FR2828416A1 - Vibrating process for purifying and separating physical medium into carrying medium and medium to be separated, comprises applying first and second periodic actions to physical medium inlet flow and separation chamber - Google Patents
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Abstract
Description
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Procédé vibratoire de purification et de séparation d'un milieu physique. Vibratory process of purification and separation of a physical medium.
L'invention est relative au domaine de la séparation de milieux physiques au moyen d'actions périodiques et concerne un procédé et des dispositifs permettant d'assurer de telles séparations. The invention relates to the field of separation of physical media by means of periodic actions and relates to a method and devices for ensuring such separations.
L'invention est applicable aux milieux liquides, gazeux et à des milieux mélangés dans la composition desquels peuvent entrer des liquides, des gaz et des substances colloïdales et solides. Les éléments séparables peuvent être représentés par des constituants (corps) organiques et/ou non organiques, tandis que les systèmes de séparation englobent des dispositifs de filtration à membrane, de nanofiltration, d'osmose inverse, les processus d'émulsion à membrane liquide et leurs combinaisons, ainsi que les systèmes de séparation mécanique, ultrasonore et électromagnétique. The invention is applicable to liquid, gaseous media and mixed media in the composition of which liquids, gases and colloidal and solid substances can enter. Separable elements can be represented by organic and / or inorganic (body) constituents, while separation systems include membrane filtration, nanofiltration, reverse osmosis, liquid membrane emulsion processes and their combinations, as well as mechanical, ultrasonic and electromagnetic separation systems.
On connaît des procédés et des dispositifs de séparation de milieux physiques par filtration statique et dynamique. Ils reposent sur les principes de base suivants : - on sépare le volume du dispositif par un dispositif de séparation par exemple un filtre, en deux zones, dans l'une desquelles au moyen d'une source de puissance de nature statique ou impulsionnelle, on exerce une action sur le milieu physique, par exemple une pression au moyen d'une pompe de remplissage grâce à quoi, on crée une différence de pression sur les côtés opposés du filtre, - on agit sur le dispositif de séparation, par exemple le filtre, par une action complémentaire, par exemple, à l'aide de courants inverses de liquide et on nettoie de ce fait, les pores de la surfaces du filtre, en la débarrassant des éléments qui l'obturent et qui bloquent son fonctionnement, - on sépare par les actions indiquées plus haut, le milieu physique (à purifier) en un milieu véhicule (purifié) et les éléments à séparer et on les évacue séparément hors du dispositif. Methods and devices are known for separating physical media by static and dynamic filtration. They are based on the following basic principles: - the volume of the device is separated by a separation device, for example a filter, into two zones, in one of which by means of a power source of static or impulse nature, exerts an action on the physical environment, for example a pressure by means of a filling pump thanks to which, a pressure difference is created on the opposite sides of the filter, - one acts on the separation device, for example the filter , by a complementary action, for example, using reverse currents of liquid and the pores of the surface of the filter are therefore cleaned, freeing it from the elements which block it and which block its functioning, - we by the actions indicated above, separate the physical medium (to be purified) into a carrier medium (purified) and the elements to be separated and they are removed separately from the device.
Les inconvénients essentiels des procédés et dispositifs existants de purification et de séparation des milieux physiques sont les suivants : - dépenses d'énergie importantes pour la purification des milieux physiques, The main drawbacks of existing methods and devices for the purification and separation of physical media are as follows: - significant energy expenditure for the purification of physical media,
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- faible durée de vie des systèmes de séparation, par exemple des filtres et nécessité de leurs remplacements fréquents lors de la mise en oeuvre de procédés statiques de filtration, - la régénération des systèmes de séparation, par exemple des filtres donne lieu à d'importantes dépenses complémentaires, matérielles et énergétiques conditionnées par la création de vitesses élevées et/ou de courants tourbillonnaires le long des surfaces des filtres à nettoyer, - action destructive des courants tourbillonnaires à grande vitesse sur les éléments à séparer (à purifier), dans le cas de la nécessité de leur utilisation ultérieure, - faible rendement nominal des dispositifs, dû à l'obturation progressive des pores des filtres et à la nécessité d'utilisation de matériaux ayant des pores de diamètre réduit pour réduire la vitesse de leur obturation, - importantes dépenses en temps pour le nettoyage des systèmes de séparation, par exemple des filtres, dues à la réduction de leur rendement nominal lors de leur fonctionnement ininterrompu en raison du dépôt des éléments à séparer sur les surfaces du filtre et dans ses pores. - short lifespan of separation systems, for example filters and necessity of their frequent replacements during the implementation of static filtration processes, - the regeneration of separation systems, for example filters gives rise to significant additional, material and energy costs conditioned by the creation of high speeds and / or vortex currents along the surfaces of the filters to be cleaned, - destructive action of vortex currents at high speed on the elements to be separated (to be purified), in the case the need for their subsequent use, - low nominal efficiency of the devices, due to the progressive blocking of the pores of the filters and the need to use materials having pores of reduced diameter to reduce the speed of their sealing, - significant time expenditure for cleaning separation systems, for example filters, due to the reduction in their nominal efficiency during their uninterrupted operation due to the deposition of the elements to be separated on the surfaces of the filter and in its pores.
