BE550807A - - Google Patents

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BE550807A
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    • H05F3/00Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/06Carrying-off electrostatic charges by means of ionising radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/38Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames

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Description


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   La présente invention concerne un.dispositif de charge unipolaire de particules en suspension dans un gaz circulant dans un tuyau, au moyen d'un élément radioactifo Suivant l'invention la longueur de l'élément ra- dioactif est égale à un multiple de la portée de ses rayons ionisants et il est disposé en principe perpendiculairement à la direction du mouvement du gaz dans le tuyau et un champ électrostatique (champ longitudinal) est formé entre une première électrode constituée au moins en partie par l'élé- ment radioactif, et au moins une seconde électrode disposée en aval de la première, dans la direction du mouvement du gaz dans le tuyau. 



   On a besoin   d'un   dispositif de cette nature, par exemple dans les électrofiltres, dans lesquels un champ électrostatique fait d'abord dévier hors de leur.- trajet initial les particules chargées qui se déposent ensuite sur une électrode d'un séparateur. Les dispositifs de cette nature ont pour but de faire prendre une charge électrique unipolaire à peu près jusqu'à saturation, autant que possible à toutes les particules quittant l'ionisateur, qu'il   s'agisse   de particules de poussière ou de gouttelettes de liquide. 



   Dans la technique, on a mis à profit jusqu'à présent à cet ef- fet principalement la décharge à effluves des pointes ou fils. Mais ces procédés présentent certains inconvénients. La décharge à effluves a pour effet de modifier le gaz chimiquement, par exemple elle donne lieu dans l'air à la formation d'ozone et d'azote, de sorte que ce procédé n'est ap- plicable que dans une mesure limitée ou est inapplicable dans de nombreux cas, à cause de la formation de sous-produits nuisibleso De plus, les ions ont un long trajet à parcourir entre le point où ils prennent naissan- ce au   voisinage-':des   électrodes à effluves et la contre-électrode et pendant ce trajet des molécules de gaz se déposent sur eux, en les rendant ainsi moins mobiles et moins susceptibles de charger les particules en suspension dans le gaz.

   En outre, il est nécessaire, pour effectuer la décharge à ef- fluves, de prévoir une très haute tension continue et par suite un courant continu relativement intense, en faisant ainsi courir un risque au person- nel de service Enfin le risque de l'inflammation de gaz combustibles par la décharge à effluves est très considérable. 



   C'est pourquoi divers essais ont déjà été entrepris en vue de dégager des ions par des éléments radioactifs. Il existe à ce propos toute une série de procédés préconisés, suivant lesquels des ions de signes dif- férents servent à charger les   particules,de   façon à provoquer ensuite leur dépôt sur les deux électrodes d'un champ électrostatique.

   D'ailleurs le rendement de ces dispositifs est très faible, étant donné qu'une grande partie des ions se perd par recombinaison et que des particules déjà char- gées risquent de se redécharger par des ions de signe contraire 
Il a été proposé, pour arriver à une charge unipolaire, de réa- liser une accumulation d'ions, devant être provoquée en aspirant très ra- pidement les ions d'un signe dégagés dans le gaz par une électrode située relativement loin de l'élément radioactif, et en faisant passer les ions de signe contraire dans un champ électrostatique homogène en sens inverse du mouvement du gaza Mais étant donné qu'il s'agit pour les ions accumulés d'ions "anciens" qui se sont déjà chargés de molécules de gaz, et de fai- ble mobilité,

   ils ne conviennent guère à la charge unipolaire des   particu-   leso 
Si on désire réaliser une charge unipolaire des particules, il y a lieu d'abord de se rendre compte exactement des conditions physiques dans lesquelles se chargent les particules. Si on engendre des ions dans un champ électrostatique, les ions de signe contraire se dirigent vers une des deux électrodes, il se forme au voisinage de chacune d'elles un excès 

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 d'ions d'un signe, et entre les électrodes une surface dans laquelle passe un même nombre d'ions positifs et d'ions négatifs. Si on suppose que le champ électrostatique est homogène et est ionisé   d'une   manière absolument régulière, cette surface se trouve exactement à mi-distance entre les deux électrodes. 



