Brevet FR2521446A1 — publié le 19830819

La présente invention concerne, d'une manière généra- le, les filtres qui, couramment mis en oeuvre pour la filtra- tion d'eaux industrielles, et notamment d'eau de circulation destinée à la réfrigération de quelconques installations, condenseurs de turbine à vapeur par exemple, sont destinés à retenir, outre de quelconques débris inertes, des orga- nismes, tels que coquillages ou algues, susceptibles de pro- liférer en aval dans les installatuons desservies, au préju- dice du fonctionnement de celles-ci s'ils n'étaient pas préa- lablement éliminés. Elle vise plus particulièrement ceux de ces filtres qui comportent un corps de filtre globalement cylindrique, à tubulure d'entrée latérale droite et tubulure de sortie axiale, et une crépine fixe, qui, disposée dans ledit corps de filtre, est interposée entre la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie de celui-ci. Par tubulure d'entrée latérale droite, on entend ici une tubulure d'entrée qui, se raccordant à la paroi latérale du corps de filtre, s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe de celui-ci, et, par tubulure de sortie axiale, une tubulure de sortie qui, se raccordant à l'un des fonds trans- versaux du corps de filtre, s'étend, sinon suivant l'axe de celui-ci, au moins parallèlement a cet axe. L'un des problèmes à résoudre dans là réalisation des filtres de ce type est d'en éviter en service le colmatage de la crépine. Dans le brevet allemand N O 2 225 726, il est proposé de disposer, à cet effet, dans la tubulure d'entrée, une vanne du type vanne papillon, et, pour faciliter l'implantation de celle-ci, semble-t-il, il est suggéré une excentration de la crépine fixe dans le corps de filtre suivant l'axe de ladite tubulure d'entrée. En inclinant cette vanne papillon dans la tubulure d' entrée, il est possible, au moins théoriquement, d'assurer un lavage de la crépine lorsque les débris ont tendance à s'y accumuler. Mais il en résulte des turbulences au sein de la veine fluide correspondante, se traduisant par un désordre momenta- né du débit et une perturbation non négligeable du circuit en aval. En outre, le lavage de la crépine se fait à la demande alors que celle-ci est déjà au moins en partie colmatée ou en cours de colmatage. Dans le brevet français déposé le 22 Juin 1976 sous le N O 76 18883 et publié sous le No 2 355 544, il a au con- traire été proposé une disposition permettant d'éviter systé- matiquement un tel colmatage. Suivant cette disposition, qui se caractérise par une conjonction d'une inclinaison de la tubulure d'entrée et d' un profil en colimaçon de la paroi latérale du corps de fil- tre, ou, d'une manière plus générale, d'un écoulement de section progressivement décroissante, depuis la tubulure d' entrée jusqu'à la zone de récupération de débris, entre ladi- te paroi latérale du corps de filtre et la crépine fixe, il est assuré un balayage systématique de cette crépine fixe par le flux entrant, en sorte que les débris et organismes divers véhiculés par ce dernier sont empêchés de se déposer sur la- dite crépine, et, entraînés par ledit flux, se dirigent vers la zone de récupération de débris, dont ils sont périodique- ment éliminés par purge de celle-ci. Bien qu'une telle disposition ait donné et puisse encore donner satisfaction, notamment en raison de son effi- cacité et de sa simplicité, aussi bien qu'en raison du fait qu'elle permet de maintenir en permanence le débit nominal du filtre sans perturbation de celui-ci par un quelconque organe mobile et sans perte de débit, elle présente, pour la cons- truction du filtre, des inconvénients, dus à la configuration dissymétrique de celui-ci. Il s'avère en effet nécessaire, dans la pratique, de contrebuter par des renforts extérieurs le corps de filtre, tant sur sa paroi latérale en colimaçon que sur les fonds fermant celle-ci. Le coût de l'ensemble s'en trouve alourdi. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant d'éviter cet inconvénient tout en conservant l'avantage d'un balayage systématique de la crépine, et conduisant en outre à d'autres avantages. -De manière plus précise, la présente invention a pour objet un filtre pour eaux industrielles, du genre comportant un corps de filtre globalement cylindrique à tubulure d'entrée latérale droite et tubulure de sortie axiale, et une crépine fixe, qui, disposée dans ledit corps de filtre, entre la tubu- lure d'entrée et la tubulure de sortie, est globalement excen- trée suivant l'axe de ladite tubulure d'entrée, ce filtre étant caractérisé en ce que, entre la crépine fixe et le corps de filtre, son espace interne est diamétralement partagé en deux volumes distincts, suivant le plan axial du corps filtre contenant l'axe de la tubulure d'entrée, chacun desdits volu- mes s'étendant respectivement de part et d'autre de la crépine fixe, de la tubulure d'entrée à une zone de récupération de débris diamétralement opposée à celle-ci. Autrement dit, tout se passe comme si le filtre suivant l'invention était formé de deux demi-filtres globalement hémi- cylindriques accolés l'un à l'autre suivant un même plan diamétral. La présente invention est en effet fondée sur l'obser- vation, relativement surprenante à première vue, que, pour l'efficacité du balayage systématique recherché pour la crépine en vue d'en éviter le colmatage, il n'était pas nécessaire que ce balayage s'étende sur sensiblement 3600, mais que, au contraire, il était possible d'obtenir un fonctionnement satis- faisant avec un balayage limité sur moins de 1800. En effet, du fait que la tubulure d'entrée du filtre est droite, le flux entrant est partagé selon l'invention en deux flux partiels égaux, et chacun de leur côté, ces flux partiels contournent la crépine fixe, avec, d'une part, un rapprochement progressif de celle-ci assurant une répartition uniforme des vitesses et donc une alimentation régulière de cette crépine sur sa demi-surface correspondante, et, d'autre part, un balayage de la surface de cette crépine s'opposant, comme précédemment, et avec la même efficacité, au dépôt sur celle-ci des débris et organismes véhiculés et assurant leur entraînement en direction de la zone de récupération de débris correspondante. La construction du corps de filtre, qui est dès lors avantageusement symétrique, s'en trouve simplifiée. S'agissant, notamment, de la réalisation suivant un profil en colimaçon de la paroi latérale de ce corps de filtre, et compte tenu de ce que, pour chaque demi-filtre en cause cette paroi ne s'étend que sur moins de 1800, il est en effet avantageusement possible de se satisfaire, en première approxi- mation, d'une excentration appropriée de la crépine fixe dans le corps de filtre, la portion de la paroi latérale de celui- ci correspondant à un tel demi-filtre pouvant alors très sim- plement avoir une configuration hémi-cylindrique, suivant un seul arc de cercle, alors que, lorsqu'un tel profil en coli- maçon s'étend sur sensiblement 3600, il est normalement né - cessaire, pour en réaliser une approche suivant la même ap- proximation, de mettre en oeuvre trois arcs de cercle succes- sifs de rayons différents. Bien entendu, si désiré, pour affiner l'approche du profil en colimaçon recherché, la réalisation de chacune des portions de la paroi latérale du corps de filtre correspondant à un demi-filtre peut se faire par mise en oeuvre d'au moins deux arcs de cercle successifs, voire même réellement en spirale. En pratique, suivant une forme préférée de réalisation, le partage en deux volumes distincts de l'espace interne du filtre suivant l'invention est assuré, du côté de la tubulure d'entrée, par un élément directionnel comportant deux aubages, qui, jointifs du côté de ladite tubulure d'entrée s'écartent l'un de l'autre du côté de la crépine, de part et d'autre du plan axial du corps de filtre contenant l'axe de la tubu- luee d'entrée, en recréant ainsi les conditions d'une entrée tangentielle du flux à traiter, et, conjointement, du côté opposé à celle-ci, ce partage est assuré par un simple flas- que, disposé suivant ledit plan. Cet élément directionnel et ce flasque, qui, suivant un développement de l'invention, sont reliés l'un à l'autre par un voile diamétral dans la orépine fixe, s'étendent avan- tageusement l'un et l'autre d'un des deux fonds du corps de filtre à l'autre. Ils