Brevet FR2811595A1 — publié le 20020118

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif pour nettoyer du matériel poreux, en particulier des éléments filtrants fins avec au moins un transducteur d'ultrasons, auquel est couplé un résonateur en forme de barre. Un tel dispositif est connu par exemple par EP 0 455 837. Au moyen du dispositif connu, des ondes ultrasonores sont introduites dans un liquide dans lequel se trouvent des éléments destinés au nettoyage. Par les particules du liquide, qui sont en vibration dans la plage des ultrasons, la poussière se trouvant sur les éléments à nettoyer est détachée et évacuée des éléments. Certes, on peut nettoyer également du matériel poreux avec un dispositif de ce type, mais le nettoyage n'est pas encore optimal. En particulier, le nettoyage d'éléments filtrants fins est encore relativement compliqué. Les éléments filtrants fins à nettoyer doivent être démontés régulièrement d'une installation pour les nettoyer au moyen du dispositif connu. En particulier, les éléments filtrants fins, qui sont utilisés pour le prélèvement d'échantillons d'un liquide, doivent être démontés d'un dispositif concerné. De ce fait, l'exploitation de l'installation est interrompue. Ceci est très préjudiciable. Les éléments filtrants pour le prélèvement d'échantillons d'un liquide se composent d'un tube en forme de cylindre creux, dont la paroi est à base d'un matériau poreux et forme l'agent filtrant. Dans l'état de service normal, le liquide est dirigé dans le tuyau sur une extrémité du tuyau en forme de cylindre creux et est prélevé à nouveau à l'autre extrémité. Pour prélever un échantillon du liquide, l'extrémité du tube, sur lequel le liquide sort en fonctionnement normal, est fermée, de sorte que le liquide est entraîné par la paroi poreuse du tuyau en forme de cylindre creux. Le liquide filtré de cette façon peut être utilisé alors comme échantillon pour une analyse du liquide. Par DE 197 06 007 Ci, on connaît un dispositif pour nettoyer des produits en forme de fil, sur lequel on fait vibrer un résonateur de flexions au moyen d'une sonotrode à ultrasons. Le résonateur de flexions est conçu avec une forme cylindrique et présente un alésage dans le sens axial. Le produit à nettoyer, par exemple un fil, est guidé à travers cet alésage. D'autres alésages, qui servent à l'arrivée d'un liquide de nettoyage approprié, débouchent dans l'alésage. Bien que même des éléments filtrants fins puissent être nettoyés au moyen du dispositif connu, leur nettoyage n'est pas encore optimal, car la poussière qui s'est déposée dans la paroi poreuse ne peut être enlevée que très difficilement par une irradiation ultrasonore. D'autre part, les éléments filtrants fins devraient être démontés pour le nettoyage d'un agencement concerné du dispositif approprié, de sorte que l'exploitation du dispositif est interrompue. L'objectif de l'invention est de concevoir un dispositif cité au début de telle façon qu'il soit mieux approprié pour nettoyer du matériel poreux, en particulier des éléments filtrants fins. Selon l'invention, un dispositif pour nettoyer du matériel poreux, en particulier des éléments filtrants fins, qui présente au moins un transducteur d'ultrasons, auquel est couplé un résonateur en forme de barre, lequel présente une cavité dans laquelle le matériel poreux peut être introduit, la cavité présentant au moins un orifice d'admission et au moins un premier orifice d'évacuation, est caractérisé en ce que des éléments d'étanchéité sont présents, au moyen desquels le matériel poreux peut être disposé dans la cavité de façon étanche par rapport à la paroi de la cavité. Du fait que des éléments d'étanchéité sont présents, au moyen desquels le matériel poreux peut être disposé dans la cavité de façon étanche par rapport à la paroi de la cavité, on arrive de façon avantageuse à ce qu'un liquide ou un gaz introduit dans la cavité au moyen de l'orifice d'admission ne peut plus contourner le matériel poreux, mais doit traverser le matériel pour parvenir à l'orifice d'évacuation. De cette façon, le matériel poreux est traversé avec un liquide ou un gaz pendant l'irradiation ultrasonore du matériel poreux, ce qui fait qu'on obtient un nettoyage très intensif du matériel poreux. En raison de l'intensité élevée, il ne faut plus que très peu de temps pour le nettoyage du matériel. Un mode de réalisation de l'invention sur lequel un deuxième orifice d'évacuation est présent, s'est avéré particulièrement avantageux. Grâce au deuxième orifice d'évacuation, on arrive à ce que par exemple. des éléments filtrants en forme de cylindre creux peuvent être nettoyés de façon très efficace, car au moyen du deuxième orifice d'évacuation, on peut obtenir de façon simple un renversement de marche du flux de liquide ou du flux de gaz. Ainsi, par exemple lorsque le deuxième orifice d'évacuation