Brevet FR2617236A1 — publié le 19881230

La présente invention se rapporte à un filtre à poussière utilisable dans les mines souterraines et dans le percement de tunnels, et destiné notamment à aspirer l'air chargé de poussière ("air") derrière des haveuses ou des machines à abattre en section partielle ou totale utilisées dans.les galeries, ce filtre comportant un cais- son dans lequel sont disposées des éléments de support revêtus de tissu filtrant. Dans les mines souterraines et pour percer les tunnels, on utilise souvent des filtres "secs", qui sont destinés à aspirer sur les haveuses et machines d'abat- tage, et que des tuyaux maintiennent en communication avec ces machines. Ils doivent être déplacés derrière la machine respective et sur des distances toujours plus grandes de celle-ci. Les frais entraînés par ces dépla- cements sont relativement considérables, si l'on tient compte notamment de l'exiguité au fond. Par ailleurs, l'humidité relative de l'air sous terre pose des pro- blèmes, parce qu'elle est relativement élevée en raison de l'utilisation d'eau pulvérisée en des endroits extrême- ment divers. Les températures élevées- favorisent cet état, si bien qu'il est difficile de maintenir des filtres secs en service pendant une durée suffisante. Enfin, les caissons à filtres sont difficilement accessibles, ce qui présente un inconvénient pour démonter puis réas- sembler ces filtres et lorsque des vérifications devien- nent nécessaires. Un inconvénient fréquent provient aussi du fait que la poussière qui s'est déposée dans le filtre est difficile à éliminer, car, en raison de sa granulométrie fine et du courant d'air qui existe partout au fond, elle est souvent réabsorbée par l'air pendant qu'elle est déchargée et transportée. L'invention concerne un filtre à poussière minia- turisé, capable de fonctionner même en atmosphère humide, satisfaisant aux conditions souterraines d'exiguité et présentant une capacité variable. Le problème est résolu selon l'invention du fait, notamment, que le caisson est réalisé sous la forme d'un élément transportable et est équipé de sacs filtrants comportant un cadre étanche par rapport à ce caisson, à grilles recouvertes de matière filtrante et sabots d'écar- tement qui maintiennent ces grilles écartées, ce cadre pouvant être inséré sur des glissières du caisson; ce dernier présente deux portes de visite actionnables à volonté par les deux côtés et contient en haut un canal double pour gaz pollué/gaz épuré, communiquant avec l'intérieur dudit caisson et donc avec les sacs filtrants, le canal de gaz pollué par l'intermédiaire de perforations de son fond et le canal de gaz épuré par l'intermédiaire d'un canal longeant la face antérieure du caisson, tous deux comportant à leurs extrémités des brides d'accou- plement. Avec un filtre à poussière de ce genre, il est possible d'obtenir pratiquement toute capacité voulue en assemblant plusieurs caissons. C'est ainsi qu'il est possible de réaliser des filtres de 200 à 600 m3/min et même plus. Il suffit pour cela de relier les uns aux autres les caissons, qui représentent chacun un ensemble complet, par leur canaux d'air pollué/épuré, c'est-à-dire par les brides correspondantes. L'air chargé de poussière entre alors automatiquement d'un côté, passe dans les sacs filtrants et ressort épuré de l'autre côté. La confi- guration particulière des sacs filtrants, qui peuvent être insérés tels quels dans le caisson et en être reti- rés, et sont composés de grilles recouvertes de matière filtrante et de sabots d'écartement, garantit que le tissu filtrant de recouvrement reste en état de service même s'il y est amenée une matière qui, en raison de l'humidité relative, tend à coller et à adhérer. Même sous la dépression correspondante, ni les grilles, ni les tissus de revêtement ne peuvent venir en contact et adhérer, ce qui assure qu'ils sont en permanence en état de fonctionner. Ensuite, les sacs filtrants sont soumis à des chocs ou à l'action de dispositifs nettoyeurs qui seront décrits plus loin, si bien que la poussière tombe sur le fond du caisson et