Brevet FR2511886A1 — publié le 19830304

La présente invention se rapporte à un filtre pour liquides dans des systèmes ouverts exempts de pression ou fermés et soumis à des pressions qui permet, à l'aide d'aimants, de séparer des particules ferromagné- tiques solides et éventuellement des particules non- magnétiques adhérant à ces dernières et qui peut être lavé périodiquement sans interrompre le processus de filtration. Les filtres magnétiques constituent un moyen connu et répandu pour éliminer dans des circuits d'huile, d'émul- sions ou d'eau des particules ferromagnétiques résultant d'une usure par frottement, des mélanges de particules ferromagnétiques et d'autres particules solides non ferromagnétiques, par exemple métalliques, céramiques ou textiles, adhérant aux particules ferromagnétiques. Les filtres magnétiques de ce type et connus à ce jour ne peuvent pas être lavés par des processus de passage ou de reflux lorsqu'ils sont équipés d'aimants permanents ou ils ne peuvent être lavés qu'avec de grandes difficultés lorsqu'ils comportent des électro-aimants en raison de la rémanence de ces derniers, c'est-à-dire que ces filtres ne peuvent pas être débarrassés des particules solides retenues à des intervalles réguliers sans interrompre le processus de filtration Dans des filtres à aimants permanents qui sont les plus répandus on utilise des tiges filtrantes qui, en vue de leur nettoyage, sont retirées du système de filtration pour être débarrassées ensuite manuellement par raclage des particules solides retenues Lorsqu'il s'agit de filtres magnétiques de dimensions importantes les tiges filtrantes sont nettoyées à l'aide de dispositifs de raclage à com- mande mécanique Dans des filtres de ce type on se trouve confronté à des problèmes d'usure aussi bien en ce qui concerne les tiges filtrantes que lesdispositifs racleurs lorsque les particules solides à séparer par filtration sont cristallines et présentent une grande dureté. Il existe également des filtres à aimants permanents dans lesquels le nettoyage manuel par projection de liquide, par soufflage ou par raclage est simplifié du fait que les tiges magnétiques se trouvent à l'intérieur de corps formant enveloppe et qui, après avoir été retirés du filtre, peuvent être séparés des aimants. Cette opération s'effectue cependant le plus souvent à l'extérieur du filtre et toujours après avoir interrompu le processus de filtration. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients qui à ce jour ont rendu difficile ou ont même interdit l'utilisation de filtres magnétiques en tant qu'unités filtrantes ne nécessitant que peu d'entretien notamment pour des liquides à filtrer contenant des impuretés résultant d'une abrasion L'invention a également pour objet d'autoriser un processus de filtra- tion ininterrompu tout en permettant une évacuation périodique des particules solides retenues par le filtre. Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus confor- mément à l'invention par un filtre magnétique pour séparer des particules solides ferromagnétiques de liquides et le cas échéant des particules non magnétiques adhérant_ à ces dernières, filtre comportant une chambre de filtration traversée par le liquide et qui présente une ouverture d'admission pour le liquide à filtrer et une ouverture d'évacuation pour le liquide filtré ainsi qu'au moins un corps magnétique disposé à l'intérieur de la chambre de filtration et qui est entouré par un corps non magné- tique formant enveloppe, caractérisé en ce qu'une chambre collectrice des impuretés présentant une ouverture d'évacuation pour les impuretés concentrées et faisant suite à la chambre de filtration, est associée au corps magnétique, en ce que le corps formant enveloppe se prolonge jusqu'à dans la zone de la chambre collectrice des impuretés en ce que le corps magnétique peut être déplacé de sa position de service à l'intérieur de la chambre de fil- tration vers la position de lavage dans laquelle il se trouve en partie à l'intérieur de la chambre de fil- tration et en partie à l'intérieur de la chambre collec- trice des impuretés, et inversement et en ce qu'est disposé, sur le corps formant enveloppe, au moins un dispositif d'arrêt entourant ce dernier et qui permet le passage des particules solides entraînées le long du corps d'enveloppe en direction de la chambre collectrice des impuretés lors du déplacement du corps magnétique vers la position de lavage mais qui retient les particules solides lors du mouvement de retour du corps magnétique vers sa position de service. Le filtre magnétique suivant l'invention et des- tiné à des liquides permet la mise en oeuvre d'un proces- sus de filtration continu et une évacuation régulière des particules solides retenues grâce à un lavage direct et avec un volume de produit de lavage relativement faible. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig 1 est une coupe longitudinale montrant schématiquement le filtre suivant l'invention dans sa position de service. La fig 2 montre la position de lavage du filtre. Le filtre pour liquides est constitué par un tube extérieur vertical 1 qui délimite une chambre de filtration la présentant une ouverture d'entrée 2 et une ouverture de sortie 3 ainsi qu'une chambre collectrice lb pour les impuretés présentant une ouverture d'évacuation 4 Au centre du tube extérieur 1 se trouve un tube cylindrique à paroi mince en matière non magnétique et qui s'étend à l'intérieur de la chambre de filtration la et de la chambre collectrice lb des impuretés A l'intérieur du tube cylindrique 5 est prévue une double tige filtrante magné- tique qui est composée de deux tiges 6, 6 a reliées fixement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une pièce d'écartement 7 et qui peuvent coulisser à l'intérieur du tube cylindrique 5 grâce à des segments à piston. Aussi bien dans la zone de la chambre de filtration la que dans celle de la chambre collectrice lb des impuretés un anneau d'arrêt conique 8, 9 est monté fixement sur le tube cylindrique 5, le diamètre extérieur des anneaux 8, 9 augmentant en direction de l'écoulement du liquide Un autre anneau d'arrêt 10 présentant un cône intérieur orienté dans le sens opposé à celui de l'anneau d'arrêt 9 et qui forme avec ce dernier une section circulaire fortement rétrécie, est disposé sur le côté intérieur du tube exté- rieur 1 et en dessous de l'ouverture de sortie 3 de la chambre de filtration la Les anneaux d'arrêt 9 et 10 forment l'obturation supérieure de la chambre collectrice lb dont la partie de paroi cylindrique lc présente un diamètre fortement réduit dans la zone située en amont de l'ouverture d'évacuation 4 La section circulaire de la partie rétrécie de la chambre collectrice lb n'est pas inférieure à la section libre de l'ouverture d'évacuation 4. Le fonctionnement du filtre magnétique est le suivant: Lorsque le filtre se trouve dans la position de service normale, représentée à la fig 1, les particules solides ferromagnétiques et les particules non magnétiques adhérant éventuellement à ces dernières sont séparées du liquide traversant la chambre de filtration la en étant attirées par les tiges filtrantes magnétiques 6, 6 a et elles se déposent sur l'enveloppe extérieure du tube cylindrique 5 Pour le lavage du filtre de l'air comprimé est introduit par le raccord 11 de sorte que la tige fil- trante double est poussée dans la position de lavage représentée à la fig 2 Dans cette position la tige fil- trante supérieure 6 occupe à l'intérieur de la chambre de filtration la la position de service normale occupée précédemment par la tige filtrante inférieure 6 a qui se trouve maintenant à l'intérieur de la chambre collectrice lb des impuretés Au cours du coulissement de la tige filtrante double vers la position de lavage les particules solides déposées sur l'enveloppe extérieure du tube cylindrique 5 sont poussées vers le bas en direction de la chambre collectrice lb par le déplacement du champ magnétique des tiges filtrantes 6, 6 a et également sous l'effet produit sur le tube cylindrique 5 par la force d'écoulement du liquide à filtrer, les particules solides franchissant alors les anneaux d'arrêt 8, 9 Dans la position de lavage du filtre les particules solides captées par la tige filtrante supérieure 6 se trouvent, après le franchissement de l'anneau d'arrêt 8, sur le tube cylin- drique 5 à l'intérieur de la chambre de filtration la et dans la zone de la tige filtrante 6 et les particules captées par la tige filtrante 6 a lorsque celle-ci se trouvait dans la position de service normale du filtre, ne sont retenues qu'en faible quantité sur le tube cylin- drique 5 par la tige filtrante 6 a en raison de la vitesse d'écoulement plus élevée du liquide dans la zone à section rétrécie au niveau des anneaux d'arrêt 8 et 9 et dans la partie inférieure à plus faible section de la chambre collectrice lb tandis que la plus grande partie des parti- cules solides est entraînée par un courant partiel du liquide à filtrer et est évacuée de la chambre collectrice lb en passant par la sortie 4. Pour ramener le filtre de la position de lavage suivant la fig 2 vers la position de service normal sui- vant la fig 1 de l'air comprimé est introduit par le raccord 12 de sorte que la tige filtrante double à l'inté- rieur du tube cylindrique 5 est poussée vers le haut dans la position de service normale Par l'effet de raclage produit par la base 9 a de l'anneau d'arrêt 9 s'étendant perpendiculairement au tube cylindrique 5 et par suite du courant partiel du liquide à filtrer pénétrant dans la chambre collectrice lb des impuretés en passant entre les anneaux d'arrêt 9, 10, les particules solides séparées par le filtre sont retenues à l'intérieur