est fermé et que le premier orifice d'évacuation est ouvert, le liquide ou le gaz peut traverser l'élément de filtre en forme de cylindre creux dans le sens axial, ce qui fait qu'on n'a pas de filtrage du liquide ou du gaz. Si le deuxième orifice d'évacuation est ouvert et si le premier orifice d'évacuation est fermé, par exemple le liquide traverse la paroi de l'élément de filtre, de sorte qu'il est filtré. Ainsi, du liquide filtré peut sortir du deuxième orifice d'évacuation. Un mode de réalisation de l'invention, sur lequel les orifices sont accessibles par des raccords, s'est avéré particulièrement avantageux. Grâce aux raccords, le dispositif conforme à l'invention est très facile à manipuler. Il est particulièrement avantageux que les orifices et donc le cas échéant également les raccords et/ou les éléments d'étanchéité soient disposés à une certaine distance de la face frontale du résonateur, lequel correspond à un multiple impair du quart de longueur d'onde (1/4 lambda), car de ce fait les orifices, et les joints se trouvent dans un noeud de l'onde stationnaire qui se forme dans le résonateur. De cette façon, les raccords et les éléments d'étanchéité ne sont pratiquement pas sollicités au plan mécanique. Ceci a des conséquences particulièrement avantageuses sur la fiabilité et la durée de vie du dispositif. Avec un autre mode de réalisation de l'invention, il est prévu que le résonateur comprend au moins deux éléments partiels qui sont reliés entre eux au moyen d'un raccord vissé. De cette façon, la cavité peut être conçue de façon avantageuse comme une cavité fermée, ce qui a des conséquences très favorables sur le mode de fonctionnement du dispositif. Du fait que la cavité est fermée, elle peut être rendue étanche très facilement. Du fait que les éléments partiels sont reliés entre eux au moyen d'un raccord vissé, la cavité est d'une part très accessible et d'autre part, il existe entre les éléments partiels une liaison très solide, ce qui a des conséquences très favorables sur les propriétés de vibration du résonateur. Avec un autre mode de réalisation de l'invention, il est prévu que la longueur des éléments partiels correspond à un multiple de la demilongueur d'onde (1/2 lambda). De cette façon, les raccords vissés se trouvent en un endroit avec une extension radiale minimale du résonateur, ce qui s'est avéré très avantageux pour la liaison des éléments partiels. Du fait que la cavité peut être conçue comme une cavité fermée, les faces frontales du résonateur sont disponibles pour le couplage d'un transducteur d'ultrasons. Il est donc possible que deux transducteurs d'ultrasons soient présents, lesquels sont couplés aux deux faces frontales du résonateur, comme ceci est prévu avec un autre mode de réalisation particulier de l'invention. Du fait que deux transducteurs d'ultrasons peuvent être utilisés, on dispose d'une très grande puissance d'irradiation ultrasonore. D'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention sont mentionnés dans la description ci-dessous d'un exemple de réalisation particulier en référence au dessin. Sur ce dessin, la figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention dans une représentation schématique et la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention dans une représentation schématique. Comme on peut le voir sur la figure 1, un résonateur 1 est couplé par l'une de ses faces frontales à un transducteur ultrasonore 2. Le transducteur ultrasonore 2 excite donc le résonateur 1 dans le sens longitudinal. De ce fait, il se forme une onde stationnaire de longueur d'onde lambda dans le résonateur 1. Le résonateur 1 comprend un premier élément partiel la et un second élément partiel lb, qui sont reliés entre eux au moyen d'un raccord vissé 9. La longueur du premier élément partiel la est égale à trois fois lambda/2, et la longueur du second élément partiel lb à deux fois lambda/2. Le résonateur 1 présente une cavité 4 fermée qui s'étend dans le sens axial. De la cavité 4 partent dans le sens radial un orifice d'admission 5, un premier orifice d'évacuation 6 et un second orifice d'évacuation 7. Des raccords 5a, 6a, 7a sont disposés sur les orifices 5, 6, 7. L'orifice d'admission 5 et le raccord 5a correspondant sont disposés à une distance de neuf fois lambda/4 de la face frontale du résonateur 1. Le premier orifice d'évacuation 6 et le raccord 6a corrrespondant sont disposés à une distance d'une fois lambda/4 de la face frontale du résonateur 1. Le second orifice d'évacuation 7 et le raccord 7a correspondant sont disposés à une distance de cinq fois lambda/4 de la face frontale du résonateur 1. Dans la cavité 4 est disposé un élément de filtre fin 3 en forme de cylindre creux. Sur les deux extrémités de l'élément de filtre fin 3 sont disposés des joints toriques 8, qui d'une part entourent de façon étanche