Brevet FR2564532A1 — publié le 19851122

_2i- 2564532 Silencieux régénérables in situ pour ventilateurs dans les instal- lations de ventilation alimentées en air empoussiéré et procédé de régé- nération in situ de ces silencieux. La présente invention concerne des silencieux régénérables in situ pour ventilateurs alimentés en air empoussiéré et un procédé de régénération in situ de ces silencieux. De nombreuses installations d'aérage sont utilisées dans les mines, en particulier les mines de charbons. Ces installations comportent fréquem- ment des ventilateurs d'aérage électriques dont les puissances atteignent parfois des centaines de kilo watt-heure Afin de limiter à un niveau accep- table la puissance acoustique rayonnée dans l'environnement, il est connu d'équiper ces ventilateurs avec des silencieux placés sur leur aspiration et/ou leur refoulement, destinés à réduire la puissance acoustique rayonnée par l'orifice d'aspiration et/ou refoulement et diminuer ainsi les nuisances dues au bruit dans l'environnement. Ces silencieux sont des appareils généralement cylindriques com- portant une paroi extérieure en tôle contre laquelle est maintenue une couche annulaire d'un matériau à haut pouvoir insonorisant, résistant à la chaleur, à l'humidité et au tassement. La substance insonorisante utilisée peut être de la laine de roche, de la laine de verre, une mousse à cellule ouverte, une mousse d'argile etc... En général la paroi interne du silencieux en contact avec le flux d'air à insonoriser est constituée d'une tôle perforée, la face interne de cette tôle maintenant en place la couche de substance insonorisante. Sur la portée axiale et à l'intérieur du silencieux peut se trouver un bulbe, noyau à tête bombée de forme générale cylindrique ou tronconique. Ce bulbe assure une meilleure continuité aéraulique et favorise l'alimentation de la roue du ventilateur et l'écoulement de l'air. Ce bulbe contient également un matériau insonorisant maintenu en place par une enveloppe en tôle perforée. Il participe aussi à l'atténuation du bruit. Un des problèmes posés par l'utilisation des silencieux actuellement fabriqués est qu'ils perdent après une plus ou moins longue durée de service en atmosphère empoussiérée une part importante de leur efficacité. En effet, les poussières transportées par le flux d'air se déposent sur la face interne des appareils et forment une pellicule qui obture progressivement les perforations de la tôle. Par conséquent, la puissance acoustique rayonnée réaugmente progressivement pour tendre vers celle rayonnée par le ventilateur en l'absence de silencieux. -2- 2564532 Pour ne pas dépasser le niveau sonore admissible, il devient alors nécessaire de démonter fréquemment tout ou partie de ces silencieux afin de procéder à des échanges standard avec des organes dépoussiérés. Une telle opération entraîne un arrêt prolongé du ventilateur. Elle nécessite par ailleurs le transport en atelier des éléments empoussiérés, leur régénération comportant soit un secouage violent sur un chassis vibrant, soit un trempage dans un bain détergent suivi d'un séchage. On a proposé de remédier au problème de l'empoussiérage des silencieux en montant à l'entrée du silencieux d'aspiration, un élément filtrant sous forme de panneaux fixés à une armature ou sous forme d'un élément filtrant interchangeable, en particulier plié en accordéon, reposant sur une armature fixee.La présence d'un élément filtrant améliore les performances mais cependant dans les milieux très empoussiérés comme les mines de charbon, leur efficacité ne dure souvent pas plus d'une heure. La présente invention concerne des silencieux régénérables in situ, sans aucun démontage, ventilateurs en marche, qui peuvent être régénérés aussi souvent que le besoin s'en fait sentir pour maintenir la nuisance acoustique au dessous d'un seuil fixé. La présente invention concerne des silencieux régénérables in situ, pour ventilateurs dans les installations de ventilation alimentées en air empoussiéré comportant une tôle extérieure pleine et une couche d'un matériau insonorisant reposant éventuellement sur une paroi interne perforée, et contenant éventuellement un bulbe, caractérisés par le fait qu'ils comportent entre la tôle extérieure et la couche de matériau insonorisant un espace annulaire relié à la fois à une source d'air comprimé et à une source de fluide nettoyant. Le fluide nettoyant est de préférence constitué par de l'eau additionnée d'un détergent. La régénération de la couche du matériau insonorisant du silencieux se fait de la façon suivante. On injecte simultanément dans l'espace annulaire compris entre la paroi extérieure du silencieux et la couche de matériau insonorisant de l'air comprimé et le fluide de nettoyage sans arrêter le ventilateur. Le brouillard de fluide de nettoyage traverse la couche de matériau insonorisant et entraîne les poussières dans le courant d'air aspiré ou refoulé par le ventilateur. Ensuite on peut soit arrêter l'introduction de fluide nettoyant seul et poursuivre alors l'introduction d'air de façon à sécher la couche de matériau insonorisant, soit arrêter simultanément l'introduction de fluide nettoyant et d'air comprimé. Les poussières humides obtenues au cours de la régénération ne sont pas gênantes. En effet elles sont centrifugées -3 - 2564532 à la traversée du ou des rotors du ventilateur et ainsi détournées dans le conduit d'aérage à l'écart de la position axiale occupée par le moteur électrique. Elles se déposent ensuite sous forme de boues à une distance plus ou moins longue fonction des caractéristiques de la ventilation et du pouvoir moussant du fluide nettoyant. Le fluide de nettoyage est de préférence préparé préalablement dans une bouteille de capacité et de résistance à la pression adéquates reliée d'une part à J'espace annulaire situé entre la tôle extérieure et la couche de matériau insonorisant et d'autre part à une source d'air comprimé, une vanne de coupure étant montée entre la bouteille et la source d'air comprimé. L'ouverture de la vanne provoque la pulvérisation du fluide de nettoyage sous forme de brouillard sur la couche de matériau insonorisant. Lorsque la totalité du fluide de nettoyage a été chassée de la bouteille, le séchage peut être assuré en poursuivant l'introduction d'air comprimé. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la face interne de la couche de substance insonoriante repose sur un tissu imputrescible en fibres artificielles (résines polyamides polyéthylène) ou incombustible (fibres de verre) à texture lâche présentant plus de 50 % de surface vide. Ce tissu a l'avantage de ne pas accrocher les poussières ce qui facilite sa régénération. D'autre part, ce tissu a une efficacité plus élevée du point de vue acoustique qu'une tôle perforée. Ce tissu repose sur un grillage suffisamment rigide mais à mailles très lâches par exemple en fil galvanisé ou plastifié. Il peut également reposer sur une cage métallique. Cette cage est formée de barreaux métalliques largement espacés orientés suivant l'axe du silencieux. Elle a l'avantage de protéger contre l'apparition de charges dangereuses d'elecricité statique. S'il s'agit d'un silencieux d'aspiration d'un ventilateur d'aérage secondaire ayant par conséquent une puissance relativement faible, la cage métallique est de préférence constituée par des tubes reliés à une source d'air comprimé. Ces tubes sont disposés de façon à pouvoir après raccordement à un réseau d'air comprimé par l'intermédiaire d'un flexible et d'une vanne électropneumrnatique, être utilisés comme éjecteurs dont les jets sont dirigés sur les pales du ventilateur. Ce dispositif procure une utile ventilation automatique de secours lors de chaque coupure accidentelle ou non du courant électrique. La paroi cylindrique externe de la couche annulaire du matériau insonorisant peut être constituée par une cage métallique ou un grillage suffisamment rigide à mailles lâches ou maintenant en place un tissu à texture lâche. La couche de matériau insonorisant