FR2641983A1 - Filtre electromagnetique a fort gradient de champ pour l'extraction de particules en suspension dans un fluide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un filtre électromagnétique à fort gradient de champ pour l'extraction de particules en suspension dans un fluide comprenant une enceinte 2 dans laquelle circule le fluide chargé de particules, l'enceinte étant munie d'une entrée 4 et d'une sortie 6. Le filtre comporte des moyens 1 permettant de créer à l'intérieur de l'enceinte 2 des gradients de champ magnétique orientés transversalement et aptes à entraîner les particules vers la paroi interne de cette enceinte où elles forment une boue. L'enceinte présentant un plan de symétrie, l'entrée 4 et la sortie 6 du fluide se faisant de part et d'autre de ce plan, l'enceinte comprenant dans ce plan de symétrie, une cloison 12 de façon à obtenir deux chambres E1 , E2 , le filtre comportant en outre un ensemble de conduites aptes à mettre en communication l'entrée 4 et la sortie 6 par un système d'ouvertures d'entrée et de sortie 22, 25 de façon à rallonger le trajet du fluide dans l'enceinte 2. Application au filtrage de fluides chargés de particules dont la susceptibilité magnétique peut être très faible.

Description

FILTRE ELECTROAGNETIQUE A FORT GRADIENT DE CHAMP
POUR L'EXTRACTION DE PARTICULES EN SUSPENSION DANS UN
FLUIDE
DESCRIPTION
L'invention a pour objet un filtre électromagnétique à fort gradient de champ pour l'extraction de particules en suspension dans un fluide dans lequel le filtrage peut être continu ou comporter des séquences de nettoyage et s'appliquer notamment å des fluides chimiquement agressifs ou radioactifs.

L'utilisation de tels filtres éLectromagnétiques a été imaginée pour un grand nombre d'installations contenant un fluide poLLué par des impuretés insolubles qui restent en suspension sous forme de particules soLides. Par exemple, dans le cas des centrales électronucléaires où iLs peuvent prendre place soit dans les circuits primaires, soit dans les circuits secondaires.

Cet empLoi est décrit notamment dans la demande de brevet alLemand n02 136 352 déposée le 21 juillet 1971 sous Le titre "Dampfkraftanlage fur
Kernkraftwerke mit Siedewasserreaktoren", , et dans le compte rendu de la 30ème réunion annuelle (1969) "InternationaL Water Conference of the Engineer Society of Western Pennsylvania" article de H.G. HEITMANN, page 69). D'autres applications plus particulièrement reLatives à L'élimination d'éLéments Lourds métalLiques en suspension dans un Liquide sont décrites dans le brevet français n02 466 282.

Il existe au soins deux types de filtres de conceptions différentes et dont Les caractéristiques et le fonctionnement vont être décrits ci-dessous.

Tout d'abord, d'une manière générale, on rappelle qu'un filtre électromagnétique de particules en suspension dans un fluide est constitué par une enceinte dans Laquelle circule le fluide à filtrer et dans Laquelle règne un gradient de champ magnétique destiné à exercer des forces sur Les particules pour les attirer dans des directions privilégiées favorisant leur extraction.

Dans un premier type de filtre connu, on crée des gradients de champ à partir d'un garnissage magnétisable placé à L'intérieur d'une enceinte dans laquelle circule Le fluide à filtrer. L'enceinte est pLacée à l'intérieur d'un enroulement électrique disposé en une ou plusieurs bobines coaxiales ou entre
Les pièces polaires d'un ou plusieurs électroaimants indépendants. Le passage d'un courant éLectrique dans le bobinage provoque L'apparition d'un champ magnétique ayant pour effet de magnétiser le garni sage qui est lui-meme constitué de tel Le façon qu'il présente une grande quantité de petites cavités devenant le siège de forts gradients de champ magnétique.

