Brevet FR2635985A1 — publié le 19900309

L'invention concerne un dispositif pour épurer des liquides, notamment l'eau de refroidissement envoyée à un échangeur de chaleur, comportant une section de tube constituant le carter, un corps filtrant, qui recouvre la surface en coupe transversale de la section de tube, et un dispositif d'aspiration déplaçable d'une manière oscillatoire, situé sur le côté arrivée et servant à réaliser une aspiration par zones et par conséquent un nettoyage du corps filtrant. De tels dispositifs sont connus depuis longtemps. Dans le brevet US 2 275 958 on décrit un dispositif correspondant, dans lequel, de façon typique, le filtrage proprement dit s'effectue dans un carter, qui est en général une pièce coulée et est monté de manière à être accessible par l'intermédiaire d'un couvercle, ce qui permet d'obtenir une surface filtrante suffisante dans le cas de dispositifs d'aspiration rotatifs. Il résulte de cette configuration particulière que les dispositifs connus sont d'une fabrication complexe et sont si onéreux, dans le cas de grands diamètres nominaux, qu'ils n'ont trouvé aucune utilisation jusqu'alors dans le filtrage de grandes quantités d'eau par unité de temps. C'est pourquoi l'invention a pour but de perfectionner un dispositif du type indiqué plus haut de manière à pouvoir le fabriquer à nettement meilleur marché, tout en conservant pour l'essentiel les avantages. Pour résoudre ce problème, l'invention propose que le corps filtrant soit réalisé sensiblement sous la forme d'un demi-corps de révolution, dont le plan frontal limite, qui contient l'axe de rotation, coïncide sensiblement avec un plan en coupe transversale du carter tubulaire. L'invention n'utilise par conséquent aucun carter de forme complexe et enseigne l'utilisation, à la place d'un tel carter, de la moitié d'un corps de révolution en tant que dispositif filtrant, dont le plan limite latéral correspond approximativement à la forme en coupe transversale du carter tubulaire. Il s'ensuit que le dispositif filtrant peut être également inséré latéralement par le côté dans le carter tubulaire. Les avantages spécifiques d'un tel dispositif, à savoir la disposition d'un tube d'aspiration d'un côté de l'axe de rotation et la disposition d'un arbre servant à réaliser le déplacement oscillatoire du dispositif d'aspiration sur le côté opposé, sont conservés. Ceci est valable également pour les formes de réalisation, dans lesquelles le corps filtrant n'est pas formé par une demisphère, mais est constitué par des sections, qui possèdent par exemple la forme d'un demi-corps de révolution de forme tronconique ou d'un demi-corps de révolution cylindrique. Par ailleurs, le dispositif filtrant peut être auto-portant ou réalisé sous la forme d'un châssis sur lequel sont montés des éléments filtrants, qui peuvent n'avoir aucun rôle de support ou avoir en partie un rôle de support. En particulier dans le cas d'une réalisation auto-portante du dispositif filtrant, ce dernier peut être tourillonné à l'aide de tourillons latéraux dans le carter tubulaire, de sorte que l'on peut faire pivoter globalement le filtre au moins sur 90-, pour son nettoyage ou dans des cas d'urgence, ou même sur l80#, pour un lavage soigneux. Les tourillons peuvent être creux, de sorte que l'on peut conserver le montage usuel du tube d'aspiration pour le dispositif d'aspiration et l'arbre pour le déplacement de ce dispositif. Dans des cas d'application déterminés, un passage d'urgence est impératif, mais la dépense de construction pour un dispositif filtrant pivotant est trop importante. Dans ce cas, l'invention propose par exemple de prévoir, entre le bord circonférentiel du dispositif filtrant et le carter tubulaire, des éléments d'étanchéité en forme de plaques, dans lesquels des volets sont montés pivotants ou bien dont les plaques entières sont montées pivotantes, ces plaques étant maintenues à l'aide d'une goupille de cisaillement ou analogue et libérant automatiquement ces passages d'urgence dans le cas d'une différence de pression trop élevée au niveau du dispositif filtrant. Selon une autre variante, la limitation latérale du demi-corps de révolution de forme tronconique le plus extérieur est formée par une plaque de forme semi-circulaire, qui est étanche au liquide ou au contraire fait partie du corps filtrant auquel est appliquée l'aspiration, c'est-àdire est perforée. Indépendamment de leur forme de réalisation, ces plaques semi-circulaires latérales peuvent être montées pivotantes de sorte qu'en cas d'urgence, des passages d'urgence peuvent être libérés en cet emplacement. Dans une forme de réalisation de ces plaques semicirculaires en tant que dispositif filtrant, on peut, dans le cas d'un positionnement désiré de l'arbre, obtenir que ces plaques semi-circulaires soient soumises à un lavage soigneux dans le cas d'un fonctionnement d'urgence, c'està-dire qu'il se produise une inversion du sens du flux circulant. Etant donné que la surface filtrante pouvant être obtenue est limitée par les contraintes prédéterminées par la symétrie de révolution, il est approprié de choisir, dans certains cas, le diamètre intérieur du carter tubulaire supérieur au diamètre intérieur des canalisations tubulaires qui s'y raccordent. Ceci est obtenu d'une manière particulièrement simple grâce au fait que le carter tubulaire comporte des brides internes, qui sont combinées à des brides extérieures présentes sur des éléments tubulaires usuels. De cette manière, on obtient un accroissement atteignant jusqu'à 20 % du diamètre, par rapport au diamètre intérieur des tubes qui y sont raccordés. Un avantage particulier du dispositif conforme à l'invention réside dans le fait qu'il est d'une réalisation extrêmement courte, c'est-à-dire peut être logé dans des conditions d'espace extrêmement étroites. Le besoin d'espace proprement dit est déterminé par la taille des traversées latérales pour le tube d'aspiration ou l'arbre pour le dispositif d'aspiration, y compris une certaine distance par rapport aux brides de raccordement; un dispositif filtrant faisant saillie au-dessus de la bride n'est pas gênant dans la mesure où les sections de tubes, qui s'y raccordent, ne possèdent aucune courbure extrême ni aucun insert pouvant venir heurter le dispositif filtrant. On va expliquer ci-après de façon plus détaillée des exemples de réalisation de l'invention, qui sont représentés sur le dessin, sur lequel - la figure 1 représente une vue en élévation latérale d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif pour épurer des liquides, conforme à l'invention - la figure 2 représente une vue en plan du dispositif de la figure 1 - la figure 3 représente une vue en élévation latérale, correspondant à la figure 1, d'un autre exemple de réalisation de l'invention, dans lequel le carter possède une taille accrue en raison de la présence de brides intérieures - la figure 4 représente une vue en plan de l'exemple de réalisation de la figure 3 - la figure 5 représente une vue, correspondant à la figure 1, d'un autre exemple de réalisation de l'invention ; et - la figure 6 représente une vue en plan de l'exemple de réalisation de la figure 5. Sur la figure 1, on a représenté un carter tubulaire 1, qui comporte des brides frontales extérieures 2 et est par exemple vissé dans la canalisation d'arrivée d'un échangeur de chaleur dans une centrale électrique. On re marque la faible hauteur hors tout du carter tubulaire proprement dit 1, ce qui entraîne des avantages dans le cas de conditions de place étroites et a naturellement un effet favorable également du point dé vue du coût. Au-dessus d'un plan 3, qui coïncide avec la surface en coupe transversale du carter tubulaire 1, se trouve disposé un corps filtrant 4, qui est constitué par plusieurs sections de forme tronconique 5. Au total, il est prévu six sections de ce type, qui possèdent, deux-à-deux, des formes semblables. Etant donné que la courbe enveloppe du corps filtrant 4 est un contour polygonal, il est prévu, dans le plan 3, entre les extrémités des sections filtrantes 5 et de la paroi du carter, des inserts (non représentés), qui forment un pont, étanche aux liquides, entre chaque section filtrante et la paroi du carter. Ces ponts peuvent contenir des plaques ou être constitues par des plaques, qui peuvent pivoter de manière à ménager un passage d'urgence et peuvent par conséquent être traversés par le liquide devant être purifié. L'actionnement de tels clapets ou plaques peut naturellement être réalisé à l'aide de goupilles de cisaillement ou bien à l'aide de moteurs. Au-dessous du corps filtrant 4 se trouve disposé un dispositif d'aspiration 10, qui est constitué pour l'essentiel par un tube étagé 9, deux tubes de guidage il et une couronne aspirante 12. La couronne aspirante est une structure semi-ouverte, qui est adaptée au contour du corps filtrant 4 et dont la face intérieure est reliée aux tubes de guidage 11. Les bords avant de la couronne aspirante, qui sont tournés vers le corps filtrant 4, sont alignés, dans les différentes positions d'épuration, avec des barrettes situées sur la face intérieure du corps aspirant 4, de sorte qu'une structure en forme de segments du corps filtrant est balayée dans la zone d'aspiration de la couronne aspirante, dans l'une des positions en fonctionnement de cette couronne, c'est-à-dire est soumise au nettoyage. Le dispositif d'aspiration 10 peut pivoter globalement autour d'un axe médian, qui est situé dans le plan 3 et constitue simultanément l'axe médian des traversées de brides 7 et 8, qui sont montées latéralement sur le corps tubulaire 1. La traversée de bride 8 possédant la plus grande taille réalise le raccordement et le soutien du tube étagé 9, tandis que la traversée de bride 7 possédant la taille la plus petite est traversée par un arbre 15, qui provoque progressivement le mouvement de pivotement du dispositif d'aspiration 10 sur toute l'étendue du dispositif filtrant 4. A cet effet, il est prévu un dispositif d'entraînement correspondant 16, qui est en général entraîné par un moteur électrique 18, mais peut être actionné, dans le cas d'une défaillance de l'alimentation en courant, à l'aide d'un volant 17.Une canalisation d'aspiration, au moyen de laquelle un effet d'aspiration peut être appliqué à la couronne aspirante 12, est raccordée à la traversée de bride 8. Pendant le fonctionnement normal, le dispositif d'aspiration 10 se trouve dans sa position centrale, qui est reproduite sur les figures 1 et 2 et dans laquelle il oppose la résistance la plus faible à l'écoulement de liquide traversant le carter tubulaire 1. Le liquide pénètre à partir du bas dans le carter 1 et traverse de bas en haut le dispositif filtrant. A des intervalles réguliers ou en cas de besoin, comme cela peut être déterminé par une mesure de la différence de pression au niveau du dispositif filtrant 4, on actionne le dispositif d'aspiration 10, qui déclenche, dans la zone couverte par la couronne aspirante 12, une inversion de l'écoulement à travers le dispositif filtrant.Sous l'effet de cette inversion de l'écoulement, toutes les saletés accumulées sur la face inférieure du dispositif filtrant 4 se détachent et quittent le dispositif en passant par le tube étagé 9. Après une période déterminée d'épuration d'une zone, le dispositif d'aspiration 10 est amené dans une autre zone, qui est alors nettoyée. Cette opération se répète jusqu'à ce que toutes les zones du dispositif filtrant 4 aient été nettoyées. Ensuite, le dispositif d'aspiration 10 revient dans sa position initiale, à moins que la charge en saletés de l'eau de refroidissement devant être filtrée requiert un prolongement de l'opération de nettoyage selon un fonctionnement quasicontinu. En fonction de l'agencement du dispositif filtrant, on fait fonctionner le dispositif d'aspiration 10 soit selon un fonctionnement d'aspiration continu, soit pas-à-pas, avec une telle interruption de l'effet d'aspiration pendant le mouvement de pivotement. On choisit le premier type de fonctionnement lorsque la surface du corps filtrant 4, au niveau de laquelle l'aspiration doit être réalisée, est une surface lisse, c'est-à-dire qu'il existe en tout endroit une étanchéité suffisante entre la couronne aspirante 12 et le corps filtrant 4. On choisit le second type de fonctionnement lorsque le corps filtrant 4 porte des barrettes, qui