Brevet FR2609644A1 — publié le 19880722

"Filtre auto-nettoyant à insérer sur une conduite sous pression" La présente invention concerne, d'une manière générale, les filtres mis en oeuvre pour l'épuration d'un quelconque fluide en circulation dans un réseau sous pression et susceptible de véhiculer de quelconques débris, détritus ou éléments. C'est le cas, par exemple, des eaux industrielles, dans lesquelles peuvent ainsi être véhiculés aussi bien des débris ou détritus d'origine synthétique que des végétaux, des algues plus ou moins fibreuses ou filamenteuses par exemple, ou des animaux, tels que moules, mollusques ou poissons, susceptibles de proliférer en aval s'ils n'étaient pas au préalable écartés. Les filtres mis en oeuvre pour l'épuration de telles eaux industrielles doivent en pratique être insérés sur la conduite canalisant celles-ci, et ils comportent, globalement, dans un corps de filtre propre à se raccorder à deux tronçons successifs d'une telle conduite, un organe de filtration, qui, destiné à être interposé sur le flot à traiter, comporte lui-même un élément filtrant présentant des ouvertures propres à une libre circulation de ce flot tout en étant adapté à arrêter, par ses parties massives, les débris, détritus ou éléments qu'il véhicule. 1,a présente invention vise plus particulièrement le cas o, pour la constitution d'un filtre communément dit filtre auto-nettoyant, des dispositions sont prises pour assurer une élimination systématique de ces débris, détritus ou éléments. Dans certaines réalisations, qui, abstraction faite de vannes et/ou volets internes nécessaires à leur fonctionnement, ont pour avantage d'être pour l'essentiel entièrement statiques, il est procédé, pour cette élimination, à un renversement systématique, à temps opportun, du sens de circulation du flot. Mais cela implique une mise hors service temporaire, sinon du filtre dans son entier, au moins d'un compartiment de celui-ci, au détriment du rendement de l'ensemble. Dans d'autres réalisations, qui, elles, sont vraiment entièrement statiques, l'élimination, recherchée, des débris, détritus ou éléments arrêtés par l'organe de filtration, résulte très simplement de dispositions constructives propres à assurer un balayage de l'élément filtrant de celui-ci par le flot entrant. Par exemple, l'organe de filtration comportant, comme élément filtrant, une crépine cylindrique, le corps de filtre s'étend en colimaçon autour de celle-ci, et l'entrée du flot à traiter se fait tangentiellement dans ce corps de filtre, en sorte que le vecteur-vitesse du flot entrant est oblique par rapport à la surface de la crépine et présente ainsi non seulement une composante perpendiculaire à sa surface, nécessaire à sa traversée par ledit flot, mais encore une composante tangentielle, dont il résulte à tout instant un entraînement systématique des débris, détritus ou éléments qu'elle arrête. Bien que donnant satisfaction, les réalisations correspondantes sont pour la plupart relativement encombrantes, et, impliquant, pour le flot à traiter, un changement d'orientation, puisque, si l'entrée de ce flot se fait tangentiellement, sa sortie se fait nécessairement axialement, elles sont parfois difficiles à implanter, notamment dans les installations déjà existantes, et elles ne peuvent donc pas convenir à toutes les applications. Dans d'autres réalisations, il est mis en oeuvre, pour l'auto-nettoyage recherché, un dispositif de nettoyage mécanique. A ce jour, l'organe de filtration correspondant a le plus souvent, comme élément filtrant, une crépine fixe globalement cintrée en portion de cylindre, et il est disposé à son voisinage, en pratique à contre-courant, c'est-à-dire du côté amont par rapport au flot correspondant, un organe d'aspiration, communément appelé trompe, qui, par une canalisation d'évacuation, est relié à l'égout, et qui est monté rotatif autour de l'axe d'un tel organe de filtration. Ces réalisations à dispositif de nettoyage mécanique ont, parmi d'autres, l'inconvénient d'être à l'origine de pertes de charge non négligeables. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant de minimiser, sinon annuler, ces inconvénients. De manière plus précise, elle a pour objet un filtre à insérer sur une conduite, entre deux tronçons successifs de celle-ci, ce filtre étant d'une manière générale caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, dans un corps de filtre propre à se raccorder à deux tronçons successifs de la conduite concernée, un organe de filtration, qui, en forme générale de roue, s'étend transversalement dans ledit corps de filtre et est monté rotatif autour de l'axe de celui-ci, et, disposé du côté amont dudit organe de filtration, un organe d'aspiration, qui s'étend suivant un rayon de cet organe de filtration, et auquel se raccorde une canalisation d'évacuation. Ainsi, suivant l'invention, c'est l'organe