Brevet FR2457117A1 — publié le 19801219

La présente invention se rapporte aux filtres à cartouches servant à épurer des liquides et des gaz. L'invention peut être appliquée, notamment: dans l'industrie des vernis et peintures, pour l'épuraiion des vernis, des peintures, des émaux, des bitumes et des résines; dans l'industrie alimentaire, pour ltépuration des marinades, des huiles alimentaires du miel, du café; dans l'industrie pétrochimique, pour ltépura- tion de l'acétone, du méthanol, de l'antigel, de la glycérine, du pétrole et de ses dérivés, ainsi que des gaz de four; dans l'in- dustrie pharmaceutique, pour 1'épuration du chloroforme, des agents de désinfection, des parfums, des shampooings, des crèmes; dans l'industrie, pour ltépuration de l'air, des gaz, de l'eau pour des installations thermiques énergétiques; dans d'autres domaines,pour l'épuration des graisses et des eaux résiduaires dans les installations frigorifiques, pour l'épuration des huiles et des émulsions dans l'industrie des machines-outils et autres instruments. Un accroissement de la production de diverses branches dtin, dustrie et les exigences plus sévères, pour ce-qui est de-la qualité du produit, ainsi qu'une augmentation de la productivité de travail, une~amélioration des conditions de travail des ouvriers occupés dans les industries utilisant des produits toxiques, rendent nécessaire la mise en oeuvre de filtres nouveaux ayant un haut rendement et permettant d'éviter un travail manuel d'entretien. On connaît un filtre comportant deux éléments filtrants travaillant à tour de rôle, pourvu d'un tiroir pour le changement automatique de la direction d'amenée du milieu à filtrer. Lors de la contamination du filtre en service le capteur de la variation de pressions commandant le mécanisme de commutation du tiroir se met en action. Ce dernier fait revenir une partie du filtrat sortant pour la régénération de l'élément filtrant à contre-courant. On connaît également un filtre, produit par la Société "AMF Cuno", utilisé pour la filtration de liquides-et de gaz à travers des cartouches filtrantes à parois minces qui ne sont pas régénérées et dont les pores sont de dimensions prédéterminées. Les cartouches sont placées dans des chambres rendues étanches ou dans un groupe de chambres mises en communication par l'intermé- diaire d'un dispositif de distribution. Au cours de la filtration, le milieu à épurer, en passant à travers les parois de la cartou- che, est filtré, tandis que les impuretés s'accumulent dans les pores de la cartouche.A mesure de l'accumulation des particule la résistance de la cartouche à la filtration augmente et le rendement du filtre diminue. En vue d'assurer un rendement opti mal du filtre, on dirige alors le courant du produit à épurer v, une autre chambre comportant des cartouches neuves, et on rempl ce manuellement les cartouchesfiltrantes se trouvant dans la ch bre débranchee. La Société "AMF Cuno fabrique des filtres dans lesquels il est poasible de disposer une, trois, neuf, dix-huit, quarante deux et deux-cent-cinquante-six- cartouches. Les filtres de ce genre sont constitués par un corps comportant un couvercle démo@ table et par des tubes de guidage perforés servant à la fixatif des cartouches et à ltévacuation du filtrat. Ce filtre a un faible rendement étant donné qu'il est né cessaire d'effectuer des opérations manuelles de démontage dudit filtra, de remplacement des cartouches et de montage du filtre. Etant donné que le remplacement des cartouches exige un temps pur longé, il devient nécessaire d'augmenter le nombre des cartouche filtrantes fonctionnant simultanément. Du fait d'un lavage irréc lier des cartouches dans les filtres comportant plusieurs-cartot ches, il se produit une perte du produit à filtrer. En outre,lor du démontage et du remplacement des cartouches, les conditions sanitaires sont perturbées. L'invention a pour but principal de procurer un filtre à cartouches servant à épurer des liquides et des gaz t dont la cor truction permettrait d'automatiser les opérations de filtration et de remplacement des cartouches filtrantes. Le filtre à cartouches selon l'invention, utilisé pour l' puration des liquides et des gaz par élimination des