   Il s'agit alors de ne faire arriver les particules à charger que du côté où existe un excès d'ions du signe qu'on désire, ou de les faire séjourner, aussitôt après qu'elles sont sorties du champ, dans une zone contenant principalement des ions du signe voulu, pendant un temps suffi- sant pour qu'autant que possible la charge antérieure de signe contraire des particules se renverse jusqu'à saturation et qu'elles reçoivent une charge du signe qu'on désire, à peu près jusqu'à saturation. Il serait com- plètement faux par exemple de disposer la surface de séparation entre les zones de chargement positive et négative dans la direction du mouvement, car non seulement les particules recevraient une charge différente, mais encore une partie de ces particules sortirait non-chargée du dispositif. 



   L'invention a donc pour objet de former la zone de rayonnement de l'élément radioactif qui provoque l'ionisation et le champ électrostati- que qui s'y superpose et de les faire se correspondre de façon que la zone qui contient un excès d'ions du signe voulu remplisse toute la section d'é- coulement et soit aussi grande que possible, tandis qu'inversement la zone qui contient l'excès d'ions du signe non voulu soit aussi petite que possible et se trouve en amont de la première zone dans la direction du mouvement. 



   Pour arriver à ce résultat, il est indispensable en principe en premier lieu de choisir un élément radioactif pour lequel la densité de l'ionisation provoquée par son rayonnement augmente fortement dans la di- rection de cet élément. En ce qui concerne la forme, ce résultat est obte- nu principalement par un "radiateur cylindrique", en laissant de côté les "radiateurs ponctuels ou sphériques" qui sont inutilisables dans la pratique en raison de leur faible rayonnement totale En ce qui concerne le mode de rayonnement, les rayons bêta conviennent particulièrement, car le nombre d'ions qu'ils émettent par unité de parcours dans la direction de l'élément radioactif augmente sous forme exponentielle.

     On   peut éliminer les ions de signe non voulu.de la manière la plus rapide en formant par l'élément radio- actif lui-même une partie au moins de la première électrode du champ élec- trostatique. Une autre électrode, au moins, doit alors être disposée en aval de la première électrode dans la direction du mouvement du gaz, pour que les particules puissent être chargées sous forme unipolaire de la maniè- re qu'on désire avant qu'elles sortent du champ. 



   D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description détaillée qui en est donnée ci-après avec les dessins schématiques ci-joints, à l'appui, sur lesquels: 
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un tuyau dans lequel la zone de rayonnement et le champ électrostatique qui s'y superpose ont une forme cylindrique. 



   La fig. 2 est une coupe d'une forme de réalisation d'un disposi- tif suivant l'invention, 
La fig. 3 est une coupe longitudinale à peu près suivant la li- gne   A-A   de la fig. 2, 
La fig. 4 est une coupe longitudinale d'une seconde forme de réalisation de l'invention, la fig. 5 est une coupe longitudinale d'une troisième forme de réalisation de l'invention, 

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 la fig. 6 représente une forme de réalisation de l'élément radio- actif, la fige 7 représente une autre forme de réalisation de l'élément radioactif, la fige 8 représente un dispositif qui se compose de plusieurs tuyaux annulaires parcourus dans le sens axial, la fig.

   9 représente un dispositif dont le tuyau a la forme d'une spirale   d'Archimède   et la fige 10 représente un dispositif dans lequel des tuyaux an- nulaires sont parcourus dans le sens radial. 