constituent ainsi avantageusement pour ces fonds des éléments de renfort, de nature à permettre de s'affran- chir de tout renfort extérieur pour ceux-ci. De même, si désiré, l'espace interne du filtre, entre la crépine fixe et le corps de filtre, peut être partagé, suivant l'axe du corps de filtre, en au moins deux comparti- ments distincts, par une cloison interne perpendiculairement audit axe, qui renforce avantageusement de l'intérieur la paroi latérale dudit corps de filtre, et qui, concourant à l'obtention d'une distribution homogène pour le flux entrant, facilite le traitement de celui-ci aussi bien que la décharge des débris ou organismes divers qui doivent en être retirés. Corollairement, compte tenu de la brièveté de la tra- jectoire de ce flux dans le filtre suivant l'invention, qui ne s'étend que sur sensiblement 1800, l'efficacité des purges périodiquement appliquées aux zones de récupération de débris pour en retirer les débris et organismes divers qui s'y sont accumulés est avantageusement accrue. Enfin, la tubulure d'entrée étant droite, l'encombre- ment hors tout du filtre suivant l'invention est avantageuse- ment réduit, notamment en ce qui concerne la distance séparant de l'axe de la crépine fixe le plan de la bride de fixation usuellement prévue à l'extrémité libre de cette tubulure d'en- trée. Les caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un filtre suivant l'invention, suivant la ligne I-I de la figure 2; la figure 2 en est une vue en coupe transversale, sui- vant la ligne II-II de la figure 1. Tel qu'illustré sur ces figures, et de manière connue en soi, le filtre suivant l'invention, qui est destiné notam- ment à la filtration d'eaux industrielles, comporte un corps de filtre 10, globalement cylindrique, à tubulure d'entrée 11 et tubulure de sortie 12, et une crépine fixe 13, qui, dispo- sée dans ledit corps de filtre 10, est interposée entre la tu- bulure d'entrée 11 et la tubulure de sortie 12. Le corps de filtre 10 est formé d'une paroi latérale cylindrique 14, et de deux fonds 16, 17 établis transversale- lement aux extrémités axiales de celle-ci. Dans la forme de réalisation représentée, et pour sim- plification du dessin, le contour de la paroi latérale cylindrique 14 du corps de filtre 10 est circulaire. A la figure 2, on a schématisé par sa trace Ai l'axe de cette paroi latérale cylindrique 14. La tubulure d'entrée 11 est latérale, c'est-à-dire qu'elle se raccorde à la paroi latérale 14 du corps de fil- tre 10, et elle est droite, c'est-àdire que son axe A 2, schématisé en traits interrompus sur la figure 2, est perpen- diculaire à l'axe Ai de celle-ci. A son extrémité libre, la tubulure d'entrée 11 est, de manière connue en soi, dotée radialement en saillie d'une bride transversale de fixation 18. De préférence, au droit de son raccordement avec la paroi latérale cylindrique 14 du corps de filtre 10, elle a une section quadrangulaire. Conjointement, au droit de sa bride de fixation 18, elle a par exemple une section circulaire ou orthogonale. De manière connue en soi, elle est conformée de maniè- re à permettre un raccordement approprié entre de telles sec- tions de contours différents. Corollairement, la tubulure de sortie 12, qui s'étend à compter d'une ouverture 19 du fond 17 du corps de filtre 10, suivant un contour circulaire, est axiale, c'est-à-dire que son axe A 3, schématisé par sa trace sur la figure 2, est parallèle à l'axe Al de la paroi latérale 14 dudit corps de filtre 10. Comme la tubulure d'entrée 11, la tubulure de sortie 12 est radialement munie, à son extrémité libre, d'une bride transversale de fixation 20. La crépine fixe 13 s'étend axialement dans le corps de filtre 10, d'un des fonds 16, 17 de celui-ci à l'autre, sui- vant un contour circulaire, et la tubulure de sortie 12 est dans son prolongement. L'axe de cette crépine fixe 13 est donc confondu avec celui A 3 de la tubulure de sortie 12. En pratique, et tel que représenté, la crépine fixe 13 est globalement excentrée dans le corps de filtre 10, suivant l'axe -A 2 de la tubulure d'entrée 11, son axe A 3 étant plus éloigné de ladite tubulure d'entrée 11 que l'axe Al de la paroi