Brevet FR2271858A1 — publié le 19751219

La présente invention a pour objet un filtre à action superficielle de comme générale tub#laire. il est connu d'utiliser des cribles, tamis, filtres ou autres dispositifs séparateurs en les soumettant à des secousses ou à des vibrations à basse fréquence, c' est-à-dire d'au plus 50-Go périodes 1 la seconde, en vue dten élininer les impuretés retenues dans les surfaces de séparation. De tels dispositifs séparateurs sont ouverts et ne peuvent donc pas fonctionner sous pression ou en aspiration. D'autre part, ils ne permettent pas de filtrer des particules ès fines ou micro-éléments. La présente invention part du même principe mais vise donne une solution avantageuse au nettoyage de surfaces fil tintés dans le cas de la filtration de particules très fines. Le filtre faisant l'objet de l'invention se distingue par le fait qu'il comporte un dispositif générateur de vibrations de fréquence supérieure à 50-Go périodes/seconde, placé au moins a proximité de la surface filtrante et ayant une action bio- physique empêchant la fixation de micro-organismes et de microéléments sur les parois du filtre. On a constaté au cours de différents essais sur des filtres fins (millimétriques et microniques), que les vibrations a des fréquences relativement élevées, ctest-à-dire supérieures 50-60 périodes/s, ont un effet bio-physique sur les microorganismes tels que les algues par exemple, qui sont éloignées ou débarrassees des surfaces filtrantes. En mettant en vibration ces surfaces filtrantes, on perturbe le milieu ambiante ces micro-or#anisnes au point de les faire partir ou de les éloigner de ces surfaces filtrantes.Les secousses ou vibrations a basse fréquence, 0! est-à-dire de 50-60 périodes/s et au-dessous,- n'ont aucune action sur les micro-organismes ou particules fines. Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution du filtre faisant l'objet de la présente invention. La figure l est une vue en coupe longitudinale d'une première forme d'exécution, la figure 2 est une que partielle en coupe par la ligne 2-2 de la fi. 1 à plus grande échelle, la figure ) est une coupe verticale partielle d'une seconde forme d'exécution, la figure 4 est une vue semblable à la figure 1 d'une troisième forme d'exécution, la figure 5 est une vue schématique en coupe verticale d'une quatrième forme d'exécution, la figure 6 est une vue semblable à la figure 5 mais d'une variante plus élaborée. Le filtre représenté à la figure 1 est à action superficielle, c'est-à-dire que l'eau ou autre liquide à filtrer s'écoule le long de la surface filtrante cylindrique 1 dans le sens des flèches. La surface filtrante 1 est formée comme représenté la figure 2 par des fils 2 lonnitudinaux de section triangulaire disposés côte à côte. Ce filtre ou crépine d'axe horizontal est destiné à être placé dans le lit d'un cours d'eau par exemple. Il travaille en aspiration et comporte à cet effet un conduit d'aspiration 3 pour le liquide filtré à travers la surface cylindrique 1. Un dispositif 4 générateur de vibrations est placé à l'intérieur du cylindre 1 entre ses deux extrémités 5 et 6. Une liaison souple 7 est prévue å l'extrémité 5 du cylindre 1 entre celui-ci et le conduit d'aspiration 3. L'eau circule donc autour de la crépine dans le sens des flèches, ce qui contribue déjà à son nettoyage, une partie de cette eau traversant la crépine et devenant ainsi de l'eau filtrée qui, d'une part, est aspirée par le conduit 3 pour aller à l'utilisation et, d'autre part, continue dans le sens du courant pour sortir par l'extrémité aval 6 de la crépine, évitant ainsi des tourbillons qui risqueraient de perturber le bord de fuite de la crépine. Les impuretés glissent ou roulent le long de lacrépine sans y pénétrer et sont évacuées au bord de fuite de la surface filtrante cylindrique t. Certaines- impuretés fines, en particulier les algues qui se fixeraient sur les fils. 2 du cylindre 1, sont détachées de façon continue ou périodiquezent par la mise en vibration de leur support à l'aide du dispositif générateur 4 et sont entraînées par le courant. Les micro-organismes ou microéléments soumis à 11 action des vibrations sont éloignés de la surface filtrante par un effet bio-pnysique agissant sur ces micro-organismes comme cela a été constaté. Il n'y a donc pas déplacement d'impuretés