Le garnissage peut être fixe et se présente généralement sous forme de bourre, de toile de fils d'acier ou d'empilement de grilles. Mais il est souvent aussi réalisé par un lit de billes d'acier qui peut se fluidiser dans un courant d'eau de rinçage et permettre ainsi une régénération par extraction des boues particulièrement rapide et totale.

L'application d'un champ magnétique au matériau du garnissage en provoque La magnétisation et, corrélativement, L'apparition de forts gradients de champ magnétique dans les espaces entre Les arêtes solides, qui permettent de déplacer les particules solides magnétisables que transporte un fluide traversant ce garnissage.

Concrètement, Lorsqu'un fluide chargé d'impuretés solides douées d'une susceptibilité magnétique suffisante traverse le garnissage d'un fiLtre éLectromagnétique ainsi aimanté, les impuretés en question sont transportées des zones à faibLe champ magnétique vers Les zones à fort champ magnétique, ctest-å-dire vers les piles magnétiques éLémentaires que présente ce garnissage.

Par le jeu des forces magnétiques, ces impuretés s'accrochent dans les cavités du garnissage, qui jouent ainsi le rôLe de filtre. Cet accrochage a lieu préférentiellement aux endroits où règne le plus fort champ magnétique et se trouve naturelLement favorisé Si de plus, à cet endroit, la vitesse Linéaire du fluide est ralentie.

Rigoureusement, une particule aimantée subit, dans un champ magnétique non homogène, une force mesurée par Le produit de son aimantation et du gradient de champ. Sauf en cas de saturation,
L'aimantation de La particuLe est proportionneLLe au champ magnétique et, en conséquence, La force qu'elLe subit dans une cavité du garnisage d'un fiLtre éLectromagnétique est proportionnelLe au produit du champ appliqué par le gradient de champ créé dans
Ladite cavité.

On comprend aisément que des particules composées d'un matériau ferromagnétique sont facilement retenues dans un filtre éLectromagnétique, mais que des particules à susceptibilité magnétique modérée Le sont avec une efficacité qui dépend fortement de La puissance de L'enroulement électrique du filtre et de
L'aptitude du garnissage à créer de forts gradients de champ dans les cavités qu'il comporte.

Dans de tels filtres, on trouve toujours, à
L'intérieur d'une enveloppe en matériau non aimantable, un garnissage qui accroche Les particules solides jusqu'à épuisement d'une capacité qui est fonction du débit du liquide à fiLtrer, du champ magnétique appliqué et des gradients de champ réalisés seLon les caractéristiques géométriques 'de ce garnissage.

Quand Le filtre devient inopérant, il faut régénérer le garnissage par extraction des boues. Cette extraction est généralement pratiquée par un rinçage du garnissage après désaimantation.

Pour cette raison, le filtre est pourvu de vannes qui permettent d'arrêter la circulation du liquide à filtrer et de tubulures aussi munies de vannes qui servent à La circulation d'un courant d'eau de rinçage.

L'opération de régénération est très rapide eLle ne dure que quelques minutes et peut se faire automatiquement. Néanmoins, cllt interrompt Le fonctionnement du filtre et comporte une extraction de boues et une remise en service par des manoeuvres de vannes. Quand Le Liquide à fiLtrer se distingue par une forte agressivité chimique ou donne lieu à des précautions particulières quand il présente des risques de contamination radioactive, les manoeuvres de vannes et la dilution des boues dans un courant d'eau de rinçage peuvent, à différents titres être des inconvénients.

Dans un deuxième type de filtre connu, aucune vanne et aucun courant d'eau de rinçage ne sont nécessaires, ce qui Lui permet de fonctionner en continu. En effet, ce filtre est conçu pour permettre à volonté l'extraction de boue fluide en continu par soutirage continu ou séquentiel pendant que le liquide à filtrer continue à circuler.

Un tel filtre a été représenté sur les figures 1 et 2 et est décrit de façon plus détailLée dans La demande de brevet publiée sous le no 84 11311.

