Brevet FR2554734A1 — publié le 19850517

Filtre à liquide. Pour filtrer des liquides de nature différez te, on utilise principalement deux types de filtres, des filtres à cartouches filtrantes, comme des filtres à disques, des filtres à trous, ou des tissus filtrants, ainsi que des filtres désignés comme étant des cyclones dans lesquels le dépôt s'effectue par la force centrifuge et/ou par l'inertie de la masse. Des filtres magnétiques sont mis en oeuvre pour enlever par filtration des déchets ferromagnétiques des mélanges de particules ferromagnétiques et de particules métalliques, céramiques, textiles ou d'autres produits solides non magnétiques accrochés à celles-ci et qui proviennent de circuits d'huile, d'émulsions ou d'eau. On utilise des filtres à cartouches pour épurer des liquides par séparation de particules de boues qui ont une masse volumique plus faible que celle du liquide. Ce type de filtre ne convient pas pour enlever des impuretés qui ont une masse volumique plus grande que celle du liquide, car les particules de boues s'immobilisent dans les cartouches filtrantes et ne peuvent en etre enlevées que d'une maniere insuffisante par lavage à contre-courant, le degré de propreté dépendant du mode de réalisation des cartouches filtrantes. Des impuretés, qui ont une masse volumique plus grande que celle du liquide à épurer, sont séparées du liquide de préférence au moyen de cyclones ou de séparateurs qui présentent, à leur tour, l'inconvénient de ne pas pouvoir éliminer les particules de boues de masse volumique plus faible. Pour débarrasser des liquides de saletés de masse volumique plus petite et de masse volumique plus grande, on monte en général en série deux systèmes distincts de filtration constitués de séparateurs centrifuges et de filtres à cartouches. On connaît, en outre, des filtres combinés dans lesquels le liquide est débarrassé d'abord, dans un filtre laminaire ayant une dimension de fentes ou de mailles de 100 ou de 200 microns, principalement des saletés de plus petite masse volumique et, ensuite, on envoie le liquide dans un séparateur centrifuge pour enlever les particules de saletés de plus grande masse volumique. Ce système combiné de filtration a l'inconvénient que les particules de saletés de masse volumique plus grande, qui ont des dimensions égales ou supérieures à la largeur des mailles ou des fentes de la cartouche filtrante, s'immobilisent dans cellesci et ne peuvent plus en être enlevées par un lavage à contre-courant.En fonctionnement, l'encrassage du filtre augmente constamment, de sorte qu'après une durée de fonctionnement relativement brève, le débit diminue beaucoup et la perte de charge du liquide dans le filtre augmente, et ainsi un fonctionnement correct du filtre n'est plus assuré. L'invention vise à développer un filtre grâce auquel tant des particules de saletés, dont la masse volumique est plus grande que celle du liquide à épurer, que des impuretés de masse volumique plus faible, peuvent être bien séparées d'une manière uniforme et dans lequel un lavage en retour simple à effectuer et sûr des éléments filtrants est assuré en pratique. Le filtre à liquide suivant l'invention est caractérisé par un filtre double qui est monté dans une enveloppe de filtre et qui présente un séparateur centrifuge et une ou plusieurs bougies à filtrer disposées en aval de celui-ci dans le sens d'écoulement du liquide. De préférence, le filtre suivant l'invention est caractérisé - par une enveloppe de filtre agencée en tube à double enveloppe ayant un tube extérieur et un tube intérieur qui forment une chambre annulaire extérieure et une chambre intérieure cylindrique, une ou plusieurs bougies à filtrer logées dans la chambre intérieure, une trémie pour la saleté, qui a une évacuation principale du produit concentré à l'extrémité inférieure de l'enveloppe de filtre et par laquelle la chambre annulaire et la chambre intérieure communiquent l'une avec l'autre, une entrée débouchant tangentiellement dans le haut de la chambre annulaire et destinée au liquide à filtrer, ainsi qu'une hotte posée sur l'extrémité supérieure de l'enveloppe de filtre et ayant une chambre de sortie et une sortie pour le liquide filtré, cette chambre étant raccordée à la chambre intérieure de l'envelop- pe de filtre et étant traversée par un nombre de tubes de lavage correspondant au nombre de bougies à filtrer ces tubes de lavage étant raccordés aux bougies a filtrer et présentant une vanne d'arrêt - par un conduit auxiliaire d'évacuation du