WO2012017165A1 - Installation pour la collecte des gaz d'une pluralité de cuves d'électrolyse et dispositif d'ajustement pour une telle installation - Google Patents

Installation pour la collecte des gaz d'une pluralité de cuves d'électrolyse et dispositif d'ajustement pour une telle installation Download PDF

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WO2012017165A1
WO2012017165A1 PCT/FR2011/051738 FR2011051738W WO2012017165A1 WO 2012017165 A1 WO2012017165 A1 WO 2012017165A1 FR 2011051738 W FR2011051738 W FR 2011051738W WO 2012017165 A1 WO2012017165 A1 WO 2012017165A1
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WO
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plate
section
sheath
flap
installation
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/051738
Other languages
English (en)
Inventor
Thierry Malard
Antoine De Gromard
Chin Lim
Original Assignee
Solios Environnement
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of WO2012017165A1 publication Critical patent/WO2012017165A1/fr

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/22—Collecting emitted gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/002—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using a central suction system, e.g. for collecting exhaust gases in workshops

Definitions

  • the invention relates to an installation for the collection and transport of gases from a plurality of electrolysis cells, in the field of the aluminum industry, for the treatment of said gases.
  • an installation comprising a gas treatment center, collectors supplying the gas treatment center, a plurality of ducts supplying each manifold and each having an upstream end for capturing the gases of one of the electrolysis cells, a gas suction device adapted to circulate the gases of the ducts to the gas treatment center, and adjustment devices load losses respectively disposed in each of the ducts, the ducts defining an internal cavity having a nominal passage section identical for all ducts.
  • Each collector successively recovers the gases from several tanks, for example about twenty tanks. So that the suction flow per tank is substantially the same on all the tanks, it is necessary to compensate with the adjustment devices the differences in pressure drops in the collector, and a collector to the other, so that the suction of the gases is substantially the same in the different tanks.
  • the document EP-1,845,775 describes an installation comprising a network of compressed air which supplies nozzles, each disposed in a sheath, at the outlet of the tank, so that by ejector effect, the outlet gases of the tank are aspirated at a higher speed, to create an over-suction flow.
  • the compressed air network is expensive to install (need to have one or more compressors of large capacity) and to operate (control and delicate positioning of the nozzles to be mounted parallel to the axis of sheath).
  • the nozzles are expensive to install and cause abrasion wear problems, resulting in complex maintenance.
  • WO-2008/074386 discloses an installation comprising a dual circuit suction system with a main suction circuit and a clean secondary suction circuit for generating over-suction. This solution is expensive because it requires a dual network. In addition to a main fan, it requires a dedicated secondary fan fixed or mobile. In the case where the secondary fan is stationary, the installation requires flag-type registers to toggle the outlet gases from one tank to another, which further increases the cost of installation and maintenance. . In the case where the secondary fan is mobile, it requires many and important interventions, exposing the workforce that works in critical conditions.
  • each adjustment device comprises a movable part having a first position, corresponding to a normal suction configuration, in which it locally limits the passage of gases in the respective sheath to a first section. non-zero, less than the nominal passage section, and a second position, corresponding to an over-suction configuration, in which it locally limits the passage of gases in the respective sheath to a second passage section (strictly) between the first passage section and the nominal passage section, and the first passage sections and the second passage sections increase with the increase in pressure losses between the gas treatment center and the upstream end of the respective sheaths, outside the devices ustement .
  • the over-suction in the sheath of an open tank is created by reducing the pressure drop due to the respective adjustment device by passing from the first position to the second position and does not require a dedicated suction device.
  • the gases follow the same path when the tank is open only when the tank is closed, so that over-suction does not require a dedicated circuit.
  • the over-aspiration therefore has a low cost in the realization of the installation and the flow rate at the outlet of the tanks, in the ducts, is balanced (identical) between all the ducts, both in the suction configuration and in the configuration of the ducts. on-aspiration.
  • the displacement of the mobile part is stopped by abutment in a first direction in said first position and in a second direction, opposite to the first direction, in said second position, and preferably the moving part.
  • each of the adjustment devices is pivotally mounted relative to the respective sheath.
  • the first position and the second position constitute two positions of equilibrium, that is to say positions such that if the moving part tends to be separated from one or the other other of these two positions, the aerodynamic effects of the gaseous flow flowing in the sheath tend to bring the moving part back into the considered "equilibrium" position, in which the moving part was, in the absence of operation of any operating actuator of said movable part.
  • the robustness of the installation is thus further increased, and the actuator can exert less power to maintain the adjustment device in the first position and the second position.
  • the adjustment devices each comprise a fixed diaphragm, preferably annular, defining internally a respective passage opening.
  • This solution is simple and makes it possible to balance the flow rate in the ducts for a low cost, by adjusting only the dimension (radial width when the diaphragm is annular) of the diaphragm.
  • the fixed diaphragm extends outwardly to the periphery of the internal cavity of the respective sheath and the second passage section substantially corresponds to the section of the passage opening of the diaphragm.
  • the movable portion of the movable adjustment devices is preferably disposed in the passage orifice of the diaphragm.
  • the movable portion of the adjustment devices preferably has a maximum section smaller than the section of the respective passage opening.
  • the adjustment devices can not completely close the ducts.
  • each adjustment device comprises a flap mounted to rotate relative to the respective sheath about an axis of rotation, and the maximum section of the device flap of adjustment decreases with the increase in pressure losses between the gas treatment center and the upstream end of the respective sheaths, outside the adjustment devices (which generally amounts to the fact that the maximum section of the shutter of adjustment devices decreases with increasing distance between the gas processing center and the upstream end of the respective sheath).
  • the minimum section of the shutter adjustment devices decreases with the increase in pressure losses between the gas treatment center and the upstream end of the respective sheaths, outside adjustment devices (which generally returns to the fact that the minimum section of the shutter of the adjustment devices decreases as the distance between the gas treatment center and the upstream end of the respective sheath increases).
  • the adjustment device comprises a first plate and a second interlocking plate, the second plate having a smaller surface area than the surface of the first plate.
  • the first plate and the second plate are preferably perpendicular to each other.
  • the first plate extends perpendicularly to the sheath when the adjustment device is in the first position
  • the second plate extends perpendicular to the sheath when the device adjustment is in the second position
  • the adjustment device is thus further simplified and its robustness is increased.
  • the surface of the first plate and the surface of the second plate of the adjustment devices both decrease with the increase in pressure losses between the gas treatment center. and the upstream end of the respective sheaths, outside the devices of ustement.
  • the suction flow rate in the ducts is balanced in the first position and in the second position of the appliance.
  • the installation further comprises:
  • a first subset and a second subset each comprising a series of tanks communicating with a first collector and a series of adjustment devices arranged in the ducts,
  • a balancing device compensating for the difference in pressure drop due to the longer length of the second suction pipe relative to the length of the first suction pipe.
  • first subset and the second subset are identical or symmetrical to each other.
  • the flow in the ducts is balanced between the first subset and the second subset.
  • the balancing device is preferably a diaphragm disposed in the second suction pipe.