hors du cours d'eau. D'autre part, lorsque le cours d'eau est en crue et charrie beaucoup d'impuretés, la vitesse du courant augmente et par voie de conséquence, l'effet de balayage de la crépine augmente également-. La zone utile de la crépine pourrait être fermée par une plaque de manière à être sûre que de l'eau sale n'est pas aspirée par l'extrémité 6 aval; une telle mesure est toutefois inutile lorsque le courant est suffisant. La crépine représentée à la figure 3 est prévue pour une eau dormante ou à faible mouvement, notamment pour des forages ou des puits. Elle comporte un cylindre filtrant 8 formé comme dans la forme d'exécution précédente de fils longitudinaux de section trianguiaire. Ce cylindre 8 est raccordé à un conduit 9 d'aspiration du liquide filtré par une liaison souple 10. A l'intérieur de la crépine est monté un vibreur 11 disposé vxiale- ment dans une enveloppe 12. Lors du nettoyage, le débit d'eau filtrée est arrêté et la crépine est mise en vibration à l'aide du vibreur li pour détacher les impuretés qui sty sont fixées pendant son fonctionnement normal ou pendant son arrêt comme c'est le cas pour les algues. Le filtre représenté à la figure 4 fonctionne sous pression et comporte une#enveloppe tubulaire 13 à l'intérieur de laquelle est disposé un ensemble filtrant relié de façon étanche mais souple en 14 avec l'extrémité amont de l'enveloppe 15. Cet ensemble filtrant est composé de deux éléments filtrants cylindriques 15 et 16 entre lesquels est monté axialement un vibreur 17. Ltélément filtrant aval 16 est relié-par une liaison souple 18 à un condut 19 d'évacuation des impuretés traversant la paroi de l'enveloppe 13. L'extrémité aval 20 de l'enveloppe 13 est ouverte pour laisser passer le liquide filtre. Le courant d'eau se déplace dans le sens des flèches à l'intérieur des éléments filtrants 15 et i6 pour sortir filtré par l'extrémité 20 de l'enveloppe 13. Une évacuation continue ou périodique d'eau sale s'écoule par le conduit 19 séparant ainsi les impuretés du courant d'eau. Le détache ment des impuretés est assuré par la mise en vibration des éléments filtrants 15 et 1o G l'aide du vibreur 17 de façon continue ou périodique, le courant entraSnant ces impuretés dans le conduit 19. Dans ce cas, les impuretés peuvent être recueillies, traitées ou modifiées. La figure 5 montre une crépine verticale à action superficielle destinée à être placée dans un fluide dynamique ou statique et comprenant un tube filtrant 21 formé comme dans les autres formes d'exécution de fils longitudinaux de section trian glaire et pouvant coulisser dans une cloche 22. Entre le tube filtrant 21 coulissant et la cloche 22 est ménagé un espace 25 rempli de gravier, sable ou autre matière souple telle que caoutchouc, matière plastique granulée, brosse, etcs destiné à décoller les impuretés de la surface filtrante lors du déplacement de la crépine. A cet effet, une conduite 24 d'air ou d'eau débouche dans l'espace 25 et sert à injecter un fluide pour faire monter la crépine 21 dans la position représentée en trait interrompu.En fonctionnement normal, la crépine 21 est descendue comme représenté en trait plein et sa zone filtrante plonge dans l'eau à pomper et à filtrer. L'eau traverse la crépine et ressort par une bride 25 prévue dans la partie supérieure de la cloche 22. Un vibreur 26 est monté axialement dans la crépine 21 comme décrit dans la forme d'exécution de la figure 3. Les impuretés qui restent collées à la surface filtrante sont éliminées par le- frottement du sable contenu dans l'espace 25 lorsque la crépine est déplacée à l'intérieur de la cloche 22. Le frottement et les vibrations assurent le nettoyage complet de la surface filtrante, l'eau provenant de la conduite 24 balayant les impuretés au-delà de la crépine. En interrompant le débit d'eau dans la conduite 24, la crépine redescend par son propre poids, les vibrations aidant ce déplacement. La crépine est alors prête pour filtrer à nouveau. Un avantage de cette forme d'exécution réside dans le fait que les impuretés sont éliminées de la surface filtrante sans avoir quitté le cours d'eau, le lac ou autre milieu liquide. Le filtre représenté à la figure 6 constitue une crépine d'axe vertical comportant un élément filtrant tubulaire 27 monté télescopant sur un-manenon cylindrique 28 vertical