Brevet FR2034759A1 — publié le 19701218

la présente invention se rapporte aux-filtres et cmcerne plus particulièrement des filtres à nettoyage par contre-eicrulation et des commandes pour de tels filtres afin de ne perdre eu'un minimum, de liquide de lavage pendant le nettoyage. 5 On a découvert que le fonctionnement satisfaisant d'un filtre est fonction de son état mécanique et qu'en particulier pour réaliser de bonnes séparations du filtrat, la qualité de l'étanchéité réalisée par les patins du bras de nettoyage est très importante. Oh obtient un fonctionnement continu satisfaisant et économique par 10 une commande judicieuse de la vitesse de rotation du bras de nettoyage et du débit du liquide de lavage. Ces deux facteurs doivent être réglés en fonction du dsbit du filtre et de la quantité de matières solides entraînées dans le liquide à filtrer. Des éléments intervenant dans une commande précise du filtre on peut citer : la 15 vitesse du moteur d'entraînement du bras de nettoyage, le dispositif de commande de débit de la contre-circulation, une commande proportionnelle réglable pour maintenir le rapport; de vitesses voulu entre le moteur d'entraînement du bras de nettoyage et le moteur de mesure de lavage, une différence de pressions commandée pour faire 20 varier la vitesse du moteur du bras par rapport aux pertes de pression à travers l'élément filtrent, des tachyœstres pour régler et indiquer la vitesse du moteur du bras et celle du moteur de lavage, une commande de moteur pour arrêter la contre-circulation de lavage pendant que les orifices du bras passent au-dessus des "points 25 morts" de l'élément filtrant, des manomètres pourindiquer la pression d'entrée, de sortie et de lavage, et les interrupteurs nécessaires pour isoler chacun des organes susmentionnée pour les étalonner ou pour vérifier les circuits. Il est également utile de prévoir plusieurs dispositifs de sé-30 curité et/ou de coiiimodits parmi lesquels: une pompe d'alimentation à haute pression pouvant être arrêtée par un dispositif d'alarme pour- éviter eue se développent des pressions internes excessives en cas d'obstruction des éléments filtrants, un dispositif de coupure à basse pression avec une alarme pour arrêter le fonctionnement du 35 filtre (puisqu'une pression interne positive par rapport au conduit de lavage est nécessaire pour un fonctionnement correct), un enregistreur de différence de pressions, un compte-tours de lavage , BAD ORDINAL 70 05103 20 34759 (pour enregistrer les opérations ds nettoyage), une soupape de sortie pour régler la pression interne et une pompe d'alimentation pour régler le dé"bit d'alimentation. En conséquence, l'invention a pour but de fournir un filtre et 5 des moyens de commande pour le nettoyage par circulation inverse de ce filtre, de façon à assurer un fonctionnement optimal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-ront de la description qui va suivre, donnée uniquement à "titre d1 exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans le-10 quel : - la fig.l est une vue en coupe longitudinale d'un filtre conforme à l'invention, - la fig.2-est une coupe de ce filtre suivant la ligne .2-2 de la fig.l. '• ^ - * 15 - la fig.3 est une coupe partielle agrandie de l'élément fil trant , - la fig.4 e,st un "schéma par "blocs du filtre et de ses éléments de commande; et • - la fig.5 est un schéma électrique des circuits associés au 20 filtre. le filtre a lavage continu par contre-circulation représenté surles fig.l et 2 comporte un corps creux qui se compose d'une coquille extérieure cylindrique 10 fermée au sommet par un couverclé 26 et à sa "base par un fond 27» le fond 27 et une "bague 28 sont sou-25 dés à la coquille extérieure 10, le long du pourtour intérieur de celle-ci, de façon classique, le couvercle 2.6 est supporté par la "bague 28 et est fixé à cette dernière par des goujons 29.'