Brevet FR2338735A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne un dispositif de filtration pour apurer un fluide gazeux contaminé, par exemple de l'air chargé de poussières radio-actives ou de gaz nocifs, circulant dans une gaine ou tubulure, du type comportant une cloison fixe disposéesur la trajectoire du fluide, perpendiculairement à sa direction d'écoulement, et percée d'une ouverture au moins, ladite ouverture étant entourée d'un rebord ou manchon en saillie sur la face aval, dans le sens d'écoulement du fluide, de la cloison et au moins un filtre comportant un cadre rigide dans lequel sont logés des éléments filtrants, ledit filtre étant prévu pour entre fixé, de façon amovible et étanche, par l'une de ses faces, contre la face aval de ladite cloison, en regard du dit orifice. Tout filtre, du kit qu'il a pour fonction de retenir les impures véhiculées par le fluide qui le traverse doit être remplacé dès qu'il a atteint par exemple un taux de colmatage qui risque d'introduire une perte de charge excessive dans le circuit de fluide ou lorsqu'il a été saturé par les gaz adsorbés. Lorsque ces impuretés sont nocives, en particulier radio-actives, le remplacement des filtres colmatés ou saturés oblige à prendre des précautions sévères pour éviter de contaminer les personnes chargées de ces opérations d'échange. Il est déjà connu d'utiliser à cet effet des sacs, c'est-à-dire des enveloppes souples, ouvertes à une extrémité et fermées à l'autre, dans lesquelles on peut enfermer le filtre à remplacer. On utilise de tels sacs pour les dispositifs de filtration prévus dans des installations dans lesquelles l'accès au filtre se fait transversalement par rapport à la veine de fluide. Ces dispositifs comprtent un caisson muni d'une ouverture latérale d'engagement du filtre, sur laquelle on adapte le sac, celuici restant à demeure dans le caisson et servant de sas de sortie lors de l'enlèvement du filtre. Ces dispositifs n'assurent pas tatefois la protection de l'espace communiquant avec les gaines, en aval des filtres, lors du changement desdits filtres On utilise également de tels sacs pour les dispositifs de filtration prévus dans des installations permettant l'accès au filtre par l'aval par rapport à la veine de fluide. Ces dispositifs ne permettant pas toutefois,en raison de leur principe de fonctionnement, de laisser le sac en place comme#ean#as prêcé- dent.Le remplacement d'un filtre oblige à effectuer un nombreimportant d'opérations délicates : fixation d'un premier sac sur le manchon donc par dessus le filtre à enlever; déverrouillage des moyens de fixation du filtre sur la cloison à travers la paroi du sac; fermeture du sac au moyen d'une soudure; enlèvement, après découpe de la soudure, de la partie contenant le filtre usagé; fixation d'un second sac contenant le filtre neuf sur le manchon donc par dessus la partie restante du premier sac; élimination de ladite partie restante; mise en place du filtre neuf et enfin extraction du second sac. Ce processus opératoire comporte un certain nombre d'inconvénients : la paroi interne du manchon risque, lors des manipulations, autre contaminée par les poussières tombant du filtre usagé ou de la partie restante du premier sac ; il en est de même du volume interne du second sac, ceci en raison des courants de convection au travers de l'ouverture de la cloison qui est momentanément béante. Lorsqu'on enlève le second sac pour permettre le passage normal du fluide, les poussières se trouvent au contact de l'atmosphère qui se trouve en aval du filtre et peuvent par conséquent contaminer l'opérateur. Ces derniers dispositifs de filtration ntassurent ni une protection totale des opérateurs lors des changements de filtre ni la protection de l'espace communiquant avec les gaines en aval des filtres. La présente invention a pour but d'éviter ces inconv#nients et par conséquent d'assurer une protection totale des opérateurs et de l'espace situé en aval des filtres. Le dispositif selon l'invention permet d'atteindre ce but par le fait qu'il comporte une manchette ou conduit ouvert à ses deux extrémités et fait n un matériau souple et imperméable aux fluides, l'une des dites extrémités étant engagée, de façon étanche, sur le manchon précité, l'autre extrémité étant #gagée, de façon éga- ment étanche, sur le cadre du filtre. Le fait de prévoir une telle manchette qui fait partie intégrante du dispositif permet de se passer, lors des changements de filtres, des sacs nécessaires avec les dispositifs antérieurs, et par conséquent d'éviter les inconvénients inhérents à ces sacs. On peut considérer en effet que le filtre, qui est une barrière parfaite contre la contamination, forme, en combinaison avec la manchette, une enveloppe dont l'une des extrémités