Brevet FR2421664A1 — publié le 19791102

L'invention concerne un filtre à air, susceptible d'être nettoyé à contre courant, destiné notamment à l'épuration de l'air d'échappement dtinstallations de transport pneumatique,-avec un moyen de filtration en forme d'anneau traversé par le courant pendant la filtration de ltextérieur vers l'intérieur, et traversé par tronçons par le courant pendant le nettoyage de l'intérieur vers l'çxtérieur, qui délimite une chambre d'air épure subdivisée en une première chambre de filtre et une seconde chambre de filtre, fermée à l'une de ses faces frontales et munie, à son autre face frontale, d'orifices d'arrivée et d'orifices d'échappement de l'écoulement, avec un ventilateur dont les raccords d'aspiration sont en liaison avec une chambre de filtre et dont les raccords de refoulement sont, lors du filtrage, en liaison avec l'environnement, la première chambre de filtre étant constituée par l'espace creux d'une ailette à buses, montée coaxialement et étant susceptible de tourner dans la chambre d'air épuré, avec une pluralité d'prifices orientés de ltextérieur vers le moyen de filtration pour la sortie de l'air à contre courant, les raccords d'aspiration du ventilateur étant raccordés à la seconde chambre de filtre entourant l'ailette à buses, -une soupape de commutation étant prévue pour enclencher à-volonté~la filtration ou le nettoyage à contre courant, cette soupape compor tant un orifice dla-dmission relié aux raccords de refoulement du ventilateur, ainsi qulun premier orifice d'échappement dé- bouchant à l'air libre et un second orifice d'échappement relié avec l'espace creux de llailette à buses, des organes de soupapes étant prévus qui, lors de la filtration, maintiennent fermé seulement le second orifice d'échappement, tandis qu'ils maintiennent fermé seulement le premier orifice dléchappement lors du nettoyage à contre courant. On connatt, d'après la demande de brevet allemande P 27 28 252.6 un filtre à air susceptible d'être nettoyé à contre courant avec une soupape de commutation comportant deux disques dé soupape. La s#urpression -agit sur un seul coté d'un disque de soupape, grâce à quoi un effort de déplacement important est nécessaire. Pour actionner cette soupape, il est en conséquence prévu un vérin à air comprimé qui permet, pour un prix relativement bas, de développer des efforts importants sur une grande course.Un tel filtre présente toute fois conte inconvénient important, la nécessité de faire appel pour son fonctionnement à deux types d'énergie différents, à savoir l'air comprime pour le vérin et le courant électrique pour une soupape électronagnétique destinée à la commande de ce vérin. L'invention a pour but de créer une autre forme de filtre à air susceptible d'être nettoyé à contre courant et de simplifier le fonctionnement de la soupape de co utation. A cet effet, l'invention concerne un filtre à air du type initialement mentionné, caractérisé en ce que la soupape de co iutation revit la forme d'une soupape à soulève ment et colporte col te organes de soupapes, un premier disque de soupape et un premier siège de soupape associés au premier orifice d'échappement , ainsi qu'un second disque de soupape traversé par des orifices, et un second siège de soupape, as sociés au second orifice d'échappement, coaxial au premier et situé en face de lui, tandis qu'entre ces disques de soupa pes est placé un troisième disque de soupape pour fermer les orifices traversants, une tige de-soupape commune étant pré- vue, susceptible de se déplacer axialement d'une position de nettoyage à contre courant dans une position de filtration, contre l'action d'un ressort de rappel prenant appui sur les pièces de soupape fixes, tige de soupape sur laquelle est mon té le premier disque de soupape et sur lequel est monté le troi siège disque de soupape pour entraîner le second disque de soupape traversé par la tige de soupape sur laquelle il est ausceptible de glisser, et appliqué sur le troisième disque de soupape par un ressort prenant appui sur la tige de so#upape. Désormais, les efforts de positionnement néces saires pour l'actionnezent de la soupape de commutation sont plus réduits, si bien qu'un électro-aimant peut être mis en oeuvre. La nécessité d'un second type d'énergie est évitée. Une construction particulièrement simple de la soupape de commutation résulte de ce que le premier disque de soupape et le troisième disque de soupape sont traversés par la tige de soupape en étant susceptibles de glisser sur elle, et sont susceptibles d'entre appliqués contre des paliers de butées de la tige de soupape par un ressort à boudin de com pression guidé sur la tige de soupape entre les disques de soupapes. Pour pouvoir mettre en oeuvre cette même soupape= de commutation dans le cas de ventilateurs de dimensions diffé- rentes, il est prévu dans une autre réalisation de l'inventio,n, qu'une chambre parcourue par l'air lors du nettoyage à contre courant entre les raccords de refoulement et l'ailette à buses est reliée avec une chambre parcourue par l'air entre l'ailette à buses et les raccords d'aspiration, par l'intermédiaire d'un orifice de court-circuit commandé par le corps de soupape d'une soupape de surpression, qui maintient fermé cet crifice de court-circuit au-dessous d'une vapeur prédéterminée de la différence de pression sur les deux cotés de la soupape de surpression, et qui ouvre progressivement cet orifice au-dessus de cette valeur lorsque la différence de pression crot, l'air excédentaire étant alors refoulé dans le circuit par une canali station de contournement. Un exemple de réalisation de 11 invention va être expliqué plus en détail ci-après en-se référant aux des Sa ci-joints, dans lesquels : - la figure 1 représente sohômatiquement en coupe axiale, un filtre à air susceptible d'etre nettoyé à contre courant, - la figure 2 montre à plus grande échelle en coupe axiale, la soupape de commutation utilisée dans le cas du filtre à air de la figures, avec deux -positions de soupape différentes, - la figure 3 montre la soupape de commutation de la figure 2 dans deux autres positions Le séparateur 1 destiné à équiper des machines pour le traitement des matières plastiques alimentées par des produits sous forme de poudre ou de granulés, comportent un boîtier 2 qui, sur sa face frontale supérieure, est formé par un couvercle de boîtier 3. Dans le boîtier 2 débouche un tube d'alimentation 4 pour amener le produit d'alimentation à partir d'un silo non représenté. Un filtre à air 5 susceptible d'etre nettoyé à contre courant comporte un moyen de filtration 10 annulaire constitué comme une étoile en papier, avec un couvercle 13 en forme de disque fixé de façon étanche sur sa face frontale in- férieure, et un disque terminal 12 bloqué de façon étanche en tre le bord du bottier 2 et le couvercle de bottier 3 et fi xé de façon étanche à la face frontale supérieure du moyen de filtration. Le moyen de filtration 10 délimite une chambre d'air épuré désignée dans son ensemble par 15, et, lors de la filtration est traversé par l'air radialement de l'extérieur vers l'intérieur. Le couvercle 3 et le disque terminal 12 délimita une chambre de couvercle 9. Dans la chambre d'air épuré '5 du moyen de filtration 10, est montée rotative, coaxiale-ment a cette chambre, une ailette à buses 16, constituée d'un tronçon de tube tral 18 et d'un tube à buses 20 dispose parallèlement a ce tronçon de tube, forme a ses extrémités frontales, et raccordé de façon communicante par un tube 19 au tronçon de tube 48. Ce tube à buses 20 comporte une pluralité d'orifices radiaux dirigés vers l'extérieur contre la périphérie interne du mcyen de filtration 10, pour la sortie de l'air de nettoyage à contre-courant. L'ailette a buses 16 délimite un espace creux 17 et subdivise la chambre d'air épuré 15 en une première chambre de filtre 21 stidentifiant avec l'espace creux 17 et une seconde chambre de filtre 22 entourant l'ailette a. buses 16. Dans le tronçon de tube central 18, pénètre à partir du haut une canalisation d'alimentation 25 dont l'em- bouchure constitue un orifice d'amenée d'air 26. L'ailette a buses 46, avec son tube porteur 18, est montée rotative par l'intermôdiaire d'un palier lisse 24 sur la canalisation d'amenée 25 par l'intermôdiaire d'un autre palier,non représenté, sur un goujon 30 fixé sur le couvercle 53. Entre la canalisation d'amenée 25 et le disque terminal 12, est ménagé un ori- fice annulaire 28 d'échappement de l'air. Un ventilateur 60 comporte un raccord d'aspiration 61 et un raccord de refoulement 62. Une soupape de commu- tation 35 revêtant la forme d'une soupape à soulèvement, com- porte un bottier de soupape 36 subdivisé par-une paroi intermé- diaire 37 en une première chambre de soupape 38 et on une seconde chambre de soupape 39. Dans la première chambre de sou pape 38 debouche le raccord d'admission 46, entouré par l'ori- fics d'admission 42 du boîtier de soupape 369 et qui est relie de façon étanche avec le raccord de refoulement 62 du ventilateur 60 par un manchon de caoutchouc 47.La première chambre de soupape 38 comporte sur la paroi frontale supérieure 407 le premier orifice 'd'échappement 44 qui débouche à l'air libre par l'i termédiaire de perforations 43 dans le bottier de sou pape 36. Le premier orifice d'échappement 44 est entouré du premier siège de soupape 71. La paroi intermôdiaire 37 com- porte un second orifice d'échappement 45 situé en regard sur le meme axe, qui est entouré d'un second siège de soupape 73 et qui débouche dans la seconde chambre de soupape 39. La sou pape de commutation 35 est fixée sur le couverole-de bottier 3 par la paroi frontale inférieure 41. Un orifice de liaison 49 dans la paroi frontale inférieure 41 débouche dans la cana- lisation d'alimentation 25. De cette façon, le second orifice d'échappement 45 est relié avec l'espace creux 17 de lgailet- te à buses 16. Une tige de soupape 77 est actionnôe par les forces magnétiques d'une bobine parcourue par un courant eleo- trique et disposée dans le capot de bobine 54. ka tige de sou pape 77 comporte trois paliers de butées 91, 92 et 93 consti tués d'anneaux élastiques, venant en prise dans des rainures correspondantes de la tige de soupape.Contre le palier de butée 9i prend appui un premier disque de soupape 70 traversé par la tige de soupape 77 sur laquelle il est susceptible de glisser, et associé à l'orifice d'échappement 44. Sur le palier de butée 92 prend appui le second disque de soupape 72 egate- ment traversé par la tige de soupape 77 sur laquelle il peut glisser, et qui, associé au-second orifice d'échappement 4#, comporte des orifices traversants 74.Les orifices traversants 74 sont entourés sur leur coté opposé au second orifice dtô chappement 45, d'un troisième siège de.soupape 78 qui coopère avec un troisième disque de soupape 75 également traversé par la tige de soupape 77 sur laquelle elle peut glisser. Entre le palier de butée 93 et la paroi frontale infôrieure 41 à travers laquelle glisse la tige de soupape 77, est disposé un ressort de rappel 76 revetant la forme d'un ressort de compression a boudin, qui, lorsque la bobine n'est pas parcourue par le courant, rappelle la tige de soupape 77 dans sa position de depart.Sur l'autre face frontale du pa lier de butte 93, prend appui un ressort 79 revetaslt également la forme d'un ressort de compression à boudin, et qui, tr-ar- sé sur toute sa longuet' par la tige de soupape 77, s'applique par son autre extrémité frontale contre le second disque de soupape 72 en appliquant ce dernier sur le troisième disque de soupape, si bien que le second disque de soupape 72 dans les conditions de fonctionnement les plus fréquentes, est appliqué sous pression par un troisième siège de-soupape 78 contre le troisième disque de soupape 75.Il est encore finalement prévu un troisième ressort de compression à boudin 90 également traversé dans toute sa longueur par la tige de SGU- pape 77, et qui, par l'une de ses faces frontales, s'applique sur le premier disque de soupape 70 et par son autre face frontale s'applique sur le troisième disque de soupape- 75. Une paroi 94 sépare de la seconde chambre de soupape 39 une troisième chambre de soupape 95, qui est reliée avec la chambre de couvercle 9 par les orifices d'excès d'air 96 dans la paroi frontale inférieure 41 et par un orifice 6 d'un couvercle 3, en ôtant reliée par l'orifice d'évacuation 28 avec la seconde chambre a filtre 22, tandis quelle est reliée par itintermédiaire d'une soupape de surpression 102 avec la seconde chambre de soupape 39. Un orifice de court-circuit 101 est entouré dTun quatrième siège de soupape 97, contre lequel un organe de soupape 99 monté à glissement dans la paroi frontale 41 par l'intermédiaire d'un goujon 98, est normalement appliqué par un ressort de soupape 500 revotant la forme d'un ressort de compression à boudin traversé par le goujon 98. Le raccord d'aspiration 61 du ventilateur 60 est relié par l'intermôdiaire d'un manchon de caoutchouc 74 avee le raccord d'échappement 65 qui débouche d'une chambre 67 se paree de la seconde chambre de soupape 39 Bar la paroi 66 et communiquant par l'intermédiaire de l'orifice 69 dans la paroi frontale inférieure 41 par l'intermédiaire de orifice 7 dans le couvercle 3, avec la chambre de couvercle 9. Dans le fonctionnement en filtration correspondant a la position de la soupape de commutation 35 représentée sur le côté droit de la figure 2, la bobine dans le capot de soupape 64 est parcourue par le courant et a amené la tige de soupape 77 avec les pièces fixées sur elle, dans la position terminale inférieure. Le troisième disque de soupape 75 stap- plique contre le troisième siège de soupape 78, ferme les crifi ces traversants 74 et agit comme entraîneur pour le second disque de soupape 72 qu'il applique contre le second siège de soupape 73.Le premier disque-de soupape 70 est soulevé du premier siège de soupape 71 et a rendu libre le premier orifice d'échappement 445 Le ventilateur 60 aspire maintenant par l'intermédiaire du raccord d'aspiration 61, du raccord d'échappement 65, de la chambre 67, de l'orifice 69 dans la paroi frontale inférieure 41 du boîtier de soupape 36, de l'orifice 7 dans le couvercle 3, de la chambre de couvercle 9, de l'orifice d'évacuation 28, -de la deuxième chambre de filtre 22 et , radialement de l'extérieur vers l1intérieur, à travers le moyen de filtration 10, de l'air à partir du boîtier 2 du séparateur 1.La dépression ainsi engendrée dans ce séparateur, fait que le produit d'alimentation est aspiré dans le séparateur par le tube d'alimentation 4. De fines particules du produit d'alimentation se déposent alors sur la périphérie externe du moyen de filtration 10. L'air aspiré est expulsé à l'air libre par l'intermédiaire du rac cnrd de refoulement 62 du ventilateur 60, du raccord d'entrée L6 , de la première chambre de soupape 38, du premier orifice d'échappement 44 et des perforations 43. Si le processus d'alimentation doit être- inter- rompu et le moyen de filtration 10 nettoyé, le courant parcou ant la bobine magnétique est coupé, et le ressort de rappel 67 pousse vers le haut la tige de soupape 77. Il s'établit alors tout d'abord, l'état de la soupape de commutation 35 représenté sur la figure 3, état dans lequel le troisième disque de soupape 75 est un peu soulevé du troisième siège de soupape 78 contre l'action de la pression différentielle agis sant sur lui.De l'air peut alors parvenir à partir de la première chambre de soupape 38 par l'intermédiaire des orifi ces traversants 74 dans la seconde chambre de soupape 39 et neutraliser la pression qui sly était établie Si l'équifi brage de