FR2520260A1 - METHOD AND APPARATUS FOR SEPARATING USING THE CENTRIFUGAL TOURBILLONARY FORCE, A MEDIUM IN ITS COMPONENTS AT DIFFERENT MASSES - Google Patents

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FR2520260A1
FR2520260A1 FR8301265A FR8301265A FR2520260A1 FR 2520260 A1 FR2520260 A1 FR 2520260A1 FR 8301265 A FR8301265 A FR 8301265A FR 8301265 A FR8301265 A FR 8301265A FR 2520260 A1 FR2520260 A1 FR 2520260A1
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vortices
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24Multiple arrangement thereof

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  • Cyclones (AREA)
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  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL POUR SEPARER, A L'AIDE DE LA FORCE CENTRIFUGE TOURBILLONNAIRE, UN MILIEU EN SES CONSTITUANTS A DIFFERENTES MASSES PARTICULAIRES. LE TOURBILLON SEPARATEUR DES CHAMBRES 2 ENTRAINE EN ROTATION FORCEE UN TOURBILLON 3 PLACE DANS UNE CHAMBRE ADJACENTE, ET L'ON A SUPPRIME UNE PARTIE DE LA PAROI ENTRE CHAMBRES. L'ACTION DE SUPPORT DE LA PAROI EST REMPLACEE PAR LA COLLISION D'UN TOURBILLON PARALLELE TOURNANT EN SENS CONTRAIRE. LES CHAMBRES 2, 3 PEUVENT FORMER UN RESEAU CARRE REGULIER, AVEC ALTERNANCE DE TOURBILLONS SEPARATEURS 2 ET FORCES 3. APPLICATION: SEPARATION DE GAZ ETOU LIQUIDES ETOU SOLIDES.PROCESS AND APPARATUS FOR SEPARATING, USING THE VENTILATED CENTRIFUGAL FORCE, A MEDIUM IN ITS CONSTITUENTS HAS DIFFERENT PARTICULAR MASSES. THE TOURBILLON SEPARATOR OF CHAMBERS 2 DRIVES A FORCED ROTATION A TOURBILLON 3 PLACED IN AN ADJACENT CHAMBER, AND PART OF THE WALL BETWEEN CHAMBERS HAS BEEN REMOVED. THE WALL SUPPORT ACTION IS REPLACED BY THE COLLISION OF A PARALLEL VIRGIN TURNING IN THE OPPOSITE DIRECTION. BEDROOMS 2, 3 CAN FORM A REGULAR SQUARE NETWORK, WITH ALTERNATION OF SEPARATOR 2 VIRGES AND FORCES 3. APPLICATION: GAS SEPARATION OR LIQUIDS AND OR SOLIDS.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil de séparationThe present invention relates to a separation method and apparatus

d'une substance fluide condenséea condensed fluid substance

en ses constituants ayant différentes masses particulai-  in its constituents having different specific masses

res, à l'aide de la force centrifuge dans des dispositifs à écoulement turbulent, par exemple dans des cyclones, de façon que pendant la rotation les particules de grande  with centrifugal force in turbulent flow devices, for example in cyclones, so that during the rotation the particles of great

masse se concentrent dans les parties externes d'un tour-  mass are concentrated in the outer parts of a tower-

billon séparateur et les particules de masse plus faible se concentrent dans les parties du tourbillon séparateur  logon separator and the lower mass particles are concentrated in the parts of the separator vortex

qui sont plus proches du centre de rotation.  which are closer to the center of rotation.

Dans le présent mémoire l'expression "substance fluide condensée" désigne des substances fluides solides, pulvérulentes et fibreuses, des courants de liquide, des gouttes de liquide ainsi que leurs mélanges Ainsi, le terme "particules" désigne des particules solides, des  As used herein the term "condensed fluid" refers to solid, powdery and fibrous fluids, liquid streams, liquid drops and mixtures thereof. Thus, the term "particles" refers to solid particles,

gouttes de liquide, des molécules de liquide, des molécu-  drops of liquid, molecules of liquid, molecules of

les de gaz ou des atomes de gaz L'expression "chambre de séparation" désigne diverses chambres à turbulences aussi  gas or gas atoms The term "separation chamber" refers to various turbulence chambers as well.

bien que des tubes et chambres de circulation dans les-  although tubes and circulation chambers in the-

quels une séparation est réalisée sous l'effet de la force centrifuge.  which a separation is carried out under the effect of the centrifugal force.

