EP0096607B1 - Perfectionnements aux dispositifs pour séparer, des fluides qui les transportent, les corps nettoyants des échangeurs à tubes - Google Patents

Perfectionnements aux dispositifs pour séparer, des fluides qui les transportent, les corps nettoyants des échangeurs à tubes Download PDF

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EP0096607B1
EP0096607B1 EP83401008A EP83401008A EP0096607B1 EP 0096607 B1 EP0096607 B1 EP 0096607B1 EP 83401008 A EP83401008 A EP 83401008A EP 83401008 A EP83401008 A EP 83401008A EP 0096607 B1 EP0096607 B1 EP 0096607B1
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EP
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hopper
bridge
downstream
cleaning bodies
separator according
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EP83401008A
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EP0096607A1 (fr
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André Gérard Bizard
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Technos et Cie
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Technos et Cie
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C3/00Sorting according to destination
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/12Fluid-propelled scrapers, bullets, or like solid bodies

Definitions

  • the invention relates to installations intended for exchanging heat between two fluids, installations comprising a tube exchanger, in particular of the condenser type, and in which the tubes are cleaned internally using solid bodies, generally spherical and elastic, entrained in these tubes by the fluid which circulates there.
  • devices used to separate the cleaning bodies from the fluid which transports them, at their outlet from the tubes, with a view in particular to their recycling towards the inlet of these tubes, devices comprising on the one hand two successive separator stages with a grid or the like mounted in a section of the outlet pipe of the exchanger and on the other hand a collector connected to the outlet of the second separator stage and arranged so as to receive the cleaning bodies separated from the main stream of the fluid and to evacuate them out of the pipe, this manifold being constituted in particular by the suction nozzle (or nozzles) of a recycling pump.
  • the two separator stages are intended to bring together the cleaning bodies in respectively two transverse directions X and Y, perpendicular to each other, of the pipe section considered, of axis Z.
  • the first of these stages, or upstream stage comprises at least one grid composed of equidistant parallel bars whose spacing is less than the smallest overall dimension of the cleaning bodies, this grid being mounted obliquely across the pipe section considered with its bars parallel to the plane containing the direction X and the axis Z of this section, so that the fluid crosses said grid but the cleaning bodies are stopped by it and are guided along its bars to its downstream end being deflected by them in direction X.
  • the second stage is in the general form of a relatively flat hopper converging downstream and in the direction Y, hopper mounted so as to receive the cleaning bodies coming from the downstream end of the first stage , the cross section of this hopper being elongated in the direction Y, at least one of its walls extending in this direction Y being permeable to the fluid, but not to the cleaning bodies, and at least one of its parallel walls in direction X constituting a deflector capable of deflecting the cleaning bodies, in direction Y, up to the downstream collector.
  • the permeable wall of the hopper which constitutes the second stage being able for example to be constituted by the downstream extension of a grid constituting the first stage, this extension can even be connected to the rest of the grid by a curved area without sharp angles.
  • impurities such as shells, wood debris, etc.
  • these impurities conveyed at the same time as the cleaning bodies by the grid of the first stage in the hopper of the second, can, under certain conditions, be applied against the permeable wall of this hopper and seal it.
  • This clogging reduces the flow rate of the fluid through said wall, which reduces the suction force of the cleaning bodies in the hopper in the direction of the collector.
  • the object of the invention is, above all, to propose other particularly effective and economical means for remedying the reported drawback of clogging of the permeable wall of the hopper.
  • the separation devices of the kind in question are essentially characterized in that they comprise a trigger guard extending, across the channel delimiting the stream of fluid charged with cleaning bodies, at a level comprised between the downstream regions of the two separator stages, these regions included, that is to say at the level of the entry of the above current into the hopper or a little upstream of this level or even inside the hopper, from 'a wall of said channel to the opposite wall in the direction X, but not in the direction Y, the downstream collector being arranged so that its upstream orifice opens facing one of the threads of the vortices created by the presence of said trigger guard on said current downstream of this trigger guard.
  • the invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
  • the separator is mounted across a pipe section 1 of axis Z in which the fluid leaving a tube heat exchanger circulates, fluid represented schematically by the arrows F.
  • This fluid carries with it cleaning bodies 2 preferably, but not necessarily, consisting of balls of elastic material whose diameter is slightly greater than that of the tubes to be cleaned.
  • the separator comprises two stages serving to collect the cleaning bodies 2 respectively in two transverse directions X and Y perpendicular to each other of the section 1 so as to separate them from the greater part of the flow of entraining fluid and pouring them into the upstream orifice of a manifold 3 outside the pipe, an orifice constituted in particular by the suction nozzle (s) of a recycling pump.
