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Pour séparer des liquides ae fluides gazeux en circulation, par exemple l'air, on connaît des séparateurs munis d'un nombre de faces de choc qui sont disposées à écartement les unes des autres, réparties sur la section transversale de circulation et qui sont sollicitées environ verticalement par le courant du gaz. Lorsque le gaz entre en contact avec les faces de choc, une partie des particules de liquide, entraînées par le gaz, adhère sur les dites faces de choc et s'écoule ou s'égoutte par gravité.
Etant donné que les faces de choc sont sollicitées en permanence par le courant de gaz, il est inévitable qu'une partie considérable des particules de liquide, éliminées au préalable;. et adhérant sur les faces de choc, soit à nouveau entrainée par le courant de gaz qui tourbillonne fortement en raison des faces de choc, de manière que le rendement de tels séparateurs n'est que relativement faible. Un autre désavan- tage des séparateurs à faces de choc réside dans le fait qu'ils présentent une
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résistance relativement élevée à la circulation et ne permettent, en outre, qu'à vitesse de circulation relativement faible et à faible pression de gaz une séparation à peu près satisfaisante du liquide.
Lorsqu'il s'agit de vites- ses de circulation plus élevées, par¯ exemple de 10 à 20 m/sec, les séparateurs à faces de choc ne peuvent pratiquement plus être utilisés en raison de leur résistance excessive à la circulation et du très mauvais résultat découlant du fort tourbillonnement. De même, les séparateurs à faces de choc refusent le service même à des pressions de gaz relativement faibles, par exemple de 4 - 5 atm, étant donné que le pouvoir d'entraînement pour les particules de liquide du fluide gazeux comprimé croît proportionnellement à la densité du dit fluide et que même à vitesse de circulation réduite, le tourbillonnement engendré par les faces de choc entraîne à nouveau les particules de liquide éliminées au préalable.
Afin de réduire la résistance à la circulation, on a déjà proposé une enveloppe en forme de tube, munie de plusieurs faces de déviation ondulées ou en forme de zig-zag dans le sens de la circulation, réparties sur la section transversale de circulation et qui sont disposées environ parallèlement les unes par rapport aux autres et à écartement les unes des autres.
En opposition aux séparateurs à faces de choc, on obtient ici qu'une circulation essentielle- ment laminaire du gaz soit maintenue à proximité du dispositif séparateur, tou- tefois le rendement de ces dispositifs séparateurs n'est également que faible lorsque les vitesses de circulation sont plus élevées et en présence de très faibles pressions de gaz, étant donné qu'une grande partie des particules de liquide, éliminées sur les faces de déviation mais à nouveau en contact avec le courant de gaz, est à nouveau entraînée et subsiste dans le fluide gazeux en circulation.
L'invention vise à la réalisation d'un dispositif servant à séparer des liquides de fluides gazeux en circulation et qui permet d'obtenir des ren- dements élevés et permanents de déparation intéressant une grande gamme de vi- tesses et de pressions, tout particulièrement également des vitesses de circu- lation élevées et des pressions de gaz de 10 atm et plus et qui, en outre, n'op- pose qu'une faible résistance à la circulation du fluide gazeux.
Afin de donner une solution à ce problème, l'invention perfectionne le dispositif séparateur connu dans lequel on prévoit plusieurs faces de déviation parallèles, disposées @
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à écartement les unes des autres et qui sont inclinées à angle aigü par rapport au sens de la circulation, ce perfectionnement étant obtenu du fait que l'on prévoit au moins une rangée de faces de déviation disposées environ transver- salement par rapport au sens de la circulation et dont les faces de déviation sont disposées dans des plans verticaux et se chevauchent à la manière de per- siennes dans le sens de la circulation.
Le bord des dites faces et qui est le dernier en contact avec le courant de gaz, débouche dans la fente longitudinale étroite d'un tube fendu à section transversale réduite, allongée dans le sens de la circulation et dont l'extrémité inférieure est reliée à une ouverture d'écoulement pour le liquide éliminé.Lorsque le fluide gazeux chargé de li- quide entre en contact avec les faces de déviation, placées en oblique par rap- port au sens de circulation, les particules de liquide qui, en raison de leur masse plus importante butent avec une plus grande force contre les faces de déviation, adhèrent sur ces dernières et sont déplacées sur les faces de dévia- tion par les gaz passant par dessus le film de liquide et qui sont plus facile- ment à dévier en raison de leur masse plus faible.