.Le fond 27 est percé d'une ouverture d'entrée 31 qui communique avec l'intérieur de l'élément filtrant et qui est reliée à un tuyau d'arrivée 30 20. La coquille est percée d'une ouverture de sortie 21 qui est raccordée par une bride "a un tuyau la faisant "communiquer avec un conduit de circulation. Le fond 27 est percé d'une ouverture centrale qui est reliée à un raccord de' sortie d'eau, de lavage '22. Un coussinet 32 logé dans 35 citte ouverture reçoit l'extrémité inférieure d'un arbre 35. ' : * L'élément"filtrant se compose d'une cage intérieure cylindrique • 13 et de la cage extérieure cylindrique 11 entre lesquelles est in- .70 05103 3 20 34759 terposé le milieu filtrant- 12. Les ca^es intérieure et extérieure sont gercées respectivement de trous alignes 43 et 42, coair.e le contre la fig.3, de go rte une partie do la toile métallique :ui constitue le milieu filtrant 12 est découverte dan: chaque trou, conne 5 il sera décrit plue en détail par la suite. Le sommet ~Le la cage .;-u filtre est 'supporté dans le corps de celui-ci au moyen d'une "bague 37, tandis que sa "base est supportée par une bague 38. La bague 38, qui est soudée au fond 27, présente line section en L produisant un siège annulaire 39- Le siège 39 re-10 çoit la bague 40 qui est soudée au pourtour extérieur de 1. cage intérieure 13. Il est à noter que la cage intérieure 13 est plus longue que la cage extérieure 12 et que les extrémités de la cage 13 s'étendent au-dessus et au-dessous de celle-ci. La bague 40 comporte un joint annulaire établissant l'étanchéité entre elle et la bà-15 gue 38. Le- pourtour extérieur de l'extrémité supérieure de la cage intérieure 13 est soudé à la bague 37, cette dernière comportant "une gorge dans laquelle est logé un joint annulaire 41 qui établit une jonction et anche avec le pourtour intérieur de l'a bague 28. 20 • Il est à noter que la bague inférieure 40 est plus petite que la bague supérieure 37, de sorte que la toile filtrante peut être facilement retirée en enlevant le fond 27 et en sortant tout l'élé-nent filtrant. Les trous" 43, servant à recueillir la matière divisée du liqui— 25 de à filtrer, peuvent avoir un diamètre compris entre environ 4,75 œm et environ 12,7 mie, le diamètre préféré étant d'environ 6,35 mm. La coquille intérieure 13 de la cage doit être suffisamment épaisse pour assurer son intégrité mécanique et son volume afin de pou -voir collecter la matière divisée. Il est préférable que le rapport 30 entre la surface puverte et la .surface fermée des cages intérieure 13 et extérieure 11 soit aussi grand que possible, compte tenu de la nécessité de conserver h cellee-ci une résistance mécanique suffisante. " L'élément filtrant décrit ci-contre peut être fabriqué par le 35 .procédé suivant: la cage intérieure,est faite d~*un élément cylindrique creux dont le diamètre extérieur est légèrement .plus grand que le diamètre que doit avoir la cage intérieure 13 .quand elle est copy 70 05103 4 20 34759 finie. On soude ensuite 1•extrémité inférieure de cette cage 13 à la bague 40 et son extrémité supérieure à lç. bague 37, puis on soumet toutes les surfaces à un usinage de dégrossissage pour enlever les bavures de soudage. On soumet ensuite la cage intérieure 13 à 5 un traitement thermique pour éliminer ses contraintes internes. Ensuite , toutes le; surfaces de la cage intérieure 13 sont usinées a-vec précision au:., cotes finales désirées. On propare ensuite un second organe cylindrique creux pour former la cage extérieure 11 et on fait subir à celui-ci un usinage 10 intérieur et extérieur grossiers pour enlever les bavures.. On soude ensuite les bordures verticales 50, 51, 52 et 53 en place sur l'élément cylindrique extérieur, puis on 'limine les contraintes de l'ensemble. On usine le pourtour intérieur de la cage extérieure à ses co-15 tes finales de façon à ménager entre elle et la cage intérieure l'espace nécessaire pour y loger la toile filtrante 12. Plus précisément, le diamètre intérieur de la cage extérieure 11 