On connatt en dynamique des fluides un écoule-  We know about fluids dynamic flow

ment turbulent libre, tel que la vitesse tangentielle V  free turbulent behavior, such as the tangential velocity V

est donnée en fonction du rayon r de rotationpar la for-  is given as a function of the radius r of rotation by the

mule: V = k r ( 1) Donc, dans les parties centrales d'un tourbillon ou "vortex", la pression est inférieure à celle régnant  mule: V = k r (1) Therefore, in the central parts of a vortex or "vortex", the pressure is lower than that prevailing

dans les parties externes.in the external parts.

En pratique, dans les séparateurs à tourbillons, la vitesse tangentielle est légèrement réduite en raison des frottements qui se produisent dans un tourbillon Dans  In practice, in vortex separators, the tangential velocity is slightly reduced because of the friction that occurs in a vortex.

des séparateurs à tourbillon utilisables à l'échelle in-  vortex separators usable on the scale

dustrielle, la vitesse tangentielle, dans un tourbillon séparateur, est donnée par la formule: V = k rn 1 < N < O ( 2)  industrial, the tangential velocity, in a separating vortex, is given by the formula: V = k rn 1 <N <O (2)

Dans ce cas également, la pression régnant au mi-  In this case too, the pressure in the middle of

lieu d'un tourbillon est inférieure à celle existant dans les zones périphériques Dans un tourbillon séparateur,  place of a vortex is less than that existing in the peripheral areas In a vortex separator,

l'énergie de pression se transforme en énergie cinétique.  the pressure energy is transformed into kinetic energy.

Dans le présent mémoire, l'expression "tourbillon sépara- teur" désigne un tourbillon satisfaisant à la formule ( 2), et dans lequel la pression est très nettement plus faible au centre que dans les zones périphériques Si la forme d'un tourbillon est différente de la forme circulaire, la  In the present specification, the term "separating vortex" refers to a vortex satisfying the formula (2), and in which the pressure is very much lower in the center than in the peripheral zones if the shape of a vortex is different from the circular form the

formule ( 2) ne peut s'appliquer qu'approximativement.  formula (2) can only apply approximately.

On connait également en dynamique des fluides un  We also know in fluid dynamics a

écoulement tourbillonnaire forcé, dont la vitesse tangen-  forced swirling flow, whose tangential velocity

tielle est donnée par la formule: V = K r ( 3)  tielle is given by the formula: V = K r (3)

La vitesse angulaire est ainsi constante dans di-  The angular velocity is thus constant in

verses sections d'un tourbillon Au milieu d'un tourbillon forcé, la pression n'est pas nettement inférieure à celle régnant dans les zones périphériques, puisqu'il n'y a pas  parts of a vortex In the middle of a forced vortex, the pressure is not much lower than that prevailing in the peripheral zones, since there is no

transformation d'énergie de pression en énergie cinétique.  transformation of pressure energy into kinetic energy.

Dans le présent mémoire, l'expression "tourbillon forcé" désigne un tourbillon correspondant, de façon précise ou approchée, à la formule ( 3) Si un tel tourbillon n'a pas une forme circulaire, la formule ( 3) ne peut s'appliquer qu'approximativement Un tourbillon forcé est dû à l'action  In this specification, the term "forced vortex" refers to a vortex corresponding precisely or roughly to the formula (3). If such a vortex does not have a circular shape, the formula (3) can not be used. apply that approximately A forced swirl is due to the action

d'un mouvement externe.of an external movement.

On connatt déjà plusieurs types de séparateurs à  Several types of separators are already known

tourbillons, comme des cyclones, dans lesquels le tourbil-  swirls, like cyclones, in which the

lon est confiné par des surfaces cylindriques et coniques.  lon is confined by cylindrical and conical surfaces.

Généralement, une chambre de turbulence comporte des sur-  Generally, a turbulence chamber has sur-

faces lisses, et la paroi d'une telle chambre est continue dans la direction de l'écoulement turbulent Par exemple, on a construit des cyclones multiples par disposition de  smooth faces, and the wall of such a chamber is continuous in the direction of the turbulent flow For example, multiple cyclones were constructed by arrangement of

tels séparateurs à tourbillons fonctionnant de manière in-  such vortex separators operating in a

dépendante, en parallèle les uns aux autres Un exemple  dependent, in parallel to each other An example

d'une telle disposition est décrit dans le brevet US A -  such an arrangement is described in US Pat.