latérale 14 de ce corps de filtre 10. Suivant l'invention, l'espace interne du filtre, entre la crépine fixe 13 et le corps de filtre 10, est diamétrale- ment partagé en deux volumes distincts A, B, suivant le plan diamétral P du corps de filtre 10 contenant l'axe A 2 de la tubulure d'entrée 11. Ce plan diamétral P est schématisé en traits interrom- pus sur la figure 2, et il se confond sur celle-ci avec l'axe A 2 de la tubulure d'entrée 11. Les volumes A, B s'étendent, de part et d'autre de la crépine fixe 13, de la tubulure d'entrée 11 à une zone de ré- cupération de débris individuelle 22 A, 22 B diamétralement op- posée a celle-ci. Dans la forme de réalisation représentée, les zones de récupération de débris 22 A, 22 B sont en saillie sur la paroi latérale 14 du corps de filtre 10, suivant, transversalement, une section en trapèze qui leur est commune, et elles s'éten- dent axialement sur toute la hauteur de ladite paroi latérale 14. En pratique, et tel que représenté, du côté de la tubu- lure d'entrée 11, le partage en deux volumes distincts A, B de l'espace interne du filtre est assuré par un élément directionnel 23 comportant deux aubages 24 A, 24 B, qui, jointifs du côté de ladite tubulure d'entrée, de préférence tangentiel- lement l'un à l'autre, tel que représenté, s'écartent en arron- di l'un de l'autre du côté de la crépine fixe 13, de part et d'autre du plan axial P. Dans la forme de réalisation représentée, du côté de la crépine fixe 13, les aubages 24 A, 24 B de l'élément direc- tionnel 23 sont reliés l'un à l'autre par un voile 24, au con- tour de ladite crépine fixe 13, en sorte que la section droite de l'élément directionnel 23 est globalement un triangle curvi- ligne, et, au raccordement de la tubulure d'entrée 11 à la paroi latérale 14 du corps de filtre 10, une configuration complémentaire de celle desdits aubages 24 A, 24 B est prévue pour ladite paroi latérale 14. Du côté opposé à l'entrée de la tubulure 11 le par- tage en deux volumes distincts A, B de l'espace interne du filtre est assuré par un simple flasque 25, qui disposé dia- métralement suivant le plan axial P du corps de filtre 10, s'étend de la crépine fixe 13 au fond des zones de récupération de débris 22 A, 22 B. De préférence, et tel que représenté, dans la crépine fixe 13, un voile de raidissement 27 s'étend diamétralement de l'élément directionnel 23 au flasque 25. Quoi qu'il en soit, cet élément directionnel 23 et ce flasque 25 s'étendent axialement l'un et l'autre d'un des deux fonds 16, 17 du corps de filtre 10 à l'autre. Par ailleurs, dans la forme de réalisation représentée, l'espace interne du filtre, entre la crépine fixe 13 et le corps de filtre 10, est, suivant l'axe Al de ce corps de fil- tre 10, partagé en deux compartiments Cl, C 2 par une cloison interne 28 perpendiculaire audit axe. Pour chacun de ces compartiments Cl, C 2, une même con- duite 301, 302 ' contrôlée par une vanne 311, 312, est prévue pour l'une et l'autre des zones de récupération de débris 22 A, 22 B, pour purge de celles-ci. Enfin, dans la forme de réalisation représentée, un déflecteur globalement tronconique 33 est disposé axialement dans la crépine fixe 13, la section de ce déflecteur tronconi- que 33 allant progressivement en décroissant en direction de la tubulure de sortie 12. En pratique, et tel que représenté, à son extrémité oppo- sée à la tubulure de sortie 12, le déflecteur 33 a une section inférieure à celle de la crépine fixe 13. Les modalités constructives du filtre ainsi constitué, qui n'a été que schématiquement représenté sur les figures, relèvent de l'homme de l'art, et elles ne seront pas décrites plus en détail ici; elle se trouvent facilitées par la confi- guration symétrique du filtre. Tel qu'illustré par les flèches FA, FB à la figure 2, le flux qui y pénètre par la tubulure d'entrée 11, se partage de manière symétrique en deux flux partiels égaux, de part et d'autre du plan axial P de l'ensemble, et chacun de ces flux partiels balaye circonférentiellement la demi-surface corres- pondante de la crépine fixe 13, tout en traversant progressi- vement celle-ci, en sorte que les débris ou organismes divers qu'il