Brevet FR2345202A1 — publié le 19771021

L'invention concerne un filtre à air à nettoyage par contrecourant, en particulier pour la purification de l'air sortant d'appareils de transport pneumatique. Un tel filtre à air comporte une cartouche filtrante annulaire, traversée radialement de l'exté- riéur vers l'intérieur lors du fonctionnement du filtre, et enfermant un espace d'air pur pourvu d'un orifice d'évacuation de I'air pur, et comporte, montée coaxialenent, une tuyère d'injection pouvant tourner dans l'espace d'air pur, raccordée d'en haut à un ventilateur par une conduite d'amenée et pourvue de plusieurs orifices dirigés de l'intérieur contre la cartouche filtrante pour la sortie de l'air de nettoyage par contre-courant. Dans la technique des transports pneumatiques, on utilise des filtres à air du type indiqué, par exemple comme filtres montés à la partie supérieure de silos et cuves alimentés par transport pneumatique en matières en vrac sous forme de poudre. Pour la circulation des matières, et en vue du nettoyage de la cartouche filtrante, on prévoit des ventilateurs séparés de puissance différente. C'est ainsi que le ventilateur utilisé pour le nettoyage par contre-courant est raccordé directement, par sa tubulure de refoulement servant de conduite d'amenée pour l'air de nettoyage par contre-courant, à la tuyère d'injection tournante. L'orifice d'évacuation de l'air pur de la cartouche filtrante débouche directement dans l'environnement du filtre, et par conséquent n'est pas, dans ces conditions, en liaison avec la conduite d'amenée menant à la tuyère d'injection tournante.Le ventilateur servant au transport est monté en règle générale A un autre emplacement de l'installation, par exemple au début ou à la fin de la conduite de transport. Par ailleurs, on connaît déjà des appareils de transport pneumatique servant à l'alimentation automatique de trémies amenant des matières à des extrudeuses, machines de moulage sous pression ou autres machines de traitement analogues, et dans lesquels la cartouche filtrante agencée en filtre à toile est nettoyée par contre-courant à la fin de chaque opération de transport par inversion du sens de rotation d'un ventilateur. Ces appareils utilisent le même ventilateur pour le transport des matières en vrac et pour le nettoyage du filtre.Cependant, comme la circulation d'air produite par le ventilateur lors du nettoyage par contre-courant n'est pas plus intense que lors du transport des matières, et qu'en outre le courant d'air doit agir en même temps sur toute la surface filtrante, le degré de purification lors du nettoyage par contre-courant est dans de nombreux cas insuffisant, en particulier lorsqu'ont été transportées des matières en vrac en grains extrêmement fins. La résistance du filtre s'élève alors très rapidement, ce qui entralne un abaissement de la capacité de transport. Le filtre à air utilisé en partie supérieure présente bien, lors du nettoyage par contre-courant, une action de purification efficace, cependant il ne convient pas directement, dans le mode de réalisation qui est connu, pour être mis en place dans des appareils de transport pneumatique du type décrit ci-dessus. En effet, l'installation du second ventilateur nécessaire pour le nettoyage par contre-courant agrandirait considérablement les dimensions, du point de vue constructif, d'appareils de transport de ce genre, et exigerait une dépense appréciable.Si l'on voulait que le ventilateur utilisé exclusivement pour le nettoyage par contre-courant soit prévu également pour le transport des matières, il faudrait établir de coûteuses installations de cammutation, permettant de commander de façon corr##espondante la circulation d'air lors de l'opération de transport et lors de l'opération de nettoyage par contre-courant. L'invention a pour but de simplifier le filtre à air connu et de l'agencer, du point de vue constructif, de telle manière qu'il puisse être mis en service également pour des appareils de transport pneumatique servant à l'alimentation automatique des trémies amenant les matières à des extrudeuses ou machines de traitement