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" PROCEDE ET DISPOSITIF POUR SEPARER D'UN MILIEU GAZEUX DES
PARTICULES SOLIDES Il
L'invention a. pour objet un procédé et un dispositif pour séparer d'un milieu gazeux des particules solides, en utilisant le fait qu'un courant de ce milieu, allant en se rétrécissant, est amené, sous un angle aigu de 3 à 15 , contre une surface de filtre pourvue d'ouvertures de passage, de telle sorte qu'une plus grande nartie du milieu gazeux, ayant une teneur diminuée en par- ticules solides, passe au travers des ouvertures de la surface de filtre, tandis qu'un plus petit courant du milieu, enrichi en -particules solides, est conduit, le long de la surface du filtre, dans un mouvement ondulatoire, vers une sortie aménagée directe- ment à l'extrémité arrière du filtre.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en de que la vitesse du courant du milieu, le long de la paroi du filtre est,
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au plus, de 30 mètres par seconde et au moins de 16 mètres par seconde et en ce que le dimensionnement des ouvertures du filtre . est au plus de 16 millimètres et au moins de 2 millimètres, de telle sorte que le milieu, lors de son écoulement le long de la surface du filtre, prend un mouvement ondulatoire d'une fréquence d'au plus de 15.000 par seconde et d'au moins 1.000 par seconde, ce par quoi se développe, contre la surface du filtre, une force aérodynamique dirigée dans le sens qui s'éloigne de cette surface et ayant une valeur suffisamment grande pour surpasser la force qui tend à entraîner, à travers la surface du filtre,
les parti- cules de poussières jusqu'au dessous de 10 ( avec un poids spécifique de 1 gr/cm3).
Un dispositif approprié à la mise en oeuvre du procédé sui- vant l'invention est, conformément à l'invention, caractérisé en ce que le filtre forme une paroi, ou une partie d'une paroi, d'un canal qui va-en se rétrécissant, dans lequel la surface de filtre s'étend jusqu'à l'extrémité la plus étroite, directement reliée à une sortie de poussières, du canal qui va en se rétré- cissant; en ce que la surface totale des ouvertures du filtre, derrière n'importe quelle section transversale du canal est plus grande que la dite section transversale, diminuée autour de la surface de la sortie de poussières, en ce que les parois des ouvertures du filtre qui s'offrent au courant gazeux traversant le canal forment, avec la surface de filtre, un angle dont-. la valeur est comprise entre 30 et 90 ;
en ce que l'angle d'incli- naison de la surface da filtre par rapport au courant gazeux est moindre que 1/5 ; en ce que le dimensionnement des ouver- tures de filtre, le long de la surface de filtre, est d'au plus 16 mm et d'au moins 2 mm.
L'invention est décrite, ci-après, avec plus de détails, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est la vue en plan d'une portion de la surface de filtre, telle qu'utilisée dans le dispositif suivant l'invention;
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La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1;
La figure 2a est un diagramme des composantes du courant gazeux qui renferme les particules solides à séparer;
La. figure 3 est la, représentation d'une partie du mouvement ondulatoire du courant gazeux;
Les figures 4 et 5 représentent, respectivement, le ralentis- sement et l'accélération d'une particule solide qui suit exacte- ment le mouvement ondulatoire du courant gazeux;
La figure 6 est un diagramme de la force résultante qui agi.t sur une particule suivant fig,4 et fig.5; La. figure 7 est la représentation de la. trajectoire d'une par- ticvle solide qui, en raison de sa grandeur, se déplace d'une façon essenti ellernent Indépendante des mouvements oscillatoires du courant gazeux;
La figure 8 est le diagramme de la force résultante qui agit sur une particule suivant fige 7;
La figure 9 est la représentation de certaines trajectoires de particules et
La figure 10, le schéma d'un dispositif selon l'invention.
Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, le filtre se compose d'une tôle ajourée 1, dans laquelle les lèvres 2, situées entre les ouvertures font, avec la surface de filtre, un angle dau moins 30 et d'au plus 90 . Sur la figure 2, cet angle est de 45 , qui procure le maximum d'amplitude au mouvement ondulatoire du courant gazeux. Une valeur particulièrement appropriée de cet angle se situe entre 30 et 60 . La surface de filtre ( voir fig.
2a) est soumise à un souffle de direction w, W représentant aussi bien la. vitesse que la direction du courant gazeux, wi est la composante de cette vitesse parallèlement à la surface du filtre et W2 la composante perpendiculaire à cette surface. Le rapport W2/W1 est ici de 1/10.
Une valeur partoulièrement appropriée de ce rapport se situe entre 1/7 et 1/20; ce rapport ne doit pas être supérieur à 1/5.
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Pourvu que la surface de filtresoit constituée, et soumise au soufflage, de telle manière que le mouvement ondulatoire dé- crit se réalise, la fréquence recherchée est obtenue quand le quotient de la vitesse, en mètres/seconde, dans la direction wl, par la valeur S, en millimètres, de la distance entre les .ouvertures de passage du courant, est au moins 1.000.
Pour montrer clairement comment se réalise l'effet rechercha il est nécessaire d'étudier de plus près le mouvement ondulatoire du courant gazeux. Les filets gazeux de la figure 2 ont été tracés en se basant sur la théorie de l'écoulement potentiel et ont été contrôlés au moyen de photographies de filets gazeux.
On peut, sur ces tracés de filets gazeux, lire non seule- ment les changements de direction mais aussi les variations de vitesse. Des filets qui cheminent séparés les uns des autres correspondent notamment à une vitesse diminuée (ralentissement) tandis que des filets cheminant ensemble permettent de conclure à une vitesse augmentée ( accélération). Une étude plus poussée de la forme des lignes de courant montre que les variations de vitesse sont synchonisées d'une façon déterminée avec les chan- gements de direction.
La figure 3 montre quelle est la partie de la trajectoire ondulée du courant gazeux qui est ralentie et quelle est la partie qui est accélérée.
Les figures 4 et 5 montrent la direction de la force de frottement aérodynamique qui agit sur une particule qui est assez petite pour suivre constamment la trajectoire du courant gazeux, Pour chaque ouverture de filtre que la particule de filtre fran- chit, il se produit deux impulsions de forces, l'une dans la di- rection o et l'autre dans la direction d. Si la fréquence de ces impulsions c et d est suffisamment grande, ces impulsions se composent, conformément aux lois de la mécanique, en une résul- tante r (fig.6) qui est dirigée dans le sens qui s'éloigne de la surface.
Afin d'éviter tout malentendu qu'il soit indiqué que o et d (fig.6) ne concernent pas la force à l'instant où elle est
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maximum, mais la valeur moyenne de la. force, considérée comme fonction du temps, qui fait de la résultante r l'équivalent d'une force qui agit sans discontinuer.
Pour obtenir cette équivalence, la direction de o et de d doit aussi. être considérée comme une direction moyenne, calculée d'une certaine manière, pour une période respectivement de ralentissernent et d'accélération.
Les directions de forces qui sont montrées , titre d'exem- ple, sur les figures 4 et 5 supposent toutefois que la trajec- toire de la. particule coïncide avec celle du courant gazeux (courant d'air).
Dans la réalité. la trajectoire de la particule diffère plus ou moins de celle du courant. Cet écart est de la, plus grande importance pour l'aérodynamique du processus.
La. figure 7 montre quel serait le processus des forces si la rarticule était assez lourde pour être entraînée vers l'avant, en ligne droite, dans le courant d'air qui la pousse, sans que sa vitesse soit modifiée. Deux positions 1 et 2 de la particule, eu égard à la trajectoire ondulée du courant d'air doivent être considérées, savoir au milieu de la partie dirigée vers le-bas (ralentissement) et au milieu de la. partie dirigée vers le haut ( accélération) d'un courant d'air ondulé dont la trajectoire moyenne coinoide avec la trajectoire de la particule et dont la. vitesse moyenne est égale à celle de la particule.