produit concentré pour des matières solides de grande masse volumique, dans le bas de la chambre intérieure - en ce que le conduit auxiliaire d'évacuation du produit concentré mène à l'extérieur, en passant par la trémie pour la boue - en ce que les bougies à filtrer sont maintenues par leur extrémité inférieure dans des raccords qui sont montés dans une plaque tubulaire inférieure fermant la chambre intérieure, et pénètrent, par leur extrémité supérieure, dans une plaque tubulaire supérieure qui présente des ouvertures de passage pour le liquide filtré. Le filtre suivant l'invention se distingue par les avantages mentionnés à propos du probleme à réscudre L'invention est explicitée dans ce qui suit au moyen d'un exemple de réalisation représenté au dessin, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du filtre, et les figures 2 à 4 sont des vues en coupe transversale du filtre suivant les lignes Il-Il, 111-111 et IV-IV de la figure 1. Le filtre à liquide agencé en filtre double, suivant les figures 1 à 4, est constitué d'un séparateur centrifuge 1 et de trois bougies à filtrer 2 disposéés en aval de celui-ci dans le sens d'ecoule- ment du liquide. Le séparateur centrifuge 1 et les bougies à filtrer 2 sont montés dans une enveloppe de filtre 3 agencée en tube à double paroi qui présente un tube extérieur 4 et un tube intérieur 5 disposé coaxialement à celui-ci, ces deux tubes formant une chambre annulaire 6 extérieure et une chambre intérieure 7 cylindrique. Les bougies à filtrer 2 montées dans la chambre intérieure 7 sont maintenues par leur extrémité inférieure dans des raccords 8 qui sont engagés dans une plaque tubulaire 9 inférieure fermant la chambre intérieure 7 et viennent, par leur extrémité supé rieure, dans une plaque tubulaire 10 supérieure ayant des ouvertures de passage 11 pour le liquide filtré. La chambre annulaire 6 et la chambre intérieure 7 communiquent par une trémie 12 pour la boue fixée à l'extrémité inférieure de l'enveloppe de filtre et ayant une évacuation principale 13 pour la boue concentrée. Le liquide à filtrer est envoyé, par une entrée 14 qui est formée par un raccord de tube 15 monté radialement sur 11 enveloppe de filtre 3, et ayant une tôle déflectrice, tangentiellement dans le haut de la chambre annulaire 6. Sur l'extrémité supérieure de l'enveloppe de filtre 3 est posée une hotte 17 ayant une chambre de sortie 18 et une sortie 19 pour le liquide filtré. La chambre de sortie 18 communique avec la chambre intérieure par les ouvertures de passage 11 ménagées dans la plaque tubulaire 10 supérieure fermant l'extrémité supérieure de la chambre intérieure 7. La chambre de sortie 18 de la hotte 17 est traversée par un nombre de tubes de lavage 20 correspondant au nombre de bougies à filtrer 2, lesquels tubes sont reliés aux bougies à filtrer 2, et présentent des vannes d'arrêt 21. La hotte 17 est vissée sur l'enveloppe de filtre 3 au moyen d'une bride annulaire 22 sur une bride annulaire 23 correspondante fermant l'extrémité supérieure de la chambre annulaire 6, la plaque tubula ire 10 supérieure étant bloquée entre les deux brides annulaires 22, 23. Du bas de la chambre intérieure 7 un conduit d'évacuation 24 auxiliaire du produit concentré et destiné à de la saleté qui a une masse volumique plus faible que celle du liquide à filtrer,, traverse la trémie 12 pour aller à l'extérieur. A distance de la plaque tubulaire 9 inférieure de l'enveloppe de filtre 3 sont montés, dans la trémie 12 pour la saleté, des éléments déflecteurs 25 qui font entrer, dans les bougies à filtrer 2 de la chambre inférieure 7, le liquide sortant par le bas de la chambre annulaire 6. Le mode de fonctionnement du filtre est le suivant. Le liquide à filtrer, par exemple de l'eau, est envoyé à grande vitesse par l'entrée 14 tangentiellement dans la chambre annulaire 6 extérieure du filtre dans laquelle les saletés qui ont une masse volumique plus grande que l'eau sont séparées par l'effet de la force centrifuge, et passent de la chambre annulaire 6 ouverte vers le bas dans la trémie 12 pour la saleté. L'eau, épurée au préalable dans la chambre annulaire 6, est envoyée sous l'effet des éléments de déflection 25 montés dans la partie supérieure de la trémie pour la saleté 12, par le bas en passant par les raccords tubulaires 8, dans les bougies à filtrer 2 qui sont disposées dans la chambre intérieure 7 et dans lesquelles sont enlevées par filtration les impuretés qui ont une masse volumique plus petite que celle de l'eau à épurer.L'eau