Brevet FR2513539A1 — publié le 19830401

Dispositif dépoussiéreur filtrant d décolmatage pneumatique. La présente invention est relative à un dispositif dépoussiéreur filtrant fonctionnant de manière automatique au moyen d'un décolmatage pneumatique. Les appareils de ce type ont pour objet de séparer avec le maximum d'efficacité les deux constituants d'un gaz poussiéreux. Le gaz poussiéreux ou gaz porteur, qui est le plus souvent de l'air, comporte des poussières en suspension, de nature et de caractéristiques physiques bien déterminées. D'une manière générale, pour obtenir ce résultat, on fait passer le gaz poussiéreux à travers un matériau filtrant qui peut être par exemple un feutre synthétique non tissé maintenu dans le trajet du gaz à l'intérieur d'un caisson de filtration. C'est ainsi qu'on connatt déjd des filtres de ce type dits cassettes, dans lesquels on utilise une pluralité de cassettes compactes se présentant sous la forme d'un cadre métallique recevant des filtres en forme de poche réalisés à l'aide de feutre synthétique. Les cassettes sont accessibles pour inspection ou changement au moyen d'une porte de visite latérale, ce qui présente l'avantage de faciliter les opérations d'entretien et d'inspection sans exiger d'espace particulier au-dessus du caisson de filtration. Il est donc possible de loger aisément l'ensemble à l'intérieur d'un bâtiment de hauteur relativement faible. Le décolmatage des éléments filtrants se fait par introduction d'air comprimé dans la chambre de sortie du gaz épuré après obturation de cette chambre de sortie.L'opération de décolmatage nécessite donc l'arrêt périodique du fonctionnement. Par ailleurs, ces dispositifs de filtration dits à cassettes présentent un grand nombre d'inconvénients. La remise à neuf des éléments filtrants nécessite pratiquement le remplacement de l'ensemble de la cassette compacte de filtration. De par leur structure meme et en particulier le mode de fixation par collage des divers épaisseurs de feutre filtrant, les filtres de ce type ne sont pas adaptés au traitement de certains gaz poussiéreux et notamment de gaz à haute température. Compte tenu des nombreux inconvénients techniques constatés lors de la mise en oeuvre de ces filtres à poche ou à cassettes, d'autres types de dispositif à filtration ont été développés. Dans ces dispositifs, les éléments filtrants sont constitués par des sacs tubulaires montés sur une armature en fil métallique et dont la gueule enserre un manchon monté sur une plaque de support perforée. Le gaz poussiéreux aspire à travers le matériau filtrant constituant les différents sacs tubulaires peut donc être extrait par une chambre de sortie communiquant avec les différents manchons précités. Le décolmatage se fait en injectant périodiquement de l'air comprimé dans l'axe de chaque sac tubulaire, cette injection pouvant etre améliorée par l'adjonction d'un venturi qui permet de diminuer le débit de l'air comprimé injecté.Cet air comprimé provoque une déformation de courte durée du sac tubulaire qui entraine le décollage du ~gâteau"formé par les poussières qui sont venues se déposer sur la face externe des sacs tubulaires pendant le fonctionnement. On notera que dans ces dispositifs de filtration, le décolmatage peut donc se faire de façon automatique sans arrêter le fonctionnement du dispositif de filtration. Lorsque l'extraction des éléments filtrants se fait par un orifice latéral du caisson de filtration, on constate que la fixation des différents sacs tubulaires autour des manchons de support nécessite une intervention manuelle relativement malaisée et complexe de sorte que ces dispositifs ne donnent pas complète satisfaction sur le plan de leur mise en oeuvre. Dans d'autres variantes, les éléments filtrants sont introduits par le dessus de la plaque de support perforée ce qui entraîne un montage plus simple, l'extrémité munie d'un joint d'étanchéité de chaque sac filtrant tubulaire étant serrée entre la plaque de support perforée et la face frontale de l'armature métallique dudit sac tubulaire. Toutefois, cette disposition nécessite de prévoir un espace important au-dessus du caisson de filtration