doivent être amenées en recouvrement avec les parois limites de la couronne aspirante 12 juste pour permettre l'obtention d'un effet satisfaisant d'aspiration et par conséquent d'une action satisfaisante de nettoyage.Naturellement, il faut adapter les nervures ou les barrettes situées sur la face inférieure du corps filtrant 4 à la forme de la couronne aspirante 12, c'est-àdire les réaliser de manière qu'elles soient en recouvrement avec cette couronne. Ceci est valable également pour les zones, qui sont proches du plan 3, auquel cas seul le contour de contact doit coïncider, le reste de la configuration des barrettes étant quelconque. Une position oblique des barrettes dans les zones proches du plan 3 dans la direction d'écoulement du liquide est également possible en vue de réduire leur résistance. L'exemple de réalisation conforme aux figures 3 et 4 diffère de l'exemple de réalisation décrit précédemment, essentiellement par le fait que le carter tubulaire comporte une bride interne 20, tandis que le raccordement aux conduites tubulaires voisines est réalisé de façon usuelle, à l'aide de brides extérieures 21 situées sur ces conduites tubulaires. De ce fait, on obtient un accroissement de la surface en coupe transversale, approximativement d'une valeur égale à la largeur de la bride, cet accroissement entraînant un accroissement souhaitable de la surface filtrante. Etant donné que des zones superficielles doivent rester inutilisées au niveau de la paroi du carter tubulaire, en tant que surface filtrante, par le fait que l'effet d'aspiration ne peut pas les atteindre, ledit accroissement peut être utilisé pour compenser ces zones de perte. Sur les figures 1,3 et 5, on reconnaît en outre deux brides 22 (figure 3), au moyen desquelles l'accès au milieu en écoulement est réalisé en amont et en aval du corps filtrant 4. On peut mesurer la pression statique en ces endroits et déterminer ainsi le degré de salissement du dispositif formant filtre. Un traitement correspondant de ce signal conduit au déclenchement d'un cycle d'aspiration, détermine la durée de l'aspiration ou active des clapets ou des plaques servant à ouvrir des passages d'urgence. A cet égard, l'invention utilise des moyens connus. Dans le cas de l'exemple de réalisation conforme aux figures 5 et 6, la surface filtrante est constituée par deux sections coniques opposées 5, une section cylindrique intercalée 28 ainsi que deux plaques latérales de forme semi-circulaire 24, les plaques 24 étant réalisées de ma niére à pouvoir pivoter respectivement autour d'un arbre 26. Par conséquent, des passages d'urgence peuvent être ouverts en ces emplacements. Le dispositif d'aspiration est naturellement adapté à ce contour modifié, de sorte que toutes les zones du dispositif filtrant sont atteintes. Les plaques latérales semi-circulaires 24 sont réunies à l'aide de nervures 25 pour former une unité en soi stable, qui est maintenue uniquement par l'arbre 26. La position de l'arbre 26 est choisie respectivement de sorte que, dans la position écartée par pivotement -une position correspondante est indiquée dans la moitié droite de la figure 5- les zones filtrantes des plaques 24 sont lavées selon un écoulement inverse, de sorte qu'un nettoyage non obtenu au moyen de l'aspiration est éventuellement possible au moyen du lavage avec inversion de l'écoulement. Par ailleurs, dans un cas particulier, ces plaques 24 peuvent être également réalisées de manière à être étanches aux liquides, ce qui dépend du cas respectif d'utilisation.Audessous des plaques semi-circulaires 24 se trouve encore en outre disposés des inserts de guidage 29, qui sont agencés dans ce cas de manière à être étanches aux liquides. Ils s'étendent sur l'ensemble de l'espace intercalaire entre les différentes sections filtrantes et les carters tubulaires. Sur la figure 6, on reconnaît clairement la position des arbres 26, qui sont tourillonnés de manière à pouvoir pivoter à l'intérieur de traversées 27. Selon l'équipement du dispositif, des goupilles de cisaillement retiennent les plaques de forme semi-circulaire 24 dans leur position de consigne, ou bien