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" perfectionnements à ou relatifs à la séparation des liquides"
La présente invention se réfère à des procédés de séparation de liquides différent les uns des autres plus particulièrement en ce qui concerne les propriétés physiques poids spécifique et viscosité ;;jusqu'à présent ce procédé est réalisé à l'aide d'appareils dans lesquels un liquide donné dont il y a lieu de séparer de l'huile est forcé de circuler en dessous des ou- vertures d'une série de chambres collectrices verticales don- nant sur un bac collecteur commun, tandis qu'on prévoit des. serpentins de vapeur pour diminuer la viscosité de l'huile.
Dans les appareils marchant sur le même principe général, on s'est également , jusqu'à présent,proposé de faire passer le liquide BOUS traitement à travers un serpentin' percé de trous ou un passage de dérivation,l'huile passant à travers les trous étant receuillie dans un réservoir. cette invention s'applique notamment au traitement des
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eaux huileuses des buchains et de l'eau du ballast des navires à moteurs à huile, en vue de récupérer l'huile et d'enlever l'eau qui n'est pas contaminée ;
mais il doit être entendu qu'elle est applicable à la séparation de toutes espèces de li- quides différent en poids spécifique et en viscosité ,bien que les termes "huile" et "eau" soient ,pour raison de facilité, employés ci-après pour désigner respectivement le constituent le plus léger ( et le plus visqueux) et le plus lourd ( et le moins visqueux).
En ce qui concerne l'utilisation des différences de poids spécifique pour réaliser la séparation,on s'est rendu compte, d'une façon assez générale , qu'une question importante est d'as- surer l'existence d'une zone de courant lent, tranquille .dans laquelle l'huile puisse monter à travers l'eau; et,aussi ,dans une mesure moindre,que la séparation s'accomplit mieux quand l'huile peut s'élever normalement vers le courant d'eau , de façon à n'être pas contrariée dans son mouvement par ce dernier; et enfin, qu'étant donné le désir d'éviter des variations inop- portunes du courant d'eau .telles que celles de nature à provo quer un tourbillonnement excessif,il est préférable que le courant d'eau soit nécessairement,en substance, en direction horizontale.
Il existe des séparateurs dans lesquels existe en sub- stance un courant horizontal ;mais on ne connaît pas de sépara- teur présentant cette caractéristique simultanément avec les deux autres desiderata essentiels, à savoir tout d'abord le fait que l'huile soit éliminée de la partie supérieure du cou- rant d'eau de façon à être soustraite définitivement à l'action de tout courant d'eau ; ensuite, le fait que le procédé adopté pour atteindre ce but amène une diminution de la surface du cou- rant d'eau ail ssi faible que possible, de façon que la vitesse d'écoulement d'un appareil de/deimension d'encombrement données soit aussi lebet que possible.
Tour effectuer la séparation dans un courant liquide traver. sant un appareil, il peut être désirable que la circulation
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des mélanges liquides soit entièrement du type 'a'ti3'néd du- rant,sans tourbillonnement. On peut y arriver en faisant circu- ler le liquide à traiter dans un certain nombre de tubes paral- lèles.
Envisageons, par exemple l'écoulement dans un tube ou conduit ; on sait qu'il existe une certaine valeur critique vd de la fonction p (v = vitesse ; d = diamètre //=viscosité' #= densité) au dessus de laquelle l'écoulement entièrement à veine de courant est impossible. Cette valeur est de 2000 environ .cette évaluation nous montre qu'avec les vitesses d'écoulement de la pratique et proportionnelles évidemment à vd2 le diamètre requis pour l'utilisation d'un seul cylindre come séparateur à écoulement à veines de courant devrait être tel qu'il serait inutilisable dans la pratique.
La présente invention se réfère à un procédé et à un appareil de séparation de liquides dans lequel et grâce au- quel on force le liquide à passer en dessous et en contact avec une. plaque horizontale ou horizontale en substance ou encore avec un membre ou séries de membres constituant les surfaces supérieures d'un ou de plusieurs conduits droits ou séries de conduits .chacun de ceux-ci percé d'un certain nombre de trous ou passages distribués sur la surface et raccordés sur une
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conduite ou un :
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Le rôle de la plaque horizontale perforée est de permet- tre à l'huile ascendante qui sort du courant de traverser la plaque perforée pour se rendre dans une région calme à l'abri du courant d'eau.Les cloisons se trouvant au dessus,étant con- tinues jusqu'au sommet du réservoir,il n'est pas possible à l'huile de s'écouler longitudinalement au dessus de la pla- que horizontale et de descendre à l'extrémité dans le courant d'eau pour pénétrer ainsi dans le canal de vidance de cette dernière.