   Le principe de l'invention est facile à comprendre en se repor- tant à la fig. 1 qui représente une forme de réalisation dans laquelle les phénomènes physiques sont faciles à étudier théoriquement et peuvent s'ap- pliquer à de faibles modifications près dans la pratique. Le gaz contenant les particules à charger circule dans la direction des flèches dans un tuyau 3 formé par des parois isolantes 1 et 2. Un élément radioactif en forme de fil 4 émettant des rayons dans toutes les directions est disposé au milieu du tuyau 3o Une grille 5, cylindrique, perméable au gaz est dis- posée concentriquement par rapport au fil 4 et est à une tension par exem- ple négative par rapport à ce fil 4. On peut faire en sorte que la portée R des rayons d'ionisation coincide sensiblement avec le rayon r du champ électrostatique cylindrique. 



   En admettant par hypothèse pour simplifier que les rayons d'io- nisation partent du fil radioactif sous forme de rayons rectilignes et que chaque rayon émette pendant son trajet en chaque point un même nombre de groupes de deux ions par élément'de trajet, l'ionisation, c'est-à-dire le nombre de groupes de deux ions nouvellement formés par unité de volume et de temps et à une distance r   (   R) de l'axe du fil est donnée par l'équa- tion suivante:

     @   1 arc cos r Nz 1 arc 
I =   Nz #   arc cos   #   = R   #   arc   cos #   dans laquelle N désigne le nombre de rayons d'ionisation émis par unité de temps et de longueur du fil dans l'unité de volume angulaire, R   leur -por-   tée   et # = r/R.  Il est facile de voir non seulement que la densité d'ioni- 
1 sation du radiateur cylindrique est proportionnelle - , mais encore en raison de la portée limitée des rayons radioactifs diminue très sensiblement,    c'est-à-dire proportionnellement à 1/r arc cos r/R.    



   En négligeant la recombinaison des ions, on peut   en déduire   la différence qui détermine la charge des particules entre les densités des courants de saturation des ions s'éloignant du fil et des ions de signe con- traire s'en rapprochant de la manière suivante:   J # eNz {[#-#1 + 1/12#2 + 1/40# 4) - 1/2 #/#[#-ss(1+1/12##2 + 1/40 ##4]}   équation dans laquelle e désigne la charge des ions,   #o   r/Ro et r est à peu près égal à la moitié de la largeur du tuyau. 



   Il ressort de cette équation que la densité de courant est néga- tive au voisinage immédiat du fil, c'est-à-dire que l'influence des ions se rapprochant du fil est prépondérante et que par suite les particules   reçoi#   

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 vent une charge de signe contraire à celles qui se trouvent en dehors d'un cylindre entourant le fil concentriquement et dont le rayon pour r = R est donné par   r- =   0,37 R. Si on choisit un élément radioactif, qui n'émet que des rayons bêta, par exemple le tritium, qui peut charger une couche de zirconium disposée sur un fil, la zone déterminée par le rayon r1 dans la- quelle les ions de signe non voulu prédominent se -contracte davantage. 



   Or, étant donné que les particules en suspension dans le gaz ne traversent que pour une faible partie le cylindre du rayon r1 et n'y sé- journent que pendant une période de durée relativement courte, par rapport à la durée de séjour dans la zone cylindrique annulaire de rayon extérieur ro = R et de rayon intérieur r1, toutes les particules qui passent dans le tuyau reçoivent pratiquement, comme dans un tuyau Cotrell, des charges uni- polaires du signe de l'ionisateur. Le signe de la charge est donc le même que dans la décharge à effluves, quoique en chaque point du volume total du cylindre de rayon R le nombre des ions positifs et négatifs engendrés soit le même.

   Mais étant donné que les ions susceptibles de charger les parti- cules dans la totalité de la zone de charge sont des ions "nouveaux", les particules se chargent beaucoup plus vite que par les ions de la décharge à effluves, qui ont à parcourir la totalité de la distance entre le fil à effluves et les particules.