On connaît également un procédé et des dispositifs de séparation de milieux physiques par distillation. A method and devices are also known for separating physical media by distillation.
Ils reposent sur la modification de l'état d'un milieu physique, par exemple liquide, par son échauffement, son évaporation et son refroidissement. They are based on the modification of the state of a physical medium, for example liquid, by its heating, its evaporation and its cooling.
Les inconvénients essentiels de ce procédé et des dispositifs pour sa mise en oeuvre sont les suivants : - efficacité et rendement faibles, dus à des dépenses importantes en énergie et en milieu physique, - construction complexe, - durée de cycle importante, - coût élevé des installations et de leur exploitation, ce qui en fin de compte limite leurs applications essentiellement à des laboratoires et des centres scientifiques pharmaceutiques, biologiques et chimiques. The essential drawbacks of this process and of the devices for its implementation are the following: - low efficiency and yield, due to significant expenditure in energy and in physical medium, - complex construction, - significant cycle time, - high cost of facilities and their operation, which ultimately limits their applications mainly to pharmaceutical, biological and chemical laboratories and scientific centers.
Le procédé proposé et les dispositifs pour sa mise en oeuvre, sont dépourvus des inconvénients indiqués plus haut, accroissent d'au moins deux The proposed method and the devices for its implementation, are devoid of the drawbacks indicated above, increase by at least two
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fois le rendement des dispositifs et diminuent de plusieurs fois les dépenses en temps et en énergie pour la purification de milieux physiques. times the efficiency of the devices and reduce by several times the expenditure in time and energy for the purification of physical media.
Elle a donc pour objet un procédé vibratoire de purification et de séparation d'un milieu physique en un milieu véhicule et un milieu à séparer, caractérisé en ce que : - on agit à l'aide d'au moins une première action périodique sur le courant d'entrée régulé du milieu physique et à l'aide d'au moins une seconde action périodique sur le milieu physique dans une chambre et de ce fait, on concentre le milieu à séparer et on crée les conditions nécessaires et suffisantes de son évacuation hors de la chambre du système de séparation, - on évacue le milieu véhicule hors de la chambre du système de purification par régulation de son débit à l'aide d'un dispositif de régulation, - on évacue le milieu à séparer hors de la chambre du système de purification par régulation de son débit à l'aide d'un dispositif de régulation. It therefore relates to a vibratory process of purification and separation of a physical medium into a vehicle medium and a medium to be separated, characterized in that: - one acts with the aid of at least a first periodic action on the regulated input current of the physical medium and using at least a second periodic action on the physical medium in a room and therefore, the medium to be separated is concentrated and the necessary and sufficient conditions for its evacuation are created outside the chamber of the separation system, - the vehicle medium is evacuated from the chamber of the purification system by regulating its flow rate using a regulating device, - the medium to be separated is evacuated from the chamber of the purification system by regulating its flow rate using a regulating device.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - on agit à l'aide d'au moins une troisième action périodique sur un système de séparation et de ce fait, on nettoie de façon continue la surface du système de séparation qui est en contact avec le milieu physique, des éléments du milieu à séparer qui l'encrassent et on crée les conditions nécessaires et suffisantes du fonctionnement du système de séparation en régime stationnaire de fonctionnement, - on alimente les systèmes d'action périodique par de l'énergie d'une source en régime optimal et on réalise ainsi les conditions nécessaires et suffisantes de la purification vibratoire du milieu par séparation de ce milieu en milieu véhicule et milieu à séparer et on assure les régimes efficaces de fonctionnement régulé du système de séparation par nettoyage ininterrompu vis à vis du milieu à séparer. According to other characteristics of the invention: - it acts with at least a third periodic action on a separation system and therefore, the surface of the separation system which is in contact is continuously cleaned with the physical medium, elements of the medium to be separated which clog it up and the necessary and sufficient conditions for the functioning of the separation system in stationary operating conditions are created, - the periodic action systems are supplied with energy d '' a source in optimal regime and one thus realizes the necessary and sufficient conditions of the vibratory purification of the medium by separation of this medium in vehicle medium and medium to be separated and one ensures the effective modes of controlled operation of the system of separation by uninterrupted cleaning screw with respect to the medium to be separated.
L'invention a également pour objet un procédé de séparation vibratoire tel que défini ci-dessus d'un milieu physique en un milieu véhicule et un milieu à séparer par modification de l'état d'agrégat, du milieu physique, caractérisé en ce que : - à l'aide d'au moins une action périodique de nature mécanique, acoustique, électromagnétique ou mixte, on agit sur le milieu physique, on The subject of the invention is also a method of vibratory separation as defined above from a physical medium into a vehicle medium and a medium to be separated by modification of the state of aggregate, of the physical medium, characterized in that : - using at least one periodic action of a mechanical, acoustic, electromagnetic or mixed nature, we act on the physical environment, we
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micronise et on divise le milieu physique sous forme de vapeur et/ou d'aérosol avec des dimensions de particules inférieures au micron, - à l'aide d'au moins une action périodique sur le système de séparation, on refroidit et/ou on congèle les particules finement dispersées du milieu véhicule et de cette manière, on sépare le milieu physique en milieu véhicule et milieu à séparer en utilisant la différence de température de congélation des particules et des milieux purs et pollués, on concentre le milieu à évacuer dans une chambre et on l'évacue à l'aide du dispositif en régime régulé.
micronize and divide the physical medium in the form of vapor and / or aerosol with particle sizes less than one micron, - using at least one periodic action on the separation system, cool and / or freezes the finely dispersed particles from the vehicle medium and in this way, the physical medium is separated into the vehicle medium and medium to be separated using the difference in freezing temperature of the particles and pure and polluted media, the medium to be evacuated is concentrated in a chamber and it is evacuated using the device under controlled conditions.
