Brevet FR2304384A1 — publié le 19761015

L'invention se rapporte aux dispositifs pour séparer d'un milieu gazeux une phase solide en dispersion, et a notamment pour objet un filtre à gaz =- disques. Elle est utilisée pour le captage de produits finement dispersés au cours de la production des oxydes de cadmium, de magnésium., de zinc, de chlorure de chaux, etc. Qn connaît déjà des constructions de filtres à disques pour les milieux gazeux fonctionnant sous vide ou en surpression, le gâteau ou dépôt visant fonction de couche filtrante étant tranché par une lame. les filtres connus comprennent un boîtier renfermant des disques filtrants fixés à demeure sur un arbre creux central, et un dispositif pour trancher les matières filtrées à partir des disques. Les disques et ledit dispositif à trancher mis en rotation l'un par rapport à l'autre par un mécanisme d'entraînement. la couche de matière filtrée formée sur la surface filtrante est enlevée, en particulier, par rotation des disques filtrants par rapport aux lames fixes. Parmi les défauts de ces filtres on peut citer la conception compliquée du filtre, la difficulté de son montage et démontage, une consommation importante d'énergie pour l'épuration des gaz dans le filtre; Un a##utre défaut des filtres à disques connus est l'épaisseur constante de la couche de matière filtrée, ce qui, quand la matière a tendance à se tasser ou à s'agglutiner lors de sa coupe, conduit à une modification de la résistance du filtre et à une réduction de sa capacité de passage. Le but de l'invention est d'éliminer ces défauts. On s'est proposé pour cela de modifier la conception du dispositif à trancher le gâteau, de manière à rendre le filtre plus universel, de permettre de varier au cours du fonctionnement du filtre l'épaisseur de la couche filtrante formée par la matière filtrée, de simplifier le montage et de démontage du filtre, de réduire la durée de ces opérations et la quantité d'énergie consommée pour l'épuration des gaz. La solution consiste en ce que dans un filtre à gaz à disques, du type comprenant un boîtier renfermant des disques filtrants fixés à demeure sur un arbre creux central, et un dispositif pour trancher la couche de matière filtrée des disques filtrants, ces derniers et le dispositif à trancher la couche de matière filtrée étant mis en rotation l'un par rapport à l'autre grâce à un mécanisme d'entrainement, suivant l'invention les disques filtrants sont fixés par rapport au boîtier du filtre, le dispositif à trancher la couche de matière filtrée étant doté de grattoirs, dont chacun est rotatif, lesdits grattoirs étant montés entre les disques filtrants à proximité directe des surfaces filtrantes des disques, tandis que le mécanisme d'entraînement est relié aux grattoirs pour les faire tourner par rapport aux disques filtrants. Ceci réduit l'énergie consommée pour l'épuration des gaz et facilite le montage et le démontage du filtre. Afin d'accroître la fiabilité du filtre en service et faciliter son montage et son démontage, chaque grattoir du dispositif à trancher est doté d'un doigt s'engrènant à un grattoir voisin, le mécanisme d'entraînement étant couplé uniquement au premier grattoir dont la rotation est transmise successivement aux autres grattoirs. Afin de varier l'épaisseur de la couche filtrante en cours de service, chaque grattoir est réalisé de manière à pouvoir tourner par rapport à son axe longitudinal, ce qui permet de varier la distance entre la tranche de grattage et la surface filtrante. Les palettes des grattoires sont orientées gracie aux forcés de frottement entre le grattoir et le gtteau en modifiant le sens de rotation de l'ensemble du dispositif d'épuration. Ci-après l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés qui représentent - la figure 1, un filtre à gaz à disques conforme à l'invention (vue d'ensemble avec section partielle) - la figure 2, le même filtre vu en coupe suivant Il-Il de la figure i - la figure 3, une variante, conforme à l'invention, du grattoir pour trancher la couche de matière filtrée, réalisé de manière qu'il puisse pivoter autour de son axe lon itudinal (coupe longitudinale) - la figure 4, le même grattoir vu en coupe suivant IV-IV de la figure 3. Le filtre à gaz à disques comprend un boîtier 1 (figure 1) et un couvercle 2. Sur le couvercle est fixé à demeure un arbre creux central 3 sur lequel sont fixés coaxialement et à demeure les disques filtrants perforés 4, fixes par rapport au botier 1. Le filtre est aussi doté d'un dispositif à trancher la couche de matière filtrée, et d'un mécanisme d'entraînement 5 coopérant avec ledit dispositif à trancher. Le dispositif à trancher comprend un jeu de grattoirs 6 (figure 2), chaque grattoir étant placé entre les disques 4 à proximité directe de la surface filtrante 7 des disques 4. Le nombre de grattoirs 6 dans le jeu de grattoirs excè e d'une unité le nombre de disques 4. Chaque grattoir 6 est fixé sur une bague 8 (figure 3) faisant fonction de palier d'appui, et comporte des lames 9, dont le nombre peut être quelconque. Toutefois, le grattoir à deux palettes représenté dans l'exemple considéré, est optimal. le dispositif à trancher la couche de matière filtrée est entraîné par le mécanisme d'entraînement 5 (figure 1) comprenant un arbre 10 supporté par des roulements il et 12, un pignon 13 monté sur l'arbre 10 et s'engrénant avec une roue à fuseaux 14. Chaque grattoir comprend un doigt 15 qui entre en prise (comme représenté sur la figure 2) avec un grattoir 6 voisin et le fait tourner, le premier grattoir 6 s'engrenant avec la roue à fuseaux 14 à l'aide du doigt 16 de cette roue 14. le jeu entier de disques filtrants 4, conjointerent avec la bague d'appui 17 de la roue à fuseaxu 14, est serré sur l'arbre creux 3 à l'aide de l'écrou 18. Le boîtier 1 du filtre