   C'est pourquoi le dispositif de l'invention fonctionne dans des conditions beaucoup plus économiques,   c'est-à-dire   avec une densité de courant sensiblement moindre et les particules en suspension se chargent beaucoup,plus vite presque jusqu'à saturation, c'est-à-dire à une vitesse de circulation sensiblement plus grande 
Bien entendu la radioactivité de l'élément doit être assez forte pour que la densité du courant de saturation dans l'espace situé en dehors du cylindre de rayon r soit suffisante pour neutraliser la charge reçue par une particule à l'intérieur de ce cylindre et pour que la particule se charge jusqu'à saturation d'ions du signe qu'on désire Le choix du tritium qui peut être absorbé'par exemple dans une couche métallique est aussi très avantageux à ce propos,

   étant donné que le tritium n'émet pas de rayons   gam-   ma et que la portée d'émission des rayons bêta émis n'est que de 0,8 cm, de sorte que le risque de rayonnement n'existe pas même avec une forte densité de courant et un fil de grande longueur. On sait que le terme "portée" dé- signe la distance à laquelle des rayons corpusculaires (par exemple des ra- yons alpha) ont perdu en moyenne la totalité de leur énergie, ou à laquelle l'intensité des rayons dont l'intensité diminue pendant leur passage à tra- vers un matériau sous forme exponentielle ou analogue, n'est plus que de 1 de leur intensité initiale. e 
Les fig. 2 et 3 représentent une forme de réalisation qui en rai- son de sa construction simple est particulièrement facile à construire. Le tuyau 7 est limité par deux parois 8 et 9 en une matière conductrice.

   Deux grilles métalliques 10 et 11 sont disposées dans le trajet du gaz et l'élé- ment radioactif 12 est disposé entre ces grilles Une source de tension continue 13 est disposée entre la première électrode constituée par l'élé- ment radioactif 12 et la seconde électrode formée par les parois 8 et 9 du tuyau et les grilles 10 et   11,   de façon à engendrer un champ cylindrique ana- logue à un champ électrostatique total, dont l'axe coincide avec celui de l'élément radioactif et qui se compose de champs longitudinaux, dont les li- gnes de force se dirigent en moyenne à peu près ou en sens inverse du mouve- ment du gaz entre l'élément radioactif 12 et les grilles 10 et 11 et de champs transversaux,

   dont les lignes de force se dirigent en moyenne à peu près perpendiculairement au mouvement du gaz entre   l'élément   radioactif et les parois 8 et 9 du tuyau. Il n'existe sensiblement pas de différence sur- tout au voisinage immédiat de l'élément radioactif 12 avec la répartition du 

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 champ de la figo 1, de sorte que les conditions étudiées à propos de ce champ s'appliquent aussi à la forme de réalisation des fige 2 et 3. 



   Un autre moyen de faire diminuer l'influence exercée par la zone de charge spatiale de signe non voulu consiste à disposer concentriquement autour de l'élément radioactif une électrode auxiliaire à larges mailles, qui dans le cas présent consiste en un fil en spirale 14, à une très faible distance par rapport à la portée du rayonnement radioactifsCette électrode auxiliaire est à la même tension que l'élément radioactif 12 ou à une ten- sion qui ne diffère au plus que très légèrement de celle de l'élément ra- dioactif dans le sens de la variation de potentiel du champ   électrostati-   que.

   Cette électrode auxiliaire absorbe très rapidement les ions de signe non voulu, mais laisse cependant passer le champ électrostatique avec une intensité suffisante pour faire passer dans l'espace en dehors du fil en spirale les ions du signe voulu émis à l'intérieur du fil en spirale 
La fig.4 représente une autre forme de réalisation de 1'inven- tiono Le tuyau 16 est limité par deux parois 17 et 18, faiblement conduc- trices du courant. Le gaz contenant les particules à charger passe, en   en-   trant dans le tuyau, à travers une électrode en forme de grille 19 et, en en sortante à travers une électrode en forme de grille 20.

