Brevet FR2029018A1 — publié le 19701016

nr, nnn,n 2029018 70 00040 - * * ;' La présente invention est relative à une bougie filtrante comportant une enveloppe qui forme la paroi de la bougie et une cavité interne. Des bougies de ce type sont utilisées pour les filtres dits 5 à bougie, faisant partie, par-èxemple, des installations de filtrage pour la fabrication de la bière. Dans une bougie filtrante de ce type, la paroi de la bougie est formée d'une tôle perforée à trous relativement gros, qui est cintrée en un tube et Boudée par une ligne longitudinale pour consti-10 tuer l'élément porteur de la paroi de la bougie, ainsi que d'une couche d'un fil métallique relativement mince, qui est enroulé en spires peu éloignées l'une de l'autre autour de cette tôle perforée cintrée en tube, le fil métallique étant réuni à. la tôle perforée par brasure ou soudure. Cette couche de fil métallique constitue 15 l'élément filtrant proprement dit de la paroi de la bougie et les emplacements perméables de cet élément filtrant sont les interstices ■ subsistant entre les diverses spires de la couche de.fil. Cette construction de bougie donne en pratique de bons résultats, mais entraine des frais de fabrication relativement élevés, 20 en raison notamment de ce que le brasage ou le soudage du fil métallique enroulé représente une opération relativement compliquée, car il faut réunir solidement le fil à la tôle perforée, mais ne pas laisser pénétrer, dans les intrestices entre les diverses spires du fil, du matériau de brasure ou de soudure pouvant obstruer ces 25 interstices. Dans une autre bougie filtrante connue du type ci-dessus, la paroi est formée d'un ressort hélicoïdal en fil métallique de relativement gros calibre, par exemple de 2 mm, dont les diverses spires s'appliquent l'une sur l'autre à. l'état comprimé da ressort,des 30 interstices étroits constituant les emplacements perméables de la paroi de la bougie. Cette forme de réalisation permet de ne pas utiliser une tôle perforée ou autre ossature porteuse pour soutenir la paroi de la bougie, mais est affectée d'un certain nombre d'inconvénients, dont le premier réside en ce que la face externe dé la 35 paroi de la bougie, qui est constituée par la face externe du ressort hélicoïdal, .est fortement ondulée par suite de l'épaisseur notable du fil métallique,œ qui se manifeste défavorablement lors d'un* filtration par sédimentation, étant donné que cette surface externe ondulée rend difficile le décollement du gateau de filtration et 40 son glissement vers le bas dans le sens de la longueur de la bougie COPY 70 00040 -2- 2029018 Un autre inconvénient réside en ce que, si la répartition de la pression n'est pas uniforme le long de la circonférence de la paroi de l^'bougie ou du ressort hélicoïdal, il se forme des cavités sur le ressort hélicoïdal du côté où la pression est plus élevée et des renflements correspondants du côté où la pression, est plus faible, ce qui entraine une diminution de la largeur des interstices entre les diverses spires du ressort du côté des cavités, c'est-à-dire du côté de la pression la plus élevéer cL par suite, un accroissement supplémentaire do la pression de ce côté, en môme temps qu'il se produit £11 côté renflé, c'est-à-dire du côté de la pression plus basse, une augmentation de la largeur des interstices- entre les diverses spires du ressert et, par suite, une altération du rendement de filtration de ce côté. Ce dernier cas de différences de pression le long de la périphérie de la paroi de la bougie peut se présenter pareillement au cours d'une filtration par sédimentation, si la suspension n'est pas répartie un if ornement sur toute la circonférence de la bougie, ainsi qu'il peut arriver dans un filtre comportant un grand nombre de bougies, principalement de bougies disposées extérieurement dans l'ensemble de l'installation. Les mômes" inconvénients affectent d'ailleurs les différentes variantes de cette forme de réalisation d'une bougie à ressort hélicoïdal constituant la paroi, par exemple la variante fréquemment mise en oeuvre, qui comprend un fil d'acier à. ressort à bossages ou ondulations et dans laquelle le ressort hélicoïdal n'est pas monté à l'état comprimé, de sorte que les bossages ou ondulations du fil métallique délimitent des interstices ou orifices de passage entre les diverses spires. En plus des inconvénients précités, les bougies sus-mentlonnées présentent un inconvénient commun, dû a ce que les intervalles se trouvant ea- avant des interstices entre les diverses spires de fil ou du ressort et se rétrécissant vers ces- interstices forment entre •les-s-pires voisines des angles d'encrassement, dans lesquels se déposent desfractions d'impuretés qui ne; peuvent- pas être toujours complètement éliminées au moment où les bougies filtrantes sont nettoyées et le gâteau de filtration détaché, risquant ainsi de réduire notablement la section de passage des bougies. Il est évident que cet inconvénient est beaucoup plus sensible pour une bougie dont la paroi est formée d'un ressort hélicoïdal en fil de relativement gros calibre que pour une bougie du type cité en preir, COPY 70 00040 -J- 2029018 lieu si r1 -î quo le -.