Pour les deux positions, a et a' désignent respectivement la. direction du déplacement et la vitesse de la particule et b et b' la, direc- tion du dépleacement et la vitesse de lieir environnant ( dans des deux cas relativement à la surface de filtre).Le déplace- ment de l'air par rapport à la particule estdonné par la ligne de liaison c et c'. La force de frottement aérodynamique qui agit sur 1.a particule est dirigée vers le bas au point 1 et vers le haut au point 2. Ces deux forces sont égales et agissent pen- dant la même durée. Da,ns ce cas, une résultante dans le sens transversal ne se produit ¯pas (voir fig.8).
La situation est la
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même si l'on explore, dans sa totalité la trajectoire de la particule dans le champ du courant ondulé,, Une force aérodyna- mique résultante ne peut pas être constatée.
Les particules qui sont intéressantes pour le procédé basé sur la. présente invention sont d'un ordre de grandeur a.ssez petit pour qu'elles ne cheminent pas vers l'avant en ligne droite dans le courant d'air et, aussi, ne suivent pas constamment ce courant. Lacsdes varia.tions, à haute fréquence, de direction et de vitesse du courant d'air contre la surface de filtre, des particules de cette nature décrivent une trajectoire ondulée qui est en synchronisme avec celle du courant d'air, toutefois avec.un certain déphasage dans la direction du courant. Pendant une période d'accélération la particule atteint sa vitesse la plus élevée un peu plus tard que le courant d'air et pendant une période de ralentissement, atteint se vitesse la plus faible également un peu plus tard que le courant d'a.ir.
En raison de ce déphasage, les particules se trouvent pen- dant un temps plus long dans le courant d'a.ir dirigé dans le sens s'éloignant de la surface de filtre (sens vers le haut) que dans celui dirigé vers la surface du filtre (sens vers le bas). Les particules parcourrent notamment le courant d'air dirigé vers le bas avec une vitesse plus grande que le courant d'air dirigé vers le haut.
A ce point de vue, le processus rappelle le vol à voile dans lequel on vole vite dans le vent descendant et lentement dans le vent ascendant.
Le processus du champ ondulatoire à haute fréquence présente,, toutefois, par ailleurs, des particularités essentielles. En raison des fortes oscillations exécutées par les fines particules, le déphasage entraîne avec lui un autre effet qui, en se référant à la figure 9, doit être décrit avec plus de détail; La courbe ondulée, tracée en trait plein, montre la trajectoire supposée d'une particule de poussière dans un champ de courant indiqué par des traits pointillés (lignes de courant).
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La trajectoire moyenne de la parti.cule est caractérisée par une ligne en points et traits. On admet que la direction du courant est de gauche à droite. Le mouvement ondulé du courant d'air est choisi symétrique pour faire apparaître de la. meilleure façon l'effet du déphasage, la zone de vent descendant est de même grandeur quecelle de vent ascendant.
Ce qui est décisif pour la grandeur et la direction de la force aérodynamioue qui agit sur la particule, c'est le mouve- ment relatif c entre la particule et l'air environnant. Ce mou- veinent a été analysé pour un certain nombre de points 1 à 8 le long de la. trajectoire de la particule ( a mouvement de la particule, b mouvement de l'air, c résultante). Aux points 2 et 6, la particule a, respectivement, sa plus grande et sa plus petite vitesse. Les points 1,2 et 3 et, respectivement;, 7, 6 et 5 sont choisis dans des positions opposées symétriques de telle sorte qu'ils se correspondent l'un à l'autre de part et d'autre de la ligne moyenne.
Aux points 4 et 8, la trajectoire des particules coure la. ligne moyenne, savoir au point 4 sur la branche de mouvement dirigée-vers le bas et au point 8 sur celle dirigée vers le haut. Le point la correspond au point 1. Entre ces deux points la distance est égale à une longueur d'onde. Le déphasage entre le mouvement ondulatoire de la. particule et celui du courant d'air correspond, dans l'exemple choisi, à 1/8 de longueur d'onde,
Ce déphasage détruit la symétrie du processus.
