Brevet FR2073266A1 — publié le 19711001

La présente invention concerne un appareil de filtrage de liquide équipé pour le rétrorinsage. Le rétrorinsage est une opération au cours de laquelle on force les matières étrangères qui ont été séparées du liquide par filtrage et qui se sont accumulées sur lément filtrant de l'appareil, à se détacher de cet élément en refoulant du liquide propre à travers l'élément filtrant dans le sens opposé à celui dans lequel le liquide traverse l'élément au cours du processus de filtrage. Le rétrorinsage empêche que l'élément filtrant soht obstrué par des matières étrangères. Suivant l'intention, an appareil de filtrage de liquide comprend un récipient destiné à recevoir le liquide à filtrer, une chambre d'aspiration comportant une paroi perméable au liquide qui forme un élément filtrant et à travers laquelle cette chambre communique avec l'intérieur du récipient, un dispositif pour créer dans la chambre d'aspiration une dépression visant à aspirer du liquide du récipient dans la chambre d'aspiration à travers ltélément filtrant, une rampe de rétrorinsage disposée dans la chambre d'aspiration et mobile au-dessus de l'élément filtrant en contact avec celui-ci, un dispositif pour amener du liquide propre sous pression à la rampe de rétrorin- sage qui projette ce liquide a travers l'élément filtrant pour détacher de l'élément filtrant, par rinçage, les matières étrangères séparées du liquide filtré et adhérant à cet élément filtrant, et un dispositif pour évacuer du récipient les matières étrangères qui sont détachées de l'élément filtrant par rinçage. Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, ltélément filtrant comprend une plaque filtrante circulaire et la rampe de rétrorinçage s'étend radialement par rapport è cette plaque filtrante et peut tourner autour de l'aie central de la plaque. Dans la forme d'exécution prkfér#e, la chambre d'aspics ration est formée par-une calotte bombée qui est supportée dans le rec pient et dont l'embouchure est dirigée vers le bas, et la plaque filtrante est fixée dans l'embouchure de la calotte. L'invention ressortira clairement de la description détaillée d'une forme d'exécution donnée ci-après, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en plan d'un appareil conforme à l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe verticale de l'appareil suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe verticale de la chambre d'aspiration de l'appareil suivant la ligne III-III de la Fig.1, à plus grande échelle; la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3, et la Fig 5 est une vue en coupe schématique d'un détail de l'appareil. L''appareil représenté sur les dessins comprend une cuve ç extrémité supérieure ouverte 1 (Fig. 1 et 2) dans laquelle on introduit le liquide à filtrer qui peut être, par exemple, l'agent de refroidissement d'une machine-outil. Une paroi d'extrémitéde la cuve est inclinée de manière à former une pente 2. Dans la cuve se trouve une chambre d'$~ giration 3 qui est formée par une calotte 4 dans l'embouchure de laquelle une plaque filtrante circulaire 5 est fixée par des Sis 5a (Fig. 3). La plaque filtrante 5 qui forme une paroi perméable au liquide de la chambre d'aspiration est formée d'une toile 6 ennNylontou en treillis métallique prise en sandwich entre deux tôles perfrées 7 et 8-. La calotte 4 est suspendue à une conduite 9 qui s'étend horizontalement à l'intrieur de la cuve 1. La calotte est raccordée en son centre à la conduite 9 par un raccord en T 9a. A une extrémité, la conduite 9 est raccordée par un raccord à emboîtement 11 de type connu, à une courte tubulure 37 qui est fixée à une paroi latérale 13 de la cuve 1. La tubulure 37 communique par un trou ménagé dans la paroi latérale 13 avec une conduite 38 qui est racoordée à la sortie d'une pompe centrifuge 16 logée dans un compartiment 17 prévu à l'extrémité de la cuve 1 opposée à la pente 2.L'autre ex-trémité de la conduite 9 est obturée par un bouchon et est maintenue dans un trou ménagé dans une plaque 12 qui est ellemême fixée à une paroi latérale 14 de la cuve 1. La conduite peut pivoter dans la plaque 12 à une fin qui-sera expliquée plus loin. Une courte tubulure 10 est fixée à l'extérieur de la calotte de manière à faire