Brevet FR2293962A1 — publié le 19760709

La présente invention a pour obJet un filtre destiné au dépoussiérage de fluides et notamment de fluides gazeux chargés en poussière. Il est habituel d'utiliser des filtres dans de nombreux domaines industriels et notamment dans les cimenteries, dans les usines de sidérurgie, d'électrométallurgie, de produits chimiques et dans les installations d'élaboration d'aliments pour le bétail. Depuis longtemps, on utilise en dépoussièrage industriel des filtres à manches, c' est-a-dire des appareils dont les élé- avents filtrants sont constitués par des cylindres ou des panneaux Tissu. Le fluide à filtrer est amené d'un c & é du tissu et est épuré en traversant celui-ci. Ces éléments filtrants, étant réalisés en tissu, s'usent relativement rapidement et doivent être changés périodiquement. En conséquence, ces filtres imposent une dépense relativement importante lors de chaque remplacement des éléments filtrants.En outre, ces éléments filtrants nécessitent un certain entretien et ne peuvent être utilisés à des températures supérieures A 2600C en fonctionnement continu. On utilise également des filtres à voie humide, dans lesc quel s le fluide gazeux à dépoussiérer est épuré par contact avec un liquide, par exemple par barbotage ou en traversant un brouillard, L' inconvénient de ce dispositif est également sa limitation en température, mais aussi la récupération des produits retenus sous forme de boues. Un autre type d'appareil est constitué par les filtres électrostatiques. Ceux-ci ont l'inconvénient de représenter un 4nvestissement relativement élevé et d'être peu efficaces dans le cas de poussières fines. N Lr présente invention vise a pallier les inconvénients et les lacunes des appareils existants en fournissant un filtre de conception simple et économique offrant de nombreux avantages, notaient en ce qui concerne sa longévité et ses importantes possibilités de travail laême à haute température. A cet effet, ce filtre est constitué par une zone filtrante horizontale formée par de la grenaille métallique réalisée à partir de métaux ferreux, non ferreux ou alliés, ayant subi ou non un traitement thermique ou un traitement de surface, selon les impératifs imposés par la nature du fluide ou des poussières, monte dans une enceinte qu'elle sépare on deux parties, des conduits débouchant de part et d'autre de la zone filtrante pour l'admission et l'échappement du fluide, et un dispositif de ventilation prévu pour assurer la circulation de celui-ci. Il est bien évident que la granulométrie de la grenaille ainsi que l'épaisseur de la zone filtrante de quelques millimètres à plusieurs centimètres sont variables et fonction de la perte de charge et du degré d'épuration recherché, Un tel filtre peut fonctionner pendant de très nombreuses années sans que ses performances ne diminuent, sous réserve que la zone filtrante soit régulièrement régénérée. Aussi, ce filtre comporte-t-il un dispositif de régénération de la zone filtrante réalisant soit le soufflage à contre-pression, c'est-à-dire en sens inverse du sens normal de passage du fluide d'air ambiant ou de tout autre fluide préalablement comprimé opérant pendant la filtration soit par rétroflux aspiré ou pulsé d'air ambiant ou de fluide épuré et recyclé opérant en période de non fonctionnement du filtre. Dans la mesure où la régénération est réalisée en cours de filtration, le dispositif d'alimentation en fluide de décolmatage est constitué par au moins une rampe déplaçable parallèlement à la zone filtrante et agissant en permanence au cours de la filtration sur une faible surface de celle-ci. Une autre solution consiste à équiper le filtre d'une série de buses régulièrement réparties en regard de la zone filtrante et agissant les unes après les autres. Dans la mesure où la régénération de la zone filtrante est réalisée en période de non fonctionnement, le filtre est avantageusement équipé d'un dispositif pouvant animer la zone filtrante d'un mouvement de vibration, tandis que circule le fluide de décolmatage. Ce mouvement de vibration peut autre obtenu par voie mécanique, pneumatique ou même électromagnétique étant donné la nature des matériaux constituants la zone filtrante. Afin de pouvoir réaliser la régénération de la