véhicule, empêchés de se déposer sur cette crépine fixe 13, se rassemblent dans la zone de récupération de débris 22 A, 22 B correspondante, d'o ils sont périodiquement évacués, par purge de celle- ci par les conduites 301 i 32 Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englo- be toute variante d'exécution. Par exemple on ne sortirait pas du cadre de la présen- te invention en rendant communesles deux zones de récupéra- tion de débris prévues. En outre, le nombre de cloisons internes est quelcon- que; la forme du déflecteur 33 pourra faire l'objet de di- verses variantes, de même que les détails de réalisation des éléments directionnels 23, 24. Demanière générale, l'organisation de l'ensemble du filtre en deux parties symétriques de part et d'autre d'un plan avantageusement matérialisé dans l'exemple décrit par le voile de raidissement 27, est de nature à faciliter notable- ment la construction, surtout dans le cas d'installations de dimensions importantes. REVENDICATIONS 1 Filtre pour eaux industrielles, du genre comportant un corps de filtre globalement cylindrique, à tubulure d'en- trée latérale droite, et tubulure de sortie axiale et une crépine fixe', qui, disposée dans ledit corps de filtre, entre la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie, est globalement excentrée suivant l'axe de ladite tubulure d'entrée, caracté- risé en ce que, entre la crépine fixe ( 13) et le corps de filtre-( 10), son espace interne est diamétralement partagé en deux volumes distincts (A, B) suivant le plan axial du corps de filtre contenant l'axe (A 2) de la tubulure d'entrée ( 11, chacun desdits volumes s'étendant respectivement de part et d'autre de la crépine fixe ( 13), de la tubulure d'entrée ( 11) une zone ( 22) de récupération de débris diamétralement opposée à celle-ci. i D 5 2 Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, du côté de la tubulure d'entrée, le partage en deux volumes distincts de l'espace interne du filtre est assuré par un élément directionnel comportant deux aubages ( 23, 24), qui, jointifs du côté de ladite tubulure d'entrée, s'écartent l'un de l'autre du côté de la crépine, de part et d'autre du plan axial du corps de filtre contenant l'axe de la tubulure d' entrée. 3 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que, du côté opposé à la tubulure dl entrée, le partage en deux volumes distincts de l'espace inter- ne du filtre est assuré par un simple flasque ( 25) disposé suivant le plan axial du corps de filtre contenant l'axe de la tubulure d'entrée. 4 Filtre suivant les revendications 2, 3, prises conjointement, caractérisé en ce que, le corps de filtre com- portant une paroi latérale -( 14) et deux fonds( 16, 17) l'élé- ment directionnel ( 23, 24) et le flasque ( 25) partageant en deux volumes distincts l'espace interne du filtre s'étendent l'un et l'autre d'un desdits fonds à l'autre. 5 Filtre suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, dans la crépine fixe, un voile ( 27) s'étend diamétralement de l'élément directionnel au flasque partageant en deux volumes il distincts l'espace interne du filtre. 6 Filtre suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, pour chacun des volumes distincts qu'il comporte, la zone de récupération de débris ( 22) est en saillie sur la paroi latérale du corps de filtre. 7 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1, 6, caractérisé en ce qu'une même conduite de décharge ( 30) est prévue pour l'une et l'autre des zones de récupération de débris des deux volumes distincts qu'il comporte. 8 Filtre suivant la revendication 1, dans la crépine fixe duquel est axialement disposé un déflecteur ( 33) globa- lement tronconique de section progressivement décroissante en direction de la tubulure de sortie ( 12), caractérisé en ce que, à son extrémité opposée à la tubulure de sortie, ledit déflecteur a une section inférieure à celle de la crépine fixe. 9 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, suivant l'axe du corps de filtre son espace interne, entre la crépine fixe ( 13) et ledit corps de filtre ( 14) est partagé en au moins deux compartiments par une cloison interne perpendiculaire audit axe.