  • the first stage of the separator, or upstream stage comprises at least one grid 4 arranged obliquely with respect to the axis Z so as to allow itself to be traversed by the fluid F but not by the bodies 2.
  • This grid 4 is composed of parallel bars 5 equidistant whose mutual spacing is less than the largest overall dimension of the bodies 2.
  • the bodies 2 driven axially by the fluid F are deflected transversely by this grid in the direction X and are guided by their sliding along the bars 5 to the downstream end of this grid.
  • the second stage of the separator, or downstream stage, is constituted by a flat hopper 6 converging downstream and in the direction Y.
  • This hopper 6 is arranged and arranged so as to automatically receive the cleaning bodies delivered by the downstream end of the grid 4.
  • At least one of its walls 7 extending in this direction Y is permeable to the fluid F but not to the cleaning bodies 2; here the second wall 7 is formed by a part of the pipe section 1 itself.
  • At least one of the two walls 8 of the hopper 6, parallel to the direction X constitutes a solid deflector capable of deflecting the bodies 2 in the direction Y to the downstream end of the hopper: here is the case of the two walls 8.
  • a small bridge or trigger guard 9 connecting right through the facing walls of this hopper in the direction X, but not in the direction Y.
  • This bridge is therefore arranged across the main stream of fluid F tending to enter the hopper normally, which deflects a portion of this stream in the direction Y, but not in direction X.
  • This current is subjected to a violent vortex movement in said downstream portion, as visible at T in FIG. 4: no other possibility is in fact given for the circulation of said current inside said confined volume before the evacuation of the most of the carrier fluid F constituting this current through the permeable wall 7, that is to say perpendicular to the plane of the vortex (arrow G, FIG. 1).
  • the general shape of the vortex movement imparted to the flow of fluid loaded into the downstream volume of the hopper is that of two vortices symmetrical to each other with respect to the plane P defined above when, as is the preferred case , the trigger guard 7 is arranged in the middle of the width of the hopper in the direction Y and that this hopper is itself symmetrical with respect to the plane P.
  • an asymmetrical hopper such as that shown diagrammatically in FIG. 9: such an asymmetrical hopper can be deduced from the previous one by materializing the plane P above by a solid partition in the downstream part of the hopper, each half of this downstream portion then corresponding to said asymmetric hopper.
  • the trigger guard is adjacent not only to the two walls of the hopper parallel to the direction Y, but also to one of the walls of this hopper, parallel to the direction X.
  • the trigger guard generally consists of a piece of flat sheet metal possibly including a folded or curved portion, generally at its center.
  • the width of this trigger guard in direction X is that of the hopper.
  • the trigger guard can be fixed, in particular by welding, on the permeable wall 7 on which it projects perpendicularly: this is what has been illustrated in FIGS. 1 to 4.
  • the trigger guard is fixed to the pipe section 1: such a variant is visible in FIGS. 5 and 6, where the upstream orifice of the manifold 3 opens just downstream of the trigger guard 9; in this variant, the central portion 9 1 of the trigger guard has a semicircular section open downstream and constitutes the upstream section of the manifold 3.
  • the width of the trigger guard 9 in the direction Y is a fraction of the width L of the hopper in this direction at the trigger guard (see Figure 4).
  • This fraction is preferably between 0.3 and 0.4 and is more generally between 0.2 and 0.9: for values less than 0.2, the trigger guard would be too narrow and the vortices would only extend on a too small part of the volume of the hopper located downstream of this trigger guard; for values greater than 0.9, the flow rate of fluid loaded with cleaning bodies accessing said volume downstream of the hopper would be too small compared to the size of the vortices and the latter would lack vigor.
  • the width L is generally between 20 and 60 cm.
  • this distance h is advantageously between 0.5 1 and 2 I, an advantageous value being 1, 2
  • the bottom of this hopper preferably has itself a certain width, which gives it a trapezoidal shape and not triangular: this width j is generally between 0.5 1 and L, and preferably of the same order of magnitude as I; if it reaches the value L, the downstream portion of the hopper has a rectangular longitudinal section which is of little interest in itself, but, in operation, the two downstream corners of such a hopper are filled with cleaning bodies and / or impurities , which are not evacuated to the collector, and the surfaces of the piles of these bodies and impurities accumulated in these corners define an interior free volume of trapezoidal appearance having good extraction efficiency.
  • the permeable wall 7 can be constituted by a grid, this grid possibly being the downstream end of the grid 4 folded down for this purpose parallel to the axis Z.
  • said permeable wall is constituted by a perforated sheet having a relatively high void rate, for example equal to 50%.
