La présente invention concerne les dispositifs de
désembouage qui utilisent les phénomènes magnétiques pour
débarrasser des liquides de boues dont ils sont chargés. L'invention
s'applique de manière particulièrement avantageuse aux
désembouage de l'eau circulant en circuit fermé dans les
canalisations des installations de chauffage. On sait en effet que
dans ces installations, des phénomènes de corrosion ou d'érosion
mécanique des parois des conduits, ont pour conséquence que l'eau
de chauffage se charge progressivement de boues qui sont
constituées en grande partie par des particules magnétiques.
De manière classique, des dispositifs de désembouage
magnétique applicables à des liquides tels que l'eau, comportent
des aimants que l'on plonge dans l'eau à désembouer. Un tel
dispositif est décrit, à titre d'exemple, dans le document de brevet
américain US 2 693 079. Ce document d'art antérieur explique
comment l'attraction magnétique agit pour retenir les éléments
magnétiques sur l'aimant et comment ce dernier est ensuite extrait
du liquide et nettoyé par raclage.
La présente invention s'est souciée d'améliorer la
conception des dispositifs de désembouage magnétique de l'art
antérieur afin notamment de les rendre mieux adaptés à un montage
et à un fonctionnement sur des canalisations dans lesquelles le
liquide à désembouer circule normalement en continu, comme c'est
le cas notamment des installations de chauffage à circulation d'eau
en circuit fermé. Dans un tel contexte, l'invention vise aussi à
permettre d'équiper aisément des installations existantes et à
faciliter un désembouage périodique qui s'effectue pratiquement
sans perturber le fonctionnement des installations, en particulier en
ne demandant ni démontage du dispositif ni arrêt du chauffage.
La présente invention propose pour cela de faire circuler le
liquide à désembouer à travers une enceinte se raccordant sur la
canalisation dans laquelle il circule en continu et de le faire passer,
dans ladite enceinte, au voisinage de parois amagnétiques limitant
un logement dans lequel un aimant est monté mobile entre une
position active dans laquelle il fonctionne en attraction magnétique
des boues présentes dans le liquide circulation sur lesdites parois
du logement et une position de retrait hors dudit logement qui
provoque le décollement desdites boues, lesquelles tombent alors et
se réunissent avantageusement par décantation en fond de ladite
enceinte.
Dans des modes de mise en oeuvre préférés de l'invention,
on prévoit d'assurer de manière automatique, d'une part le retrait
périodique de l'aimant, d'autre part une commande périodique d'un
arrêt de la circulation du liquide à travers l'enceinte et d'une
vidange synchronisée de l'enceinte, avantageusement après retrait
de l'aimant, pour en évacuer les boues collectées. On peut ainsi
réaliser un entretien périodique de l'enceinte sans intervention d'un
opérateur.
Dans la pratique, l'aimant est en général de forme
cylindrique et monté en coulissement vertical dans son logement. Le
dispositif suivant l'invention est alors avantageusement équipé de
moyens pour éviter qu'en suivant le mouvement de levage de
l'aimant hors de son logement, les boues soient entraínées jusqu'à
la partie supérieure de l'enceinte. Ces moyens permettent de
s'assurer que toutes les boues qui ont été attirées par l'aimant et qui
se sont accumulées sur les parois de son logement soient bien
détachées des parois du logement au départ de l'aimant, sans se
laisser entraíner dans le mouvement de ce dernier. Ils peuvent
notamment être constitués par une pièce de butée, avantageusement
en matériau amagnétique, fixée à l'intérieur de l'enceinte en travers
de la paroi du logement de l'aimant, dans une position que l'aimant
dépasse lors de son retrait.
Bien que l'on parle ici d'un aimant au singulier, il est clair
que le dispositif suivant l'invention pourrait tout aussi bien
comporter plusieurs aimants similaires, qui peuvent être placés dans
des logements différents, dont les parois baignent dans le volume de
liquide en circulation dans l'enceinte.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront
de la description qui suit d'un exemple de réalisation particulier,
illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, vue de côté en coupe, un dispositif de
désembouage conforme à la présente invention dans sa position de
travail en fonctionnement normal de désembouage ;
- et la figure 2 représente le dispositif de la figure 1 dans sa
position de vidange.
On a représenté sur les figures 1 et 2 un dispositif de
désembouage 1 suivant l'invention, qui peut être utilisé dans toute
installation de chauffage à circulation de liquide, ce liquide étant en
générai de l'eau. Le dispositif est conçu pour être interposé sur une
canalisation de circulation continue du liquide, à laquelle il se
raccorde du côté de l'entrée du liquide et du côté de la sortie. Plus
exactement, il se monte en général en dérivation sur une
canalisation principale de l'installation, dans laquelle l'eau de
chauffage circule en permanence.
Le dispositif de désembouage lui-même comprend une
enceinte 2, offrant un volume de circulation déterminé au liquide, qui
est illustrée sous la forme préférentielle d'une enceinte de section
cylindrique, disposée verticalement, et qui comporte une tubulure
d'entrée 3 et une tubulure de sortie 4, équipées de vannes portant
respectivement les références 5 et 6. Ces vannes peuvent être
actionnées manuellement ou mécaniquement pour régler le débit de
liquide à travers l'enceinte. De préférence; il peut s'agir
d'électrovannes. Les deux tubulures de raccordement à la
canalisation sont situées en partie haute de l'enceinte, en des
positions respectivement diamétralement opposées.
L'enceinte 2 est fermée, à sa partie supérieure, par un
couvercle 9 qui est fixé de manière hermétique, par un mode
d'assemblage étanche permanent, par exemple par soudure, sur
l'enceinte 2. Ce couvercle 9 présente une ouverture centrale 11 qui
débouche dans un logement vertical cylindrique 12 qui est fixé, de
manière hermétique, sur la paroi inférieure du couvercle 9, et dont
la partie inférieure est fermée. Ce logement 12 est disposé de
manière centrale dans l'enceinte 2, verticalement suivant son axe.
Ses parois sont en matériau amagnétique. En fonctionnement, le
logement 12 se trouve sur le trajet du flux du liquide à désembouer,
qui circule ainsi à travers l'enceinte dans le volume annulaire
ménagé autour du logement 12, comme illustré par les flèches 13 et
14 sur la figure.
En combinaison avec logement 12 le dispositif suivant
l'invention tel que décrit ici comporte un aimant mobile 15, dont le
diamètre est déterminé de manière à ce qu'il coulisse librement dans
le logement 12 mais au plus près des parois de ce logement. La face
supérieure de l'aimant 15 porte une tige 16 de commande, qui est
elle inapte à exercer un effet d'attraction magnétique sur les boues
véhiculées par le liquide à désembouer. Son diamètre est égal au
jeu près à celui de l'ouverture 11 du couvercle 9, afin qu'elle puisse
coulisser librement dans cette ouverture à travers le couvercle. Le
diamètre de l'aimant 15 est nettement plus élevé que le diamètre de
la tige 16, de telle sorte que le couvercle 9 constitue une butée
limitant le déplacement de l'aimant 15 vers le haut, lors de son
retrait du logement 12.
L'extrémité supérieure de la tige 16 porte une poignée 17
qui permet de relever l'aimant 15 à la main dans le logement 12. Un
vérin électrique, schématisé en 18, permet, en variante ou en plus,
de commander mécaniquement le relevage de la tige 16, entraínant
avec elle l'aimant 15 hors du logement 12. Comme le montrent les
figures, on a choisi dans le cas décrit de prolonger le logement 12
vers le haut, jusqu'à lui donner une hauteur au moins double de
celle de l'aimant mobile 15. Ceci a pour effet qu'à l'état de
fonctionnement représenté sur la figure 1, la plus grande partie de
la tige 16 se trouve dans le logement 12, si bien que l'encombrement
de la tige et de sa poignée reste faible.
Dans le mode de réalisation préféré choisi pour illustrer
l'invention, l'aimant 15 est constitué par un barreau cylindrique à
aimantation permanente, constitué par des aimants très puissants à
base de matière céramique, recouverts d'une enveloppe en acier
inoxydable. Dans le cas où les particules métalliques de la boue
magnétique sont très fines (de l'ordre du micron) ou dans le cas où
le liquide à désembouer a une grande viscosité, on peut utiliser
avantageusement des barreaux magnétiques constitués d'aimants au
néodyme.
Conformément à l'invention, on prévoit une pièce de butée
21, qui est fixe dans l'enceinte 2 contre la paroi extérieure du
logement 12, à un niveau qui est légèrement plus haut que la face
supérieure de l'aimant 15 lorsqu'il est en position active d'attraction
magnétique des boues (figure 1). Avantageusement, cette pièce de
butée 21 est constituée, comme il est illustré, par un disque
annulaire, soudé sur la paroi externe du logement 12, qui est réalisé
en un matériau amagnétique. La largeur de cette pièce de butée est
assez grande pour que l'ensemble des boues magnétiques
accumulées qui remontent avec l'aimant lorsque celui-ci passe dans
sa position représentée sur la figure 2 soient retenues en dessous
de cette pièce de butée 21.