  • the invention furthermore relates to an adjustment device for an electrolytic cell gas treatment installation comprising a fixed diaphragm, preferably an annular diaphragm, and a shutter. mobile, said diaphragm extending outwardly to the periphery of a sheath and defining internally a through hole, the movable flap being mounted preferably pivotally movable and preferably in the passage orifice of the diaphragm, the shutter having a section lower than the section of said passage opening.
  • the invention relates to an adjustment device for an electrolysis cell gas treatment plant comprising a flap pivotally mounted in a sheath, said flap comprising a first plate and a second interlocking plate and, preferably, perpendicular to each other, the second plate having a smaller area than the surface of the first plate, the latter preferably not being able to completely close the sheath, which surface of the first plate is then more small than the nominal passage section of the sheath.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation in plan of an installation according to the invention
  • FIG. 2 is a fragmentary perspective view on an enlarged scale of the installation along the arrow marked II in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic representation of the still enlarged scale installation along line III-III in FIG. 2,
  • FIG. 4 is a sectional view, on a still larger scale, according to the line marked IV-IV in FIG. 3, of a first embodiment of adjustment device, in a first position
  • FIG. 5 illustrates, in accordance with FIG. 4, the first embodiment of a charging device, in a second position
  • FIG. 6 is a perspective view of a second embodiment of a charging device, in the first position
  • FIG. 7 illustrates, according to FIG. 6, the second embodiment of adjustment device, in the second position
  • FIG. 8 illustrates the second embodiment of adjustment device, in the first position, along the arrow marked VIII in FIG. 6,
  • FIG. 9 illustrates the second embodiment of adjustment device, in the second position, along the arrow marked IX in FIG. 7,
  • FIG. 10 diagrammatically shows in perspective a third embodiment of an adjustment device
  • FIG. 11 shows schematically in perspective a fourth embodiment of the adjustment device.
  • FIG. 1 is a diagrammatic plan view of an installation for the treatment of electrolytic cell gases comprising a first subassembly 2, a second subassembly 4, a first suction pipe 44, a second suction pipe 48, a suction device 6 and a gas treatment center 8.
  • the suction device 6 creates a suction both in the first suction pipe 44 and in the second suction pipe 48.
  • the first suction pipe 44 connects the first subset 2 to the gas treatment center 8 and has a length L
  • the second pipe 48 connects the second subassembly 4 to the gas treatment center 8 and has a length 1, less than the length L of the first suction pipe.
  • a diaphragm 10 is disposed in the second suction pipe 48 to generate a pressure drop corresponding to the pressure losses due to the difference in length between the first suction line 44 and the second suction line 48.
  • the diaphragm 10 is a ring locally creating a reduction of the gas passage section, as explained below.
  • the size of the ring (in particular its section) is adapted to the difference in length (Ll) between the first suction line 44 and the second suction line 48.
  • Ll the difference in length between the first suction line 44 and the second suction line 48.
  • other devices than the diaphragm 10 can be provided to compensate for the difference in pressure drop between the first suction pipe 44 and the second suction pipe 48.
  • each of the first 2 and second 4 subassemblies advantageously comprises four collectors 11, 12, 13, 14; 15, 16, 17, 18 distributed in two pairs of collectors 11, 12; 13, 14; 15, 16; 17, 18 interconnected by a connecting conduit 42, 46. All pairs of collectors can be identical, the collectors of each pair are arranged symmetrically and in the extension of one another, and each connecting conduit 42 , 46 connects the pairs of collectors extending perpendicular to the collectors, so that each of the first 2 and second 4 subsets has substantially a shape of H.
  • each manifold 11 extends between an upstream end 11a and a downstream end 11b between which an end opens downstream 23 of a series of sheaths 20.
  • Each of the sheaths 20 have an internal cavity 22 and extends between an upstream end 21 and the corresponding downstream end 23.
  • a series of electrolysis tanks 40 arranged side by side (not shown in FIG. 2 for a better readability), constituted in the embodiment illustrated by a plurality of tanks, is connected to each manifold 11 by a series of respective sheaths.
  • the upstream end 21 of the sheaths 20 is connected to a respective electrolysis tank 40 for sucking up the gases present in the electrolysis tank 40.
  • the series of sheaths 20 comprises an upstream sheath 20a whose downstream end 23 opens at the upstream end 11a of the manifold 11 and a downstream sheath 20b whose downstream end 23 opens out near the downstream end 11b of the manifold 11.
  • the other sheaths 20 are located between the upstream sheath 20a and the downstream sheath 20b and open into the manifold 11 at their downstream end in regularly distributed zones.
  • the manifold 11 has a gradually increasing section between its connection with the downstream end 23 of the upstream sheath 20a and its connection with the downstream end 23 of the downstream sheath 20b.
  • an adjustment device 30 is disposed in each of the sheaths 20 between their upstream end 21 and their downstream end 23.
  • each adjustment device 30 comprises a fixed part 32 and a mobile part 36.
  • the fixed part 32 consists of an annular diaphragm 32 extending on the periphery of the cavity 22.
  • the diaphragm has an outer edge preferably sealingly connected to the sheath 20 and an inner edge defining a through hole 34.
  • the movable portion 36 is constituted by a flap 36 pivotally mounted about a diametral axis of rotation Z (here vertical) relative to the sheath 20.
  • An actuator 38 (shown diagrammatically by a double arrow) allows to control the 90-degree rotation of the flap 36 between a first position illustrated in Figure 4 and a second position illustrated in Figure 5 constituting equilibrium positions of the flap 36, that is to say positions such as if the flap 36 tends to deviate from one or other of these positions, the aerodynamic effects of the gaseous flow flowing in the sheath tend to bring the shutter back to its considered equilibrium position, in the absence of operation of any operating actuator of the flap 36.
  • the first position corresponds to a normal suction
  • the flaps 36 opposing their maximum area to the passage of gases in the sheaths 20
  • the second position corresponds to an over-suction n
  • the flaps 36 then opposing their minimum surface to the passage of gas in the sheaths 20.
  • a first stop 52 secured to the flap 36 comes into contact with a fixed abutment 50 secured to the sheath 20 when the flap 36 is in the first position to stop the flap 36 rotating in a first direction 62, while a second stop 54 also integral with the flap 36 comes into contact with the fixed stop 50 when the flap 36 is in the second position to stop the flap 36 rotated in a second direction 64, opposite to the first direction.
  • the sheaths 20 are of circular section and have a nominal section S
  • the through-holes 34 are of circular section and of diameter D2
  • the flaps 36 are formed by a solid disc. of circular section having a diameter D1 strictly less than the diameter D2 of the through hole 34 and having a negligible thickness with respect to its diameter D2, as illustrated in FIG.
  • the balancing devices 30 limit the passage of the gas to a passage section SI extending between the diaphragm 32 and the flap 36 opposing its maximum surface by extending perpendicularly to the direction longitudinal Y of the respective sheath 20.
  • the passage section is therefore reduced relative to the nominal cross-section S by the annular surface of the diaphragm 32 and by the maximum area of the flap 36 (n.Dl 2/4).
