Brevet FR2395062A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne en général les séparateurs et en particulier ceux qui sont destinés à séparer d'un gaz les impuretés qu'il contient au moyen d'un absorbant solide. Avant de remplir les filtres à gaz, et notamment ceux qui sont utilisés dans l'industrie nucléaire, de la matière absorbante solide qui est destinée à épurer le gaz, il est de temps en temps nécessaire d'en extraire la matière filtrante souillée ou contaminée par les éléments radioactifs séparés du courant gazeux. Il est important non pas seulement d'extraire La totalité de la matière absorbante radioactive, mais aussi d'effectuer cette opération sans contaminer l'air ambiant ainsi que les matériels et les personnels qui se trouvent à proximité. Il faut en outre de préférence opérer cette extraction rapidement afin de réduire la durée d'inactivité du séparateur et par conséquent la perte de rendement qui en résulte. Ces impératifs font L'objet de la présente invention qui concerne un appareil destiné à évacuer du logement d'un filtre à gaz la matière solide granuleuse et absorbante avec laquelLe le gaz a été traité. Cet appareil est sûr aussi bien que peu coûteux à réaliser et à entretenir. Plus précisément, cet appareil, qui est destiné à évacuer du logement d'un filtre à gaz la matière granuleuse et absorbante qui a servi à traiter le gaz, présente les caractéristiques suivantes le logement précité contient près de sa base un conduit qui, conimuniquant avec lui le long de son axe longitudi- nal, est destiné à transporter la matière en question, et une des parois de ce logement est percée d'une part, près d'une des extrémités de ce conduit, d'un orifice par lequel le gaz transporteur entre dans ce dernier et, d'autre part, près de 'autre extrémité du conduit, d'un autre orifice, plus grand que le premier, par lequel le gaz et la matière qu'il transporte sortent du conduit. La présente invention concerne aussi un filtre dont les caractéristiques sont les suivantes a) son logement forme deux parties communicantes, à savoir : une enceinte haute, destinée à l'épuration d'un gaz, dont une des parois est percée d'au moins un trou par lequel entre le gaz souillé et dont au moins une des pavois est percée d'au moins un autre trou par lequel sort le gaz épuré, et une auge basse à profil transversal en V qui, située symétriquement sous l'enceinte précitée, comporte au moins deux parois qui se font face et convergent de haut en bas en se rejoignant b) l'enceinte contient un organe alvéolé qui communique avec l'auge, de sorte que, lorsqu'il est rempli d'une matière granuleuse destinée à épurer le gaz, cette matière tombe dans l'auge c) les parois convergentes de l'auge coopèrent avec un profilé qui, la longeant intérieurement d'un bout à l'autre à proximité de son fond et ne communiquant avec elle que le long de ses propres bords longitudinaux, forme un conduit destiné à acheminer ladite matière ; et d) une des parois de l'auge est percée d'une part, près d'une des extrémités de ce conduit, d'un orifice par lequel le gaz transporteur pénètre dans ce dernier, et d'autre part, près de l'autre extrémité du conduit, d'un autre orifice, plus grand que le premier, par lequel sortent ce gaz et la matière qu'il transporte. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure i représente en perspective et partiellement en écorché un filtre selon l'invention la figure 2 est une coupe transversa'e selon les flèches 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une coupe horisontale selon les flèches 3-3 de la figure 1 la figure 4 est, à plus grande échelle, une vue partielle en bout du filtre, selon les flèches 4-4 de la figure 1 la figure 5, analogue à la précédente, est prise selon les flèches 5-5 de la figure 1 la figure 6, analogue à la figure 1, concerne une seconde forme de réalisation du filtre selon l'invention les figures 7, 8 et 9, respectivement analogues aux figures 2, 4 et 5, concernent cette seconde forme de réalisation la figure 10 est une coupe longitudinale selon les flèches 10-10 des figures 1 et 6 la figure 11 représente, en perspective et à plus grande échelle, une partie du filtre selon l'invention ; et la figure 12 montre schématiquement le raccordement du logement d'un filtre selon l'invention à un transporteur pneumatique. La figure 1 représente un filtre à gaz rechargeable 10 particulièrement