   L'élément ra- dioactif 21 dont la longueur est égale à un multiple de la portée de ses rayons d'ionisation est disposé dans le tuyau perpendiculairement au mouve- ment du gaza L'élément radioactif est maintenu par ses extrémités et est connecté par un conducteur 22 à une source de tension continue   23   Des bandes d'électrode 24 et 25, étroites par rapport à la largeur du tuyau, sont posées sur les parois 17 et 18 du tuyau à la hauteur de l'élément ra- dioactif 21 qui constitue la première électrode, et servent d'électrodes au- xiliaires à un potentiel différent de celui de l'élément radioactif.Ce potentiel est emprunté à une prise de courant intermédiaire 26 de la source de tension continue 23,

   de sorte que la différence de potentiel entre ces électrodes auxiliaires et l'élément radioactif 21 est inférieure à celle des deux électrodes en forme de grille 19 et 20 
On obtient également dans ce cas, au voisinage de l'élément   ra-   dioactif, un champ cylindrique auquel s'appliquent les mêmes considérations qu'au dispositif de la fige 1.

   Mais il en résulte de plus que le champ longitudinal engendré par les électrodes en grille 19 et 20 se prolonge re- lativement loin dans la direction du mouvement du gaz et qu'on obtient ain- si une répartition dans l'espace particulièrement avantageuse des ions uti- les à la charge 
Alors que les formes de réalisation décrites   ci-dessus   compor- tent un champ électrostatique cylindrique superposé au champ de rayonnement la forme de réalisation de la fig. 5 comporte un champ électrostatique ho-   mogène   Le tuyau 27 est limité par deux parois 28 et 29 en une matière fai- blement conductrice du courant électrique.L'élément radioactif 30 a la forme d'une bande étroite qui ne rayonne que dans la direction d'aval et est fixée sur la première électrode en grille 31.

   Le tuyau est fermé à son extrémité de sortie par une seconde électrode en forme de grille 32, qui est sous tension par rapport à la première grille 31. 



   On peut démontrer qu'il   n'existe   au voisinage immédiat en aval de.la grille 31 qu'une couche de charge spatiale de signe non voulu rela- tivement mince, ce qui s'explique du fait que les ions n'arrivent pas tous sur la bande radioactive 30, mais sont aussitôt absorbés par la grille 31. 



  Cette couche spatiale de signe non voulu est suivie en aval d'un espace au moins dix fois plus profond, dans lequel prédominent les ions du signe voulu. Etant donné que la durée de séjour des particules dans cet espace est au moins dix fois plus longue de ce fait, les particules reçoivent pra- 

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 tiquement en totalité des charges du même signe que la bande -radioactive également dans ce dispositif. Les conditions d'un champ électrique homo- gène sont particulièrement avantageuses du fait que ce champ peut se pro- longer à une grande distance au-delà de la portée des rayons d'ionisation et que par suite on peut encore prolonger la durée de séjour des particules dans le courant des ions du signe voulu par rapport à la durée de séjour dans la charge spatiale au voisinage de la grille 31 et de signe contraire. 



   Les parois 28 et 29 peuvent être en verre ou en matière plastique rendues éventuellement légèrement conductrices par vaporisation sur leur surface intérieure d'une couche peu conductrice. De même, il est nécessai- re pour engendrer aussi un champ homogène au voisinage des parois du tuyau, que l'électrode en grille 32 et la contre électrode 31 soient en contact aussi parfait que possible avec les parois 28 et 29, résultat facile à ob- tenir en métallisant ou graphitisant les points de contact. 



   De même que dans le cas du champ cylindrique, on peut faire di- minuer dans celui du champ homogène, l'influence de la zone à charge spatia- le de signe non voulu par une électrode auxiliaire en forme de grille 33 à larges mailles. L'électrode' auxiliaire 33 reçoit également dans ce cas un potentiel qui ne diffère que très légèrement de celui de la première élec- trode 31 dans le sens de la variation de potentiel du champ électrostati- que. 