Le courant de gaz presse le film de liquide, s'éooulant sur les faces de déviation, dans la fente longitu- dinale étroite du tube fendu faisant suite à la face de déviation et, de ce fait, le dit film est séparé du courant de gaz, tandis que le fluide gazeux passe sur la face extérieure du tube fendu qui n'offre qu'une faible résistance au gaz en raison de sa section transversale réduite, allongée dans le sens de la cir- culation. Le liquide qui a été pressé dans le tube fendu par le courant de gaz ne peut plus être entraîné, même lorsqu'il s'agit de vitesses de circulation plus élevées et de pressions de gaz relativement élevées, respectivement d'une plus forte densité du flu de gazeux, étant donné que lorsque le'liquide s'écou- le vers le bas dans le tube fendu, il est isolé du fluide gazeux en circulation.
Bien que dans certains cas il est suffisant de ne prévoir qu'une rangée de faces de déviation, il est généralement à conseiller de disposer plusieurs de telles rangées les unes derrière les autres dans le sens de la circulation. Les essais prouvent que lorsque l'on utilise, par exemple, trois rangées de faces de dévia- tion disposées les unes derrière les autres, il est possible de séparer 99% des particules du liquide contenu dans le fluide gazeux en circulation, et ce, même lorsqu'il s'agit de pressions d'environ 10 atm et de vitesses de circulation de 15 à 20 m/sec.
Tout en ne tenant mené pas compte de sa. très faible résistance
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à la circulation, le dispositif suivant l'invention présente, en outre, un très faible encombrement, de manière qu'il puisse être logé, par exemple, dans les sections transversales de canalisations ou bien être encastré au moyen de très courtes pièces de raccord dans n'importe quelle canalisation existante.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les faces de déviation sont formées par des tronçons de t8le essentiellement plans, en- viron rectangulaires, fixés dans l'enveloppe et dont le bord dorsal est re- plié d'environ 180 par rapport à la face de déviation de manière à former un tube en laissant subsister une fente étroite. De cette manière l'exécution des faces de déviation, y compris les tubes fendus, est excessivement simple ; la face de déviation et le tube fendu faisant suite à cette dernière présen- tant l'un par rapport à l'autre une forme et des dimensions identiques, tan- dis que les limites de leurs bords avant et arrière sont disposées dans des plans orientés transversalement par rapport au sens de circulation.
Les dimensions des faces de déviation, leur écartement latéral et leur angle d'attaque par rapport au sens de circulation du gaz sont choisis de manière que le bord avant, se projetant dans le sens de circulation, de chaque face de déviation rencontre la face de déviation voisine à, de préfé- rence, faible écartement de son bord avant. Ce fait permet de garantir que de loin la plus grande partie des particules de liquide, qui en raison de sa plus grande masse n'est déviée que faiblement lors de la déviation du fluide gazeuxl arrive sur une face de déviation et est séparée du courant de gaz. L'angle d'attaque des faces de déviation par rapport au sens de circulation dépend de la vitesse de circulation envisagée; l'angle d'attaque le plus avantageux décroissant chaque fois lorsque la vitesse de circulation augmente.
Par exem- ple, pour une vitesse de circulation d'environ 3 m/sec, un angle d'attaque d'environ 25 s'est avéré particulière.cent efficace, tandis'que pour une vi- tesse de circulation d'environ 20 m/sec on choisira avantageusement un angle d'attaque d'environ 8 à 10 .
En outre il est essentiel que l'angle formé entre la face de dévia- tion et la face de la paroi, faisant suite, du tube fendu et dépendant de la force d'adhésion entre le liquide et la face de déviation ainsi que de la vi- tesse de circulation du gaz, soit choisi de manière qu'il soit exclu que les
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gouttes de liquide se détachent à,l'endroit où la face de déviation débouche dans le tube fendu. Afin d'obtenir un rendement de séparation uniforme et une circulation laminaire à proximité du séparateur, l'écartement entre les faces de déviation est plus petit et le chevauchement est plus important lorsque les vitesses de circulation sont plus élevées que lorsqu'elles sont plus faibles.
Dans une forme d'exécution avantageuse, le bord libre du bord dorsal de la face de déviation replié de manière à former le tube fendu et limitant la fente de ce dernier est disposé environ dans le plan du tronçon médian de la face de déviation. Ceci est particulièrement important lorsqu'il s'agit de séparer des particules de liquide de fluides gazeux à pression plus élevée, res- pectivement présentant une plus forte densité, étant donné qu'en raison de la faihle différence entre le poids spécifique du liquide et du gaz, le tourbil- lon se formant sur le bord limitant, à l'arrière, la fente du tube fendu en- traînerait une beaucoup plus grande quantité de particules de liquide que lors- qu'il s'agit de pressions de gaz plus faibles, respectivement lorsqu'il s'agit de gaz de plus faible densité.