afin de permettre le montage et le démontage de chaque élément filtrant individuel. La présente invention a pour objet de supprimer les différents inconvénients constatés dans la pratique lors de la mise en oeuvre des dispositifs de filtration de l'art antérieur utilisant des éléments filtrants se présentant sous la forme de sacs tubulaires. De manière plus précise, l'invention a pour objet un tel dispositif dépoussiéreur filtrant dans lequel les différents éléments filtrants sont groupés sous la forme de plusieurs blocs filtrants pouvant être aisément extraits et remplacés latéralement par rapport au caisson du dispositif. L'invention a également pour objet un dispositif de filtration qui présente un large domaine d'application et qui soit apte à traiter des concentrations en poussière élevées ainsi que des gaz à haute température. Le dispositif de l'invention peut en outre aisément être aménagé pour le traitement de gaz contenant des poussières dangereuses telles que des poussières contaminantes ou radioactives. Enfin, le dispositif de filtration de l'invention comporte un faible nombre de pièces identiques de dimensions relativement réduites qui peuvent être fabriquées par des procédés d'emboutissage et d'assemblage automatisés ce qui permet d'obtenir un prix de revient très concurrentiel. Le dispositif dépoussiéreur filtrant à décolmatage pneumatique selon l'invention comprend un caisson muni d'une entrée de gaz poussiéreux et d'une sortie de gaz épuré. A l'intérieur du caisson se trouvent disposés, dans le trajet du gaz poussiéreux, plusieurs blocs filtrants. Chaque bloc filtrant comprend une pluralité d'éléments filtrants constitués chacun par un sac tubulaire en matériau filtrant enfilé sur une armature constituée par exemple de quatre tiges disposées en carré avec un venturi de décolmatage monté du coté de la sortie de l'air épuré. Les différents éléments filtrants sont montés par leur extrémité sur une plaque de support perforée. En outre, des buses de décolmatage sont disposées dans l'axe de chaque venturi de décolmatage afin de permettre l'injection périodique d'air comprimé entraînant la déformation des sacs tubulaires et le décolmatage qui en résulte. Le caisson du dispositif de l'invention comporte une ou plusieurs portes d'extraction latérale pour les blocs filtrants. Selon l'invention, les sacs tubulaires et les venturi de décolmatage des différents éléments filtrants d'un bloc filtrant sont maintenus fixés par serrage entre une plaque de support perforée et un plateau extérieur également perforé. Chaque sac tubulaire comprend de préférence un joint d'étanchéité qui se trouve serré entre la plaque support et le plateau extérieur. Dans un mode de réalisation avantageux, la plaque support présente des gorges périphériques autour de chaque emplacement d'un élément filtrant afin de recevoir le joint du sac tubulaire correspondant. La fixation de la plaque support par rapport au plateau extérieur peut être faite par exemple au moyen de vis#coopé- rant avec des portions en saillie de la plaque support, le plateau extérieur étant sensiblement plan. L'étanchéité nécessaire entre chaque bloc filtrant et une chambre de sortie du gaz épuré du caisson est réalisée au moyen d'un joint gonflable périphérique. Ces joints peuvent être montés entre le caisson et chacun des blocs filtrants en coopérant avec un rebord de la plaque support du bloc filtrant correspondant. Ils peuvent également etre montés dans une gorge périphérique du bloc filtrant formée par les bords périphériques de la plaque support et du plateau extérieur. Si l'on désire adapter le dispositif de filtration de l'invention au filtrage de gaz chargés en particules dangereuses par exemple des particules contaminantes ou radioactives, il est possible d'entourer chaque bloc filtrant d'un chemisage étanche, le gaz poussiéreux ne pénétrant alors que par une face libre du bloc, à l'opposé de la plaque support. Dans ce cas, l'étanchéité entre chaque bloc filtrant et une chambre d'entrée du gaz poussiéreux est réalisée au moyen d'un joint gonflable périphérique monté entre le caisson et le chemisage étanche lui-même. De cette