Brevet FR2442067A1 — publié le 19800620

L'invention est relative à un filtre sous pression à cuve de logement des éléments filtrants comportant une enveloppe cylindrique en matière plastique obturée à ses extrémités respectivement par un fond et par un couvercle amovible. Les avantages des matières plastiques, notamment de légèreté et de résistance aux agents agressifs, sont bien connus et on a déjà réalisé des cuves de filtres en matière plastique. La résistance mécanique des résines thermodurcissables diminue notablement à des températures supérieures à 800, et dans les filtres à cuve travaillant sous pression et au contact de liquides chauds on est amené à doubler l'enveloppe intérieure en matière thermoplastique par une enveloppe extérieure stratifiée. La mise en oeuvre s'en trouve compliquée et les avantages des cuves plastiques sont notablement réduits. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'une cuve d'un filtre sous pression en matière plastique moulée. Le filtre selon la présente invention est caractérisé par le fait que ladite enveloppe cylindrique est en une matière plastique moulée et comprend une virole interne d'étachéité confinant le volume interne du filtre et une virole externe de frettage mécaniquement solidarisée à la virole interne. L'invention est basée sur la constatation que les caractéristiques physiques des matières plastiques permettent d'assurer une isolation thermique suffisante entre les viroles interne et externe pour maintenir cette dernière virole à une température, à laquelle elle conserve une bonne résistance mécanique, lorsque la virole interne est au contact d'un liquide chaud. La virole interne assure la fonction d'étanchéité et elle est agencée pour autoriser des dilatations thermiques et supporter les contraintes thermiques. La virole externe assure la fonction mécanique de frettage de la virole interne et constitue un ensemble rigide. Entre les deux viroles sont ménagés des alvéoles, qui contribuent à l'isolation thermique et constituent avantageusement des conduits de circulation d'un fluide de refroidissement, notamment par thermosyphon. Les viroles et les éléments de liaison peuvent être réalisés par moulage en un seul bloc, ne nécessitant aucun usinage ultérieur. La matière plastique peut être du polypropylène ou toute autre matière thermoplastique appropriée. Lorsque la hauteur de la cuve est importante, une enveloppe monobloc risque de subir des contraintes thermiques excessives et selon un développement de l'invention, l'enveloppe est constituée par un empilage d'éléments modulaires, chacun formé par des viroles interne et externe de la manière susmentionnée. Un joint de dilatation est ménagé entre les viroles internes sucessives soumises aux variations de température. Les viroles externes sont jointives et assurent la rigidité de l'empilage assemblé par des tirants. La conception modulaire présente l'avantage d'une possibilité de réalisation de cuves de tailles différentes avec des éléments standard. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une coupe axiale schématique d'un filtre selon l'invention; la figure 2 est une coupe partielle transversale, à échelle agrandie, du filtre de la figure 1. Sur les figures, une cuve étanche 10 d'un filtre sous pression comporte une enveloppe cylindrique 12 à axe vertical 14, obturée à sa base par un fond 16 et à son sommet par un couvercle amovible 18. A l'intérieur de la cuve 10 sont empilés sur un arbre central tubulaire 22 des plateaux horizontaux 20 dont seuls les plateaux de base sont représentés. Les plateaux 20 sont équipés de plaques filtrantes 24 posées sur la face supérieure rainurée 26 des plateaux 20. Le caté inférieur des plateaux est évidé et sert de chambre de rétention 28. Dans l'exemple représenté sur les figures, l'alimentation en brut du filtre s'effectue par une entrée périphérique 30 traversant le fond 16, et l'évacuation du filtrat s'effectue par l'intérieur de la cuve 1 et 'axe central 22 qui communique avec une tubulure centrale 32 traversant le fond 16.Il est clair que le filtre peut 8tre du type à alimentation centrale. De tels filtres à cuve cylindrique 10 travaillant sous pression sont bien connus et il est inutile d'en décrire la réalisation ou le fonctionnement en détail. Le fond 16 de la cuve 10, en forme de disque métallique, est protégé par un revêtement interne 34 en matière synthétique, et le couvercle 18 en forme de coupole métallique est revOtu intérieurement et extérieurement d'une couche protectrice 36 usuelle. L'enveloppe cylindrique 12 est constituée par un empilage de quatre éléments modulaires 38 identiques, dont seul l'un sera décrit par la suite. L'élément modulaire 38 en matière plastique moulée monobloc présente une virole interne 40 et une virole externe 42, reliées par des voiles radiaux 44 venant de moulage. Les voiles 44 s'étendent sur toute la hauteur de l'élément 38 et confinent avec les viroles interne 40 et externe 42 des alvéoles ou cheminées 46 de circulation d'un fluide de refroidissement. Les alvéoles 46 participent à l'isolation thermique entre les viroles interne 40 et externe 42.La hauteur de la virole interne 40 est légèrement inférieure à celle de la virole externe 42, de façon à définir entre les viroles internes successives des intervalles 48 de dilatation thermique, les viroles externes 42 étant jointives et maintenues assemblées par des tirants 50, régulièrement répartis à la périphérie de la cuve 10. Les tirants 50 s'étendent dans des orifices 52, ménagés dans les éléments modulaires 38 à proximité des viroles externes 42. Le serrage des éléments 38 résulte d'un vissage des extrémités filetées des tirants 50 dans des filetages ménagés dans le fond 16. Les extrémités opposées des tirants 50 portent des goujons 54 recevant un écrou 56 de fixation du