Suivant d'autres caractéristiques : - à l'aide d'au moins une action périodique sur le milieu véhicule, on fait fondre et/ou on sépare le milieu véhicule des agents de refroidissement, on les concentre dans un réservoir et on l'évacue à l'aide du dispositif en régime de régulation. According to other characteristics: - using at least one periodic action on the vehicle medium, the vehicle medium is melted and / or separated from the cooling agents, they are concentrated in a tank and it is removed using the device under regulation.
- on agit de façon complémentaire sur le courant d'entrée du milieu physique par une action périodique notamment par un rayonnement à microondes, on chauffe le milieu et on crée ainsi des conditions complémentaires favorisant sa micronisation et sa pulvérisation dans le système de séparation. - We act in a complementary manner on the input current of the physical medium by a periodic action in particular by microwave radiation, the medium is heated and we thus create additional conditions favoring its micronization and its spraying in the separation system.
- on agit de façon complémentaire, à l'aide d'au moins une action périodique complémentaire sur le courant du milieu à séparer et on crée ainsi des conditions nécessaires et suffisantes pour sa concentration et son évacuation hors de la chambre. - We act in a complementary way, using at least one complementary periodic action on the current of the medium to be separated and we thus create necessary and sufficient conditions for its concentration and its evacuation from the chamber.
L'invention a en outre pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier système d'action périodique vibratoire au moins un second système d'action périodique vibratoire alimentés par une source d'énergie et agissant sur un courant régulé de milieu physique d'un système de purification alimenté par la source agissant sur un système de séparation au moins un système d'évacuation régulée d'un milieu à séparer hors d'une première chambre du système de purification au moins un système de prélèvement régulé du milieu véhicule hors d'une seconde chambre du système de purification. The invention further relates to a device for implementing the method defined above, characterized in that it comprises at least a first periodic vibratory action system at least a second periodic vibratory action system supplied by a source of energy and acting on a regulated current of physical medium from a purification system supplied by the source acting on a separation system at least one system for regulated discharge of a medium to be separated out of a first chamber of the purification system at least one regulated sampling system of the vehicle medium outside a second chamber of the purification system.
Suivant d'autres caractéristiques : - les premier et second systèmes sont réunis en un seul système d'action périodique, According to other characteristics: - the first and second systems are combined into a single periodic action system,
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- les premier et second systèmes sont mis en mouvement par l'énergie du courant régulé du milieu physique notamment lorsque les premier et second systèmes sont réalisés sous forme de sirène ou de sifflet, - les systèmes de prélèvement sont constitués par des vannes régulées et/ou des pompes aspirantes. - the first and second systems are set in motion by the energy of the regulated current of the physical environment, in particular when the first and second systems are produced in the form of a siren or whistle, - the sampling systems are constituted by regulated valves and / or suction pumps.
L'invention a enfin pour objet, un dispositif de séparation pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier système d'action vibratoire notamment de rayonnement électromagnétique etiou thermique, qui agit sur le courant régulé du milieu physique, et/ou sur le courant du milieu à séparer, au moins un second système d'action périodique, notamment de type mécanique, magnétique, électrique, ultrasonore ou mixte assurant la micronisation du milieu physique dans une chambre de traitement par exemple chambre acoustique et le pulvérisant sous forme de vapeur ou d'aérosol à l'aide d'un système de pulvérisation, au moins un
système de refroidissement et/ou de congélation du milieu véhicule qui sépare le e qui separe. - milieu physique en milieu véhicule et milieu à séparer, au moins une chambre de collecte et de concentration du milieu à séparer, au moins un système d'évacuation du milieu à séparer constitué d'une vanne régulée et/ou d'une pompe aspirante, au moins un système d'action périodique, notamment de rayonnement électromagnétique etiou thermique, faisant fondre les particules congelées, à dispersion fine, du milieu véhicule et le concentrant, au moins une chambre pour la collecte du milieu véhicule, au moins un dispositif de prélèvement du milieu véhicule hors de la chambre, constitué notamment par une vanne régulée et/ou une pompe aspirante, un système d'alimentation des dispositifs d'action périodique. The subject of the invention is finally, a separation device for implementing the method defined above, characterized in that it comprises at least one first system of vibratory action, in particular of electromagnetic and thermal radiation, which acts on the regulated current of the physical medium, and / or on the current of the medium to be separated, at least one second periodic action system, in particular of mechanical, magnetic, electrical, ultrasonic or mixed type ensuring the micronization of the physical medium in a treatment for example acoustic chamber and the sprayer in the form of vapor or aerosol using a spraying system, at least one
cooling and / or freezing system of the vehicle medium which separates the separating e. - physical medium in vehicle medium and medium to be separated, at least one chamber for collecting and concentrating the medium to be separated, at least one system for evacuating the medium to be separated consisting of a regulated valve and / or a suction pump , at least one periodic action system, in particular of electromagnetic and thermal radiation, melting frozen particles, with fine dispersion, of the vehicle medium and concentrating it, at least one chamber for collecting the vehicle medium, at least one device for removal of the vehicle medium from the chamber, constituted in particular by a regulated valve and / or a suction pump, a supply system for the devices for periodic action.