de filtration qui est rotatif, et l'organe d'aspiration qui est fixe. Outre une réduction avantageuse de l'encombrement axial nécessaire à un tel organe de filtration, dont il résulte que, pris dans son ensemble, le filtre suivant l'invention a une extension axiale au plus de l'ordre de la moitié du diamètre de la conduite à équiper, ce qui en facilite avantageusement l'implantation sur une telle conduite, les pertes de charge se trouvent elles-mêmes avantageusement réduites. Il en est d'autant plus ainsi que, suivant un développement de l'invention, l'organe de filtration mis en oeuvre comporte, préférentiellement, comme élément filtrant, un élément filtrant dont les ouvertures sont chacune individuellement délimitées par des canaux parallèles allongés sensiblement perpendiculairement à leur plan. L'expérience montre en effet que de tels canaux sont avantageusement de nature à conduire à une tranquillisation du flot qui les parcourt, ce qui compense les turbulences inévitablement dues par ailleurs à la rotation, quand elle a lieu, de l'organe de filtration dans ce flot et à l'interposition sur celui-ci de l'organe d'aspiration présent en amont de cet organe de filtration. Autrement dit, la mise en oeuvre ainsi faite, comme élément filtrant de l'organe de filtration, d'un élément filtrant à canaux parallèles, se conjugue avantageusement avec la disposition suivant laquelle, en combinaison, cet organe de filtration est monté rotatif et il lui est associé, en amont, un organe d'aspiration fixe. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 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 élévation-coupe axiale d'une conduite équipée d'un filtre suivant l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce filtre, suivant la ligne brisée II-II de la figure 1; la figure 3 reprend, à échelle supérieure, le détail de la figure 2 repéré par un encart III sur cette figure 2; la figure 4 est une vue en coupe axiale suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Tel qu'illustré sur ces figures, et plus particulièrement sur la figure 1, il s'agit d'insérer sur une conduite sous pression 10, entre deux tronçons successifs 10A, lOB, l'un amont, l'autre aval, de celle-ci, un filtre 11. Suivant l'invention, ce filtre 11 comporte, en combinaison, dans un corps de filtre 12 propre à se raccorder aux deux tronçons successifs 10A, lOB de la conduite 10, un organe de filtration 13, qui, en forme générale de roue, s'étend transversalement dans ledit corps de filtre 12, et est monté rotatif autour de l'axe de celui-ci, et, disposé du côté amont dudit organe de filtration 13, un organe d'aspiration 14, qui s'étend suivant un rayon de cet organe de filtration 13, et auquel se raccorde une canalisation d'évacuation 15. En pratique, le corps de filtre 12 se présente avantageusement sous la forme générale d'une simple virole cylindrique, dont le diamète D1 est largement supérieur à celui D2 de la conduite 10 à équiper, de manière à ce que celui D3 de l'organe de filtration 13 soit, lui, au moins légèrement supérieur à ce dernier. De manière usuelle, la virole constituant ainsi le corps de filtre 12 est munie, à ses extrémités, par exemple par soudage, de brides 17A, 17B par lesquelles elle peut être solidarisée, par exemple par boulonnage, aux brides 18A, 18B prévues de manière semblable aux extrémités des tronçons 10A, lOB de la conduite 10 à équiper. Dans la forme de réalisation représentée, l'organe de filtration 13 est en porte-à-faux dans le corps de filtre 12, et il est en pratique disposé en bout d'un arbre 20 monté rotatif dans un moyeu 21 solidaire de ce corps de filtre 12. En pratique, l'organe de filtration 13 comporte, périphériquement, une jante 22, qui, intérieurement, est reliée à l'arbre 20 par des rayons 23 se présentant, dans la forme de réalisation représentée, sous la forme de simples fers plats allongés axialement, et qui, extérieurement, à la faveur d'une ouverture 26 du corps de filtre 12, engrène, par une crémaillère 25, avec une roue d'entraînement 27 disposée à l'extérieur de ce corps de filtre 12, à l'abri d'un carter 28, qui, propre lui aussi à résister à la pression, fait saillie localement à la surface de celui-ci. Pour éviter un court-circuit de l'organe de filtration 13 par le flot à traiter, qui, suivant les flèches F1 de la figure 1, va de la gauche vers la droite dans la forme de mise en oeuvre représentée, il est prévu un joint entre le corps de filtre 12 et la jante 22 de cet organe de filtration 13. Par exemple, et tel que représenté, ce joint est formé par une cornière 30, qui, rapportée par l'une de ses ailes, son aile transversale par rapport à l'axe de l'ensemble, sur le corps de filtre 12, à la faveur d'un bord tombé 31 de celui-ci dirigé radialement vers ledit axe, est engagée, par son autre aile, son aile allongée axialement, dans la jante 22 de l'organe de