  • the flaps 36 When the flaps 36 are in the second position, they extend in the longitudinal direction Y of the respective sheath 20 and oppose the passage of gas their minimum section, almost zero, so that the balancing devices 30 limit the passage of the a gas flow section S2 substantially corresponding to the section of the passage openings 34 (n.D2 2/4) of the diaphragm 32. the passage section is therefore significantly increased when the balancer 30 moves from the first position to the second position of the flap 36, which preferably generates a multiplication of the gas flow up to 3 times.
  • the sheaths 20 generally have the same nominal section S, except possibly at the ends which have an upper section to limit their pressure drop.
  • the passage orifice 34 of the diaphragm 32 is gradually reduced so that D2 decreases from the upstream sheath 20a to the downstream sheath 20b, and the diameter Dl of the flap 36 is less than D2 of the downstream sheath 20b for which D2 is minimal.
  • the diameter D1 of the pivoting flap 36 is intended to remain constant, since it is the initiator of the over-suction (and defines the loss of the constant load to be removed), and only the diameter D2 has a balancing effect.
  • the passage section SI therefore decreases from the upstream sheath 20a to the downstream sheath 20b.
  • the upstream sheath 20a is devoid of diaphragm 32.
  • the passage section S2 decreases from the upstream sheath 20a to the downstream sheath 20b, because D2 gradually decreases and the diameter D1 of the flap 36 is less than D2 of the downstream sheath 20b for which D2 is minimal.
  • Figures 6 to 9 illustrate an adjustment or balancing device 130 according to a second embodiment according to the invention.
  • the balancing device 130 has no fixed diaphragm and comprises a flap 135 pivoting 90 degrees relative to the sheath 20 around a diametric axis of rotation Z (here vertical) between a first position corresponding to the normal suction and a second position which corresponds to the over-aspiration.
  • the flap 135 opposes the passage of the gas in the sheath 20 an "effective" section, perpendicular to the longitudinal direction Y of the sheath 20, which is maximum when the flap 135 is in the first position and minimum when the flap 135 is in the second position.
  • the rotation of the shutter 135 is controlled by an actuator 138 disposed outside the sheath 20.
  • the flap 135 comprises a first plate 132 and a second plate 136 intersecting planes, perpendicular to each other and intersecting along the axis of rotation Z.
  • the maximum section of the flap 135 is constituted by the surface of the first plate 132 and the minimum section of the flap 135 is constituted by the surface of the second plate 136.
  • the first plate 132 extends in the longitudinal direction Y of the sheath 20 while that the second plate 136 extends perpendicular to the longitudinal direction Y of the sheath 20.
  • the first position and the second position constitute equilibrium positions.
  • the center of the first plate 132 and the center of the second plate 136 are located on the axis of rotation Z, and preferably coincide in the center of the plates in the form of circular disks 132 and 136.
  • the shutter 135 is stopped in rotation in the first direction 62 in the first position, by contact between the first stop 52 secured to the shutter 135 and the fixed stop 50, and is stopped in rotation in the second direction 64 in the second position, by contact between the second stop 54 secured to the shutter 135 and the fixed stop 50.
  • the first plate 132 is formed by a circular disk of diameter XI
  • the second plate 136 is formed by a circular disk of diameter X 2
  • the sheath is of circular section S.
  • the balancing devices 130 When the flaps 135 are in the first position, the balancing devices 130 therefore limit the passage of the gas to a passage section S 1 extending between the first plate 132 of diameter XI and the sheath 20.
  • the balancing devices 130 When the flaps 135 are in the second position, the balancing devices 130 therefore limit the passage of the gas to a passage section S2 extending between the second plate 132 of diameter X2 and the sheath 20, the first plate 132 opposing a negligible surface.
  • the passage section is thus significantly increased when the balancing device passes from the first position (SI) to the second position (S2). which generates a multiplication of the gas flow up to about 3 times preferably.
  • the sheaths 20 are all identical and all have the same nominal section S.
  • the maximum cross section of the shutter 135 determined by the surface of the first plate 132 progressively increases with the reduction of the pressure drop (excluding the balancing device), that is to say generally the distance, from the downstream end 23 of the sheath 20 to the downstream end 11b of the collector, otherwise said from the upstream sheath 20a to the downstream sheath 20b.
  • the minimum effective cross-section of the flap 135 determined by the surface of the second plate 136 increases progressively with the decrease in the reduction of the pressure drop (excluding balancing device), that is to say generally the distance, between the downstream end 23 of the sheath 20 and the downstream end 11b of the collector, in other words from the upstream sheath 20a to the downstream sheath 20b.
  • FIG. 6 illustrates that the balancing device 130 is mounted in a section of the sheath 20 to be fixed between two other sections of the sheath 20 having the same nominal section S. It is finally noted that the diaphragm 10 (see FIG. 1) can be omitted by enlarging the flaps 135 of the balancing devices 130 of the second subassembly 4 with respect to the flaps of the corresponding balancing devices of the first subassembly 2.
  • FIG. 10 illustrates a third embodiment essentially different from the first embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5 in that the sheaths 220 have a rectangular section and the balancing devices 230 each comprise a diaphragm 232 and a pivoting flap 236. both of rectangular shape.
  • the diaphragm 232 extends peripherally to the sheath 220 of rectangular section and defines internally a through hole 234 also of rectangular section.
  • the flap 236 is formed by a plate also of rectangular section.
  • FIG. 11 illustrates a fourth embodiment essentially different from the first embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5 and the third embodiment illustrated in FIG. 10 in that the balancing devices 330 each comprise a rectangular flap 336 and a diaphragm 332 internally defining a rectangular passage opening 334 and extending outwardly to the sheath 320 of circular section.
  • the increase of gas suction flow rate in this tank is obtained by passing the respective balancing device (disposed in the sheath 20 through which are sucked the gases of this vessel) from its first position to its second position, preferably without to act on the suction device 6 and the other balancing devices.
  • the invention is not limited to the embodiments that have just been described by way of nonlimiting illustration.
  • the sheaths, the shutters and the diaphragms could have other shapes, in particular not necessarily homothetic of each other.
  • the flap 135 of the second embodiment could have other shapes.
  • the first plate 132 and the second plate 136 may not be circular.
  • the space between the first plate 132 and the second plate 136 could be filled, at least partially, with material.

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Abstract

L'installation (1) comprend dans chacune des gaines (20), reliant une cuve à un collecteur (11) et délimitant une cavité interne (22) présentant une section de passage nominale (S) identique pour toutes les gaines (20), un dispositif d'ajustement (30, 130) avec une partie mobile (36, 135) présentant une première position dans laquelle il limite localement l'écoulement des gaz dans la gaine (20) respective à une première section de passage (S1) non nulle, et une deuxième position dans laquelle il limite localement l'écoulement des gaz dans la gaine (20) respective à une deuxième section de passage (S2) comprise entre la première section de passage (S1) et la section de passage nominale (S), et les premières sections de passage (S1) augmentent avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz (2) et l'extrémité amont (21) des gaines (20) respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (30, 130).

Description

Installation pour la collecte des gaz d'une pluralité de cuves d' électrolyse et dispositif d'ajustement pour une telle installation
L'invention concerne une installation pour la collecte et le transport des gaz d'une pluralité de cuves d ' électrolyse, dans le domaine de l'industrie de l'aluminium, en vue du traitement desdits gaz.