  • FIGS. 7 and 8 differs from the previous ones in that the separator housed in the pipe section 1 is broken down into two elementary separators symmetrical to one another with respect to an axial plane parallel to the direction Y and in which the first stages gather the cleaning bodies, in the direction X, not towards the side wall of the section 1, but towards the axis of this section.
  • the hoppers constituting the second stages of these two separators are then merged into a single central hopper 6 whose walls 7, parallel to the direction Y, are both perforated.
  • this hopper is constituted by two elementary hoppers 6 1 , 6 2 (see FIG. 8) arranged side by side in the direction Y, connected respectively to two upstream sockets 3 1 , 3 2 of the collector 3: this construction makes it possible to considerably reduce the axial dimension of the hoppers.
  • FIGS. 10 and 11 schematically show a simplified variant of the split construction which has just been described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the hopper 6 is still in the center of the section 1, but it is broken down into more than two elementary hoppers juxtaposed side by side in the direction Y: in FIG. 11, the number of these elementary hoppers is equal to 4 , two dissymmetrical elementary half-hoppers of the kind illustrated in FIG. 9 being additionally provided at the two transverse ends of the series.
  • the various full upstream portions 11 of the hoppers and the various bridges 9 are constituted by a single and same U-shaped profile 14 with sharp edges open upstream and having a flat perforated bottom at 15.
  • the upstream section of the manifold 3 is also constituted by such a U-shaped section 16 open upstream, this upstream opening being partially closed by a succession of caps 17.

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Description

  • L'invention est relative aux installations destinées à échanger de la chaleur entre deux fluides, installations comportant un échangeur à tubes, notamment du type condenseur, et dans lesquelles les tubes sont nettoyés intérieurement à l'aide de corps solides, généralement sphériques et élastiques, entraînés dans ces tubes par le fluide qui y circule.
  • Elle concerne plus particulièrement les dispositifs utilisés pour séparer les corps nettoyants du fluide qui les transporte, à leur sortie des tubes, en vue notamment de leur recyclage vers l'entrée de ces tubes, dispositifs comportant d'une part deux étages séparateurs successifs à grille ou analogue montés dans un tronçon de la conduite de sortie de l'échangeur et d'autre part un collecteur raccordé à la sortie du second étage séparateur et agencé de façon à recevoir les corps nettoyants séparés du courant principal du fluide et à les évacuer hors de la conduite, ce collecteur étant constitué notamment par la buse (ou les buses) d'aspiration d'une pompe de recyclage.
  • Les deux étages séparateurs sont destinés à rassembler les corps nettoyants selon respectivement deux directions transversales X et Y, perpendiculaires entre elles, du tronçon de conduite considéré, d'axe Z.
  • Le premier de ces étages, ou étage amont, comporte au moins une grille composée de barreaux parallèles équidistants dont l'écartement est inférieur à la plus petite dimension hors tout des corps nettoyants, cette grille étant montée obliquement en travers du tronçon de conduite considéré avec ses barreaux parallèles au plan contenant la direction X et l'axe Z de ce tronçon, de façon telle que le fluide traverse ladite grille mais que les corps nettoyants soient arrêtés par elle et soient guidés le long de ses barreaux jusqu'à son extrémité aval en étant déviés par eux selon la direction X.
  • Le second étage, ou étage aval, se présente sous la forme générale d'une trémie relativement plate convergente vers l'aval et selon la direction Y, trémie montée de façon à recevoir les corps nettoyants en provenance de l'extrémité aval du premier étage, la section transversale de cette trémie étant allongée selon la direction Y, au moins l'une de ses parois s'étendant selon cette direction Y étant perméable au fluide, mais non aux corps nettoyants, et au moins l'une de ses parois parallèles à la direction X constituant un déflecteur propre à dévier les corps nettoyants, selon la direction Y, jusqu'au collecteur aval.
  • Les deux étages séparateurs qui viennent d'être définis peuvent être nettement distincts l'un de l'autre.
  • Mais ils peuvent également se fondre l'un dans l'autre d'une manière continue, la paroi perméable de la trémie qui constitue le second étage pouvant être par exemple constituée par le prolongement aval d'une grille constitutive du premier étage, ce prolongement pouvant même être raccordé au restant de la grille par une zone incurvée sans angle vif.
  • Lorsque le fluide traversant les dispositifs de séparation du genre en question contient un grand nombre d'impuretés (telles que coquillages, débris de bois, etc...) de dimensions voisines de celles des corps nettoyants, ces impuretés, acheminées en même temps que les corps nettoyants par la grille du premier étage dans la trémie du second, peuvent, dans certaines conditions, s'appliquer contre la paroi perméable de cette trémie et la colmater.