Il en résulte que l'eau s'écoule librement dans un conduit des dimensions maxima possibles,que l'huile s'échappe pour se rendre dans des compartiments à l'abri des courants d'eau et enfin qu'ils a pas depossibilité à l'intervention
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d'influences perturbatrices qui mélangeraient à nouveau les constituants séparés.
Si les passages du séparateur proprement dits étaient larges et libres,il serait possible qu'un courant d'eau s'éta- blisse à travers le collecteur d'huile et de la sorte vers la sortie d'eau; ceci réduirait à néant les avantages particu- liers procurés par le dispositif. C'est pourquoi on a réduit ces passages par l'emploi de la plaque perforée horizontale et par celui du minimum de diamètre raisonnable pour les condui- tes se trouvant entre le séparateur proprement dit et le bac collecteur d'huile.
L'appareil peut être aussi muni de dispositifs de sépara- " tion basés sur les différences des densités des liquides à sé- parer. Quand il s'agit de séparer de l'huile,on peut y arriver en aménageant à des distances convenables dans le conduit prin- cipal ,en dessous des trous ou passages collecteurs d'huile, des intercepteurs en tissu métallique ou des plaques percées de trous dirigées vers le bas ; dernières sont destinées à permettre au liquide sous traitement de les traverser sans contrarier essentiellement l'écoulement; on présente de la sor- te au liquide le plus visqueux des surfaces sur lesquelles il se rassemble dans une certaine mesure;
après quoi par suite de l'adjonction répétée de nouveaux globules de petites dimen- sions prévaut du liquide en circulation, il s'agglomère pour venir flotter très facilement à la partie supérieure du liquide et traverser les conduits collecteurs d'huile ou perforations.
Quand les conduits collecteurs sont constitués par une série de plaques verticales, ces dispositifs collecteurs annexes peuvent s'étendre vers le bas , partir des extrémités inférieu- res des plaques où ils prennent naissance.
Une caractéristique mineure se réfère au mode d'élimination de l'écume qui est susceptible de s'accumuler au fond de tout séparateur de ce genre. Dans la présente invention, on envisage l'établissement des parties intérieures du bac principal du
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séparateur sous forme portive, de façon à permettre l'en- lèvement facile et le nettoyage , l'intérieur du bac étant ainsi rendu facilement accessible pour le nettoyage,si celui- ci est nécessaire.
Un accessoire nécessaire est une prise d'air pour permet- tre l'éliminât ion, grâce à une pompe, de l'air qui se trouve- rait dans le séparateur. Celle-ci peut affecter la forme de tuyauteries s'élevant à'une hauteur convenable ou d'une peti- te soupape à flotteur. Il faut également disposer de robinets de purge et de serpentins de chauffe pour diminuer la viscosi- té de l'huile , si nécessaire.
La présente invention se rapporte aussi à l'utilisation d'appareils identiques en substance à ceux décrits,mais inter- vertis, pour traiter les mélanges dans lesquels les/Liquides légers sont prépondérants.
Les appareils destinés au traitement de l'eau huileuse peuvent aussi , comme nous l'avans dit ci-dessus,être munis d'un certain nombre de tubes parallèles de dimensions telles que l'écoulement puisse se faire à la vitesse voulue, sans qu'il y ait des courants tourbillonnaires; les tubes ont une longueur suffisante pour que l'huile se coagule et,par suite de sa masse se sépare facilement de l'eau au moment où elle quitte les tubes. La longueur des tubes est fonction da poids spécifique de l'huile à séparer, de leur diamètre et de la vitesse d'écoulement,cette longueur est, par exemple , de 20 pieds environ, pour un diamètre de 1 1/2 pouce à la plus grande vitesse possible sans qu'il y ait tourbillonnement pour le traitement d'une huile combustible type.
Dans certai- nes modalités,l'appareil peut être conçu avec ces tubes'hori- zontaux donnant d'un côté dans une alimentation commune et donnant de l'autre dans une décharge commune munie de deux sorties :une supérieure pour l'huile et une inférieure pour l'eau.
Les trous pratiqués dans le membre horizontal peuvent être prévus sur la périphérie supérieure d'un certain nombre
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de tubes parallèles de dimensions appropriées pour assurer un écoulement à la vitesse requise sans qu'il y ait de mouvements tourbillonnaires.
Des prises d'air ,robinets de purge , serpentins de chauffe pour diminuer la viscosité de l'huile peuvent être prévus, si nécessaire ; les parties intérieures de l'appareil peuvent être rendues amovibles pour la facilité du nettoyage.
Les dispositifs dans lesquels l'écoulement a lieu entre plaques platas sont nettement du même ordre que ceux à système correspondant de tubes placés côte à côte. On propose donc de se servir de plaques plates disposées très près les unes des autres pour assurer un écoulement à veine de courant, au lieu d'employer un grand nombre de tuyaux circulaires; ce dispositif bien qu'identique de principe , est de construction moins coûteuse.
