Brevet FR2677264A1 — publié le 19921211

"Filtre à rampe de lavage tournante" La présente invention concerne d'une manière générale les filtres du genre comportant un corps, qui présente une entrée et une sortie, et dont la paroi latérale, au moins, est une paroi de révolution, une crépine, qui est disposée coaxialement de manière fixe dans ce corps, et dont la paroi latérale, au moins, qui est une paroi de filtrage interposée entre l'entrée et la sortie du corps, est elle aussi une paroi de révolution, et, montée rotative dans la crépine, suivant une génératrice de celle-ci, au moins une rampe de lavage. Les filtres de ce type sont en pratique destinés à être insérés axialement sous pression sur une conduite, pour éliminer les impuretés, détritus et autres débris de petite et moyenne dimensions éventuellement véhiculés par le flux circulant dans cette conduite Une des difficultés dans la réalisation des filtres de ce type tient à la nécessité qu'il y a d'évacuer les débris arrêtés par la paroi de filtrage de la crépine, pour éviter un colmatage de celle-ci. Sans autre, les jets d'eau de la rampe de lavage ne font que temporairement soulever de cette paroi de filtrage les débris qui s'y sont déposés avant que ceux-ci ne s'y déposent à nouveau. Dans certaines réalisations déjà connues, la paroi de filtrage de la crépine est globalement cylindrique, et il est appliqué périodiquement au corps une chasse pour le purger des débris qui s'y trouvent alors présents. Mais, du fait de la diffusion de ces débris dans l'ensemble de ce corps, l'efficacité d'une telle chasse est médiocre. Dans d'autres réalisations également déjà connues, la paroi de filtrage de la crépine est globalement tronconique, et la chasse est appliquée à une conduite d'évacuation débouchant axialement au voisinage de son extrémité de plus petit diamètre. Mais, comme précédemment, cette chasse manque d'efficacité, seule une partie des débris arrêtés parvenant à la conduite prévue pour leur évacuation. La présente invention a pour objet un filtre permettant avantageusement d'obvier à ces difficultés et présentant en outre d'autres avantages. Ce filtre, qui est du genre précédemment précisé, est d'une manière générale caractérisé en ce que, en combinaison, d'une part, sur une partie au moins de sa longueur, la paroi latérale du corps est globalement oblique par rapport à la paroi latérale de la crépine, en se rapprochant de celle-ci de son entrée à sa sortie, et, d'autre part, il est prévu, annulairement, du côté de la sortie du corps, à l'extrémité de la paroi latérale de la crépine, un volume de recueil, qui est destiné à recevoir les débris véhiculés par le flux à traiter, et auquel est reliée une conduite d'évacuation. Par exemple, et par mesure de simplicité, la paroi latérale du corps est globalement tronconique et celle de la crépine est globalement cylindrique. Quoi qu'il en soit, du fait de l'obliquité de la paroi latérale du corps par rapport à celle de la crépine, le vecteur de vitesse du flux entrant à traiter dans le volume annulaire correspondant est lui-même oblique par rapport à la paroi latérale de la crépine, et il en résulte que ce vecteur de vitesse présente, d'une part, une composante parallèle à l'axe de l'ensemble, assurant une répartition du flux sur l'ensemble de la paroi latérale de la crépine et un cheminement vers le volume de recueil des débris qu'il véhicule, et, d'autre part, une composante transversale assurant la traversée de la paroi latérale de la crépine par ce flux. Autrement dit, grâce à cette obliquité, le flux traité se trouve guidé au mieux tout au long de la paroi latérale de la crépine, en se répartissant au mieux le long de celle-ci pour sa traversée. Par construction, il est préférentiellement fait en sorte que, eu égard à la section de passage offerte, le module du vecteur de vitesse du flux entrant à traiter reste sensiblement constant tout au long de la paroi latérale de la crépine. Quoi qu'il en soit, du seul fait de ce vecteur de vitesse, une fraction notable des débris véhiculés se trouve systématiquement entraînée en direction du volume de recueil prévu à l'extrémité de la paroi latérale de la crépine. A chaque tour