond perforé 18 et la matière poreuse 17 contre laquelle il prend appui, provoque un serrage de celle-ci. En effet, c'est le fluide gazeux luimême qui fournit l'effort de serrage nécessaire à la compression de la matière spongieuse 17 entre les deux fonds perforés 18 et 19. Ce mouvement de serrage de la matière spongieuse 17 se fait par déplacement, contre le couvercle 3, de l'ensemble formé par les deux fonds 18 et 19 et la matière spongieuse 17 serrée entre ceux-ci.
Le liquide contenu dans la matière spongieuse 17 s'écoule alors vers le bas, pour être récolté dans le récipient formé par le fond 2. La vidange de ce récipient peut être effectuée facilement après fermeture de l'arrivée de fluide gazeux dans le corps 1, en dévissant le bouchon 29.
L'appareil d'épuration peut être remis en ordre de marche en poussant vers le bas la tige 20-22, de manière à ramener les fonds perforés 18 et 19, de même que la matière spongieuse 17, dans leurs positions de travail représentées à la fig. 1. Le bouchon 25 est alors vissé sur le manchon 24 pour bloquer la tige 20-22. Après mise en place du bouchon de vidange 29, l'appareil est prêt à fonctionner de nouveau pour une nouvelle période de travail.
En variante, la tige 20-22 et le bouchon 25 pourraient former une seule et même pièce, permettant le serrage manuel ou mécanique de la matière spongieuse 17.
Dans une autre forme d'exécution de l'appareil d'épuration, l'enveloppe 8 constituant le récipient 7, pourrait être prolongée vers le haut pour permettre de fixer ledit récipient 7 au couvercle 3. Les fonds perforés 18 et 19, maintenant la masse perméable et compressible 17, ainsi que la tige 20 et les rondelles 21 seraient logés dans ledit récipient 7, le tout disposé audessus des anneaux métalliques 11. Ainsi l'appui annulaire 6 serait supprimé et la conduite 15 pourrait déboucher à proximité du couvercle 3. La chambre annulaire 13 serait donc prolongée vers le haut, ce qui augmenterait avantageusement la longueur du circuit centrifuge du fluide à épurer.
Le serrage de la matière spongieuse 17 pourrait, bien entendu, être effectué par d'autres moyens. On pourrait, par exemple, monter un servo-moteur sur le couvercle 3, la mise en action de ce servo-moteur pouvant provoquer, par exemple, une traction vers le haut de la tige 20-22 détenninant le serrage de la matière spongieuse 17. Ce servo-moteur pourrait être actionné par le fluide à épurer lui-même. I1 suffirait, en leffet, de brancher une conduite de dérivation sur la conduite 15, cette conduite de dérivation alimentant directement le servomoteur.
Une vanne de commande placée sur cette conduite de dérivation permettrait de faire agir périodiquement le servo-moteur. I1 est à noter que le servo-moteur pourrait agir par des moyens mécaniques quelconques sur au moins l'un des fonds perforés 18 et 19 pour provoquer son déplacement par rapport à l'autre en vue du serrage de la matière spongieuse 17.
En variante encore, le servo-moteur de commande du serrage de la matière spongieuse 17 pourrait commander, simultanément à cette opération de serrage, l'ouverture de l'orifice de vidange 28 qui pourrait, dans ce cas, être contrôlée par un obturateur à pointeau par exemple, en remplacement du bouchon 29.
Purifying device for gaseous fluid
In general, compressed gaseous fluids, and in particular compressed air, must be purified because they contain water coming from the compression and oil escaping from the compressor and entrained by the gaseous fluid.
Usually, the compressed air is purified, in particular by subjecting it to centrifugation, then to a sudden expansion before passing it through a mass of metal rings and then through a heap of fragments of a permeable and compressible material, such as a spongy material, for example.
The metal rings used as a mass for retaining the liquids contained in the fluid to be purified have an efficiency which depends on their quantity due to the surface area and the number of baffles which they constitute and which oblige the compressed air to make a long course by dividing many times and to undergo, therefore, changes of direction conducive to the deposition of water and oil on said rings.
However, the metal rings used are smooth, which allows a certain amount of water and oil collected by the rings to be carried away anyway by the air passing through them.
The present invention relates to a purification apparatus for gaseous fluids comprising a mass of metal rings constituting baffles on the passage of the fluid to be purified, the surface of these metal rings being suitable for the deposition on it, in particular, of water and oil likely to be trailed by the fluid.
The apparatus according to the invention differs from the known apparatuses indicated above by the fact that the surface of the metal rings is rough in order to increase the retention capacity thereon of liquids liable to be contained in the fluid to be purified.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of an apparatus according to the invention.
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of this device, FIG. 2 being a cross section along II-II of FIG. 1.
The apparatus shown in the accompanying drawing is of a type similar to that described in Swiss Patent No. 285114 by the same inventor.
This apparatus comprises a cylindrical body 1 closed at its lower part by a hemispherical bottom 2 and at its upper part by a cover 3 held by screws 4 against a flange 5 integral with the body 1.
An annular support 6 is provided inside the body 1 to serve as a support for a container 7 itself constituted by a cylindrical casing 8 closed downwards and upwards by a perforated partition 9, respectively 10.
This container 7 constitutes in a way a basket in which the mass of metal rings 11 is placed.