impuretés mécaniques sous pression, comporte des chambres, renfermant les cartouches filtrantes, munies de couvercles avec des tubulures pour l'amenée et l'évacuation des produits gazeux et liquides au poste de filtration et pour l'épuration des chambres renfermant les cartouches, le filtre comportant un indicateur de variation des pressions dans la tubulure d'amenée des produits, le susdit filtre étant caractérise en ce qu'il comporte en outre un dispos tif pour le stockage et le remplacement des cartouches filtrante un mécanisme de déplacement des chambres, un mécanisme de déplac ment des couvercles, et une unité de commande, De plus, les chambres sont pourvues de guides perforés disposés du côté extérieur des cartouches et d'un dispositif à ressort servant à la fixation des cartouches filtrantes. Le dispositif servant au stockage et au remplacement des car- touches filtrantes peut être réalisé sous forme de douilles reliées rigidement entre elles et abritant les cartouches, et il peut être équipé d'une commande de déplacement. Les cartouches sont disposées suivant une circonférence et peuvent se déplacer autour de l'axe du dispositif sous l'action d'un mécanisme d'orientation angulaire. Les chambres reliées rigidement entre elles peuvent alors être disposées suivant la circonférence en question, tandis que le dispositif servant au stockage et au remplacement des cartouches filtrantes peut être réalisé sous forme d'une cassette avec des ressorts. Il est avantageux que les mécanismes de déplacement des chambres et des couvercles et la commande servant au déplacement des cartouches filtrantes soient réalisés sous forme de vérins hydrau ligues. L'invention ressortira mieux encore de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif, description se référant aux dessins annexes dans lesquels: -la figure 1 représente les éléments essentiels d'un filtre à cartouches selon l'invention, -la figure 2 représente ce filtre à cartouches en vue de dessus; -la figure 3 montre le filtre à cartouches muni d'un dispositif pour le stockage et le remplacement des cartouches filtran- tes réalisé sous forme de cassettes; -lå figure 4,enfin, est une section Suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Le filtre à cartouches illustré fiv.1 est constitué par une ou plusieurs chambres 1 disposées sur des guides mobiles 2 et asservies à un mécanisme de déplacement se présentant sous forme d'un vérin hydraulique 3. A l'intérieur des chambres 1 sont montés des guides perforés 4 destinés à assurer ltorientation angulaire des cartouches filtrantes 5 et un dispositif à ressort 6 servant à prévenir une chute spontanée des cartouches 5 lors de leur remplacement. Les chambres 1 sont fermées des deux côtés respectivement par des couvercles 7 et 8 montés sur des tiges de commande actionnées par des vérins hydrauliques 9.Le couvercle 7 comporte une tubulure 10 pour l'amenée d'un produit contaminé, d'un solvant pur et d'un gaz inerte. Le couvercle 8 comporte ~ tubulures 11, 12 pour l'évacuation des résidus et pour la sort du produit purifié. Le couvercle 7 est pourvu d'un élément d'e chéité 13. Les deux couvercles 7 et 8 sont appliqués contre ls chambres 1 par des ressorts 14 qui les rendent étanches. Au-de de chaque chambre 1 est monté un dispositif 15 pour le stockac et le remplacement des cartouches filtrantes 5, ce dispositif comportant des douilles 16 dans lesquelles sont placées lesdit cartouches filtrantes 5.Le dispositif 15 comporte aussi un mé nisme à rochet et cliquet 17 actionnable par un dispositif d'c tation réalisé sous forme d'un vérin hydraulique 18. Pour perm tre l'introduction de cartouches neuves 5 dans les chambres 1, lesdites chambres 1 sont équipées d'une commande pour le dépla ment des cartouches 5 réalisée sous forme d'un vérin hydrauliq 19 à tige -20. Le filtre est pourvu d'un bloc de commande 21 et d'un dicateur 22 de variation des pressions dans la conduite d'amen A travers une conduite 23 on amène à la tubulure 10, à partir du bloc de commande 21, un produit pollués un gaz inert et un solvant, et, à travers une conduite 24, on introduit un duit pur provenant de la tubulure i2. A travers une conduite 2 arrivent, avant le lavage, les résidus