devra être plus grand que le diamètre extérieur de la cage intérieure 13 du double environ de l'épaisseur de la toile filtrante 12. On fend ensuite la 20 cage extérieure 11 axialement, entre les bordures 50 et 51 et entre les bordures 52 et 53 pour produire deux moitiés séparées. On entoure ensuite le pourtour extérieur de la cage intérieure 13 d'une cale ayant une épaisseur approximativement égale à celle de la toile filtrante 12, puis on place la cage extérieure 11 autour de 25 l'ensemble et on met en place les vis 54 et 55, puis on les serre. On perce ensuite les multiples trous 42 et 43 et on en enlève,les bavures» Après cela., on. alèse deux trous 57 et 58 et on y passe une cheville de centrage.approximativement à mi-distance entre les bordures 50, 51, 52 et 53. 30 On retire ensuite les vis 54 et 55, on enlève la cale et "on place la toile filtrante 12 e^tre les deux cages.- On assemble la toile filtrante 12 en la plaçant au-dessus du pourtour extérieur de la ca^e intérieure, après avoir enlevé la cage extérieure, puis on reinet soigneusement en place les deux, moitiés de la cage.extérieure. 35 Après cela, on réintroduit las vis 54 et 55. l'ensemble est a- lors prêt |t être assemblé dans le corps du filtre, comme représenté sur lec: fig.l et 2. BAD ORIGINAL t 70 05103 5 20 34759 Des expériences ont montré toily filmante d' environ 250 mm x 150 lua percée -".'ouvert Lire s de 155 yu jerret d' arrêter lec particules qui pourraient être nuisibles au?. auti'es équipements de l'installation. Cn a trouvé pu'en utilisent une toile filtrante beaucoup 5 plus fini pue les ^lus petites articules t. élit.iner, il était possible de pallier aux difficultés résoltsnt des gr.-. rcs obstructions de celle-ci et de l'inefficacité "u nettoyage par contre-circulation. C'est ainsi, notamment, pue de; toiles ayait des ouvertures égales ou inférieures à 75 jcl ont donné des résultats inespérés du 10 point de vue de l'efficacité du contre-lavage dans le filtre décrit ci-contre. Bien ou'un seul bras de nettoyage 15 soit représenté sur des fig.l et 2, le tube de nettoyage 55 peut en comporter plusieurs. C'est ainsi, par exemple, que le tube 35 pourrait porter deux bras 15 15 espacés de 1802. le tube 35 est fixé l un arbre 34 et est supporté par un palier prévu dans le réducteur de vitesse 17, cet arbre é-tant entraîné par un moteur 1 vitesse variable 19 jar 1'intermédiaire du réducteur de vitesse 17 a-quel il est claveté au noyé.' d'*ane goupille de cisaillement 18. Les poussées verticale db horizontale de 20 l'arbre 34 sont produites par le réducteur 17. L'extrémité inférieure da tube de lavage 35 est reliée à la sortie 22. le tube 35 présente, en un point intermédiaire, une fente latérale 36 reliée au bras l-~ net oyage 15. Dans l'ouverture centrale du couvercle 25 est monté un presse-étoupe 16 que traverse l'ar"':re 25 34 du bras d- nettoyage 15» Dans le fonJ 27 est logé un coussinet 32 qui supporte et assure 1 'éta-.chéité de l'extrémité inférieure du tube 35. A l'extrémité extérieure du bras de ..ettoya^o 15 sont fi:tés des patins 25» Les patins 25 sont espacés l'un de l'autre àe fajon à mé-30 nager un intervalle 44 entre eux. Ainsi, gu-nd le cras 15 tourne autour de son axe, qui st coaxial à, l'axe de la toile filtrante, les patins 25 se déplacent à proximité immédiate du poux-toux- intérieur-de la cape e-. établissant un joint enti*e l'intervalle 44 et l'intérieur de la toile filtrante 12. On a également constaté que la vi-35 tesse de rotation du bras de nettoyage peut être réglée entre 60 cm et 900 cm/inn pour obtenir .les meilleurs résultats. L'intervalle 44 produit 'une région à bas. e pression sur* le pourtour intérieur de la BAD ORIGINAL 70 05103 20 34759 cage intérieure afin d'aspirer les particules qui ont été séparées du liquide -ur le côté amont de la toile filtrs-ite. -ïtant donné que du côté aval de la. toile filtrante le liquide est à une pression plus élevée que celle ré.nant dans