Comme on le voit sur la figure 1, on exerce au moins une action périodique sur le milieu physique et sur le système de séparation et, de ce fait, on concentre les constituants à séparer, on nettoie continuellement la surface du dispositif de séparation, par exemple un filtre, et on crée les conditions, faisant obstacle à sa détérioration, par exemple faisant obstacle à l'obturation des pores du filtre et à la formation sur sa surface d'une couche infranchissable, on évacue continuellement les constituants"d'encrassement"concentrés : As can be seen in FIG. 1, at least one periodic action is exerted on the physical medium and on the separation system and, as a result, the constituents to be separated are concentrated, the surface of the separation device is continuously cleaned, by example a filter, and conditions are created, obstructing its deterioration, for example obstructing the sealing of the pores of the filter and the formation on its surface of an impassable layer, the "fouling" constituents are continuously removed "concentrates:
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- (voir Fig. 2), on agit : à l'aide d'au moins une action périodique sur le milieu physique, à l'aide d'au moins une action périodique sur le système de séparation et à l'aide d'au moins une action périodique sur le milieu véhicule et de ce fait, on réduit considérablement les dépenses énergétiques pour l'évaporation du milieu physique par remplacement du procédé thermique d'évaporation, par un procédé d'action mécanique, ultrasonore, électromagnétique, par ondes ou combiné sur le milieu physique et sa pulvérisation fine avec des dimensions de gouttelettes inférieures au micron. - (see Fig. 2), we act: using at least one periodic action on the physical environment, using at least one periodic action on the separation system and using at least one periodic action on the vehicle environment and therefore, energy costs are considerably reduced for the evaporation of the physical environment by replacing the thermal evaporation process, by a mechanical, ultrasonic, electromagnetic, wave action process or combined on the physical medium and its fine spraying with droplet dimensions less than one micron.
Sur les figures 1 et 2, sont représentés schématiquement les schémas de principe de dispositifs mettant en oeuvre le procédé proposé de purification et de séparation de milieux physiques en un milieu véhicule (purifié) et des éléments à évacuer, à l'aide d'un système de séparation. FIGS. 1 and 2 schematically represent the diagrams of the principle of devices implementing the proposed method of purification and separation of physical media into a carrier medium (purified) and of the elements to be removed, using a separation system.
Le dispositif représenté à la figure 1 comporte un système de purification 1 dans lequel un courant régulé d'entrée d'un milieu physique 2 est séparé en un milieu véhicule 5 et un milieu à évacuer 7, un système de séparation 3, au moins deux chambres, une chambre 4 constituant un volume dans lequel s'accumule le milieu véhicule 5 et une chambre 6 constituant un volume dans lequel se concentre le milieu à séparer ou à évacuer 7, un dispositif 8 assurant l'évacuation régulée du courant du milieu véhicule 5, se présentant par exemple sous la forme d'une vanne régulée et/ou d'une pompe d'évacuation, un dispositif 9 assurant un courant régulé du milieu à séparer 7, constitué par exemple par une vanne régulée et/ou une pompe d'évacuation, au moins une source 10 d'alimentation réglable par moyen de réglage électronique 10a d'action périodique externe (vibratoire), des systèmes 11, 12 et 13 assurant des actions vibratoires respectivement sur le courant d'entrée du milieu physique 2, sur le milieu à séparer 7 et sur le système de séparation 3. The device shown in FIG. 1 comprises a purification system 1 in which a regulated input current from a physical medium 2 is separated into a carrier medium 5 and a medium to be removed 7, a separation system 3, at least two chambers, a chamber 4 constituting a volume in which the vehicle medium accumulates 5 and a chamber 6 constituting a volume in which the medium to be separated or evacuated is concentrated 7, a device 8 ensuring the regulated evacuation of the current from the vehicle medium 5, being for example in the form of a regulated valve and / or an evacuation pump, a device 9 ensuring a regulated current of the medium to be separated 7, constituted for example by a regulated valve and / or a pump evacuation, at least one power source 10 adjustable by electronic adjustment means 10a of external periodic action (vibratory), systems 11, 12 and 13 ensuring vibratory actions respectively on the current d entry of the physical medium 2, on the medium to be separated 7 and on the separation system 3.
Le milieu physique peut être constitué d'un milieu liquide, gazeux ou mélangé, dans la composition duquel peuvent entrer des liquides, des gaz, des cors colloïdaux ou solides ou leurs combinaisons. The physical medium can consist of a liquid, gaseous or mixed medium, in the composition of which can enter liquids, gases, colloidal or solid corns or their combinations.