  • Ce colmatage réduit le débit du fluide à travers ladite paroi, ce qui réduit d'autant la force d'aspiration des corps nettoyants dans la trémie en direction du collecteur.
  • Cette réduction peut aboutir à une immobilisation et à une accumulation des corps nettoyants en amont de ladite trémie ou tout au moins en amont dudit collecteur, ce qui met en défaut la séparation recherchée.
  • Il se trouve en effet que le débit normal du fluide à travers la paroi perméable de la trémie exerce un rôle prépondérant pour l'entraînement de ces corps vers le collecteur, le débit en question étant plus élevé que celui, résiduel, du fluide considéré, qui accompagne les corps nettoyants dans le collecteur, le premier étant notamment de l'ordre de 20 fois plus élevé que le second.
  • Pour écarter ce grave inconvénient, il a déjà été proposé de nettoyer périodiquement la paroi perméable de la trémie, notamment en inversant provisoirement le sens de traversée de cette paroi par le fluide.
  • L'invention a pour but, surtout, de proposer d'autres moyens particulièrement efficaces et économiques pour remédier à l'inconvénient signalé du colmatage de la paroi perméable de la trémie.
  • A cet effet, les dispositifs de séparation du genre en question sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent un pontet s'étendant, en travers du chenal délimitant le courant de fluide chargé de corps nettoyants, à un niveau compris entre les régions aval des deux étages séparateurs, ces régions incluses, c'est-à-dire au niveau de l'entrée du courant ci-dessus dans la trémie ou un peu en amont de ce niveau ou encore à l'intérieur de la trémie, à partir d'une paroi dudit chenal jusqu'à la paroi opposée selon la direction X, mais non pas selon la direction Y, le collecteur aval étant disposé de façon telle que son orifice amont débouche en regard de l'un des filets des tourbillons créés par la présence dudit pontet sur ledit courant en aval de ce pontet.
  • Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
    • - le pontet est constitué par un morceau de tôle plate ou incurvée au moins localement,
    • - dans un séparateur pour lequel le pontet est disposé à l'intérieur de la trémie, la portion, de la paroi perméable de la trémie, située en amont du pontet, est pleine,
    • - la paroi perméable de la trémie est constituée par une tôle perforée présentant notamment un taux de vide de l'ordre de 50 %,
    • - le rapport entre la dimension 1 du pontet selon la direction Y et la largeur intérieure L du chenal selon cette direction Y au niveau dudit pontet est compris entre 0,2 et 0,9, de préférence entre 0,3 et 0,4,
    • - la distance, comptée parallèlement à l'axe Z, entre le pontet et le fond aval de la trémie est comprise entre 0,5 et 2 fois la dimension I de ce pontet selon la direction Y,
    • - le pontet est disposé au milieu de la largeur intérieure du chenal selon la direction Y, la section droite de la trémie selon un plan perpendiculaire à la direction X présente la forme d'un trapèze isocèle, et la petite base de ce trapèze isocèle est au moins égale à la moitié de la dimension I du pontet selon la direction Y,
    • - la trémie est dissymétrique et le pontet est adjacent non seulement aux deux parois de la trémie s'étendant selon la direction Y mais aussi à l'une de ses parois parallèles à la direction X,
    • - le pontet est fixé, notamment par soudure, sur une paroi perméable délimitant le chenal,
    • - le pontet est fixé sur le tronçon de conduite,
    • - l'orifice amont du collecteur débouche juste en aval du pontet.
  • L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.
  • Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de réalisation préférées de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative.
    • Les figures 1 et 2, de ces dessins, montrent respectivement en coupe axiale selon I-I, figure 2 et en vue axiale un dispositif séparateur établi selon l'invention.
    • La figure 3 montre en vue latérale à plus grande échelle la portion aval d'un composant de ce dispositif séparateur.
    • La figure 4 est une vue explicative semblable à celle de la figure 3.
    • Les figures 5 et 6 montrent respectivement en coupe latérale selon V-V, figure 6 et en coupe axiale selon VI-VI, figure 5, la portion aval d'un autre dispositif séparateur selon l'invention.
    • Les figures 7 et 8 montrent respectivement en coupes axiales selon deux directions perpendiculaires entre elles encore un autre dispositif séparateur conforme à l'invention.
    • La figure 9 montre schématiquement une variante dissymétrique d'un tel séparateur.
    • Les figures 10 et 11 montrent respectivement en coupes axiales selon deux directions perpendiculaires entre elles encore un autre dispositif séparateur selon l'invention.
  • Dans chaque cas, le séparateur est monté en travers d'un tronçon de conduite 1 d'axe Z dans lequel circule le fluide sortant d'un échangeur de chaleur à tubes, fluide représenté schématiquement par les flèches F.