destiné, dans l'industrie nucléaire, à extraire d'un courant gazeux ses éléments radioactifs. Ce filtre 10 comporte un logement 11 dont la partie haute ou enceinte 12, dans laquelle le gaz est traité, communique avec sa partie bssse 14 qui a la conformation d'une auge. L'enceinte 12 contient un organe a:ivéolé dont les compartiments filtrants espacés 16 comportent chacun des parois parallèles espacées et perforées antérieure 18 et postérieure 20, un orifice supérieur 22, deux faces extrêMes fermes 24 et 26, et un orifice inférieur 28. Ces compartiments 16 sont pla- cés verticalement dans l'enceinte 12, les parois 18 et 20 de chacun étant parallèles au compartiment voisin dont elles sont séparées par un intervalle et leurs orifices inférieurs 28 débouchant du côté de l'auge 14 du filtre 10. Les compartiments espacés 16 délimitent alternativement entre eux des conduits 50 et 32 destinés respectivement à admettre le gaz souillé et à évacuer le gaz épuré. La paroi d'amont 36 de l'enceinte 12 du filtre 10 est en outre percée de trous 34 qui, communiquant chacun avec un des conduits d'admission 30, y font passer le gaz souillé. De même, la paroi d'aval 40 de cette même enceinte 12 est percée de trous 38 qui, communiquarlt chacun avec un des conduits d'évacuation 32, laissent sortir le gaz épuré. L'enceinte 12 peut contenir un dispositif destiné à remplir les compartiments 16 d'une matière solide absorbante destinée à traiter le gaz, par exemple du charbon de bois granuleux ou du charbon activé. En l'occurrence et à titre d'exemple, ce dispositif est constitué de trous 42 m-;na~és dans la paroi supérieure 44 de l'enceinte 12. Chacun de ces trous 42 peut être bouché par un couvercle 45 assujetti au moyen d'un quelconque organe classique. Il est possible d'utiliser de nombreux autres dispositifs de remplissage qui, n'entrant pas dans le cadre de la présente invention, ne seront pas décrits dans le présent mémoire. Comme le montrent aussi les figures 1 et 2, deux au moins 46 et 48 des parois qui se font face de l'auge 14 du filtre 10 convergent de haut en bas en se rejoignant par leurs bords inférieurs 50, ce qui donne à l'auge un profil transversal en V. Cette auge 14 à profil en V est placée symétriquement par rapport à l'enceinte 12. Ses parois inclinées 46 et 48 se raccordent respectivement de préférence aux parois d'amont 36 et d'aval 40 de l'enceinte 12,de sorte que leur intersection 50 est perpendiculaire aux parois planes perforées 18 et 20 des compartiments filtrants 16. Comme le montrent toujours les figures 1 et 2, 1'auge 14 contient une longue plaque déflectrice 52 qui coopère avec ses parois inclinées 46 et 48 pour former un conduit destiné acheminer la matière épuratrice. Ce déflecteur 52, qui surplombe l'intersection 50 des paroIs 46 et 48 de ttauge 14, a de préférence un profil transversal en chevron ou en V renversé dont l'arête est en faee et à distance de cette intersection 50. L'angle interne formé par ce déflecteur en V renversé est de préférence voisin de 900. lie déflecteur 52, qui longe d'un bout à l'autre ''alrge 14, est fixé par une 56 de ses extrémités à l'une 58 des parois extrêmes du logement 11 et par l'autre 60 à sa paroi extrême opposée 62. Le déflecteur 52 comporte deux bords longitudinaux 64 et 66 à peu près parallèles et séparés par des intervalles des flancs inclinés voisins 46 et 48 de l'auge 14. Entre eux et ces parois sont ainsi for mées deux longues fentes 68 et 70 parallèles l'une à l'autre ainsi qu'au fond 50 de l'auge 14. Le conduit 72 de la matière épuratrice ne communique ainsi avec l'auge 14 qui le contient que par ses fentes 68 et 70. Comme le montrent les figures 1, 4 et 5, la paroi extrême 58 du logement 11 est percée d'un orifice 74 par lequel entre dans l'une des extrémités du conduit 72 le gaz transporteur. De même, la paroi extrême opposée 62 de ce même logement est percée d'un orifice 76 correspondant à l'autre extrémité du conduit 72 et par lequel sort le gaz transportant la matière épuratrice. Cet orifice de sortie 76 est pllxs grand que l'orifice d'entrée 74 de façon à engendrer près de ce dernier dans le conduit 72 une dépression plus grande qu'à proximité de son orifice de sortie 76. Ces orifices sont de préférence le premier 74 rectangulaire et le second 76 ovale, mais ces confor- mations peuvent être différentes. L'orifice d'entrée 74 est de préférence situé de façon qu'au