3 747 306 En outre, plusieurs brevets décrivent des sépa-  In addition, several patents describe sepa-

rateurs à tourbillons dans lesquels deux tourbillons sont en contact tangentiel l'un avec l'autre, si bien que des  vortices in which two vortices are in tangential contact with one another, so that

particules d'une certaine dimension peuvent passer tangen-  particles of a certain size can pass tangen-

tiellement d'un tourbillon à l'autre.  from one swirl to another.

Le brevet finlandais N O 813 387 décrit un procé- dé selon lequel deux ou plusieurs tourbillons séparateurs, disposés parallèlement, sont mis en contact par paires et latéralement. Un inconvénient des séparateurs à tourbillons de l'art antérieur est que la force centrifuge repousse en tourbillon d'une substance fluide à séparer contre les surfaces externes qui le délimitent Ainsi, le frottement  Finnish Patent No. 813,387 discloses a method in which two or more separating vortices arranged in parallel are brought into pairs and laterally in contact. A disadvantage of the vortex separators of the prior art is that the centrifugal force pushes in a vortex of a fluid substance to be separated against the external surfaces which delimit it. Thus, the friction

ralentit le mouvement d'un tourbillon et provoque une tur-  slows the movement of a whirlwind and causes a tur-

bulence au voisinage des parois Le frottement et la tur-  bulence in the vicinity of the walls Friction and tur-

bulence résultante créent des pertes d'énergie considéra-  resultant bulence create considerable energy losses.

bles En raison de la diminution de la vitesse de rotation,  Because of the decrease in the speed of rotation,

la force centrifuge et donc le pouvoir séparateur dimi-  the centrifugal force and therefore the separating power decreases

nuent à la périphérie externe qui constitue la zone la plus importante pour la séparation En outre, cette turbulence  the outer periphery, which is the most important area for separation. Moreover, this turbulence

mélange à nouveau certaines des parties déjà séparées au-  re-mix some of the already separated parts

paravant Les cyclones multiples de l'art antérieur exi-  The multiple cyclones of the prior art require

gent donc beaucoup de place; ils sont lourds et volumineux.  so a lot of room; they are heavy and bulky.

En raison des pertes dues au frottement, il est très dif-  Because of friction losses, it is very different

ficile d'obtenir, dans le cas des séparateurs à tourbil-  to obtain, in the case of

lons actuellement connus, de grandes vitesses de tourbil-  currently known, high speeds of turbidity

lonnement. Dans le brevet finlandais précités NO 813 387, le frottement sur la paroi est réduit, mais la violente collision des tourbillons diminue partiellement l'effet  lonnement. In the aforementioned Finnish Patent No. 813,387, the friction on the wall is reduced, but the violent vortex collision partially reduces the effect.

bénéfique sur la consommation d'énergie.  beneficial on energy consumption.

La présente invention remédie aux inconvénients précités et concerne à cet effet un procédé selon lequel un tourbillon séparateur et un tourbillon forcé sont mis  The present invention overcomes the aforementioned drawbacks and concerns for this purpose a method according to which a separating vortex and a forced vortex are set

en contact latéralement et deux par deux, afin qu'ils en-  in contact laterally and in pairs, so that they can

trent en collision suivant un angle de O à 900 tout en tournant dans des sens opposés Les tourbillons disposés  collide at an angle of 0 to 900 while rotating in opposite directions.

parallèlement forment avantageusement un ensemble dans le-  parallel form advantageously a set in the-

quel les centres de rotation sont disposés suivant un ré-  which centers of rotation are arranged according to a

seau carré régulier, en coupe transversale Dans cet ensem-  regular square bucket, in cross-section.

ble, un tourbillon forcé est avantageusement entouré, à sa périphérie, par plusieurs tourbillons séparateurs, ou un tourbillon séparateur est entouré, à sa périphérie, par  a forced vortex is advantageously surrounded, at its periphery, by a plurality of separating vortices, or a separating vortex is surrounded, at its periphery, by

plusieurs tourbillons forcés.several forced whirlpools.