peut être constituée de manière connue par de la laine de roche, de la laine de verre ou tout autre-matériau poreux. -4 - 2564532 Selon la dimension du silencieux et la puissance de la source d'air comprimé disponible il peut être avantageux de diviser l'espace annulaire compris entre la tôle extérieure du silencieux et la couche de matériau insonorisant en éléments annulaires par des cloisons de façon à former plusieurs caissons pouvant être reliés successivement à.la source d'air comprimé. Ces caissons peuvent être longitudinaux ou transversaux. On peut ainsi régénérer par fractions la couche de substance insonorisante. Lorsque les silencieux sont munis d'un bulbe central, constitué par un matériau insonorisant maintenu en place par une enveloppe, ceux-ci comportent un espace axial à l'intérieur de la couche de matériau insonorisant qui est relié à la fois à une source d'air comprimé et à une source de fluide nettoyant. La régénération du bulbe s'effectue dans les mêmes conditions que celle de la couche annulaire de matériau insonorisant. La régénération du bulbe et de la couche annulaire peut être effectuée simultanément ou indépendamment. La paroi externe du bulbe est comme dans le cas de la paroi cylindrique externe de la couche annulaire du matériau insonorisant constituée par un grillage ou une cage métallique maintenant en place un tissu à texture lâche. Les figures annexées permettront de mieux comprendre l'invention; La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un silencieux régénérable in situ. La figure 2 est une vue schématique latérale du même silencieux régénérable in situ. Le silencieux se compose d'une enveloppe extérieure en tôle (1) et d'une couche de matériau insonorisant (2). Entre l'enveloppe extérieure (1) et la couche de matériau insonorisant (2) se trouve un espace annulaire (3) dans lequel on injecte par une conduite (4) à la fois de l'air comprimé et de l'eau contenant un détergent. La couche de matériau insonorisant (2) est maintenue sur sa face interne par un tissu imputrescible (5) en fibres synthétiques à texture lâche, se consumant sans dégagement nocif de fumée et de vapeurs toxiques. Des fibres constituées de polyéthylène basse pression conviennent particulièrement. Ce tissu (5) est lui-même maintenu par une cage métallique formée de tubes (6) reliés à un réseau d'air comprimé par un flexible (7) et une vanne électropneumatique (8). La couche de matériau insonorisant est soutenue sur sa paroi externe (9) par un tissu en fibres synthétiques de préférence identique à celui de la paroi interne prenant appui sur un grillage métallique semi-rigide à grosses mailles, en fil plastifié de préférence. - -2564532 Des essais comparatifs ont été effectués selon la norme NFS 31-021 avec différents silencieux d'aspiration montés sur des ventilateurs électriques BERRY 26 KW type 1560 HM2 qui fournissent un débit de l'ordre de 4,3 m3/sec sur un circuit de refoulement dont la pression est maintenue -par réglage d'un diaphragme à une valeur de 200 mm (colonne d'eau). Sur la figure 3 sont indiqués les différents points o sont mesurés les niveaux acoustiques devant la bouche d'aspiration et suivant les angulations et distances prescrites par la norme NFS 31-021. Les mesures ont été faites: 10. sans silencieux (SSS) devant un ventilateur de diamètre D = 0,7 m à une distance de r de 1,35 m. avec un silencieux standard (SSt) devant un ventilateur de diamètre D 0,8 m à une distance de r de 1,40 m. avec un silencieux selon l'invention (SPr) de même longueur que le silencieux standard devant un ventilateur de diamètre D = 0,7 à une distance r = 1,35 m. On a obtenu les résulats suivants qui sont résumés dans le tableau 1. TABOU t I' sss -- p i f s Lp I 109 dBA 8 dBA 82 dBA Lp 2 110 dBA 92,5 dBA 84 dBA Lp3 113 dBA 92,* dBA 93,5 dBA Lp 111,1 dBA 92,4 dBA 89,3 dBA Lw 121,7 dBA 303,3 dBA 99,6 dBA Lp 1, Lp 2, Lp 3 sont les niveaux acoustiques, Lp est le niveau de pression acoustique surfacique pondéré, Lw est le niveau de puissance acoustique