Il comprend un conduit 100 comprenant une tubulure d'entrée 101, une tubulure de sortie 102 et une tubulure de soutirage 103. Le conduit 100 a une forme évasée comportant une base 104 de laquelle part La tubulure de soutirage 103. Le gradient de champ est obtenu au moyen d'une série d'électroaimants tO5 disposés LatéraLement de part et d'autre du conduit 100.

Chaque électroaimant comporte pour cela au moins deux pièces polaires 106-107 taillées de façon à s'appliquer sur le conduit 100 dans un plan perpendiculaire au sens de L'écouLement. Les pièces polaires sont munies de dents 108 situées dans un plan parallèle à la direction du fLuide et dont La largeur est décroissante dans le sens de L'écouLement de ce fluide. Un tel filtre permet le soutirage en continu ou de façon séquentielle mais présente par contre
L'inconvénient de ne permettre que des débits relativement modestes dans le cas de fluides très chargés en particules dont la succeptibilité magnétique est très faibles.

Par ailleurs, avec les deux types de filtres et toujours dans le cas où le fluide transporte des particules de faible succeptibilité magnétique, des unités de grandes~tailles qui seraient nécessaires pour traiter des débits très importants deviendraient onéreuses, encombrantes et difficiles à aménager avec les dispositifs classiques d'~lectro-aimants actuels.

La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. En effet, elle a pour objet un filtre éLectromagnétique de particules susceptible, d'une part d'effectuer un filtrage continu sans qu'il soit nCccssarc de provoquer L'arrêt de La circulation du fluide, nais aussi séquentiel avec arrêt provisoire de la circulation du fluide et, d'autre part, de filtrer avec autant d'efficacité des fluides peu ou très chargés de particules et des fluides chargés de particules ayant une susceptibiLité magnétique faible ou éLevée.

La présente invention a donc pour objet un filtre électromagnétique à fort gradient de champ pour l'extraction de particules en suspension dans-un fluide comprenant une enceinte dans laquelle circule le fluide chargé de particules, L'enceinte étant munie d'une entrée et d'une sortie, caractérisé :
- en ce qu'il comprend des moyens (1) permettant de créer à l'intérieur de l'enceinte (2) des gradients de champ magnétique orientés transversalement et aptes à cntratncr les-particules vers la paroi interne de cette enceinte où elles forment une boue,
- en ce que l'enceinte présente un plan de symétrie,
L'entrée (4) et la sortie (6) du fluide se faisant de part et d'autre de ce plan,
- en ce que l'enceinte comprend, dans ce plan de symétrie, une cloison (2) de façon à obtenir deux chambres (EA, E ), et
2
- en ce qu'il comporte un ensembLe de conduites aptes à mettre en communication l'entrée (4) et La sortie (6) par un système d'ouvertures d'entrée et de sortie (22, 25) de façon à rallonger le trajet du fluide dans l'enceinte (2).

Avantageusement, Le filtre électromagnétique comporte un bobinage d'électroaimant multipolaire à au moins quatre pôles, disposé autour de L'enceinte de manière à obtenir une succession de pôles nord et sud, alternés.

Avantageusement, t'électroaimant est quadripolaire.

Avantageusement, L'enceinte comporte un axe de symétrie passant sur ledit plan de symétrie et ledit ensemble de conduites est réalisé à partir d'un conduit axial placé suivant L'axe de symétrie, ce conduit comprenant deux compartiments selon un plan orienté suivant l'axe.

De préférence, les bobinages sont des bobinages supraconducteurs.

Avantageusement, le conduit axial cloisonné comporte des ouvertures placées de sorte que le fluide circule dans le même sens successivement dans les deux chambres du filtre situées de part et d'autre de la cloison de l'enceinte.

Avantageusement, le filtre comporte en outre des tubulures de soutirage débordant du fond de la chambre de l'enceinte.