L'invention concerne aussi un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus et comportant des  The invention also relates to an apparatus for carrying out the above method and comprising

chambres parallèles de turbulence ou à tourbillons, dispo-  parallel chambers of turbulence or vortices,

sées par paires, s'interpénétrant partiellement et formant  paired, partially interpenetrating and forming

des zones de collision, les tourbillons parallèles tour-  collision zones, parallel tourbillons

nant en sens opposés Dans un tel appareil de séparation  in such a separating apparatus

par tourbillon, la substance fluide à séparer peut être in-  by vortex, the fluid to be separated can be

troduite dans la zone commune ou de collision des chambres à tourbillons Ces dernières forment avantageusement un  troduced in the common area or collision of vortex chambers These last advantageously form a

réseau régulier carré et sont parallèles l'une à l'autre.  square regular network and are parallel to each other.

Une chambre à tourbillons peut ainsi être entourée, à sa  A whirlpool chamber can thus be surrounded, at its

périphérie, par d'autres chambres à tourbillons Un répar-  periphery, by other vortex chambers.

titeur de courant est avantageusement disposé entre quatre chambres parallèles à tourbillons, et il présente en coupe, une forme à quatre branches; il peut aussi avoir des gorges  The current titrator is advantageously arranged between four parallel vortex chambers, and has a four-branched shape in section; he may also have throats

ou rainures, ou des ondulations, dans la direction d'écou-  or grooves, or undulations, in the direction of

lement d'un tourbillon séparateur Dans un appareil de sé-  of a separating vortex In an apparatus of separation

paration selon l'invention, des chambres à tourbillons ad-  partion according to the invention, vortex chambers ad-

jacentes peuvent être décalées en direction axiale.  can be shifted in the axial direction.

L'invention sera décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regar'd des dessins annexés'sur lesquels:  The invention will be described in more detail, by way of illustration and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which:

Fig 1 est une coupe d'un appareil selon l'in-  Fig 1 is a section of an apparatus according to

vention, formant un tourbillon forcé entre deux tourbil-  vention, forming a forced vortex between two

lons séparateurs.separators.

Fig 2 est une coupe d'un appareil selon l'in-  Fig 2 is a section of an apparatus according to

vention,formant un tourbillon forcé entre quatre tour-  vention, forming a forced tourbillon between four

billons séparateurs.separator ridges.

Fig 3 est une élévation latérale d'un appa-  Fig 3 is a side elevation of a

reil de séparation selon l'invention.  separating wire according to the invention.

Fig 4 est une coupe le long de la ligne IV-IV  Fig 4 is a section along line IV-IV

de la figure 3.of Figure 3.

Fig 5 est une coupe axiale d'un appareil de sé-  Fig 5 is an axial section of a separation apparatus

paration selon l'invention. Fig 6 est une coupe le long de la ligne VI-VI  paration according to the invention. Fig 6 is a section along the line VI-VI

de la figure 5.of Figure 5.

Fig 7 est une perspective axonométrique d'une  Fig 7 is an axonometric perspective of a

forme de réalisation d'un répartiteur de courant.  embodiment of a current distributor.

Fig 8 est une perspective axonométrique d'une  Fig 8 is an axonometric perspective of a

autre forme de réalisation d'un répartiteur de courant.  another embodiment of a current distributor.

Fig 9 est une vue en plan représentant la varia-  Fig 9 is a plan view showing the variation

tion de section d'un répartiteur de courant selon la fi-  section of a current distributor according to the

gure 8.8.

Fig 10 est une coupe axiale le long de la ligne  Fig 10 is an axial section along the line

X-X de la figure 8.X-X of Figure 8.

Fig 11 est une,élévation latérale d'une forme de réalisation d'une alimentation tangentielle destinée à  Fig 11 is a side elevation of an embodiment of a tangential feed for

l'appareil de la figure 6.the apparatus of Figure 6.

Fig 12 est une perspective d'un appareil sépa-  Fig. 12 is a perspective of a separate apparatus

rateur selon l'invention, dans lequel les tourbillons sont coniques.  according to the invention, wherein the vortices are tapered.

Fig 13 est une perspective axonométrique de ré-  Fig 13 is an axonometric perspective of

partiteurs de courant d'un appareil de séparation dans lequel les tourbillons sont coniques; et Fig 14 est une perspective axonométrique d'un  current carriers of a separation apparatus in which the vortices are tapered; and Fig 14 is an axonometric perspective of a

appareil de séparation selon l'invention, formant des tour-  separating apparatus according to the invention, forming

billons décalés en direction axiale.  ridged ridges in the axial direction.