zone filtrante en période de non fonctionnement du filtre, sans interrompre pour autant toute une fabrication, il est intéressant de grouper dans une même installation plusieurs filtres associés à des moyens permettant simultanément la régénération de certains d'eux et le fonctionnement des autres en tant que filtres. Dans une première forme d'exécution d'une telle installation, les conduits assurant l'admission et l'évacuation du fluide à filtrer dans les filtres sont agencés de façon à ce que la circu lation de fluide dans ceux-ci se fasse de bas'en haut, cette circulation étant assurée par au moins un ventilateur situé en aval des filtres ; l'installation comporte un conduit débouchant, d'une part, à la partie supérieure de chaque filtre et, d'autre part, en aval du ventilateur, des moyens étant prévus pour obturer au niveau de chaque filtre soit le conduit situé en amont du ventilateur, soit le conduit débouchant en aval du ventilateur pour réaliser, respectivement, soit le décolmatage1 soit la fil traction, Dans une seconde forme d'exécution, l'installation comporte un cyclone monté en amont des filtres, dont la sortie communique avec la partie supérieure de chacun des filtres de telle sorte que la circulation de fluide s'effectue de haut en bas dans ceuxci, cette circulation étant assurée par un ventilateur situé en aval des filtres ; l'installation comportes d'une part, un conduit débouchant en aval du ventilateur et à la partie inférieure de chaque filtre et, d'autre part, un conduit débouchant en amont du cyclone et à la partie supérieure de chaque filtre, des moyens étant prévus au niveau de chaque filtre pour obturer soit le conduit débouchant en amont du cyclone et le conduit débouchant en aval du ventilateur, soit le conduit communiquant avec la sortie du cyclone et le conduit situé en amont du ventilateur, pour réaliser respectivement soit la filtration, soit le décolmatage. Cette seconde solution permet de récupérer toutes les poussières au méme endroit, à la base du cyclone. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui\ suit, en référence au dessin schématique annexé,représentant', à titre d'exemples non limitatifs, une forme d'exécution d'un filtre ainsi que deux installations munies de filtres selon l'invention0 Figure 1 est une vue de principe d'un filtre ; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un filtre Figure 3 est une vue d'une installation munie de filtres conformes à la figure 2, avec circulation du fluide de bas en haut ; Figure 4 est une vue d'une autre installation, avec circulation de fluide de haut en bas. ~Comme montré de façon schématique à la figure 1, le filtre selon l'invention est composé d'une enceinte 2, séparée horizon talement en deux parties par une zone filtrante constituée par un support 3 et par de la grenaille métallique 4. Afin que la totalité du fluide à épurer passe sur la grenaille métallique et étant donné que la surface du support 3 est légèrement inférieure à la section de l'enceinte 2, il est prévu un joint périphérique 5 entre l'enceinte et la zone filtrante, Ce joint 5 de section en L, prend appui par l'extrémité de l'une de ses branches sur l'enceinte, tandis que son autre branche trempe dans la grenaille métallique. De cette façon, même le fluide passant entre le support 3 et l'enceinte 2 passe sur la grenaille. En dessous de la zone filtrante horizontale, débouche dans l'enceinte 2 un conduit 6 d'alimentation en fluide à filtrer, tandis qu'en dessus de la zone filtrante, il est prévu une ouverture 7 pour la sortie du fluide filtré. La partie inférieure de l'enceinte 2, en forme de trémie, est munie d'une ouverture 8 obturable, pour la sortie des poussières. Il est bien entendu que la circulation du fluide à filtrer pourrait tout aussi bien être réalisée de haut en bas sans nécessiter de modifications fondamentales de l'appareil. Celui-ci peut travailler en pression ou en dépression selon que le ventilateur assurant la circulation du fluide est situé en amont ou en aval du filtre. lies figures 2 et 3 représentent, respectivement, un filtre et une installation munie de deux cellules de ce type, destinée à la filtration de poussières de ferro-silicium. Ce filtre comporte une enceinte 2a, dont la partie inférieure en