Brevet FR2677269A1 — publié le 19921211

Dispositif de filtration et de séparation de particules en suspension Plus particulièrement, le problème que se propose de résoudre l'invention est de séparer les particules solides ou liquides en suspension dans l'air. Ces particules peuvent provenir de phénomènes divers et apparaissent notamment dans certaines usines. Ces particules sont par exemple contenues dans des brouillards d'huile résultant de certains types de travaux. Pour assurer la captation et la filtration de ces particules, on a proposé de disposer dans leur trajet, des profilés formant chicanes et aptes à casser le débit de l'air les véhiculant, en créant successivement une accélération et une détente de l'air, pour obtenir un effet dit de cyclone. Cet effet de cyclone permet de séparer les particules de l'air, en les captant et en les retenant dans des parties appropriées. Différentes solutions techniques ont été proposées. Notamment, on connaît un système qui met en oeuvre une série de profilés de section transversale très sensiblement en forme d'arc et disposés en rangées opposées. Ces éléments sont disposés en juxtaposition et s'interpénètrent pour former des chambres avec des étranglements susceptibles de modifier la vitesse d'écoulement des fluides, en obtenant une accélération et une détente de l'air, pour créer l'effet de cyclone. Cet état de la technique peut être illustré par l'enseignement des brevets EP 0206204 et WO 88/04952. Cependant, les résultats ne sont pas satisfaisants. En effet, compte-tenu de la forme des profilés, les effets d'accélération et de détente ne se retrouve qu'une seule fois au niveau des différentes entrées, correspondant aux parties imbriquées desdits profilés. Le problème que se propose de résoudre l'invention est d'augmenter l'efficacité de la filtration et de la séparation des particules, en augmentant le nombre d'effets de cyclone. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu un dispositif comprenant une pluralité d'éléments juxtaposés disposés en position d'imbrication pour créer un effet de cyclone, et qui est remarquable en ce que chaque élément présente un profil dont la section transversale délimite plusieurs chambres séparées dont le nombre et le profil sont déterminés pour que les parties imbriquées de deux éléments juxtaposés soient aptes à constituer plusieurs changements de sections successifs, pour créer au moins trois effets de cyclone. Eu égard à ces dispositions, la vitesse de l'air dans le dispositif, est telle que l'effet de cyclone aura son efficacité maximum sur les particules les plus fines, sans pour autant réentrainer les particules déjà captées. Dans une première forme de réalisation, chaque élément présente symétriquement en débordement de chacun des bords longitudinaux d'une partie rectiligne commune, au moins deux profilés en forme de C superposés par une branche commune. Compte-tenu du profil particulier des éléments et du problème posé d'obtenir la filtration et la séparation des particules, les éléments sont imbriqués en juxtaposition au niveau de leur profil en C superposé, en délimitant des chambres identiques conformées pour créer successivement, une accélération et une détente de l'air, les parties rectilignes des profilés étant alternativement opposées. Avantageusement, toujours pour augmenter l'effet de cyclone, la partie rectiligne présente selon son axe médian, une proéminence délimitant du côté de l'ouverture des profilés en C, un rebord rectiligne courbe. Un autre problème important que se propose de résoudre l'invention est de simplifier le trajet de l'air entre l'entrée et la sortie du dispositif, de manière à avoir un trajet le plus direct possible, alors que généralement, compte-tenu des profilés employés, l'air change deux fois de direction à 1800. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu une autre forme de réalisation, selon laquelle chaque élément présente, d'un côté, au moins deux profilés en forme de C superposés par une branche commune et, de l'autre côté, de part et d'autre de l'axe de symétrie des deux profilés en C, au moins un profilé en C dont l'ouverture est opposée aux ouvertures des deux profilés en C juxtaposés. Compte-tenu de ces dispositions, il est possible de multiplier à l'infini, les effets de cyclone. De manière générale suivant cette forme de réalisation, chaque élément présente, d'un côté, n+1 profilés en forme de C superposés par une branche commune et, de l'autre côté, n profilés en forme de C juxtaposés par une branche commune et dont les ouvertures sont opposées à celles des n+1 profilés en étant décalés symétriquement par rapport aux ouvertures des n+1 profilés. On obtient dans ces conditions 2 (n+1 ) effets de cylone. Dans cette seconde forme de réalisation, les éléments sont imbriqués en juxtaposition, de sorte qu'un profilé en C chevauche la branche commune de deux profilés en C juxtaposés. Selon l'invention, quelles que soient les formes de réalisation, toujours en ayant pour objectif d'augmenter le nombre d'effets de cyclone, les extrémités des branches de chaque profilé en C présentent, en débordement de leur surface interne, des proéminences aptes à créer, d'une part, une diminution de section, en combinaison avec les parties correspondantes des profilés imbriqués et, d'autre part, un décollement de la veine d'air favorisant l'effet de cyclone. Un autre inconvénient qui existe dans les dispositifs de filtration de séparation des particules utilisant des éléments profilés, se situe au niveau du montage de ces éléments. Par exemple et comme enseigné par le brevet EP 0206204, les éléments profilés sont montés en juxtaposition et en position d'imbrication, d'une manière indépendante les uns des autres, en étant encliquetés dans des barres support. Il en résulte un problème de maintenance, étant donné qu'il est nécessaire d'enlever les éléments indépendants. On a proposé également de monter les profilés dans un cadre en deux parties, chaque partie recevant une série de profilés. Les deux cadres sont ensuite assemblés entre eux. Ce type de montage est onéreux. Selon l'invention, pour remédier à ces inconvénients, les éléments sont montés et fixés en juxtaposition, en position d'imbrication, dans un cadre disposé dans un plan vertical ou sensiblement vertical. Avantageusement, le dispositif présente plusieurs cadres assemblés entre eux pour former un volume fermé susceptible de coopérer avec des moyens de réception des particules. L'invention est exposée, ci-après, plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un élément profilé selon une première forme de réalisation. La figure 2 est, à une échelle plus importante, une vue de face montrant le montage en superposition et en imbrication des éléments profilés selon la forme de réalisation illustrée figure 1. La figure 3 est une vue de face d'une autre forme de réalisation de l'élément profilé. La figure 4 est, à une échelle plus importante, une vue de face montrant le montage en superposition et en imbrication des éléments profilés, selon la forme de réalisation illustrée figure 3. La figure 5 est une vue de face correspondant à la figure 4, montrant une autre forme de réalisation du profilé. La figure 6 est une vue en perspective montrant le montage et la fixation en juxtaposition des éléments dans un cadre. La figure 7 montre une forme de réalisation d'un appareil équipé du dispositif selon l'invention. On rappelle d'une manière connue, que le dispositif pour la filtration et la séparation des particules en suspension dans l'air, comprend une pluralité d'éléments juxtaposés imbriqués partiellement les uns dans les autres, pour créer un effet de cyclone. Selon l'invention, pour augmenter le nombre d'effets de cyclone, il a été conçu une nouvelle section de chacun des éléments profilés. Dans ce but, chaque élément (1) présente un profil dont la section transversale délimite plusieurs chambres séparées (A), (B), (C), (D)... Le nombre et le profil de ces chambres sont déterminés pour qu'après imbrication de deux éléments juxtaposés, la combinaison des chambres de deux éléments imbriqués constitue plusieurs changement de sections successifs pour créer au moins trois effets de cyclone. Ce résultat peut être obtenu par différentes formes de réalisation. Dans la forme d'exécution des figures 1 et 2, chaque élément (1) présente symétriquement en débordement de chacun des bords longitudinaux (1 a)-(1 