De préférence, le fond de l'enceinte forme une rigole périphérique facilitant le cheminement des boues vers les tubulures.

Selon une variante de réalisation, le filtre comporte dans chaque chambre un dispositif de projection de liquide de rinçage.

Le dispositif de projection peut comporter un système de vannes d'isolement et de commande d'eau de rinçage permettant une extraction séquentielle des boues.

Se Ion une autre variante, le filtre comporte une ouverture permettant séquentiellement à un dispositif de raclage de détacher les boues sur les parois Latérales de chaque chambre de L'enceinte.

Avantageusement, L'enceinte comporte un fond amovible.

L'ouverture permettant de laisser passer le dispositif de raclage est avantageusement constituée par L'ouverture de l'enceinte Lorsque le fond est retiré.

selon une autre variante, le filtre comporte une grille amovible placée sur la paroi interne de chaque chambre de l'enceinte, l'extraction séquentielle des boues se faisant par retrait de la grille.

Le conduit axial et les cloisonnements sont réalisés en un matériau non aimantable selon un exemple de réalisation.

Avantageusement, L'espace intérieur des deux compartiments délimités par La paroi interne de l'enceinte, et le cloisonnement à l'intérieur de
L'enceinte est rempli au moins partiellement d'un garnissage aimantable.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de La description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- les figures 1 et 2 représentent les schémas de coupes Longitudinale et transversale d'un filtre électromagnétique selon l'art antérieur,
- la figure 3 représente le schéma d'une vue en perspective d'un filtre électromagnétique selon l'invention,
- la figure 4 représente le schéma d'une coupe transversale du filtre selon l'invention,
- la figure 5 représente le schéma d'une coupe de l'enceinte du filtre suivant un plan de symétrie du fiLtre dans Lequel se trouve la cloison séparant L'enceinte en deux chambres,
- La figure 6 représente le schéma d'une coupe de l'enceinte du filtre suivant un deuxième plan de symétrie du filtre dans Lequel se trouve La cloison du conduit axial.

La figure 3 représente Le schéma d'une vue en perspective partiellement coupée permettant de montrer la structure interne et externe du filtre.

Selon un exemple préféré de réalisation Le filtre a une forme cylindrique. Toute autre forme admettant au moins un plan et un axe de symétrie passant par ce plan convient ; en particulier une forme parallélépipédique, ou en tronc de cône.

Le filtre comporte donc une enceinte 2 qui a une forme cylindrique selon cette réalisation donnée à titre d'exemple autour de laquelle sont placés des moyens 1 permettant de créer un champ d'induction magnétique à fort gradient, les gradients de champ magnétique étant orientés transversalement de manière à cntrafner les particules vers la paroi interne de
L'enceinte où elles forment une boue. Ces moyens 1 sont constitués d'un bobinage 18 placé sur un support en fer doux 1, le bobinage étant de préférence constitué de fiLs supraconducteurs.

A l'une de ses extrémités, L'enceinte 2 comporte deux tubulures 4 et 6, une tubulure d'entrée par exemple la tubulure 4, et une tubulure de sortie 6.

Il s'agit de l'entrée et de la sortie du fluide à filtrer.

L'enceinte est divisée en deux chambres El,
E2 par une cloison 12 placée dans un plan de symétrie longitudinal pour l'enceinte passant par deux pâles magnétiques de même signe. Cette cloison 12 se présente sous forme de deux parties#entre lesquelles a été glissé un conduit 8, coaxial à L'enceinte 2. Ce conduit 8 a par exemple une forme cylindrique et est placé selon L'axe Longitudinal de symétrie XX' de L'enceinte.

Les demi-cloisons 12 et l'enveloppe de ce conduit 8 forment donc à l'intérieur de cette enceinte 2 les deux chambres El, E2 à L'intérieur desquelles circule le fluide à filtrer.