C'est ainsi ,par exemple,que les plaques plates peu- vent être disposées horizontalement entre des plaques corres- pondant aux plaques tubulaires de la construction tubulaire; chaque plaque alternée est percée de trous, l'espace situé en dessous de chaque plaque perforée est muni d'une admission vers une plaque tubulaire ,pour le mélange et d'une décharge dans l'autre plaque tubulaire pour l'eau séparée ; les plaques sont inclinées latéralement et vont d'une paroi de l'enveloppe à une paroi située, de l'autre côté de l'enveloppe établie sur un passage verticalement au réservoir d'huile ; cette paroi est percée-de trous qui débouchent dans les espaces situés au dessus des plaques perforées.
Diverses modalités d'exécution pour le traitement des eaux huileuses se trouvent représentées dans les dessins annexés, de façon plus ou moins schématique .
La fig.l est une vue perspective d'une forme simple d'ap- pareil.
La fig.2 est un détail de la fig.l sur échelle agrandie .
Les figs. 3 , 4 et 5 représentent des coupes terminales et longitudinales d'un appareil de construction modifiée ;
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La fig.3 est une cupe/suivant AA
La fige 4 et la Fig.5 une coupe suivant BB;
Les figs. 6 et 7 représentent respectivement une vue en élévation avec coupe partielle et une vue du bout d'une autre variété d'exécution de l'appareil.
Dans les figs 1 et 2 ,un réservoir cylindrique 8 est muni d'une admission 3 pour l'eau huileuse à traiter et d'une vi- dange 4 pour l'eau séparée.
Dans le corps 2 se trouvent une série de diaphragmes 5,5 a 55 ,5c et 5d convenablement espacé=s chacun muni d'un orifice recouvert de toile métallique 6 ; entre deux diaphragmes successifs, à quelque distance du sommet du corps 2 se trou- vent fixées des plaques horizontales 7, s'étendant en ligne dro te à travers cette partie du corps, munies d'une ouverture couverte de toile métallique 8 . Un trou 9 est pratiqué à la partie supérieure du corps 2 entre chacun des paires de dia- phragmes 5,5a ,etc. ces trous donnent dans un réservoir collecteur d'huile 10 ,muni d'une vidange 11 et fixé sur la partie supérieure du Qorps 2.
Pendant la marche de l'appareil ,l'eau huileuse qui pénè- tre dans le corps 2 par l'admission 3 remplit tous les compar- timents, l'huile qui se dé=pose sur la toile métallique verti- cale & s'accumule et s'agglomère,par suite de sa masse , elle monte et traverse facilement les feuilles à toiles métalli- ques 8 ; est alors évacuée par la vidange 11 avec l'huile qui sans adhérer aux toiles verticales 6 est montée directement et à traversé les toiles 8.
Cet appareil peut être muni de'tuyauteries ou de serpen- tins de chauffage.
Dans l'appareil représenté dans les fig.3 ,4 et 5 ,1e corps cylindrique 2 est muni d'une admission 3 pour l'eau huileuse et d'une vidange 4 pour l'eau séparée ainsi que d'une vidange 11 pour l'huile, comme dans l'exemple précédent.
Le corps 2 a deux compartiments rectangulaires 10 et 12 fixées sur sa partie supérieure.La première partie du corps
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2 est divisée par deux plaques tampons 13 et 14 et une plaque tubulaire 20 en trois compartiments 15 , 16 et 17 en communi- cation les uns avec les autres par l'intermédiaire de trous
16 percés dans les plaques tampons.Chacun des compartiments
15 ,16 et 17 communique avec la chambre à huile la par linter. termédiaire de trous 19 se trouvant à la partie supérieure du corps.
Entre la plaque tubulaire 20 et la plaque tubulaire opposée 21 se trouvent un certain nombre de tubes parallèles 22. Sur la partie supérieure de chacun de ces tubes se trou- vent en direction longitudinale , de distance en distance, des trous, de préférence en nombre croissant et de diamètres décroissants vers les extrémités de vidange. Trois trous 23 donnant passage du compartiment tubulaire vers la chambre
10 se trouvent aménagés sur la partie supérieure du corps 2.
Le compartiment 25 situé entre le plaque tubulaire 21 et la paroi terminale 26 du corps 2 est muni, à sa partie supérieu- re, d'un orifice de sortie 27 donnant accès dans le comparti- ment d'eau 12.
La chambre d'huile 10 est munie d'un serpentin ou tuyau de vapeur 28 raccordé sur une tuyauterie d'alimentation de vapeur 29 destiné à réduire la viscosité des huiles lour- des pour leur permettre de couler facilement.