peut en être retirée. Un dispositif de déchargement non polluant de la poussière sera aussi décrit plus loin. Conformément à une caractéristique opportune de l'invention, les sacs filtrants coopèrent avec plu- sieurs caissons disposés debout,plus hauts que larges et ayant chacun des dimensions qui correspondent à celles *des berlines et/ou des cages d'extraction. On obtient ainsi un ensemble aisément déplaçable, qui peut être amené tel quel, complètement équipé à l'avance, de la surface au fond et jusqu'au lieu d'utilisation. Des anneaux d'accrochage permettent de transporter l'ensemble filtrant, c'est-à-dire le caisson lui-même, par un monorail ou de l'accrocher à ce monorail sous la forme d'un ensemble modulaire et de le déplacer. Conformément à une autre caractéristique avanta- geuse de l'invention, un convoyeur à raclettesest disposé dans le caisson, sous les sacs filtrants, dans le sens de la file de caissons. Ce convoyeur à raclettes, qui forme également un élément constitutif et coopère avec le caisson à l'exception de saschaîne, sert, lorsqu'il a été monté définitivement et a été équipé d'une chaine à entraîneurs, à amener la poussière recueillie. Comme, pendant ce transport. la poussière dispersable reste à l'intérieur des caissons fermés, elle ne peut être pol- luante, mais peut encore, comme on l'expliquera plus loin, subir un traitement complémentaire et être trans- formée en un produit aisément transportable. Pour donner un volume optimal, dans le sens de circulation de l'air, à chacun des canaux d'air épuré et d'air pollué, ces canaux sont, conformément à l'inven- tion, emboîtables l'un dans l'autre perpendiculairement à ce sens de circulation, avec modification mutuelle de leurs sections. A son entrée, le volume du canal de gaz pollué est égal à peu près à 100 % et il diminue de caisson en caisson jusqu'à près de 0 %, ce que l'on obtient en modifiant sa section par emboîtement ou déploiement correspondant. Il faut alors veiller parti- culièrement à ce que le canal de gaz épuré comporte un fond, afin de recouvrir les perforations du fond du canal de gaz pollué. Cette capacité d'emboîtement, c'est-à-dire la possibilité. de modifier la section et donc le volume des canaux, présente l'avantage de permettre de prééquiper à la surface des caissons parfaitement identiques, et de les amener ensuite au fond, o le volume approprié ou optimal de chacun d'eux est réglé pendant l'assemblage du filtre. De manière correspondante, la section du canal d'air épuré augmente d'un caisson au suivant, dans le sens de circulation de l'air, celle du canal d'air pollué diminuant de manière complémentaire. Pour débarrasser simplement et complètement les divers caissons ou lessacs filtrants correspondants, de la poussière qui y adhère, le bord antérieur du cadre des sacs et les portes de visite du bord antérieur du canal sont équipés d'éjecteurs à choc de pression, qui peuvent être reliés au circuit d'alimentation en air comprimé. Quand ces éjecteurs sont reliés à ce circuit, le tissu filtrant appliqué sur les grillages des sacs, ou la matière filtrante formant les sacs, est gonflé(e), si bien que même une poussière humide est chassée et tombe sur le fond du caisson, o le convoyeur à raclettes la recueille et l'emmène. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour que la poussière soit récupérée et emmenée sans créer de pollution, le convoyeur à raclettes comporte à son extrémité, au fond du caisson, une trémie de décharge, qu'un injecteur relie à un éjecteur à ajutage nébuliseur. Grace à ce traitement, la poussière sèche,. ou au moins encore dis- persable, est humidifiée et mélangée, dans les appareils montés à lasuite, de façon à pouvoir être ensuite ajoutée de manière optimale aux autres matières extraites ou bien emmenée séparément. Pour optimiser l'action de mé- lange, notamment avec une poussière fine et hydrofuge, il est encore proposé de faire communiquer l'éjecteur avec une vis mélangeuse à cyclone de décharge. La matière y est extraite et déversée sur une bande convoyeuse, permettant soit d'ajouter cette matière aux