Le conduit 8 admet un plan de symétrie et comporte également un cloisonnement 10 placé suivant ce plan de symétrie Longitudinal. La cloison 10 est placée de manière à se trouver dans un plan placé entre la tubulure d'entré et la tubulure de sortie.

Le conduit 8 ainsi compartimenté, permet une circulation du fluide charge de particules, indépendante et dans le même sens dans les deux compartiments Cl et C2. Cette circulation se fait également de façon indépendante et dans le même sens à l'intérieur des chambres El, E2 de l'enceinte.

L'enceinte comporte en outre deux tubulures de soutirage 14 et 15 disposées chacune dans le fond F de l'enceinte 2, c'est-à-dire à l'extrémité opposée des tubulures d'entrée-sortie du filtre, permettant ainsi un soutirage des boues constituées par les amas de particules attirées vers les parois internes de l'enceinte et qui retombent sous L'action de la gravité quand le dispositif électro-magnétique n'est pas excité.

On voit également sur cette figure que le conduit 8 est muni d'ouvertures d'entr~e-sortie 22, 23, 24, 25 permettant La circulation du fluide chargé de particules, de l'entrée 4 vers la sortie 6 à l'intérieur de l'enceinte. Ainsi, le fluide arrivant par l'entrée 4 passe tout d'abord dans le compartiment
Cl du conduit 8, se dirige vers Le fond F et ressort de ce compartiment Cl par une ouverture 22 pour pénétrer à l'intérieur de la chambre Et et remonter vers
L'extrémité opposée au fond F à L'intérieur de cette chambre El.

Le conduit 8 comporte en cette extrémité une autre ouverture 23 située dans sa paroi de délimitation de la chambre El. Le fluide remonte vers cette extrémité à L'intérieur de la chambre El, et passe par cette ouverture 23 pour se retrouver dans le compartiment CZ et redescendre à L'intérieur de ce compartiment C2 jusqu'au fond F d'où il ressort par une autre ouverture 24, pratiquée dans la zone délimitant la chambre E2 du conduit.

Le liquide sort donc de cette ouverture 24 et se redirige à l'intérieur de ' la chambre E2 vers la partie haute de cette chambre (par opposition à la partie basse constituée par le fond) pour passer dans une zone haute H du compartiment C2 délimitée par une séparation 20 ta séparant de la zone située en-dessous.

Lorsque Le liquide pénètre à L'intérieur de cette zone
H par L'ouverture 25, il ressort du compartiment C2 par la tubulure de sortie 6.

On a représenté sur la figure 4 le schéma d'une coupe AA selon un plan transversal du filtre.

La figure 5 représente le schéma d'une vue en coupe BB selon un plan longitudinal de l'enceinte du filtre. Ce plan est un plan de symétrie pour L'enceinte et passe par son axe de symétrie XX'.

La figure 6 représente le schéma d'une coupe
CC du filtre selon le plan de symétrie longitudinal choisi pour placer la cloison 10. Ce plan passe par
L'axe de symétrie XX' et est un plan de symétrie pour le conduit axial 8.

L'ensemble de ces figures permet de mieux montrer Les détails de la structure du filtre selon
L'invention.

On voit sur la figure 4 L'agencement des moyens 1 qui permettent de créer un fort gradient de champ à l'intérieur de L'enceinte. Le champ d'induction magnétique dont on a représenté Les lignes de champ en pointillé, est capabLe d'aimanter les particules solides en suspension dans le fluide qui circule à
L'intérieur des chambres El et E2.

Le gradient de champ que l'on crée permet de déplacer ces particules pour Les séparer du fluide et est obtenu au moyen d'un bobinage d'électroaimant multipolaire 18 présentant une succession de pâles nord
N et sud S alternés. L'on a représenté à titre d'exemple un électroaimant quadripolaire dont les pâles sont placés symétriquement par rapport au cloisonnement 12 de L'enceinte 2 comme on peut le voir sur cette figure 4.

A partir des figures 5 et 6, on peut voir le trajet du fluide symbolisé par des flèches å l'intérieur des compartiments Cl, C2 et des chambres El, E2. On peut remarquer également que selon l'exemple préféré de réalisation, les cloisonnements 10 et 12 se trouvent sur des plans perpendiculaires entre eux.

Le conduit axial 8 possède en outre un cloisonnement 20, comme cela a déjà été décrit à propos de la figure 3, et des ouvertures d'entrée-sortie 22-25 des compartiments Cl et C2 vers Les chambres El, E2.

Ces entrées-sorties permettent de diriger deux débits de fluide indépendants, de même valeur, dans le même sens, partant de la tubulure d'entrée 4 unique vers La tubulure de sortie 6 unique, de façon à réaliser dans les deux compartiments du filtre des débits de fluide également dirigés dans le même sens.

Cette disposition permet de doubler le trajet du fluide dans la partie utile du filtre, ctest-å-dire dans Les chambres El, E2 dans lesquelles règne le gradient de champ et d'en augmenter L'efficacité en faisant passer ledit fluide succcessivement dans la première chambre El puis dans La deuxième chambre E2,
Le fluide passant dans La deuxième chambre E2 ayant été filtré dans La chambre Et et étant donc moins chargé de boues que le fluide passant dans cette première chambre El.

Ainsi, un fluide très charge de particules sera filtré efficacement puisque son filtrage est effectue en deux étapes à l'intérieur d'une meme enceinte, sans aucune augmentation du volume du filtre.

Comme cela a déjà été dit à propos de la figure 3, le fond F du filtre est muni de deux tubulures 14 et 15 qui permettent le soutirage en continu des amas de particules constituant une boue. La forme du fond F de L'enceinte 2 est adaptée pour permettre ce soutirage. En effet, une rigole 26 est formée dans le fond F de L'enceinte de manière à favoriser le dépôt des boues et L'écoulement par Les tubulures de soutirage 14 et 15.

On peut, selon un mode de réalisation représenté sur ces figures, favoriser le soutirage des boues en procédant à un arrosage puissant de La paroi interne de chaque chambre El, EZ, de L'enceinte pour accélérer La chute dans le fond du filtre des particules amassées sur les parois internes de l'enceinte.

Cet arrosage s'effectue au moyen de deux conduites 16, 17 (figures 3, 4, 6) de faible diamètre situées de part et d'autre des bords de la cloison de séparation 10 du conduit 8. Les deux conduites 16 et 17 sont munies, sur toute Leur longueur, d'orifices permettant La projection d'un liquide de rinçage en direction des parois internes des chambres El et E2.

Selon une autre variante de réalisation non représentée, Le mode de soutirage des boues peut être réalisé à partir d'un dispositif de raclage teL que ceux de l'état de la technique, le raclage pouvant être opéré à partir du fond du filtre, ce fond étant amovible. On prévoit dans ce cas, par exemple, un fond
F qui vient se visser sur le corps du filtre pour former une enceinte étanche comme on peut le voir sur les figures 5 et 6, Les pas de vis ayant été représentés.

Selon une variante de réalisation, la paroi de chacune des chambres est munie d'un grillage G amovible et remplaçable. L'extraction des boues est toujours obtenu au moyen des tubulures de soutirage 14 et 15.

Cependant, le filtre permet d'opérer un soutirage séquentiel avec arrêt de son fonctionnement par simple retrait des grilles chargées de boues ou raclage en ayant auparavant retiré le fond F.

L'une ou l'autre de ces deux variantes peuvent être préférées quand il s'agit de soutirer des boues concentrées jusqu'à la formation d'amas denses dont le déplacement sous L'effet des forces de gravité seules le Long de La paroi interne des deux chambres est trop lent.