-essort hélicoïdal /• u JL O !" 7 z. j-"-*-J. v/M Uv XU bougie do it être souvent sJCXx'CJ C.«-\ s/TiliC tl^ e au net toy: nje e qu'il peut arriver qu'au moment où le ressort hélicoïdal est :.a..ené à son état initial avant le nettoyage des particules si ' - VA JLAW pui-etés se ô trouvent bloquées entre 1 es spires dont les jlu cors c xccs n'ont plus alors la largeur appropriée. Sn. dehors des Icx-;..3£> do rdc.lisa.tiou uéerites ci-dcious, ou connaît d'autres bougies filtrantes qui n'appartiennent pas à la caté-gorieprécitée, par exemple des bougies f iltrantes comportant une 10 barre centrale profilée sur laquelle sont empilées des rondelles métalliques, qui sont serrées au coyon d'un écrou vissé sur 1'extrémité de la barre profilée et portent chacune des saillies sur une face plane, de sorte qu'il subsiste entre les rondelles métalliques une fois sei'rées des interstices étroits, constituant les orifices 15 de passage de la bougie. Il existe enfin des bougies filtrantes forcées d'une bax-re profilée centrale de section en étoile et servant de support à un tissu métallique à mailles fines qui entoure la barre profilée. Ces bougies filtrantes ne possédant pas de cavité interne 20 entourée uniquement par la paroi de la bougie ont le grave inconvénient de ne pas pourvoir être nettoyées au jet de l'extérieur, et doivent être démontées du filtre colmaté en général au bout de quelques semaines ou mois, ce qui entraîna naturellement un travail considérable et une dépense correspondante, tandis que le nettoyage 25 des bougies filtrantes dix type cité en premier lieu peut être effectué après colmatage, conformément au brevet suisse 171 -ÎCC.GG2, par un an-osage au jet de l'intérieur des bougies, sans qu'il soit nécessaire de les retirer du filtre. Le but de l'invention est de réaliser une bougie filtrante du 30 type mentionné au début, qui offre l'avantage de pouvoir Ôtre décolmatée au jet de l'intérieur de la bougie, qui n'est pas affectée des inconvénients des formes de réalisation décrites ci-dessus des bougies du type mentionné en premier lieu, et dont la fabrication industrielle n'entraîne que des frais relativement faible®. La bougie filtrante suivant l'invention est caractérisé ex: ce que sa paroi est formée d'une plaque perforée auto-porteuse fermée on. une enveloppe, d'épaisseur inférieure à 2 mm et munie de trous, qui sont uniformément répartis sur voxito sa surface, vont en "ace interne de la paroi de Los sections d'ouverture sur la face externe de la oû COPY 70 00040 —4— 2029018 paroi de la bougie occupent au total moins de 10'j de l'ensemble de la sux-face de la face externe de la paroi de la bougie , et dont l'ouverture libre ou la largeur d*inLrestice sur la face externe de la paroi de la bougie est plus petite que 250 microns. 5 La paroi de la bougie ainsi agencée représente une structure auto-porteuse stable pour résister à la pression s'exerçant sur elle de l'extérieur ; les risques d'encrassement de la bougie et de sa paroi étant d'autre part réduit à un minimum. Sur le plan de la stabilité de la paroi auto-porteuse de la XO bougie ainsi que des propriétés de filtration de celle-ci, il est avantageux que les sections d'ouverture des trous sur la face intex-ne de la paroi de la bougie occupent au total entre 20 et 60% de la s turface globale de la face interne de la paroi et que les sections d'ouverture des trous sux- la face externe de la paroi 15 de la bougie occupent au total moins de 5% de la surface globale de la face extex-ne de ladite pax-oi. Dans une forme de idéalisation préférée de la bougie filtrante selon l'invention, la plaque perforée est une tôle d'acier. L'épais-seux- de la plaque perforée peut être dans ce cas inférieure à 1 mm. 20 Les bords longitudinaux de la plaque pei-forée fexnnée en une enveloppe peuvent... être réunis entre eux par une ligne de soudure ou, le cas échéant, une ligne de pliure. En ce qui concerne le prix de revient, ces deux modes de jonction des bords longitudinaux de la plaque perforée sont avantageux, mais une ligne de soudure permet 25 d'obtenir une plus grande stabilité de la