de la rampe de lavage, les débris de la fraction restante, dûment déposés sur la paroi latérale de la crépine, sont repoussés par l'eau de lavage, et, ainsi dûment écartés de la paroi latérale de la crépine, ils sont en quelque sorte remis en suspension dans le flux entrant et ils sont alors entraînés à nouveau un peu plus en aval par celui-ci, jusqu'à un nouveau dépôt sur la paroi latérale de la crépine. De proche en proche, ces débris finissent ainsi par atteindre eux- mêmes le volume de recueil prévu à l'extrémité de la paroi latérale de la crépine. Un drainage permanent à très faible débit et/ou une chasse périodique à fort débit suffisent pour soutirer de ce volume de recueil les débris qui y parviennent. Pour renforcer l'efficacité de ce soutirage, il est prévu, préférentiellement, suivant un développement de l'invention, au moins un ajutage qui, débouchant obliquement dans le volume de recueil, est propre à y induire par injection une rotation autour de l'axe de l'ensemble. Les débris présents dans le volume de recueil y sont ainsi systématiquement maintenus en mouvement, sans pouvoir s'accumuler de manière statique dans une quelconque de ses zones. Par ailleurs, suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu, pour l'entraînement en rotation de la rampe de lavage, au moins une ailette, qui, solidaire de cette rampe de lavage, s'étend au moins en partie en oblique par rapport à l'axe de l'ensemble. Usuellement, cet entraînement se fait à l'aide de jets issus en oblique de la rampe de lavage elle-même. Mais, outre que de tels jets nécessitent de l'énergie, le couple de rotation qu'ils sont susceptibles d'induire est toujours relativement faible, et la vitesse de rotation à laquelle ils conduisent est en général malaisée à contrôler. La ou les ailettes suivant l'invention, qui peuvent être mises en oeuvre conjointement avec de tels jets, ou qui peuvent aussi bien se suffire à elles seules, permettent avantageusement de se servir de l'énergie cinétique même du flux sortant déjà traité pour assurer l'entraînement en rotation recherché, et, par leur incidence par rapport au vecteur de vitesse de ce flux, et par leur surface, elles permettent avantageusement un contrôle convenable de la vitesse de rotation obtenue. Elles conduisent en outre avantageusement à un couple maximal au démarrage. En bref, le filtre suivant l'invention est avantageusement compact, il s'agit d'un filtre à lavage à contre-courant par une rampe de lavage dont le débit est avantageusement réinjecté dans le flux traité, il n'exige donc, pour ce lavage, aucun système d'aspiration ou de succion et peut de ce fait se satisfaire d'une réalisation avantageusement relativement fruste et économique, il ne nécessite en outre aucun moteur pour l'entraînement de sa rampe de lavage et il n'est ainsi globalement pas sujet aux usures, et, la rampe de lavage intervenant du côté du flux sortant déjà traité, il n'est pas non plus sujet aux coincements, en se satisfaisant au contraire d'un entretien relativement réduit. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un filtre suivant l'invention; la figure 2 en est une vue en coupe transversale, suivant la ligne brisée II-II de la figure 1; les figures 3 et 4 en sont des vues partielles en coupe parallèle à son axe, suivant, chacune respectivement, les lignes III-III et IV-IV de la figure 1. Tel qu'illustré sur ces figures, le filtre 10 suivant l'invention, qui est destiné au traitement d'un quelconque flux, et, par exemple, d'un quelconque flux d'eau, comporte, globalement, de manière connue en soi, un corps 11, qui est fixe, une crépine 12, qui s'étend dans ce corps 11, et, montée rotative, dans cette crépine 12, au moins une rampe de lavage 13. Le corps Il présente une entrée 15 A et une sortie 15 B, et sa paroi latérale 16, au moins, est de révolution. Soit A l'axe correspondant, tel que schématisé en traits interrompus sur la figure 1 et tel que repéré par sa trace sur la figure 2. Le filtre 10 suivant l'invention étant en pratique destiné à être inséré axialement sous pression entre deux tronçons 17 A, 17 B d'une même conduite, tel que schématisé en traits interrompus sur la figure 1, son entrée 15 A et sa sortie B sont axiales, coaxialement autour de l'axe A de sa paroi latérale 16, et elles sont chacune respectivement entourées par des brides 18 A, 18 B qui, s'étendant transversalement par rapport à l'axe A, sont propres aux raccordements correspondants. Dans la forme de réalisation représentée, le corps il comporte, du côté de son entrée 15 A, un fond 20, qui relie, de manière torique, cette paroi latérale 16 à un tronçon de canalisation 21 en bout duquel s'étend transversalement la bride 18 A correspondante. Du côté de la sortie 15 B, la bride 18 B s'étend directement à l'extrémité de la paroi latérale 16, en étant adossée, et solidarisée, à une contre-bride 22 portée extérieurement par cette dernière. La crépine 12 est disposée coaxialement de manière fixe dans le corps 11, en définissant avec la paroi latérale 16 de celui-ci un volume annulaire 24, et sa propre paroi latérale , au moins, qui est une paroi de filtrage interposée entre l'entrée 15 A et la sortie 15 B du corps 11, est elle aussi une paroi de révolution, d'axe A. Du côté de l'entrée 15 A du corps 11, la crépine 12 est fermée par un fond 26, auquel est associé un capot profilé 27 pour un meilleur guidage du flux entrant à traiter, et, du côté de la sortie 15 B du corps 11, elle est ouverte. Ainsi, dans la forme de réalisation représentée, seule sa paroi latérale 25 est une paroi de filtrage. Par exemple, et suivant des dispositions, qui, connues par elles-mêmes, ne relèvent pas de la présente invention et ne seront donc pas décrites en détail ici, cette paroi de filtrage peut être constituée par des barreaux qui, parallèles à l'axe A, et espacés les uns des autres, sont de place en place reliés transversalement les uns aux autres par des entretoises annulaires, en définissant des mailles avec celles-ci. Suivant l'invention, et en combinaison, d'une part, sur une partie au moins de sa longueur, la paroi latérale 16 du corps 11 est globalement oblique par rapport à la paroi latérale 25 de la crépine 12, en se rapprochant de celle-ci de l'entrée 15 A du corps 11 à sa sortie 15 B, et, d'autre part, il est prévu, annulairement, du côté de la sortie 15 B du corps 11, à l'extrémité de la paroi latérale 25 de la crépine 12, un volume de recueil 28, qui est destiné à recevoir les débris véhiculés par le flux à traiter, et auquel est reliée une conduite d'évacution 30. En pratique, dans la forme de réalisation représentée, la paroi latérale 16 du corps Il est globalement tronconique, et celle 25 de la crépine 12 est globalement cylindrique. Conjointement, le volume de recueil 28 s'étend radialement en direction de l'axe A de l'ensemble à compter de la crépine 12. Dans la forme de réalisation représentée, ce volume de recueil 28 se trouve délimité par la paroi latérale 16 et la bride 18 B du corps 11, par un flasque annulaire 31, qui est solidaire de la crépine 12, en étant rapporté à l'extrémité correspondante de celle-ci, et qui, comme la bride 18 B, s'étend transversalement par rapport à l'axe A, et par une virole 33 reliant ce flasque annulaire 31 à la bride 18 B. Dans le volume de recueil 28 ainsi constitué débouche, obliquement, au moins un ajutage 34 propre à y induire par injection une rotation autour de l'axe A. Dans la forme de réalisation représentée, trois ajutages 34 sont ainsi prévus, en étant régulièrement répartis circulairement autour de l'axe A, et ils s'étendent tous sensiblement tangentiellement à une même circonférence de la paroi latérale 16 du corps 11. En outre, dans cette forme de réalisation, la conduite d'évacuation 30 se raccorde elle aussi en oblique au volume de recueil 28, dans le sens opposé à celui des ajutages 34. En pratique, et comme ceux-ci, elle se raccorde tangentiellement à la paroi latérale 16 du corps 11. Tel que schématisé en traits interrompus sur la figure 2, cette conduite d'évacuation 30 est destinée à être raccordée, sous le contrôle d'une vanne 36, à une conduite 37 la reliant à une décharge ou à l'égout. La rampe de lavage 13 s'étend suivant une génératrice de la paroi latérale 25 de la crépine 12, à distance de cette paroi latérale 25. Elle porte, de place en place, des ajutages 38. Il s'agit en pratique d'ajutages