b) d'une partie rectiligne commune (1c), au moins deux profilés (1d)-(1e). Ces profilés sont constitués par deux C superposés et reliés par leur branches communes (ide) (lel). Les ouvertures des profilés en C superposés (nid) et (le) d'un même élément, sont donc disposés en regard l'une de l'autre et très sensiblement à égale distance de l'axe de symétrie de la partie rectiligne commune (il). Pour obtenir les trois effets de cyclone recherchés, les éléments (1) sont imbriqués au niveau de leurs profils en C superposés (1 d)-(1 e) de sorte que les parties rectilignes (1c) sont alternativement opposées (figure 2), pour créer successivement d'un côté, une pluralité d'entrées d'air et, de l'autre côté, une pluralité de sorties d'air. Les chambres (A) (B) (C) (D) ainsi crées, résultant de l'imbrication et du montage en juxtaposition des profilés en C (nid) et (lue), permettent d'obtenir successivement une accélération et une détente de l'air à trois endroits différents constituant donc trois effets de cyclone. Pour augmenter l'effet de cyclone, les extrémités des branches de chaque profilé en C (nid) et (le) présentent, en débordement de leur surface interne, des proéminences (1d2) et (1e2). Par exemple, ces proéminences constituent des bourrelets sensiblement circulaires, de manière à créer un brusque changement de section, en combinaison avec les parois internes du profilé en C correspondant. Il en est de même pour les branches communes (ide) (lel) qui présente à leur extrémité, des proéminences (1 dol') (lel'). Toujours pour augmenter l'effet de cyclone, la partie rectiligne de liaison (1c) des profilés (ld) et (le), présente selon son axe médian et sur la totalité de sa longueur, une proéminence (1 cI) délimitant du côté de l'ouverture de chacun desdits profilés (ld) et (lue), un rebord rectiligne courbe (lc2) (il3) . Dans la forme de réalisation illustrée aux figures 3, 4 et 5, chaque élément (2) présente d'un côté, au moins deux profilés (2a) et (2b) en forme de C superposés par leur branche commune (2c). De l'autre côté, et de part et d'autre de l'axe de symétrie (x) (x') des deux profilés (2a) et (2b), l'élément (2) présente au moins un profilé (2d) dont l'ouverture est opposée aux ouvertures des deux profilés en C juxtaposés (figure 4). Compte-tenu de ces dispositions, les éléments (2) sont imbriqués en juxtaposition, de sorte que les profilés en C (2d) chevauchent la branche commune (2c) des profilés en C juxtaposés (2a) et (2b) (figure 4). On obtient ainsi,au niveau des parties imbriquées et juxtaposées des éléments (2) et selon la forme de réalisation illustrée aux figures 3 et 4, quatre effets de cyclone. De manière avantageuse, cette forme particulière de profil, permet d'augmenter d'une manière considérable, le nombre d'effets de cyclone, en multipliant le nombre de chambres au niveau des parties imbriquées et superposées de ce type d'éléments. En effet, et comme le montre la figure 5, chaque élément (2) peut présenter d'un côté, n+l profilés (2a) (2b) en forme de C superposés par leur branche (2c) et, de l'autre côté, n profilés en forme de C (2d) juxtaposés par leur branche (2dl). On obtient ainsi, 2 (n+l) effets de cyclone. Comme indiqué précédemment, les ouvertures des profilés (2d) sont opposées à celles des profilés (2a) (2b). Les profilés (2d) sont décalés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie (x) (x') des profilés (2a) (2b). Comme pour la réalisation précédente illustrée aux figures 1 et 2, les extrémités des branches de chaque profilé en C (2a-2b) et (2d) présentent en débordement de leur surface interne, des proéminences (2a1) (2b1) (2d1'). La branche commune (2c) présente également à son extrémité libre, une préominence (2c1). Ces proéminences, sous forme de bourrelets circulaires notamment, créent une diminution de section en combinaison avec les parois internes des chambres correspondantes des profilés imbriqués. De manière particulièrement avantageuse, cette forme de réalisation, outre le fait qu'elle permet d'augmenter d'une manière très importante, le nombre d'effets cycloniques, permet de simplifier le trajet de l'air entre l'entrée et la sortie du dispositif. En effet, le trajet de l'air est direct et