Au point 1, la direction du mouvement de l'air per rapport à la particule est horizontale-accélérante au point 5 horizontale- ralentissante. Ce n'est qu'entre les points 1 et 5 que la direc- tion dans laquelle le courant d'air souffle la particule a une composante dirigée vers le bas. On peut clairement distinguer entre deux zone; différentes de vent descendant : la "zone de vent descendant absolu" (DA) qui concerne la direction de vent par rapnort # la surface de filtre et la "zone de vent d.escenda.nt
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relatif" (DR) qui concerne la direction de vent par rapport à la particule.
Sous la dénomination "vent descendant relatif" on comprend la zone de la trajectoire de la particule dans le,quelle la particule est soufflée vers en bas ou obliquement en bas c'est . dire dans laquelle la direction du soufflage à une composante dirigée vers le bas.
Si l'on considère la "zone de vent descendant relatif" cette zone, grâce au déphasage se réduit à une très petite partie de la trajectoire ondulée des particules, tandis que, siinulta- nément, la "zone de vent ascendant relatif" AR s'augmente de façon correspondante.
Il est en outre fait observer que, dans la zone de vent descendant, comme dit précédemment, la particule à une vitesse plus grande que dans la zone de vent ascendant. Ceci est visible sur la figure 9, de même que le fait que la zone de vent des- cendant comprend la.partie de la trajectoire de la particule dans laquelle la vitesse de la particule est plus grande,
On obtient maintenant- et l'on a attiré déjà l'attention sur ce point- la force'de frottement aérodynamique résultante à partir 'd'une valeur moyenne, en force, direction et temps cal- culée de façon déterminée, pour les différents points de la trajectoire de la particule pendant une période complète d'oscil- lation (une longueur d'onde).
Si l'on considère de cette manière la zone de vent ascendant relatif et si on la compare avec la zone de vent descendant rela- tif, on voit tout de suite que les forces aérodynamiques dirigées vers le haut surpassent celles qui sont dirigées vers le bas.
Ceci signifie que la direction moyenne de la particule ne peut pas coincider avec la direction moyenne du courant d'air, oe qui, pour la simplicité, avait été admis sur la figure 9. Même si l'on admet que la, particule entre, avec cette direction, dans le courant d'air pulsant, la trajectoire moyenne de la particule, sous l'action de la force aérodynamique transversale, dirigée
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vers le haut, est éloignée vers le haut.
Du fait que la trejec- toire de la particule prend cette direction moyenne modifiée, la zone du vent descendant relatif est augmentée tandis que la. zone du ventascendant relatif diminue, Si la trajectoire moyenne de la. particule est ainsi éloignée vers le haut, on arrive finalement à une séparation entre les directions moyennes de la particule et du courant d'air où les forces aérodynamiques dirigées vers le bas et vers le hautdeviennent d'égale gran- deur et s'anelent mutuellement. La particule a, de plus, atteint sa plus grande vitesse d'ascension w max. dans le courant d'air puisant (il est fait abstraction ici du poids de la particule, lequel est insignifiant par rapport aux forces aérodynamiques du courant d'air haute fréquence).
Par conséquent, et comme le montre la figure 2, les pulsa- tions du courant d'air atteignent leur plus grande valeur au voisinage de la surface du filtre, tandis qu'elles diminuent vers le haut. De ce fai t, la vitesse d'ascension est maximum à côté de la. surface de filtre et diminue quand on s'éloigne de cette dernière. Si la. direction moyenne du courant d'air était parallèle à la. surface du filtre, :;les particules tendraient, avec une vitesse d'ascension décroissante, vers les filets de courant qui ont la plus faible courbure, c'est à dire qui sont le plus éloignés de la surface de filtre.
Cependant le courant d'air ne circule pas parallèlement à la surface de filtre. En outre, ce n'est qu'à l'extrémité d' admission de la surface de filtre qu'une particule 8. la position de sortie dans le courant d'air de pulsation qui est admise ici.