saillie radialement et qommunique avec l'intérieur de la calotte par une ouverture 10a (Fig. 3) ménagée dans la paroi de la calotte. La tubulure 10 est raccord#e,par un raccord à sièges coniques 70 de construction connue, à une autre courte tubulure 71 qui communique par un trou ménagé dans la paroi latérale 13 de la cuve 1 avec une conduite 15 raccordée à l'entrée de la pompe 16. Lorsque l'appareil fonctionne, le liquide à filtrer est refoulé continuellement dans la cuve 1. La dépression créée dans la chambre d'aspiration 3 par la pompe 16 a;#ire du liquide de la cuve 1 dans la chambre d'aspiraticn k travers la plaque filtrante 5 de sorte que les matières étrangères sont séparées du liquide par la plaque fil trante. Le liquide filtré est alors refoulé par la pompe dans un réservoir ou vers le point d'utilisation, comme on le désire. Les matières étrangères qui s'accumulent sur la face inférieure de la plaque filtrante 5 à mesure que le filtrage progresse, sont détachées par rinçage de cette plaque filtrante par un mécanisme fonctionnant en continu qui comprend deux rampes de rétrorinsage tournantes 18 et 19 (Fig. 9). Les rampes sont allongées et s'étendent radialement à partir d'un arbre vertical creux 20 qui tourillonne au centre de la chambre d'aspiration 3 dans des paliers supérieur et inférieur 21 et 22. Le palier supérieur 21 comprend une buselure 23 et comporte une bride 24 qui est fixée par des vis 25 à un anneau 26 fixé lui-meme dans la partie supérieure de la calotte 4. Un plateau circulaire 27 est fixé dans l'anneau 26 et présente une ouverture centrale que l'arbre 20 traverse. Un bourrage 28 assure l'étanchéité entre l'arbre 20 et le plateau 27.La bride 24 du palier 21 est espacée de l'anneau 26 par des douillesentretoises 29 prévues sur les vis 25 afin de permettre le montage dtune roue à chaîne 30 qui est calée sur l'arbre 20 et autour de laquelle passe une chaîne d'entraînement 31 (indiquée par une ligne en traits mixte sur la Fig. 1). La chaîne transmet la force motrice à l'arbre 20 à partir d'un moteur electrique 32 monté dans le compartiment 17.La force motrice est transmise du moteur à la chaîne par un mécanisme de transmission 72 qui pénètre dans la cuve 1 à travers un palier 73 prévu dans la paroi latérale 14 de la cuve, ce palier étant étanche de ma nière que du liquide ne puisse pas s'échapper de la cuve par le palier (La chaîne 31, le moteur 32 et le mécanisme de transmission 72 sont supprimés sur la Fig. 2 pour la clarté). Lorsque l'appareil fonctionne, l'arbre 20 est entraîné continuellement en rotation par la chaîne 31. Le palier inférieur qui supporte l'arbre 20 comprend une buselure 33 et un bourrage d'étanchéité34 et est monté dans une ouverture centrale de la plaque filtrante 5. Le palier 22 est fixé à la plaque filtrante 5 par des vis 35. h son extrémité inférieure, l'arbre 20 est obturé par un bouchon vissé 36. La branche verticale du raccord en T 9a de la conduite 9 (Fig. 1) est raccordée à l'extrémité supérieure de l'arbre. Les rampes 18 et 19 sont fixées à l'arbre 20 à des endroits diamétralement opposés et chacune d'elles comprend un tuyau flexible 39 qui est maintenu, à ses extrémités, dans une coiffe 40 en forme deU inversé et qui est percé d'une rangée d'orifices 41 dans sa partie inférieure. Le tube 39 peut être, par exemple, en caoutchouc. A son extrémité extérieure, le tube est supporté par un bouchon cylindrique 42 qui obture son extrémité extérieure et qui est fixé par une vis 43 à ltextrémité extérieure de la coiffe 40.# Le tube est fixé au bouchon 42 par un collier métallique 44.Un collier semblable 45 fixe l'extrémité interne du tube sur un embout creux 46 qui est soudé dans l'une de deux ouvertures diamétralement opposées 47 et 48 prévues dans une douille 49 qui est calée sur l'arbre 20 pour tourner avec lui et à laquelle les extrémités internes des coiffes 40 sont fixées. Les ouvertures 47 et'48 sont alignées sur deux ouvertures diamétralement opposées 50 et 51 ménagées dans la paroi de l'arbre 20. Une lame de ressort 52 est pr#vue dans chaque coiffe 40 et presse le-tube correspondant 39 en contact avec la surface supérieure de la plaque filtrante 5, Le ressort est fixé à une extrémité à l'âme de la coiffe par un rivet ou un organe de fixation analogue 