l'intervalle 44, par suite de 1' 5 évacuation lu fluide par le dispositif de réglage 60, le liquide circule ; travers l'élément filtrant dans la direction opposée, c' est à dire ce l'extérieur de la toile filtrante vers l'intervalle 44 et pénètre dans le bras de nettoyage 15, entraînant ainsi la matière qui a été arrêtée dans les trous 43 et sur la toile filtrante 10 dans le bras 15 et .hors du raccord 22. les patins 25 se déplacent le plus près possible du pourtour intérieur de la cage 13, l'intervalle entre les patins et la face intérieure de la cage ne devant jamais dépasser 3 mm. La largeiir de l'intervalle 44 du bras de nettoyage 15 peut être 15 comprise entre 6 et 50 mm par exemple, mais est, de préférence, telle qu'elle couvre toute une rangée verticale de trous 43. Les patins 25 sont, de préférence, assez larges pour éviter les fuites de fluide entre l'intérieur de 1'élément filtrant et le bras 15. Pour assurer une étanchéité effective, les patins 25 et le coussinet 32 20 peuvent être faits d'une matière élastique, telle que le polytétra-."luoroéthylène (îéflon), le polyoxyméthylène (Delrin), le polyéthy-lène, le polypropylène, etc.., et peut tourner.au contact de la surface intérieure de la cage 13- La fig. 4 montre le filtre et les commandes associées à celui-25 ci. Ce filtre'comporte une entrée 20 et une sortie 21. Un dispositif de réglage 60 est relié au raccord de sortie 22 du circuit de-lavage. Il peut aboutir à une évacuation ou à tout autre écoulement approprié, à travers un conduit 6l„ Le dispositif de réglage 60, qui peut se présenter sous la forme d'une pompe rotative, à déplacement 30 positif, e:;t entraîné par un moteur à vitesse variable 62 auquel est relié un tachymètre 63 qui est connecté par des lignes 64 et 71 à une armoire de commande 65. Un transducteur différentiel 66 est relié à la sortie 21 par la ligne 67, et à l'entrée 20 par la ligne 93« Un moteur d1 entraîne rient à vitesse variable 19, auquel est re-35 lié un tachymètre 80, est. connecté par une ligne 70, à l'armoire de commande 65- Le transducteur 66 est relié par des lignes 71 et 82 *. lr armoire de commande 65. Le tachymètre 80 est connecté par une §AD OfilSINAL 70 05103 7 20 34759 ligne 83 h l'arme ire de corx-ande 6p« Le transducteur 55 perçoit la différence le pressions régnant de part et l'autre de IMlément filtrant et alignante la vitesse du moteur d1 entraînement 1Ç qusa.;. cette différence augmente et inverse-5 ment. Une cc.-an.de grcpcrtion-elle rJJLatle- maintient la vit s.-; se du moteur 62 dans j-x r„.i;ori _;rMéterminé à celle du moteur 1S • La fig.5 Siontre un circuit électrique le commande et illustre schémat iquement la relation entre les Eoteura, les tachymètres, les contacts de limite, le transducteur différentiel et les composants 10 de l'armoire de commande. L'armoire de commande est d'un type classique, tel que celui de la série E de la Société "Boston G-ear *./orke" . commercialisé sous la marque "3AÏIGT30I.". -1 •armoire 65 contient deux commandes de vitesse de moteur 94 et 95 qui règlent respectivement les moteurs 19 et 62. Le tachymètre 6 C- renvoie un signal à la com-15 mande de vitesse 94 afin de maintenir de façon précise la vitesse voulue dans des conditions de charge variables. Le tachymètre 63 remplit la même fonction au moyen ôe la comrande 95» Les deux tachymètre s 80 et 63 pourraient être pourvus- d'un appareil de mesure indiquant la vitesse des moteurs. 20 Une commande principale 96 perm.t de régler simultanément la vitesse des moteurs 19 et 62 par- l'intermédiaire de leur commande de vitesse individuelle. Ce réglage peut s'effectuer a la main au moyen d'un sélecteur monté sur l'armoire ou bien automatiquement à l'aide d'un transducteur manométrique. 25 L'interr-upteur 97 commande l'alimentation en courant électrique. Les interrupteurs 98 et 99 permettent d'isoler individuellement les commande;:; de vitesse au:; fins de vérification et .d'étalonnage. L'interrupteur 100 .permet d'isoler le transducteur 55 aux-fins de contrôle et d'étalonnage• -30- Des manomètres 72-, 73 et 74 sont reliée respectivement par des conduits 84, .87 et S6 a- :-: conduits 21, 22 -t 20, commê représenté X-'Our indiquer la preodon r'gnant dans ces conduits-. Les contacts de limite 75 et 76 sont "co.uiectés -_:ar -les lignes 92 et 81 VI.. commande 65- Quand les patins 25 du bras de nettoyage 15.passait au-dessus 35 ci.es régions non-perforées 77 et 78 de la cage, les contacts de limite .75 et 76 aoapent l'alimentation-du moteur 62 afin d'éviter qu'une aspiration g oit: exercée ;;ur cette région non-perforée de la toile BAD ORIGINAL 70 05103 8 20 34759 filtrante. En effet, line telle aspiration pourrait attirer le "bras de nettoyage contre la cage inférieure et pourrait l'empêcher de se déplacer ultérieurement par suite de la dépression créée par le dispositif de réglage 60 qui agit confie une pompe dans ces conditions. 5 le dispositif de réglage 60 délivre la matière sous un débit déterminé, le débit et la vitesse du dispositif 60 peuvent être réglés par les commandes de l'armoire 65 de façon qu'il retire des ouvertures 43 une quantité de matière approximativement égale au volume de ces ouvertures 43 chaque fois que l'intervalle 44 passe au-10 dessus de ces dernières. Ainsi, le transducteur 66 peut être utilisé pour actionner les commandes de l'armoire 65 quand une variation prédéterminée de pressions est perçue. Les commandes peuvent être actionnées de façon que la vitesse du dispositif de réglage 60,perçue et réglée par le tachymètre 63 et la vitesse du moteur ,19 du 15 bras de nettoyage, perçue et réglée par le tachymètre 80, soient modifiées comme il convient pour maintenir la circulation dans le . filtre, tout en n'utilisant qu'une contre-circulation minimale pour éliminer les déchets accumulés. Les commandes mentionnées peuvent être réalisées par des dispositifs'électriques, hydrauliques ou 20 pneumatiques. » ; - "V BÂD ORIGINAL 70 05103 9 20 34759 3S7S..DI0A2ICITS 1.- Filtre à nettoyage par contre-circulation nui comprend ;ne commande pour ledit nettoyage à contre-circulation, ledit filtre comprenant une entrée et une sortie, un corps et ion élément filtrant logé dans eu corps sur 1s trajectoire lu liquide circulant filtre ladite entrée 5t ladite sortie, 1111 jlcment - ~ net oya^e, le;: .".-.oyons pour déplacer cet élément de 'nettoyage au-dessus dudit élément filtrant, des uioyens sur ledit filtre jour détecter la différence de pressions produite par 1'accumulation de débris sur ledit élément filtrant, lesdits moyens do détection étant reliée à ladite coianan-de, ce qui fait que ledit élément filtrant est lavé par contre-circulation ians me mesura proportionnelle à. la quantité des débris qui se sont accumulés sur ledit élément filtrant. 2.- Filtre selon la. revendication 1 dans lequel lesdits moyens de détection comprennent des moyens pour percevoir une différence de pressions entre les côtés amont et aval de l'élément filtrant. 5.- Filtre selon la revendication 1 dans lequel l'élément filtrant est percé d'ouvertures ayant de., cavités du coté amont. 4.- Filtre selon, la revendication 1 dans lequel les ^oyens pour déplacer l'élément de nettoyage comprennent un moteur à vitesse variable qui est asservi •j lada^s- C''j-:'H'i.c-.c.G.e. 5.- Filtre à nettoyage par contre-circulation qui co. prend des moyens de commande de nettoyage, un corps ayant une entrée, une sortie et un élément filtrant da.is ledit corps, un bras de nettoyage creu;;, des moyens d1 entraînement pour produire un mouvement relatif entre 1 *élément de ne'.toyage et 1 'si sent filtrant, -une pompe L déplacement positif pour évacuer m. liquide . travers ledit ores dans une .. esure prédéterminée, des moyens pour détecter la différence de pressions provoquée par les débris t. ccumulé s sur l'él'ment filtrait, les dits moyens de commande étant reliés à IVite pompe et aur-dits moyens d1 entraînement, et é^ant adai-tés à actionner ledit bras pour enlever lesdits décris de l'élément filtrant ô> ns une .esure déter-^inee ^ar j-r-i vriLrOSSS ■ - c o.ep!o 0 u.e^j..i.C-r c_j.