Les particules, pour le plus grand nombre d'entre elles, se rapprochent de la surface de filtre dans la. direction w (fig.2a) et y atteignent successivement un mouvement ondulatoire sans cesse plus fort. Les particules plus lourdes ne sont pas sensi- blement influencées par ce mouvement d'ondulation (voir fig.7) mais continuent en ligne droite leur mouvement jusqu'au moment
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où elles entrent en collision avec la surface de filtre et sont rejetées à la manière connue en soi.
Les particules fines, en suspension da.ns l'air, qui, ainsi qu'on se le proposait, sont influencées par le mouvement ondulatoire à haute fréquence, par contre, sont éloignées de la direction w, de sorte que, finale- ment, elles flottent devant la surface du filtre et ce, à une distance de la dite surface pour laquelle le pouvoir ascensionnel W1 est aussi grand que la composante W2 de la vitesse du courant d'air dirigée vers la surface de filtre. L'hypothèse faite pour qu'une telle action de distance, sans contact entre les parti- cules et la surface de filtre, puisse se produire est ainsi que la composante W2 de la vitesse (fig.2) ne dépasse pas le pouvoir ascensionnel maximum WH de la particule au voisinage immédiat de la surface.de filtre.
Si W2 devait dépasser WH max. les par- ticules seraient amenées au contact de la surface de filtre.
Parmi les particules qui, préalablement, ont été maintenues flottantes devant la surface de filtre, les plus fines s'échap.- pent d'abord à travers la surface de filtre, tandis que les plus grossières sont lancées, à la manière connue, de l'une des lèvres à l'autre.
Plus W2 augmente par rapport à WH max, et plus la fine pous- sière s'échappe à travers la surface de filtre, de telle sorte que, finalement, seules les particules plus grossières, sont, à la manière connue, séparées par le fait, qu'après le choc contre les lèvres, elles sont rejetées dans la surface du filtre.
Par suite, pour l'application du procédé suivant l'invention il est non seulement nécessaire de produire le mouvement ondula- toire décrit, contre la surface du filtre, mais, bien plus encore il faut maintenir, le long de toute la surface du filtre, le rapport indiqué entre les composantes de vitesse W2 et wl.
La région de la surface de filtre qui est à proximité de la sortie des poussières est particulièrement sensible à un rapport W2/W1 ayant une valeur trop élevée.
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En cet endroit, la, partie principale de la quantité de pous- sière séparée est concentrée en une couche dans le voisinage de la surface de filtre de telle sorte qu'une valeur trop élevée du rapport W2/W1 aurait pour effet de faire échapper au dehors
W1 la plus grande partie de la poussière retenue au préalable par l'effet qui a été décrit.
A titre d'exemple de ceci, qu'il soit indiqué que les essais ont montré que si 10% des ouvertures de passage de la surface de filtre ont été obturés dans le voisinage de la sortie de poussière, il sort plus de cinq fois trop de poussière par les autres ouvertures. La vitesse dans la sortie de poussière à toujours été la même au cours des essais; à la suite de v'obtu- ration des ouvertures, on a constaté cependant une modification W2 du rapport W2/W1 devant la partie non traversée par des trous, W1 ayant diminué et W2 augmenté en cet endroit.
Da.ns les ouvertures de filtre, la vitesse est toujours plus grande que la vitesse W2 qui correspond m la vitesse d'afflux vers la surface de filtre (la surface totale des ouvertures est notamment toujours plus faible que la surface de filtre).
Même si le rapport des vitesses W2/W1 est correctement choisi, wl il existe toujours le danger que des particules qui viennent au voisinage d'une ouverture soient aspirées à travers cette ou- verture par la dépression qui y règne. üne condition pour que les forces s'exerçant sur les parti- cules, dirigées vers l'arrière, produites par le mouvement ondu- latoire d'opposent une telle aspiration vers l'extérieur, est que les impulsions des forces dirigées vers l'arrière se produi- sent dans une succession suffisamment rapide, de telle sorte que la. particule n'est pas attirée à travers l'ouverture pendant le tem-os qui s'écoule entre deux impulsions. D'où l'importance d'une haute fréquence.