analogues. L'invention est caractérisée en ce que le ventilateur est commutable, par inversion de son sens de rotation, de manière à passer de la marche par aspiration à la marche par refoulement, l'orifice d'évacuation de l'air pur débouchant dans la conduite d'amenée et étant muni d'un clapet de retenue ouvert, lors du fonctionnement du filtre, sous l'effet de la dépression produite par le ventilateur. Le clapet de retenue obture de façon automatique l'orifice d'évacuation de l'air pur lors de l'inversion de marche du ventilateur pour le nettoyage par contre-courant, de telle sorte qu'il n'y a pas besoin de coûteuses installations de commande et de surveillance. On fait en outre l'économie du ventilateur supplémentaire. Un agencement simple réalisé de manière avantageuse consiste en ce que la conduite d'amenée est agencée sous forme de chambre au-dessus de la cartouche filtrante et est séparée de l'espace d'air pur par un plateau de centrage - comportant l'orifice d'évacuation de l'air pur - pour la tuyère d'injection tournante. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, comportant une tuyère d'injection tournante pourvue d'une tubulure centrale formant un tronçon de la conduite d'amenée, la tubulure est réalisée de façon à être branchée en étant étanche radialement sur un ajutage monté sur le fond, au milieu, du plateau de centrage et pénétrant dans la tubulure. Une forme de réalisation particulière de l'invention est caractérisée en ce que le clapet de retenue est agencé sous la forme d'une plaque en matière élastique fixée d'un côté au fond du plateau de centrage et s'appuyant par son extrémité libre contre le bord d'ouverture de l'orifice d'évacuation de l'air pur. De préférence, le clapet de retenue porte une plaque de renforcement sur sa face frontale opposée à l'orifice d'évacuation de l'air pur. Par ce moyen l'étanchéité de cet orifice se trouve assurée pendant l'opération de nettoyage par contre-courant, de sorte que la totalité de l'air de nettoyage à contre-courant est obligée de circuler en passant par la tuyère d'injection tournante. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, comportant une cartouche filtrante pourvue sur sa face frontale supérieure d'une plaque d'extrémité de forme annulaire et sur sa face frontale inférieure d'un couvercle agencé en plaque, la plaque d'extrémité de forme annulaire et le plateau de centrage sont munis de brides débordant radialement vers l'extérieur au-delà du pourtour de la cartouche filtrante, et dont les bords sont encastrés entre les lèvres d'un anneau constituant un joint d'étanchéité à section en forme d'U. La cartouche filtrante peut par suite être pré-montée et mise en place ensemble avec la tuyère d'injection tournante en constituant ainsi une seule unité de fonctionnement. L'invention est expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une vue en élévation partielle, avec coupe partielle, d'un filtre à air conforme à l'invention, nettoyable par contre-courant, monté dans un appareil de transport pneumatique; - La figure 2 est une vue longitudinale avec coupe partielle, à plus grande échelle, du filtre à air, nettoyable par contre-courant, de la figure 1; - La figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du clapet de retenue, suivant le plan de coupe III-III de la figure 2; - La figure 4 est une vue de dessus du clapet de retenue de la figure 3. Une installation de transport pneumatique servant au transport de matières en poudre ou en grains, comporte une cuve 2, fermée sur sa face frontale supérieure par un couvercle 3, fixé sur la cuve 2 par des moyens de serrage usuels. Le couvercle 3 porte un ventilateur 4 commutable, par inversion de son sens de rotation, de manière à passer de la marche par aspiration à la marche par refoulement, ce ventilateur étant muni d'un conduit 5 pour l'air sortant. Dans la cuve 2 débouche tangentiellement une conduite 6 pour l'introduction de la matière transportée. Cette conduite 6 est reliée - par l'intermédiaire d'un conduit tubulaire ou flexible (non représenté) - à un silo contenant la matière à transporter. En amont du ventilateur 4 