A conical flange 12 extends downwardly the casing 8. An annular chamber 13 is therefore formed between the body 1 and the casing 8. The flange 12 limits, with the inner wall of the tubular body 1, a constricted passage 14. Thus , the compressed fluid which arrives tangentially in the annular chamber 13 via a pipe 15 undergoes an acceleration of its speed at the time of its passage through the constriction 14 and then an expansion in the chamber 16 which is delimited by the bottom of the tubular body 1 .
In the upper part of the tubular body 1 is disposed a mass of permeable and compressible material, for example a spongy mass 17. This mass 17 which is formed in a single piece is held between two perforated bases 18, respectively 19. A rod 20 crosses in their center the funds 18 and 19. Two washers 21, integral with the rod 20, ensure the fixing of the perforated base 18 relative to the rod 20. This rod 20 is extended upwards by a part 22 of larger section , engaged in a passage 23 limited by a sleeve 24 integral with the cover 3. This passage 23 therefore communicates the interior of the device with the outside.
I1 is closed, during operation of the device, by a cap 25 screwed onto the sleeve 24; this plug 25 serves as a stop for the rod 20-22.
The cover 3 also has two outlet openings 26 and 27.
A drain opening 28 is, moreover, provided in the bottom 2 to allow the draining of the liquids collected in the body 1 by removing the drain plug 29.
The metal rings 11, instead of being smooth as in purification devices of known construction, have a rough surface to increase the capacity for retaining on them liquids likely to be contained in the fluid to be purified. The rough surface of these metal rings 11 can be obtained, for example, by sandblasting said rings, or by other means. Thus the rings have their surface greatly enlarged by the hollows and the asperities, these hollows and these asperities constituting multiple gripping points for water and oil. In addition, imbibition on rough rings is rapid by virtue of the liquids' affinity for rough surfaces.
The operation of the apparatus described above with regard to the drawing is carried out as follows:
The compressed air to be purified (or any other compressed gaseous fluid to be purified) arrives in the purifier via the pipe 15 opening tangentially inside the body 1. This air is centrifuged in the annular space 13, so that ' part of the impurities which it may contain can be projected against the internal wall of the body 1. The condensed droplets of liquid therefore flow along the internal wall of the body 1. The increase in speed experienced by the compressed air at the time of its passage through the constriction 14 tends to expel the liquid flowing against the internal wall of the body 1 towards the bottom 2 serving as an accumulation receptacle.
The gaseous fluid freed from part of its impurities passes through from bottom to top the mass of metal rings with a rough surface 11. The hollows and roughness of the rough surface of these metal rings 11 still retain a part of the liquids contained in the gas. gaseous fluid. If a certain proportion of liquid is still entrained by the gaseous fluid as it leaves the container 7, this proportion of liquid is absorbed by the spongy material 17 and the gaseous fluid exits into the space 30 located above the perforated bottom 19 perfectly. rid of its impurities and in particular of the liquids it could contain.
Clean air therefore leaves through the outlet openings 26 and 27.
When, after a certain period of use, the spongy material 17 is saturated with liquid, the inlet of gaseous fluid to be purified in the pipe 15 is closed. The plug 25 is then unscrewed allowing the rod 20-22 to be released. The pipe 15 is then reopened so that the gaseous fluid under pressure arriving in the body 1, by acting against the perforated bottom 18 and the porous material 17 against which it bears, causes the latter to clamp. Indeed, it is the gaseous fluid itself which provides the clamping force necessary for the compression of the spongy material 17 between the two perforated bottoms 18 and 19. This clamping movement of the spongy material 17 is effected by displacement, against the cover 3, of the assembly formed by the two funds 18 and 19 and the spongy material 17 clamped between them.
The liquid contained in the spongy material 17 then flows downwards, to be collected in the container formed by the bottom 2. The emptying of this container can be carried out easily after closing the gaseous fluid inlet in the body 1. , by unscrewing the cap 29.
The purification apparatus can be put back into working order by pushing down the rod 20-22, so as to bring the perforated bases 18 and 19, as well as the spongy material 17, into their working positions shown in fig. 1. The cap 25 is then screwed onto the sleeve 24 to block the rod 20-22. After fitting the drain plug 29, the device is ready to operate again for a new period of work.
As a variant, the rod 20-22 and the stopper 25 could form one and the same part, allowing manual or mechanical clamping of the spongy material 17.
In another embodiment of the purification apparatus, the casing 8 constituting the receptacle 7, could be extended upwards to enable said receptacle 7 to be fixed to the cover 3. The perforated bases 18 and 19, maintaining the permeable and compressible mass 17, as well as the rod 20 and the washers 21 would be housed in said container 7, the whole arranged above the metal rings 11. Thus the annular support 6 would be eliminated and the pipe 15 could emerge near the cover 3 The annular chamber 13 would therefore be extended upwards, which would advantageously increase the length of the centrifugal circuit of the fluid to be purified.
The tightening of the spongy material 17 could, of course, be effected by other means. One could, for example, mount a servo-motor on the cover 3, the actuation of this servo-motor being able to cause, for example, an upward traction of the rod 20-22 determining the clamping of the spongy material 17 This servomotor could be actuated by the fluid to be purified itself. It would suffice, in leffet, to connect a bypass line to line 15, this bypass line directly supplying the booster.
A control valve placed in this bypass line would allow the servomotor to act periodically. It should be noted that the servomotor could act by any mechanical means on at least one of the perforated bases 18 and 19 to cause it to move relative to the other with a view to clamping the spongy material 17.
As a further variant, the servomotor for controlling the tightening of the spongy material 17 could control, simultaneously with this tightening operation, the opening of the emptying orifice 28 which could, in this case, be controlled by a shutter. needle for example, replacing plug 29.