couvercle 18. Tout autre mode d'assemblage opérant peut être mis en oeuvre. L'assemblage des viroles internes 40 est du type à tenon 58 et à mortaise 60, un joint torique plastique 62 d'étanchéité étant logé dans le fond de la mortaise 60 pour assurer l'étanché- ité de l'enveloppe 12 tout en autorisant les dilatations thermiques des viroles internes 40. Le bord supérieur 64 des éléments modulaires 38, dans lequel est ménagée la mortaise annulaire 60, est légèrement épaissie au détriment de la section de passage des cheminées 46. Des joints d'étanchéité 62 assurent d'une manière analogue l'étanchéité du couvercle 18 et du fond 16. Les éléments modulaires 38 sont avantageusement en polypropylène moulé et ne nécessitent aucun usinage ultérieur. Toute autre matière plastique moulable à caractéristiques mécaniques, physiques et chimiques, appropriées aux conditions particulières d'utilisation du filtre, peut être utilisée. Le polypropylène convient par exemple à des filtres sous pression de 4 bars pour des liquides corrosifs à 1000. L'isothermie des matières plastiques, la faible épaisseur des voiles 44 et la présence des alvéoles 46 de séparation ther mique des viroles 40, 42 permet de limiter l'échauffement de la virole externe 42 à des valeurs de dilatation thermique négligeables. La virole interne 40 au contact du liquide chaud, contenu dans la cuve 10, s'échauffe, mais peut se dilater librement grâce aux intervalles de dilatation 48, et à l'élasticité des voiles 44 de liaison entre viroles interne 40 et externe 42. Les éléments modulaires 38 peuvent comporter des inserts (non représentés) de renforcement noyés au moulage ou présenter des nervures de renforcement (non représentées). Des filtres de hauteurs différentes peuvent être réalisés à partir des mimes éléments modulaires 38 de base, la longueur des tirants 50 étant choisie en fonction du nombre d'éléments 38 empilés. Après assemblage par les tirants 50 la cuve 10 se comporte comme une cuve monobloc. Il convient de remarquer que l'empilage des éléments modulaires 38 selon l'invention comporte des joints de dilatation 48 échelonnés qui évitent toute déformation excessive et fissuration de la cuve. La hauteur de chaque élément modulaire 38 est suffisamment faible pour limiter ces déformations à des valeurs compatibles avec l'élasticité propre des éléments 38.Les joints de dilatation sont superflus entre les viroles externes 42 maintenues à une température voisine de la température ambiante et les viroles externes 42 conservent leur résistance mécanique de façon à constituer des frettes des viroles internes 40. La circulation de l'air ou du fluide de refroidissement dans les cheminées 46 peut être naturelle par thermosyphon lorsque les cheminées s'étendent verticalement ou être forcée par des pompes ou ventilateurs. Le moulage des éléments 38 modulaires alvéolés s'effectue sans difficultés par les méthodes conventionnelles de moulage et ces éléments sont utilisés brut de moulage. La mise en oeuvre du dispositif inventif ressort de l'ex- posé précédent et il suffit de rappeler qu'elle est applicable à des filtres horizontaux ou d'un type différent. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de réalisation plus particulièrement décrit et représenté. REVENDICATIONS 1. Filtre sous pression à cuve de logement des éléments filtrants comportant une enveloppe cylindrique en matière plastique obturée à ses extrémités respectivement par un fond et par un couvercle amovible, caractérisé par le fait que ladite enveloppe cylindrique est en une matière plastique moulée et comprend une virole interne d'étanchéité confinant le volume interne du filtre et une virole externe de frettage mécaniquement solidarisée à la virole interne. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite virole interne, ladite virole externe, et les éléments de liaison mécanique entre les deux viroles sont moulés en un seul bloc, des alvéoles étant ménagés entre la virole interne et la virole externe. 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits alvéoles constituent des canaux de circulation d'un fluide de refroidissement de ladite enveloppe. 4. Filtre selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les viroles interne et externe sont reliées entre elles par des voiles ou entretoises s'étendant radialement dans un interstice cylindrique ménagé entre les deux viroles. 5. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite enveloppe cylindrique comporte un empilage d'éléments modulaires cylindriques, chaque élément modulaire monobloc moulé présentant une virole interne d'étanchéité et une virole externe de frettage. 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les viroles externes des éléments modulaires successifs sont aboutées les unes aux autres, des joints de dilatation thermique étant ménagés entre les viroles internes successives. 7. Filtre selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la hauteur de la virole interne est légèrement inférieure à la hauteur de la virole externe pour réaliser des intervalles de dilatation entre les viroles internes des éléments modulaires empilés, l'étanchéité étant assurée par des joints plastiques logés dans lesdits intervalles. 8. Filtre selon la revendication 5, 6, ou 7, caractérisé par des tirants disposés entre la virole interne et la virole externe et maintenant assemblé ledit empilage d'éléments modulaires. 9. Filtre selon l'une quelconque des revendications précé dentes, à cuve cylindrique verticale, caractérisé par des canaux ménagés entre la virole interne et la virole externe et s'éten- dant sur toute la hauteur de la cuve pour permettre une circula thon par thermosyphon d'un fluide de refroidissement. 10. Filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite enveloppe cylindrique est en polypropylène moulé.