est prévu, à l'intérieur de la cuve 2, un filtre à air 7 nettoyable par contre-courant, décrit ci-après plus en détail . La cuve 2 est pourvue sur son fond d'une sortie 8 en forme de trémie, comportant un orifice de déversement 9 avec bord d'ouverture 10. L'ensemble de l'installation de transport pneumatique 1 est monté, par la partie inférieure de sa cuve 2, sur une trémie indiquée par des traits mixtes - servant aux matières à amener a une machine de traitement. Suivant, dans chaque cas, le genre de la matière à transporter, on peut réaliser -un montage complètement étanche à la poussière, ou bien la cuve 2 de l'élément 1 de l'appareil de transport peut déboucher simplement dans une trémie ouverte pour les matières transportées. Sur le bord d'ouverture 10 de l'orifice d'écoulement 9, s'appuie, par sa face frontale, une soupape de fermeture 11. Cette soupape de fermeture 11 agit, de manière connue, sur un commutateur électrique (non représenté) par l'intermédiaire duquel s'effectue la commande du cycle de travail de l'installation de transport. Le filtre à air 7 nettoyable par contre-courant, enserré de manière étanche entre le bord supérieur de la cuve 2 et le couvercle 3, est pourvu d'une cartouche filtrante 12 de forme annulaire. Celle-ci, dans l'exemple de réalisation représenté, est composée de couches de papier disposées en étoile 13, avec une plaque d'extrémité 14 de forme annulaire fixée sur sa face frontale supérieure et un couvercle 15, agencé en plaque, fixé sur sa face frontale inférieure. La plaque d'extrémité supérieure 14 de forme annulaire est munie d'une bride 16 débordant radialement vers l'extérieur au-delà du pourtour de la cartouche filtrante 12. Cette plaque d'extrémité 14 et le couvercle 15 sont, dans l'exemple de réalisation, réalisés sous forme de pièces de tôle embouties et sont fixés de manière usuelle, par collage ou par un autre procédé connu, à l'ensemble des couches de papier 13. La cartouche filtrante 12, qui enferme un espace d'air pur 17, est traversée radialement, de l'extérieur vers l'intérieur, lors du fonctionnement de filtration. Dans l'espace d'air pur 17 de la cartouche filtrante 12 est montée coaxialement une tuyère d'injection tournante 18. Celle-ci est constituée par une tubulure centrale 19, un tube de liaison 20 et un tube 21 disposé parallèlement à la tubulure 19 et fermé sur ses faces frontales par des plaques d'extrémités 22 et 23. Le tube 21 comporte en outre plusieurs otifices 24 prévus pour la sortie de l'air de nettoyage par contre courant et dirigés de l'intérieur contre les couches de papier 13 de la cartouche filtrante 12. Sur sa face opposée au tube 21, la tuyère d'injection tournante 18 porte un poids d'équilibrage 25. La tuyère d'injection tournante 18 est raccordée d'en haut au ventilateur 4 par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 26. Le tronçon de la conduite d'amenée 26 situé au-dessus de la cartouche filtrante 12, entre celle-ci et le ventilateur 4, est constitué sous forme de chambre 27 et séparé, au moyen d'un plateau de centrage 28, de l'espace d'air pur 17 de la cartouche filtrante 12. Le plateau de centrage 28S constitué par une pièce de tale emboutie, est muni d'une bride 29 débordant radialement vers l'extérieur au-delà du pourtour de la cartouche filtrante 12 et est guidé par un épaulement 30 dans la plaque d'extrémité 14, de forme annulaire, de la cartouche filtrante 12. Les bords de la bride 16 de la plaque d'extrémité 14 et de la bride 29 du plateau de centrage 28 sont encastrés entre les lèvres d'un anneau constituant un joint d'étanchéité 31 à section en forme d'U. Par suite le filtre à air 7 nettoyable par contre-courant constitue une unité interchangeable formant un tout.En outre, le joint annulaire 31 à section en forme d'U permet d'assurer à la fois une étanchéité axiale et une étanchéité radiale. Le plateau de centrage 28 comporte, dans son fond 32 faisant suite à ltépaulement 30, un orifice 33 pour l'évacuation de l'air pur, orifice qui débouche, à partir de l'espace d'air pur 17, dans la chambre 27 de la conduite d'amenée 26. Sur le fond 32, au milieu, du plateau