ne change pas de direction (flèche F) (figure 4). Suivant une autre caractéristique de l'invention, quelle que soit la forme de réalisation des profilés (1) ou (2), ces derniers sont montés et fixés en juxtaposition en position d'imbrication dans un cadre (3) (figure 6). Compte-tenu du problème posé et de l'effet de filtration et de séparation des particules à obtenir, le cadre équipé des éléments (1) ou (2), est disposé en position verticale ou sensiblement verticale, de manière à intercepter le trajet de l'air contenant lesdites particules. Le cadre ainsi formé peut être assemblé avec d'autres cadres identiques pour constituer un volume fermé (figure 7). Cet ensemble peut coopérer d'une manière connue, avec des moyens (4), aptes à récupérer les particules. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle l'augmentation du nombre d'effets de cyclone obtenus au niveau des parties imbriquées de deux éléments juxtaposés et par conséquent une meilleure séparation des particules REVENDICATIONS -1- Dispositif de filtration et de séparation de particules en suspension, comprenant une pluralité d'éléments juxtaposés disposés en position d'imbrication pour créer un effet de cyclone, caractérisé en ce que chaque élément (1) ou (2) présente un profil dont la section transversale délimite plusieurs chambres séparées (A) (B) (C) (D)...,dont le nombre et le profil sont déterminés pour que les parties imbriquées de deux éléments juxtaposés soient aptes à constituer plusieurs changements de sections successifs, pour créer au moins trois effets de cyclone. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément (1) présente symétriquement en débordement de chacun des bords longitudinaux (la) (lob) d'une partie rectiligne commune (il), au moins deux profilés en forme de C (Id) (le) superposés par une branche commune (ldl) (lel). -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments (1) sont imbriqués en juxtaposition au niveau de leur profil en C superposé (ld) (le), en délimitant des chambres identiques conformées pour créer successivement, une accélération et une détente de l'air, les parties rectilignes (1 c) des profilés (1) étant alternativement opposées. -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie rectiligne (lc) présente selon son axe médian, une proéminence (ici) délimitant, du côté de l'ouverture des profilés en C (ld) (le), un rebord rectiligne courbe (1c2) (lu3) -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément (2) présente, d'un côté au moins, deux profilés en forme de C (2a) (2b) superposés par une branche commune (2c) et, de l'autre côté, de part et d'autre de l'axe de symétrie des deux profilés en C, au moins un profilé en C (2d) dont l'ouverture est opposée aux ouvertures des deux profilés (2a) (2b) en C juxtaposés. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque élément (2) présente, d'un côté, n+1 profilés (2a) (2b) en forme de C superposés par une branche commune (2c) et, de l'autre côté, n profilés (2d) en forme de C juxtaposés par leur branche et dont les ouvertures sont opposées à celles des n+l profilés (2a) (2b), les n profilés (2d) étant décalés symétriquement par rapport aux n+l profilés (2a) (2b). -7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les éléments (2) sont imbriqués en juxtaposition, de sorte qu'un profilé en C (2d) chevauche la branche commune (2c) de deux profilés en C juxtaposés (2a (2b). -8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les extrémités des branches de chaque profilé en C présentent, en débordement de leur surface interne, des proéminences aptes à créer, d'une part, une diminution de section, en combinaison avec les parties correspondantes des profilés imbriqués et, d'autre part, un décollement de la veine d'air favorisant l'effet de cyclone. -9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments (1 ) ou (2) sont montés et fixés en juxtaposition, en position d'imbrication, dans un cadre (3) disposé dans un plan vertical ou sensiblement vertical. -10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il présente plusieurs cadres (3) assemblés entre eux pour former un volume fermé susceptible de coopérer avec des moyens de réception des particules.