Brevet FR2582233A3 — publié le 19861128

FR 2582233 A3 19861128 FR 8501425 A 19850201 L'invention concerne un filtre pour l'industrie destiné à séparer les particules solides de l'air en circulation, qui est équipé d'une garniture filtrante à poches multiples laquel- le présente un côté d'entrée et un cOté de sortie et est faite d'une bande unique de tissu piqué qui forme le nombre voulu de poches plates assemblées en soufflets, deux manchettes d'étanchéité longitudinales et deux manchettes d'étanchéité transversales ainsi que les éléments de liaison entre les dif- férentes poches. Les types connus de filtres à usage industriel utilisent un matériau filtrant qui est disposé de différentes façons, habituellement sous forme de gaines ou de poches de surface étendue. Etant donné qu'au cours du fonctionnement du filtre, la régénération du matériau varie par suite de l'encrassement du matériau filtrant par des impuretés, le matériau filtrant est soumis à des contraintes mécaniques, particulièrement dans le sens longitudinal, de sorte qu'il est étiré. Lorsqu'on utilise des tissus piqués qui ont un pouvoir filtrant plus élevé, ces difficultés se font encore sentir plus fortement car les tissus piqués résistent encore moins à l'étirage que les tissus utilisés précédemment. Par suite de cet étirage du tissu filtrant, il y a formation de plis qui est cause d'une augmentation de l'usure et d'un raccourcissement de la durée de vie. Un étirage important du tissu filtrant peut même mettre en danger le fonctionnement du filtre. Les différents types de filtre sont dotés d'un dispositif tendeur spécial qui, après arrêt du filtrage, permet de reten- dre le tissu filtrant lorsqu'il s'est produit un étirage pen- dant le fonctionnement. Cette opération de retension qui est utilisée couramment pour les gaines de filtre est désavantageu- se car elle demande beaucoup de travail, nécessite une sur- veillance constante des gaines de filtrage et ne peut être effectuée qu'en stoppant l'opération de filtrage. Dans les filtres à sacs ouà poches, la tension des dif- férentes poches est effectuée au moyen de ressorts ou de vis tendeuses ce qui est très couteux. De plus, la possibilité de tension du tissu filtrant est dans ce cas relativement réduite. D'autres dispositifs connus assurent la tension du tissu filtrant immédiatement après sa mise en service, la force de prétension intervenant de façon désavantageuse sur l'effort auquel est soumis le tissu filtrant et par conséquent aussi sur l'importance de l'étirage. Tous les filtres à poches connus présentent d'ailleurs encore un autre inconvénient: la surface de leur côté d'entrée présente une structure relativement grossière, de sorte que les saletés y restent collées fermement. Il en résulte que, lors de la régénération des filtres à poches qui s'effectue par balayage par air à contre-courant, ces impuretés ne sont éliminées qu'en quantité insuffisante ce qui augmente les per- tes de pression de filtrage. L'invention a pour but de faire disparaître les inconvé- nients de l'état de la technique. L'invention se propose donc de créer un filtre pour l'industrie qui est équipé d'une gar- niture filtrante à poches multiples facile à fabriquer, écono- mique au moint de vue énergétique, avec laquelle il est possi- ble d'obtenir l'auto-tension de la garniture filtrante sans risquer de formation de plis, sans être obligé de stopper le filtrage et sans avoir à contrôler de temps en temps l'étirage, de sorte qu'on évite d'avoir à retendre le tissu, ce qui évite des dépenses et agumente notablement la durée de vie du tissu filtrant. L'invention est caractérisée par le fait que la garniture filtrante à poches multiples présente sur la totalité de la surface d'un de ses côtés, le côté d'entrée, une couche lisse, perméable à l'air d'un polymère synthétique amorphe, les man- chettes d'étanchéité longitudinales ainsi que les manchettes d'étanchéité trasnversales de la garniture filtrante à poches multiples étant fixées solidement dans le filtre par le cadre d'étanchéité aux surfaces des bords de la cloison de séparation du filtre, tandis que les éléments de liaison prennent appui au moyen de leur couche lisse et perméable à l'air en polymère synthétique amorphe sur les surfaces internes horizontales de la cloison de façon à pouvoir glisser sur celles-ci, et que la poche plate formée dans chaque ouverture de la cloison de séparation est munie à l'intérieur d'un renfort d'écartement intérieur alors que sont monrés entre les différentes poches plates élémentaires les renforts d'écartement extérieurs qui, de même que les renforts d'écartement intérieurs, sont suspen- dus librement ou maintenus au moyen d'éléments d'accrochage sur la cloison de séparation. Selon un mode de