Le processus de transformation de l'alumine en aluminium dans des cuves d ' électrolyse génère des gaz toxiques et/ou chargés en poussière qu'il faut épurer, certains constituants récupérés lors de l'épuration devant en outre être recyclés, afin de ne pas polluer 1 ' atmosphère .
Pour ce faire, il est connu usuellement, notamment des documents EP-1 845 175 et WO-2008/074386, une installation comprenant un centre de traitement des gaz, des collecteurs alimentant le centre de traitement des gaz, une pluralité de gaines alimentant chaque collecteur et présentant chacune une extrémité amont destinée à capter les gaz d'une des cuves d ' électrolyse, un dispositif d'aspiration des gaz adapté pour faire circuler les gaz des gaines vers le centre de traitement des gaz, et des dispositifs d'ajustement des pertes de charge disposés chacun respectivement dans chacune des gaines, les gaines délimitant une cavité interne présentant une section de passage nominale identique pour toutes les gaines.
Chaque collecteur récupère successivement les gaz de plusieurs cuves, par exemple une vingtaine de cuves. Pour que le débit d'aspiration par cuve soit sensiblement le même sur l'ensemble des cuves, il est nécessaire de compenser avec les dispositifs d'ajustement les différences de pertes de charge dans le collecteur, et d'un collecteur à l'autre, afin que l'aspiration des gaz soit sensiblement la même dans les différentes cuves.
D'autre part, en temps normal, les cuves d ' électrolyse sont capotées (fermées). Mais, il est nécessaire de procéder à des opérations sur les cuves, telles que le changement des électrodes et le pompage de l'aluminium liquide du bain d ' électrolyse ce qui nécessite de les ouvrir (au moins partiellement) . Lors de ces opérations, les gaz ne doivent pas s'échapper dans l'atmosphère environnante (atelier) dans laquelle intervient du personnel. Pour ce faire, il faut créer une sur-aspiration, en augmentant le débit d'aspiration dans une cuve lorsqu'une cuve est ouverte.
Les documents US-4 668 352, EP-1 845 175 et WO-2008/074386 décrivent plus en détail la problématique à laquelle doit répondre une telle installation.
Le document US-4 668 352 décrit une installation dans laquelle, dans chaque cuve, plusieurs vannes de réglage de type papillon permettent de réguler automatiquement le débit d'aspiration de différentes sections à l'intérieur de la cuve par le pilotage d'un actionneur par vanne de réglage en fonction de l'écart de température de la section correspondante consécutif à l'ouverture d'au moins un capot de cuve. Ce système appliqué sur toutes les cuves d'une aluminerie entraine l'installation d'un nombre considérable (5 ou 6 fois plus grand par exemple) de vannes de réglage, actionneurs et systèmes d'asservissement avec capteur de température, d'où un coût d'installation considérablement plus élevé. En outre, l'installation présente une grande fragilité et se dérègle facilement, du fait que le papillon des vannes de réglage est maintenu par son actionneur dans une position d'obturation partielle, d'où un coût très élevé d'entretien et de maintenance. Le document EP-1 845 775 décrit une installation comprenant un réseau d'air comprimé qui alimente des buses, disposées chacune dans une gaine, en sortie de cuve, de sorte que par effet d'éjecteur, les gaz de sortie de la cuve sont aspirés à une plus grande vitesse, afin de créer un débit de sur-aspiration. Mais, le réseau d'air comprimé est coûteux à installer (nécessité d'avoir un ou plusieurs compresseurs de grande capacité) et à faire fonctionner (pilotage et positionnement délicat des buses devant être montées parallèlement à l'axe de gaine) . De plus, les buses sont coûteuses à installer et posent des problèmes d'usure par abrasion, d'où une maintenance complexe.
Le document WO-2008/074386 décrit une installation comprenant un système d'aspiration à double circuit avec un circuit d'aspiration principal et un circuit aspiration secondaire propre pour générer une sur-aspiration. Cette solution est coûteuse du fait qu'elle nécessite un double réseau. En plus d'un ventilateur principal, elle nécessite un ventilateur secondaire dédié fixe ou mobile. Dans le cas où le ventilateur secondaire est fixe, l'installation nécessite des registres de type drapeau faisant basculer les gaz de sortie de la cuve d'un circuit à l'autre, ce qui augmente encore le coût d'installation et d'entretien. Dans le cas où le ventilateur secondaire est mobile, elle nécessite des interventions nombreuses et importantes, exposant la main d'œuvre qui travaille dans des conditions critiques .
L'invention vise à proposer une installation simple et robuste, tout en en réduisant le coût par rapport à l'art antérieur. Pour ce faire, conformément à l'invention, chaque dispositif d'ajustement comprend une partie mobile présentant une première position, correspondant à une configuration d'aspiration normale, dans laquelle il limite localement le passage des gaz dans la gaine respective à une première section de passage non nulle, inférieure à la section de passage nominale, et une deuxième position, correspondant à une configuration de sur-aspiration, dans laquelle il limite localement le passage des gaz dans la gaine respective à une deuxième section de passage (strictement) comprise entre la première section de passage et la section de passage nominale, et les premières sections de passage et les deuxièmes sections de passage augmentent avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont des gaines respectives, en dehors des dispositifs d'a ustement.
Ainsi, la sur-aspiration dans la gaine d'une cuve ouverte est créée en réduisant la perte de charge due au dispositif d'ajustement respectif par passage de la première position à la deuxième position et ne nécessite pas de dispositif d'aspiration dédié. Les gaz suivent le même chemin lorsque la cuve est ouverte que lorsque la cuve est fermée, de sorte que la sur-aspiration ne nécessite pas de circuit dédié. La sur-aspiration a par conséquent un coût faible dans la réalisation de l'installation et le débit en sortie des cuves, dans les gaines, est équilibré (identique) entre toutes les gaines, tant en configuration d'aspiration qu'en configuration de sur-aspiration.
En général, les pertes de charges entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont des gaines respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement augmentent avec la distance entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont des gaines respectives.
Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, le déplacement de la partie mobile est arrêtée par butée dans un premier sens dans ladite première position et dans un deuxième sens, opposé au premier sens, dans ladite deuxième position, et de préférence la partie mobile de chacun des dispositifs d'ajustement est montée pivotante par rapport à la gaine respective. Ainsi, la robustesse de l'installation est augmentée et la puissance de l'actionneur déplaçant la partie mobile de chacun des dispositifs d'ajustement peut être réduite, pour réduire le coût de l'installation.
Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, la première position et la deuxième position constituent deux positions d'équilibre, c'est-à-dire des positions telles que si la partie mobile tend à être écartée de l'une ou l'autre de ces deux positions, les effets aérodynamiques du flux gazeux s 'écoulant dans la gaine tendent à ramener la partie mobile dans la position « d'équilibre » considérée, dans laquelle la partie mobile se trouvait, en l'absence de fonctionnement de tout actionneur de manœuvre de ladite partie mobile.
La robustesse de l'installation est ainsi encore accrue, et l'actionneur peut exercer une moindre puissance pour maintenir le dispositif d'ajustement dans la première position et la deuxième position.
Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, de préférence les dispositifs d'ajustement comprennent chacun un diaphragme fixe, de préférence annulaire, définissant intérieurement un orifice de passage respectif .