autres matières extraites, soit de la transporter et de l'éloi- gner séparément. Le filtre à poussière selon l'invention se caractérise notamment en ce qu'il convient pour l'utilisa- tion dans les mines, par exemple dans des mines de charbon, est aisément transportable, est adapté exactement aux conditions d'utilisation sous terre et est utilisable de manières variées. Le fait que des filtres à poussière ayant cette constitution et cette conformation puissent fonctionner sous des capacités très variables, comprises par exemple entre 200 et au moins 600 m3/min, est particu- lièrement avantageuse. Il suffit pour cela de juxtaposer le nombre correspondant de caissons à sacs filtrants intégrés. Un exemple préféré et nullement limitatif de l'invention va maintenant être décrit de manière plus détaillée en regard des dessins annexés,sur lesquels: la figure 1 représente en plan un filtre à poussière composé de plusieurs caissons; la figure 2 est une coupe verticale d'un caisson, par la ligne C-C de la figure 1; la figure 3 est une élévation latérale avec coupe partielle d'un sac filtrant; la figure 4 est une vue en plan du sac; et la figure 5 représente un filtre à poussière à dispositif de traitement de la poussière. La figure 1 représente les divers éléments modu- laires 7, 8, 9, 10 selon l'invention, qui peuvent être juxtaposés et qui ont tous la même configuration, c'est-à- dire le même caisson 1, 1', 1",... Un convoyeur 2 à raclettes, disposé sur le fond des caissons, recueille et emmène la poussière qui s'est déposée sur les sacs- filtrants, puis en a été.sé- parée. Les nombres 3, 4 de référence désignent des portes de visite, qui permettent d'inspecter le caisson par la gauche ou par la droite, suivant le côté par lequel on y accède. Le canal 5 d'air épuré et le canal 6 d'air pollué suivent la partie supérieure du caisson 1, leurs sections respectives augmentant ou diminuant d'un élément à l'autre, de 7 à 8, à 9, à 10. Les surfaces hachurées représentent une plaque de fond 14, ce qui indique qu'il s'agit ici du canal 5 d'air épuré, tandis que le canal 6 d'air pollué ne comporte pas de fond proprement dit ou qu'il y en a un présentant des performations 15, de façon que l'air entrant, chargé de poussière, puisse pénétrer par ces perforations 15 à l'intérieur du caisson pour y balayer les sacs filtrants 17. Lorsque la poussière s'est déposée sur la matière filtrante 20/ qui recouvre les grilles 19 des sacs et/ou est tendue sur ces grilles, le gaz épuré est amené, par un canal 16 longeant le bord antérieur du caisson, au canal 5 du haut de ce caisson, puis il est déchargé dudit caisson 1 et donc du filtre 30. Pour relier les tronçons 11 de canaux 5 et 6 des divers caissons 1, 1', 1", ces tronçons comportent des brides 12, 13 de raccordement. Les canaux 5 (air épuré) et 6 (air pollué) de chaque caisson sont embo tables télescopiquement, perpen- diculairement au sens de circulation de l'air, afin de permettre d'adapter leur volume aux conditions ou au débit de l'air, comme on le voit sur la figure 1. Comme déjà mentionné, le fond 6' du canal 6 d'air pollué comporte des perforations 15. La figure 2 est une coupe verticale d'un caisson 1, sur laquelle on voit que le canal 5 de gaz épuré comporte une plaque de fond 14 pleine, tandis que le fond 6' comporte les perforations 15, si bien que l'air pollué du canal 6 peut pénétrer à l'intérieur 29 du caisson pour traverser la matière filtrante 20, l'inté- rieur du sac 17, comme le montrent en particulier les figures 3 et 4, puis parvenir dans le canal 16 (vertical) par le bord antérieur 17" du cadre 17'. Ce cadre 17' est revêtu d'une matière d'étanchement, afin- d'être isolé efficacement et hermétiquement de la paroi intérieure du caisson si bien que la poussière ne peut effectivement pénétrer qu'à travers la matière filtrante 20, mais ne peut traverser- ce cadre pour parvenir par exemple au sac suivant. L'écartement entre les grilles 19, sur lesquelles cette matière filtrante 20 est tendue, est assuré par des sabots 18, 18', 18" d'écartement, coopérant avec la partie supérieure et la partie