Brevet FR2664178A1 — publié le 19920110

g 1- INSTALLATION DE FILTRAGE DE GAZ A MOYENS DE DECOLMATAGE PERFECTIONNES 1 La présente invention concerne d'une façon générale les installations de filtrage de gaz, notamment d'air. Une installation de filtrage de conception classique dans la technique comprend un collecteur d'entrée d'air, une batterie de cellules de filtrage en parallèle, comprenant chacun une ou plusieurs manches de filtrage ou analogues, et un collecteur de reprise d'air filtré Pour un appareil de type à dépression, la circulation de l'air est effectuée par un ventilateur d'aspiration est prévu dans le collecteur de reprise. Dans ce genre d'appareil, les filtres, à mesure qu'ils s'encrassent, diminuent fortement la capacité de filtrage en termes de volume traité par unité de temps, et il est nécessaire de procéder de temps à autre à leur décolmatage. A cet effet, on prévoit classiquement dans chaque cellule, en aval de la manche de filtrage, des moyens d'obturation commandés qui permettent de relier sélectivement la sortie de la cellule soit au collecteur de reprise, soit à l'air libre à la pression atmosphérique. En mode filtrage la cellule est reliée au collecteur de reprise, le ventilateur amenant l'air à circuler dans ladite cellule En mode décolmatage, la partie supérieure de la cellule considérée est reliée à l'air libre et, du fait que la pression en bas de cette cellule est inférieure à la pression atmosphérique (le système fonctionnant par dépression), une circulation d'air à contre-courant est établie dans la manche de filtrage, qui est ainsi débarrassée des particules qui y adhéraient précédemment Celles- ci chûtent alors dans le collecteur d'entrée, au fond duquel est prévu un 2 - dispositif de transport du genre vis d'Archimède ou autre pour les évacuer. Une telle solution connue présente cependant des inconvénients: d'une part, lorsque les particules qui se séparent du filtre lors du décolmatage tombent vers le fond, une proportion substantielle de celles- ci va entrer dans le collecteur d'entrée et être refiltrée par les cellules voisines Ainsi, dans la pratique, ces particules se retrouvent non pas dans le dispositif d'évacuation, mais à nouveau sur les membranes filtrantes des cellules voisines, qui vont se charger d'autant plus vite. D'autre part, il peut s'avérer dans la pratique que la vitesse de circulation à contre-courant soit insuffisante pour assurer un décolmatage complet de la manche de filtrage. La présente invention vise à pallier les inconvénients de la technique antérieure et à proposer, dans un système de filtrage du type précité, des moyens de décolmatage de chaque cellule de filtrage individuelle qui soient beaucoup plus efficaces et n'induisent aucune surcharge de poussières dans l'air en cours de filtrage par les cellules voisines. Ainsi l'invention concerne une installation de filtrage d'air ou autre gaz, du type comprenant une pluralité de cellules de filtrage disposées en parallèle et comportant chacune un passage d'entrée de gaz à filtrer, au moins un filtre et un passage de sortie de gaz filtré, les passages d'entrée desdites cellules étant reliés à un collecteur d'entrée et des moyens étant prévus pour faire circuler le gaz à filtrer dans lesdites cellules, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: un premier moyen d'obturation prévu dans chaque passage d'entrée, un collecteur d'évacuation qui est relié avec la région de fond de chaque cellule par un passage d'évacuation dans lequel est prévu un deuxième moyen d'obturation, des moyens pour créer une circulation de gaz à contre-courant dans chaque cellule, chaque cellule étant apte à opérer dans un mode de filtrage, dans lequel son premier moyen d'obturation est ouvert et son second moyen d'obturation fermé, et un mode de décolmatage, dans lequel son premier moyen d'obturation est fermé et son second moyen d'obturation ouvert et les moyens de circulation à contre-courant sont mis en oeuvre pour ainsi décolmater et évacuer via le collecteur d'évacuation les particules accumulées sur le filtre. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en section verticale schématique d'un groupe de filtrage selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en section verticale schématique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, et la figure 3 est une vue en section verticale schématique d'un troisième mode de réalisation de l'invention. On notera préliminairement que, d'une figure à l'autre, des éléments ou parties identiques ou similaires ont été désignés par les mêmes signes de référence. En référence tout d'abord à la figure 1, on a représenté une installation de filtrage qui comprend une pluralité de cellules de filtrage voisines les unes des autres Chaque cellule 10 comprend une enceinte 12 de forme générale par exemple cylindrique, dont la partie 4 - inférieure 12 a se retrécit, par exemple en cône, jusqu'à une ouverture inférieure d'évacuation 14 L'enceinte 12 est fermée à sa partie supérieure par une paroi horizontale 16 dans laquelle est prévue une ouverture de sortie d'air filtré 18. Dans l'enceinte 12 est prévue une manche de filtrage 20 et des moyens, schématiquement indiqués en 22 et seulement partiellement représentés, de support et de maintien en forme de la manche De façon particulièrement avantageuse, mais non limitative, chaque manche est réalisée en un médium filtrant avec membrane en polytétrafluoréthylène expansé, afin d'optimiser les performances de l'installation. Un collecteur d'entrée 24 pour l'air à filtrer est constitué par un conduit dont la section se retrécit progressivement de la première cellule (à gauche) jusqu'à la dernière Le collecteur 24 débouche dans la partie inférieure 12 a de chaque enceinte par un passage 26 pouvant être sélectivement obturé par un clapet 28 Dans la troisième cellule en partant de la gauche, la position fermée du clapet 28 est indiquée par une croix dans l'ouverture associée 26 Dans chacune des autres cellules , le clapet est représenté ouvert et n'est pas illustré en tant que tel par souci de simplification. Dans l'ouverture d'évacuation 14 de chaque cellule est par ailleurs prévu un second clapet 30 pour sélectivement ouvrir ou obturer ce passage. Un collecteur 32 de reprise d'air est réalisé sous la forme d'un conduit dont la section transversale s'accroît progressivement de la première cellule jusqu'à la dernière, et est relié à chaque ouverture 18 par un passage vertical 34. La sortie du collecteur 32 est reliée à un ventilateur d'aspiration, schématiquement indiqué en 35. Dans chaque passage vertical 34 est prévu d'une part un clapet d'obturation 36 de ce passage et, au- - dessous de celui-ci, un clapet de mise à l'air libre 38 permettant de faire communiquer l'intérieur du passage avec l'environnement extérieur (air à la pression atmosphérique). Les ouvertures 14 de chaque cellule sont reliées, via les clapets 30, à un collecteur d'évacuation 40 qui débouche à la partie inférieure d'une cellule de filtrage annexe 10 ' Cette cellule peut être en pratique de conception classique en soi et est dimensionnée en fonction des caractéristiques du débit d'air de décolmatage (décrit plus loin) et de la quantité et du type de poussières à récupérer Cette cellule comporte dans le cas d'espèce une enceinte 12 ' une manche filtrante 20 ' associée à un moyen de support et de maintien 22 ', un ventilateur 35 ' monté dans un passage de sortie 18 ' et, dans le fond de l'enceinte, un moyen d'extraction des solides qui s'y déposent, indiqué schématiquement en 42 Ce moyen peut être constitué par exemple par une vis d'Archimède ou analogue Il est également prévu, de façon non représentée, des moyens pour décolmater le filtre de cette cellule auxiliaire. Chaque cellule de filtrage de l'installation peut opérer dans deux modes différents: dans le mode de filtrage, les clapets 28 et 36 sont ouverts, tandis que les clapets 30 et 38 sont fermés Ainsi la cellule est reliée au collecteur d'entrée 24 et au collecteur de reprise 32, tandis qu'elle est isolée d'une part de l'air extérieur et d'autre part du collecteur d'évacuation 40. Le courant de gaz à filtrer circule donc vers le haut, sous l'action du ventilateur d'aspiration 35 à travers la manche 20 pour opérer le filtrage, les particules étant retenues par ladite manche. Dans le mode de décolmatage d'une cellule, l'état de chacun de ses quatre clapets est inversé Il en résulte que la cellule est isolée des collecteurs d'entrée et de reprise, tandis qu'une circulation d'air à 6 contre-courant est établie via le clapet de mise à l'air libre 38, la manche filtrante 20, le passage d'évacuation 14 et le collecteur d'évacuation 40 soumis à l'aspiration