Cette solution est simple et permet d'équilibrer le débit dans les gaines pour un faible coût, en ajustant seulement la dimension (largeur radiale lorsque le diaphragme est annulaire) du diaphragme.
Selon une caractéristique complémentaire conforme à l'invention, de préférence, le diaphragme fixe s'étend extérieurement jusqu'en périphérie de la cavité interne de la gaine respective et la deuxième section de passage correspond sensiblement à la section de l'orifice de passage du diaphragme.
Par conséquent, dans chaque gaine, lorsque le dispositif d'ajustement est dans la deuxième position, la perte de charge générée par le diaphragme est limitée à la perte de charge nécessaire pour équilibrer la sur-aspiration dans les cuves.
Selon une autre caractéristique complémentaire, la partie mobile des dispositifs d'ajustement mobile est disposée de préférence dans l'orifice de passage du diaphragme .
Cette solution est simple et efficace.
Selon une caractéristique encore complémentaire, la partie mobile des dispositifs d'ajustement présente de préférence une section maximale inférieure à la section de l'orifice de passage respectif.
Ainsi, même en cas de défaillance, les dispositifs d'ajustement ne peuvent obturer complètement les gaines.
Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, de préférence la partie mobile de chaque dispositif d'ajustement comprend un volet monté mobile en rotation par rapport à la gaine respective autour d'un axe de rotation, et la section maximale du volet des dispositifs d'ajustement diminue avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont des gaines respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (ce qui revient en général à ce que la section maximale du volet des dispositifs d'ajustement diminue en fonction de l'augmentation de la distance entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont de la gaine respective) .
Cette solution permet d'équilibrer simplement le débit d'aspiration dans les gaines.
Selon une caractéristique complémentaire, conformément à l'invention, de préférence la section minimale du volet des dispositifs d'ajustement diminue avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont des gaines respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (ce qui revient en général à ce que la section minimale du volet des dispositifs d'ajustement diminue en fonction de l'augmentation de la distance entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont de la gaine respective).
Ainsi, on équilibre le débit de sur-aspiration dans les gaines.
Selon une autre caractéristique complémentaire, conformément à l'invention, de préférence le dispositif d'ajustement comprend une première plaque et une deuxième plaque entrecroisées, la deuxième plaque ayant une surface plus petite que la surface de la première plaque.
Cette solution permet d'équilibrer simplement et efficacement le débit d'aspiration dans la première position et la deuxième position du dispositif d'ajustement.
Selon une caractéristique encore complémentaire, conformément à l'invention, la première plaque et la deuxième plaque sont de préférence perpendiculaires l'une par rapport à l'autre.
L'écoulement des gaz autour du volet est ainsi moins perturbé.
Selon une autre caractéristique, conformément à l'invention, de préférence la première plaque s'étend perpendiculairement à la gaine lorsque le dispositif d'ajustement est dans la première position, et la deuxième plaque s'étend perpendiculairement à la gaine lorsque le dispositif d'ajustement est dans la deuxième position.
Le dispositif d'ajustement est ainsi encore simplifié et sa robustesse est augmentée.
Selon encore une autre caractéristique, conformément à l'invention, la surface de la première plaque et la surface de la deuxième plaque des dispositifs d'ajustement diminuent toutes les deux avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz et l'extrémité amont des gaines respectives, en dehors des dispositifs d'a ustement.
Ainsi, on équilibre le débit d'aspiration dans les gaines, dans la première position et dans la deuxième position du dispositif d'a ustement.
Conformément à l'invention, de préférence l'installation comprend en outre :
— un premier sous-ensemble et un deuxième sous-ensemble analogues comportant chacun une série de cuves communiquant avec un premier collecteur et une série de dispositifs d'ajustement disposés dans les gaines,
— une première conduite d'aspiration reliant le premier sous-ensemble au centre de traitement des gaz,
- une deuxième conduite d'aspiration reliant le deuxième sous-ensemble au centre de traitement des gaz, ladite deuxième conduite d'aspiration étant de même section, mais de longueur plus élevée que la première conduite d'aspiration, et
- un dispositif d'équilibrage compensant l'écart en perte de charge dû à la longueur plus élevée de la deuxième conduite d'aspiration par rapport à la longueur de la première conduite d'aspiration.
On comprendra par analogue le fait que le premier sous-ensemble et le deuxième sous-ensemble sont identiques ou symétriques l'un de l'autre.
Ainsi, on équilibre le débit dans les gaines entre le premier sous-ensemble et le deuxième sous-ensemble.
Conformément à l'invention, le dispositif d'équilibrage est de préférence un diaphragme disposé dans la deuxième conduite d'aspiration.
Selon un autre aspect, l'invention concerne en outre un dispositif d'ajustement pour une installation de traitement de gaz de cuves d ' électrolyse comprenant un diaphragme fixe, de préférence annulaire, et un volet mobile, ledit diaphragme s 'étendant extérieurement jusqu'en périphérie d'une gaine et définissant intérieurement un orifice de passage, le volet mobile étant monté mobile de préférence pivotant et de préférence dans l'orifice de passage du diaphragme, le volet présentant une section maximale inférieure à la section dudit orifice de passage.
Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un dispositif d'ajustement pour une installation de traitement de gaz de cuves d ' électrolyse comprenant un volet monté pivotant dans une gaine, ledit volet comprenant une première plaque et une deuxième plaque entrecroisées et, de préférence, perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, la deuxième plaque ayant une surface plus petite que la surface de la première plaque, cette dernière ne pouvant de préférence pas obturer complètement la gaine, laquelle surface de la première plaque étant alors plus petite que la section de passage nominale de la gaine.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée suivante, se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique en plan d'une installation conforme à l'invention,
- la figure 2 est une représentation partielle en perspective à échelle agrandie de l'installation suivant la flèche repérée II à la figure 1,
- la figure 3 est une représentation schématique de l'installation à échelle encore agrandie suivant la ligne repérée III-III à la figure 2,
- la figure 4 est une vue en coupe, à échelle encore agrandie, selon la ligne repérée IV-IV à la figure 3, d'un premier mode de réalisation de dispositif d'ajustement, dans une première position, - la figure 5 illustre, conformément à la figure 4, le premier mode de réalisation de dispositif d'a ustement, dans une deuxième position,
- la figure 6 illustre en perspective un deuxième mode de réalisation de dispositif d'a ustement, dans la première position,
- la figure 7 illustre, conformément à la figure 6, le deuxième mode de réalisation de dispositif d'ajustement, dans la deuxième position,
- la figure 8 illustre le deuxième mode de réalisation de dispositif d'ajustement, dans la première position, suivant la flèche repérée VIII à la figure 6,
- la figure 9 illustre le deuxième mode de réalisation de dispositif d'ajustement, dans la deuxième position, suivant la flèche repérée IX à la figure 7,
- la figure 10 représente schématiquement en perspective un troisième mode de réalisation de dispositif d ' ajustement ,
- la figure 11 représente schématiquement en perspective un quatrième mode de réalisation de dispositif d ' ajustement .