inférieure des sacs. Le convoyeur 2 à raclettes amène la matière qui s'est déposée dans le filtre 30, c'est-à-dire la poussière très fine, à une trémie 21 de vidange, qui délivre cette poussière à un injecteur 22, lequel. la fait passer à grande vitesse dans un éjecteur 23 à ajutage nébuliseur 26, o elle est humidifiée de manière à pouvoir être évacuée parfaitement, notamment si elle passe ensuite dans une vis mélangeuse 24 et un cyclone 25 de décharge. Elle est alors en général déversée avec les autres -matières extraites 28 sur une bande convoyeuse 27 et emmenée. Les éjecteurs à choc de pression, qui peuvent être reliés au circuit d'alimentation en air comprimé sont montés, soit sur le bord antérieur 17" des cadres 17' des sacs fil- trants 17, soit sur les portes 3, 4 de visite de la paroi antérieure du canal 16 vertical. - Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter diverses modifica- tions au filtre à poussière pour mines souterraines, re- présenté et décrit. REVENDICATIONS 1. Filtre à poussière destiné à servir dans les mines souterraines et pour le percement de tunnels, et notamment à aspirer l'air chargé de poussière derrière les machines 'haveuses ou les machines d'abattage en sec- tion partielle- ou totale placées dans des galeries, ce filtre comportant un caisson qui contient un certain nombre d'éléments de support revêtus de tissu filtrant et étant caractérisé en ce que le caisson (1) est conformé en élément transpor- table et est équipé de sacs filtrants (17) qui comportent un cadre (17') hermétique par rapport à ce caisson, à grilles (19) revêtues de la matière filtrante (20) et à sabots (18, 18', 18") qui maintiennent ces grilles écartées, ce cadre pouvant être inséré dans des glissières du caisson; et en ce que le caisson (1) présente des portes (3, 4) de visite, pouvant être actionnées à vo- lonté par l'un ou l'autre côté, et comporte en haut un canal (5, 6) partagé pour le gaz épuré et pour le gaz pollué, ces canaux communiquant avec l'intérieur du caisson et donc avec les sacs filtrants (17), le canal (6) de gaz pollué par les perforations (15) de son fond (6') et le canal (5) de gaz épuré par un canal (16) disposé à l'avant de ce caisson, et tous deux comportant à leurs extrémités des brides (12, 13) de raccordement. 2. Filtre à poussière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sacs filtrants (17) coopèrent avec des caissons (1) plus hauts que larges, ayant cha- cun des dimensions correspondant à celles des berlines et éventuellement à celles des cages d'extraction. 3. Filtre à poussière selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un convoyeur (2) à raclettes, orienté dans le sens de la rangée des caissons (1, 1', 1"), passe dans ces caissons sous les sacs filtrants (17). 4. Filtre à poussière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux, de gaz épuré (5) et de gaz pollué (6), sont embo tables perpendiculairement au sens de circulation de l'air, avec modification réciproque de leurs sections. 5. Filtre à poussière selon la revendication 4, caractérisé en ce que la section du canal (5) de gaz épuré augmente d'un caisson (1) aux suivants (1', 1") dans le sens de circulation de l'air, la section du canal (6) de gaz pollué diminuant de manière correspon- dante. 6. Filtre à poussière selon la revendication 1, caractérisé en ce que des éjecteurs à choc de pression, qui peuvent être reliés au circuit d'alimentation en air comprimé, sont montés, soit sur le bord antérieur (17") des cadres (17') des sacs filtrants (17),- soit sur les portes (3, 4) de visite de la paroi antérieure du canal (16) vertical. 7. Filtre à poussière selon les revendications 1, 3 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que le convoyeur (2) à raclettes du fond du caisson (1) comporte à son extrémité une trémie (21) de vidange, qu'un injec- teur (22) fait communiquer avec un éjecteur (23) à ajutage nébuliseur (26). 8. Filtre à poussière selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'éjecteur (23) communique avec une vis mélangeuse (24) reliée à un cyclone (25) d'évacua- tion.