   Il suffit en tout cas que l'élément radioactif disposé de préfé- rence dans le plan passant par le milieu du tuyau émette, au moins en aval, des ions dans une zone à peu près   semi-cylindrique.   Cependant il peut être avantageux dans certains cas, de construire le dispositif symétriquement du coté d'amont et d'aval de l'élément radioactif, c'est-à-dire de faire rayon- ner, comme dans les dispositifs des fig. 1 à 4, l'élément radioactif en aval et en amont et de faire agir le champ électrostatique longitudinal éga- lement dans les deux sens.

   En effet, lés particules sont alors déjà char- gées dans le bon sens lorsqu'elles arrivent dans la zone peu profonde de signe non voulu et par suite doivent d'abord s'y décharger avant de pouvoir se charger par des ions de signe non voulu, en faisant ainsi diminuer en- core   l'influence-nuisible   de cette zone de charge   spatialeo   
L'élément radioactif peut avoir la forme d'un fil de section quelconque, émettant des rayons d'ionisation dans toutes les directions. 



  Cependant il est plus simple, pour des raisons de fabrication, de donner à l'élément radioactif la forme d'une bande étroite qui, en principe, n'est recouverte que sur une face d'une couche radioactive (voir la bande 30 de la fig.   5).   



   La bande étroite   (fig06)   peut aussi avoir la forme d'une spirale 34 recouverte extérieurement de la couche radioactive et enroulée autour d'un fil métallique 35. On peut ainsi faire augmenter la surface d'absorp- tion des ions de signe non voulu et, par suite, l'efficacité des ions du signe qu'on désire de l'élément radioactif, même lorsqu'il s'agit d'un champ électrostatique cylindrique. 



   La fig. 7 représente une bande étroite 36 torsadée sur elle-même et sur laquelle il suffit de n'appliquer la couche radioactive 37 que sur une face. Le champ de rayonnement des fig. 6 et 7 comporte ainsi, non seu- lement un gradient dans le sens radial, mais encore un gradient dans le sens longitudinal, ce qui a pour effet de faire diminuer le rayon r1 de sé- paration entre la charge positive et la charge négative des particules. 



   Il n'est pas absolument indispensable que la couche radioactive fasse partie de la surface efficace,   c'est-à-dire   d'absorption des ions de la première électrode, si la surface efficace de l'électrode est suffisamment 

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 grande.Mais il faut alors tenir compte du fait que si la connexion   élec-   trique entre la source de rayonnement et l'électrode proprement dite vient à manquer, la couche radioactive prend une charge qui exerce une influence sur le champ électrostatique. 



   Le support de l'élément radioactif doit être construit avec un soin tout   particulier,   Lorsque ce support suit la direction du mouvement du gaz, il exerce une influence nuisible sur la charge des particules,de la même manière que si cet élément était disposé sur une tôle parallèle aux parois du tuyau ou sur les parois du tuyau elles-mêmes,étant donné que, dans ces conditions, la surface de séparation entre les charges faciales po- sitive et négative suit la même direction que celle du mouvement du gaz et que, par suite, les particules en suspension ne reçoivent pratiquement au- cune charge dans une zone étroite du courant de gaz.

   Il convient donc, (lorsque l'élément radioactif n'est pas fixé à ses extrémités, comme sur la figo 1, ou lorsqu'il n'est pas possible de disposer les supports sans inconvénients du coté de l'amont de l'élément radioactif) de fixer cet élé- ment par des fils fins   qui,'au   moins au voisinage de   l'élément,   se dirigent perpendiculairement à la direction du mouvement du gaz. 