La modification défavorable, qui a été indiquée ci-dessus, du rapport des vitesses apparaît aussi, à l'une des extréii,ités
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jusqu'à la surface perforée de la sortie de poussières si la vitesse dans la sortie de poussières est plus faible que la composante wl des vitesses dans le filtre. Une telle diminution de vitesse se produit, en règle générale, si on n'a pas pris de précautions spéciales pour l'empêcher.
Pour cela, quand on utilise le procédé suivant l'invention, la sortie de poussière doit être reliée à un ventilateur qui produit une dépression dans cette sortie de poussières de telle sorte que la pression y est plus faible que oontre la surface de filtre située avant elle; En outre, on doit avoir la possibilité de contrôler qu'une telle dépression existe réellement, par exemple au moyen d'un manomètre à oolonne liquide qui mesure la différence de pression entre l'entrée du gaz à nettoyer et la sortie de poussières et qui, dans la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, indi- que une chute de pression. En aucun cas une élévation de pression ne peut être admise.
Celle-ci pourrait notamment se produire facilement, en l'absence d'un dispositif de contrôle de ce genre, en raison de la résistance créée par le courant dans la con- duite de sortie pour la poussière.
D'après les explications ci-dessus, il devrait être claire- ment compris que, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'in- vention, il n'est pas suffisant de constituer la surface de filtre comme il est indiqué par les figures 1 et 2. Il faut, bien plus,l'établir et l'utiliser d'une certaine manière. Qu'il soit noté, en outre, qu'il ne s'agit pas seulement de produire la force transversale ci-dessus décrite, mais encore qu'il faut l' utiliser pour la séparation des poussières. Sans une sortie de poussières établie directement contre la surface du filtre, il n'y aurait' aucun profit à ce que le mouvement ondulatoire décrit soit produit contre la surface de filtre. Ceci entraînerait un tel enrichissement en poussière de la surface de filtre que cette poussière, finalement, s'échapperait à travers la dite surface.
Mais aussi, avec une telle sortie à vitesse correcte on arrive seulement à obtenir à travers la sortie de poussière un courant
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partiel enrichi en poussière. Une séparation définitive des parti- cules résulte de ce que, au moyen de dispositifs connus, on dirige ensuite ce courant partiel dans un séparateur secondaire dans lequel la séparation définitive se produit par gravité (chambre à gravité). Cornue une chambre à gravite à un mauvais pouvoir séparateur, il est usuel de ramener le courant partiel, ci-dessus nommé, à partir du séparateur secondaire vers l'entrée de gaz du séparateur primaire, de telle sorte que la poussière qui n'a pas été abattue dans le séparateur secondaire est à nouveau séparée dans le séparateur primaire.
On pourrait croire que, de cette manière, la poussière a. étécontrainte à circuler entre les séparateurs primaire etse- condaire jusqu'à ce que finalement elle soit séparée dans le séparateur secondaire et qu'ainsi le pouvoir séparateur plus mauvais du sépareteur secondaire ne joue pas un grand rôle.
Une recherche plus poussée montre cependant que le degré total d'effieacité # 1,2 du séparateur se compose du pouvoir séparateur IL 1 du séparateur primaire et du pouvoir séparateur #2 du séparateur secondaire conformément à la formule.
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ni- il 1, 2 1 - Il 1 - Ill 1 (1- 2 Il?, )
Il en résulte que la. différence de pouvoir séparateur entre le séparateur primaire et le séparateur secondaire, tant qu'elle n'est pas tron grande, ne joue pas un rôle important.
Dans les séparateurs connus, le séparateur primaire n'a pas pu séparer, avec un degr4 notable d'efficacité une poussière fïnep flottant dans l'air, du genre de celle dont il s'agit dans le procédé de séparation suivant l'invention, de telle sorte qu'il était sans importance que la chambre à gravité utilisée comme séparateur secondaire ne puisse pas aussi séparer une poussière de ce genre.