  • Ce fluide entraîne avec lui des corps nettoyants 2 constitués de préférence, mais non obligatoirement, par des boules en matière élastique dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des tubes à nettoyer.
  • D'une façon connue en soi, le séparateur comprend deux étages servant à rassembler respectivement les corps nettoyants 2 selon deux directions transversales X et Y perpendiculaires entre elles du tronçon 1 de façon à les séparer de la plus grande partie du courant de fluide entraîneur et à les déverser dans l'orifice amont d'un collecteur 3 extérieur à la conduite, orifice constitué notamment par la (ou les) buse(s) d'aspiration d'une pompe de recyclage.
  • Le premier étage du séparateur, ou étage amont, comporte au moins une grille 4 disposée obliquement par rapport à l'axe Z de façon à se laisser traverser par le fluide F mais non par les corps 2.
  • Cette grille 4 est composée de barreaux parallèles 5 équidistants dont l'écartement mutuel est inférieur à la plus grande dimension hors tout des corps 2.
  • Ces barreaux 5 s'étendent parallèlement à la ligne de plus grande pente de la grille, ligne contenue elle-même dans le plan P qui contient l'axe Z et la direction X.
  • En parvenant contre la grille 4, les corps 2 entraînés axialement par le fluide F sont déviés transversalement par cette grille selon la direction X et sont guidés par- leur glissement le long des barreaux 5 jusqu'à l'extrémité aval de cette grille.
  • Le second étage du séparateur, ou étage aval, est constitué par une trémie plate 6 convergeant vers l'aval et selon la direction Y.
  • Cette trémie 6 est agencée et disposée de façon à recevoir automatiquement les corps nettoyants délivrés par l'extrémité aval de la grille 4.
  • Sa section transversale, de forme générale rectangulaire, est allongée selon la direction Y.
  • Au moins l'une de ses parois 7 s'étendant selon cette direction Y est perméable au fluide F mais non aux corps nettoyants 2 ; ici la seconde paroi 7 est constituée par une partie du tronçon de conduite 1 lui-même.
  • Au moins l'une des deux parois 8, de la trémie 6, parallèles à la direction X constitue un déflecteur plein propre à dévier les corps 2 selon la direction Y jusqu'à l'extrémité aval de la trémie : c'est ici le cas des deux parois 8.
  • C'est dans ladite trémie 6 que débouche l'orifice d'aspiration du collecteur 3.
  • Pour écarter les risques de colmatage de la paroi perméable 7, selon l'invention, on prévoit dans la trémie un petit pont ou pontet 9 reliant de part en part les parois en regard de cette trémie selon la direction X, mais non selon la direction Y.
  • Ce pontet est donc disposé en travers du courant principal de fluide F tendant à pénétrer normalement dans la trémie, ce qui dévie une portion de ce courant selon la direction Y, mais non selon la direction X.
  • La totalité de ce courant, chargé de corps nettoyants 2 et éventuellement d'impuretés, pénètre donc « tangentiellement dans le volume confiné, convergeant vers l'aval, qui constitue la portion aval de la trémie, savoir sa portion disposée en aval du pontet 9.
  • Ce courant est soumis à un violent mouvement tourbillonnaire dans ladite portion aval, comme visible en T sur la figure 4 : aucune autre possibilité n'est en effet donnée pour la circulation dudit courant à l'intérieur dudit volume confiné avant l'évacuation de la plus grande partie du fluide porteur F constitutif de ce courant à travers la paroi perméable 7, c'est-à-dire perpendiculairement au plan du tourbillon (flèche G, figure 1).
  • L'expérience montre qu'il suffit de disposer l'orifice amont du collecteur d'aspiration 3 à proximité immédiate de l'un des filets du tourbillon T pour que les corps nettoyants et autres impuretés transportés par ces filets, et trop gros pour traverser la paroi 7, soient évacués automatiquement et rapidement vers ce collecteur.
  • Ce résultat surprenant, obtenu par la simple addition du pontet décrit ci-dessus en travers de la trémie, présente un très grand intérêt dans la pratique : il se traduit en effet par une suppression quasi totale des risques de colmatage qui ont été signalés précédemment pour la paroi perméable de la trémie, ce qui réduit considérablement l'importance et la fréquence des nettoyages de cette paroi.
  • La forme générale du mouvement tourbillonnaire imprimé au courant de fluide chargé dans le volume aval de la trémie est celle de deux tourbillons symétriques l'un de l'autre par rapport au plan P défini ci-dessus lorsque, comme c'est le cas préféré, le pontet 7 est disposé au milieu de la largeur de la trémie selon la direction Y et que cette trémie est elle-même symétrique par rapport au plan P.