épurée s'écoulent des bougies à filtrer 2 dans la chambre intérieure 7 parvient, par les ouvertures de passage 11 ménagées dans la plaque tubulaire 10 supérieure, dans la chambre de sortie 18 de la hotte 17 et est enlevée du filtre par la sortie 19. Les impuretés de grande masse spécifique qui s'accumulent dans la trémie pour la saleté 12 sont soutirées par le conduit principal d'évacuation 13 pour le produit concentré. Des saletés, ayant une masse volumique dépassant celle de l'eau à épurer, qui sont parvenue éventuellement dans les bougies a filtrer 2, et qui sont plus petites que la finesse de filtration des bougies, parviennent dans la chambre intérieure 7 et peuvent être enlevées par le conduit auxiliaire 24 pour le produit concentré qui est ménagé dans la région du fond de la chambre intérieure 7.Pour permettre un fonctionnement du filtre de longue durée, les bougies à filtrer individuelles 2 sont lavées l'une après l'autre à des intervalles de temps déterminés. De pré- férence, on enlève la saleté concentrée de la trémie pour la saleté avant le lavage d'une bougie à filtrer Le lavage des bougies à filtrer et l'évacuation du produit concentré se trouvant dans la trémie pour la saleté sont commandés par une minuterie, les intervalles entre les lavages étant réglés par la minuterie et la durée des lavages étant réglée, pour chaque bougie à filtrer par un relais temporisé.Lorsque l'on commence le processus de lavage, à l'aide de la minuterie, une vanne d'arrêt, qui n'est pas représentée, et qui est destinée à l'évacuation principale 13 de la trémie pour la saleté 12, et la vanne d'arrêt 21 dans le conduit de lavage 20 d'une bougie à filtrer 2 s'ouvrent. La saleté qui s'est déposée dans la bougie à filtrer 2 est enlevée par l'eau de lavage passant par le tube de lavage 20, une partie de l'eau, épurée au préalable et sortant de la chambre annulaire 6, étant utilisée comme eau de lavage. Pendant le lavage d'une bougie à filtrer les deux autres bougies à filtrer restent en fonctionnement. Après que la durée de lavage écoulée, on referme par les vannes d'arrêt l'évacuation principale 13 de la trémie pour la saleté 12 et le tube de lavage 20. Le nombre de bougies à filtrer montées dans le filtre dépend de la dimension du filtre. IIEVENDICATIONS 1. Filtre à liquide, caractérisé par un filtre double qui est monté dans une enveloppe de filtre (3) et qui présente un séparateur centrifuge [ 13 et une ou plusieurs bougies à filtrer {2) disposées en aval de celui-ci dans le sens d'écoulement du liquide. 2. Filtre suivant la revendication 1, caractérisé par une enveloppe de filtre (3) agencée en tube à double enveloppe ayant un tube extérieur (4) et un tube intérieur (5) qui forment une chambre annulaire t6) extérieure et une chambre intérieure (7) cylindrique, une ou plusieurs bougies à filtrer (2) logées dans la chambre intérieure (7), une trémie (12) pour la saleté, qui a une évacuation principale (13) du produit concentré à l'extrémité inférieure de l'enveloppe de filtre (3) et par laquelle (12) la chambre annulaire (6) et la chambre intérieure (7) communiquent l'une avec l'autre, une entrée (14) débouchant tangentiellement dans le haut de la chambre annulaire (6) et destinée au liquide à filtrer, ainsi qu'une hotte (17) posée sur l'extrémité supérieure de ltenveloppe de filtre (3) et ayant une chambre de sortie (18) et une sortie (19) pour le liquide filtré, cette chambre (18) étant raccordée à la chambre intérieure (7) de l'enveloppe de filtre (3) et étant traversée sar un nombre de tubes-de lavaqe (20) correspondant au nombre de bougies à filtrer (2), ces tubes de lavage (20) étant raccordés aux bougies à filtrer et présentant une vanne d'arrêt (21). 3. Filtre suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par un conduit auxiliaire (24) d'évacuation du produit concentré pour des matières solides de grande masse volumique, dans le bas de la chambre interieure (7). 4. Filtre suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le conduit auxiliaire (24) d'évacuation du produit concentré mène à l'extérieur, en passant par la trémie (12) pour la boue. 5. Filtre suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bougies à filtrer (2) sont maintenues par leur extrémité inférieure dans des raccords (8) qui sont montés dans une plaque tubulaire (9) inférieure fermant la chambre interieure (7), et pénètrent, par leur extrémité supérieure, dans une plaque tubulaire (10) supérieure qui présente des ouvertures de passage (11) pour le liquide filtré.