filtration 13, au voisinage de celle-ci. Bien entendu, le joint ainsi constitué est interrompu localement au droit de l'organe d'aspiration 14, l'étanchéité recherchée étant alors assurée à cet endroit par une lèvre 32, par exemple une lèvre en matière souple, qui, portée par l'organe d'aspiration 14, s'étend elle aussi axialement à l'intérieur de la jante 22 de l'organe de filtration 13, au voisinage de cette jante 22. Entre sa jante 22 et son arbre 20, et, en pratique, du côté aval de ses rayons 23, l'organe de filtration 13 comporte, transversalement, un élément filtrant 35, en forme générale de disque. De préférence, et tel que représenté, cet élément filtrant 35 est un élément filtrant dont les ouvertures 36 sont chacune individuellement délimitées par des canaux parallèles 37 allongés sensiblement perpendiculairement à leur plan, c'est-à-dire sensiblement parallèlement à l'axe de l'ensemble. Suivant des dispositions décrites plus en détail dans une demande de brevet déposée le même jour, les canaux 37 délimitant ainsi les ouvertures 36 sont accolés les uns aux autres, en sorte que l'ensemble a une structure du type en nid d'abeilles, et il s'agit de préférence de canaux hydrodynamiquement profilés. Par exemple, et tel que représenté, de leur oule d'entrée 38, ou ouie amont, à leur ouie de sortie 39, ou oule aval, ces canaux 37 définissent chacun, intérieurement, d'abord un convergent 40, puis un divergent 41, leur rétrécissement médian définissant ainsi par lui-même l'ouverture 36 correspondante. Dans la forme de réalisation représentée, les ouvertures 36 que présente ainsi l'élément filtrant 35 de l'organe de filtration 13 ont un contour hexagonal. En pratique, les rayons 23 de cet organe de filtration 13 cloisonnent en secteurs angulaires le volume interne de sa jante 22, et, dans la forme de réalisation représentée, chacun de ces secteurs angulaires se trouve lui-même subdivisé en au moins deux compartiments 29 par une cloison médiane 43 reliant l'un à l'autre les rayons 23 correspondants, sensiblement tangentiellement à une même circonférence de l'ensemble. Ainsi, le volume interne à la jante 22 est fragmenté transversalement en une pluralité de compartiments 29. Conjointement, l'élément filtrant 35 est lui-même fragmenté en autant de panneaux filtrants 44 qu'il y a de compartiments 29 à l'intérieur de la jante 22, à raison d'un panneau filtrant 44 pour chacun de ces compartiments 29. Suivant des dispositions du type de celles décrites dans la demande de brevet déposée le même jour, chacun de ces panneaux filtrants 44 peut être adossé à un cadre qui, muni de barreaux intermédiaires, est convenablement solidarisé aux parois définissant le compartiment 29 correspondant, et, par exemple par des liens passés en boucle autour de ces barreaux à la faveur de ses ouvertures, il est convenablement assujetti à un tel cadre. Mais, en variante, chacun des panneaux filtrants 44 peut être autoporteur, en étant alors par lui-même convenablement assujetti aux parois du compartiment 29 correspondant de l'organe de filtration 13. Dans la forme de réalisation représentée, les rayons 23 de cet organe de filtration 13 et les parois intermédiaires 43 qui les relient deux à deux s'étendent axialement sur toute la longueur de la jante 22, mais il n'en est évidemment pas nécessairement ainsi. De préférence, et tel que représenté, l'arbre 20 de l'organe de filtration 13 ainsi constitué est dûment profilé hydrodynamiquement du côté aval, et, engagé du côté amont dans le moyeu 21 qui le porte, avec interposition entre lui et celui-ci de coussinets appropriés, il est dûment calé axialement sur ce moyeu 21. De préférence, également, et tel qu'également représenté, il est rapporté, du côté amont, sur le moyeu 21, un capotage 45 dûment profilé hydrodynamiquement. Pour son support, le moyeu 21 est relié à la virole constituant le corps de filtre 1, d'une part par des bras radiaux 46, qui, dûment profilés hydrodynamiquement, s'étendent à 120' deux à deux, et d'autre part par un caisson, qui s'étend lui-même à 120' par rapport aux bras 46 précédents, en constituant lui-même un bras pour le moyeu 21, et qui forme l'organe d'aspiration 14. En pratique, dans la forme de réalisation représentée, le caisson formant ainsi l'organe d'aspiration 14 s'étend sensiblement suivant une verticale, en étant dirigé vers le bas, et, en élévation, il a un contour en triangle, en s'étendant donc suivant un secteur angulaire de l'organe de filtration 13. A sa base, c'est-à-dire sensiblement à la traversée de la virole constituant le corps de filtre 12, ce caisson se raccorde à la canalisation d'évacuation 15 associée. Dans la forme de réalisation représentée, cette canalisation d'évacuation 15 s'étend sensiblement radialement, et, à son extrémité, elle présente, de manière usuelle, une bride 47, pour son propre raccordement, par l'intermédiaire d'une