L'enceinte 2 comporte, dans sa partie inférieure une
ouverture de vidange 7, située sensiblement en dessous du
logement 12, de manière à ménager une zone de décantation des
boues dans le fond de l'enceinte. L'ouverture de l'orifice de vidange
est commandée par une vanne 8, à commande manuelle ou
mécanique, constituée préférentiellement par une électrovanne
commandée à distance. On notera que l'ouverture de vidange est
avantageusement située à la verticale du logement 12, là où tombent
les boues magnétiques se détachant des parois du logement de
l'aimant lors du retrait de celui-ci.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit se
comprend déjà de ce qui précède. En fonctionnement normal, les
deux électrovannes 5 et 6 sont ouvertes et le fluide du circuit de
chauffage traverse le dispositif de désembouage 1. Le flux passe
autour du logement 12, en léchant les parois de ce dernier, sous un
débit qui peut être réglé au mieux pour éviter les turbulences,
notamment dans la zone inférieure de l'enceinte. Les particules
magnétiques qui sont transportées par le fluide sont alors attirées
par l'aimant 15, qui se trouve dans la position active de
fonctionnement représentée à la figure 1, et elles se déposent sur la
face extérieure des parois du logement 12.
Lorsque l'épaisseur du dépôt retenu sur les parois du
logement 12 est importante, l'attraction de l'aimant sur les particules
magnétiques se réduit jusqu'à une valeur très faible et le dispositif
de désembouage devient inefficace. Il faut donc effectuer une
opération de nettoyage consistant à éliminer le dépôt de boues
magnétiques qui est retenu autour du logement 12 au niveau de
l'aimant 15. Suivant les besoins de chaque application particulière,
cette opération peut s'effectuer périodiquement, au même rythme de
préférence que les opérations de vidange des boues recueillies, ou
à un rythme plus rapide le cas échéant. Dans le cas d'une vidange
simultanée, on commence par fermer les vannes 5 et 6 pour
interrompre provisoirement la circulation du liquide et, après avoir
soulevé l'aimant 15 jusqu'à ce qu'il passe au-dessus de la pièce de
butée des boues 21, on commande la vanne 8 en ouverture du fond
de l'enceinte vers une conduite d'évacuation des boues qui s'y sont
déposées.
Comme cela est schématisé sur la figure 2, les boues
magnétiques retenues sur les parois du logement 12 ont tendance à
remonter avec l'aimant 15 quand on soulève celui-ci, et elles
s'accumulent sous la pièce de butée 21. Lorsque l'aimant est
suffisamment remonté, il n'y a plus d'attraction sur les boues
magnétiques, qui sont restées sous la pièce de butée 21, et elles
tombent au fond du récipient 2 pour être évacuées par l'ouverture 7.
Conformément à des caractéristiques particulièrement
avantageuses de l'invention, les opérations de vidange sont
réalisées de manière automatique à des intervalles réguliers
d'entretien. Dans ce cas, les vannes 5, 6 et 8 sont commandées à
distance, de manière automatique. A cet effet, elles sont
avantageusement constituées par des électrovannes.
La procédure de vidange automatique se déroule de
préférence comme suit. Les électrovannes 5 et 6 sont tout d'abord
fermées et l'aimant 15 est remonté. On ouvre ensuite l'électrovanne
8 et, après une temporisation assurant la vidange complète de
l'enceinte, on ouvre également l'électrovanne d'entrée 5, de manière
à réaliser un rinçage entraínant tout le dépôt de boues vers la
conduite d'évacuation. On ferme ensuite les électrovannes 5 et 8,
puis on redescend la tige 16 au moyen du vérin électrique 18 pour
retrouver la position de fonctionnement de la figure 1. On peut alors
ouvrir les deux électrovannes 5 et 6 et la circulation du fluide de
chauffage dans le dispositif de désembouage peut reprendre.
La description qui précède explique clairement comment
l'invention procède d'une manière que ne pouvait prédire l'homme de
l'art et comment elle permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est
fixés. En particulier, les boues sont collectées sur des surfaces qui
restent immobiles, l'aimant mobile étant hors de tout contact avec le
liquide à désembouer, et elles sont évacuées sans le moindre
grattage de ces surfaces. Par ailleurs, on notera la configuration
particulièrement compacte du dispositif suivant l'invention décrit en
exemple, dans lequel, en particulier, les vannes prévues en entrée
et sortie du volume annulaire de circulation autour du logement de
l'aimant sont situées à un niveau au-dessus du disque servant à
retenir les boues magnétiques lors des opérations de vidange.