forme de trémie est séparée de la partie supérieure par la zone filtrante horizontale0 Cette zone filtrante comporte un support La sur lequel reposent des billes en acier coulé d'un diamètre de 0,5 mm. lie support 3a est en appui sur des ressorts verticaux 9 dont les autres extrémités reposent sur des supports fixes. Ce support 3a peut être animé d'un mouvement vibrant, pour la régénération de la zone filtrante, par l'intermédiaire d'un motoréducteur 10 sur l'arbre de sortie duquel est calée une came de forme appropriée. Il est également prévu un joint périphérique 5a, de section en X, du type de ceux décrits précédemment. La partie inférieure de chaque filtre présente une ouverture 8a pour l'évacuation des poussières, et une ouverture 6a destinée à être raccordée à un conduit 11 d'amenée du fluide. L'enceinte 2a est munie, à sa partie supérieure, d'un regard 12 utilisé pour les opérations d'entretien de l'appareil, et de deux ouvertures coaxiales 15 et 14, de m#e section, obturables par un même clapet 15 monté à l'extrémité de la tige d'un vérin 16. Aines l'une des ouvertures 13 ou 14 est obturée lorsque l'autre est ouverte. Au niveau de l'ouverture 13 est branché un conduit 21 débouchant dans un collecteur sur lequel est monté ut ventilateur 18 créant une dépression dans les filtres. En aval du ventilateur 18 part un conduit 19 dont des ramifications 20 communiquent avec les filtres au niveau des ouvertures 14. La filtration est réalisée lorsque le clapet 15 obture l'ouverture 14. Pour réaliser la régénération de la zone filtrante de l'un des filtres, tandis que l'autre continue à fonctionner, il suffit de déplacer le clapet 15 de façon à obturer l'ouverture 13 du filtre à décolmater. Dans l'autre filtre, la circulation du fluide se fait de bas en haut, le fluide épuré s'évacuant par le conduit 17. En ce qui concerne le filtre à régénérer le fluide épuré passe par les conduits 19 et 20 et traverse la zone filtrat, te de haut en bas, celle-ci étant simultanément animée d'un mouvement vibrant.Le fluide ayant servi à la régénération du filtre sort de l'enceinte 2a par l'ouverture 6a1 puis est amené par la canalisation Il à l'autre filtre qu'il traverse de bas en haut afin d'être épuré de nouveau. Les poussières sont récupérées à la base de chaque filtre et évacuées par les ouvertures 8a. La circulation de fluide épuré dans le conduit 19 perturbant -le bon fonctionnement du ventilateur 18# il est avantageusement prévu une tubulure 1 sur laquelle est monté un ventilateur auxiliaire 18a, qui fait communiquer les conduits 17 et 19. Ceci évite toute perturbation dans le fonctionnement du ventilateur 18, en période de décolmatage de l'une des cellules. La figure 4 présente une variante d'installation dans laquelle le fluide à épurer traverse les filtres de haut en bas. Cette installation comporte deux filtres 2b montés en parallèle dont chacun présente une ouverture 7b à sa partie supérieure et une ouverture 8b à sa partie inférieure. En amont de ces deux filtres, il est prévu un cyclone traditionnel 21 dont la sortie débouche dans un conduit 22 communiquant avec les filtres par l'intermédiaire des ouvertures 7b. La partie inférieure des filtres communique par l'intermédiaire des ouvertures 8b avec un conduit 23 sur lequel est monté un ventilateur 24 créant une dépression dans le filtre. En aval du ventilateur 24 débouche un conduit 25 communiquant avec la partie inférieure des filtres par les ouvertures 8b.Il est également prévu un conduit 26 communiquant avec la partie supérieure des filtres par l'intermédiaire des ouvertures 7b, et débouchant en amont du cyclone 21. Au niveau de chacun des filtres, il est prévu une vanne sur chaque conduit 22, 23, 25 et 26 ou bien une vanne à trois voies à chaque extrémité des filtres dans la mesure où les conduits 22 et 26, d'une part, et 23 et 25, d'autre part, débouchent seule ment par # intermédiaire de deux conduits dans chaque filtre. Pour réaliser la filtration dans un filtre, il convient que les vannes soient dans un état tel que le fluide arrive par le conduit 22 et sorte par le conduit 23, toute communication étant coupée avec les conduits 25 et 26. Lorsque l'on. veut réaliser la régénération de la zone filtrante d'un filtre, il suffit d'inverser l'état de toutes les vannes de telle sorte que toute communication soit coupée avec les conduits 22 et 23, et que le fluide épuré arrive par le conduit 25, traverse le filtre de bas en haut et soit ramené par le conduit 26 en amont du cyclone 21, afin de subir une nouvelle épuration, De même que dans l'installation précédente, il est prévu entre les conduits i et 25 une tubulure 22 sur laquelle est monté un ventilateur 28 évitant toute perturbation de fonctionnement pour le ventilateur 24 en période de décolmatage de l'une des cellules. Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution des filtres et des installations décrits ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation0 - REVEEDICATTQDS 1. - Filtre de dépoussiérage industriel, caractérisé en ce qu'il est constitué par une zone filtrante horizontale qui, formée par de la grenaille métallique réalisée à partir de métaux ferreux, non ferreux ou alliés, pouvant avoir subi un traitement thermique ou un traitement de surface, suivant les impératifs imposés par la nature du fluide ou des poussières, est montée dans une enceinte qu'elle sépare en deux parties, des conduits débouchant de part et d'autre de la zone filtrante pour l'admission et l'échappement du fluide, un dispositif de ventilation étant prévu pour assurer la circulation de celui-ciO 20 - Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de régénération de la zone filtrante réalisant le soufflage à contre-pression, c'est-à-dire en sens inverse du sens de passage du fluide et sous une pression supérieure à celle du fluide, d'air ambiant ou de fluide épuré et recyclé. 3. - Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de distribution du fluide utilisé pour le décolmatage sont constitués par au moins une rampe déplaçable parallèlement à la zone filtrante et agissant en permanence au cours de la filtration, sur une faible surface de celle-cis 4. - Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de distribution du fluide utilisé pour le décolmatage sont constitués par une série de buses régulièrement réparties en regard de la zone filtrante et agissant les unes après les autres. Se - Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il comporte, en outre, un dispositif pouvant animer le support de la zone filtrante d'un mouvement de vibration lors de l'opération de décolmatage. 6. - Installation portant application de filtres selon l'une des revendications 1 à 5, caractériséeen ce qu'elle comporte plusieurs filtres montés en parallèles, associés à des moyens permettant simultanément la régénération des zones filtrantes de certains d'eux et le fonctionnement des autres en tant que fil treks, 7. - Installation selon 7a revendication 6, caractérisée en ce qùe les conduits assurant l'admission et l'évacuation du fluide à filtrer dans les filtres sont agencés de façon à ce que la circulation de fluide dans ceux-ci se fasse de bas en haut, cette circulation étant assurée par au moins un ventilateur situé en aval des filtres, et en ce qu'elle comporte un conduit dEbou- chant, d'une part, à la partie supérieure de chaque filtre et, d'autre part, en aval du ventilateur, des moyens étant prévus pour obturer au niveau de chaque filtre soit le conduit situé en amont du ventilateur, soit le conduit débouchant en aval du ventilateur pour réaliser respectivement soit le décolmatage, soit la filtration. 80 - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un cyclone monté en amont des filtres, dont la sortie communique avec la partie supérieure de chacun des filtres de telle sorte que la circulation de fluide s'effectue de haut en bas dans ceux-ci, cette circulation étant assurée par au moins un ventilateur situé en aval des filtres, et en ce qu' elle comporte, d'une part, un conduit débouchant en aval du ventilateur et à la partie inférieure de chaque filtre et, d'autre part, un conduit débouchant en amont du cyclone et à la partie supérieure de chaque filtre, des moyens étant prévus au niveau de chaque filtre pour obturer soit le conduit débouchant en amont du cyclone et le conduit débouchant en aval du ventilateur, soit le conduit communiquant avec la sortie du cyclone et le conduit situé en amont du ventilateur pour réaliser respectivement soit le décolmatage,soit la filtration.