Le milieu à séparer (éléments et corps à séparer) 7 peut être constitué par des substances organiques et/ou non organiques de type liquide, gazeux, colloïdal et solide ou de combinaisons de telles substances. The medium to be separated (elements and bodies to be separated) 7 may consist of organic and / or inorganic substances of the liquid, gaseous, colloidal and solid type or of combinations of such substances.
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Le système de séparation 3 peut être formé d'au moins un dispositif ou élément de filtration à membrane, de nanofittration, d'osmone inverse, d'un système à liquide et membrane à émulsion ou de combinaisons de ces dispositifs, éléments et systèmes, et également d'un système de séparation mécanique, ultrasonore, électrique ou/et magnétique ou de combinaison de tels systèmes. The separation system 3 can be formed of at least one membrane filtration device or element, nanofittration, reverse osmone, a liquid and emulsion membrane system or combinations of these devices, elements and systems, and also a mechanical, ultrasonic, electrical or / and magnetic separation system or a combination of such systems.
La disposition du système 3 par rapport à l'horizontale (ou de la base du dispositif) peut être quelconque : horizontale, verticale ou sous un angle quelconque. The arrangement of the system 3 relative to the horizontal (or the base of the device) can be arbitrary: horizontal, vertical or at any angle.
Si le système de séparation 3 est réalisé sous la forme d'un cylindre, par exemple, formant une pièce tournante d'une centrifugeuse, la chambre 6 dans laquelle est introduit le courant du milieu physique et dans laquelle est ensuite concentré le milieu à séparer 7, se trouve à l'intérieur de ce cylindre, tandis que la chambre 4 destinée à la collecte du milieu véhicule 5 se trouve à l'extérieur de ce cylindre
Les systèmes d'action vibratoire 11,12, 13 peuvent se présenter sous la forme d'au moins un dispositif d'action ultrasonore, par exemple une sirène, un sifflet, un vibrateur piézo-électrique ou leur combinaison, d'au moins un dispositif de type à magnétostriction, un dispositif de type magnétique ou électromagnétique, créant par exemple un champ magnétique ou électromagnétique de configuration ou d'intensité correspondante, ou, enfin, de différentes combinaisons des dispositifs et systèmes énumérés plus haut. Le système d'alimentation 10 assure les régimes de fonctionnement indispensables des systèmes vibratoires 11,12 et 13 et comprend le régulateur 10a permettent de faire varier les fréquences et les amplitudes d'énergie en fonction des régimes de fonctionnement de ces systèmes vibratoires. De cette manière les systèmes 10 et 10a peuvent assurer la régulation du débit du dispositif par variation de la fréquence et de l'amplitude des actions périodiques sur les milieux traités 2,5 7 et sur les dispositifs de régulation de l'évacuation de ces milieux. En qualité de source d'énergie, on peut utiliser les courants du milieu traité 2 et du milieu véhicule 5
Les actions vibratoires 11,12, 13 peuvent être assurées par un seul et même vibrateur ou système. If the separation system 3 is produced in the form of a cylinder, for example, forming a rotating part of a centrifuge, the chamber 6 into which the current of the physical medium is introduced and in which the medium to be separated is then concentrated 7 is located inside this cylinder, while the chamber 4 intended for collecting the vehicle medium 5 is located outside this cylinder
The vibration action systems 11, 12, 13 can be in the form of at least one ultrasonic action device, for example a siren, a whistle, a piezoelectric vibrator or a combination thereof, of at least one magnetostriction type device, a magnetic or electromagnetic type device, for example creating a magnetic or electromagnetic field of corresponding configuration or intensity, or, finally, different combinations of the devices and systems listed above. The power supply system 10 provides the essential operating regimes of the vibratory systems 11, 12 and 13 and includes the regulator 10a making it possible to vary the frequencies and the amplitudes of energy as a function of the operating regimes of these vibratory systems. In this way the systems 10 and 10a can regulate the flow rate of the device by varying the frequency and the amplitude of the periodic actions on the media treated 2.5 7 and on the devices for regulating the evacuation of these media. . As a source of energy, it is possible to use the currents of the treated medium 2 and of the vehicle medium 5
The vibratory actions 11, 12, 13 can be provided by a single vibrator or system.
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Conformément au schéma représenté à la figure 1, le procédé vibratoire de purification et de séparation du milieu 2 en un milieu véhicule 5 et un milieu à séparer 7 est assuré de la façon suivante. In accordance with the diagram shown in FIG. 1, the vibratory process for purifying and separating the medium 2 into a vehicle medium 5 and a medium to be separated 7 is provided in the following manner.
Le courant régulé du milieu physique 2 pénètre dans la chambre 6 du système de purification 1. The regulated current of the physical medium 2 enters the chamber 6 of the purification system 1.