De préférence donc, le soutirage des boues s'effectue par gravité par simple vidange des particules tombées dans le fond du filtre et évacuées par les tubulures 14 et 15. Cette vidange peut être commandée séquentiellement au moyen de simples clapets à commande mécanique ou électromagnétique susceptibles d'ouvrir ou de fermer les tubulures 14 et 15.

Le dispositif de projection d'eau sur les parois internes des chambres El et E2 peut également être commandé par un système de vannes 30 d'isolement et de commande d'eau de rinçage avec un système de commande classique d'ouverture et de fermeture des entrées qui peut être Le même pour Les clapets de commande d'ouverture et de fermeture des tubulures 14 et 15.

Le fonctionnement du filtre est le suivant :
Le bobinage supraconducteur de
L'électroaimant 18 est excité avec un courant dont la valeur optimale a été déterminée expérimentalement auparavant, et le fluide à filtrer est mis en circulation dans les deux chambres délimitées par l'enceinte 2, la paroi extérieure du conduit axial 8 et la cLoison 12 avec un débit optimal également déterminé expérimentalement auparavant.

Plus précisément, comme ces deux variables ne sont pas indépendantes, mais elles-mêmes fonction de la charge du filtre et de la susceptibilité magnétique des particules à filtrer, on les choisit au moyen d'une équation de fonctionnement semi-empirique.

Cette équation est établie par des mesures paramétriques d'efficacité qui permettent d'ajuster les coefficients numériques ' de l'équation fondamentale qu'exprime le bilan des forces magnétiques et de viscosité agissant sur les particules.

La force magnétomotrice qui résulte de
L'intensité du courant dans le bobinage crée dans Le volume délimité par les parois de L'enceinte 2, le champ d'induction magnétique dont l'intensité doit atteindre plusieurs Teslas quand il s'agit de filtrer un liquide qui transporte des solides de faible susceptibilité magnétique très divisés.

Simultanément, par La répartition des Lignes de force entre les piles N et S qui alternent, il est créé dans ce même volume un gradient de champ magnétique lui-même proportionnel à L'intensité du champ d'induction.

Sous L'effet du champ d'induction, les particules solides acquièrent une aimantation proportionnelle à leur susceptibilité magnétique et deviennent ainsi de minuscules dipôles qui s'orientent dans La direction du champ quand elles sont paramagnétiques. Sous L'effet du gradient de champ, elles subissent alors une force magnétique proportionnelle en tout point du volume du filtre au produit de leur aimantation et du gradient de champ, et se déplacent ainsi dans le sens des champs croissants jusqu'à leur rencontre avec une paroi solide qui les immobilise.

On comprend que La force magnétique qui déplace et immobilise Les particules de solides est en compétition avec les forces de viscosité qui les entratnent dans le sens du débit de fluide, et
L'équation de fonctionnement semi-empirique permet précisément de choisir correctement Les bonnes conditions de débit et de champ magnétique d'induction en fonction de l'efficacité de la filtration ainsi réalisée.

Comme l'efficacité d'un tel filtre dépend de sa charge, toujours à cause du jeu de ces forces antagonistes, on comprend aussi que l'existence de deux chambres, sièges de champs magnétiques identiques dans
L'enceinte, dans lesquelles Le fluide circule consécutivement, en améliore l'efficacité du fait de celle qui est toujours accrue dans Le deuxième parce que sa charge de boues est réduite.

Quand la charge de boues est suffisante pour détériorer l'efficacité du filtre électromagnétique dans Les conditions de fonctionnement optimalisées, il est arrêté et la régénération de sa capacité est effectuée par la mise en oeuvre de l'un des procédés proposés de soutirage des boues.

La fréquence des soutirages de boues est fonction de La concentration des particules transportées par Le fluide à filtrer.