vanne 49, et par une quelconque conduite, à une source d'aspiration, non représentée, propre à diriger à l'égout le flux en provenance de l'organe d'aspiration 14. Du côté de l'organe de filtration 13, le caisson constituant l'organe d'aspiration 14 affleure sensiblement avec la jante 22 et les rayons 23 de cet organe de filtration 13, et sa paroi correspondante présente une ouverture 48. Dans la forme de réalisation représentée, le contour de cette ouverture 48 est globalement quadrangulaire, et il est allongé en boutonnière suivant sensiblement un rayon de l'organe de filtration 13. Bien entendu, cette ouverture 48 peut être bordée par une lèvre en matière souple qui, portée par le caisson constituant l'organe d'aspiration 14, est propre à former un joint entre-celui-ci et l'organe de filtration 13. En service, l'organe de filtration 13 est normalement à l'arrêt, et la vanne 49 contrôlant la conduite d'évacuation 15 est alors fermée. Les débris, détritus ou éléments véhiculés par le flot traité sont arrêtés par l'élément filtrant 35 de l'organe de filtration 13, et, plus précisément, par les parties massives de celui-ci. Ils se stockent au fur et à mesure dans les compartiments 29, prévus à cet effet, de cet organe de filtration 13. De temps en temps, ou chaque fois que cela est nécessaire, sous le cbntrôle par exemple d'une horloge ou d'un détecteur sensible aux pertes de charge, l'organe de filtration 13 est entraîné en rotation par la roue d'entraînement 27, suivant par exemple la flèche F2 de la figure 2, et, conjointement, la vanne 49 contrôlant la canalisation d'évacuation 15 est ouverte, en sorte que le caisson constituant l'organe d'aspiration 14 est l'objet, de la part de la source d'aspiration à laquelle il est alors raccordé, d'un flux d'aspiration dirigé vers l'extérieur, tel que schématisé par la flèche F3 sur la figure 1, et que les portions de l'élément filtrant 35 de l'organe de filtration 13 successivement concernées par cet organe d'aspiration 14 sont l'objet, à leur passage au droit de l'ouverture 48 de celui-ci, et tel que schématisé par des flèches F4 sur la figure 1, d'une circulation à contre-courant. De cette circulation à contre-courant à travers l'élément filtrant 35, il résulte le détachement, et l'entraînement vers l'égout, des débris, détritus ou éléments qui, précédemment arrêtés sur cet élément filtrant , ont été jusque-là stockés dans les divers compartiments de l'organe de filtration 13. Il y a ainsi, portion par portion, un nettoyage systématique de l'élément filtrant 35. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. En particulier, si, dans ce qui précède, et pour minimiser la consommation de fluide qui en résulte, l'organe d'aspiration n'intervient que de temps en temps, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en le faisant intervenir en permanence, avec, conjointement, une rotation permanente de l'organe de filtration 13. REVENDICATIONS 1. Filtre à insérer sur une conduite, entre deux tronçons successifs de celle-ci, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, dans un corps de filtre (12) propre à se raccorder à deux tronçons successifs (10A, lOB) de la conduite (10) concernée, un organe de filtration (13), qui, en forme générale de roue, s'étend transversalement dans ledit corps de filtre (12) et est monté rotatif autour de l'axe de celui-ci, et, disposé du côté amont dudit organe de filtration (13), un organe d'aspiration (14) qui s'étend suivant un rayon de cet organe de filtration (13) et auquel se raccorde une canalisation d'évacuation (15). 2. Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation d'évacuation (15) qui se raccorde à l'organe d'aspiration (13) s'étend sensiblement radialement. 3. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que l'organe de filtration (13) comporte une jante (22) qui, par une crémaillère (25), engrène avec une roue d'entraînement (27). 4. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de filtration (13) est en porte-à-faux dans le corps de filtre (12). 5. Filtre suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de filtration (13) est disposé en bout d'un arbre (20) monté rotatif dans un moyeu (21) solidaire du corps de filtre (12). 6. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps de filtre (12) est une simple virole. 7. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 & 6, caractérisé en ce que l'organe de filtration (13) comporte, comme élément filtrant, un élément filtrant (35) dont les ouvertures (36) sont chacune individuellement délimitées par des canaux parallèles (37) allongés sensiblement perpendiculairement à leur plan. 8. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, l'organe de filtration (13) comportant, périphériquement, une jante (22), le volume interne à cette jante (22) est fragmenté transversalement en une pluralité de compartiments (29).