Lorsqu'il s'agit de ce dernier, on peut accepter un faible tourbillon se formant sur le bord limitant la fente du tube fendu sans que le rendement de la séparation soit notablement détérioré.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le bord avant des ?aces de délation et qui est le premier en contact avec le courant de gaz, pré- sente une plus grande inclinaison par rapport au sens de circulation que le tronçon médian faisant suite. A cette fin, par exemple, le bord avant des faces de déviation peut être replié jusqu'à une largeur plus faible et à un angle d'environ 150 à 170 par rapport au tronçon médian. L'angle de repliage et la largeur du bord replié dépendent également de la vitesse de circulation; la largeur la plus avantageuse du bord replié décroissant lorsque la vitesse de circulation augmente, tandis que l'angle de repliage le plus avantageux est agrandi.
En repliant le bord avant des faces de déviation, on obtient l'avan- tage que tout en se chevauchant uniformément, la largeur des faces de dévia- tion et mesurée dans le sens de la circulation, peut être plus faible et leur écartement latéral plus grand, de manière que malgré le tourbillon provoqué par le 'bord à proximité du séparateur, il soit possible d'obtenir une réduc- ties de la résistance à la circulation.
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Plusieurs formes d'exécution, données à titre d'exemple non limita- tif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. l est une coupe longitudinale d'un séparatuer de liquide. i l, La fige 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
Les fig.s 3 à 6 représentent, en coupe transversale, plusieurs for- mes d'exécution des faces de déviation.
Ainsi qu'il ressort des figs. 1 et 2, une enveloppe 1, rectangulaire en section transversale, porte trois rangées de faces de déviation 2, disposées dans le sens de circulation x du fluide gazeux constitué, par exemple, par de l'air comprimé à 4 - 5 atm. Ces faces de déviation sont parallèles, placées à écartement les unes des autres et inclinées à angle aigu, alpha, par rapport au sens de circulation x. Les faces de déviation 2 sont réalisées à partir de tronçons de tôle rectangulaires dont le bord dorsal 3 est replié pour former un tube en laissant subsister une fente étroite 4 vers la face de déviation 2.
Le bord avant 5 des tôles de déviation et qui entre le premier en contact avec le courant de gaz, est replié en un angle, béta, situé entre 150 et 1700 par rapport à la z8ne médiane des dites tôles de déviation. Les tôles de déviation, exécutées, de-préférence, en un acier inoxydable, sont soudées aux faces supé- rieure et inférieure, parallèles l'une par rapport à l'autre, de l'enveloppe 1.
La largeur des faces de déviation 2 et mesurée dans le sens de la circulation, leur écartement latéral et leur angle d'attaque, alpha, par rappor au sens de circulation x, sont choisis de manière que le bord avant, se proje- tant dans le sens de circulation x, de chaque face de déviation rencontre la face de déviation voisine à faible écartement de son bord avant. Ainsi qu'il ressort des figs. 3 à 6, les tubes fendus, formés par les bords dorsaux re- pliés 3, présentent une faible section transversale allongée dans le sens de circulation, en forme d'une ellipse plate ou de gouttelette et orientée en pointe vers la fente 4.
L'extrémité inférieure du tube fendu 3 est reliée aux ouvertures d'écoulement en forme de fente 6, prévues dans le fond la. de l'enve- loppe et qui débouchent dans un ou plusieurs récipients collecteurs de liquide 7 isolés du courant de gaz et disposés sous le fond la de l'enveloppe. Le bord 6a, disposé à l'arrière par rapport au sens de circulation x des ouvertures d'écoulement 6 est replié vers le haut en un liteau de captage s'étendant dans la section transversale de circulation, tandis que le bord avant 6b est replié
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en une tôle d'évaouation inclinée obliquement vers le bas.
En outre, chaque pa- roi de l'enveloppe porte un liteau de captage 8 s'étendant dans le sens de cir- culation et qui empêche la circulation du liquide dans le sens longitudinal des parois de l'enveloppe et procure l'évacuation du liquide vers le fond la de l'enveloppe.
Les faces de déviation 2 des rangées disposées les unes derrière les autres dans le sens de circulation sont inclinées par rapport à ce dernier sous un angle d'attaque uniforme, alpha, d'environ 25 , toutefois en sens alterné.
La disposition représentée à la fig. 2 des faces de déviation 2 est destinée à une vitesse de circulation d'environ 3 m/sec. Pour des Vitesses de circulation plus élevées, d'environ 20 m/sec, on choisit un angle d'attaque, alpha, plus petit présentant environ 8 à 10 . A la place des trois rangées de faces de dé- viation, disposées les unes derrière les autres dans le sens de circulation, il est possible d'utiliser un plus grand nombre, tout particulièrement lors- qu'il s'agit de vitesses de circulation élevées et de liquides à faible pouvoir d'adhésion.
