Brevet FR2621257A1 — publié le 19890407

L'objet de l'invention concerne un dispositif de filtration-à pouvoir filtrant permanent Il est destiné à combiner les effets filtrants -de la détente par pénétration brutale du fluide dans la chambre réceptrice, -de la centrifugation en cyclône à laquelle on ajoute -la force centrifuge résultant d'un mouvement de rotation de l'élément filtrant, rotation combinée à une giration provoquant des chocs de décolmat;; Dans les appareils connus on utilisait généralement des dispositifs à contre-courant ou des effets séparés de centrifugation ou autres, mais il était difficile d'obtenir un filtrage parfait à actions permanentes assurant en même temps la séparation des particules, leur expulsion ainsi que le décolmatage complet des éléments filtrants Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvénients et permet de réaliser en un seul appareil compact, moins volumineux et moins coûteux, à capacité équivalente, que les appareils existants et donne la possibilité de combiner les effets multiples de la détente par pénétration du fluide chargé dans la chambre réceptrice pour obtenir un premier filtrage, d'util#iser la centrifugation par effet cyclône, ensuite avec l'utilisation du mouvement de rotation combiné au mouvement de giration du filtre, de provoquer des pulsations à fréquence élevée d'où un décolmatage par chocs permettant une nouvelle centrifugation Le montage coaxial de l'élément filtrant, de la machine rotative liée au mouvement du fluide et d'un moteur entraînant le tout est possible; étantprécisé qu'on utilise en guise de joint d'étanchéité, une fuite permanente du fluide épuré avec le fluide saturé L'appareil est constitué d'une chambre réceptrice( cyclône de 1ère décantation) où le fluide est ensuite filtré par un élément en mouvement qui amasse les particules xésiduelles, entraîné par un arbre vertical excentré avec contrepoids d'équilibrage afin de combiner le mouvement de rotation de l'arbre, le mouvement de giration du support, une pulsion de fréquence élevé liée à la vitesse de rotation de l'arbre générant des chocs répétés à chaque particule qui entre en contact avec le filtre et assurant ainsi le décolmatage constant, le tout combinant d'une façon continue les effets multiples découlant du positionnement des éléments Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention La figure i montre vu en coupe longitudinale le dispositif dans son ensemble La figure 2 représente une variante d'exécution du même dispositif Le dispositif est constitué par une enceinte l, genre cyclone, qui reçoit par une entrée 2, flèche A, tangentielle de préférence, le fluide à filtrer chargé de particules 3 qui se déposent à la partie basse par gravité, centrifugation ou autre Le fluide pulsé ou aspiré par le ventilateur 4 coaxial à la machine filtrante 5, après s'être débarrassé des particules les plus lourdes 3, traverse radialement, de l'extérieur vers l'intérieur, l'élé- ment filtrant 6 en mouvement Par contre, les particules encore en suspension viennent en contact et s'amassent sur la paroi poreuse 6 jusqu'à ce que leur épaisseur ou poids soit suffisant pour subir l'effet de centrifugation d'une force supérieure à celle de l'entraînement du fluide et ainsi rejeter les particules 3 L'élément filtrant 6 est supporté par une monture rigide 7 montée sur l'arbre en mouvement 8 .Il peut être à paroi lisse, gaufrée ou en accordéon, etc..., afin d'obtenir la plus grande surface filtrante sur le plus petit volume, tout en permettant la centrifugation Il peut être en tissu naturel, synthétique ou métallique ou toute autre matière appropriée . L'expérience a démontré que dans les appareils existants, la centrifugation n'était pas toujours suffisante pour obtenir le décolmatage puisque la perte de charge du matériel poreux retenu pour ses propriétés physiques variait dans le temps Les particules les plus fines pénètrent dans les pores de plus en plus profondément, de sorte qu'une couche de particule adhère et reste collée à la paroi poreuse (effet électro-statique par exemple ) Cette couche conserve une certaine perméabilité et stabilise la perte de charge à un niveau supérieur à celui d'origine de sorte que la centrifugation ne suffit plus pour éliminer ces inconvénients A cet effet, le montage particulier comportant l'arbre 8 vertical qui tourne à une grande vitesse et comporte une partie excentrée 9 sur laquelle tourne le dispositif rigide 7 supportant l'élément filtrant 6, entraîné en giration par un train 19 d'engrenages évite ces inconvénients. Un contrepoids il équilibre l'ensemble par son positionnement sur l'arbre 8. La combinaison du mouvement de rotation de l'arbre 8 et, avec l'engrenage 10, du mouvement de giration du support 7 de l'élément filtrant 6, provoque en raison de l'excentricité 9, une pulsion de fréquence élevée liée à la vitesse de rotation de l'arbre générant des chocs répétés empêchant l'adhérence des particules sur l'élément filtrant 6. Il est ainsi évité la pénétration des particules à l'inté- rieur des pores. Le nettoyage est amélioré par les chocs instantanés ce qui le rend plus efficace que celui qui serait obtenu par un contrecourant de fluide de force constante et prolongée De plus, cette non adhérence permet au fur et à mesure que les particules s'accumulent en une couche libre, à l'effet centrifuge de produire son plein effet Lorsque l'élément filtrant est déterrioré par l'action des particules les plus grosses et les plus abrasives, on utilise la protection 12 formée par un élément ajouré qui d'une part freine l'impact et le frottement des particules sur l'élément poreux sans perte de charge pour le fluide, et d'autre part facilite la centrifugation des particules Ce dispositif (fig. 1) ne nécessite pas un. appareillage auxiliaire pour maintenir le pouvoir filtrant permanent sur toute la surface De plus, aucun secteur n'est isolé à cet effet comme c'est le cas pour les autres dépoussiéreurs Le fluide débarrassé de ses particules passe par un orifice 13, flèche B, coaxial à l'élément filtrant, puis dans la machine rotative 4 qui l'anime Si la pulsion d'origine est suffisamment excédentaire, la machine rotative 4 peut être supprimée Il est aussi possible d'utiliser une turbine montée coaxialement et attenante à l'élément filtrant de façon à l'entraîner dans ses mouvements . En ce cas elle remplace le moteur 15, 15'.Suivant la variante d'exécution, figure 2, la machine tournante 4 qui fait se mouvoir le fluide peut se situer à l'extérieur de l'ensemble décrit ci-dess L'étanchéité entre le fluide filtré et le fluide saturé est assurée par une fuite calculée du premier vers le second A cet effet, dans le cas ou le mouvement du fluide s'effectue sous l'effet d'une pulsion depuis la source, la partie tournante de l'élé ment filtrant comporte le dispositif 14 à l'endroit du joint qui prélève du fluide épuré pour le refouler par centrifugation créant une surpression locale avec fuite permanente vers le fluide saturé Dans le cas où le mouvement du fluide s'effectue par aspiration d'une machine tournante, le refoulement de celle-ci est en général à une pression plus élevée qui permet, selon l'endroit du montage, de prélever du fluide épuré pour le refouler à l'endroit du joint, en ceent ainsi une surpression locale avec fuite permanente dans le bon sens Le conduit d'évacuation 16 du fluide épuré (flèche B) peut être en aval du ventilateur ( fig. 1 ) ou en amont de celui-ci ( fig. 2 ). Le même dispositif est utilisable pour épurer les fluides saturés à des températures élevées Toutefois les formes, dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents, comme d'ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication sans changer pour cela, la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite REVENDICATIONS 10 Dispositif de filtration à pouvoir filtrant permanent ayant pour objet de réaliser en un seul appareil compact de volume réduit un système de filtration combinant plusieurs effets, d'abord celui d'un travail en cyclône , ensuite l'obtention du décolmatage de l'élément filtrant, interne au premier, par centrifugation combinée à des pulsations et chocs, avec possibilité de montage coaxial de l'élé- ment filtrant rotatif; de la machine liée au mouvement du fluide et du moteur et, utilisation en guise de joint d'étanchéité, d'une fuite permanente du fluide épuré vers le fluide saturé.Dispositif se caractérisant par une enceinte fixe (1) avec entrée tangentielle (2) provoquant le dépôt (3) des particules par gravité, centrifugation et autre, avec machine tournante (4) coaxiale avec l'ensemble filtrant (5) formé par l'élément filtrant (6) supporté par une monture rigide (7) montée sur l'arbre vertical de mouvement (8) excentré (9) équilibré (11) tournant à grande vitesse et comportant un train d'engrenages (10) provocateur de pulsions et chocs, étant précisé que l'élément filtrant peut être protégé extérieurement par un dispositif (12) ajouré et profilé pour augmenter sa surface tout en prenant l'impact s particules, l'orifice (13) coaxial à l'élément filtrant assure L U ation du fluide débarrassé de toutes les particules (3), étant précisé que si l'impulsion d'origine est suffisante, la machine rotative (4) ou ventilateur peut être supprimée, ou encore, une turbine placée en (4) peut remplacer un moteur (15) 20 Dispositif suivant la revendication 10 se caractérisant par le fait qu'avec une variante d'exécution la machine tournante (4) actionnant le fluide est placée à l'extérieur et que dans tous les cas un dispositif (14) à l'endroit de l'orifice d'évacuation (13) prélève du fluide épuré pour le refouler par centrifugation en créant une surpression locale avec fuite permanente vers le fluide saturé. L'évacuation finale du fluide. épuré s'effectue par le conduit (16) qui peut selon (fig.1) se situer en aval ou selon (fig.2) en amont de la machine tournante (4).