Dans le procédé selon l'invention, la question se présente, toutefois, sous un autre jour. Ici on se propose de séparer une poussière qui est assez fine pour se maintenir en suspension
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pendant très longtemps dans l'air calme. (Des particules de 1' ordre de grandeur de 1/100 mm, avec un poids spécifique de 1 gr/ oins ont, dans l'a.ir de la pièce, une vitesse de chute de seule; ment environ 3mm par seconde).
Si une chambre à gravité, utilisée comme séparateur secon- daire ne peut pas séparer une poussière de cette' nature, le sé- parateur est, dans son ensemble, inutilisable, alors même que la circulation décrite entre les séparateurs primaire et secon- daire est correctement maintenue. La circulation entre les deux séparateurs n'aurait notamment pour résultat que de faire monter la concentration de poussière sur la surface de filtre à un degré tel qu'il sorte autant de poussière à travers la surface du filtre qu'il en est amené au primaire. La surface de filtre est, en ..d'autres termes, surchargée de la poussière qui sort par les ouvertures du filtre.
La force transversale aérodynamique engendrée par le mouvement ondulatoire du courant gazeux ne peut pas, notamment, porter à volonté de grandes quantités de pous- sière.
Par suite, dans la mise en oeuvre du procédé selon l'inven- tion, la constitution du séparateur secondaire est de la plus grande importance.
Dans-une forme d'exécution de l'invention très appropriée, le séparateur secondaire consiste en un cyclone qui est relié à un collecteur de poussières disposé au-dessous de lui.
Le fait que la séparation s'effectue dans un collecteur de poussières spécial, disposé au-dessous du cyclone est au moins aussi important que le fait que la sortie de poussières du sépa- rateur primaire est reliée à un cyclone.
Si, notamment, la poussière séparée, à la manière habituelle, était chargée dans le cyolone, entre les dégagements, la plus fine poussière serait soulevée en tourbillons dans le cyclone ( avec, comme conséquence, les inconvénients signalés) par la trombe inévitable.
Bien qu'un tel soulèvement en tourbillons
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puisse être évité a.vec l'aide de dispositions particulières, il est bien mieux de charger la poussière, non dans le cyclone, mais dans un collecteur de poussières éta.bli sous ce cyclone; la séparation de poussières s'effectue, il est vra.i, finalement. par gravité mais comme la circulation, des gaz, dans le collec- teur de poussières, grâce au cyclone interposé, est infiniment petite, le resoulèvement en tourbillons est tout % fait insigni- fiant.
La, poussière qui est ;;, nouvea.u soulevée en tourbillons da.ns le collecteur de poussières n'est pas amenée directement au séparateur primaire, mais elle doit d'abord passer dans le cy- clone dans lequel la plus gra.nde partie est de nouveau séparée.
Si l'on opère de la façon proposée, le gaz chargé de pous- sières est enrichi en trois stades, d'abord dans le filtre, en- suite dans le cylcone, et finalement dans le collecteur, de poussières. Dans ce collecteur, la poussière est concentrée dans une si faible masse de gaz que la séparation définitive devient effective.
Au point de vue mathématique, le processus se présente à peu près comme suit, savoir, par exemple, que la quantité de gaz secondaire prend 1/20 de la. quantité de gaz primaire et que la, circulation entre le cyclone et le collecteur de poussières est le 1/20 de la quantité de gaz traversant le cyclone, de telle sorte que la, quantité en circulation dans le collecteur estseulement de (1/20)2 soit 1/400 de la quantité de gaz primaire.
Une forme d'exécution d'un dispositif approprié la ,ni¯se en oeuvre de l'invention est représente sur la figure 10.
La surface de filtre se compose d'un cône 3, perforé conme représenté sur les figures 1 et 2, et logé dans une enceinte 4, Le gaz à purifier est amené à l'extrémité la plus large 5 du cône- filtre, laquelle est reliée par un tuyau 6 à l'emplacement où la poussière doitêtre aspirée, par exemple un moulin, une machine qui produit des poussières ou une conduite de fumée.