réalisation avantageux, les surfaces in- térieures de la cloison de séparation ont une largeur de cinq à huit centimètres. Il est avantageusement prévu que la garniture filtrante à poches multiples est faite avec un tissu piqué qui est consti- tué par un tissu support muni au moins du côté de l'entrée de la garniture filtrante d'un voile de carde et qu'au moins sur la surface du côté de l'entrée de la garniture filtrante est disposée une couche lisse et perméable à l'air de polymère synthétique amorphe. Cette couche lisse et imperméable à l'air peut se présen- ter sous deux formes différentes. De façon particulièrement avantageuse, la couche lisse et perméable à l'air en polymère synthétique amorphe passe de façon progressive sur sa face intérieure de l'état amorphe à celui de fibres synthétiques qui forment au moins une partie de la structure du tissu piqué, la couche lisse et perméable à l'air étant formée par du polyester, et/ou du polypropylène et/ou du polyacrylnitrile et/ou un polyamide aromatique, ou bien la couche lisse et perméable à l'air en polymère synthétique amorphe se présente sous la forme d'un film de polytétrafluoréthylène qui est fixé solidement sur la surface du tissu piqué. De plus il est avantageusement prévu que le tissu support est fait de fils de polyester et/ou de polypropylène et/ou de polyacrylnitrile et/ou de polyamide aromatique et/ou de verre, ces filts étant coupés ou sans fin. En fonctionnement de longue durée, le filtre selon l'in- vention assure une limitation automatique de l'étirage du tis- su piqué. Au cours de l'alternance entre le filtrage de l'air et la régénération de la garniture filtrante, il se produit un glissement d'éléments de liaison de la garniture filtrante sur les surfaces intérieures de la cloisonde séparation du filtre et un mouvement pendulaire des renforts d'écartement. De ce fait, une partie de la poussière recueillie est poussée dans les vides entre les surfaces intérieures de la cloison de séparation et les éléments de liaison de la garniture fil- trante. La couche lisse et imperméable à l'air de polymère synthétique amorphe lisse favorise le glissement des éléments de liaison. Dans la mesure o il y a un étirage de la garni- ture filtrante, il se forme dans l'intervalle en question une couche compactée de poussière filtrée qui compense l'éti- rage du produit. Des essais de longue durée effectués avec le filtre pour l'industrie selon l'invention ont établi que, grâce à cette formation de la couche de poussière, l'étirage de la garniture filtrante peut être composé dans une propor- tion qui peut atteindre 5 %. Cette auto-tension a été cons- tatée avec différentes sortes de poussière filtrée se diffé- renciant aussi bien par la finesse que par le poids volumique. Si la largeur des surfaces intérieures est inférieure à 2 cm ou supérieure à 8 cm ou si le logement des renforts d' écartement intérieurs ne permet pas les mouvements pendulaires de ces renforts et des poches, il n'y a pas auto-tension de la garniture filtrante, même lorsque la surface est pourvue d'une couche lisse et perméable à l'air de polymère synthéti- que amorphe. Il n'y a pas non plus d'auto-tension lorsque la garniture filtrante ne présente pas la couche lisse et per- méable à l'air selon l'invention. Un avantage de l'invention par rapport aux filtres pour l'industrie connus est que le filtre qu'elle propose ne nécessite pas de dispositif tendeur. En outre, il n'est pas nécessaire de retendre la garniture filtrante le filtre étant stoppé, ni de procédera un contrôle temporaire de l'étirage de la garniture filtrante. La couche lisse et perméable à l'air, au moins celle du côté de l'entrée de la garniture fil- trante, facilite la régénération de la garniture filtrante par balayage par air à contre-courant. Le fait que la garnitu- re filtrante est parfaitement tendue permet, lors de la régé- nération, de détacher plus facilement la poussière filtrée de la surface du tissu ce qui se traduit favorablement en diminuant les pertes de pression de filtrage d'o résulte une économie d'énergie. En outre, l'auto-tension de la garniture filtrante empêche la formation dans cette garniture, de plis qui peuvent être la cause d'une usure rapide et d'un raccour- cissement de la durée de vie de la garniture filtrante. Des expériences de fonctionnement ont montré que, grâce aux avantages susdits, la durée de vie de la garniture filtrante selon l'invention peut être portée jusqu'à 20 000 heures de fonctionnement, soit plus du double de la durée de vie des garnitures filtrantes connues. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un filtre à deux chambres; la figure 2 est une vue en projection axonométrique de la garniture filtrante en forme de soufflet avec cloison de séparation; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une po- che; la figure 4 est une vue en coupe transversale des poches et de la cloison de séparation. Le filtre à deux chambres est constitué par le corps de filtre 1 avec la conduite de sortie 4 et la trémie de déverse- ment 2 qui est munie d'une conduite d'entrée 3. A l'intérieur du corps 1 est montée dans chaque chambre une garniture fil- trante à poches multiples 9 qui est disposée sur la cloison de séparation 5 et est pourvue à l'intérieur des différentes poches des renforts d'écartement intérieurs 14. Entre les différentes poches sont montés les renforts d'écartement exté- rieurs 20, aussi bien les renforts d'écartement intérieurs 14 que les renforts d'écartement extérieurs 20 étant suspendus librement au moyen des éléments de suspension 15 ou montés sur la cloison de séparation 5. Une des chambres, celle de gauche dans la figure 1, est représentée pendant le filtrage, le clapet de sortie 18 étant ouvert et le clapet de balayage 19 étant fermé. La deuxième chambre est représentée pedant la régéné- ration, qui est effectuée par balayage par air à contre- courant. Pour cette opération l'air pénètre par le clapet de balayage 19 ouvert tandis que le clapet de sortie 18 est fermé. La garniture filtrante à poches multiples 9 qui est repré- sentée à la figure 2 est constituée par une seule bande- de tissu piqué qui est formée grâce à des coutures de liaison 12 dirigées verticalement vers le haut le long des bords des poches qui, suivant un angle de 90 , s'étendent dans les man- chettes d'étanchéité longitudinales 11 horizontales. Les man- chettes d'étanchéité transversales 10 sont formées par les deux extrémités de la bande de tissu piqué. Les différentes po- ches tombent à l'intérieur des ouvertures 7 de la cloison de séparation 5 tandis que les manchettes d'étanchéité longitu- dinales 11 et les manchettes d'étanchéité transversales 10 sont montées sur les surfaces des bords 6 de la cloison de séparation 5 et y sont fixées solidement par le cadre d'étan- chéité 16. Les éléments de liaison 13 horizontaux entre les différentes poches de la garniture filtrante 9 sont montés librement sur les surfaces intérieures 8 de la cloison de sé- paration 5. La largeur des surfaces intérieures 8 est com- prise entre 2 et 8 cm. On peut voir à la figure 3 le montage en suspension li- bre du renfort d'écartement intérieur 14 à l'intérieur de 1' une des poches de la garniture filtrante 9. L'élément de sus- pension 15 du renfort d'écartement intérieur 14 est monté suspendu librement sur le cadre d'étanchéité 16 qui est serré contre les manchettes d'étanchéité longitudinales 11 sur les surfaces de bord 6 de la cloison de séparation 5. Cette dispo- sition rend possible le mouvement pendulaire du renfort d' écartement intérieur 14 y compris sa poche, tout en donnant 1' assurance que, lors du filtrage ou lors de la régénération, il ne peut pas y avoir de déplacement vertical du renfort d' écartement intérieur 24. A la figure 4 sont représentés les renforts d'écartement intérieurs 14 et les renforts d'écartement extérieurs 20 suspendus librement ainsi que la garniture filtrante à poches multiples 9 qui est montée sur la cloison de séparation 5 et a fonctionné pendant un certain nombre d'heures de fonction- nement. Pendant cette période l'étirage des parois de poche verticales a été compensé automatiquement par la formation de la couche de poussière 17 compactée dans les vides entre les surfaces intérieures de la cloison de séparation 5 et les élé- ment de liaison 13 de la garniture filtrante 9. La garniture filtrante à poches multiples 9 est faite en tissu piqué qui est constitué par un tissu support muni d'un voile de carde au moins du c6té de l'entrée de la garniture filtrante 9. Le grammage du tissu piqué est comme d'usage de 300 900 g/m2. 300 à 900 g/m Le tissu support est fait soit en fibres synthétiques soit en fibres de verre. Les fibres synthétiques sont destinées à des températures inférieures ou égales à 220 C, les fibres de verre à des températures inférieures ou égales à 350 C. Parmi les fibres synthétiques, on choisira de façon particulièrement avantageuse les fibres de polyester pour des raisons de prix et de capacité de résistance aux températures pouvant aller jusqu'à 150 C, les fibres de polypropylène en raison de leur stabilité chimique élevée, les fibres de polyacrylnitrile en raison de leur résistance à l'hydrolyse et les fibres de poly- amide aromatique en raison de leur stabilité aux températures pouvant atteindre 220 C. Le voile de carde est fait de fibres coupées de polyester et/ou de polypropylène et/ou de polyacrylnitrile et/ou de fibres de polyamide et/ou de fibres de verre. Dans des cas déterminés, par exemple