manière, au moment de l'extraction d'un bloc filtrant les poussiéres dangereuses ou contaminantes restent à l'interieur du chemisage dont la paroi externe se trouvant du côte du gaz épuré est parfaitement propre. Les opérateurs ne risquent donc pas d'entrer en contact direct avec les poussières dangereuses. Le dispositif de dépoussiérage et de filtration de l'invention comporte en outre des buses de décolmatage montées sur des rampes d'injection d'air comprimé comportant de préférence une pluralité de branches parallèles correspondant aux différentes rangées d'éléments filtrants de chaque bloc filtrant. Les rampes multibranches de décolmatage sont de préférence réalisées par emboutissage de deux flancs métalliques avec formation simultanée des buses de décolmatage. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels la fig. l est une vue partiellement en coupe transversale d'un dispositif dépoussiéreur filtrant selon l'invention; la fig. 2 est une vue en élévation du dispositif de la fig. l; la fig. 3 est une vue en coupe fortement agrandie d'une partie du dispositif montrant la fixation des éléments filtrants sur une plaque de support; la fig. 4 est une vue en coupe agrandie d'une variante du dispositif illustré sur la fig. 3; la fig. 5 est une vue schématique de dessus d'un bloc filtrant montrant également une rampe d'injection d'air comprimé; la fig. 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la fig. 5 montrant le profil de la rampe d'injection. Tel qu'il est représenté sur les fig. 1 et 2, le dispositif dépoussiéreur filtrant de l'invention comprend un caisson l muni d'une entrée de gaz poussiéreux 2 disposée sur la face latérale arrière du caisson l et une sortie 3 de gaz épuré disposée à la partie supérieure sur l'un des côtés du caisson. Une trémie 4 est en outre prévue dans la partie basse du caisson l afin de recueillir les poussières qui peuvent être extraites par exemple au moyen d'une vis d'extraction 5 montée dans le fond de la trémie 4. Dans la partie centrale du caisson 1 se trouvent montés plusieurs blocs filtrants 6 qui peuvent etre extraits du caisson 1 par ouverture de portes d'accès 7 placées sur la face latérale avant du caisson 1. Chaque porte d'accès 7 permet l'extraction de deux blocs filtrants 6 montés coté à côte comme on peut le voir sur la fig. 2. Chaque bloc filtrant comprend une pluralité d'éléments filtrants 8 montés verticalement dans un châssis tubulaire 9 et suspendus par une plaque de support supérieure 10 perforée. Un joint d'étanchéité périphérique 11 gonflable à l'air comprimé assure l'étanchéité entre la portion du caisson 1 recevant le gaz poussiéreux et la chambre de sortie 12 du coté du gaz épuré. Dans cette chambre de sortie 12 se trouvent montées plusieurs rampes 13 d'injection d'air comprimé, chaque rampe comportant une pluralité de buses d'injection 14 disposées dans l'axe d'un élément filtrant 8. Dans ces conditions, le gaz poussiéreux pénétrant par l'entrée 2, soumis à la dépression d'une soufflante non représente, est amené à traverser les éléments filtrants 8 en forme de sacs tubulaires fermés avant de pénétrer dans la chambre de sortie 12 et d'etre évacué par la sortie 3. Les poussières dont il était initialement chargé se déposent sur la surface extérieure des éléments filtrants 8. Périodique- ment, on injecte de l'air comprimé par les buses 14 sans arreter le fonctionnement de l'ensemble, ce qui provoque une déformation temporaire des surfaces des sacs filtrants 8 réalisés en feutre relativement souple, entraînant le décollage du gâteau formé par les poussières retenues. Ces pous sières tombent dans la trémie 4 et sont ensuite évacuées par la vis 5. Comme on peut le voir sur la vue agrandie de la fig. 3, chaque élément filtrant 8 comprend un sac tubulaire 15 par exemple en feutre synthétique, susceptible d'assurer la sépa- ration désirée des poussières. Le sac tubulaire 15 dont le fond non représenté sur la fig. 3 est bien entendu fermé, est enfilé sur une armature de support constituée par quatre tiges métalliques 16 disposées en carré de sorte que les faces du prisme de section carrée ainsi constituées par le sac tubulaire 15 puissent se trouver librement déformées vers l'inté- rieur sous l'action de la dépression lors du fonctionnement normal du dispositif et vers l'extérieur sous l'action d'une surpression temporaire lors de l'opération de décolmatage.Les quatre tiges 16 de l'armature sont fixées par exemple par soudage à leur extrémité supérieure sur le bord périphérique horizontal 17 d'un venturi de décolmatage 18 qui pénètre en partie à l'intérieur de l'extrémité haute du sac tubulaire 15. Le sac tubulaire 15 comprend en outre dans sa partie haute un bourrelet périphérique 19 jouant le rôle de joint d'étanchéité. On comprendra bien entendu qu'une autre forme d'armature pourrait parfaitement être utilisée sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Les éléments filtrants 8 ainsi constitués sont fixés sur la plaque support perforée 10 par serrage entre cette dernière et un plateau extérieur 20 également perforé selon les orifices carrés 20a. Comme on peut le voir en particulier sur la fig. 3, la plaque support perforée 10 comporte, dans le mode de réalisation illustré, autour de chaque élément filtrant 8, une gorge périphérique 21 obtenue par exemple par emboutissage et entourant l'orifice de forme carrée îOa qui reçoit l'elément filtrant 8. Cette gorge périphérique 21 est adaptée dans sa forme et ses dimensions afin de recevoir le joint d'étanchéité 19 du sac tubulaire 15. Le plateau extérieur 20 est sensiblement plan et comporte uniquement un rebord périphérique 22 dirigé vers l'extérieur. Le serrage se fait au moyen de vis 23 qui coopèrent avec des portions 24 de la plaque support qui se trouvent en saillie par rapport au fond des gorges 21 comme on peut le voir sur la fig. 3. Le montage d'un élément filtrant 8 se fait donc par introduction du sac tubulaire 15 monté sur son armature 16 par le dessus du châssis 9, dans l'un des orifices carrés 10a de la plaque perforée 10. Lors de cette opération de montage, le joint 19 vient se loger dans la gorge périphérique 21 et il se trouve maintenu entre cette dernière et le rebord 17 du venturi de décolmatage 18. Le montage est achevé par la pose du plateau extérieur 20 dont les orifices 20a viennent se placer dans l'axe des éléments 8 et son serrage par les vis 23. Dans le mode de réalisation de la fig. 3, la plaque support 10 comporte un rebord périphérique 25 qui vient s'appuyer sur les montants verticaux du chassies métallique 9 du bloc filtrant. La face supérieure 25a du rebord 25 joue le rôle de piste pour le joint gonflable 11 qui est monté dans le bâti 26 de la chambre supérieure 12 du caisson 1. Dans la variante illustrée sur la fig. 4 où les pièces identiques portent les mêmes références, la plaque de support perforée 27 comporte à la place du rebord périphérique 25 une gorge périphérique 28 dont le flanc extérieur 29 est plus haut que le flanc intérieur 30. La gorge 28 est complétée du côte interne par le rebord 31 dirigé vers l'extérieur du plateau extérieur 32. Les flancs 29 ainsi que 30 et 31 de la gorge périphérique 28 sont en outre légèrement inclinés par rapport à la verticale de façon à permettre de recevoir un joint gonflable 33 ayant un profil en forme de triangle tronqué. Ce joint qui se trouve donc cette fois monté dans le bloc filtrant lui-même vient coopérer lors du fonctionnement avec la partie supérieure périphérique 34 de la chambre 12 du caisson 1. Dans le dispositif selon l'invention, chaque bloc filtrant 6 coopère avec une rampe d'injection d'air comprimé 13 de structure multibranche visible sur les fig. 5 et 6. Dans l'exemple illustré sur la fig. 5, le bloc filtrant 6 en forme de parallélépipède rectangle comprend trois rangées d'éléments filtrants 8. A chacune de ces trois rangées se trouve associé un conduit d'injection d'air comprimé 35. Chacun des conduits 35 est en communication avec un conduit d'alimentation unique 36 et se referme en U à l'extrémité opposée 37 de sorte que les trois conduits 35 communiquent entre eux à leurs deux extrémités. Dans l'axe de chaque venturi de décolmatage 18 de chaque élément filtrant 8 se trouve disposée une buse de décolmatage 14. La rampe multibranche 13est réalisée par emboutissage