de la chambre collectrice lb Dès que la tige filtrante double a atteint la position de service, représentée à la fig 1, la cham- bre collectrice lb est de nouveau complètement desaimantée et les particules solides séparées par le filtre sont évacuées et sortent par l'ouverture 4 en étant entraînées par le courant de liquide traversant la chambre collec- trice lb Au cours du mouvement ascendant de la tige fil- trante double vers la position de service les particules solides se trouvant sur l'enveloppe extérieure du tube cylindrique 5 et entraînées dans la chambre de filtration la par la tige filtrante supérieure 6, sont retenues par la base 8 a de l'anneau d'arrêt 8 et elles sont main- tenues dans la position de service de la tige filtrante double sur le tube cylindrique 5 par le champ magnétique de la tige filtrante inférieure 6 a qui, lors du lavage suivant amène ces particules se trouvant dans le tube cylindrique 5 dans la chambre collectrice lb. REVENDICATIONS 1 Filtre magnétique pour séparer des particules solides ferromagnétiques de liquides et le cas échéant des particules non magnétiques adhérant à ces dernières, filtre comportant une chambre de filtration traversée par le liquide et qui présente une ouverture d'admission pour le liquide à filtrer et une ouverture d'évacuation pour le liquide filtré ainsi qu'au moins un corps magné- tique disposé à l'intérieur de la chambre de filtration et qui est entouré par un corps non magnétique formant enveloppe, caractérisé en ce qu'une chambre ( 1 b) collec- trice des impuretés présentant une ouverture d'évacuation ( 4) pour les impuretés concentrées et faisant suite à la chambre de filtration (la), est associée au corps magnétique ( 6, 6 a), en ce que le corps ( 5) formant envelop- pe se prolonge jusqu'à dans la zone de la chambre ( 1 b) collectrice des impuretés, en ce que le corps magnétique ( 6, 6 a) peut être déplacé de sa position de service à l'intérieur de la chambre de filtration (la) vers la position de lavage dans laquelle il se trouve en partie à l'intérieur de la chambre de filtration (la) et en partie à l'intérieur de la chambre collectrice (lb> des impuretés et inversement et en ce qu'est disposé sur le corps ( 5) formant enveloppe, au moins un dispositif d'arrêt ( 9) entourant ce dernier et qui permet le passage des parti- cules solides entraînées le long du corps d'enveloppe ( 5) en direction de la chambre collectrice ( 1 b) des impuretés lors du déplacement du corps magnétique ( 6, 6 a) vers la position de lavage mais qui retient les particules solides lors du mouvement de retour du corps magnétique ( 6, 6 a) vers sa position de service. 2 Filtre magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps magnétique est constitué par deux tiges filtrantes ( 6) et ( 6 a) à aimantation permanente et qui sont reliées fixement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une pièce d'écartement ( 7) non magnétique. 3 Filtre magnétique suivant l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'un tube cylindrique ( 5) en matière non-magnétique et à paroi mince est utilisé en tant que corps d'enveloppe pour le corps magnétique ( 6, 6 a). 4 Filtre magnétique suivant l'une des revendica- tions 1 à 3,caractérisé en ce que le corps magnétique ( 6, 6 a) est réalisé sous la forme d'un piston muni de segments et peut être déplacé suivant un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du tube cylindrique ( 5) sous l'action d'un fluide sous pression - Filtre magnétique suivant l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que les dispositifs d'arrêt sont réalisés sous forme d'anneaux d'arrêt coniques ( 8, 9) dont le plus petit diamètre correspond au diamètre extérieur du tube cylindrique ( 5) et qui, tout en présentant un cône extérieur dont le diamètre augmente en direction de la chambre collectrice (lb) des impuretés c'est-à-dire dans le sens d'écoulement du liquide, sont fixés sur le tube cylindrique ( 5). 6 Filtre magnétique suivant l'une des revendica- tions l à 5, caractérisé en ce qu'un autre anneau d'arrêt ( 10) disposé sur le côté interne du corps d'enveloppe et présentant un cône intérieur opposé à celui de l'anneau d'arrêt ( 9) est prévu en combinaison avec ce dernier dans la zone de transition entre la chambre de filtration (la) et la chambre collectrice (lb) des impuretés et en ce que les anneaux d'arrêt ( 9) et ( 10) délimitent une section circulaire fortement rétrécie par rapport à celle de la chambre de filtration (la). 7 Filtre magnétique suivant l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce qu'au niveau de la partie infé- rieure de la chambre collectrice (lb) la paroi extérieure (lc) de cette dernière se trouve en retrait pour délimiter une autre section circulaire rétrécie qui n'est pas inférieure à la section libre du conduit d'évacuation 4 pour les impuretés concentrées.