L'un des buts essentiels de la présente inven-  One of the essential aims of this invention is

tion est la réduction de contact entre un tourbillon sé-  tion is the reduction of contact between a single vortex

parateur et une surface qui le délimite à sa périphérie,  parator and a surface which delimits it at its periphery,

et l'élimination des inconvénients dus à un tel contact.  and eliminating the disadvantages due to such contact.

A cet effet, une partie de la surface qui délimite le tour-  For this purpose, a part of the surface delimiting the tower

billon à sa périphérie est enlevée L'effet de support de  billon at its periphery is removed The support effect of

la surface, tendant à repousser le tourbillon vers l'in-  the surface, tending to push the vortex towards the

térieur, est remplacé par la collision d'un tourbillon sé-  interior, is replaced by the collision of a

parateur et d'un tourbillon forcé pendant leur rotation,  paratrooper and a forced vortex during their rotation,

de sorte que ces tourbillons se repoussent mutuellement.  so that these whirlpools repel each other.

En se heurtant mutuellement selon de petits angles, les  By hitting each other at small angles, the

tourbillons ne créent pas de turbulence et leur frotte-  swirls do not create turbulence and rub them

S' ment est insignifiant pourvu que les vitesses de rotation soient égales Un tourbillon séparateur prend une forme  It is insignificant as long as the rotational speeds are equal A separating vortex takes on a shape

presque circulaire en raison de sa plus forte force cen-  almost circular because of its stronger central force

trifuge, si bien que la perte d'énergie due à une confi-  trifuge, so that the loss of energy due to a confi-

guration anguleuse est réduite.angular guration is reduced.

Les figures annexées représentent, à titre d'ex-  The attached figures represent, as an ex-

emple, quelques formes de réalisation de l'invention, et elles illustrent la mise en oeuvre de l'invention En fait,  For example, some embodiments of the invention, and they illustrate the implementation of the invention.

l'invention a plusieurs formes diverses de réalisation.  the invention has several different forms of embodiment.

Les formes et dimensions de l'appareil selon l'invention  The shapes and dimensions of the apparatus according to the invention

sont choisies en fonction de l'application finale prévue.  are chosen according to the intended final application.

Des recherches expérimentales et des études théoriques peu-  Experimental research and theoretical studies can

vent contribuer à faciliter ce choix.  contribute to facilitating this choice.

Sur les figures annexées, les références numéri-  In the attached figures, the numerical references

ques ont la signification suivantehave the following meaning

1 surface qui délimite le tourbillon du côté de sa pé-  1 surface that delimits the whirlpool on the side of its

riphérie externe;external governance;

2 direction générale du trajet de déplacement de tour-  2 general direction of the journey of movement of

billon séparateur;dividing billon;

3 -direction générale du trajet de déplacement d'un tour-  3-general direction of travel of a tour-

billon forcé;forced billon;

chambre à tourbillon,logeant un tourbillon sépara-  a tourbillon chamber housing a separate whirlpool

teur ou un tourbillon forcé;tor or a forced vortex;

12 tube d'admission tangentiel, par lequel des particu-  12 tangential inlet tube, through which particles

les à séparer entrent dans un espace de séparation; 13 tube axial de sortie des particules de faible masse, après la séparation; 14 tube axial de sortie des particules de grande masse, après la séparation;  to separate them enter a space of separation; 13 axial outlet tube of low mass particles, after separation; 14 axial output tube of large particles, after separation;

39 répartiteur de courant destiné à séparer divers tour-  39 current distributor intended to separate various

billons les uns des autres;let's cut each other up;

49 zone de collision, dans laquelle un tourbillon sépara-  49 collision zone, in which a separate whirlpool

teur et un tourbillon forcé entrent en collision; 47 couvercle de chambre à turbulences ou tourbillons; et  tor and a forced whirlpool collide; 47 turbulence chamber cover or vortex; and

49 centre de rotation de tourbillon.  49 center of tourbillon rotation.