avec les filtres destinés à l'industrie - du froid et à la préparation de mélanges fourragers, il est recommandé d'jaouter des fibres hydrophiles aux fibres syn- thétiques, comme par exemple fibres de coton, de laine et de viscose. Le tissu piqué présente au moins du côté de l'entrée de la garniture filtrante 9 une couche perméable à l'air et lisse faite d'un polymère synthétique amorphe qui, selon un mode de réalisation particulier, passe progressivement sur sa face in- térieure de l'état amorphe à l'état composé de fibres synthé- tiques. Celles-ci forment au moins une partie de la structure du tissu piqué. Lorsque, par exemple, le voile de carde est fait d'un mélange de fibres de polyester et de laine, les fi- bres synthétiques forment un élément constituant de la struc- ture du tissu piqué. La couche perméable à l'air et lisse est formée par fondage des fibres synthétiques qui se trouvent à la surface du tissu piqué. La couche perméable à l'air et lisse du deuxième mode de réalisation est appliquée sous la forme d'un film de polytétrafluoréthylène microporeux sur la surface du tissu piqué. Dans ce cas sa masse ne se transforme pas progressivement en se raccordant au voile de fibres for- mant le tissu piqué. Le mode de réalisation de garniture filtrante à poches multiples et son utilisation dans un filtre pour l'industrie selon l'invention permettent pratiquement, dans tous les do- maines de l'industrie, de séparer efficacement de l'air traité les impuretés solides, non seulement au moyen des filtres mais d'effectuer la régénération non seulement par balayage par 1' air extérieur mais également par l'air purifié du balayage à contre-courant sous pression et éventuellement aussi par d'au- tres modes de régénération. Une compensation automatique et simple de l'étirage de la garniture filtrante est rendue pos- sible par l'utilisation de matériaux filtrants présentant une extensibilité relativement grande. La simplicité de coupe de la garniture filtrante à poches multiples, entraînant une réduction du coût de confection de cette garniture qui présente une longueur minimale de coutures de liaison par unité de surface filtrante active, ainsi que la rapidité de montage et de démontage de la garniture dans le filtre en fonctionne- ment réprésentent d'autres avantages de l'invention. Comme il a déjà été dit, le filtre pour l'industrie selon l'invention a été soumis à des épreuves de fonctionnement de longue durée. C'est ainsi que, par-exerple, avec un filtre pour l'industrie qui est doté de quatre garnitures filtrantes à poches multiples en fibres de polyester avec un grammage de 300 g/m2 et à surface totale de filtrage égale à 100 m2, ainsi que de renforts d'écartement intérieurs et extérieurs suspendus librement, on a effectué le filtrage des poussières folles de préparation d'un mélange fourrager et, au-bout de 14 550 heures de fonctionnement, on a constaté une concentra- tion de sortie de 0,0272 mg/m3 avec une perte de pression de 1560 pascals. Les poches de filtrage se sont retendues automa- tiquement pendant toute la durée de l'opération grace à la couche de poussière qui s'est formée et s'est accrue de façon continue entre les surfaces internes horizontales de la cloison de séparation et les éléments de liaison de la garniture fil- trante. Au bout de 14 550 heures de fonctionnement, on a pu compenser un étirage du tissu piqué de 4 %. Pendant toute la durée de l'épreuve il n'est pas apparu nécessaire de procéder à des opérations de maintenance et il n'y a donc pas eu d' interruptions de fonctionnement. Le filtre pour l'industrie selon l'invention a également été testé pour le filtrage des poussières dans le travail d'une fabrique de meubles. Le poste de filtrage a été doté de gar- nitures filtrantes à poches multiples faites enfibres de poly- ester avec un grammage de 800 g/m2 et suspendues au moyen de renforts d'écartement sur la cloison de séparation dont les surfaces internes avaient une largeur de 4 cm. L'air était fil- tré avec un débit de 59 600 m3 à l'heure, la perte de pression de filtrage étant de 864 pascals et la concentration de sortie de 0,078 mg/m3. L'air purifié a été ramené dans les locaux de travail, ce qui a procuré en hiver une économie d'énergie. L'étirage du tissu piqué qui, au bout d'une année de fonction- nement, était de 1,5 % a été automatiquement compensé par une couche de poussière compactée qui s'est formée à la surface dessurfaces intérieures horizontales de la cloison de sépara- tion en dessous des éléments de liaison de la garniture fil- trante. Un autre filtre selon l'invention qui est équipé d'une garniture filtrante à huit poches et était fait dans un tissu piqué en polypropylène a été utilisé pendant 30 mois à titre d'essai pour recueillir la