Brevet FR2422431A1 — publié le 19791109

La présente invention a pour objet un filtre pour l'epura- tion des gaz comportant un élément filtrant constitué par une couche de particules solides, de granulométrie et de composition déterminée, par exemple des graviers. Dans les filtres connus de ce type, ltélément filtrant est disposé horizontalement et les gaz à épurer circulent de bas en haut à travers la couche de graviers, le nettoyage de ltélément étant réalisé par soufflage dtair circulant en sens inverse. Pour assurer un nettoyage rapide et efficace de ltélément filtrant, il est nécessaire d'agiter la couche de graviers avant ou pendant le soufflage et de prévoir pour cela des dispositifs vibrants ou des rateaux rotatifs. Pour réaliser un filtre à fonctionnement continu, on est obli gé d'associer plusieurs cellules de filtration isolées les unes des autres et reliées à une conduite d'amenée des gaz à épurer, un système de vannes permettant de mettre la partie supérieure de ces cellules en communication soit avec une conduite d'évacuation des gaz propres, soit avec une conduite de soufflage pour permettre le nettoyage individuel de chaque cellule pendant que les autres cellules assurent la filtration. On a aussi proposé de disposer les éléments filtrants verticalement, les gaz à épurer et l'air de soufflage circulant horizontalement à travers la couche filtrante. La position verticale des éléments filtrants rend leur nettoyage plus difficile, car les poussières ne peuvent etre extraites de la couche filtrante que par le courant d'air sans l'aide de la pesanteur. Ici aussi, il est nécessaire, lorsqu'on veut réaliser un filtre à marche continue, comportant une série d'éléments filtrants, de placer les éléments dans des cellules individuelles, isolées les unes des autres, pour permettre le nettoyage individuel des éléments filtrants sans interrompre la filtration. Le but de la présente invention est de réaliser un filtre pouvant comporter une série d'éléments filtrants placés dans une enceinte commune et pouvant etre nettoyés très rapidement et efficacement sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des dispositifs d'agitation auxiliaires. Le filtre objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte dans une enceinte munie d'une entrée pour les gaz à épu- rer, au moins un élément filtrant constitué par un panneau creux contenant le matériau filtrant, qui est fixé par un de ses cotés sur un arbre horizontal et dont les grandes faces sont perforées, l'une de ces grandes faces étant doublée extérieurement d'une paroi pleine qui forme avec elle une chambre raccordée à un conduit ménagé dans l'arbre et qui débouche à l'extérieur de l'enceinte à travers l'une de ses parois, des moyens pour entraîner l'arbre en rotation autour de son axe et un système de distribution permettant de mettre ledit conduit en communication soit avec une conduite d'évacuation des gaz propres, soit avec une conduite de soufflage. Pour la filtration, l'élément filtrant est mis en communication avec la conduite d'évacuation des gaz propres après avoir été amené dans la position la plus favorable, compte-tenu de la forme de l'enceinte, par rotation de l'arbre. Pour le nettoyage, on isole ltélément filtrant de la conduite d'évacuation des gaz propres, on le fait tourner pour agiter le matériau filtrant et détacher les poussières des particules de matériau, puis on le place horizontalement, de telle sorte que sa paroi pleine se trouve sur le dessus et on le relie à la conduite de soufflage pour faire tomber les poussières qui sont recueillies au fond de l'enceinte ; celle-ci a, de préférence, la forme d'une trémie et est munie à sa base d'un sas ou d'une écluse pour l'évactlation des poussières, L'air de soufflage peut être admis dans l'élément filtrant pendant sa rotation. Il est avantageux de monter sur un même arbre deux panneaux disposés symétriquement par rapport au plan diamétral perpendiculaire aux panneaux. On peut aussi monter sur un arbre quatre panneaux accoulés deux à deux par leur paroi pleine ; dans ce cas le nettoyage de l'élément filtrant se fera en deux temps : un premier temps au cors duquel on soufflera de l'air comprimé dans les deux panneaux situés du même côté du plan des parois pleines, après les avoir disposés horizontalement avec leur face perforée, libre, tournée vers le bas et un second temps pendant lequel on soufflera de l'air dans les deux autres panneaux après avoir fait tourner l'arbre de 1800. Le système de distribution peut être constitué par un distributeur rotatif accouplé à l'arbre de ltélément filtrant, de telle sorte qu'il relie l'élément filtrant à la conduite d'évacuation des gaz propres quand l'élément filtrant est en position de filtration et qu'il le relie a la conduite de soufflage lorsqu'il est en position de nettoyage.En particulier, le distributeur peut être constitué par un manchon entourant ltextrémité de l'arbre qui fait saillie hors de l'enceinte et comportant des orifices raccordés aux conduites d'évacuation des#gaz propres et de soufflage, respectivement, le conduit ménagé dans l'arbre débouchant latéralement au droit de ces orifices de sorte qu'il est mis en communication avec l'une ou l'autre desdites conduites selon que l'élément filtrant est en position filtration ou nettoyage. plusieurs éléments filtrants peuvent être disposés dans une même enceinte munie d'une ou plusieurs entrées pour les gaz à épurer et d'un ou plusieurs dispositifs d-'évacuation des poussières, chaque élément filtrant ou groupe d'éléments filtrants comportant son propre dispositif de mise en rotation et son propre système de distribution. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de realisation de l'invention et sur lesquels : La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un filtre réalisé conformément à l'invention ~ La figure 2 est une coupe transversale de ltélément filtrant équipant le filtre de la figure 1 La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une variante de réalisation, complétée par une coupe transversale du distributeur La figure 4 montre une variante de réalisation de ltélément filtrant ; et La figure 5 est une vue en coupe verticale d'un filtre conforme à l'invention et comportant plusieurs éléments filtrants. Le filtre représenté sur les figures 1 et 2 est constitué par une enceinte fermée 10 dans laquelle est placé un élément filtrant 12. Cette enceinte comporte une entrée 14 pour les gaz à épurer qui est contrôlée par une vanne 16. Le fond de l'enceinte est en forme de trémie et comporte à sa base un sas 18 pour ltévacuation des poussières séparées des gaz. L'élément filtrant comporte deux panneaux creux identiques 20 qui sont fixés par un de leurs côtés sur un arbre creux horizontal 22, symétriquement par rapport au plan diamétral 24 perpendiculaire aux plans des grandes faces 26 des panneaux. Les panneaux sont presque complètement remplis d'un matériau filtrant en grains, tel que du gravier, et leurs grandes faces sont constituées par des tôles perforées ou des grilles permettant le passage des gaz à épurer. L'une des grandes faces de chaque panneau est doublée d'une paroi pleine 28 qui forme une chambre fermée 30 communiquant avec l'intérieur de l'arbre 22. L'arbre 22 est supporté par deux paliers 32 et 34 et se prolonge, à travers la paroi de l'enceinte, jusque dans un collecteur 36 auquel sont raccordées des conduites de soufflage 38 et d'évacuation des gaz épurés 40 munies de vannes 42 et 44, respectivement. Le conduit formé à l'intérieur de l'arbre 22 débouche dans ce collecteur par un orifice 46. L'arbre 22 est couplé au moyen d'une allonge 48 à un mécanisme moteur permettant de le faire tourner autour de son axe et de le bloquer dans au moins deux positions : une position filtration pour laquelle les panneaux sont disposés verticalement comme représenté en traits pleins sur la figure 2 et une position nettoyage pour laquelle les panneaux sont disposés horizontalement, comme représenté en traits mixtes sur la figure 2. Le mécanisme moteur peut être constitué par un vérin attelé à un bras solidaire de l'arbre, ou à une crémaillère engrènant avec un pignon calé sur l'arbre ou à tout autre système transformant un mouvement de translation en un mouvement de rotation. Pendant la filtration, les vannes 16 et 44 sont ouvertes et la vanne 42 est fermée. Les gaz à épurer sont admis dans l'enceinte 10 et pénètrent à l'intérieur des panneaux à travers les grandes faces libres de ces derniers, traversent le matériau filtrant qui retient les poussières, pénètrent dans les chambres 30, puis dans l'arbre 22 et le collecteur et sont finalement évacués par la conduite 40 ; une différence de pression est créee entre l'enceinte 10 et le collecteur 36, au moyen de ventilateurs non représentés, pour assurer la circulation des gaz à travers le matériau filtrant. Les grosses particules contenues dans le courant des gaz à épurer se séparent de celui-ci par gravité et tombent au fond de lten- ceinte 10 avant qutil ne pénètre dans les panneaux. Pendant la filtration, les panneaux se colmatent progressivement et il faut les nettoyer périodiquement. Ces nettoyages peuvent avoir lieu à des intervalles de temps réguliers ou après détection du colmatage, par exemple par l'augmentation de la perte de charge à la traversée des panneaux. Pour effectuer ce nettoyage, on ferme les vannes 16 et 44 et on fait tourner ltélément filtrant toujours dans le même sens ou en inversant périodiquement le sens de rotation. Etant donné que les panneaux ne sont pas complètement remplis, cette rotation a pour effet d'agiter le matériau filtrant et de déplacer les particules les unes par rapport aux autres ce qui libère les poussières retenues entre ces particules et pouvant éventuellement y adhérer. Les panneaux sont ensuite armés en position horizontale, les parois pleines 28 se trouvant sur le dessus et on ouvre la vanne 42 pour admettre de l'air sous pression dans les panneaux, par l'arbre 22 et les chambres 30. Cet air circule en sens inverse des gaz à épurer dans le matériau filtrant et entraîne les poussières hors des panneaux. L'air et les poussières qu'il entraîne peuvent être évacués par un orifice 50 sur lequel est placée une vanne 52 qui est ouverte pendant le nettoyage et fermée pendant la filtration, les plus grosses poussières tombant au fond de l'enceinte 10 d'où elles peuvent être évacuées par le sas 18.Lorsque plusieurs filtres sont branchés en parallèle sur une même conduite de gaz à épu- rer, l'air chargé de poussières peut être refoulé dans cette conduite, la vanne 16 restant ouverte dans ce cas et l'orifice 50 étant supprimé. La vanne 42 peut être ouverte pendant la rotation de l'élément filtrant pour assurer simultanément la libération des poussières et leur entraînement hors des panneaux. Au bout d'un temps prédéterminé, la vanne 42 est fermée et les vannes 16 et 44 sont ouvertes et le filtre est à nouveau prêt à foc- tionner. L'ouverture et la fermeture des vannes et la rotation de l'élé- ment filtrant sont commandées automatiquement suivant un programme préétabli qui est lui-même mis en route soit manuellement, soit automatiquement. La figure 3 montre une variante dans laquelle les vannes 42 et 44 ont été remplacées par un distributeur rotatif dont un élément est constitué par l'arbre 22 lui-même. L'autre élément de ce distributeur est constitué par un manchon 54 fixé aux parois de l'enceinte 10 et du collecteur 36 et qui divise ce dernier en un compartiment supérieur 56 raccordé à la conduite de soufflage 38 et un compartiment inférieur 58 raccordé à la conduite d'évacuation des gaz épu- rés 40 ; des joints d'étanchéité sont placés aux extrémités du man- chon, entre ce dernier et l'arbre 22. Une ouverture supérieure 62 etune ouverture inférieure 64 sont découpées dans le manchon. Lorsque les panneaux filtrants sont disposés verticalement, l'ouverture 46 de l'arbre coincide avec l'ouverture 64 du manchon et les gaz qui sont admis dans l'enceinte 10 peuvent pénétrer dans les panneaux et stécouler à travers le matériau filtrant, les chambres 30 et l'arbre 22 jusque dans le compartiment inférieur du collecteur d'où ils sont évacués par la conduite 40. Lorsque les panneaux sont disposés horizontalement, l'ouverture 62 du manchon se trouve en face de l'ouverture 46 de l'arbre et l'air comprimé provenant de la conduite 38 peut pénétrer dans les panneaux à travers l'arbre 22 et