bougie filtrante, cependant que l'exécution d'une pliure est légèrement moins coûteuse que celle d'une ligne de soudure. Le fond de la bougie filtrante est pareillement formé avantageusement d'une plaque perforée, de préférence du même matériau que 3q la paroi de la bougie. Si la plaque perforée utilisée est une tôle d'acier, le fond de la bougie peut être soudé avec le bord inférieur de la pax-oi, et le bord supérieur de la paroi soudé avec une pièce de raccordement supérieure de la bougie filrante. Pour assurer un glissement correct du gateau de filtration 3c; sur la bougie il est avar-tageux en outre, avec une plaque perforée formée d'une tôle d'acier, de polir la face de la plaque perforée formant la paroi de la bougie. Pour des motifs de stabilité, il est généx'alement conseillé de cintrer la plaque perforée à la forme d'une enveloppe cylindrique. Ui- exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après en référence au dessin annexé, dans lequel : COPY 70 00040 2029018 la Fig. 1 est uœvue en coupe longitudinale d'une bougie filtrante selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue en élévation et à plus grande échelle d'un détail de la face interne de la paroi de la bougie filtrante suivant 5 la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue à plus grande échelle analogue à la Fig. 2 d'un détail de la face externe de la paroi ce la bougie filtrante suivant la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale et à échelle 10 encore plus agrandie d'un détail de la paroi de la bougie filtrante. La bougie filtrante représentée à la Fig. 1 comprend une paroi 1 formée d'une tôle perforée cintrée en une enveloppe cylindrique, d'un fond 2 du même matériau perforé que la paroi 1, et d'une pièce supérieure 15 de raccordement 3 pour la bougie. Les bords longitudinaux adjacents de la tôle perilorée 1 cintrée en une enveloppe cylindrique sont " soudés bout à bout suivant une ligne non représentée. Le diamètre extérieur de la paroi 1 de la bougie filtrante est de 32 mm et l'épaisseur de la tôle perforée constituant sa paroi de 2o 0»8 mm. Sur sa face formant la paroi externe de la bougie, la tôle perforée est polie. Le bord supérieur de la paroi 1 est soudé bout à bout à la pièce de raccordement 3 par une ligne de soudure 4 et la tôle perforée circulaire formant le fond 2 de la bougie est réunie au bord inférieur de la paroi 1 par une ligne de soudure 5. 25 Comme le montrent les Fig. 2 à 4, la tôle constituant la paroi 1 ainsi que le fond 2 de la bougie est agencée comme suit dans le présent exemple de réalisation : la tôle perforée comporte des rangées juxtaposées longitudinales, éventuellement décalées, de trous poinçonnés, qui vont en se rétrécissant de la face interne 30 vers la face externe de la paroi de la bougie. La Fig. 2 montre à plus grande échelle un détail de la face interne de la paroi de la bougie sur laquelle on peut voir la forme des trous 6 sur la face interne de la paroi.de la bougie ; les trous 6 comportant un bord en étrier 6b et se.rétrécissent ensuite 35 vers la face externe de la paroi en une ouverture 6a en forme de •- fente. La largeur de ces ouvertures formant des fentes ou interstices est de 80 microns. Le même détail que celui de la Fig. 2 est représenté à la Fig. 3 en une vue sur la face externe de la paroi 1 tandis que la Fig. 4 montre la conformation des trous 6 en coupe COPY 70 00040 -6- 2029018 longitudinale à travers la paroi de la bougie. Les sections de passage des ouvertures 6a sur la face externe de la paroi de la bougie occupent au total 3,5% de la surface globale de la face externe de la paroi et les sections de passage des 5 ouvertures en étriers 6b des trous 6 occupent sur la face interne de la paroi de la bougie 4,5% environ de la surface globale de ladite face interne. La bougie filtrante décrite en détails ci-dessus présente une stabilité élevée et a pu être utilisée sans difficultés dans des 10 filtres à sédimentation, au cours d'expériences de charge-limite, jusqu'à des pressions différentielles de 10kg/cm2. Cette stabilité élevée de la bougie filtrante suivant l'invention doit être attribuée essentiellement au fait que les trous 6 formant des ouvertures s'élargissant de la face externe vers l'a face interne de la 15 paroi confèrent à celle-ci une grande résistance à la flexion, étant donné que la paroi de la bougie est presque entièrement fermée à l'extérieur et se transforme vers l'intérieur en une sorte de grillage. En plus des avantages notables sur le plan de la stabilité 20 de la bougie filtrante, les trous 6 qui s'élargissent de la face externe vers "la face interne de laparoi 1 offrent