   On peut, pour faire augmenter la section de passage du courant de gaz contenant les particules, disposer l'un à côté de l'autre, plusieurs dispositifs des figo 3, 4 et 5, de sorte qu'une paroi du tuyau sert en   mê-   me temps à limiter deux tuyaux accolés l'un à   1'autre.   Cependant il ne con- vient pas de former les tuyaux par des parois planes, parallèles, mais au contraire de les former par des parois cylindriques, c'est-à-dire de section annulaire dans un plan contenant l'électrode, et de disposer alors concen- triquement plusieurs tuyaux l'un dans l'autre. On obtient ainsi le   disposi-   tif de la fig. 8, qui comporte trois tuyaux 38,39 et 40 dans lesquels le gaz circule dans le sens axial Certaines des parois   41   des tuyaux servent à limiter deux autres tuyaux.

   L'élément radioactif 42 a également une for- me annulaire et est maintenu par des supports, non représentés, à égale dis- tance de deux parois de tuyaux adjacentes. 



   La figo 9 représente un autre dispositif permettant de faire augmenter la section de passageo Ce dispositif comporte un tuyau 43 obte- nu en enroulant une seule paroi de tuyau 44 sous forme de spirale d'Archi- mède Il suffit, dans ce dispositif, d'un seul fil radioactif 45 et, par suite, ce dispositif est avantageux dans certains cas au point de vue de la fabrication. Les supports du fil 45 peuvent alors s'attacher sur le fil en amont dans le sens de l'axe. 



   On peut aussi former un tuyau unique 46 par deux parois planes   47,   parallèles, en forme de disques annulaire. L'élément.radioactif reçoit comme précédemment la forme   d'un   fil métallique 48, dont le plan coincide avec le plan passant par le centre du tuyau et dont l'axe coincide avec l'axe de symétrie du tuyau.Le gaz circule dans le sens radial de dehors en dedans, comme l'indiquent les flèches, ou de dedans en dehors. Le tuyau de cette forme de réalisation est équipé de la même manière que le tuyau de la fig- 4, c'est-à-dire que des bandes d'électrodes étroites 49 et 50 sont dis- posées à la hauteur de l'élément radioactif 48 et le tuyau est fermé par une électrode en forme de grille 51 qui, dans ce cas, a la forme d'un cylin- dre. 



   Pour faire augmenter la section de passage, on peut disposer plusieurs de ces tuyaux l'un au-dessus de l'autre, en formant ainsi un élé- ment annulaire cylindrique, dont l'épaisseur de paroi est déterminée par la profondeur du tuyau et la hauteur par le nombre de tuyaux adjacents. Comme . précédemment, on peut faire l'économie de parois, étant donné que deux tu- yaux adjacents comportent une paroi commune La forme de réalisation de la 

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 fig. 10 comporte quatre de ces tuyaux assemblés sous forme d'éléments cy- lindriques annulaires et à orifice de sortie commun 52. 



   Les formes de réalisationqui précèdent ne représentent naturel- lement pas toutes les possibilités d'applications. Par exemple, il n'est pas toujours nécessaire, pour engendrer le champ longitudinal électrostati- que, de prévoir une électrode en forme de grille disposée en aval. Dans certains cas, il suffit de prévoir un corps d'électrode de forme quelconque, qui possède un potentiel approprié par rapport à l'élément radioactif. Par exemple, il suffit dans certains cas, de prolonger les parois du tuyau qui servent d'électrodes assez loin dans la direction du mouvement du gaz. Il peut être particulièrement avantageux d'employer à cet effet des éléments d'une électrode d'un dispositif de séparation monté en aval.