L'aspiration est obtenue, avantageusement, au moyen d'un ventilateur
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qui est relié, derrière le filtre, à l'enceinte 4 de ce dernier, ce par quoi le ventilateur est protégé contre la poussière.
Le gaz purifié circule, à travers la surface de filtre, vers le ventilateur. Un courant gazeux plus réduit ( la masse de gaz secondaire) est conduit vers un séparateur cyclone 9, à. travers ene entrée de poussière 8 établie directement sur la, surface de filtre, dans la partie de .cette dernière qui est la plus éloignée de l'entrée de gaz 5 ; ce cyclone, le ga.z, à l'état partiellement débarrassé de poussières, est ramené, au moyen d'un ventilateur 10, vers l'entrée de filtre 5.
La masse de gaz secondaire qui, de cette manière, est maintenue en circulation dans un système se composant d'un séparateur primaire et d'un séparateur secondaire, doit, en bonne règle, contenir moins de 10 % -et; au mieux, pas plus de 8%- de la quantité d'air primaire admise et, eu égard aux conditions imposées, ci-dessus indiquées, du maintien de la vitesse dans la sortie de poussières, la sur- face de celle-ci doit être dans un rapport déterminé avec la quantité de gaz secondaire. Cette surface doit, en bonne règle être, au plus à 8% de la surface d'entrée du cône-filtre et le canal, qui va en se rétrécissant jusqu'à la sortie de poussières doit être perforé ainsi que relié directement à cette sortie, parce qu'une liaison indirecte pourrait donner lieu à une stagna- tion du courant gazeux.
Pour contrôler que la dépression dont il a été parlé ci-dessus est maintenue, il est avantageux de disposer un manomètre 11 qui a pour mission de mesurer la dif- férence de pression entre l'entrée et la sortie de cône-filtre.
Cette différence doit, ainsi que cela a été dit, avoir une valeur positive. Le cas échéant, le manomètre peut aussi mesurer la différence de pression entre la sortie de poussières et l'en- ceinte 4, comme cela est représenté en traits interrompus sur la figure 10. En maintenant la pression dans la sortie de pous- sière à la même valeur que dans l'enceinte ou plus basse, on obtient la marge de sécurité pour la vitesse dans la sortie de
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poussières.
Le cyclone 9 est, à sa partie inférieure, relié à un collec- teur de poussières 19. Le gaz tourbillonne dans ce collecteur, toutefois à vitesse plus faible que dans le cyclone. En même temps que cette rotation, il se produit, aussi bien dans le cyclone que dans le collecteur de poussières, un coura.nt qui est représenta pa.r les flèches, c'est à dire un courant en trombe.
Comme le cyclone est disposé pour s'ouvrir vers le bas et qui ainsi la poussière ne peut pas s'y déposer, la trombe n'a pas la possibilité, dans le cyclone, de soulever à nouveau en tour- billons la. poussière séparée. La trombe, dans le collecteur, sollicite par contre la poussière contre le fond de ce collecteur, mais comme cette trombe est plus faible que la trombe dans le cyclone, le resoulèvement est notablement plus faible que dans le cas usuel jusqu'à ce jour, où la, poussière se loge dans le cyclone.
Il en résulte qu'une grande pa.rtie de la. poussière aspirée dans la trombe est de nouveau centrifugée, avant d'avoir atteint la sortie à la partie supérieure du cyclone. Le collecteur de poussière agit aussi comme cyclone, même si la séparation défi- nitive de poussières àlieu par gravite, pour maintenir la -nous- sière au fond du collée leur.
En combinant -un séparateur primaire, travaillant avec: des ondulatons à haute fréquence, une section de trous comprise entre 2 et 20 mm et une vitesse de gaz entre 12 et 25 mètres par seconde, avec un séparateur secondaire travaillant avec le moins possible de par tourbillons, on obtient, comme résultat, que l'action des ondulations à haute fréquence pour la séparation des poussières peut être encore mieux mise a profit.