  • Dans ce cas les deux tourbillons prennent en quelque sorte appui latéralement l'un contre l'autre le long du plan P.
  • Mais on pourrait également concevoir une trémie dissymétrique telle que celle schématisée sur la figure 9 : une telle trémie dissymétrique peut être déduite de la précédente en matérialisant le plan P ci-dessus par une cloison pleine dans la partie aval de la trémie, chaque moitié de cette portion aval correspondant alors à ladite trémie dissymétrique. Dans ce dernier cas, le pontet est adjacent non seulement aux deux parois de la trémie parallèles à la direction Y, mais aussi à l'une des parois, de cette trémie, parallèles à la direction X.
  • Le pontet est généralement constitué par un morceau de tôle plane comprenant éventuellement une portion pliée ou incurvée, généralement en son centre.
  • La largeur de ce pontet selon la direction X est celle de la trémie.
  • Mais ce pontet n'est pas obligatoirement solidarisé avec les deux parois qu'il relie.
  • C'est en particulier le cas lorsque le séparateur est monté pivotant autour d'un axe transversal 10 parallèle à la direction Y, de façon telle que l'on puisse inverser provisoirement son inclinaison par rapport au sens de circulation du fluide F à des fins de nettoyage.
  • Dans un tel cas, le pontet peut être fixé, notamment par soudure, sur la paroi perméable 7 sur laquelle il fait saillie perpendiculairement : c'est ce qui a été illustré sur les figures 1 à 4.
  • Selon une variante du même cas, le pontet est fixé sur le tronçon de conduite 1 : une telle variante est visible sur les figures 5 et 6, où l'orifice amont du collecteur 3 débouche juste en aval du pontet 9 ; dans cette variante, la portion centrale 91 du pontet présente une section semi- circulaire ouverte vers l'aval et constitue le tronçon amont du collecteur 3.
  • Il peut être avantageux de constituer par une cloison pleine la portion 11, de la paroi perméable 7, qui est située en amont du pontet.
  • Le mode de réalisation des figures 5 et 6 se prête bien à une telle disposition, la portion pleine 11 pouvant alors être solidarisée avec le tronçon 91 et une ossature 12 étant alors prévue pour solidariser entre elles la grille 4 et la paroi perméable 7 de la trémie 6.
  • La largeur du pontet 9 selon la direction Y est une fraction de la largeur L de la trémie selon cette direction au niveau de ce pontet (voir figure 4).
  • Cette fraction est de préférence comprise entre 0,3 et 0,4 et est plus généralement comprise entre 0,2 et 0,9 : pour les valeurs inférieures à 0,2, le pontet serait trop étroit et les tourbillons ne s'étendraient que sur une trop petite partie du volume de la trémie située en aval de ce pontet ; pour les valeurs supérieures à 0,9, le débit de fluide chargé de corps nettoyants accédant audit volume aval de la trémie serait trop petit par rapport à la taille des tourbillons et ces derniers manqueraient de vigueur.
  • Dans la pratique, la largeur L est généralement comprise entre 20 et 60 cm.
  • Si l'on appelle h la distance, comptée parallèlement à l'axe Z, entre le pontet 9 et le fond de la trémie, cette distance h est avantageusement comprise entre 0,5 1 et 2 I, une valeur avantageuse étant de 1,2
  • Le fond de cette trémie présente de préférence lui-même une certaine largeur, ce qui donne à celle-ci une forme trapézoïdale et non pas triangulaire : cette largeur j est en général comprise entre 0,5 1 et L, et de préférence du même ordre de grandeur que I ; si elle atteint la valeur L, la portion aval de la trémie présente une section longitudinale rectangulaire peu intéressante en elle-même, mais, en fonctionnement, les deux coins aval d'une telle trémie se remplissent de corps nettoyants et/ou d'impuretés, lesquels ne sont pas évacués vers le collecteur, et les surfaces des tas de ces corps et impuretés accumulés dans ces coins délimitent un volume libre intérieur d'allure trapézoïdale présentant une bonne efficacité d'extraction.
  • La paroi perméable 7 peut être constituée par une grille, cette grille étant éventuellement l'extrémité aval de la grille 4 rabattue à cet effet parallèlement à l'axe Z.
  • Dans les modes de réalisation préférés, ladite paroi perméable est constituée par une tôle perforée présentant un taux de vides relativement élevé, par exemple égal à 50 %.
  • Le mode de réalisation des figures 7 et 8 diffère des précédents en ce que le séparateur logé dans le tronçon de conduite 1 est décomposé en deux séparateurs élémentaires symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan axial parallèle à la direction Y et dans lesquels les premiers étages rassemblent les corps nettoyants, selon la direction X, non pas vers la paroi latérale du tronçon 1, mais vers l'axe de ce tronçon.