de centrage 28 est monté un ajutage 34, qui pénètre dans la tubulure 19 de la tuyère d'injection tournante 18 et est branché de façon à rendre celle-ci étanche radialement à son extrémité supérieure. Le positionnement et le guidage de l'extrémité inférieure de la tuyère d'injection tournante 18 s'effectuent par l'intermédiaire d'un palier à billes, non représenté, sur un axe 35 fixé dans le couvercle 15 de la cartouche filtrante 12.La tubulure 19 est en liaison, par l'intermédiaire de l'ajutage 34, avec la chambre 27 de la conduite d'amenée 26 et forme ainsi également un tronçon de la conduite d'amenée. Le plateau de centrage 28 porte un clapet de retenue 36 fixé sur son fond 32 et fabriqué en matière élastique, par exemple du caoutchouc. Ce clapet de retenue 36 est pourvu d'une languette 37 relativement mince et d'une extrémité épaissie 38, dans laquelle sont insérés deux canons taraudés intérieurement 39 et 40. Dans l'exemple de réalisation représenté, le clapet de retenue 36 est fixé par son extrémité épaissie 38, au moyen de vis 42, à un étrier 41 (voir figures 2 et 3) rapporté par soudage sur le fond 32 du plateau de centrage 28. Par son extrémité libre 43, le clapet 36 s'appuie contre le bord d'ouverture 44 de l'orifice d'évacuation de l'air pur 33. En outre, le clapet de retenue 36 porte, sur sa face frontale opposée à l'orifice 33, une plaque de renforcement 45 qui lui est reliée par collage ou vulcanisation. La plaque de renforcement 45 est, par ses dimensions, un peu plus grande que l'orifice 33. Ainsi, se trouve garantie une obturation réalisée avec sûreté de cet orifice 33 lors de l'opération de nettoyage par contre-courant. Dans le cadre de l'invention, il est possible également d'agencer le clapet de retenue, par exemple en soupape sous forme d'une plaque commandée par ressort ou pouvant se fermer seulement par gravité, soupape qui peut être guidée dans un carter conformé de façon correspondante. En outre, l'orifice d'évacuation de l'air pur et le clapet de retenue peuvent également être disposés dans la tubulure 19 de la tuyère d'injection tournante 18. Lors du fonctionnement de l'appareil de transport pneumatique 1, le ventilateur 4 est d'abord mis en circuit sur la marche par aspiration, afin de pouvoir remplir la cuve 2 avec la matière transportée. Sous l'effet de la dépression ascendante dans la cuve 2, la soupape de fermeture 11 obture l'orifice de déversement 9 en s'appuyant par son côté frontal sur le bord 10 de l'orifice. Par la conduite de transport 6, la matière transportée pénètre dans la cuve 2 et se dépose dans la partie inférieure de celle-ci. Lors de la mise en service, le clapet de retenue 36 s'ouvre, sous l'effet de la dépression produite par le ventilateur 4, de telle sorte que l'air servant au transport peut circuler de manière à arriver radialement de ltextérieur vers l'intérieur dans l'espace d'air pur 17 en traversant les couches de papier disposées en étoile 13 de la cartouche filtrante 12, passer de cet espace, à travers l'orifice d'évacuation de l'air pur 33, dans la chambre 27 de la conduite d'amenée 26 et de là, sous l'action du ventilateur, à la tubulure 5 prévue pour l'air sortant. Le fonctionnement du transport, qui correspond au fonctionnement de la filtration, est poursuivi pendant le temps qu'il faut jusqu'à ce que se soit écoulée une durée de transport prédéterminée, ou bien que la cuve se soit remplie jusqu'à un niveau désiré. Avec l'installation de transport décrit dans l'exemple de réalisation représenté, la pression de la matière transportée sur la soupape de fermeture 11 devient finalement assez forte pour que celle-ci pivote dans une position d'ouverture - non représentée en coupant l'alimentation électrique du ventilateur 4. La matière transportée arrive, par l'orifice de déversement 9, dans la trémie prévue pour faire passer les matières dans la machine de traitement raccordée à l'appareil de transport. Dès que la cuve 2 est vidée, la soupape de fermeture 11 revient automatiquement dans sa position de fermeture, et le ventilateur 4 se trouve réalimenté et commuté de manière à passer, par inversion de son