fixé centralement dans un corps creux cylindrique 29. A cet effet, le manchon 28 présente à sa partie supérieure une bride 28' venue de fabrication et destinée à être serrée entre deux brides 30 et 31 appartenant respectivement au corps creux 29 et à un raccord désigné d'une façon générale en 32, des joints d'étanchéité étant disposés entre ces brides et le tout étant serré au moyen de boulons non représentés. La partie supérieure de l'élément filtrant 27 porte un organe d'étanchéité 33 annulaire s'étendant entre un revête- ment 34 de la paroi intérieure du corps 29 et le manchon cylindrique 28. Dans la position représentée, l'élément filtrant 27 est entièrement à l'extérieur du corps 29 et l'organe d'étanchéité 33 vivent s'appliquer contre un siège intérieur 35 de la paroi du corps 2g, avec interposition dtune garniture d'étanchéité 36. Une autre garniture d'étanchéité 57 fixée sur le pourtour intérieur de l'anneau 33 rient en prise avec la paroi extérieure du manchon central 28. L'intérieur du corps cylindrique 29 est ainsi séparé en une partie annulaire supérieure A et une partie inférieure B contenant une matière M destinée à décoller les impuretés de la surface filtrante de l'élément 27 comme il sera décrit plus loin. La matière M est retenue vers le bas par un bouchon M' fermant l'extrémité conique du corps 29 et s'appuyant contre l'élément filtrant 27. La partie inférieure B est en communication avec une source d'air sous pression ou-d'eau par une conduite C. Un orifice d'échappement O est ménagé dans la partie supérieure A, traversant les brides 28' et 51. L'extrémité inférieure de l'élément filtrant 27 est munie d'un anneau de support 38 servant à la fixation d'un vi breur 39 par l'intermédiaire dfune bride 40 boulonnée sur le support 58. Le vibreur 39 est alimenté en courant électrique au moyen d'un câble 41 présentant plusieurs spires s'étendant à l'intérieur du manchon 28 pour sortir latéralement à travers un presse-étoupe 42 fixé dans le raccord 32. Le fonctionnement du filtre décrit est le suivant La crépine est immergée dans le fluide à filtrer, par exemple de l'eau, qui est aspirée à travers la paroi filtrante 27 par une pompe non représentée, pour être filtrée et ensuite pompée à travers le manchon 28 et le raccord 32. Lorsque la surface filtrante 27 est colmatée, le vibreur 59 est mis en marche et de l'eau ou de l'air est introduit dans la chambre B par la conduite C, ce qui a pour effet de pousser l'anneau d'étanchéité 55 avec l'élément filtrant 27 vers le haut. La surface filtrante 27 vient alors en contact avec la matière M formée de gravier, de sable ou de matière souple telle que de la brosse, du caoutchouc, de la matière plastique granulée, etc.L'action conjuguée des vibrations et du frottement contre la matière M élimine les impuretés collées à la surface filtrante 27, ces impuretés étant balayées au-delà de la crépine par le fluide provenant de la conduite C. L'orifice 0 permet à l'air ou à l'eau enfermé dans la partie A de s'échapper à l'extérieur. En interrompant l'arrivée du fluide dans la conduite C, la crépine redescend par son propre poids ou poussée par le fluide sous pression introduit en haut dans la position représentée, prête pour une nouvelle opération de filtration. Le dispositif vibreur peut également être pneumatique ou mécanique. Bien que dans les formes d'exécution décrites le dispositif générateur de vibrations soit monté à l'intérieur du filtre, on pourrait le prévoir à l'extérieur dans le cas d'un filtre cylindrique rotatif ou non. On aurait d'une façon générale un élément filtrant, un dispositif frotteur en-contact avec la surface filtrante et des moyens pour provoquer un déplacement relatif entre le dit élément filtrant et le frotteur, un vibreur étant agencé pour assurer une vibration-relative entre le frotteur et la surface filtrante. Le dispositif générateur de vibrations peut être de tout type connu commandé mécaniquement, pneumatiquement, hydrauliquement ou électro-magnétiquement. D'autre part, l'élément filtrant pourrait être de construction différente; par exemple il pourrait être formé d'un fil enroulé nélicoidalement autour des génératrices d'un cylindre. Il pourrait également être formé par des tôles perforées ou par tout autre type de grilles. REVENDICATIONS 1. Filtre à action superficielle de forme générale tubulaire, caractérisé on ce qu'il comporte un dispositif générateur de vibrations de fréquence supérieure à 50-tD0 périodes-/s, placé au moins C proximité de la surface filtrante et ayant une action Dio-physique empêchant la fixation de micro-organismes et de micro-éléments sur les. parois du filtre. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément filtrant est tubulaire et monté télescopant sur un manchon cylindrique vertical rilré centralement à l'intérieur d'un corps cylindrique creux, en ce qu'un organe d'étanchéité annulaire est riaé sur la partie supérieure de l'élément lil tract et s'étend entre la paroi intérieure du corps et le man- chon cylindrique de façon à séparer l'intérieur du dit corps en une partie annulaire supérieure et une partie inférieure contenant une matière destinée å décoller les impuretés de la surface filtrante lors du déplacement de l'élément filtrant sous l'action d'un fluide sous pression, en ce qu'au moins un orifice d'échappement est prévu au sommet de la partie supérieure, en ce que le dispositif générateur de vibrations est placé dans la partie inférieure de l'élément filtrant et en ce que ce dispositif violeur est monté à l'intérieur du manchon cylindrique dans lequel s'écoule le fluide filtré. 3. Filtre selon la iaevendication 1, caractérisé en ce que le dispositif, générateur do vibrations est placé à l'intérieur du filtre tubulaire. 4. Filtre selon la revendication 5, constituant une crépine d'axe horizontal fonctionnant en aspiration dans un courant de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre d'axe horizontal formé de fils longitudinaux de section triangulaire, -un conduit d'aspiration du fluide filtré, relié à l'extrémité aval du cylindre par une liaison souple, et un vibreur disposé dans le cylindre entre ses des extrémités amont et aval. 5. Filtre selon la revendication ,,, constituant une crépine d'cote vertical fonctionnant en aspiration dans un liquide dormant, caractérisé en ce outil comprend un conduit d'aspiration de liquide filtré et un vibreur placé axialement dans la crépine. 6. Filtre selon la revendication ), fonctionnant sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs éle- ments filtrants cylindriques entre lesquels est disposé un vi- bLeu, le tout étant monté - l'intérieur d'une enveloppe #cylindrique dont l'extrémité amont est reliée à l'élément filtrant amont par une liaison souple et dont l'extrémité aval est ouverte pour laisser passer le liquide filtré, l'élément filtrant aval étant relié par une liaison souple à un conduit d'évacuation des impuretés. 7. Filtre selon la revendication ), constituant une crépine d'axe vertical, caractérisé on ce que l'élément filtrant est monté coulissant dans une cloche, et en ce que des moyens sont prévus pour injecter de l'eau ou de l'air dans l'espace menagé entre la cloche et la paroi filtrante pour déplacer la crépine, cet espace étant rempli en position de marche de sable ou autre matière souple ou élastique, ou une brosse, pour décoller les impuretés de la surface filtrante lors du déplacement de la crépine conjointement avec l'effet dû aux vibrations. 8. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que le vibreur est placé dans un dispositif frotteur en contact avec l'intérieur d'un filtre cylindrique rotatif. 9. Filtre selon la revendication i-, ca#ra#ctérisé en ce que le dispositif générateur de vibrations est placé à l'exté- rieur du filtre. 10. Filtre selon la revendication 9, caractérisé en ce que le vibreur est placé dans un dispositif frotteur en contact avec l'extérieur d'un filtre cylindrique rotatif. 11. Filtre selon la revendication 1, fonctionnant sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un élément filtrant, un dispositif frotteur en contact avec la surface filtrante, et des moyens pour provoquer un déplacement relatif entre le dit élément filtrant et le frotteur, un vibreur étant pré-ru pour assurer une vibration relative entre le frotteur et la surface filtrante. 12 Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un câble d'alimentation électrique est monté G l'intérieur du manchon cylindrique dans lequel s1 écoule le fluide filtré, pour être connecté à un dispositif vibreur électrique. 15. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif vibreur est pneumatique ou mécanique.