La chambre d'eau 12 est munie d'une couche filtrante fixée entre des plaques perforées 31 et 32. En travers de la chambre 12 et én dessous du filtre se trouve fixée une plaque inclinée 33 percée à sa partie supérieure d'un trou 34.
Au dessus de l'extrémité inférieure de la plaque incli- née 34, se trouve une vidange 35; la tuyauterie d'alimentation de vapeur 29 est munie d'un prolongement 36 muni d'une sou- pape 37 s'ouvrant dans la chambre d'eau 12. Le serpentin de vapeur 28 peut être raccordé par l'intermédiaire d'un tube 38 à admission 39 sur le compartiment tubulaire 24 ; ce der- nier a également une vidange 40 pour le nettoyage.
L'eau huileuse sans traitement traversai'admission 3, entre dans le compartiment 15 ; l'huile qui se sépare le plus
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facilement s'élève par 1/cuveture 19 dans la chambre d'huile 10; le restant passe par l'ouverture 18 de la plaque tampon 13 ; une nouvelle quantité d'huile se sépare alors et monte par la seconde ouverture 19 dans la chambre d'huile 10;l'eau huileu se du compartiment 16 pénètre dans le compartiment 17 par la seconde ouverture 18; dans' ce compartiment ,une quantité supplémentaire d'huile se sépare et pénètre dans la chambre 10 par la troisième ouverture 19.
L'eau huileuse du comparti- ment 17 traverse les tubes 22 pour arriver dans le comparti- ment 25 ; le passage des tubes l'huile s'échappe par les trous se trouvant à la partie supérieure des tubes et monte, par les ouvertures 23 dans la chambre d'huile 10. Il est possible que l'eau des tubes 10 contienne encore une pe- tite quantité d'huile; celle-ci est arrêtée par le filtre 30 que traverse l'eau de bas en haut après avoir traversé les ouvertures 27 et 34 Cette huile peut être ensuite éliminée du filtre 50 à l'aide de vapeur admise'par la soupape 37; cette huile est évacuée par la vidange 35.
Dans la troisième modification de l'appareil représentée par les figs.6 et 7 ,les parties correspondantes sont rensei- gnées par les mêmes numéros que dans les figs.3 ,4 et 5. Dans cette modification ne se trouve qu'une seule plaque tampon 14 entre 1'amission d'huile 5 et la plaque tubulaire 20; l'ouverture 18 de la plaque tampon se trouve en sa partie la plus basse.La chambre d'huile 10 est divisée en deux parties par une plaquejtampon 40 percée d'une ouverture de communica- tion.le compartiment compris entre la plaque tubulaire 21 et la paroi 42 du corps 2 est muni de tampons 43 et 44 dirigés respectivement vers le bas et vers le haut; le filtre 30 est séparé du corps 2 ;
sortie de l'eau 4 se trouve à son sommet.
La tuyauterie de vapeur de chauffe 28 s'étend sur toute la longueur de la chambre d'huile 10 , comme dans l'exemple précédent.
La marche est analogue à celle exposée pour l'exemple précédent;l'eau Huileuse entrant dans l'appareil pénètre par
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une admission 3 dans une chambre 15 muis à son sommet d'une vidange 19 par où l'huile séparée se rend dans la chambre d' huile 10; l'eau huileuse passe ensuite par l'ouverture au tampon 14 et ensuite par les tubes 22 dans la chambre 25 ; l'huile coagulée au passage à travers les tubes 22 monte facilement par l'ouverture 27 dans la division de la chambre d'huile 10 située à gauche de la plaque tampon 40 d'ou l'hui le traverse l'ouverture 41 pour arriver à la vidange IL.
L'eau du compartiment 25 passe en dessuus de la plaque tampon 43 et au dessus de la plaque tampon 44 pour arriver par l'orifice 27 dans le filtre 30 où elle est traitée comme dans l'exem- ple précédent.Le tuyau de vapeur 38 de la tuyauterie de chauf- fe 2b pénètre dans le compartiment 25 au lieu de pénétrer dans l'espace environnant les tubes 22 ; la séparation finale de l'huile a lieu dans le compartiment 25 au lieu de se faire dans cet espace.
Dans une modification du processus de séparation tubu- laire , le dispositif peut être interverti ; les trous se trouvent à la partie inférieure des tubes, de façon que le li- quide se sépare en passant au travers.
Cette invention a été rendue applicable à un système fermé, distinct des réservoirs ouverts au sommet parce que le système fermé est avantageux dans l'industrie navale, tant au point de vue du fait qu'il peut être disposé dans toutes les positions par rapport au niveau d'eau et du fait que sa marche n'est pas influencée par le roulis en mer.
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