est ouverte et engagée sur le manchon et dont l'autre extrémité est fermée de façon étanche En d'autres termes on peut dire que ltinven tion substitue au sac classique des autres procédés un sac dont le fond est place par le filtre lui-m#me. Selon une autre caractéristique de l'invention, la seconde extrémité précitée de la manchette est engagée sur le cadre, #e-#référenceavoisinage de la face amont de ce dernier qui vient s'appliquer contre la cloison. Cette disposition permet de laisser hors d'atteinte des contaminations tout le corps du filtre à l'exception bien sûr de la face d'entrée du fluide gazeux contaminé. Selon une autre caractéristique de l'invention, les dimensions du cadre et du rebord précités peuvent etre éventuellement prévues de façon à laisser subsister entre eux un espace annulaire formant un logement pour la manchette repliée sur elle-mê- me lorsque le filtre est en place sur la cloison. Ce logement assure une protection efficace de la manchette pendant toute la période de service du filtre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un filtre auxiliaire de même caractéristiques de filtration que le filtre précité, disposé sur la cloison, sur le manchon ou sur la manchette souple, afin de faciliter le repliement de la manchette si celui-ci est effectué après serrage du filtre sur la cloison et d'éviter le gonf1ement#-la manchette. Le dispositif peut comporter un caisson inséré dans la gaine et à l'intérieur duquel est logée la cloison précitée qui le divise en un compartiment amont recevant le fluide contaminé et un compartiment aval dans lequel est logé le filtre et à partir duquel le fluide gazeux épuré passe de nouveau dans la gaine, ledit compartiment aval étant muni d'une porte ou trappe d'accès pour permettre le passage du filtre. Un tel dispositif peut titre utilisé pour des installations de dimensions trop petites pour permettre aux opérateurs de pénétrer à l'intérieur des gaines. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple - La figure 1 représente,de façon schématique, un mode de réalisation de l'invention appliqué à une installation dans laquelle l'opérateur peut accéder aux filtres par l'aval et axialement, en pénétrant lui-mtme à l'intérieur de la gaine aval. - La figure 2 est une coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1. - Les figures 3 à 7 montrent les différentes phases du processus permettant de remplacer, dans le dispositif selon l'invention, un filtre usé par un filtre neuf. - La figure 8 montre, de façon schématique, une variante de réalisation de l'invention appliquée à une installation de petites dimensions. Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2 le dispositif de filtration selon l'invention, désigné d'une fa çon générale par la référence 1, est logé dans une gaine ou tubulure 2 dans laquelle circule, selon le sens indiqué par les fld- ches F, un fluide gazeux contaminé, cette gaine ou analogue fai sant partie d'une installation de l'industrie nucléaire par-exemple. Le dispositif 1 comporte une cloison par exemple métallique3, logée dans la gaine 2,transversalvment à la propagation du fluide, et la divisant ainsi en une partie amont 2a et une partie aval 2b dans laquelle est ménagée une porte d'accès 4. La cloison 3 comporte des ouvertures 5 (quatre dans le cas représenté), chaque ouverture étant munie d'un rebord ou manchon 6 en saillie sur la face aval de ladite cloison.Chaque rebord ou manchon 6 est muni de deux gorges ou rainures périphériques externes 6a et 6b. Des filtres 7 sont appliqués, de façon étanche, contre la face aval de la cloison 3, en regard de chacune des ouvertures 5. Chaque filtre 7 est constitué, de façon connue en soi, par un cadre rigide 8, gé néralement en métal ou en bois, à l'intçrisur duquel sont logés des éléments filtrants 9 constitués par des feuilles de papier pliées en accordéon. e filtre est maintenu contre la cloison 3 par des organes de fixation et de verrouillage 11 montés sur des paliers fixes 10. Une mancnette ou conduit tubulaire 12, faite en un matériau souple, imperméable aux fluides et de préférence transparente, par exemple une matière plastique, est engagée, par ses deux Extrémités 12a et 12b respectivement, sur le manchon 6 et amont sur le cadre 8 du filtre 7, au voisinage de la face 7a/dudit filtre qui vient au contact de la cloison 3. Les extrémités 12a et 12b de ladite manchette sont munies à cet effet de bracelets élastiques 13a et 13b qui permettent de l'assujettir, de façon ferme et étanche, sur l'une des rainures du manchon 6 d'une part, et sur le cadre 8 d'autre part avec éventuellement pose de rubans adhésifs de sécurité. Lorsque le filtre est placé sur la cloison 3,la manchette 2 est repliée sur.elle-m#me, et est logée dans l'espace annulaire 