les chambres 30, traverser le matériau filtrant et entraîner les poussières qui le colmataient. Pour éviter que les panneaux filtrants soient périodiquement mis en communication avec la conduite d'évacuation des gaz épurés au cours de la rotation de ltélément filtrant, cette rotation doit être limitée à 1800 environ. La figure 4 montre un élément filtrant comportant quatre panneaux accolés deux à deux par leur paroi pleine 28. Le filtre représenté sur la figure 5 comporte une série d'éléments filtrants 120 identiques disposés dans une même enceinte 110. A chaque élément filtrant est associé un distributeur, par exemple du type utilisé dans le filtre de la figure 3, qui permet d'isoler chaque élément filtrant ou groupe d'éléments filtrants de la conduite d'évacuation des gaz épurés et de le relier à une conduite de soufflage pour permettre son nettoyage. Sur cette figure, le dernier élément à droite est en cours de nettoyage, les autres éléments assurant la filtration. Pendant le nettoyage, l'air de soufflage chargé de poussières est mélangé aux gaz à épurer et dépoussiéré comme eux par passage à travers les éléments filtrants. De nombreuses modifications peuvent être apportées aux filtres décrits par la substitution de moyens techniques équivalents et il est bien entendu que ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Filtre pour l'épuration des gaz comportant une enceinte munie d'une entrée pour les gaz à épurer et au moins un élément fil trant placé dans cette enceinte, caractérisé en ce que ltélé- ment filtrant est constitué par au moins un panneau filtrant creux, rempli d'un matériau filtrant en grains, fixé par un de ses côtés sur un arbre horizontal et dont les grandes faces sont perforées, l'une de ces grandes faces étant doublée extérieure ment d'une paroi pleine qui forme avec elle une chambre raccor dée à un conduit ménagé dans l'arbre et qui débouche à l'exté- rieur de l'enceinte, et le filtre comporte en outre des moyens pour entraîner l'arbre en rotation autour de son axe et un sys tème de distribution permettant de mettre ledit conduit en com munication, soit avec une conduite d'évacuation des gaz épurés, soit avec une conduite de soufflage. 2. Filtre selon la revendication l caractérisé en ce que, pour le nettoyage de ltélément filtrant, le panneau est placé horizonta lement, de telle sorte que sa paroi pleine se trouve sur le des sus. 3. Filtre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'é lement filtrant comporte deux panneaux fixés sur l'arbre symé- triquement par rapport au plan diamétral perpendiculaire aux panneaux. 4. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que ltélément filtrant comporte quatre panneaux accolés deux à deux par leur paroi pleine. 5. Filtre selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le système de distribution est constitué par un distribu teur rotatif accouplé à l'arbre de l'élément#filtrant de telle sorte qu'il relie l'élément filtrant à la conduite d'évacuation des gaz épurés quand ledit élement est en position de filtration et à la conduite de soufflage lorsqu'il est en position de net toyage. 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dis tributeur est constitué par un manchon entourant l'extrémité de l'arbre qui se prolonge hors de l'enceinte et comportant des orifices raccordés aux conduites d'évacuation des gaz épurés et de soufflage, respectivement, le conduit ménagé dans l'arbre débouchant latéralement au droit de ces orifices, de sorte qu'il est mis en communication avec l'une ou l'autre des dites conduites selon que l'élément filtrant est en position de filtration ou de nettoyage. 7. Filtre selon l'une quelconque des revendications î à 6, carac térisé en ce que le fond de l'enceinte a la forme d'une trémie et comporte au moins un sas ou une écluse pour l'évacuation des poussières. 8. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, carac te'risé en ce qu'il comporte plusieurs éléments filtrants dans une meme enceinte et chaque élément filtrant ou groupe dlélé- ments filtrants comporte ses propres moyens d'entraînement en rotation et son propre système de distribution.