Dans les formes d'exécution représentées aux figs. 3 à 6, le bord avant 5 des faces de déviation 2 est replié sous un angle, béta, d'environ 155 par rapport au tronçon médian 2a de la face de déviation. Cet angle de re- pliage, bêta, est particulièrement approprié à des vitesses de circulation d'en- viron 3 à 5 m/sec. La largeur a, mesurée dans le sens de la circulation, du bord replié 5 présente un rapport d'environ 1 1 6 par rapport à la largeur b du tron- çon médian 2a des tôles de déviation. Lorsque les vitesses de circulation sont plus élevées, il est conseillé de choisir un angle de repliage, béta, plus grand, présentant avantageusement environ 170 pour, par exemple, 20 m/sec; le bord replié 5 étant, en outre, d'une plus faible largeur par rapport au tron- çon médian 2a de la face de déviation.
Ainsi qu'il ressort des figs. 3 à 6, le tronçon médian 2a des tales de déviation se prolonge sous un angle, gamma, d'environ 150 à 180 , par la face de la paroi du tube fendu 3. L'angle, gamma, renfermé par ces parties de la face dépend de la forcé d'adhésion entre le liquide et la face de déviation 2 ainsi que de la vitesse de circulation du 'gaz, de manière qu'il soit exclu @ que des gouttelettes de liquide puissent se détacher à l'endroit où la face de déviation débouche dans le tube fendu.
Lorsqu'il s'agit de vitesses de cir-
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culation élevées, par exemple 15 à 20 m/sec et d'une faible force d'adhésion entre le liquide et la face de déviation et qui dépend, outre de la matière, également de la constitution superficielle de la face de déviation, l'angle, gamma, est choisi entre environ 170 et 180 , ainsi qu'il ressort des figs. 3 et 6. Lorsqu'il s'agit de vitesses de circulation plus faibles et d'une force d'adhésion plus élevée, l'angle, gamma, peut être réduit en conséquence. Les formes d'exécution représentées aux figs. 4 et 5 illustrent des exemples dans lesquels l'angle, gamma, est d'environ 155 et qui sont destinés à des vitesses de circulation de 5 à 6 m/sec.
Tandis que la grandeur de l'angle de déviation, gamma, dépend, outre de la force d'adhésion existant entre la face de déviation et le liquide, essen- tiellement de la vitesse de circulation du fluide gazeux, la disposition la plus avantageuse du bord libre 3a du bord arrière 3 du tronçon, de tale formant le tube et qui limite la fente 4 du tube fendu est déterminée en premier lieu par la densité du fluide gazeux, respectivement de la pression du gaz. Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, le bord libre 3a est disposé dans le plan du tronçon 2a de la face de déviation, de manière que le courant de gaz ne soit pas dévié à ce point et qu'aucun;tourbillon ne puisse se former.
Cette . forme d'exécution est destinée avant tout à des pressions de gaz plus élevées, par exemple de 10 atm et plus, respectivement à des gaz de plus forte densité.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3 également, le bord 3a ne s'étend que d'une faible valeur dans le courant de gaz qui passe sur le tron- çon médian 2a de la face de déviation, de manière qu'il ne se forme qu'un fai- ble tourbillonnement. Cette forme d'exécution est appropriée à des pressions de gaz élevées et à des vitesses de circulation élevées. Dans les formes d'exé- cution représentées aux figs. 5 et 6, les bords libres 3a des tôles de déviation et limitant la fente 4 sont disposés à faible écartement au-dessus du plan du tronçon médian 2,!!:'des faces de déviation 2.
De ce fait, avec ces formes d'exé- cution, il se forme un certain tourbillonnement sur le bord 3A, cependant ce tourbillonnement peut être accepté lorsqu'il s'agit de faibles pressions de gaz, respectivement de gaz de faible densité. La forme d'exécution représentée à la fig. 5 est destinée à de faibles pressions de gaz et de faibles vitesses de circulation, tandis que la forme d'exécution suivant la fig. 6 est avant tout destinée à de faibles pressions de gaz et des vitesses de circulation éle-
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vées. Toutefois dans chacun des cas il est à conseiller de réduire au maximum l'écartement entre le bord 3a et le plan du tronçon médian 2a des tôles de dé- viation, afin d'éviter la formation de tourbillons.
;REVENDICATIONS.
1.- Dispositif pour séparer des liquides de fluides gazeux en circu- lation et dans lequel une enveloppe de forme tubulaire porte plusieurs faces de déviation réparties sur la section transversale de circulation, disposées paral lèlement et à écartement les unes des autres et inclinées à angle aigü par rap- port au sens de la circulation, caractérisé en ce que l'on prévoit, environ transversalement par rapport au sens ee circulation, au moins une rangée de fa- ces de déviation disposées dans des plans vertiaaux, se chevauchant à la manière de persiennes dans le sens de la circulation et dont le bord qui est le dernier en contact avec le courant de gaz débouche dans la fente longitudinale étroite d'un tube fendu à section transversale réduite,
allongée dans le sens de circu- lation et dont l'extrémité inférieure est reliée à une ouverture d'écoulement pour le liquide éliminé.