La figure 1 représente schématiquement en plan une installation pour le traitement de gaz de cuves d ' électrolyse comprenant un premier sous-ensemble 2, un deuxième sous-ensemble 4, une première conduite d'aspiration 44, une deuxième conduite d'aspiration 48, un dispositif d'aspiration 6 et un centre de traitement des gaz 8. Le dispositif d'aspiration 6 crée une aspiration à la fois dans la première conduite d'aspiration 44 et dans la deuxième conduite d'aspiration 48.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, la première conduite d'aspiration 44 relie le premier sous-ensemble 2 au centre de traitement des gaz 8 et présente une longueur L, tandis que la deuxième conduite 48 relie le deuxième sous-ensemble 4 au centre de traitement des gaz 8 et présente une longueur 1, inférieure à la longueur L de la première conduite d'aspiration. Afin d'équilibrer les pertes de charges entre le premier sous-ensemble 2 et le deuxième sous-ensemble 4, un diaphragme 10 est disposé dans la deuxième conduite d'aspiration 48 pour générer une perte de charge correspondant aux pertes de charge dues à la différence de longueur entre la première conduite d'aspiration 44 et la deuxième conduite d'aspiration 48.
Le diaphragme 10 est un anneau créant localement une réduction de la section de passage des gaz, comme il est explicité infra. La taille de l'anneau (en particulier sa section) est adaptée à la différence de longueur (L-l) entre la première conduite d'aspiration 44 et la deuxième conduite d'aspiration 48. En variante, bien que cela ne soit pas préféré, on peut prévoir d'autres dispositifs que le diaphragme 10 pour compenser la différence de perte de charge entre la première conduite d'aspiration 44 et la deuxième conduite d'aspiration 48.
Dans le mode réalisation illustré à la figure 1, chacun des premier 2 et deuxième 4 sous-ensembles comprend avantageusement quatre collecteurs 11, 12, 13, 14 ; 15, 16, 17, 18 répartis en deux paires de collecteurs 11, 12 ; 13, 14 ; 15, 16 ; 17, 18 reliées entre elles par un conduit de liaison 42, 46. Toutes les paires de collecteurs peuvent être identiques, les collecteurs de chaque paire sont disposés symétriquement et dans le prolongement l'un de l'autre, et chaque conduit de liaison 42, 46 relie les paires de collecteurs en s 'étendant perpendiculairement aux collecteurs, de sorte que chacun des premier 2 et deuxième 4 sous-ensembles présente sensiblement une forme de H.
Tel qu'illustré aux figures 2 et 3 chaque collecteur 11 s'étend entre une extrémité amont lia et une extrémité aval 11b entre lesquelles débouche une extrémité aval 23 d'une série de gaines 20. Chacune des gaines 20 présentent une cavité interne 22 et s'étend entre une extrémité amont 21 et l'extrémité aval 23 correspondante. Une série de cuves d ' électrolyse 40 disposées côte-à-côte (non représentées à la figure 2 pour une meilleure lisibilité) , constituée dans le mode de réalisation illustré par une pluralité de cuves, est reliée à chaque collecteur 11 par une série de gaines 20 respectives. L'extrémité amont 21 des gaines 20 est reliée à une cuve d ' électrolyse 40 respective pour y aspirer les gaz présents dans la cuve d ' électrolyse 40.
La série de gaines 20 comprend une gaine amont 20a dont l'extrémité aval 23 débouche à l'extrémité amont lia du collecteur 11 et une gaine aval 20b dont l'extrémité aval 23 débouche à proximité de l'extrémité aval 11b du collecteur 11. Les autres gaines 20 sont situées entre la gaine amont 20a et la gaine aval 20b et débouchent dans le collecteur 11 par leur extrémité aval en des zones régulièrement réparties. Compte tenu de l'augmentation du flux de gaz s 'écoulant dans le collecteur 11, de préférence le collecteur 11 présente une section croissant progressivement entre sa connexion avec l'extrémité aval 23 de la gaine amont 20a et sa connexion avec l'extrémité aval 23 de la gaine aval 20b.
En outre, pour équilibrer le flux de gaz dans chacune des gaines 20, un dispositif d'ajustement 30 est disposé dans chacune des gaines 20 entre leur extrémité amont 21 et leur extrémité aval 23.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, chaque dispositif d'ajustement 30 comprend une partie fixe 32 et une partie mobile 36. La partie fixe 32 est constituée par un diaphragme 32 de forme annulaire s 'étendant en périphérie de la cavité 22. Le diaphragme présente un bord externe se raccordant de préférence de manière étanche avec la gaine 20 et un bord interne définissant un orifice de passage 34. La partie mobile 36 est constituée par un volet 36 monté pivotant autour d'un axe diamétral de rotation Z (ici vertical) par rapport à la gaine 20. Un actionneur 38 (schématisé par une double flèche) permet de commander la rotation de 90 degrés du volet 36 entre une première position illustrée à la figure 4 et une deuxième position illustrée à la figure 5 constituant des positions d'équilibre du volet 36, c'est-à- dire des positions telles que si le volet 36 tend à s'écarter de l'une ou l'autre de ces positions, les effets aérodynamiques du flux gazeux s 'écoulant dans la gaine tendent à ramener le volet dans sa position d'équilibre considérée, en l'absence de fonctionnement de tout actionneur de manœuvre du volet 36. La première position correspond à une aspiration normale, les volets 36 opposant leur surface maximale au passage des gaz dans les gaines 20, tandis que la deuxième position correspond à une sur-aspiration, les volets 36 opposant alors leur surface minimale au passage du gaz dans les gaines 20.
Une première butée 52 solidaire du volet 36 vient au contact d'une butée fixe 50 solidaire de la gaine 20 lorsque le volet 36 est dans la première position pour arrêter le volet 36 en rotation dans un premier sens 62, tandis qu'une deuxième butée 54 également solidaire du volet 36 vient au contact de la butée fixe 50 lorsque le volet 36 est dans la deuxième position pour arrêter le volet 36 en rotation dans un deuxième sens 64, opposé au premier sens .
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, les gaines 20 sont de section circulaire et présentent une section nominale S, les orifices de passage 34 sont de section circulaire et de diamètre D2, et les volets 36 sont formés par un disque plein de section circulaire présentant un diamètre Dl strictement inférieur au diamètre D2 de l'orifice de passage 34 et ayant une épaisseur négligeable par rapport à son diamètre D2, tel qu'illustré à la figure 5.
Lorsque les volets 36 sont dans la première position, les dispositifs d'équilibrage 30 limitent le passage du gaz à une section de passage SI s 'étendant entre le diaphragme 32 et le volet 36 opposant sa surface maximale en s 'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale Y de la gaine 20 respective. La section de passage est donc réduite par rapport à la section nominale S par la surface annulaire du diaphragme 32 et par la surface maximale du volet 36 (n.Dl2/4) .
Lorsque les volets 36 sont dans la deuxième position, ils s'étendent suivant la direction longitudinale Y de la gaine 20 respective et opposent au passage du gaz leur section minimale, quasiment nulle, de sorte que les dispositifs d'équilibrage 30 limitent le passage du gaz à une section de passage S2 correspondant sensiblement à la section des orifices de passage 34 (n.D22/4) du diaphragme 32. La section de passage est donc nettement augmentée lorsque le dispositif d'équilibrage 30 passe de la première position à la deuxième position du volet 36, ce qui génère de préférence une multiplication du débit de gaz jusqu'à 3 fois.