Les figures 1 et 2 représentent des tourbillons séparateurs 2 qui sont mis en rotation à grande vitesse et qui font tourner entre eux un tourbillon forcé 3 Le  Figures 1 and 2 show separating vortices 2 which are rotated at high speed and which rotate between them a forced vortex 3

tourbillon forcé 3 reçoit son énergie des tourbillons sé-  forced whirlwind 3 receives its energy from the

parateurs 2 qui l'entourent Le tourbillon forcé 3 a un  paratroopers 2 surrounding it The Forced Whirlwind 3 has a

rôle de support des tourbillons séparateurs 2 et ne parti-  role of separator vortices 2 and not

cipe pas activement à la séparation proprement dite En principe, la matière se trouvant dans le tourbillon forcé  does not actively participate in the actual separation In principle, the material found in the forced vortex

3 pourrait parcourir presque continuellement son orbite.  3 could travel almost continuously through its orbit.

En pratique, la composition de la matière soumise au tour-  In practice, the composition of the material subject to

billon forcé 3 se modifie progressivement C'est princi-  forced billon 3 is gradually changing

palement le constituant le plus lourd d'un mélange à sépa-  the heaviest constituent of a separate mixture.

rer qui tend à s'accumuler dans ce tourbillon forcé 3 Une sortie individuelle peut être ménagée dans le tourbillon forcé pour l'évacuation de ce constituant lourd Le sommet  which can accumulate in this forced whirlwind 3 An individual exit can be created in the forced vortex for the evacuation of this heavy constituent.

et la base d'un tourbillon forcé sont généralement fer-  and the base of a forced vortex are usually fer-

més, mais leur configuration peut être par exemple en for-  but their configuration may be, for example, in

me de dôme ou de coupelle.me dome or cup.

L'élévation latérale de la figure 3 représente un appareil à tourbillons selon l'invention, comportant 4 x 4 tourbillons couplés Les dispositifs d'alimentation n'ont pas été représentés sur les figures L'alimentation  The lateral elevation of FIG. 3 represents a vortex apparatus according to the invention, comprising 4 × 4 coupled vortices. The feeding devices have not been shown in the figures.

de la substance fluide à séparer peut être réalisée axia-  of the fluid substance to be separated can be carried axially

lement ou tangentiellement Dans le cas représenté sur la  or tangentially In the case shown on the

figure 3, les fractions à séparer entrent en direction a-  Figure 3, the fractions to be separated go in the direction of

xiale ( 13, 14) mais une disposition tangentielle est éga-  xiale (13, 14) but a tangential provision is also

lement possible L'alimentation des tourbillons sépara-  It is also possible to feed the separate vortices.

teurs 2 peut aussi être réalisée par l'intermédiaire de  2 may also be carried out through

tourbillons for cés 3.swirls for cés 3.

La coupe d'un appareil à tourbillons représentée sur la figure 4 indique que les chambres individuelles 10 à turbulences ou tourbillons ont des dimensions égales Dans  The section of a vortex apparatus shown in FIG. 4 indicates that the individual chambers 10 with turbulence or vortices have equal dimensions.

ce cas, les répartiteurs 39 de courant sont formés par qua-  In this case, the current distributors 39 are formed by four

tre tronçons lisses d'une surface cylindrique La dimen-  smooth sections of a cylindrical surface.

sion des répartiteurs 39 peut beaucoup varier On peut uti-  The distribution of dispatchers 39 can vary widely.

liser des répartiteurs 39 de courant même très petits.  read even very small current distributors 39.

La coupe de la figure 5 représente un appareil à tourbillons comportant des entrées tangentielles 12 qui sont disposées entre un tourbillon séparateur 2 et un  The section of FIG. 5 represents a vortex apparatus comprising tangential inlets 12 which are arranged between a separating vortex 2 and a

tourbillon forcé 3.forced whirlpool 3.

La figure 6 représente en plan les entrées tan-  Figure 6 shows in plan the entries tan-

gentielles 12 correspondantes.12 corresponding gentes.