moins 50 % de sa surface se trouve dans une région délimitée d'une part par les deux flancs et le fond du déflecteur 52 et d'autre part par une droite imaginaire A-A passant par les deux bords longitudinaux 64 et 66 de ce déflecteur (voir figure 4).De même, l'orifice de sortie 76 est placé de manière que 50 % au moins de sa surface se trouve dans la région délimitée, près de l'autre extrémité du conduit, d'une part par les deux flancs et le fond du déflec- teur et d'autre part par une droite trasesale imaginaire B-B qui croise les deux bords longitudinaux 64 et 66 de ce déflecteur (voir figure 5). Il est aussi préférable que le fond 50 de l'auge 14 soit aussi proche que possible de l'orifice de sortie 76, c'est-à-dire presque tangent à son bord. Comme le montrent les figures 10 et 11, ltor-fice 74 constitue l'orifice de sortie d'un ajutage convergent 78 qui s'emboîte dans un trou convenable de la paroi extrême 58 du logement à laquelle il est par exemple soudé. Comme le montre la figure 10, il est possible d'entourer l'orifice de sortie 76 d'un raccord annulaire 80 qui permet d'y relier un tuyau pneumatique. Les figures 6 et 7 montrent une autre forme avantageuse 110 de réalisation du filtre selon l'invention, notamment destinée, comme la précédente, à extraire d'un courant gazeux les éléments radioactifs qu'il contient. Ce filtre 110 comporte un logement 111 formant une enceinte supérieure 112 dans laquelle est traité le gaz et qui communique avec une auge inférieure 114. Comme dans le cas du logement 11 précédemment décrit, l'enceinte 112 du logement 111 contient un ensemble de compartiments filtrants 16 formant intérieurement et alternativement des conduits 30 et 32 destinés respectivement à admettre du gaz souillé et à évacuer du gaz épuré. La paroi d'amont 136 de l'enceinte 112 est percée de trous par lesquels le gaz souillé pénètre dans les conduits 30, et sa paroi d'aval 140 de trous 138 par lesquels sort des conduits 32 le gaz épuré. Comme le filtre 10, le filtre 110 comporte aussi des organes destinés à remplir d'une matière solide et absorbante propre les compartiments filtrants 16, en l'occurrence et à titre d'exemple des trous 42 ménagés dans la paroi supérieure 144 de l'enceinte 112 et bouchés chacun par un couvercle 45. Ce dispositif n'entrant pas dans le cadre de l'inverition et pouvant être remplacé par d'autres dispositifs de remplissage convenables, il ne sera pas décrit en détail. Comme le montrent les figures 6 et 7, deux au moins 146 et 148 des parois qui se font face de l'auge 414 du filtre 110 convergent de haut en bas à partir de leur point de fixation sur les parois 136 et 140 de l'enceinte 112. Leurs bords inférieurs 147 et 149 sont à distance l'un de l'autre et se raccordent au flanc d'un long canal 151 à profil transversal rectangulaire. Ce canal 151 communique avec l'auge 414 qu'il longe d'un bout à l'autre entre les parois extrêmes 158 et 162 du logement 111. L'axe longitudinal. de ce canal 151 est perpendiculaire aux parois plates perforées 18 et 20 des compartiments filtrants 16 que contient l'enceinte 112. Comme le montrent aussi les figures 6 et 7, le canal 151 contient une longue plaque déflectrice 52 qui, coopérant avec ses parois, forme un conduit destiné à acheminer la matière épurative. Ce déflecteur 52 a de préférence un profil transversal en forme de chevron ou de V renversé dont l'arête sort du canal 151 vers le haut, c' est-à-dire vers les compartiments filtrants 16 qui le surplombent dans l'enceinte 112. Ce déflecteur 52, qui longe d'un bout à l'autre l'auge 114 et par conséquent Je canal 151, est assujetti par l'une 56 de ses extrémités à l'une 158 des parois extrêmes du logement 111 et par l'autre 60 à l'autre 162 de ces parois extrêmes. Ses deux bords longitudinaux 64 sont séparés des flancs voisins du canal 151 par deux intervalles ou fentes parallèles 68 et 70 qui font ainsi communiquer avec l'auge 114 le conduit précité 72 de la matière épuratrice. Comme le montrent les figures 6, 8 et 9, la paroi extrême 158 du logement 111 est percée d'un orifice 74 qui, communiquant avec l'une des extrémités du conduit 72, permet d'y admettre le gaz transporteur. De même, la paroi extrême opposée 162 du logement 111 est percée d'un orifice 76 qui, communiquant avec l'autre extrémité du conduit 72, sert à l'é- vacuation du gaz transportant la matière épurative. Cet orifice de sortie 76 est