Les gaines 20 présentent généralement la même section nominale S, sauf éventuellement aux extrémités qui ont une section supérieure pour limiter leurs pertes de charge. En général, afin d'équilibrer le débit dans les différentes gaines 20, en aspiration normale, l'orifice de passage 34 du diaphragme 32 se réduit progressivement de sorte que D2 décroit de la gaine amont 20a vers la gaine aval 20b, et le diamètre Dl du volet 36 est inférieur à D2 de la gaine aval 20b pour laquelle D2 est minimal. Le diamètre Dl du volet pivotant 36 a vocation de rester constant, car il est l'initiateur de la sur-aspiration (et définit la perte de la charge constante à supprimer) , et seul le diamètre D2 a un effet d'équilibrage. La section de passage SI décroit par conséquent de la gaine amont 20a vers la gaine aval 20b. En général, la gaine amont 20a est dépourvue de diaphragme 32.
De même, afin d'équilibrer le débit dans les gaines
20, en sur-aspiration, la section de passage S2 décroit de la gaine amont 20a vers la gaine aval 20b, du fait que D2 décroit progressivement et que le diamètre Dl du volet 36 est inférieur à D2 de la gaine aval 20b pour laquelle D2 est minimale.
Les figures 6 à 9 illustrent un dispositif d'ajustement ou d'équilibrage 130 selon un deuxième mode de réalisation conforme à l'invention.
Le dispositif d'équilibrage 130 est dépourvu de diaphragme fixe et comprend un volet 135 pivotant de 90 degrés par rapport à la gaine 20 autour d'un axe diamétral de rotation Z (ici vertical) entre une première position qui correspond à l'aspiration normale et une deuxième position qui correspond à la sur-aspiration. Le volet 135 oppose au passage du gaz dans la gaine 20 une section "efficace", perpendiculairement à la direction longitudinale Y de la gaine 20, qui est maximale lorsque le volet 135 est dans la première position et minimale lorsque le volet 135 est dans la deuxième position. La rotation du volet 135 est commandée par un actionneur 138 disposé à l'extérieur de la gaine 20.
Le volet 135 comprend une première plaque 132 et une deuxième plaque 136 planes entrecroisées, perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et sécantes suivant l'axe de rotation Z. La section maximale du volet 135 est constituée par la surface de la première plaque 132 et la section minimale du volet 135 est constituée par la surface de la deuxième plaque 136. Lorsque le volet 135 est dans la première position, la première plaque 132 s'étend perpendiculairement à la direction longitudinale Y de la gaine 20 tandis que la deuxième plaque 136 s'étend suivant la direction longitudinale Y de la gaine 20. Inversement, lorsque le volet 135 est dans la deuxième position, la première plaque 132 s'étend suivant la direction longitudinale Y de la gaine 20 tandis que la deuxième plaque 136 s'étend perpendiculairement à la direction longitudinale Y de la gaine 20. Ainsi, la première position et la deuxième position constituent des positions d'équilibre. Avantageusement, le centre de la première plaque 132 et le centre de la deuxième plaque 136 sont situés sur l'axe de rotation Z, et de préférence, confondus au centre des plaques en forme de disques circulaires 132 et 136.
Le volet 135 est arrêté en rotation dans le premier sens 62 dans la première position, par contact entre la première butée 52 solidaire du volet 135 et la butée fixe 50, et est arrêté en rotation dans le deuxième sens 64 dans la deuxième position, par contact entre la deuxième butée 54 solidaire du volet 135 et la butée fixe 50.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 6 à 9, la première plaque 132 est formée par un disque circulaire de diamètre XI, la deuxième plaque 136 est formée par un disque circulaire de diamètre X2 et la gaine est de section circulaire S.
Lorsque les volets 135 sont dans la première position, les dispositifs d'équilibrage 130 limitent par conséquent le passage du gaz à une section de passage SI s 'étendant entre la première plaque 132 de diamètre XI et la gaine 20. La section de passage du gaz est donc réduite par rapport à la section nominale S de la surface de la première plaque (n.Xl2/4), soit SI = S - n.Xl2/4.
Lorsque les volets 135 sont dans la deuxième position, les dispositifs d'équilibrage 130 limitent par conséquent le passage du gaz à une section de passage S2 s 'étendant entre la deuxième plaque 132 de diamètre X2 et la gaine 20, la première plaque 132 opposant alors une surface négligeable. La section de passage du gaz est donc réduite par rapport à la section nominale S de la surface de la deuxième plaque (n.X22/4), soit S2 = S - n.X22/4.
Le diamètre X2 de la deuxième plaque 136 étant nettement inférieur au diamètre XI de la première plaque 132, la section de passage est donc nettement augmentée lorsque le dispositif d'équilibrage passe de la première position (SI) à la deuxième position (S2), ce qui génère une multiplication du débit de gaz jusqu'à environ 3 fois de préférence.
Les gaines 20 sont toutes identiques et présentent toutes la même section nominale S. En revanche, afin d'équilibrer le débit dans les différentes gaines 20, en aspiration normale, la section efficace maximale du volet 135 déterminée par la surface de la première plaque 132 augmente progressivement avec la réduction de la perte de charge (hors dispositif d'équilibrage), c'est-à-dire généralement de la distance, de l'extrémité aval 23 de la gaine 20 à l'extrémité aval 11b du collecteur, autrement dit de la gaine amont 20a à la gaine aval 20b.
De même, afin d'équilibrer le débit dans les gaines 20, en sur-aspiration, la section efficace minimale du volet 135 déterminée par la surface de la deuxième plaque 136 augmente progressivement avec la diminution de la réduction de la perte de charge (hors dispositif d'équilibrage), c'est-à-dire généralement de la distance, entre l'extrémité aval 23 de la gaine 20 et l'extrémité aval 11b du collecteur, autrement dit de la gaine amont 20a vers la gaine aval 20b.
Les figures 6 et 7 illustrent que le dispositif d'équilibrage 130 est monté dans un tronçon de la gaine 20 destiné à être fixé entre deux autres tronçons de la gaine 20 présentant la même section nominale S. Il est enfin noté que le diaphragme 10 (voir figure 1) peut être omis en agrandissant les volets 135 des dispositifs d'équilibrage 130 du deuxième sous-ensemble 4 par rapport aux volets des dispositifs d'équilibrage correspondants du premier sous-ensemble 2.
La figure 10 illustre un troisième mode de réalisation se distinguant essentiellement du premier mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5 en ce que les gaines 220 présentent une section rectangulaire et les dispositifs d'équilibrage 230 comprennent chacun un diaphragme 232 et un volet 236 pivotant tout deux de forme rectangulaire. Le diaphragme 232 s'étend en périphérie jusqu'à la gaine 220 de section rectangulaire et définit intérieurement un orifice de passage 234 également de section rectangulaire. Le volet 236 est formé par une plaque également de section rectangulaire.