La figure 7 représente un répartiteur 39 de cou-  FIG. 7 shows a distribution splitter 39

rant qui a dans les directions d'écoulement des tourbil-  which has in the directions of flow of

lons, des gorges en forme de canal séparées par des nervu-  lons, canal-shaped gorges separated by nerves

res affilées Une telle forme permet la modification de la forme de la section axiale d'un tourbillon 2 à diverses étapes de la rotation Dans la zone 40 de collision de  Such a shape allows the shape of the axial section of a vortex 2 to be modified at various stages of rotation.

tourbillons individuels 2 et 3, l'interface de ces tourbil-  individual vortices 2 and 3, the interface of these

lons est linéaire dans la direction axiale Lorsque les  lons is linear in the axial direction.

particules arrivent sur un répartiteur 39, tel que repré-  particles arrive on a splitter 39, as represented

senté sur la figure 7, elles sont également obligées de se  shown in Figure 7, they are also obliged to

déplacer partiellement en direction axiale Ainsi, des par-  partially move in the axial direction.

ticules ayant des masses différentes peuvent plus facile-  ticles with different masses can be easier

ment se croiser dans les directions voulues de séparation.  cross in the desired directions of separation.

Dans un répartiteur 39 de courant, seule la surface tour-  In a current splitter 39, only the turn surface

née vers un tourbillon séparateur 2 peut être en forme de canaux cependant que la partie tournée vers un tourbillon  born to a whirlpool separator 2 can be channel-shaped however that part turned to a whirlpool

forcé 3 peut être lisse.forced 3 can be smooth.

Dans le type de répartiteur 39 de courant repré-  In the type of current distributor 39 represents

senté sur les figures 8, 9 et 10, la coupe axiale a une forme ondulée Les tourbillons 2 et 3 sont chassés, vers les cavités séparant les crêtes arrondies La séparation  8, 9 and 10, the axial section has an undulating shape. The vortices 2 and 3 are driven towards the cavities separating the rounded ridges.

est meilleure lorsque le tourbillon 2 a une forme réguliè-  is better when vortex 2 has a regular shape

re en direction axiale comme en direction radiale.  re in the axial direction as in the radial direction.

La figure 11 représente un détail d'une réalisa-  FIG. 11 represents a detail of a realization

tion possible d'une entrée tangentielle 12 dans le cas  possible a tangential entry 12 in the case

représenté sur les figures 5 et 6.  shown in Figures 5 and 6.

Les figures 12 et 13 représentent une forme de réalisation de chambres coniques à tourbillons La largeur  Figures 12 and 13 show an embodiment of conical chambers with swirls The width

d'une zone 40 de collision peut être choisie à volonté.  a collision zone 40 can be chosen at will.

Les séparateurs 39 de courant peuvent avoir des faces co-  Current separators 39 may have co-faces

niques lisses,-ces surfaces peuvent être ondulées ou sinueu- ses dans la direction d'écoulement du tourbillon 2 o elles  smooth surfaces, these surfaces may be corrugated or sinuous in the direction of vorticity flow.

peuvent comporter une ou plusieurs gorges en direction axia-  may include one or more grooves axially

le. La figure 14 représente un appareil à tourbillons  the. Figure 14 shows a vortex apparatus

selon l'invention, dans lequel les tourbillons sont déca-  according to the invention, in which the vortices are

lés en direction axiale La substance à séparer est intro-  in the axial direction The substance to be separated is introduced

duite dans le tourbillon central supérieur d'o certaines particules peuvent passer en direction latérale à d'autres  in the upper central vortex where some particles may pass in a lateral direction to others