  • Les trémies constituant les seconds étages de ces deux séparateurs sont alors confondues en une seule trémie centrale 6 dont les parois 7, parallèles à la direction Y, sont toutes les deux ajourées.
  • Sur les dessins, cette trémie est constituée par deux trémies élémentaires 61, 62 (voir figure 8) disposées côte à côte selon la direction Y, raccordées respectivement à deux prises amont 31, 32 du collecteur 3 : cette construction permet de réduire considérablement la dimension axiale des trémies.
  • On voit encore sur ces figures 7 et 8 :
    • - des ossatures 12 remplissant exactement le même rôle que l'ossature 12 illustrée sur la figure 6,
    • - des caissons latéraux 13 montés à l'intérieur du tronçon 1 et délimités dans ce tronçon par des parois longitudinales planes déterminant le volume accessible au fluide F au centre du tronçon 1 de façon à rendre possibles sans jeu latéral les basculements des séparateurs autour de leurs axes de rotation transversaux 101, 102 aux fins de nettoyage.
  • Les figures 10 et 11 montrent schématiquement une variante de réalisation simplifiée de la construction dédoublée qui vient d'être décrite en référence aux figures 7 et 8.
  • Dans cette variante, la trémie 6 se trouve encore au centre du tronçon 1, mais elle est décomposée en plus de deux trémies élémentaires juxtaposées côte à côte selon la direction Y : sur la figure 11, le nombre de ces trémies élémentaires est égal à 4, deux demi-trémies élémentaires dissymétriques du genre de celle illustrée sur la figure 9 étant prévues en outre aux deux extrémités transversales de la suite.
  • Dans ce cas, les différentes portions amont pleines 11 des trémies et les différents pontets 9 sont constitués par un seul et même profilé 14 en U à arêtes vives ouvert vers l'amont et présentant un fond plat ajouré en 15.
  • Le tronçon amont du collecteur 3 est également constitué par un tel profilé 16 en U ouvert vers l'amont, cette ouverture amont étant partiellement obturée par une succession de chapeaux 17.
  • Les différents chapeaux 17, disposés en regard des ouvertures 15, délimitent les fonds des différentes trémies élémentaires ci-dessus et sont constitués chacun par deux bouts de tôle plane recourbés chacun selon un quart de cylindre de révolution et accolés entre eux de façon à former des sortes d'accents circonflexes (voir figure 11).
  • En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un séparateur du genre décrit ci-dessus dont la constitution, le fonctionnement et les avantages, notamment la suppression automatique de tout risque de colmatage de la paroi perméable aval, résultent suffisamment de ce qui précède.
  • Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment :
    • - celles où la distance h définie ci-dessus entre le pontet et le fond de la trémie ne serait pas inférieure à la dimension axiale de la trémie, mais égale ou supérieure à celle-ci, le pontet 9 étant dans ce dernier cas placé un peu en amont de la zone de transition reliant les deux étages du séparateur, ainsi qu'il a été schématisé en 9' sur la figure 7, le niveau où se trouve ledit pontet pouvant être ainsi généralement défini comme « compris entre les régions aval des deux étages séparateurs, ces régions incluses »,
    • - celles où le morceau de tôle ou de plaque constitutif du pontet serait recourbé sur toute son étendue selon une tuile romaine tournant sa convexité vers l'amont ou encore plié selon un dièdre présentant sa pointe vers l'amont, les deux pans de ce dièdre pouvant être recourbés avec leur concavité orientée notamment vers l'amont de façon à guider le fluide juste en amont de ce pontet,
    • - celles où le pontet serait constitué par un autre élément qu'un morceau de tôle ou de plaque, par exemple par un prisme creux ou plein présentant en section droite la forme d'un triangle éventuellement curviligne dont un côté rectiligne s'étendrait transversalement par rapport à la direction générale d'écoulement du fluide en amont du pontet et dont les autres côtés s'étendraient obliquement par rapport à cette direction générale, ces côtés obliques étant éventuellement recourbés et tournant notamment leur concavité vers l'amont, ou encore par un demi-tube creux ou plein tournant sa convexité vers l'amont, l'ouverture diamétrale de ce demi-tube, orientée vers l'aval, pouvant être elle-même fermée à l'aide d'un panneau plan,
    • - et celles où la face aval du pontet serait elle-même conformée de façon à guider le (ou les) tourbillon(s) le long de cette face et présenterait notamment à cet effet, dans le cas d'une trémie symétrique, une excroissance en forme de dièdre, à pans plans ou curvilignes.