aplatis parallèlement à la génératrice suivant laquelle ils s'étendent. En pratique, également, et tel que représenté, deux rampes de lavage 13 identiques sont prévues, en positions diamétralement opposées l'une par rapport à l'autre. Elles s'étendent en chandelier à compter d'un moyeu 40 commun, par lequel elles sont montées rotatives sur un arbre creux 41 assurant leur alimentation, et auquel elles sont chacune reliées par une entretoise de haubannage 42. L'arbre creux 41 traverse axialement le fond 26 de la crépine 12, en étant porté par celui-ci, et il y définit une chambre 43, qui, par une conduite 44, est reliée au refoulement d'une pompe 45 dont l'aspiration est reliée par une conduite 46 au volume interne de la crépine 12, et qui, sous le contrôle de joints tournants 48, assure la desserte des rampes de lavage 13. Par une conduite 49, qui, sur la figure 1, n'est schématisée que par un simple trait sur la totalité de sa longueur, les ajutages 34 sont également reliés au refoulement de la pompe 45. Pour l'entraînement en rotation des rampes de lavage 13, il est associé, à celles-ci, suivant l'invention, au moins une ailette 50 qui, solidaire de ces rampes de lavage 13, s'étend au moins en partie en oblique par rapport à l'axe A de l'ensemble. En pratique, deux ailettes 50, au moins, sont prévues, à raison d'une par rampe de lavage 13, et elles s'étendent au voisinage de l'extrémité de ces rampes de lavage 13, en étant chacune portées par un bras radial 51 solidaire de la rampe de lavage 13 correspondante. Dans la forme de réalisation représentée, seules deux ailettes 50 sont prévues, et les bras 51 qui les portent s'étendent chacun radialement des rampes de lavage 13 à un tronçon de tube 52, qui, centré sur l'axe A de l'ensemble, est commun à ces deux bras 51 et donne accès au moyeu 40 portant les rampes de lavage 13, pour le montage et le démontage éventuel de celles-ci. Les bras 51 sont en pratique constitués par des flasques allongés axialement. Les ailettes 50 qu'ils portent sont d'un seul tenant avec eux, en étant chacune simplement constituées d'un retour qu'ils présentent en oblique le long de l'un de leurs bords radiaux. Il s'agit, dans la forme de réalisation représentée, de leur bord de fuite, mais il pourrait tout aussi bien s'agir de leur bord d'attaque. Quoi qu'il en soit, les ailettes 50 s'étendent bien entendu circulairement l'une et l'autre dans le même sens. Le flux à traiter pénètre sous pression dans le corps il par l'entrée 15 A de celui-ci, tel que schématisé par une flèche FA sur la figure 1. Il s'engage alors dans le volume annulaire 24 formé entre ce corps 11 et la crépine 12. Soit V son vecteur de vitesse dans ce volume annulaire 24, tel que schématisé à la figure 1. Du fait de l'obliquité de la paroi latérale 16 du corps il sur la paroi latérale 25 de la crépine 12, ce vecteur de vitesse V est lui-même oblique par rapport à cette dernière. Il a donc une composante VI parallèle à l'axe A de l'ensemble, et une composante V 2 transversale par rapport à cet axe A. Du fait de la composante Vl, le flux entrant chemine le long de la paroi latérale 25 de la crépine 12. Du fait de la composante V 2, il traverse conjointement cette paroi latérale 25. Au passage, et tel que schématisé pour l'un d'eux sur la figure 1, les débris 55 véhiculés par le flux entrant à traiter sont arrêtés par la crépine 12. A chaque passage d'une rampe de lavage 13, et tel que schématisé par des flèches Fl pour celui représenté sur la figure 1, les jets des ajutages 38 les décollent momentanément de la paroi latérale 25 de la crépine 12. Soumis à nouveau au flux entrant, ils sont entraînés peu à peu par celuici vers le volume de recueil 28, par bonds successifs, tel que schématisé par des flèches F 2 pour celui représenté sur la figure 1. Du fait des jets des ajutages 34, et tel que schématisé par des flèches F 3 sur la figure 2, il est imposé, aux débris présents dans ce volume de recueil 28, une rotation permanente autour de l'axe A de l'ensemble. Il suffit donc d'ouvrir périodiquement la vanne 36 pour en assurer l'évacuation par la conduite 30. Les chasses correspondantes peuvent par exemple être commandées par une horloge. Après traversée de la paroi latérale 25 de la crépine 12, le flux déjà traité sort du corps il par la sortie 15 B de celui-ci, tel que schématisé par une flèche FB sur la figure 1. Au passage, la poussée qu'induit axialement sur les ailettes 50 ce flux sortant déjà traité provoque par réaction une rotation des rampes de lavage 13, suivant un sens de rotation qui, tel que schématisé par la flèche F 4 sur la figure 2, est inverse de celui suivant lequel s'étendent ces ailettes 50. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. En particulier, la réalisation de la paroi de filtrage de la crépine peut être différente de celle plus particulièrement indiquée. En outre, si, tel que représenté, le filtre suivant l'invention est supposé être horizontal, il n'en est pas toujours nécessairement ainsi. il REVENDICATIONS 1 Filtre du genre comportant un corps ( 11), qui présente une entrée ( 15 A) et une sortie ( 15 B), et dont la paroi latérale ( 16), au moins, est une paroi de révolution, une crépine ( 12), qui est disposée coaxialement de manière fixe dans ledit corps ( 11), et dont la paroi latérale ( 25), au moins, qui est une paroi de filtrage interposée entre l'entrée ( 15 A) et la sortie ( 15 B) dudit corps ( 11), est elle aussi une paroi de révolution, et, montée rotative dans ladite crépine ( 12), suivant une génératrice de celle-ci, au moins une rampe de lavage ( 13), caractérisé en ce que, en combinaison, d'une part, sur une partie au moins de sa longueur, la paroi latérale ( 16) du corps ( 11) est globalement oblique par rapport à la paroi latérale ( 25) de la crépine ( 12), en se rapprochant de celle-ci de l'entrée ( 15 A) dudit corps ( 11) à sa sortie ( 15 B), et, d'autre part, il est prévu, annulairement, du côté de la sortie ( 15 B) du corps ( 11), à l'extrémité de la paroi latérale ( 25) de la crépine ( 12), un volume de recueil ( 28), qui est destiné à recevoir les débris véhiculés par le flux à traiter, et auquel est reliée une conduite d'évacuation ( 30). 2 Filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans ledit volume de recueil ( 28), débouche obliquement au moins un ajutage ( 34) propre à y induire par injection une rotation autour de l'axe (A) de l'ensemble. 3 Filtre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation ( 30) du volume de recueil ( 28) se raccorde en oblique à celui-ci, dans le sens opposé à celui de l'ajutage ( 34) qui y débouche. 4 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le volume de recueil ( 28) s'étend radialement en direction de l'axe (A) de l'ensemble à compter de la crépine ( 12). Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour l'entraînement en rotation de la rampe de lavage ( 13), il est associé à celle-ci au moins une ailette ( 50), qui, solidaire de cette rampe de lavage ( 13), s'étend au moins en partie en oblique par rapport à l'axe (A) de l'ensemble. 6 Filtre suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ladite ailette ( 50) s'étend au voisinage de l'extrémité de la rampe de lavage ( 13), en étant portée par un bras radial ( 51) solidaire de celle-ci. 7 Filtre suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le bras ( 51) portant ladite ailette ( 50) étant constitué par un flasque allongé axialement, ladite ailette ( 50) est d'un seul tenant avec ce bras ( 51), en étant simplement constituée d'un retour que présente en oblique celui-ci le long d'un de ses bords radiaux. 8 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 6, 7, caractérisé en ce que, deux rampes de lavage ( 13) étant prévues en positions diamétralement opposées l'une par rapport à l'autre, les bras ( 51) qui portent les ailettes ( 50) correspondantes s'étendent chacun radialement de ces rampes de lavage ( 13) à un tronçon de tube ( 52), qui, centré sur l'axe (A) de l'ensemble, leur est commun et donne accès au moyeu ( 40) portant les rampes de lavage ( 13). 9 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi latérale ( 16) du corps ( 11) est globalement tronconique et celle ( 25) de la crépine ( 12) est globalement cylindrique. 10 Filtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'entrée ( 15 A) et la sortie ( 15 B) du corps ( 11) sont axiales.