l'air est poursuivi jusqu'a une valeur prédéterminée, dépendant des forces du ressort de rappel 76 et du ressort 79, ainsi que de la différence de pression s'exerçant sur le seopnd siège de soupape 72, alors le ressort 79 soulève le second disque de soupape 72 jusqu'a ce qu'il s'applique avec son troisième siège de soupape 78 contre le second disque de soupape 75 et ferme les orifices traversants 74.Le ressort de rappel 76 peut maintenant rappeler la tige de soupape 77 dans la position de départ représente à gauche sur la figure 5 et sur la figure 2, et dans laquelle le premier orifice d'é- chappement 44 est fermé par le premier disque de soupape 70 tandis que le second orifice d'échappement 45 est ouvert Maintenant, l'air en provenance du ventilateur 60-est refoulé dans l'espace creux 17 de l'ailette à buses 16 par l'intermé- diaire du raccord de refoulement 62, du raccord d'admission 46, de la première chambre de soupape 38, du second orifice d'échappement 45, de la seconde chambre de soupape 39, des orifices de liaison 49 et de la canalisation d'amenée 25. Cet air quitte l'ailette à buses 16 par les orifices 23 et traverse le moyen de filtration 10 radialement de l1inté- rieur vers l'extérieur en libérant les particules qui se sont déposées sur la périphérie extérieure. Par une-disposi tion convenable des orifices 23 ou bien par des orifices sup plémentaires orientés en direction de la périphérie, on fait en sorte que l'ailette à buses tourne selon le principe de re- action.L'air soufflé dans la zone des orifices 23 de l'inté rieur vers l'extérieur à travers le moyen de filtration 10 traverse le moyen de filtration 10 à d'autres emplacements, radialement de l'extérieur vers l'intérieur, et s'écoule par l'orifice d'évacuation 28, la chambre de couvercle 9, les ori fices 7 dans le couvercle 3 et 69 dans la face frontale infé rieure 41 du boîtier de soupape 36 ainsi qu'a travers la cham bre 67, le raccord d'échappement 65 et les raccords d'aspira tion 61 à nouveau vers le ventilateur 60. L'air est ainsi mis en circuit. La soupape de surpression 102 s'ouvre lorsqu'une valeur déterminée de la pression différentielle drune chambre entre le raccord de refoulement 62 et l'ailette à buses 16 par rapport à une chambre entre l'ailette à buses 16 et le raccord d'aspiration 61 se trouve franchie. Dans l'exemple de réalisation, la soupape de surpression 102 relie la seconde chambre de soupape 39 avec-la chambre de couvercle 9 par l'in termédiaire de la troisième chambre de soupape 95, de ltori- fice d'excès d'air 96 dans la paroi frontale-inférieure 41 du bottier de soupape 46 et l'orifice 6 dans le couvercle 3. L'air excédentaire qui p,7eut, par exemple, se présenter par suite d'un ventilateur 60 trop largement dimensionné, est re foulé vers le ventilateur 60 par la soupape de court-circuit 102 en évitant l'ailette à buses 16 à partir du raccord d'aspira- tion 62 par l'intermédiaire du raccord d'admission 46, de la première chambre de soupape 38, de la seconde chambre de soupape 39 et de la troisième chambre de soupape 95, à partir de la chambre de soupape 9 par la chambre 67, le raccord d'échappement 65 et le raccord d'aspiration 61. On ces ainsi as sure que malgré le raccordement du ventilateur 60 différent, l'air pleut sortir avec un débit et une vitesse au moins comparable par les orifices d'échappement 23, de même les rapports de pression à l'intérieur de la soupape de commutation 35 res- tent constants, si bien que la m8me soupape de commutation peut être utilisée avec des ventilateurs différents. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Filtre à air susceptible d'être nettoyé à contre courant destiné notamment à l'épuration de l'air d'échappement d'installations de transport pneumatique, avec un moyen de filtration en forme d'anneau traversé par le courant pendant la filtration de l'extérieur -vers l'intérie#ur,- et traversé par tronçons par le courant pendant le nettoyage de l'intérieur vers l'extérieur, qui délimite une chambre d'air épuré subdivisée en une première chambre de filtre et une seconde chambre de filtre, fermée à l'une de ses faces frontales et munie à son autre face frontale d'orifices d'arrivée et d'orifices d'échappement de ltécoulement, avec un ventilateur dont les raccords d'aspiration sont en liaison avec une chambre de filtre et dont les raccords de refoulement sont lors du filtrage en liaison avec l'environnement, la première chambre de filtre étant constituée par l'espace creux d'une ailette à buses , montée coasiålement et étant susceptible de tourner dans la chambre d'air épuré, avec une pluralité d'orifices orientés de l'extérieur vers le moyen de filtration pour la sortie de l'air à contre courant, les raccords d'aspiration du ventilateur étant raccordés à la seconde chambre de filtre entourant l'ailette a buses, une soupape de commutation-étant prévue pour enclencher a volonté la filtration ou le nettoyage à contre courant, cette soupape comportant un orifice d'admission relié aux raccords de refoulement du ventilateur, ainsi qu'un premier orifice d'échappement débouchant à l'air libre et un second orifice d'échappement relié avec l'espace creux de l'ailette à buses, des organes de soupapes étant prévus qui, lors de la filtration, maintiennent fermé seulement le second orifice d'échappement, tandis qu'ils maintiennent fermé seulement le premier orifice d'échappement lors du nettoyage à contre courant, filtre caractérisé en ce que la soupape de commutation (35) revet la forme d'une soupape à soulèvement et comporte comme organes de soupapes un premier disque de soupape (70) et un premier siège de soupape (71) associés au premier orifice d'échappement (44), ainsi qu'un second disque de soupape (72) traversé par des orifices (74), et un second siège de soupape (73-) , associés au second orifice dtéchappe- ment, coaxial au premier et situé en face de lui, tandis qu'entre ces disques de soupapes (70, 72) est placé un troisième disque de soupape (75) pour fermer les orifices traversants (74), une tige de soupape commune (77) étant prévue, susceptible de se déplacer axialement d'une position de nettoyage à contre courant dans une position de filtration, contre#l'ac- tion d'un ressort de rappel (76) prenant appui sur les pièces de soupape fixes, tige de soupape sur laquelle est monté le premier disque de soupape t70) et sur lequel est monté le troisième disque de soupape (75) pour entraîner le second disque de soupape (72) traversé par la tige de soupape (77) sur laquelle il est susceptible de glisser, et appliqué sur le troisième disque de soupape (75) par un ressort (79) prenant appui sur la tige de soupape (77). 2.- Filtre à air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier disque de soupape (70) et le troisième disque de soupape (75) sont traversés par la tige de soupape (77) en étant susceptibl# de glisser sur elle, etsont susceptibles d'être appliqués contre des paliers de butées (91,.92) de la tige de soupape (77) par un ressort à boudin de compression (90) guidé sur la tige de soupape (77) entre les disques de soupapes (75, 70). 3.- Filtre à air selon l'une quelconque des revendications i et 2, caractérisé en ce qutune chambre parcourue par l'air lors du nettoyage à contre courant entre les raccords de refoulement (62) et l'ailette à buses (16), est reliée avec une chambre parcourue par air entre l'ailette à buses (16) et les raccords d'aspiration (61), par l'intermédiaire d'un orifice de court-circuit (101) commandé par le corps de soupape (99) d'une soupape de surpression (102), qui maintient fermé cet orifice de court-circuit (96) audessous d'une valeur prédéterminée de la différence de pression sur les deux côtés de la soupape de surpression (102), et qui ouvre progressivement cet orifice au-dessus de cette valeur lorsque la différence de pression crolt.