14 ménagé entre le manchon 6 et ledit filtre. Ce dernier a, à cet effet, des dimensions inférieures à celles dudit manchon. Afin dtassurer les meilleures conditions d'étanchéité, la manchette 12 est avantageusement rétrécie à ses deux extrémités 12a et 12b, c'est-à-dire que les dites extrémités ont une longueur périphérique moindre que sa partie médiane. On peut également donner au manchon 6 une forme générale convexe en tout point de son périmètre afin que les forces de tension entre le manchon et la manchette 12 présentent une composante perpendiculaire à la surface de cette dernière,assurant ainsi 1' étanchéité sans qu'il soit besoin de prévoir des organes accessoires tels que rubans adhésifs ou colliers. Les rainures ou gorges 6a, 6b du manchon 6 assurent également une bonne étanchéité en empêchant tout glissement intempestif de la manchette. La manchette 12 est munie, au voisinage de son extrémit 12a, d'un filtre respirateur auxiliaire 12d qui a les mimes carac téristiques de filtration que le filtre 7 et qui a pour fonctions d'éviter que ladite manchette se gonfle sous l'action des fuites eventuelles,en service, au niveau du plan de joint du filtre et de faciliter son repliement sur elle-même, par évacuation du fluide occlus, si du moins cette opération de repliement est effectuez après serrage du filtre sur la cloison. Le processus de substitution d'un filtre neuf à un filtre contaminé sera décrit ci-après en se référant aux figures 3 à 7. un procède tout d'abord au déverrouillage du filtre contaminé par manipu2ation directe des organes 11 du mécanisme de fixation, puis à l'extraction du filtre neuf avec déroulement de la manchette 12 dont l'extrémité 12a est engagée sur la rainure 6a (figure 3), on pince ensuite la manchette plastique entre le filtre et le manchon, on soude la partie pincée et on la d- coupe au milieu de la soudure de façon à pouvoir évacuer le filtre contaminé (figure 4). Toutes ces opérations se font sans danger de contamination puisque la face 7a du filtre est protégée par la manchette soudée, donc hermétiquement close, tandis que l'ouverture béante 5 est obturée hermétiquement par la partie de la manchette qui reste fixée sur le manchon. On fait glisser ensuite la partie de la manchette restée sur le manchon, ou moignon, de la gorge 6a à la gorge 6b et on engage l'extrémité 12'a de la manchette 12' d'un filtre neuf 7' sur la gorge 6a du manchon 6, recouvrant ainsi la partie restante de la première manchette 12 (figure 5). On extrait ladite partie restante par manipulation au travers de la paroi de la manchette 12' de façon à l'amener dans l'appendice 12'c de ladite manchette (figure 6). En pinçant cet appendice à sa partie supérieure, en le soudant puis en le découpant on évacue totalement et sans risque de contamination ladite partie restante. Il reste ensuite à procéder à la mise en place du filtre nsuf 7', en appliquant sa face 7'a contre la cloison 3, en pliant la manchette 12 en accordéon de façon qu'elle s'insère sans difficulté dans le logement 14 et en procédant au verrouillage du dispositif de fixation (figure 7). Il convient de remarquer qu'au cours de ces manipulations il n'y a aucune communicetion possible entre les parties amont et aval de la gaine 2 puisque la partie restante de la manchette 12 puis la manchette 12' en association avec le filtre 7', constituent une barrière permanente entre ces deux parties. Il convient de remarquer également que les organes de verrouillage du système de fixation sont accessibles directement, ce qui évite comme cela se produit avec les dispositifs antérieurs, de manipuler ces organes au travers de la manchette. Le mode de réalisation représenté à la figure 8, est prévu pour des gaines qui, contrairement à la gaine des figures 1 et 2, ne sont pas accessibles à l'opérateur lui-m#me. Selon le mode de réalisation représenté sur cette fi gurc dans laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments que sur les figures 1 et 2, le dispositif comporte un caisson parallélépipédique 15 dans lequel est logée, perpendiculairement à ses deux faces opposées et parallèles 15a et 15b, la cloison 3. Le caisson est donc divisé intérieurement en un compartiment ai#t 16a et un compartiment aval 16tut qui communiquent avec les parties amont et aval 2a et 2b respectivement de la gaine par des orifices 17a et 17b ménagés dans les faces 15a et 15b.La paroi 18 du caisson 15 qui est parallèle à la cloison 3 et se trouve du caté du compartiment aval, est montée de façon amovible, constituant ainsi une porte ou trappe qui permet d1ac- céder au filtre 7. On voit que le remplacement d'un filtre se fait dans les mêmes conditions que précédemment. Le dispositif selon l'invention est applicable à toutes les installations dans lesquelles