Au cours de son déplacement, le milieu physique est soumis à au moins une action périodique 11 immédiatement avant son introduction dans la chambre 6 ainsi que dans la chambre 6 elle-même à l'aide du système 12. Les actions 11 et 12 précitées créent les conditions de concentration du milieu 7 à séparer sous l'action des vibrations mécaniques, électromagnétiques, acoustiques ou/et mixte et contribuent à son évacuation efficace à l'aide du système 9 en régime régulé. During its movement, the physical environment is subjected to at least one periodic action 11 immediately before its introduction into the chamber 6 as well as into the chamber 6 itself using the system 12. The aforementioned actions 11 and 12 create the conditions of concentration of the medium 7 to be separated under the action of mechanical, electromagnetic, acoustic or / and mixed vibrations and contribute to its efficient evacuation using the system 9 under controlled conditions.
Dans la chambre 6, le milieu physique entre en interaction avec le système de séparation 3 auquel est appliquée une action vibratoire, assurant les conditions de son auto-nettoyage et de son fonctionnement ininterrompu en régime stationnaire ; par exemple, la surface du système de séparation 3 est soumise à l'action de courants tourbillonnaires, crées par un disque tournant de configuration déterminée. In chamber 6, the physical environment interacts with the separation system 3 to which a vibratory action is applied, ensuring the conditions for its self-cleaning and its uninterrupted operation in stationary regime; for example, the surface of the separation system 3 is subjected to the action of vortex currents, created by a rotating disc of determined configuration.
Le milieu véhicule 5 obtenu du fait de la séparation et du nettoyage est évacué hors du système 1 par le dispositif 8, en régime régulé. The vehicle medium 5 obtained as a result of the separation and cleaning is evacuated from the system 1 by the device 8, under controlled conditions.
Le dispositif représenté à la figure 2 comporte un système de séparation 21 dans lequel le courant régulé d'entrée de milieu physique 22 est séparé en un milieu physique véhicule 25 et en un milieu à séparer 27, un dispositif de séparation 23, au moins trois chambres 24,26, 28 dans lesquelles pénètrent et sont traités respectivement le milieu physique 22, le milieu véhicule 25 et le milieu à séparer 27, un dispositif 29 assurant l'évacuation du courant régulé du milieu véhicule 25 formé par exemple d'une vanne régulée et/ou d'une pompe aspirante d'évacuation, un dispositif 30 assurant l'évacuation du courant régulé du milieu à séparer 27, formé par exemple d'une vanne régulée, et/ou d'une pompe d'aspiration d'évacuation, une source 31 d'alimentation réglable par moyen de réglage électronique 31a d'actions périodiques externes (vibratoires), des systèmes 32,33, 34 et 35 assurant les actions périodiques sur le courant The device represented in FIG. 2 comprises a separation system 21 in which the regulated input current of the physical medium 22 is separated into a vehicle physical medium 25 and into a medium to be separated 27, a separation device 23, at least three chambers 24, 26, 28 into which the physical medium 22, the vehicle medium 25 and the medium to be separated penetrate and are treated respectively, a device 29 ensuring the evacuation of the regulated current from the vehicle medium 25 formed for example by a valve regulated and / or a suction suction pump, a device 30 ensuring the evacuation of the regulated current from the medium to be separated 27, formed for example by a regulated valve, and / or a suction pump evacuation, a power source 31 adjustable by electronic regulation means 31a of external periodic actions (vibratory), systems 32, 33, 34 and 35 ensuring the periodic actions on the current
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d'entrée du milieu physiques 22, sur le milieu physique 22, sur le milieu à séparer 27, sur le dispositif de séparation 23 et sur le milieu véhicule 25. of the physical medium 22, on the physical medium 22, on the medium to be separated 27, on the separation device 23 and on the vehicle medium 25.
Le milieu physique 22 peut être constitué d'un milieu liquide gazeux ou d'un mélange, dans la composition duquel peuvent entrer des liquides, des gaz, des corps colloïdaux et solides ou des combinaisons de ceux-ci. Le milieu à séparer (éléments et corps à séparer) 27 peut être constitué par des corps organiques et/ou non organiques de type liquide, gazeux, colloïdal ou solide ou de leur combinaison. The physical medium 22 can consist of a gaseous liquid medium or of a mixture, in the composition of which can enter liquids, gases, colloidal and solid bodies or combinations thereof. The medium to be separated (elements and bodies to be separated) 27 can be constituted by organic and / or inorganic bodies of the liquid, gaseous, colloidal or solid type or a combination thereof.
Le dispositif de séparation 23 peut comporter : - au moins un dispositif 23a de micronisation et de pulvérisation à fine dispersion du milieu physique 22 par exemple un pulvérisateur mécanique etiou acoustique qui disperse et injecte le milieu physique 22 sous forme de vapeur ou d'aérosol avec des dimensions de particules (gouttelettes) du niveau moléculaire (inférieures au micron) et un système de refroidissement et/ou de congélation 23b, par exemple, de gouttelettes d'eau pure, constituant un dispositif de congélation et/ou un agent réfrigérant, facilement séparable par la suite du milieu véhicule ou porteur. The separation device 23 can comprise: - at least one device 23a for micronization and fine dispersion spraying of the physical medium 22 for example a mechanical and / or acoustic sprayer which disperses and injects the physical medium 22 in the form of vapor or aerosol with particle size (droplets) of the molecular level (below one micron) and a cooling and / or freezing system 23b, for example, of pure water droplets, constituting a freezing device and / or a refrigerant, easily subsequently separable from the vehicle or carrier medium.