plus grand que l'orifice d'entrée 74,de façon à engendrer dans le conduit 72 près de ce dernier 74 une dépression plus grande qu'à proximité de son autre extrémité et de l'orifice de sortie 76. Ces deux orifices sont de préférence le premier 74 rectangulaire et le second 76 ovale, mais ils peuvent avoir des conformations différentes. L'orifice 74 est de préférence situé de manière qu'au moins 50 % de sa slirface se trouve dans la région délimitée, à l'extrémité. du conduit, d'une part par les flancs et le fond du déflecteur 52 et d'autre part par une droite transversale imaginaire C-C passant par les bords longitudinaux 64 et 56 de ce même déflecteur 52 (voir figure 8). De même, l'orifice de sortie 76 est placé de façon qu'au moins 50 % de sa surface se trouve dans la région délimitée, à l'autre extrémité du conduit, d'une part par les flancs et le fond du déflecteur 52 et d'autre part par une droite imaginaire transversale D-D qui passe par les deux bords longitudinaux 64, 66 de ce même déflecteur 52 (voir figure 9).Il est aussi préférable que la paroi infér:ieure ou le fond du canal 151 soit aussi proche que possible, c'est-àdire soit presque tangent à l'orifice de sortie 76. Comme le montrent aussi les figures 10 et 11 et comme dans le cas du filtre 10, l'orifice d'entrée 74 du filtre 110 est l'orifice de sortie d'un ajutage convergent 78 emboîté dans un trou convenable de la paroi extrême 158 du logement à laquelle il est par exemple soudé. Comme le montre aussi la figure 10, il est passible de fixer extérieurement autour de l'orifice de sortie 76 un raccord annulaire 80 auquel peut être relié un tuyau pneumatique. La figure 12 représente un circuit pneumatique fermé 210 auquel est incorporé l'un ou l'autre des filtres 10 et 110 et qui est destiné à en extraire la matière épurative. Ce circuit 210 comporte aussi un ventilateur ou une soufflante 213 dont la sortie 215 communique, par exemple au moyen d'une conduite 217, avec l'orifice d'entrée 74 du conduit interne 72 du logement 11 ou 111, tandis que son entrée 219 communique, par exemple au moyen d'une conduite 221, avec l'orifice de sortie 76 de ce même conduit 72.Entre l'entrée 219 du ventilateur et l'orifice de sortie 76 du conduit 72 sont intercalés dans la conduite 221 d'une part un réservoir 223 destiné à séparer du courant gazeux la matière épurative contaminée qu'il transporte et d'autre part au moins un filtre à gaz 225 à grand rendement., La conduite 221 comporte trois tronçons 227, 229 et 231 dont le premier 227 fait communiquer l'orifice 76 avec le réservoir 223. L'extrémité 231 de la conduite 221 qui est reliée au réservoir 223 traverse sa paroi supérieure 233 et pénètre un peu à l'intérieur.L'extrémité 235 du second 229 des tronçons précités,qui fait communiquer le réservoir 223 avec le filtre à gaz 2255 traverse aussi cette même paroi supérieure 233 en pénétrant un peu à l'intérieur du réservoir. L'autre extrémité 237 de ce second tronçon 229 débouche dans le flanc d'amont 239 du filtre à gaz 225. lie troisième 231 des tronçons précités fait communiquer le flanc d'aval 241 du filtre à gaz 225 avec l'entrée sous basse pression 219 de la soufflante 213. Pour évacuer ou extraire du logement il ou 111 la matière épurative contaminée (indiquée sur les figures par des pointillés), il faut-mettre en marche le ventilateur 213 qui chasse dans la conduite 217 et de là par l'orifice 74 dans le conduit 72 un courant de gaz sous haute pression, en l'occur- rence de l'air. A#u passage, l'ajutage convergent 78 accélère ce courant gazeux qui, en longeant intérieurement le conduit 72 vers son orifice de sortie 76, aspire par les fentes longitudinales 68, 70 la matière épurative que contient l'auge 14 ou 114, de#manière à la faire passer dans le conduit 72 près de son orifice d'entrée 74, après quoi elle le longe entièrement.L'accélération du courant gazeux à son passage dans le conduit 72 près de l'orifice -74 a pour effet de transformer partiellement sa pression statique en énergie cinétique et par conséquent d'engendrer dans le conduit 72, à proximité de l'orifice 74, une dépression plus grande qu'à proximité de son orifice de sortie 76, ce qui a pour effet de vider l'auge à partir de l'orifice 74. Si la dépression statique interne était la même sur toute la longueur du conduit 72, ou si elle était plus grande près de son orifice de sortie 76 qu'à proximité de son orifice