Naturellement, le fonctionnement du filtre électromagnétique de l'invention qui vient d'être décrite peut aussi comporter l'utilisation d'un adjuvant ferromagnétique de filtration, dont le type est constitué par de la magnétite précipitée ou un matériau équivalent.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Filtre électromagnétique à fort gradient de champ pour l'extraction de' particules en suspension dans un fluide comprenant une enceinte (2) dans laquelle circule le fluide charge de particules, l'enceinte étant munie d'une entrée (4) et d'une sortie (6), caractérisé

- en ce qu'il comporte des moyens (1) permettant de créer à L'intérieur de l'enceinte (2) des gradients de champ magnétique orientés transversalement et aptes à entraîner les particules vers La paroi interne de cette enceinte où elles forment une boue,

- en ce que L'enceinte présente un plan de symétrie, l'entrée (4) et la sortie (6) du fluide se faisant de part et d'autre de ce plan,

- en ce que l'enceinte comprend, dans ce plan de symétrie, une cloison (12) de façon à obtenir deux chambres (E1, , E ), et

2

- en ce qu'il comporte un ensemble de conduites aptes à mettre en communication l'entrée t4) et ta sortie (6) par un système d'ouvertures d'entrée et de sortie (22, 25) de façon à rallonger le trajet du fluide dans L'enceinte (2).

2. Filtre électromagnétique selon La revendication 1, caractérisé en ce que les moyens permettant de créer Le champ magnétique à fort gradient comportent un bobinage d'électroaimant multipolaire (1-8) à au moins quatre pâles, disposé autour de L'enceinte (2) de manière à obtenir une succession de pâles nord et sud, alternés.

3. Filtre électr#omagnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que L'électroaiaant est quadripolaire.

4. Filtre électromagnétique selon l'une au moins des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que

L'enceinte comporte un axe de symétrie passant sur

Ledit plan de symétrie et en ce que ledit ensemble de conduites est réalisé à partir d'un conduit axial (8) placé suivant L'axe de symétrie, ce conduit (8) comprenant deux compartiments (C1, C2) selon un plan orienté suivant L'axe.

5. Filtre selon La revendication 2, caractérisé en ce que Le bobinage est constitué de fils supraconducteurs.

6. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que Le conduit axial (8) cLoisonné comporte des ouvertures (22, 25) placées de sorte que

Le fluide circule dans le même sens successivement dans

Les deux chambres (El, E2) du filtre situées de part et d'autre de la cloison (12) de L'enceinte (2).

7. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des tubulures de soutirage (14, 15) débordant du fond (F) de L'enceinte.

8. Filtre selon La revendication 7, caractérisé en ce que le fond (F) de l'enceinte t2) forme une rigole périphérique (26) facilitant le cheminement des boues vers les tubulures de soutirage.

9. Filtre selon L'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte dans chaque chambre (Et, E2) un dispositif de projection (16, 17) de Liquide de rinçage.

10. Filtre selon la revendication 9, caractérisé en ce que Le dispositif de projection (16, 17) comporte un système de vannes (30) d'isolement et de commande d'eau de rinçage permettant une extraction séquentielle des boues.

Il. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte une ouverture (F) permettant séquentiellement à un dispositif de raclage de détacher les boues sur les parois latérales internes de chaque chambre de

L'enceinte (2).

12. Filtre seLon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le fond (F) de L'enceinte (2) est amovible.

13. Filtre selon La revendication Il ou 12, caractérisé en ce que L'ouverture permettant de Laisser passer Le dispositif de raclage est constituée par

L'ouverture de l'enceinte lorsque Le fond (F) est retiré.

14. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte une grille amovible (G) placée sur la paroi Latérale interne de chaque chambre (El, E2) de L'enceinte, l'extraction séquentielLe#des boues se faisant par retrait de La grille.

15. Filtre selon l-'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le conduit axial (8) et Les cloisonnements (10, 12) sont réalisés en un matériau non aimantable.

16. Filtre selon L'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'espace intérieur des deux chambres (El, E2) délimités par la paroi interne de L'enceinte et le cloisonnement (12) à l'intérieur de L'enceinte est rempLi au moins partiellement d'un garnissage aimantable.