du ventilateur 35 ' Ce contre-courant a pour effet de séparer de la membrane filtrante les particules qui s'y sont précédemment accumulées Ces particules, chûtant au fond de la partie 12 a de l'enceinte, sont entraînées par l'air dans ce collecteur 40 jusque dans la cellule auxiliaire 10 ' Là, selon la taille et la densité des particules, celles-ci peuvent soit tomber directement vers le moyen d'évacuation 42, soit être interceptées par le filtre 20 '. Il peut s'avérer nécessaire de décolmater le filtre 20 ' de temps à autre Dans ce cas, on ferme tous les clapets 30 et l'on met en oeuvre les moyens de décolmatage (par exemple du type à jet pulsé inverse ou autre). Sur la figure 1, on a représenté la troisième cellule en partant de la gauche comme étant en situation de décolmatage, tandis que les cellules restantes 10 opèrent en filtrage. On peut par exemple prévoir une commande automatisée des divers clapets, de manière à assurer cycliquement le décolmatage de chacune des cellules 10, et également de temps à autre le décolmatage de la cellule auxiliaire. On comprend que, grâce à la présente invention, chaque cellule peut être décolmatée sans influer en aucune manière sur le filtrage en cours dans les cellules voisines En particulier, on évite que les particules décollées du filtre en cours de décolmatage ne viennent surcharger en poussières le gaz qui va être filtré par les cellules voisines En outre, étant donné que l'on peut concevoir les composants participant au décolmatage sans limitation particulière vis-à-vis du filtrage, on peut tendre vers des durées de décolmatage extrêmement -7- brèves, maintenant ainsi à des niveaux élevés la capacité globale de l'installation de filtrage. On a représenté sur la figure 2 un second mode de réalisation de l'invention. La différence essentielle par rapport à l'installation de la figure 1 réside en ce que le gaz à filtrer est amené à circuler par un ventilateur de soufflage, schématiquement indiqué en 37, à la sortie duquel est relié le collecteur d'entrée 24. En corollaire, le collecteur de reprise 32 prévu dans le cas de la figure 1 peut être supprimé, et les enceintes 12, à leur sommet, débouchent directement sur l'air libre par l'ouverture 18 Les clapets 36 et 38 de chaque cellule peuvent également être omis. En mode de filtrage, le clapet 28 de la cellule considérée est ouvert, tandis que le clapet 30 est fermé. En mode de décolmatage, la position des deux clapets est inversée, si bien qu'un contre-courant est provoqué par le ventilateur d'aspiration 35 ' de la cellule auxiliaire via le collecteur d'évacuation 40 et le clapet ouvert 30, l'air pouvant entrer librement à travers l'ouverture supérieure 18. De même, le décolmatage de ladite cellule auxiliaire peut être assuré en fermant tous les clapets 30. Une troisième forme de réalisation est représentée sur la figure 3 L'entraînement des gaz à filtrer se fait ici par aspiration, comme dans le cas de la figure 1, et les composants associés sont désignés par les mêmes numéros de référence. En revanche, il est prévu dans cette variante un décolmatage individuel des cellules par air pulsé Plus précisément, le clapet de mise à l'air libre 38 prévu pour chaque cellule dans le cas de la figure 1 est ici prévu dans un conduit d'amenée d'air pulsé 46 qui est relié à un collecteur d'amenée d'air pulsé 44 lui-même 8 - relié à un dispositif générateur d'air pulsé, schématiquement indiqué en 48 et pouvant être d'un type quelconque. On notera également dans ce cas que l'orientation des manches de filtrage 20 et 20 ' est inversée (quel que soit le mode de réalisation, elles peuvent prendre indifféremment une orientation ou l'autre). Une cellule est en mode de filtrage si ses clapets 28 et 36 sont ouverts et ses clapets 30 et 38 sont fermés En inversant les positions des clapets, on réalise le décolmatage de la cellule, dont l'efficacité est renforcée par les pulsations d'air issues du générateur 48 En corollaire, puisque le ventilateur 35 ' n'a pas à fournir l'énergie nécessaire au décolmatage, mais simplement à entraîner les particules déjà séparées du filtre 20 par les secousses d'air introduites dans la cellule, il peut être choisi d'une capacité sensiblement inférieure à ce qui était nécessaire dans les formes de réalisation précédentes. Il est clair que le système de décolmatage à air pulsé tel