sur -le plan de la filtration d'autres avantages, dûs à ce qu'il ne peut pratiquement pas se déposer d'impuretés dans de telles ouvertures s'é-largissant en direction de la circulation du liquide en cours de 25 filtrage, de sorte que les risque de colmatage des bougies filtrantes selon l'invention est considérablement réduit. La bougie filtrante suivant l'invention est donc relativement simple à fabriquer et permet d'effectuer le nettoyage périodique de la bougie à des intervalles de temps de quelques semaines ou mois pour débarraser 30 des obstructions les ouvertures de passage de la paroi servant à la filtration, sans qu'il soit nécessaire de retirer les bougies du filtre ; il suffit pour ce nettoyage d'arroser la bougie de l'intérieur au moyen d'un jet introduit par le haut dans la cavité interne de la bougie. La conformation des trous 6 est également 35 très avantageuse à cet égard, étant donné que la vitesse de circulation de l'agent de nettoyage, pulvérisé de l'intérieur sur les trous, s'élève notablement à l'intérieur de ceux-ci en raison de leur rétrécissement de l'intérieur vers l'extérieur, de sorte que l'agent de nettoyage peut entraîner plus facilement les impuretés 40 qui se sont déposées ou bloquées dans les ouvertures extérieures COPY 70 00040 -r- 2029018 6a et les o'o curent. La tôle perforée Àoriaairc la paroi de la bougie est polie sur sa face externe, ce qui favorise oousidérableueiit le décollement du gaLeau de xiicration et sou glissement vers le bas lors du nelto/aje 5 à contre-courant, par exeraple quotidien, du filtre à bougies. ïl esc avantageux e^ale^ent que la surface externe lisse de ia paroi de ia bougie rende pratiquement impossible tout dépôt d'impuretés dans les ouvertures de passage de iadice paroi .lors du décollement du gateau de filtration . COPY 70 00040 -8- 2029018 REVENDICATIONS 1-Bougie filtrante du type comportant une enveloppe qui forme la paroi de la bougie et.une cavité interne, caractérisée en ce que la paroi (l) de la bougie est formée d'une plaque perforée 5 auto-porteuse fermée pour former une enveloppe, d'épaisseur inférieure à 2 mm et munis de trous (6) qui sont uniformément répartis sur toute sa surface, et s'évasent de la face externe vers la face interne de la paroi de la bougie , dont les sections d'ouverture sur la face externe de la paroi de la bougi e occupent 10 au total moins de 10$ de l'ensemble de la surface de la face externe de la paroi de la bougie, et dont l'ouverture libre ou la largeur d'interstice sur la face externe de la paroi de la bougie est inférieure à 250 microns . 2-Bougie filtrante suivant la revendication 1,caractérisée 15 en ce que les sections d'ouverture sur la face interne de la paroi (1) de la bougie occupent au total entre 20 et 60# de la surface globale de la face interne de la paroi . 3-Bougie filtrante suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les sections d'ouverture sur la face.externe de 20 la paroi (l) de la bougie occupent au total moins de 5% de la surface globale de la face externe de ladite paroi . 4-Bougie filtrante suivant l'une quelconque des revendications 1 à J, caractérisée en ce que la plaque perforée (l) est en tôle d'acier . 25 5-Bougie filtrante suivant la revendication 4,caractérisée en ce que l'épaisseur de la plaque perforée (1) est inférieure à 1 mm. 6-Bougie filtrante suivant la revendication 4 où 5, caractérisée en ce que les bords longitudinaux de la plaque perforée 30 (1) fermée pour former une enveloppe sont .réunis entre eux par une ligne de soudure . 7-Bougie filtrante suivant la revendication 4 ou 5,caractérisée en ce que les bords longitudinaux de la plaque perforée fermée en une enveloppe sont réunis entre eux par une ligne de 35 pliure . b-Bougie filtrante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que son fond (2) est pareillement formé d'une plaque perforée, de préférence du même matériau que la paroi (1) de la bougie . 40 9-Bougie filtrante suivant les revendications 6 et 8, carac- 70 00040 2029018 térisée enbe que le fond (2) est soudé avec le bord inférieur de la paroi (l) de la bougie au moyen d'une ligne de soudure (5). 10-Bougie filtrante suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la plaque perforée (1) est polie sur sa face formant 5 la paroi externe de la bougie . 11-Bougie filtrante suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le bord supérieur de sa paroi (1) est soudé avec une pièce supérieure de raccordement (3) de la bougie filtrante . 12-Bougie filtrante suivant l'une des revendications 1 à 11, 10 caractérisée en ce que la plaque perforée (1) est cintrée en forme d'enveloppe cylindrique .