circule un fluide nocif, qu'il s'agisse de contamination nucléaire, chimique-ou bactériologique. On pourrait apporter au dispositif décrit diverses modifications sans pour autant sortir du cadre de 11 invention. C'est ainsi par exemple que la manchette au lieu d'être logiez repliée, dans espace annulaire 14, peut être repliée sur le pourtour extérieur du manchon. La manchette pourrait être fixée au voisinage de la face aval du filtre, cette disposition pouvant Ptre utilisée dans le cas de filtres lourds montas sur glissières. De "tme, le filtre auxiliaire 12d pourrait entre disposé sur la partie de la cloison 3 qui se trouve à l'intArieur du manchon 6 ou sur le manchon 6 lui-même. L'échange de ce filtre auxiliaire, qui ne se fera plus en même temps que l'échange de la manchette comme dans le cas précédent, pourra titre effectué en même temps que l'#ch#nge du filtre 7. On peut prévoir d'ailleurs pour ce filtre auxiliaire un manchon auxiliaire et une manchette auxiliaire. Il convient de remarquer qu'il reste possible d'éviter l'utilisation du filtre respirateur en effectuant le repliement ou le déploiement de la manchette avant serrage ou après desserrage du filtre sur la cloison, et d'éviter le gonflement de la manchette, dt, en service, aux fuites éventuelles du joint du filtre principal, en entourant cette manchette, lorsqu'elle est repliée extérieurement au manchon, d'un organe de maintien, par exemple une bande textile ou élastique. REVENDICATIOPJS 1. - Dispositif de filtration pour épurer un fluide gazeux contaminé, par exemple de l'air chargé de poussières radioactives ou gaz nocifs, circulant dans une gaine ou tubulure, du type comportant une cloison fixe disposée sur la trajectoire du fluide, perpendiculairement à sa direction d'écoulement et percée d'une ouverture au moins, ladite ouverture étant entourée d'un rebord ou manchon en saillie sur la face aval, dans le sens d' écoulement du fluide, de ladite cloison et au moins un filtre comportant un cadre rigide dans lequel sont logés des éléments filtrants, ledit filtre étant prévu pour être fixé de façon amovible Et étanche, par l'une de ses faces, contre la face aval de ladite cloison, en regard dudit orifice, caractérisé en ce qu'il comporte une manchette ou conduit tubulaire ouvert à ses deux extrémités et fait en un matériau souple et imperméable aux fluides, l'une des dites extrémités étant engagée, de façon étanche, sur le manchon précité, l'autre extrémité étant engagée, de façon également étanche, sur le cadre du filtre. 2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la seconde extrémité précitée est engagée sur le cadre, de préférence au voisinage de la face amont de ce dernier. 3. - Dispositif selon la revendlcation 1, caractérisé en ce que les dimensions du cadre et du manchon précités sont prévues de façon à laisser subsister éventuellement entre eux un espace annulaire formant un logement pour la manchette repliée sur elle-même lorsque le filtre est en place sur la cloison. 4. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ragions voisines des deux extrémités ouvertes de la manchette précitée ont une longueur périphérique moindre que la partie médiane de ladite manchette. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la manchette est munie, à ses deux extrémités ouvertes, de bracelets élastques. 6. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre auxiliaire de mêmes çaractéristi communleuer ques de filtration que le filtre précité, faisant/l'intérieur de la manchette avec l'espace extérieur à ladite manchette. 7. - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou ó, caractérisé en ce qu'un organe de maintien de la manchette est disposé autour de celle-ci. 8. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu il comporte un caisson inséré dans la gaine précitée et à l'intérieur duquel est logée ladite cloison qui le divise en un compartiment amont recevant le fluide contaminé et un compartiment aval dans lequel est logé le filtre précité et à partir duquel le fluide gazeux épuré passe à nouveau dans la gaine. 9. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le compartiment aval précité est muni d'une porte ou trappe d'accès prévue pour permettre le passage du filtre. 10. - Dispositif selon la, revendication 9 caractérisé en ce que le caisson précité présente la forme d'un parallélépipède rectangle dont les compartiments amont et aval communiquent avec la gaine par es orifices prévus sur deux de ses faces, la cloison séparant les deux compartiments précités étant perpendiculaire à la veine fluide. 11. - Dispositif selon les revendications 9 et iO,ca- ractérisé en ce que l'une des faces du caisson parallèle à la cloison précitée est amovible et constitue la trappe d'accès précitée.