Dans ce cas, le processus traditionnel d'évaporation coûteux et consommant de l'énergie est remplacé par une technologie d'injection à faible dispersion qui se caractérise par une demande d'énergie et de temps des dizaines de fois plus faible. In this case, the traditional process of costly and energy-consuming evaporation is replaced by low-dispersion injection technology which is characterized by an energy and time demand that is tens of times lower.
Ainsi, la chambre 24 peut être constituée d'une chambre acoustique de microniseur, le dispositif de séparation 23 est un système comprenant un injecteur 23a qui pulvérise le milieu physique 22 à dispersion fine et un dispositif de refroidissement 23b, la chambre 26 est un réservoir dans lequel est concentré le milieu 27 à séparer et la chambre 28 est un réservoir pour le milieu véhicule ou porteur 25. Thus, the chamber 24 can consist of an acoustic micronizer chamber, the separation device 23 is a system comprising an injector 23a which sprays the physical medium 22 with fine dispersion and a cooling device 23b, the chamber 26 is a reservoir in which the medium 27 to be separated is concentrated and the chamber 28 is a reservoir for the vehicle or carrier medium 25.
Chacun des systèmes d'action vibratoire 32, 33,34 et 35 peut être constitué d'au moins un dispositif de type mécanique, par exemple un vibreur mécanique ou d'un dispositif d'action ultrasonore, par exemple une sirène, un sifflet, un vibreur piézo-électrique, ou d'un dispositif créant un champ électromagnétique ou magnétique ou un rayonnement de configuration et Each of the vibratory action systems 32, 33, 34 and 35 may consist of at least one device of the mechanical type, for example a mechanical vibrator or of an ultrasonic action device, for example a siren, a whistle, a piezoelectric vibrator, or a device creating an electromagnetic or magnetic field or a configuration radiation and
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d'intensité correspondante ou enfin de différentes combinaisons des dispositifs et systèmes énumérés plus haut. of corresponding intensity or finally of different combinations of the devices and systems listed above.
Le système d'alimentation 31 assure les régimes indispensables de fonctionnement des systèmes vibratoires 32,33, 34 et 35 et comprend le régulateur 31 a permettent de faire varier les fréquences et les amplitudes d'énergie en fonction des régimes de fonctionnement de ces systèmes vibratoires. De cette manière les systèmes 31 et 31 a peuvent assurer la régulation du débit du dispositif par variation de la fréquence et de l'amplitude des actions périodiques sur les milieux traités 22,25, 27 et sur les dispositifs de régulation de l'évacuation de ces milieux. En qualité de source d'énergie, on peut utiliser les courants du milieu traité 22 et du milieu véhicule 25. The power supply system 31 provides the essential operating modes of the vibratory systems 32, 33, 34 and 35 and includes the regulator 31 a which make it possible to vary the frequencies and the amplitudes of energy as a function of the operating regimes of these vibratory systems. . In this way the systems 31 and 31 a can regulate the flow rate of the device by varying the frequency and the amplitude of the periodic actions on the treated media 22, 25, 27 and on the devices for regulating the evacuation of these backgrounds. As an energy source, the currents of the treated medium 22 and of the vehicle medium 25 can be used.
Conformément au schéma représenté à la figure 2, le procédé de purification et de séparation vibratoire du milieu physique 22 en un milieu véhicule ou porteur 25 et un milieu à séparer 27 est mis en oeuvre de la façon suivante. In accordance with the diagram represented in FIG. 2, the method of purification and vibratory separation of the physical medium 22 into a vehicle or carrier medium 25 and a medium to be separated 27 is implemented as follows.
Le courant régulé du milieu physique 22 est admis dans la chambre acoustique 24 du microniseur-injecteur 23a. Au cours de son déplacement, le courant de milieu physique 22 peut être soumis à au moins une action vibratoire 32 immédiatement avant sa pénétration dans la chambre 24, par exemple au moyen d'un rayonnement à micro-ondes, ce qui crée une condition complémentaire favorable au traitement du milieu 22 dans le système 23a. Ensuite, le milieu physique 22 est micronisé et pulvérisé par le dispositif 23a à l'aide de l'action périodique correspondante 33 dans la chambre 24. The regulated current of the physical medium 22 is admitted into the acoustic chamber 24 of the micronizer-injector 23a. During its movement, the current of physical medium 22 can be subjected to at least one vibratory action 32 immediately before its penetration into the chamber 24, for example by means of microwave radiation, which creates an additional condition favorable to the treatment of the medium 22 in the system 23a. Then, the physical medium 22 is micronized and sprayed by the device 23a using the corresponding periodic action 33 in the chamber 24.
Les actions 32 et 33 précitées établissent les conditions nécessaires et suffisantes pour une pulvérisation du milieu physique 22 à dispersion fine, sous forme de vapeur et/ou d'aérosol et elles le préparent pour le processus de refroidissement rapide et/ou de congélation dans le système 23b. The above actions 32 and 33 establish the necessary and sufficient conditions for a spraying of the fine dispersion physical medium 22 in the form of vapor and / or aerosol and they prepare it for the rapid cooling and / or freezing process in the system 23b.
