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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR SEPARER L'HUILE ET/OU L"EAU DES FLUIDES SOUS PRESSION TELS QUE GAZ, AIR, OU VAPEURS, NOTAMMENT DELA VAPEUR D'ECHAPPEMENT.
L'invention concerne un procédé pour séparer l'huile et/ou l'eau de fluides sous pression tels que gaz, air ou vapeurs, notamment de la vapeur déchappement. On connaît déjà différentes méthodes qui cherchent à atteindre ce résultat par l'emploi de surfaces de chocs,de dispositifs de déviation ou de filtres, prévus dans des chambres cylin- driques, le plus souvent concentriques les unes par rapport aux autres.
Le gaz à épurer traversa ces dispositifs avec une différence de vitesse relativement minime, de sorte que l'on ne réalise qu'une sé- paration imparfaite..
La présente invention est basée sur la constatation que l'on ne peut réaliser une action d'épuration maximum que si le gaz à épurer subit, dans son trajet à travers le séparateur, un ralentisse- ment tel que la vitesse de sortie ne représente plus qu'une fraction de la vitesse d'entrée, cependant que l'on doit faire en sorte que des per- tes d'énergie notamment les pertes de température, soient évitées, cela moyennant une conformation appropriée des sections de passage.
L'application pratique de ce principe à l'épuration des gaz, de Pair ou de la vapeur d9eau est surtout précieuse lorsqu'il s'agit de 1-'élimination, particulièrement difficile, de 19huile qui, après le passage de la vapeur d'eau ou de l'air, par exemple à travers un compresseur, est entraînée,tant sous Ia forme liquide que sous forme de vapeur, à partir de l'huile de graissage de ce compresseur.
Grâce à la chute de vitesse imposée selon l'invention au gaz ou à l'air traversant l'épurateur, il se produit - en quelque sorte
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par voie purement mécanique, en raison de l'effet d'expansion des-gaz- une séparation tant d'impuretés éventuelles en forme de poussières que d'impu- retés liquides, depuis le gaz à épurer, cela grâce à l'impact de celui-ci contre un obstacle.
Cet effet peut encore être renforcé notablement, com- me il est connu en soi, si l'on dispose, dans les chambres dans lesquelles se produit la chùte de la vitesse d'écoulement, des matières filtrantes qui offrent une grande superficie au fluide à épurer., par exemple le coke désintégré chimiquement et donc activé, où une matière analogueo Lors- qu'on applique cette méthode, on obtient une élimination certaine des con- stituants liquides d'avec le gaz à épurer:, dé même que celle'd'une grande partie des constituants liquides présents sous forme de vapeur.
Afin de réaliser également une séparation'complète des con- stituants sous forme de vapeur, l'invention prévoit l'application d'une' deuxième phase qui suit immédiatement la première et au cours de laquele les fins pores de la masse filtrante assurent l'adsorption de la vapeur en agissant comme noyaux de condensation de la plus grande finesse.
Le principe de l'invention peut être réalisé avantageusement grâce à la construction de l'épurature qui sera décrit ci-après.
Le gaz a épurer est amené à passer par un conduit, avanta- geusement tubulaire, présentant une divergence continue, dans lequel la vitesse d9écoulement diminue constammento De préférence,la divergence de ce conduit conique doit être inférieure à 8 degrés, afin d'éviter une chute de tension trop importante, et donc une perte d'énergie indési- rableo Lorsque le gaz rencontre une surface de choc située derrière le corps divergeant, les particules solides et liquides contenues dans le gaz se séparent de celui-ci, en raison de la chute de vitesse dans une mesure beaucoup plus marquée que si le gaz venait de parcourir un espa- ce essentiellement cylindrique.
La surface de choc dirige le gaz à épu- rer, avantageusement avec inversion du sens d'écoulement, à travers un espace qui fait suite au précédent, qui offre également une section de passage divergent dans le sens de l'écoulement et qui est avantageusement remplie de matière filtrante ou analogue. Ce dernier espace peut être réalisé de la fagon la plus simple en disposant le conduit tubulaire di- vergent, servant à l'amenée du gaz,dans une enveloppe ou un vase cylin- drique dont la partie opposée au point d'entrée du gaz présente une sur- face de choc qui détermine un changement de direction du courant de gaz.