selon la norme NF S 31-021. On voit donc que, pour le silencieux réalisé selon l'invention, le coefficient d'atténuation acoustique est de 22,1 dBA et pour un silencieux standard il est seulement de 18,4. Sur la figure 4 on indique les différents points o sont mesurés les niveaux acoustiques dans une installation, le ventilateur comportant un silencieux de bouche (10), un ventilateur électrique (20) et un silencieux standard de sortie (30), les deux derniers n'étant pas modifiés au cours des différents essais. Toutes les mesures ont été effectuées à I m des parois. Les résultats sont résumés dans le tableau 2. - 6 - 22564532 TABLEAU 2 Point ou les mesures ont été A B B' C C ' D' E E' réalisées S.S.S. 112 101 9O 96 95 92 92 S.S.t. 96 83 82 83 82 83 83 82 82 S.P.r 97 80 80 82 81 80 82 76 78 4-$ 2564532 REVENDICATIONS 1 ) Silencieux régénérables in situ pour ventilateurs dans les installations de ventilation alimentées en air empoussiéré, comportant une tôle extérieure pleine et une couche d'un matériau insonorisant reposant éventuellement sur une paroi interne perforée et contenant éventuellement un bulbe, caractérisés par le fait qu'ils comportent entre la tôle extérieure de la couche de matériau insonorisant un espace annulaire relié à la fois à une source d'air comprimé et à une source de fluide nettoyant. 2 ) Silencieux régénérables in situ selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de matériau insonorisant repose sur une paroi interne constituée par un tissu à texture lâche présentant plus de 50 % de surface vide reposant sur un grillage ou une cage métallique. 3 ) Silencieux régénérables in situ selon la revendication 2 dans lequel le tissu à texture lâche repose sur une cage métallique, caractérisés par le fait que la cage métallique est constituée par des tubes reliés à une source d'air comprimé. 4 ) Silencieux régénérables in situ selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisés par le fait que la paroi cylindrique externe de la couche annulaire du matériau insonorisant est constitué par un grillage ou une cage métallique maintenant en place un tissu à texture lâche. ) Silencieux régénérables in situ contenant un bulbe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, constitué par un matériau insonorisant maintenu en place par une enveloppe, caractérisé par le fait que le bulbe comporte un espace axial à l'intérieur du matériau insonorisant qui est relié à la fois à une source d'air comprimé et à une source de fluide de nettoyage. 6 ) Silencieux selon l'une quelconque des revendication I à 5, caractérisé par le fait que l'espace annulaire compris entre la tôle extérieure du silencieux et la couche de matériau insonorisant est divisé par des cloisons de façon à former plusieurs. caissons. 2 5 7 ) Procédé de régénération in situ des silencieux selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on injecte simultanément dans l'espace annulaire compris entre la paroi extérieure du silencieux et la couche de matériau insonorisant de l'air comprimé et un fluide de nettoyage sans arrêter les ventilateurs. - 8 ) Procédé de régénération in situ des silencieux selon la revendication 7 caractérisé par le fait que l'on poursuit l'introduction d'air comprimé après arrêt de l'introduction de fluide de nettoyage. 9 ) Procédé de régénération in situ selon la revendication 7 ou 8 caractérisé par le fait que le fluide de nettoyage est préparé au préalable dans une bouteille reliée d'une part à l'espace annulaire situé entre la tôle extérieure et la couche de matériau insonorisant et à une source d'air comprimé, que l'on introduit de l'air comprimé dans la bouteille de façon à chasser le fluide de nettoyage de la bouteille sous forme d'un brouillard dans l'espace annulaire. ) Procédé de régénération selon la revendication 9 caractérisé par le fait que le séchage de la couche de matériau absorbant est assuré en poursuivant l'introduction d'air comprimé lorsque la totalité du fluide de nettoyage a été chassé de la bouteille.