tourbillons ayant des positions inférieures.  swirls having lower positions.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1 Procédé de séparation d'une substance fluide  1 Process for separating a fluid substance condensée en ses constituants ayant différentes masses par-  condensed into its constituents having different masses ticulaires, à l'aide de la force centrifuge, par mise en oeuvre d'appareils à écoulement turbulent libre, par exem-  with centrifugal force, using free turbulent flow devices, for example ple des cyclones, de façon que pendant le mouvement de ro-  cyclones, so that during the movement of tation les particules de grande masse se concentrent dans les parties externes d'un tourbillon séparateur ( 2) et que les particules de plus faible masse se concentrent dans 1 o les parties d'un tourbillon séparateur ( 2) plus proches d'un centre de rotation ( 49), procédé caractérisé en ce  the large particles are concentrated in the outer parts of a separating vortex (2) and the lower mass particles are concentrated in the parts of a separating vortex (2) closer to a center of rotation (49), characterized in that qu'il comprend la mise en contact, deux à deux et latéra-  that it includes contacting, two to two, and lateral lement, d'un tourbillon séparateur ( 2) et d'un tourbillon forcé ( 3) de manière qu'ils entrent en collision selon un  of a separating vortex (2) and a forced vortex (3) so that they collide with one another. angle de O à 900 tout en tournant dans des sens opposés.  angle from 0 to 900 while turning in opposite directions. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté-  Process according to claim 1, characterized risé en ce que les tourbillons ( 2 et 3) disposés parallè-  in that the vortices (2 and 3) arranged parallel to each other lement forment' un ensemble dans lequel, en coupe trans-  form an assembly in which, in cross-section, versale, les centres de rotation ( 49) forment un réseau  versale, the centers of rotation (49) form a network carré régulier.regular square. 3 Procédé selon la revendication 1, caracté-  3. Process according to claim 1, characterized risé en ce que les tourbillons ( 2 et 3) disposés parallè-  in that the vortices (2 and 3) arranged parallel to each other lement forment un ensemble dans lequel le tourbillon for-  form a whole in which the swirl cé ( 3) est entouré, à sa périphérie, par plusieurs tour-  (3) is surrounded, at its periphery, by several billons séparateurs ( 2).separator bolts (2). 4 Procédé selon la revendication 1, caracté-  4. Process according to claim 1, characterized risé en ce que les tourbillons séparateurs ( 2 et 3) dis-  in that the separating vortices (2 and 3) posés parallèlement forment un ensemble dans lequel le tourbillon séparateur ( 2) est entouré à sa périphérie par  placed in parallel form an assembly in which the separating vortex (2) is surrounded at its periphery by plusieurs tourbillons forcés ( 3).several forced whirlpools (3). Appareil destiné à la mise en oeuvre d'un  Apparatus for implementing a procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,  process according to any one of claims 1 to 4, caractérisé en ce que des chambres ( 10) parallèles de tur-  characterized in that parallel chambers (10) of tur- bulence ou à tourbillons pénètrent partiellement, l'une  bulges or whirlpools penetrate partially, one dans l'autre par paires en formanit des zones ( 40) de col-  in the other in pairs in formanit areas (40) of col- lision entre les tourbillons parallèles ( 2,3) qui tournent  between the parallel vortices (2,3) that rotate dans des sens opposés.in opposite directions. 1,11.1 6 Appareil selon la revendication 5, caracté-  Apparatus according to claim 5, characterized risé en ce que la substance fluide à séparer est introdui-  in that the fluid to be separated is introduced te dans la zone ( 40) de collision fermée entre les cham-  in the closed collision zone (40) between the chambers bres ( 10) à tourbillons.trunnions (10). 7 Appareil selon la revendication 5, caracté-  Apparatus according to claim 5, characterized risé en ce que les chambres ( 10) à tourbillons sont paral-  in that the vortex chambers (10) are parallel lèles et forment un réseau carré régulier.  and form a regular square network. 8 Appareil selon la revendication 5, caracté-  Apparatus according to claim 5, characterized risé en ce qu'une chambre ( 10) à tourbillon est entourée  in that a vortex chamber (10) is surrounded by d'autres chambres ( 10) à tourbillons.  other rooms (10) with whirlpools. 9 Appareil selon l'une quelconque des revendi-  Apparatus according to any of the claims cations 5 à 7, caractérisé en ce qu'un répartiteur ( 39)  5 to 7, characterized in that a distributor (39) de courant ayant une section a une forme à quatre bran-  current having a cross-sectional shape of four ches, est disposé entre quatre chambre parallèles ( 10) à  is arranged between four parallel chambers (10) to tourbillons.vortices. Appareil selon la revendication 9, caracté-  Apparatus according to claim 9, characterized risé en ce que le répartiteur ( 39) de courant comporte une ou plusieurs gorges dans la direction de déplacement  characterized in that the current distributor (39) has one or more grooves in the direction of travel d'un tourbillon séparateur ( 2).a separating vortex (2). 11 Appareil selon la revendication 9, caracté-  Apparatus according to claim 9, characterized risé en ce que le répartiteur ( 39) de courant est ondulé dans la direction de déplacement d'un tourbillon séparateur ( 2). 12 Appareil destiné à la mise en oeuvre d'un  in that the current distributor (39) is corrugated in the direction of movement of a separating vortex (2). 12 Apparatus for implementing a procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractéri-  method according to one of claims 3 and 4, characterized sé en ce que les chambres ( 10) à tourbillons adjacentes  in that the adjacent vortex chambers (10) sont décalées en direction axiale.  are offset in the axial direction.
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