La figure 11 illustre un quatrième mode de réalisation se distinguant essentiellement du premier mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5 et du troisième mode de réalisation illustré à la figure 10 en ce que les dispositifs d'équilibrage 330 comprennent chacun un volet 336 rectangulaire et un diaphragme 332 définissant intérieurement un orifice de passage 334 rectangulaire et s 'étendant extérieurement jusqu'à la gaine 320 de section circulaire.
Il est noté que, dans l'ensemble des modes de réalisation décrits supra, lorsque qu'il est nécessaire d'augmenter l'aspiration dans une ou plusieurs cuves 40, notamment parce qu'un capot ou une porte y est ouverte, l'augmentation de débit d'aspiration des gaz dans cette cuve est obtenu en faisant passer le dispositif d'équilibrage respectif (disposé dans la gaine 20 par laquelle sont aspirés les gaz de cette cuve) de sa première position à sa deuxième position, de préférence sans agir sur le dispositif d'aspiration 6 ni sur les autres dispositifs d'équilibrage.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre illustratif non limitatif. Les gaines, les volets et les diaphragmes pourraient avoir encore d'autres formes, en particulier non nécessairement homothétiques les unes des autres .
De même, le volet 135 du deuxième mode de réalisation pourrait avoir d'autres formes. La première plaque 132 et la deuxième plaque 136 pourraient ne pas être circulaires. En outre, l'espace entre la première plaque 132 et la deuxième plaque 136 pourrait être rempli, au moins partiellement, de matière.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation (1) pour la collecte des gaz d'une pluralité de cuves d ' électrolyse (40) comprenant un centre de traitement des gaz (8), un collecteur (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) alimentant le centre de traitement des gaz (8), une pluralité de gaines (20) alimentant le collecteur (11) et présentant chacune une extrémité amont (21) destinée à recevoir les gaz des cuves d ' électrolyse (40), un dispositif d'aspiration des gaz (6) adapté pour faire circuler les gaz des gaines (20) vers le centre de traitement des gaz (8), et des dispositifs d'ajustement (30, 130, 230, 330) disposés respectivement dans chacune des gaines (20), les gaines (20) délimitant une cavité interne (22) présentant une section de passage nominale (S) identique pour toutes les gaines (20) et ladite installation (1) étant caractérisée en ce que :
- chaque dispositif d'ajustement (30, 130, 230, 330) comprend une partie mobile (36, 135, 236, 336) présentant :
· une première position, correspondant à une configuration d'aspiration normale, dans laquelle il limite localement le passage des gaz dans la gaine (20) respective à une première section de passage (SI) non nulle, inférieure à la section de passage nominale, et
• une deuxième position, correspondant à une configuration de sur-aspiration, dans laquelle il limite localement le passage des gaz dans la gaine (20) respective à une deuxième section de passage (S2) comprise entre la première section de passage (SI) et la section de passage nominale (S), et - les premières sections de passage (SI) et les deuxièmes sections de passage (S2) augmentent avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz (2) et l'extrémité amont (21) des gaines (20) respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (30, 130, 230, 330) .
2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle le déplacement de ladite partie mobile (36, 135, 236, 336) est arrêtée par butée (50, 52, 54) dans un premier sens (62) dans ladite première position et dans un deuxième sens (64), opposé au premier sens (62), dans ladite deuxième position, et de préférence ladite partie mobile (36, 135, 236, 336) de chacun des dispositifs d'ajustement (30, 130, 230, 330) est montée pivotante (38) par rapport à la gaine respective (20) .
3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la première position et la deuxième position constituent deux positions d'équilibre.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les dispositifs d'ajustement (30) comprennent en outre chacun un diaphragme (32) fixe, de préférence annulaire, définissant intérieurement un orifice de passage (34, 234, 334) respectif .
5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle le diaphragme fixe (32) s'étend extérieurement jusqu'en périphérie de la cavité interne (22) de la gaine (20) respective et la deuxième section de passage (S2) correspond sensiblement à la section (D2) de l'orifice de passage (34) respectif.
6. Installation selon l'une des revendications 4 et 5, dans laquelle la partie mobile (36) des dispositifs d'ajustement (30) est disposée dans l'orifice de passage (34) du diaphragme (32) .
7. Installation selon la revendication 6 dans laquelle la partie mobile (36) des dispositifs d'ajustement (30) présente une section maximale (Dl) inférieure à la section (D2) de l'orifice de passage (34) respectif.
8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle :
- la partie mobile de chaque dispositif d'ajustement (130) comprend un volet (135) monté mobile en rotation par rapport à la gaine (20) respective autour d'un axe de rotation (Z), et
- la section maximale (XI) du volet (135) des dispositifs d'ajustement diminue avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz (2) et l'extrémité amont (21) des gaines (20) respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (130).
9. Installation selon la revendication 8 dans laquelle la section minimale (X2) du volet (135) des dispositifs d'ajustement diminue avec l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz (2) et l'extrémité amont (21) des gaines (20) respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (130).
10. Installation selon l'une des revendications 8 et 9, dans laquelle le volet (135) comprend une première plaque (132) et une deuxième plaque (136) entrecroisées, la deuxième plaque (136) ayant une surface (X2) plus petite surface que la surface (XI) de la première plaque (132) .
11. Installation selon la revendication 10 dans laquelle la première plaque (132) et la deuxième plaque (136) sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre.
12. Installation selon la revendication 11 dans laquelle :
- la première plaque (132) s'étend perpendiculairement à la gaine (20) lorsque le dispositif d'ajustement (130) est dans la première position, et - la deuxième plaque (136) s'étend perpendiculairement à la gaine (20) lorsque le dispositif d'ajustement (130) est dans la deuxième position.
13. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 12 dans laquelle la surface (XI) de la première plaque (132) et la surface (X2) de la deuxième plaque (136) des dispositifs d'ajustement diminuent toutes les deux en fonction de l'augmentation des pertes de charge entre le centre de traitement des gaz (2) et l'extrémité amont (21) des gaines (20) respectives, en dehors des dispositifs d'ajustement (130).
14. Dispositif d'ajustement (30, 230, 330) pour une installation (1) de collecte de gaz de cuves d ' électrolyse comprenant un diaphragme (32, 232, 332) fixe, de préférence annulaire, et un volet (36, 236, 336) mobile, ledit diaphragme (32, 232, 332) s 'étendant extérieurement jusqu'en périphérie d'une gaine (20, 220, 320) et définissant intérieurement un orifice de passage (34, 234, 334), le volet mobile (36, 236, 336) étant monté mobile de préférence pivotant et de préférence dans l'orifice de passage (34, 234, 334) du diaphragme (32, 232, 332), le volet mobile (36, 236, 336) présentant une section maximale (Dl) inférieure à la section (D2) dudit orifice de passage (34, 234, 334) .
15. Dispositif d'ajustement (130) pour une installation (1) de collecte de gaz de cuves d ' électrolyse comprenant un volet (135) monté pivotant dans une gaine (20), ledit volet (135) comprenant une première plaque (132) et une deuxième plaque (136) entrecroisées et, de préférence, perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, la deuxième plaque (136) ayant une surface (X2) plus petite que la surface (XI) de la première plaque (132), laquelle surface (XI) de la première plaque (132) est plus petite que la section de passage nominale (S) de la gaine (20) .
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