Les particules à dispersion fine du milieu véhicule 25 refroidies et/ou congelées, par exemple d'eau pure pénètrent dans la chambre 28 dans laquelle elles fondent sous l'action d'un rayonnement périodique 35, par exemple à microondes ou d'un autre rayonnement thermique et sont évacuées à l'aide du système 29 en régime régulé. Les particules du milieu à séparer, par exemple d'eau à grande concentration de sel, dont la température de congélation se The particles with fine dispersion of the vehicle medium 25 cooled and / or frozen, for example of pure water penetrate into the chamber 28 in which they melt under the action of periodic radiation 35, for example in the microwave or another thermal radiation and are evacuated using the system 29 under controlled conditions. The particles of the medium to be separated, for example water with a high concentration of salt, the freezing temperature of which is
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distingue considérablement de la température de congélation du milieu véhicule 25, sont concentrées dans la chambre 26 et sont évacuées hors du système par le dispositif 30 en régime régulé. differs considerably from the freezing temperature of the vehicle medium 25, are concentrated in the chamber 26 and are evacuated from the system by the device 30 under controlled conditions.
La présente invention fait appel à un procédé d'action simultanée sur un milieu physique 2 (Fig. 1), 22 (Fig. 2) et/ou sur un milieu à séparer 7 (Fig. 1), 27 (Fig. 2) à l'aide d'au moins deux actions périodiques, tel que décrit précédemment dans la demande de brevet français nO 96 02 080 des mêmes demandeurs. The present invention uses a method of simultaneous action on a physical medium 2 (Fig. 1), 22 (Fig. 2) and / or on a medium to be separated 7 (Fig. 1), 27 (Fig. 2) using at least two periodic actions, as described above in French patent application no. 96 02 080 by the same applicants.
Cependant, à la différence de l'invention décrite dans la demande de brevet précitée, la mise en oeuvre d'au moins deux actions périodiques sur les milieux traités est utilisée non pas pour leur mélange, mais pour leur séparation et leur concentration. However, unlike the invention described in the aforementioned patent application, the use of at least two periodic actions on the treated media is used not for their mixing, but for their separation and their concentration.
Dans le cadre de la présente invention, le procédé selon la demande de brevet français nO 96 02 080 est appliqué à la séparation et à la concentration de milieux physiques de la façon suivante. In the context of the present invention, the method according to French patent application No. 96 02 080 is applied to the separation and the concentration of physical media in the following manner.
Conformément au procédé décrit dans la demande de brevet français n 96 02 080, dans des conditions déterminées, dans un milieu traité simultanément par au moins deux actions périodiques, on réalise une cavitation résonnante, qui brise les molécules du milieu physique 2 (Fig. 1), 22 (Fig. 2) en constituants, par exemple en molécules du milieu véhicule 5 (Fig. 1), 25 (Fig. 2) et du milieu à séparer 7 (Fig. 1), 27 (Fig2). In accordance with the method described in French patent application No. 96 02 080, under determined conditions, in a medium treated simultaneously with at least two periodic actions, a resonant cavitation is produced, which breaks up the molecules of the physical medium 2 (Fig. 1 ), 22 (Fig. 2) as constituents, for example molecules of the carrier medium 5 (Fig. 1), 25 (Fig. 2) and of the medium to be separated 7 (Fig. 1), 27 (Fig2).
Les molécules du milieu véhicule et du milieu à séparer sont alors présentes sous forme non liée grâce à leur excitation résonnante
Ensuite, si l'on applique à un tel milieu, dans lequel les molécules de corps différents se trouvent dans un étant non lié (de résonance), une action périodique 13 (Fig. 1), 34 (Fig. 2), constituée par exemple par une force centrifuge engendrée par un système de séparation rotatif constitué par une centrifugeuse, alors selon des lois physiques connues, les corps de densités différentes se concentrent sous l'action de la force centrifuge dans des zones déterminées du dispositif de séparation 3 (Fig. 1), 23 (Fig2). The molecules of the vehicle medium and of the medium to be separated are then present in unbound form thanks to their resonant excitation.
Then, if one applies to such a medium, in which the molecules of different bodies are found in an unbound being (of resonance), a periodic action 13 (Fig. 1), 34 (Fig. 2), constituted by example by a centrifugal force generated by a rotary separation system constituted by a centrifuge, then according to known physical laws, the bodies of different densities are concentrated under the action of centrifugal force in specific areas of the separation device 3 (Fig . 1), 23 (Fig2).
Ainsi, le processus de séparation et de concentration des différents milieux par action sur eux d'une série d'actions périodiques permet de réaliser leur retrait séparé à l'aide des dispositifs d'évacuation 8,9 (Fig. 1), 29,30 (Fig. 2). Thus, the process of separation and concentration of the different media by acting on them with a series of periodic actions makes it possible to carry out their separate withdrawal using the evacuation devices 8, 9 (Fig. 1), 29, 30 (Fig. 2).
Claims (10)
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| FR0110529A FR2828416A1 (en) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | Vibrating process for purifying and separating physical medium into carrying medium and medium to be separated, comprises applying first and second periodic actions to physical medium inlet flow and separation chamber |
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Family Applications (1)
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