d'un flanc métallique supérieur 38 et d'un flanc métallique infé rieur 39 qui sont ensuite fixés l'un sur l'autre par exemple par soudage ou rivetage. On forme ainsi dans chacun des flancs précités la moitié des trois conduits 35 et dans la même opération d'emboutissage les conduits 40 de diamètre décrois- sant jouant le roule de buse d'injection 14. Pour alléger l'ensemble, on prévoit en outre des perforations 41 délimitées par des rebords repliés 42 jouant le rôle de nervures de renforcement. Les bords longitudinaux de la rampe 13 comportent des rebords repliés 43 analogues. De cette manière, il est possible de réaliser à un moindre cott les moyens d'injection d'air comprimé destinés à coopérer chaque fois avec un bloc compact de filtration. REVENDICATIONS 1. Dispositif dépoussiéreur filtrant à décolmatage pneumatique comprenant un caisson (1) muni d'une entrée (2) de gaz poussiéreux et d'une sortie (3) de gaz épure et à l'intérieur duquel sont disposés dans le trajet du gaz poussiéreux, plusieurs blocs filtrants (6) comprenant chacun une pluralité d'éléments filtrants (8) constitués chacun par un sac tubulaire (15) en matériau filtrant enfilé sur une armature de support (16) munie d'un venturi de décolmatage (18) du côté de la sortie de l'air épuré, les différents éléments filtrants (8) étant montés par leur extrémité sur une plaque support perforée (10), des buses de décolmatage (14) étant en outre disposées dans l'axe de chaque venturi de décolmatage (18) en vue de l'injection périodique d'air comprimé entraînant le ddcol- matage, et le caisson (1) comportant une ou plusieurs portes (7) d'extraction latérale des blocs filtrants (6)-, caractérisé par le fait que les sacs tubulaires (15) et les venturi de décolmatage (18) des différents éléments filtrants (8) d'un bloc filtrant (6) sont maintenus fixés par serrage entre une plaque support perforée (10, 27) et un plateau extérieur également perforé (20, 32). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque sac tubulaire (8) comprend un joint (19) qui est serré entre la plaque support et le plateau extérieur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la plaque support présente des gorges périphéri ques (21) autour de chaque emplacement d'un élément filtrant pour recevoir le joint (19) du sac tubulaire correspondant. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'armature de support est constituée de quatre tiges disposées en carre. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la fixation de la plaque support et du plateau extérieur est faite par des vis coopérant avec des portions en saillie (24) de la plaque support. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'étanchéité entre chaque bloc filtrant (6) et une chambre de sortie (12) du gaz épuré du caisson (1) est réalisée au moyen d'un joint gonflable périphérique (11, 33). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque joint (11) coopère avec un rebord (25) de la plaque support (10) du bloc filtrant correspondant. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque joint (33) est monté dans une gorge péri phérique (28) du bloc filtrant formée par les bords de la plaque support (27) et du plateau extérieur (32). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque bloc filtrant (6) est entouré d'un chemisage étanche, le gaz poussiéreux ne péné- trant que par une face libre du bloc à l'opposé de la plaque support. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'étanchéité entre chaque bloc filtrant et une chambre d'entrée du gaz poussiéreux du caisson est réalisée au moyen d'un joint gonflable périphérique monté entre le caisson et le chemisage étanche. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les buses de décolmatage sont montées sur des rampes (13) d'injection d'air comprimé de décolmatage comportant une pluralité de branches parallèles (35) correspondant aux rangées d'éléments filtrants de chaque bloc filtrant. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les rampes multibranche (13) sont réalisées par emboutissage de deux flancs métalliques (38,39) avec formation simultanée des buses de décolmatage (14).