du produit contaminé pr venant de la tubulure 11. Les douilles 16 (fig.2) sont rigidement reliées l'une l'autre et sont disposées suivant une circonférence et rendues susceptibles de se déplacer autour de l'axe du dispositif 15 (fig.1) servant au stockage et au remplacement des cartouches filtrantes 5. Selon un autre mode de réalisation, le filtre est cons tué par les chambres 1 (fig.3) qui sont rigidement reliées l'uz à l'autre. Les chambres 1 sont rendues susceptibles de se déplut cer autour de l'axe central 26 à l'aide d'un mécanisme de déplu cement réalisé sous forme du vérin hydraulique 3 (fig.1). A l' térieur des chambres 1 (fig.3) sont placés les guides 4 servant à assurer l'orientation des cartouches 5 et le dispositif à ret sort 6 empêchant une chute spontanée des cartouches 5, ce qui pourrait avoir lieu au cours de leur remplacement.Les chambrez 1 sont fermées des deux côtés respectivement par les couvercles 7 et 8 montés sur les tiges des vérins hydrauliques 9. Le couve cle 7 est muni d'un élément d'étanchéité 132 tandis que le couvercle 8 possède une tubulure 27 pour l'amenée d'un produit contaminé, d'un gaz inerte et d'un solvant pur et pour ltévacuation des résidus avant le lavage.Une tubulure 28 sert à évacuer le produit pur, le solvant et le gaz au stade du lavage et du soufflage des cartouches 5 et de la chambre 1. Les deux couvercles 7 et 8 sont appliqués contre les chambres 1 par l'intermédiaire des ressorts 14. Au-dessus de chaque chambre 1 se trouve un dis .positif 15 pour le stockage et le remplacement des cartouches filtrantes 5, ledit dispositif étant réalisé sous forme de cassettes 29. Le dispositif 15 comporte le mécanisme de déplacement des cartouches 5 réalisé sous forme du vérin hydraulique 19 à tige 20. Sur la conduite d'amenée 23 est monté l'indicateur 22 de variation des pressions. Le filtre est pourvu du bloc de commande 21. Le filtre est mis en communication avec une conduite 31 à travers laquelle, à partir de la tubulure 28, il se produit l'é- vacuation du produit pur et du solvant et du gaz de soufflage contaminés. Les chambres 1 (zig.4) abritant les cartouches filtrantes 5 sont mises en communication l'une avec l'autre et sont disposées suivant une circonrérence. La cassette 29 abrite les cartouches filtrantes 5, des ressorts 30 et des déflecteurs 32. Le fonctionnement du filtre à cartouches selon ltinvention est le suivant. Un produit contaminé amené sous pression arrive à la tubulure 10 (fig.1) prévue dans le couvercle 7 de la chambre 1 renfermant les cartouches filtrantes 5 et, en passant depuis l'exté- rieur, à travers les parois des cartouches 5, jusqu'à la cavité interne desdites cartouches ce produit est épuré et ensuite évacué à travers la tubulure 12 prévue dans le couvercle 8. A mesure de la contamination des cartouches 5 la pression à l'intérieur de la conduite d'amenée 23 augmente. Lorsque la pression atteint une valeur prëdéterminée, l'indicateur 22 de variation des pressions délivre un signal et le bloc de commande 21 fournit successivement les ordres pour couper l'arrivée du produit, évacuer les résidus, effectuer un soufflage par du gaa inerte, un lavage par le solvant et un soufflage secondaire. Après cela, les vérins hydrauliques 9 se mettent automatiquement en action et les couvercles 7 et 8 s'ouvrent. Le vérin hydraulique 3 déplace les chambres 1 dans la position A de remplacement des cartouches 5 et le dispositif 15, par l'intermédiaire du vérin hydraulique 19, charge dans lesdites chambres des cartouches 5 neuves.Les cartouches 5 neuves, lors de leur introduction dans les chambres 1, chassent les cartouches usées qui sont évacuées des chambres 1, tandis que les cartouches neuves prennent la plz ce des cartouches usées. Cette opération terminée, le vérin hydraulique 3 fait revenir les chambres 1 dans la position de départ, les ressorts 14 ferment les couvercles 7 et 8, le bloc de commande 21 délivre une commande pour le cycle suivant de filtre tion et le mécanisme d'orientation réalisé sous forme du vérin hydraulique 18 fait tourner les douilles 6 (fig.2) d'un pas. En choisissant différents nombres de chambres 1 (fig.1),- il est possible de former des filtres permettant d'obtenir des rendements différents. En cas de présence d'une rangée de réserve de chambres 1 il est possible d'assurer un fonctionnement ininterrompu du filtre en régime automatique, en mettant hors service, pour une 61 ration donnée de la pression, une des rangées et en mettant en jeu simultanément la rangée de réserve. La pression régnant dan la conduite d'amenée 23 s'abaisse de nouveau et la rangée usée sera rechargée. En cas d'une élévation ultérieure de la pression le cycle se répète, mais ctest la rangée suivante qui est mise hors service. Ce processus se reproduit ainsiJusqu'à ce que toutes les chambres à filtres prévues dans le filtre soient rechargées. En cas de réalisation du dispositif 15 sous forme de cassettes 29 (fig.3) et de disposition des chambres 1 (fig.4) suivant une circonférence, le déplacement des cartouches filtrantes 5 dans la cassette 2g est assuré au moyen du ressort 30, et la fixation des cartouches 5 à l'intérieur de la cassette 29, au cours du remplacement est assurée à l'aide du déflecteur 32. La disposition des chambres ? suivant une circonférence et l'utilisa- tion du dispositif 15 sous forme des cassettes 29 permettent de réduire les dimensions du filtre et d'installer sur la même surface un plus grand nombre de chambres 1 (fig.1) ce qui donne la possibilité d'augmenter le rendement du filtre. Le filtre à cartouche selon l'invention présente notammen les avantages suivants: -rendement élevé du fait de l'absence d'opérations manuelles de démontage, de remplacement des cartouches filtrantes et de montage du filtre, -réduction du nombre des cartouches filtrantes fonctionnant simultanément ce qui est rendu possible par une diminution du nombre d'opérations auxiliaires lors du remplacement des cartouches filtrantes; -absence de conditions néfastes au point de vue sanitaire au cours d'un démontage et d'un remplacement de cartouches fil- trantes; -diminution des frais de travail manuel, de 90 S environ; ; -réduction des pertes du produit soumis au filtrage, en raison d'une amélioration des conditions de lavage et de soufflage des cartouches filtrantes usées. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède,l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés;elle en embrasse au contraire,toutes les variantes. -REVENDICATIONS t iltre à cartouches pour L'épuration de liquides et de gaz, en vue de les débarrasser d'impuretés mécaniques sous pre sion, comportant des chambres abritant des cartouches filtrant et munies chacune de deux couvercles avec des tubulures pour l menée et l'évacuation des produits gazeux et liquides au poste de filtration et pour l'épuration des chambres renfermant les cartouches, le filtre comportant un indicateur de variation de pressions dans lå tubulure d'amenée des produits, le susdit fi tre étant caractérisé par le fait qu'il est équipé d'un dispos tif pour le stockage et le remplacement des cartouches filtran tes, d'un mécanisme de déplacement des chambres, d'un mécanism de déplacement des couvercles et d'un bloc de commande et que les chambres comportent des guides perforés disposés à l'exté- rieur des cartouches et un dispositif à ressort servant à fixe les cartouches filtrantes. 2.- Filtre à cartouches selon la revendication 1, caracté3 par le fait que le dispositif pour le stockage et le remplacem@@ des cartouches filtrantes est réalisé sous forme de douilles r gidement reliées a-vec les cartouches qu'elles abritent, dispose suivant une circonférence et susceptibles de se déplacer autour de l'axe du dispositif,ce déplacement étant assuré par un mécanisme d'orientation et ledit dispositif étant muni d'une commas de déplacement des cartouches. 3.- Filtre à cartouches selon la revendication 1, caractér sé pår le fait que les chambres qui sont rigidement reliées l'u à l'autre sont disposées suivant une circonférence, tandis que dispositif pour le stockage et le remplacement des cartouches f trantes sont réalisés sous forme d'une cassette pourvue de resso 4.- Filtre à cartouches selon l'une quelconque des revendic tions 1 à 3 caractérisé par le fait que les mécanismes de dépl cement des chambres, des couvercles et la commande servant à dé placer les cartouches sont réaliss sous forme de vérins hydraul ques.