Claims (1)

  1. RESUME.
    Dispositif de charge unipolaire de particules en suspension dans un gaz circulant dans un tuyau, au moyen d'un élément radioactif, dispositif caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons: 1. La longueur de l'élément radioactif est égale à un multiple de la portée de ses rayons d'ionisation, il est disposé dans le tuyau, en principe perpendiculairement au mouvement de gaz dans le tuyau, et un champ électrostatique (champ longitudinal) est formé entre une première électrode constituée au moins en partie par l'élément radioactif, et au moins une seconde électrode, disposée en aval de la première dans la direction du mou- vement du gaz dans le tuyau.
    2. L'élément radioactif est disposé dans le plan passant par le milieu du tuyau et engendre des ions, au moins en aval, dans une zone sensi- blement semi-cylindrique.
    3. Il a la forme d'une bande étroite qui n'est recouverte, en principe, que sur une face d'une couche radioactive.
    4. La surface de la bande étroite est perpendiculaire à la direc- tion du mouvement du gaz et la couche radioactive est appliquée du coté de l'aval de la bande étroite.
    5.La bande étroite est torsadée sur elle-même et la couche ra- dioactive est appliquée sur une de ses faces.
    6. Elle a la forme d'une hélice dont la couche radioactive est en dehors et qui est enroulée autour d'un fil.
    7. L'élément radioactif a la forme d'un fil de section quelconque émettant des rayons d'ionisation dans toutes les directions.
    8. Il émet des rayons bêta.
    9. Il comporte une couche métallique dans laquelle du tritium est absorbé.
    10. La seconde électrode a la forme d'une grille et occupe au moins la majeure partie de la section du tuyau.
    11. Le tuyau comporte des parois en une matière très peu conduc- trice du courant électrique et le champ longitudinal électrostatique se prolonge entre deux électrodes en forme de grille, qui se-suivent dans la direction du mouvement du gaz et occupent la section du tuyau, et dont la première supporte suivant son axe l'élément radioactif dirigé dans le sens longitudinal et rayonnant principalement en aval. <Desc/Clms Page number 9>
    12. Une électrode auxiliaire est disposée entre les deux électro- des au voisinage de la première, occupe également la section du tuyau, mais consiste en une grille à mailles plus larges que l'électrode principale et est à un potentiel qui ne diffère que très légèrement de celui de la premiè- re électrode dans le sens de la variation du potentiel du champ électrosta- tique.
    13. L'élément radioactif forme lui-même la première électrode en- gendrant le champ électrostatique longitudinal et un champ électrostatique transversal se superpose à ce champ longitudinal, de façon qu'il se forme, au moins du côté de l'aval de l'élément radioactif,un champ total analogue à un champ cylindrique dont l'axe est occupé par l'élément radioactif 0.
    14Les parois du tuyau sont en une matière conductrice et rem- plissent la fonction d'électrodes auxiliaires, à un potentiel différent de celui de l'élément radioactif.
    15. Les parois du tuyau en une matière peu conductrice sont re- couvertes à la hauteur de la première électrode de bandes d'électrodes étroi- tes par rapport à la largeur du tuyau, remplissant la fonction d'électrodes auxiliaires et à un potentiel différent de celui de l'élément radioactif.
    16. L'élément radioactif est entouré concentriquement à une petite distance par rapport à la portée des rayons d'ionisation par un fil en spi- rale remplissant la fonction d'une électrode auxiliaire, à un potentiel qui diffère très légèrement de celui de la première électrode dans le sens de la variation du potentiel du champ électrostatique.
    17. Le dispositif est construit symétriquement du côté de l'amont et de l'aval de l'élément radioactif.
    18. Le tuyau a une forme annulaire en coupe dans le plan conte- nant l'électrode.
    19. Une paroi du tuyau sert en même temps à limiter deux tuyaux accolés, 20. Le tuyau est formé en enroulant une paroi de tuyau sous forme de spirale d'Archimède.
    21. L'élément radioactif a la forme d'un fil annulaire et le tuyau qui l'entoure est formé par deux disques plans annulaires, de sorte que le gaz circule dans le tuyau dans le sens radial.
    22. Plusieurs tuyaux limités par des disques annulaires plans sont accolés de façon à former un élément annulaire cylindrique.
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