53. Lorsque l'appareil fonctionne, une fraction du liquide filtré refoulée par la pompe 16 passe par la conduite 38, 37 et 9 et par l'arbre 20 dans les tubes 39 des rampes de rétroringage. Lorsque les rampes, qui tournent avec l'arbre 20, balayent la surface supérieure de la plaque filtrante 5, elles débitent du liquide par les orifices 41 et ce liquide descend à travers la plaque filtrante pour détacher par ringage les matières étrangères adhérant à la face inférieure de la plaque. Comme les rampes de r#trorinçage se déplacent con tinuellement au-dessus de la plaque filtrante, les matières étrangères qui sont détachées par rinçage de la plaque filtrante ont tendance à être réappliquées par aspiration contre la plaque filtrante en aval des rampes en mouvement. Pour éviter cet inconvénient, on prévoit, directement en dessous de chaque rampe de rétrorinS+gePet près de la face inférieure de la plaque filtrante, un écran 54 qui a la forme d'un caisson ouvert de section rectangulaire dont l'axe est perpendiculaire à la plaque filtrante. La section de chaque écran présente des dimensions longitudinale et transversale semblables à celles de la rampe qui y est associée. Les écrans sont supportés par un élément 55 qui est fixé par une vis 56 au bouchon 36 à l'extrémité inférieure de l'arbre 20 de sorte que les écrans tournent avec les rampes de rétrorinçage. Les écrans protègent la matière étrangère, qui est détachée par rinçage, de la plaque filtrante, de la dépression régnant dans les zones adjacentes de la face inférieure de la plaque filtrante de sorte que les matières étrangères sont libres de se détacher complètement de la plaque filtrante. La différence de pression qui existe entre les faces supérieure et inférieure de la plaque filtrante peut amener la plaque filtrante à se bomber vers le haut légèrement entre ses périphéries in terne et externe. La flexibilité des tubes 39 des rampes de rétrorinça- ge permet ce bombage et assure que les tubes restent en contact sur toute leur longueur avec la surface supérieure de la plaque filtrante. Comme le montre la Fig. 3, l'écartement des orifices 41 de chaque rampe 39 est moins grand dans la partie extérieure du tubea cest-à-dire la partie la pluséloign#e de l'arbre 20, que dans sa partie intérieure. Le but de ceci est d'obtenir un débit de liquide plus élevé à la partie extérieure du tube qu'à sa partie intérieure afin de compenser la différence de vitesse linéaire des deux parties du tube. Bien que deux rampes de rétrorinçage soient prévues dans l'appareil représenté sur les dessins,une/seule de ces rampes est essentielle. il est prévu deux rampes diamétralement opposes pour équili- brer la charge exercée sur l'arbre 20 et sur les paliers 21 et 22 par la contre-pression agissant sur les rampes. On peut obtenir un équilibrage semblable avec plus de deux rampes. La pression de rétrorinçage est réglée au moyen d'une soupape à ressort 57 (représentée schématiquement sur la Fig. 5) qui est logee dans une branche 58 de raccord en T 59 dont autre branche 60 est raccordez à la conduite 38 et dont la branche principale 61 est raccordée à la sortie de la pompe 16. La soupape 57, qui peut être de n'importe quelle forme appropriée connue, est rappelée élastiquement par un res sort réglable, c'est-à-dire qu'elle peut être réglée pour s'ouvrir à une pression donnée.Une fraction du liquide filtré débité par la pompe 16 est refoulée à cette pression dans les rampes de rétrorinçage 18 et 19 par la branche 60 du raccord en T 59 et le reste du liquide passe par la branche 58 du raccord en T et franchit la soupape 57 en direction du réservoir d'emmagasinage ou du point d'utilisation, suivant le cas. Le niveau du liquide dans le réservoir 1 est doter miné par le débit du liquide à filtrer introduit dans la cuve 1, le de- bit du liquide soutiré par la pompe 16 de la cuve par l'intermédiaire de la chambre d'aspiration et le débit du liquide pénétrant dans la cuve par les rampes de rétrorinçage. Ces débits sont tous regis de manière que le niveau du liquide dans la cuve 1, comme indiqué par exemple en L sur la Fig. 2, soit toujours situé au-dessus de la plaque filtrante 5. La pompe 16 est habituellement conçue pour refouler le liquide filtré directement vers le point d'utilisation et le liquide à filtrer s'é- coule simplement dans la cuve 1. Il suffit alors de faire en sorte que la pompe 16-soutire du liquide de la cuve par l'intermédiaire de la chambre d'aspiration à un débit égal aux debits combinés du liquide à filtrer pénétrant dans la cuve et du liquide réintroduit dans la cuve par les rampes de rtrorinçage. Si on utilise plusieurs pompes dans l'appareil, les pompes doivent être de manière que le niveau du liquide dans la cuve 1 ne descende pas en dessous de la plaque filtrante 5. Les matières étrangères qui sont détachées par rin çage de la plaque filtrante 5 tombent. dans le fond de la cuve 1 d'où elles sont évacuées par un mécanisme fonctionnant en continu qui comprend une série de raclettes 62 (Fig. 1 et 2). Les raclettes 62 sont supportées par deux chaînes à rouleaux sans fin continuellement en mouvement 63 et 64 qui-passent autour de deux paires de roues à chaîne 65 et 66 et autour de guides 67 et 68. Les chaînes sont entraînées par un moteur électrique (non représenté). Dans la partie inférieure de leur trajet, les raclettes 6#2, entraînées par les chaînes 63 et 64, se déplacent le long du fond de la cuve 1 et gravissent la pente 2 pour sortir du liquide-contenu dans la cuve.Dans cette partie de leur trajet, les raclettes refoulent devant elles les matières étrangères qui ont été détachées par rinçage de la plaque filtrante 5 et qui sont tombées dans le fond de la cuve 1. Les matieres étrangères sont ensuite repoussées au-delà de l'ex trémité supèieure de la pente et tombent dans un silo collecteur 69. il n'est pas essentiel que les raclettes 62 travaillent en continu. Elles peuvent, en effet, être conçues pour fonctionner périodiquement ou elles peuvent intervenir lorsque la quantité de matières étrangères qui s'est accumulée sur le fond de la cuve 1 est suffisante pour exiger un enlèvement. De même, le mécanisme de rétrorinçage n'a pas à fonctionner en continu. Il peut, en effet, être conçu pour fonctionner périodiquement ou il peut être mis en route lorsque la né cessité d'un rétrorinçage se fait sentir. Pour accéder à nouveau aisément à la plaque filtrante 5 ou, en enlevant la plaque filtrante, à l'interieur de la calotte 4, par exemple à des fins d'entretien, on peut retourner la calotte en faisant pivoter la conduite 9 de 180 autour de son axe longitudinal, apres avoir desserré le raccord 11 et détaché la tubulure 10 de la tubulure 71. De plus, la chaîne 31 doit être dégagée du mécanisme de transmission 72. Revendications: 1. Appareil de filtrage de liquide, caractérisé en ce qu'il comporte un récipient destiné à recevoir le liquide à filtrer, une chambre d'aspiration comportant une paroi perméable au liquide qui forme un élément filtrant et à travers laquelle la chambre d'aspiration communique avec l'intérieur du récipient, un dispositif pour créer une dépression dans la chambre d'aspiration de manière à aspirer du liquide du récipient dans la chambre d'aspiration à travers l'élément filtrant, une rampe de rétrorinçage disposée dans la chambre d'aspira*lon et mobile au-dessus de l'élément filtrant en contact avec celui-ci, un dispositif pour refouler du liquide propre sous pression dans la rampe de rétrorinçage d'où il est évacué à travers lgélément filtrant en vue de détacher par rinçage les matières étrangères séparées du liquide à filtrer et adhérant à cet élément filtrant, et un dispositif pour évacuer du récipient les matières étrangères qui sont détachées de l'élément filtrant par rinçage. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que élément filtrant comprend une plaque filtrante circulaire et la rampe de rétrorinçage s'étend radialement par rapport à cette plaque filtrante et peut tourner autour de l'axe central de la plaque. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rampes de rétrorinçage également espacées autour de l'axe central de la plaque filtrante et reliées à leurs extrémités internes de manière à tourner ensemble autour de cet axe. 4. Appareil suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la chambre d'aspiration est formée par une calotte qui est supportée dans le récipient et dont l'embouchure est tournée vers le bas, la plaque filtrante étant fixée dans l'embouchure de la calotte. 5. Appareil suivant la revendication 2 ou 3 et la revendication 4, caractérisé en ce que intérieur de la calotte est raccordé à l'entrée d'une pompe. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la rampe ou chaque rampe de rétrorinçage est fixée à son extr#mi- té interne à un arbre creux qui s'étend le long de l'axe central de la cuvette et qui peut tourner dans celle-ci, la rampe ou chaque rampe communiquant avec l'intérieur de l'arbre à travers une ouverture ménagée dans la paroi de l'arbre et l'intérieur de l'arbre étant raccordé à la sortie de la pompe. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie de la pompe communique par un premier conduit avec l'intérieur de l'arbre creux et par un second conduit avec un réservoir ou un point d'utilisation pour le liquide filtré, le second conduit contenant une soupape qui est rappelée par un ressort de manière à obturer le conduit et qui peut être ouverte, contre la pression du ressort, par le liquide filtré refoulé par la pompe de sorte que le ressort régit la priez sion du liquide refoulé vers la ou les rampes de rétrorinçage. 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur électrique et un dispositif pour transmettre la force motrice du moteur à l'arbre creux afin de faire tourner cet arbre. 9O Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de transmission comprend une chaîne passant autour d'une roue à chaîne qui est fixée sur une partie de l'arbre creux et s'étendant à l'extérieurde la calotte. 10. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la rampe ou chaque rampe de rétrorinçage comprend un tube qui s'étend radialement par rapport à la plaque filtrante et qui comporte une paroi flexible en contact avec cette plaque, une rangée d'orifices étant ménagée longitudinalement dans le tube. 11. Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que des ressorts sont prévus pour presser la paroi flexible du tube en contact avec la plaque filtrante. 12. Appareil suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'écartement des orifices de la paroi flexible du tube va en diminuant en direction de l'extrémité du tube qui est la plus proche de la périphérie de la plaque filtrante de sorte que le débit du liquide sortant du tube augmente en direction de cette extrémité du tube afin de compenser l'accroissement de la vitesse linéaire du tube vers cette extrémité. 13. Appareil suivant la revendication 4, ou l'une quelconque des revendications 5 à 12 combinée avec la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, directement en dessous de la rampe ou de chaque rampe de retrorinçage, près de la face inférieure de la plaque filtrante, un écran qui a la forme d'un caisson ouvert dont ltaxe est perpendiculaire à la plaque filtrante et qui présente une section allongée dont les dimensions longitudinale et transversale sont semblables à celles de la rampe associée, l'écran étant relié à la rampe par une ouverture centrale ménagée dans la plaque filtrante de manière à tourner avec la rampe et entant destiné fl protéger les matières étrangères qui sont détachées par rinçage de la plaque filtrante, de la dépression rég- nant dans les zones adjacentes de la face inférieure de la plaque filtrante. 14. Appareil suivant la revendication 4 ou l'une quelconque des revendications 5 à 12 combinée avec la revendication 4, caracté- risé en ce- que la calotte est supportée de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal afin qu'on puisse amener la calotte dans une position dans laquelle son embouchure est tournée vers le haut. 15. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient comprend une cuve comportant une paroi qui est inclinée pour former une pente et le dispositif servant à évacuer les matières étrangères qui sont détachées par rinçage de l'élément filtrant comprend une série de raclettes supportées par deux chaînes sans fin parallèles, les raclettes étant disposées entre les deux chaînes et dlétendant chacune transversalement et les chaînes étant prévues pour entraîner les raclettes le long du fond de la cuve et pour leur faire remonter la pente de sorte que les matières étrangères qui ont étd détaches par rinçage de l'élément filtrant et qui sont tom bSess dans le fond de la cuve sont repoussées vers le haut au-delà de la rampe par les raclettes.