poussière de route et ensacher des décombres ou pulvérulents. La garniture filtrante a été soli- dement fixée par ses manchettes d'étanchéité au moyen du cadre d'étanchéité à la cloison de séparation du filtre à laquelle les renforts d'écartement intérieurs et extérieurs ont été suspendus librement. Pendant la totalité de la durée de 1' épreuve la garniture filtrante a été maintenue tendue par la couche de poussière compactée pendant le fonctionnement du filtre entre la surface intérieure de la cloison de sépa- ration et les éléments de liaison de la garniture filtrante. On a compensé de cette façon l'étirage subi par les parois verticales des sacs. Cet étirage a été de 3,6 cm ce qui re- présente 3,6 % de la longueur totale de poche. La concentra- tion de sortie à l'expiration des 30 mois de fonctionnement a été de 0,00254 mg/m2 pour un débit de 2900 m3/heure à tra- vers une surface filtrante de 25 m2 et avec une perte de pression de 769 pascals. Pendant l'hiver, l'air purifié a été recyclé dans les locaux de travail. Dans tous ces filtres, les côtés d'entrée des garnitures filtrantes ont été dotés d'une couche lisse et perméable à 1' air de polymère synthétique amorphe qui a été formée par appli- cation par fondage des fibres synthétiques sur la surface du tissu pique. REVENDICATIONS 1. Filtre pour l'industrie destiné à séparer les parti- cules solides de l'air en écoulement, qui est équipé d'une garniture filtrante à poches multiples possédant un côté d' entrée et un côté de sortie et constituée par une bande unique de tissu piqué qui possède le nombre fixé de poches plates dont l'ensemble est en forme de soufflets, deux manchettes d' étanchéité longitudinales et deux manchettes transversales ainsi que les éléments de liaison entre les différentes poches, caractérisé en ce que la garniture filtrante à poches multiples (9) présente sur la totalité de la surface de l'un des côtés, le côté de l'entrée, une couche lisse et perméable à l'air d'un polymère synthétique amorphe, aussi bien les manchettes d'étanchéité longitudinales (11) que les manchettes d'étan- chéité transversales (10) de la garniture filtrante à poches multiples (9) étant fixées solidement à l'intérieur du filtre aux surfaces des bords (6) de la cloison de séparation (5) du filtre par le cadre d'étanchéité (I6) tandis que les élé- ments de liaison (13) prennent appui au moyen de leur couche lisse et perméable à l'air de polymère synthétique amorphe sur les surfaces intérieures (8) horizontales de la cloison de séparation (5) de façon à pouvoir glisser sur ces surfaces, et que la poche plate formée dans chaque ouverture (7) de la cloison de séparation (5) est munie à l'intérieur d'un ren- fort d'écartement intérieur (14) tandis qu'entre les diffé- rentes poches sont montés les renforts d'écartement extérieurs (20) qui, de même que les renforts d'écartement intérieurs (14) sont suspendus au moyen d'éléments de suspension (15) sur la cloison de séparation (5) de façon à pendre librement ou y sont maintenus. 2. Filtre pour l'industrie selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les surfaces intérieures (8) de la cloison de séparation (5) ont une largeur comprise entre cinq et huit centimètres. 3. Filtre pour l'industrie selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la garniture filtrante à poches multiples (3) est faite en tissu piqué qui est constitué par un tissu support lequel est pourvu, au moins du côté de l'entrée de la garniture filtrante (9) d'un voile de carde, et en ce qu'au moins sur la surface dt côté d'entrée de la garniture fil- trante (9) est disposéE une couche lisse et perméable à l'air faite d'un polymère synrhétique amorphe. 4. Filtre pour l' ndustrie selon une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que, sur sa face in- térieure, la couche lisse et perméable à l'air de polymère synthétique amorphe se transforme progressivement en passant de l'état amorphe à celui de fibres synthétiques qui forment au moins une partie de la structure du tissu piqué de la gar- niture filtrante (9), la couche lisse et perméable à l'air étant formée par du polyester et/ou du polypropylène et/ou du polyacrylnitrile et/ou du polyamide aromatique. 5. Filtre pour l'industrie selon une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche lisse et perméable à l'air de polymère synthétique amorphe revêt la forme d'un film de polytétrafluoréthylène qui est fixé soli- dement sur la surface du tissu pique. 6. Filtre pour l'industrie selon une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tissu support est formé de fils qui sont faits en polyester et/ou en poly- propylene et/ou en polyacrylnitrile et/ou en polyamide aroma- tique et ou en verre, ces fils étant soit coupés soit sans fin.