sens de rotation, de la marche par aspiration à la marche par refoulement. L'air refoulé par le ventilateur 4 pénètre alors, en passant par la chambre 27 et l'ajutage 34, dans la tubulure 19 de la tuyère d'injection tournante 18, et le courant d'air va circuler, par l'intermédiaire du tube de liaison 20, dans le tube 21. De là, l'air arrive par les orifices 24 sur les couches de papier disposées en étoile 13 de la cartouche filtrante 12 et les traverse de l'intérieur vers l'extérieur. Ainsi se trouvent éliminées les impuretés déposées sur la surface extérieure des couches de papier 13. Les orifices 24 sont disposés de telle manière dans le tube 21 que la tuyère d'injection 18 se trouve animée d'un mouvement de rotation dû, de manière connue, à la réaction de l'air projeté en retour. Une fois terminée l'opération de nettoyage par contrecourant, le ventilateur 4 est commuté à nouveau sur la marche par aspiration, de sorte que l'on peut procéder à une nouvelle opération de transport. Le cycle décrit ci-dessus se renouvelle alors de la manière indiquée, en conformité avec les phases de travail fixées par l'utilisateur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Filtre à air à nettoyage par contre-courant, en particulier pour la purification de l'air sortant d'appareils de transport pneumatique, filtre à air qui comporte une cartouche filtrante de forme annulaire traversée radialement de l'extérieur vers l'intérieur lors du fonctionnement du filtre et enfermant un espace d'air pur pourvu d'un orifice d'évacuation de l'air pur, et qui comporte, montée coaxialement, une tuyère d'injection pouvant tourner dans espace d'air pur, raccordée d'en haut à un ventilateur par une conduite d'amenée et pourvue de plusieurs orifices dirigés de l'intérieur contre la cartouche filtrante pour la sortie de l'air de nettoyage par contre-courant, filtre caractérisé en ce que le ventilateur (4) est commutable, par inversion de son sens de rotation, de manière à passer de la marche par aspiration à la marche par refoulement, l'orifice (33) d'évacuation de l'air pur débouchant dans la conduite d'amenée (26) étant muni d'un clapet de retenue (36) ouvert, lors du fonctionnement du filtre, sous l'effet de la dépression produite par le ventilateur (4). 20) Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'amenée (26) est agencée sous forme de chambre (27) au-dessus de la cartouche filtrante (12) et est séparée de l'espace d'air pur (17) par un plateau de centrage (28) - comportant l'orifice (33) d'évacuation de l'air pur - pour la tuyère d'injection tournante (18). 30) Filtre à air selon la revendication 2, comportant une tuyère d'injection tournante pourvue d'une tubulure centrale formant un tronçon de la conduite d'amenée, caractérisé en ce que la tubulure (19) est réalisée de façon à être branchée en étant étanche radialement sur un ajutage (34) monté sur le fond t32), au milieu, du plateau de centrage (28) et pénétrant dans la tubulure (19). 40) Filtre à air selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le clapet de retenue (36) est agencé sous la forme d'une plaque en matière élastique fixée d'un côté au fond (32) du plateau de centrage (28) et s'appuie par son extrémité libre (43) contre le bord d'ouverture (44) de l'orifice (33) d'évacuation de l'air pur. 50) Filtre à air selon la revendication 4, caractérisé en ce que le clapet de retenue (36) porte une plaque de renforcement (45) sur sa face frontale opposée à l'orifice (33) d'évacuation de l'air pur. 60) Filtre à air selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, comportant une cartouche filtrante pourvue, sur sa face frontale supérieure, d'une plaque d'extrémité de forme annulaire et, sur sa face frontale inférieure, d'un couvercle agencé en plaque, caractérisé en ce que la plaque d'extrémité de forme annulaire (i4) et le plateau de centrage (28) sont munis de brides (16, 29) débordant radialement vers l'extérieur au-delà du pourtour de la cartouche filtrante (12)S et dont les bords sont encastrés entre les lèvres d'un anneau constituant un joint d'étanchéité (31) à section transversale en forme d'U.