Les autres détails de 1-'invention ressortiront des exemples d'exécution représentés de façon purement schématiqué dans les Figso 1 et 2.
Dans le dispositif selon la Fig. 1, le gaz à épurer arrive, en suivant la flèche 2a, par la bride la du conduit 3a qui s'évase en for- mant un tube divergent. Le conduit conique 3a débouche dans une chambre d'expansion tronconique 5a munie d'ouvertures de passage latérales 6a Cette chambre présente, sur le côté opposé au débouché du conduit 3a une plaque de choc perforée 17a, munie avantageusement d'un filtre en tissu 7a, qui renforce 19effet de cette plaque de choc. Les constituants soli- des et liquides du gaz se séparent presque complètement au contact de la plaque de choc et du filtre en tissu et s'écoulent vers l'espace collecteur 8à, situé au-dessous de cette plaque:, d'où ils peuvent être évacués de temps en temps à l'aide de la soupape 9.
Les compartiments 3 a et 5a sont prévus dans un réservoir cy- lindrique 4a, dont la partie supérieure présente une ouverture obturable 15a pour ],-'introduction de la masse filtrante. Par l'incorporation du conduit conique 3a dans l'enveloppe cylindrique 4a on obtient une chambre 10a, de section également divergente, laquelle est parcourue par le gaz à une vitesse réduite encore davantage. On réussi. à réaliser ainsi une épuration complète de l'air comprime par exemple,, en débarrassant celui-ci de l'eau qu'il contient, cela jusqu'au degré de saturation de l'air à la température de service considérée, de sorte que l'air sortant du collec-
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teur 12a a atteint le plus haut degré de pureté pratiquement réalisable.
Lorsqu?il sagit de débarrasser 1-'air ou la vapeur d'eau de l'huile entraînée, le dispositif représenté dans la Fig. 1 suffit à cette tâche seulement lorsque l'on peut tolérer la présence d'une certaine teneur en huile sous forme de vapeur dans l'air ou la vapeur d'eau quittant l'é- purateur. Cependant, lorsque cette séparation des vapeurs d'huile d'avec le gaz doit être poussée plus loin, on doit faire usage du dispositif re- présenté dans la Figo 2.
Ce dernier dispositif est réalisé en principe en raccordant à l'épurateur représenté dans la Fig. 1, un deuxiène épurateur, de con- struction analogue, et qui ne diffère en substance du premier épurateur que par le fait que la chambre contenant la masse filtrante présente des dimensions telles que l'on puisse atteindre avec certitude la teneur-mi- nimum du gaz ou de la vapeur d'eau eh huile sous forme de vapeur.- Les chiffres de référence de la Figo 2 correspondent'entièrement à ceux de la Fig. 1, de sorte qu'il est inutile de s'y reporter en particulier.
Le gaz sortant du premier séparateuraprès avoir subi une épuration préalable, cède au corps filtrant 7' une partie de l'huile en forme de vapeur qu'il contient. Le restant de la vapeur d'huile à éli- miner de Pair ou de la vapeur d'eau est adsorbée sur la masse filtrante contenue dans la chambre divergente 10a de largeur relativement importan- te.
Grâce au fait que 19huile entraînée' pénètre dans le réser- voir 4' uniquement en tant-que vapeur, on évite un qolmatage prématuré des pores de la masse filtrantecontenue dans la chambre 10' par des gouttelettes d'huile entraînées, de sorte que, grâce à 1-'effet-capillaire, des noyaux de condensation pour la vapeur d'huile peuvent se former dans ces pores,facilitant ainsi la séparation de cette huile d'une façon par- faite. Par suite, le gaz sortant par l'ouverture d'évacuation 14 est pra- tiquement exempt d'huile, même aux températures de sortie élevées.
Par exemple, lorsque la vapeur d'échappement d'une machine à vapeur à pistons est admise en 1 dans le réservoir 4, la vapeur à haute température s'é- chappant en 14 est complètement exempte de toute impureté et est notam- ment débarrassée d'huile d'une façon si complète qu'elle peut être intro- duite sans plus aux fins de chauffage dans les cuves de teinturerie pour matières textiles, où la moindre teneur en huile dans la vapeur de chauf- fage exerce un effet préjudiciable marqué dans le processus de teinture.
Les exemples d'exécution représentés dans les dessins peu- vent subir des modifications., compte tenu de conditions d?exploitation re- quises dans chaque cas et sans sortir du cadre de l'invention. Plus spé- cialement, les proportions des diverses parties de l'enveloppe peuvent être modifiées de telle façon que l'installation puisse assurer des ré- sultats absolument parfaits dans toutes les conditions d'exmploitation, même les plus difficiles.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour séparer l'huile et/ou 1-'eau des fluides sols pression tels que gazair ou vapeurs notamment de la vapeur d'échappe- ment, caractérisé en ce que le fluide à épurer traverse un ou plusieurs vases de séparation en parcourant en série deux ou plusieurs chambres de séparation prévues dans ce ou ces vases et dans lesquelles a lieu une di- minution de la vitesse d'écoulement du fluide à épurerpar suite de l'augmentaton de la section de passage de la chambre de séparation, la disposition étant telle que la dernière chambre de séparation ne reçoit que du fluide à épurer dans lequel les impuretés sont contenues exclusive- ment sous forme¯de vapeur.
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METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING OIL AND / OR WATER FROM PRESSURIZED FLUIDS SUCH AS GAS, AIR, OR VAPORS, IN PARTICULAR FROM THE EXHAUST VAPOR.
The invention relates to a process for separating oil and / or water from pressurized fluids such as gas, air or vapors, in particular exhaust steam. Various methods are already known which seek to achieve this result by the use of impact surfaces, deflection devices or filters, provided in cylindrical chambers, most often concentric with respect to one another.
The gas to be purified passes through these devices with a relatively small difference in speed, so that only imperfect separation is achieved.
The present invention is based on the observation that a maximum cleaning action can only be achieved if the gas to be purified undergoes, in its path through the separator, a slowing down such that the outlet speed no longer represents. that a fraction of the inlet speed, while it must be ensured that energy losses, in particular temperature losses, are avoided, by means of an appropriate conformation of the passage sections.
The practical application of this principle to the purification of gases, air or water vapor is especially valuable when it comes to the particularly difficult removal of the oil which, after the passage of the vapor of water. Water or air, for example through a compressor, is entrained, both in liquid form and in vapor form, from the lubricating oil of this compressor.
Thanks to the drop in speed imposed according to the invention on the gas or the air passing through the purifier, it occurs - in a way
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purely mechanically, due to the expansion effect of the gases - a separation both of possible impurities in the form of dust and of liquid impurities, from the gas to be purified, this thanks to the impact of this one against an obstacle.
This effect can be considerably enhanced, as is known per se, if filtering materials are available in the chambers in which the drop in flow velocity occurs, which provides a large surface area for the fluid to be removed. purifying, for example chemically disintegrated and therefore activated coke, or an analogous material When this method is applied, a certain elimination of the liquid constituents from the gas to be purified is obtained, as well as that ' of a large part of the liquid constituents present in vapor form.
In order to achieve also a complete separation of the constituents in vapor form, the invention provides for the application of a second phase which immediately follows the first and during which the fine pores of the filter media ensure the adsorption of the vapor by acting as condensation nuclei of the greatest finesse.
The principle of the invention can be achieved advantageously by virtue of the construction of the purification which will be described below.
The gas to be purified is made to pass through a conduit, preferably tubular, having a continuous divergence, in which the flow velocity constantly decreases. Preferably, the divergence of this conical conduit should be less than 8 degrees, in order to avoid a voltage drop too great, and therefore an undesirable loss of energy o When the gas encounters an impact surface located behind the divergent body, the solid and liquid particles contained in the gas separate from it, due to the drop in speed to a much greater extent than if the gas had just passed through an essentially cylindrical space.
The impact surface directs the gas to be purged, advantageously with reversal of the direction of flow, through a space which follows on from the preceding one, which also offers a passage section which diverges in the direction of flow and which is advantageously filled with filter material or the like. This last space can be created in the simplest way by arranging the diverging tubular conduit, serving to supply the gas, in a casing or a cylindrical vessel, the part of which is opposite the gas inlet point. a shock surface which determines a change in the direction of the gas flow.
The other details of 1-'invention will emerge from the exemplary embodiments represented purely schematically in FIGS. 1 and 2.
In the device according to FIG. 1, the gas to be purified arrives, following the arrow 2a, through the flange la of the duct 3a which widens out forming a divergent tube. The conical duct 3a opens into a frustoconical expansion chamber 5a provided with lateral passage openings 6a This chamber has, on the side opposite to the outlet of the duct 3a a perforated impact plate 17a, advantageously provided with a fabric filter 7a , which reinforces the effect of this shock plate. The solid and liquid constituents of the gas separate almost completely on contact with the shock plate and the fabric filter and flow to the collecting space 8a, located below this plate :, from where they can be evacuated from time to time using the valve 9.
The compartments 3a and 5a are provided in a cylindrical tank 4a, the upper part of which has a closable opening 15a for the introduction of the filter mass. By incorporating the conical duct 3a in the cylindrical casing 4a, a chamber 10a is obtained, also of divergent section, which is traversed by the gas at a still further reduced speed. We succeeded. in thus achieving a complete purification of the compressed air, for example, by ridding it of the water it contains, this up to the degree of saturation of the air at the operating temperature considered, so that the air leaving the collec-
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tor 12a has achieved the highest degree of purity practically achievable.
When it comes to ridding the air or water vapor of the entrained oil, the device shown in FIG. 1 is sufficient for this task only when one can tolerate the presence of a certain content of oil in the form of vapor in the air or in the water vapor leaving the purifier. However, when this separation of the oil vapors from the gas is to be taken further, use must be made of the device shown in Fig. 2.
The latter device is produced in principle by connecting to the purifier shown in FIG. 1, a second scrubber, of similar construction, which differs in substance from the first scrubber only in that the chamber containing the filtering mass has dimensions such that the minimum content can be reached with certainty. gas or water vapor and oil in the form of vapor. - The reference numbers in Fig. 2 correspond entirely to those in Fig. 1, so there is no need to refer to it in particular.
The gas leaving the first separator after having undergone a preliminary purification, gives to the filter body 7 ′ a part of the oil in the form of vapor which it contains. The remainder of the air-stripping oil vapor or water vapor is adsorbed onto the filter media contained in the divergent chamber 10a of relatively large width.
By virtue of the fact that the entrained oil 'enters the tank 4' only as a vapor, premature clogging of the pores of the filter media contained in the chamber 10 'by entrained oil droplets is avoided, so that, due to the capillary effect, condensation nuclei for the oil vapor can form in these pores, thus facilitating the separation of this oil in a perfect manner. As a result, the gas exiting from the discharge opening 14 is essentially oil-free, even at high outlet temperatures.
For example, when the exhaust steam from a piston steam engine is admitted at 1 into the tank 4, the high temperature steam escaping at 14 is completely free of any impurity and is in particular freed. of oil in such a complete way that it can be introduced without further for the purpose of heating in the dyeing tanks for textile materials, where the lower oil content in the heating vapor exerts a marked detrimental effect in the dyeing process.
The embodiments shown in the drawings may be subject to modifications, taking into account the operating conditions required in each case and without departing from the scope of the invention. More specifically, the proportions of the various parts of the casing can be changed in such a way that the installation can ensure absolutely perfect results under all operating conditions, even the most difficult.
CLAIMS.
1. Process for separating oil and / or water from pressurized soil fluids such as gas air or vapors, in particular exhaust steam, characterized in that the fluid to be purified passes through one or more separation vessels in passing through two or more separation chambers provided in this or these vessels in series and in which there is a reduction in the flow speed of the fluid to be purified as a result of the increase in the passage section of the separation chamber, the arrangement being such that the last separation chamber receives only the fluid to be purified in which the impurities are contained exclusively in the form of vapor.
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