*^ ir —..i;. ^ ■.jj.ijiisui> _il— tl'Uiit . 5.- Filtre selon la revendication 5 dans lequel les moyens de co:m.snde comprennent un transducteur pour détecter le. différence de pressions antre ladite entrée et ladite sortie et un tacLymstre pour BAD ORIGNAL 70 05103 10 20 34759 détecter et régler la vitesse desdits moyens d'entraînement et celle de ladite pompe. 7.- Filtre qui comprend des moyens de com-iiande, un corps ayant uns entrée et une sortie avec un élément filtrant entre eu3L, ledit 5 élément filtrant étant percé d'ouvertures pour la circulation d'un liquide ^ntre ladite entrée et ladite sortie, des cavités pour collecter les débris formés sur le côté amont dudit filtre, des moyens de nettoyage qui comprennent mi organe adapté à se déplacer au-dessus desdites cavités et des moyens de circulation positifs reliés 10 auxdits moyens de nettoyage, lesdits moyens de circulation positifs étant adaptés à enlever desdites ouvertures la quantité de matière nécessaire pour maintenir les conditions de circulation prédéterminées. 8.- Filtre selon la revendication 7 dans lequel cLes moyens sont 15 prévus peur déplacer lesdits moyens de nettoyage au-dessus dudit filtre à une vitesse déterminée. 9«- Filtre selon la revendication 10 dans lequel lesdits moyens de commande comprennent des moyens sensibles à-la différence de pressions produite par les débris accumulés dans lesdites cavités. • 20 10.- Filtre selon la revendication 9 dans lequel certaines par ties de l'élément filtrant ne sont pas perforées des moyens étant prévus sur ledit filtre pour désactiver lesdits moyens de circulation positifs quand lesdits moyens de nettoyage passent au-dessus desdites aires non-perforées. 25 11.- Filtre comportant -une commande qui comprend un corps ay ant une entrée et une sortie avec un élément filtrant entre elles, un "bras de nettoyage, un moteur é vitesse variable pour faire tourner ce bras afin de déplacer un élément de nettoyage au-dessus dudit élément filtrant, des moyens de commande de circulation de net-30 toyagê reliés audit élément de netto/aje, un moteur pour entraîner lesdits moyens de commande de circulation de nettoyage et des moyens de commande réglables sensibles à la différence de pressions régnant de part et d'autre dudit élément filtrant afin de régler la vitesse dudit bras de nettoyage et desdits moyen,"/ de commande de 35 circulation de nettoyage. 12.- Filtre selon la revendication 11 dans lequel des moyens sont prévus pour arrêter les moyens de commande de circulation de BAD ÔRJGiNAL 70 0S103 11 20 34759 nettoyage quand ledit élément de nettoyage pac.se au-dessus d'une partie non-perforée de l'élément filtrant. 13.- La combinaison d'un filtre à nettoyage par contre-circulation et d'un dispositif de commande oui comprend un élément filtrant 5 et des moyens de détection, lesdits moyens de détection comportant une aire à basse pression et des moyens pour déplacer lesdits moyens de détection au-dessus de la surface amont dudit élément filtrant, et un dispositif de réglage' sur la sortie desdits moyens de détection, ledit dispositif de réglage étant adapté à faire circuler un 10 volume déterminé de fluide, indépendamment de la pression.à-laquelle il est exposé. 14.-.Combinaison selon la revendication 13 dans laquelle le dispositif de réglage de nettoyage est une pompe L déplacement positif. 15 15-- Combinaison selon la revendication 14 dans laquelle des moyens sont prévus pour régler la vitesse du dispositif de réglage dans un rapport fixe à la vitesse de détection. 16.- Combinaison selon la revendication 15 dans laquelle des moyens sent prévus pour régler la vitesse du dispositif de réglage 20'dans un rapport fixe à la vitesse de détection, et où ledit rapport est réglable. é BAD ORIGINAL