des moyens de réglage à moteurs sont montés sur les arbres 26 de sorte qu'ut pivotement de ces derniers est possible si on le désire. Sur la figure 5, on peut voir nettement que les arbres 26 et par conséquent l'axe de rotation sont situés dans la partie inférieure de chaque plaque 24 de sorte que, dans le cas de l'application d'une pression correspondante du liquide sur la face intérieure, il apparaît un moment dans le sens de l'ouverture. Ce moment est utilisé pour libérer un passage d'urgence, en liaison avec des goupilles de cisaillement, dans le cas où des éléments filtrants s'en trouvent fortement salis, c'est-à-dire lorsque le moment a augmenté suffisamment pour que les goupilles de cisaillement autorisent le déplacement. Dans les exemples de réalisation représentés, les tubes de guidage 11 ou la couronne aspirante (figure 5) sont soumis à une aspiration par l'intermédiaire d'un tube étagé, qui ressort d'un côté du carter tubulaire. Naturellement, dans le cas où cela est nécessaire d'une manière correspondante, chaque tube de guidage 11 ou chaque côté de la couronne aspirante (figure 5) peut être monté sur un élément de tube particulier, qui ressort latéralement hors du carter tubulaire et par l'intermédiaire duquel s'effectue l'aspiration. Les deux éléments de tubes sont alors reliés entre eux par un arbre relativement mince servant à garantir le déplacement synchrone. Le pivotement s'effectue par l'intermédiaire d'un élément d'arbre, qui est entraîné de la manière décrite, à la place de l'arbre 15 de la figure 1.Une réalisation correspondante présente l'avantage consistant en ce que les rétrécissements de là section transversale dûs à la présence d'inserts sont très faibles dans la partie centrale. D'une manière purement théorique, lors de l'aspiration appliquée au dispositif filtrant, il suffit d'avoir un pivotement de la couronne 12 dans la zone superficielle prédéterminée par le dispositif filtrant. Dans le cas de dispositifs filtrants, qui ne comportent aucune nervure ou analogue sur le côté tourné vers la couronne aspirante 12, mais dans lesquels la couronne aspirante glisse directement sur la surface filtrante, des saletés peuvent s'accumuler des deux côtés de la couronne aspirante 12, saletés qui sont repoussées sur la surface filtrante par la couronne aspirante 12 agissant à la manière d'une racle. Afin d'éliminer également ces saletés, il est approprié que la zone de pivotement de la couronne aspirante 12 soit accrue au point que, dans les deux positions extrêmes, au moins un bord de la couronne aspirante s'étendent au-delà du bord du dispositif filtrant. Il importe d'avoir une introduction directe, par aspiration, du liquide arrivant, dans la couronne aspirante de manière que des saletés, qui se sont accumulées sur la face extérieure de la couronne aspirante 12, soient simultanément aspirées. Par ailleurs, les bords de la couronne aspirante 12 sont nettoyés par lavage sous l'effet du tourbillonnement apparaissant, qui produit un décollement, de sorte que globalement l'autonettoyage est optimisé. Ceci est par ailleurs un avantage que l'on ne peut obtenir avec des surfaces filtrantes usuelles, refermées sur elles-mêmes, sous la forme d'un cylindre et d'un rotor d'aspiration tournant à l'intérieur de ce cylindre. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour épurer des liquides, notamment l'eau de refroidissement envoyée à un échangeur de chaleur, comportant une section de tube constituant le carter (1), un corps filtrant (4), qui recouvre la surface en coupe transversale de la section de tube, et un dispositif d'aspiration déplaçable d'une manière oscillatoire, situé sur le côté arrivée et servant à réaliser une aspiration par zones et par conséquent un nettoyage du corps filtrant, caractérisé en ce que le corps filtrant (4) est réalisé sensiblement sous la forme d'un demi-corps de révolution, dont le plan frontal limite (3), qui contient l'axe de rotation, coïncide sensiblement avec un plan en coupe transversale du carter tubulaire (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps filtrant (4) est subdivisé au moins en deux sections (5), au moins les sections respectives les plus à l'extérieur étant formées par des demi-corps de ré- volution tronconiques. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le demi-corps de révolution tronconique respectif (5) le plus à l'extérieur est limité, en direction de la paroi du carter tubulaire (1), par une plaque (24) de forme sensiblement semi-circulaire, et qu'un insert de guidage (29), qui est étanche au liquide, est monté entre le bord longitudinal rectiligne de la plaque (24) et la paroi du carter tubulaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque semi-circulaire (24) fait partie du corps filtrant (4), auquel est appliquée ltaspiration. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque plaque de forme semi-circulaire (24) est montée de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe. 6. Dispositif selon les revendications 4 et 5 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'axe de pivotement de chaque plaque filtrante semi-circulaire (24) est disposé de telle sorte que, dans la position pivotée, il se produit une inversion de la direction d'écoulement traversant et par conséquent une action de lavage. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble du dispositif filtrant est auto-portant et est monté de manière à pouvoir pivoter autour de tourillons latéraux. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tourillons sont réalisés sous la forme de tourillons creux et que la canalisation d'aspiration du dispositif d'aspiration et l'arbre de pivotement pour l'entraînement du dispositif d'aspiration traversent les tourillons. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que dans le plan limite frontal du corps filtrant (4) se trouvent disposés, entre le pourtour du corps filtrant (4) et la paroi du carter tubulaire, des éléments d'étanchéité se présentant sous la forme de plaques, qui ne peuvent pas être traversées par le liquide, et que des zones des plaques ou au moins une plaque sont montées de manière à pouvoir pivoter pour former un passage d'urgence. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 9, caractérisé en ce que le corps filtrant (4) est formé par un châssis, sur lequel sont montés des éléments filtrants n'ayant pas une fonction de support ou ayant une fonction partielle de support. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le corps filtrant (4) comporte, sur sa face tournée vers le dispositif d'aspiration (10), des barrettes ou des nervures, qui sont adaptées au contour du dispositif d'aspiration (10) ou d'une couronne aspirante (12). 12. Dispositif selon les revendications 10 et 11 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les composants du chassis assument le rôle des barrettes ou des nervures. 13. Dispositif selon l'une des revendications Il ou 12, caractérisé en ce que les barrettes ou les nervures sont disposées, au voisinage de la partie sommitale du corps filtrant (4), en étant sensiblement perpendiculaires à la surface filtrante et en étant inclinées par rapport aux surfaces filtrantes, en direction des bords, dans la direction d'écoulement du liquide. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le diamètre du carter tubulaire (1) est supérieur au diamètre nominal des tubes devant être raccordés. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le diamètre supérieur du carter tubulaire (1) est obtenu grâce au fait que sur ce carter tubulaire (1) se trouve installée une bride intérieure (20), qui est appariée à une bride extérieure (21), usuelle sur des éléments de tubes. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le dispositif d'aspiration est relié à deux éléments de tubes, qui sont ressortis respectivement latéralement hors du carter tubulaire (1) et dont l'un comporte un dispositif d'entraînement permettant de réaliser le mouvement de pivotement, et qui sont reliés entre eux rigidement au moyen d'un arbre. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la couronne aspirante (12) du dispositif d'aspiration s'étend au-delà du plan limite (3) du corps filtrant (4), dans au moins une position extrême d'inversion.