Claims (12)

1. Dispositif pour séparer, du fluide (F) qui les transporte, les corps nettoyants (2) sortant avec ce fluide d'un échangeur à tubes après en avoir nettoyé les tubes, comportant d'une part deux étages séparateurs successifs à grille ou analogue montés dans un tronçon (1) d'axe Z de la conduite de sortie de l'échangeur et destinés à rassembler les corps nettoyants selon respectivement deux directions transversales X et Y, perpendiculaires entre elles, dudit tronçon de conduite, et d'autre part un collecteur (3) raccordé à la sortie du second étage séparateur et agencé de façon à recevoir les corps nettoyants séparés du courant principal du fluide et à les évacuer hors de la conduite, le premier desdits étages, ou étage amont, comportant au moins une grille (4) composée de barreaux (5) parallèles équidistants dont l'écartement est inférieur à la plus petite dimension hors tout des corps nettoyants, cette grille étant montée obliquement en travers du tronçon de conduite considéré avec ses barreaux parallèles au plan contenant la direction X et l'axe Z de ce tronçon, de façon telle que le fluide traverse ladite grille mais que les corps nettoyants soient arrêtés par elle et soient guidés le long de ses barreaux jusqu'à son extrémité aval en étant déviés par eux selon la direction X, et le second étage, ou étage aval, se présentant sous la forme générale d'une trémie (6) convergente vers l'aval et selon la direction Y, trémie montée de façon à recevoir les corps nettoyants en provenance de l'extrémité aval du premier étage, la section transversale de cette trémie étant allongée selon la direction Y, au moins l'une de ses parois (7) s'étendant selon cette direction Y étant perméable au fluide, mais non aux corps nettoyants, et au moins l'une de ses parois (8) parallèles à la direction X constituant un déflecteur propre à dévier les corps nettoyants, selon la direction Y, jusqu'au collecteur aval, caractérisé en ce qu'il comprend un pontet (9) s'étendant, en travers du chenal délimitant le courant de fluide chargé de corps nettoyants, à un niveau compris entre les régions aval des deux étages séparateurs, ces régions incluses, à partir d'une paroi dudit chenal jusqu'à la paroi opposée selon la direction X, mais non pas selon la direction Y, le collecteur aval (3) étant disposé de façon telle que son orifice amont débouche en regard de l'un des filets des tourbillons (T) créés par la présence dudit pontet sur ledit courant en aval de ce pontet.
2. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pontet (9) est constitué par un morceau de tôle plate ou incurvée au moins localement.
3. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, pour lequel le pontet est disposé à l'intérieur de la trémie, caractérisé en ce que la portion, de la paroi perméable (7) de la trémie (6), située en amont du pontet (9), est pleine.
4. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la paroi perméable (7) de la trémie est constituée par une tôle perforée présentant notamment un taux de vide de l'ordre de 50 %.
5. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le rapport entre la dimension 1 du pontet (9) selon la direction Y et la largeur intérieure L du chenal selon cette direction Y au niveau dudit pontet est compris entre 0,2 et 0,9, de préférence entre 0,3 et 0,4.
6. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la distance, comptée parallèlement à l'axe Z, entre le pontet et le fond aval de la trémie, est comprise entre 0,5 et 2 fois la dimension I de ce pontet selon la direction Y.
7. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le pontet (9) est disposé au milieu de la largeur intérieure du chenal selon la direction Y, en ce que la section droite de la trémie (6) selon un plan perpendiculaire à la direction X présente la forme générale d'un trapèze isocèle, et en ce que la petite base de ce trapèze isocèle est au moins égale à la moitié de la dimension I du pontet selon la direction Y.
8. Séparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la trémie est dissymétrique et en ce que le pontet (9) est adjacent non seulement aux deux parois (7) de la trémie s'étendant selon la direction Y, mais aussi à l'une de ses parois (8) parallèles à la direction X.
9. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le pontet (9) est fixé, notamment par soudure, sur une paroi perméable délimitant le chenal.
10. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le pontet est fixé sur le tronçon de conduite (1).
11. Séparateur selon la revendication 11, pour lequel le premier étage comprend deux grilles symétriques par rapport à un plan axial parallèle à la direction Y et rassemblant les corps nettoyants vers une trémie centrale, caractérisé en ce que cette trémie est composée d'une série de trémies élémentaires juxtaposées côte à côte selon la direction Y, et en ce que l'ensemble des pontets (9) relatifs à ces différentes trémies élémentaires sont constitués par le fond ajouré plat d'un même profilé en U (14) ouvert vers l'amont.
12. Séparateur selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'orifice amont du collecteur débouche juste en aval du pontet (9).
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