l'élément de filtre 3 et d'autre part s'appuient de façon étanche sur la paroi de la cavité 4. En mode normal, un liquide est introduit dans la cavité 4 par le premier raccord 5a et l'orifice d'admission 5. Le second orifice d'évacuation 7 est fermé. Ainsi, le liquide traverse l'intérieur de l'élément de filtre fin 3 en forme de cylindre creux et le premier orifice d'évacuation 6 et ressort non filtré de la cavité 4. Si l'on doit prélever du liquide un échantillon filtré pour l'analyse, le premier orifice d'évacuation 6 est fermé pendant un court instant et le second orifice d'évacuation 7 est ouvert pendant un court instant. De ce fait, le liquide est refoulé à travers la paroi de l'élément filtrant 3 en forme de cylindre creux et traverse le second orifice d'évacuation 7 pour ressortir de la cavité 4. Pour le nettoyage de l'élément de filtre 3 en forme de cylindre creux, on fait vibrer le résonateur 1 pendant un bref instant au moyen d'un transducteur d'ultrasons 2. Pendant la phase de vibration, le premier orifice d'évacuation 6 est fermé et le second orifice d'évacuation 7 est ouvert. Le liquide qui se trouve dans la cavité 4 est ainsi entraîné à travers la paroi de l'élément de filtre 3. Comme on fait vibrer également l'élément de filtre 3, les particules de poussière se détachent et sont entraînées hors de la paroi de l'élément de filtre 3 en forme de cylindre creux. Il est également très avantageux que le liquide soit mis sous pression dans la cavité 4 pendant l'opération de nettoyage par exemple avec de l'air, c'est-à-dire si de l'air est dirigé pendant un bref instant dans la cavité 4 par l'orifice d'admission 5. De ce fait, il est également possible que l'élément de filtre 3 soit traversé par de l'air pendant la vibration, ce qui a des conséquences très favorables sur le nettoyage. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, un résonateur 11 comprend un premier élément partiel lia, un deuxième élément partiel llb et un troisième élément partiel l1c. Le premier élément partiel lla est relié au moyen d'un raccord vissé 19a au deuxième élément partiel 11b. Le troisième élément partiel lic est relié au deuxième élément partiel llb au moyen d'un second raccord vissé l9b. Les deux raccords vissés 19a, 19b sont disposés chacun à une distance de deux fois lambda/2 d'une face frontale du résonateur 11. Le résonateur 11 est couplé sur les deux faces frontales à un transducteur ultrasonore 12a, 12b. Le résonateur 11 présente une cavité 14 fermée qui s'étend dans le sens axial. A partir de la cavité 14 s'étendent dans le sens axial un orifice d'admission 15 ainsi qu'un premier orifice d'évacuation 16 et un second orifice d'évacuation 17. Des raccords 15a, 16a, 17a sont disposés respectivement sur les orifices 15, 16, 17. Un élément de filtre fin 13 en forme de cylindre creux est disposé dans la cavité 14. L'élément de filtre fin 13 présente sur les deux extrémités un joint torique 18, qui d'une part entoure l'élément de filtre fin 13 de façon étanche et d'autre part s'appuie de façon étanche sur la paroi de la cavité 14. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour nettoyer du matériel poreux, en particulier des éléments filtrants fins (3; 13), avec au moins un transducteur d'ultrasons (2; 12a, 12b), sur lequel est couplé un résonateur (1; 11) en forme de barre, lequel présente une cavité (4; 14), dans lequel le matériel (3; 13) poreux peut être introduit, la cavité (4; 14) présentant au moins un orifice d'admission (5; 15) et au moins un premier orifice d'évacuation (6; 16), caractérisé en ce que des éléments d'étanchéité (8; 18) sont présents, au moyen desquels le matériau (3; 13) poreux peut être disposé dans la cavité (4; 14) de façon étanche par rapport à la paroi de la cavité (4; 14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en qu'un deuxième orifice d'évacuation (7; 17) est présent. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les orifices (5, 6, 7; 15, 16, 17) sont accessibles par des raccords (5a, 6a, 7a; a, 16a, 17a). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les orifices (5, 6, 7; 15, 16, 17) et/ou les éléments d'étanchéité (8; 18) sont disposés à une distance de la face frontale du résonateur (1; 11), qui correspond à un multiple entier impair du quart de longueur d'onde (lambda). il 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le résonateur (1; 11) comprend au moins deux éléments partiels (la, lb; lla, llb, llc) qui sont reliés entre eux au moyen d'un raccord à vis (9; 19a, 19b). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur des éléments partiels (la, lb; lla, llb, llc) correspond à un multiple entier de la demi-longueur d'onde (lambda). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que deux transducteurs d'ultrasons (12a, 12b) sont présents, qui sont couplés aux deux faces frontales du résonateur (11).