d'entrée 74, la matière épurative absorbante commencerait par pénétrer dans le conduit 72 près de son orifice de sortie 76 au lieu d'y entrer progressivement par les fentes 68 et 70 à partir de son orifice d'entrée 74, et l'aspirateur 213 n'aspirerait que de l'air.Du fait que la conduite 221 communique avec l'orifice d'aspiration du ventilateur 213, le courant gazeux fait sortir par l'orifice 76 du conduit 72 la matière épurative que contient ce dernier. Entraînée par le courant gazeux, cette matière passe ensuite dans le réservoir séparateur 223 par le premier tronçon 227 de la conduite 221 dont l'extrémité basse -231 débouche dans ce réservoir. Comme l'extrémité dégagée 235 du second tronçon 229 de la conduite 221 est recouverte d'une crépine (non représentée), le courant gazeux transporteur s y sépare de la plus grande partie de la matière épurative absorbante, et, ainsi épuré, longe intérieurement le second tronçon 229 jusqu'au flanc d'amont 230 du filtre à gaz 225.En traversant ce dernier entre ses flancs d'amont 239 et d'aval 241 il se débarrasse de la matière épurative résiduelle qu'il transporte encore. En sortant du flanc d'aval 241 du filtre 225, le gaz transporteur suit intérieurement le troisième tronçon 231 de la conduite 221 pour déboucher à l'entrée 219 du ventilateur 213 qui le chasse à nouveau dans le circuit pneumatique transporteur 210. Une fois le réservoir 223 rempli de la matière épurative séparée du courant gazeux, il faut arrêter temporairement le ventilateur 213, puis séparer de son couvercle 253 le réservoir 223 qui est alors enlevé du circuit pneumatique 210 et mis au rebut. Il faut ensuite remplacer ce réservoir plein 223 par un vide sur lequel est fixé le couvercle 233, après quoi le ventilateur 21 3 peut être remis en marche pour poursuivre l'opération précédemment décrite. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au filtre décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à évacuer du logement d'un filtre à gaz une matière granuleuse épurative souillée, caractérisé en ce que ce logement contient près de sa base un conduit qui, communiquant avec lui le long de son axe longitudinal, est destiné à transporter ladite matière ; et une des parois du logement est percée d'une part, près d'une des extrémités de ce conduit, d'un orifice par lequel le gaz transporteur entre dans ce dernier, et d'autre part, près de l'autre extrémité du conduit, d'un autre orifice, plus grand que le premier, par lequel sort du conduit le gaz et la matière épurative qu'il transporte. 2. Appareil sel-on la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit est partiellement constitué par une longue plaque déflectrice qui surplombe la base du logement à des parois opposées duquel sont assujetties ses deux extrémités, les bords longitudinaux de ce déflecteur étant séparés de la paroi du logement par#deux 7;ongs=intervalles ou fentes parallèles l'une l'autre. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil transversal de la plaque déflectrice a la forme d'un V renversé ou d'un chevron dont l'arête est en haut. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque déflectrice longe l'axe longitudinal du logement qui la contient. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ajutage convergent forme ledit orifice d'entrée. 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle interne de la plaque déflectrice en V renversé est environ de 900. 7. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie sont tous deux rectangulaires. 8. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie sont placés cha cun, près de l'extrémité correspondante du conduit, de facon que la moitié au moins de leur surface se trouve dans une région délimitée d'une part par les flancs et l'arête de la plaque déflectrice et d'autre part par une droite transversale imaginaire qui passe par les bords longitudinaux de cette plaque. 9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'extérieur du logement, d'une part une source d'aspiration communiquant avec l'orifice de sortie dudit conduit, et d'autre part une source de gaz transporteur comprimé communiquant avec l'orifice d'entrée de ce même conduit, 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les sources d'aspiration et de gaz comprimé sont respectivement constituées par l'entrée sous basse pression et la sortie sous haute pression d'un même ventilateur.