que décrit cidessus peut être mis en oeuvre aussi bien avec les installations de filtrage par aspiration (espèce de la figure 1) qu'avec celles qui opèrent par soufflage (espèce de la figure 2). Dans ce dernier cas, le collecteur de reprise peut être omis, mais les clapets 36 et 38 sont tout de même prévus pour sélectivement assurer l'évacuation des gaz filtrés (mode filtrage) ou l'introduction de l'air pulsé (mode décolmatage). Dans la pratique, la cellule de filtrage auxiliaire 10 ' destinée au décolmatage peut être, contrairement à ce qui a été illustré, beaucoup plus petite que les cellules principales 10, car elle ne participe pas à la capacité de filtrage demandée pour lesdites cellules principales Il en résulte notamment que le surcoût de fabrication de l'installation de 9 l'invention peut être réduit De même, la section du collecteur d'évacuation 40 peut être réduite. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci- dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. - REVENDICATIONS 1 Installation de filtrage d'air ou autre gaz, du type comprenant une pluralité de cellules de filtrage ( 10) disposées en parallèle et comportant chacune un passage d'entrée ( 26) de gaz à filtrer, au moins un filtre ( 20) et un passage de sortie ( 18, 34) de gaz filtré, les passages d'entrée desdites cellules étant reliés à un collecteur d'entrée ( 24) et des moyens ( 35; 37) étant prévus pour faire circuler le gaz à filtrer dans lesdites cellules, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: un premier moyen d'obturation ( 28) prévu dans chaque passage d'entrée, un collecteur d'évacuation ( 40) relié avec la région de fond de chaque cellule par un passage d'évacuation ( 14) dans lequel est prévu un deuxième moyen d'obturation ( 30), des moyens ( 38, 35 ') pour créer une circulation de gaz à contre- courant dans chaque cellule, chaque cellule étant apte à opérer dans un mode de filtrage, dans lequel son premier moyen d'obturation ( 28) est ouvert et son second moyen d'obturation ( 30) fermé, et un mode de décolmatage, dans lequel son premier moyen d'obturation ( 28) est fermé et son second moyen d'obturation ( 30) ouvert et les moyens de circulation à contre-courant sont mis en oeuvre pour ainsi décolmater et évacuer via le collecteur d'évacuation les particules accumulées sur le filtre. 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le collecteur d'évacuation ( 40) débouche dans une cellule de filtrage auxiliaire ( 10 ') comportant un filtre auxiliaire ( 20 '), un moyen ( 35 ') pour établir une circulation de gaz à travers ledit filtre auxiliaire et un moyen ( 42) d'évacuation des matières solides prévu dans une région de fond de ladite cellule auxiliaire. il - 3 Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'il est prévu en outre un collecteur ( 32) de reprise de gaz filtré en communication avec les passages de sortie ( 34) des cellules, en ce que les moyens de circulation du gaz à filtrer comprennent un moyen d'aspiration ( 35) prévu dans ledit collecteur de reprise et en ce qu'il est prévu un troisième moyen d'obturation ( 36) pour chaque passage de sortie et un quatrième moyen d'obturation ( 38) pour la mise à l'air libre du côté de sortie de chaque cellule. 4 Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de circulation du gaz à filtrer comprennent un moyen de soufflage ( 37) prévu dans le collecteur d'entrée et en ce que le côté de sortie de chaque cellule est relié par un passage de sortie ( 18) directement à l'air libre. Installation selon l'une des revendications 1, 2 et 4, caractérisée en ce que chaque cellule comprend du côté de sortie un troisième moyen d'obturation ( 36) dans un passage de sortie ( 18, 34) des gaz filtrés et en ce qu'elle comprend en outre un moyen générateur d'air pulsé de décolmatage ( 48) relié via un collecteur d'amenée d'air pulsé ( 44) et une pluralité de quatrièmes moyens d'obturation ( 38) audit côté de sortie de chaque cellule. 6 Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce le filtre au moins prévu dans chaque cellule est constitué par une manche filtrante à membrane en polytétrafluoréthylène expansé ( 20, 20 '). 7 Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque cellule de filtrage ( 10) comporte une enceinte ( 12) dont la base ( 12 a) se retrécit progressivement vers son passage d'évacuation ( 14).