comprend un raccord d'entrée 19 amenant le gaz poussiéreux et un raccord de sortie évacuant le gaz épuré 20, et une tubulure 21 pour évacuer du filtre le produit capté. Dans le cas de matériaux ayant tendance à se tasser et s'agglutiner, il est nécessaire de varier l'épaisseur de ce matériau qu cours de la filtration. En vue de régler l'épaisseur de la couche de matériau filtrant, on a doté les grattoirs de palettes qui peuvent tourner autour de l'axe longitudinal du grattoir. Un exemple d'exécution du grattoir pouvant tourner par rapport à son propre axe longitudinal est représenté sur les figures 3 et 4. Les paLettes 22 du grattoir sont exécutées de manière à pouvoir tourner. le grattoir comporte aussi des tiges 23 sur les extrémités desquelles est calée une douille 24 portant un doigt 15. la douille 24 sert en même temps de dispositif de verrouillage de la position des palettes 22 sur la tige grâce aux ergots 25 limitant le pivotement des palettes 22. Le filtre fonctionne de la manière suivante. le gaz portant la phase solide arrive par le raccord 19 dans le boîtier du filtre 1. En passant par les surfaces filtrantes 7 des disques filtrants 4, les particules solides se déposent sur elles, en formant une couche de matière filtrée. Le gaz épuré passe par l'enceinte intérieure 25 des disques et arrive dans l'arbre creux central 3 pour passer ensuite par le raccord de sortie 20 dans le système d'évacuation. Le matériau filtré est enlevé des surfaces filtrantes à l'aide des grattoirs rotatifs 6. La rotation des grattoirs 6 est transis du dispositif d'entrainerent extérieur 5 par l'intermédiaire de l'arbre 10 et du pignon 13 à la roue à fuseaux 14. A l'aide du doigt 16, ladite roue à fuseaux 14 transmet la rotation au premier grattoir 6 qui, à son tour, à l'aide du doigt 15, transmet la rotation au grattoir suivant, etc. Les grattoirs 6 lors de leur rotation, laissent sur la surface des disques une couche de matériau filtré d'une épaisseur constante égale à l'espacement entre les grattoirs 6 et les disques 4. Pour certains matériaux ayant tendance à se tasser ou à s'agglutiner, la couche de matériau filtré doit être régénérée périodiquenent. la conception de filtre envisagée permet une solution simple et fiable de ce problème. les grattoirs représentés à la figure 3 ontschacun deux palettes 22 conçues de manière à pouvoir tourner d'un petit angle. A la rotation des palettes, la largeur utile "b" des grattoirs 6 varie et la distance "a" entre la tranche active des grattoirs 6 et la surface filtrante 7 varie en proportion, c'est-à-dire que l'épaisseur de la couche de matière filtrée varie elle aussi. Etant donné que lors du fonctionnement normal l'angle entre les palettes 22 est inférieur à 1800 (figure 4), la largeur utile des grattoirs 6 est agale à b et la distance jusqu'à la surface filtrante 7 est égale à "a11,. En régime de régénération, l'angle augmente et peut atteindre 1800, la largeur utile des grattoirs 6 s'accroît jusqu'à la dimension "b2" et la distance äusqu'à la surface filtrante 7 est réduite jusqu'à la dimension Usa2". la position des grattoirs est déterminée par les forces de résistance du #teau à la coupe, qui tendent à faire tourner la palette 22 dans le sens opposé à son mouvement.En changeant le sens de rotation de l'ensemble du dispositif d'épuration, le sens des forces de résistance du gtteau à la coupe change et l'orientation des grattoirs 6 est réalisée. Ia douille 24 calée sur la tige 23 comprend à sa partie inférieure des ergots 25 qui déterminent la position des palettes des grattoirs en régime de travail de régénération. En cas de nécessité de régénerer le filtre, en inversant la commande on change le sens de rotation du dispositif d'épuration, l'angle entre les palettes des grattoirs change ainsi que, par conséquent, l'épaisseur de la couche filtrée sur les disques 4, qui assure la capacité de passage du filtre. le filtre est assemblé en un endroit distinct de celui ae son montage. L'assemblage consiste à monter successivement sur l'arbre central creux 3 les disques filtrants 4 et les pièces du dispositif d'épuration. L'ensemble assemblé est serré par l'écrou 18 puis amené sur le lieu d'installation. La présence de deux jeux de disques 4 avec le dispositif à trancher le gâteau, assemblés sur le couvercle 2 du filtre, a permis de réduire considérablement les temps morts du matériel lors du montage, du démontage et de la révision du filtre. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Filtre à disques, du type comprenant un boîtier renfermant des disques filtrants fixés rigidement et coaxialement à un arbre creux central, et ur dispositif pour trancher la couche de matière filtrée des disques filtrants, ces derniers et le dispositif pour trancher la couche (e atière f ltree tournant l'un par rapport à l'autre gracie à un mécanisme d'entraînement, caractérisé en ce que les disques filtrants sont fixes par rapport au boîtier du filtre, le dispositif pour trancher la couche de matière filtrée étant doté de grattoirs dont chacun peut tourner, lesdits grattoirs étant montés entre les disques filtrants à proximité immédiate des surfaces filtrantes desdits disques, le mécanisme d'entraînement étant relié auxdits grattoirs pour les faire tourner par rapport aux disques filtrants. 2. Filtre à disques conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que chaque grattoir est doté d'un doigt entrant en prise avec un grattoir voisin, le mécanisme d'entraînement précité étant relié au premier grattoir, dont la rotation est transmise successivement aux autres grattoirs par engrènement des grattoirs voisins à l'aide du doigt. 3. Filtre à disques conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque grattoir est réalisé de manière à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal.