Brevet FR2842433A1 — publié le 20040123

I "Installation pour le décolmatage d'une cartouche de filtre par soufflage sous pression, et procédé de mise en oeuvre" La présente invention concerne une installation pour le nettoyage ou décolmatage par soufflage sous pression d'une cartouche de filtre industriel. De nombreuses installations industrielles utilisent des dispositifs de filtration faisant chacun appel à une ou plusieurs cartouches de filtres. Une cartouche de filtre est de forme générale cylindrique annulaire, dont l'axe peut (à des fins de définition non limitative de l'invention) être considéré comme s'étendant verticalement, et qui délimite une cavité interne de soufflage qui est ouverte axialement au moins à son extrémité supérieure et, pour certains types de cartouches, à ses deux extrémités axiales supérieure et inférieure. En usage lors de la filtration, le flux d'air ou de gaz à filtrer pénètre radialement à travers la paroi cylindrique annulaire qui comporte les agencements ou dispositifs filtrants, puis ressort, après filtration, par au moins une extrémité axiale ouverte. Quelle que soit la structure spécifique de la paroi annulaire avec ses éléments filtrants, au fur et à mesure de son utilisation, la cartouche de filtration se bouche ou se colmate totalement ou partiellement. Il devient alors nécessaire de remplacer la cartouche colmatée par une cartouche neuve ou rénovée. Il est connu de nettoyer ou de décolmater une cartouche préalablement utilisée en la soumettant globalement à des opérations de soufflage de gaz, notamment d'air sous pression. Le nettoyage peut être effectué manuellement au moyen d'un dispositif à jet d'air sous pression, mais cette opération est peu efficace et n'est pas adaptée lorsque le filtre contient des éléments polluants ou contaminants qu'il n'est pas possible ou pas autorisé de rejeter à l'extérieur vers l'atmosphère. Il est donc apparu souhaitable de disposer de moyens permettant d'effectuer le nettoyage ou décolmatage d'une cartouche de filtre industriel de manière systématique, performante et garantissant de plus que les particules ou autres éléments polluants contenus dans le filtre ne sont pas rejetés directement dans l'atmosphère. Par ailleurs, il est apparu souhaitable de pouvoir effectuer ces opérations de nettoyage ou de décolmatage pour une série plus ou moins importante de cartouches de filtres. Enfin, il s'est avéré souhaitable de pouvoir s'adapter à différentes dimensions de cartouches de filtres, et notamment à plusieurs hauteurs, ou longueurs axiales de cartouches de filtres, et/ou à plusieurs diamètres internes. A cet effet, l'invention propose une installation pour le nettoyage ou décolmatage caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste de nettoyage comportant un bouchon inférieur et une buse supérieure de soufflage adaptée pour obturer de manière étanche les ouvertures, inférieure et supérieure, respectivement de la cartouche de filtre, et qui sont montés mobiles verticalement l'un par rapport à l'autre pour serrer axialement la cartouche de filtre en position de nettoyage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la buse supérieure est fixe, et le bouchon inférieur est monté mobile verticalement par rapport à la buse entre une position basse de mise en place, ou de dépose, de la cartouche et une position haute de serrage axial; - le bouchon inférieur est entraîné en mouvement vertical de serrage par des moyens motorisés, notamment pneumatiques; - le bouchon inférieur est porté à l'extrémité libre d'un bras de support horizontal qui est monté coulissant sur une colonne verticale de guidage; - le poste de nettoyage comporte des moyens d'entraînement en rotation de la cartouche de filtre, autour de son axe, au cours d'un cycle de nettoyage; - la buse supérieure de soufflage est motorisée pour entraîner la cartouche de filtre en rotation; - le poste de nettoyage comporte au moins une rampe verticale de nettoyage par soufflage qui est agencée à proximité de la face latérale cylindrique externe de la cartouche de filtre, et qui projette de l'air sous pression en direction de cette face; - l'installation comporte une enceinte étanche de confinement du poste de nettoyage et des moyens d'aspiration et de filtration de l'air à l'intérieur de l'enceinte; - l'enceinte comporte une cloison horizontale interne formant plafond dans lequel est agencée la buse de soufflage; - l'installation comporte plusieurs postes adjacents de nettoyage agencés en étoile de manière que les cartouches de filtres soient agencées radialement à la périphérie extérieure; - l'installation comporte des moyens communs pour la motorisation des buses supérieures de soufflage; - la buse supérieure de soufflage et le bouchon inférieur présentent une surface externe tronconique. L'invention propose ainsi un procédé de nettoyage ou décolmatage par soufflage sous pression d'une cartouche de filtre industriel au moyen d'une installation conforme aux enseignements de l'invention, caractérisé en ce qu'il consiste à souffler de l'air sous pression dans la cavité interne de soufflage de la cartouche selon un cycle séquencé prédéterminé et programmable de soufflage. Le procédé consiste aussi à projeter de l'air sous pression en direction de la paroi cylindre externe de la cartouche de filtres selon un cycle combiné avec le cycle de soufflage. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale schématique en perspective d'une installation réalisée conformément aux enseignements de l'invention pour le nettoyage simultané de quatre cartouches de filtres et qui comporte elle-même un cinquième filtre pour la filtration et le recyclage de l'air sous pression utilisé pour le nettoyage ou le décolmatage - la figure 2 est une vue schématique en section par un plan horizontal de l'installation représentée à la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en section partielle selon le plan vertical 3-3 indiqué à la figure 2. L'installation 10 représentée à la figure 1 est constituée pour l'essentiel par une enceinte étanche 12 comportant deux io portes latérales 14, 16 de gauche et de droite, donnant accès à l'intérieur de l'enceinte 12 pour la mise en place et le déchargement des filtres à nettoyer, seule la porte 14 étant visible à la figure 1. L'installation comporte aussi une porte de face 18 donnant accès au filtre actif 20 de l'installation permettant le recyclage et la filtration de l'air utilisé dans le cycle de nettoyage et de décolmatage des cartouches de filtres. Comme on peut le voir à la figure 1, de chaque côté gauche et droit de l'installation, il est prévu des plates-formes 22 et 24 donnant accès aux portes de chargement 14 et 16. Dans le mode de réalisation décrit et représenté, l'installation 10 permet le nettoyage simultané de quatre cartouches 26 qui sont ici agencées radialement en étoile autour de l'axe vertical central et général V de l'installation. Les quatre cartouches 26, avec d'autres éléments qui seront décrits par la suite, sont disposées dans la cuve principale 28 de l'enceinte 12 qui comporte aussi une cuve ou cavité secondaire 30 dans laquelle est disposé le filtre actif 20 et qui est séparée de la cuve principale de nettoyage 28 par une cloison verticale 32. La cloison 32 s'étend verticalement vers le bas depuis le plafond supérieur 34 de la cuve 28 sans atteindre le fond 36 de manière à aménager un passage pour l'air de soufflage et de décolmatage, chargé de poussières et de polluants, qui passe de la cuve de nettoyage 28 à la zone de filtration 30. Cette circulation de l'air en vue de sa filtration et de son recyclage est assuré par des moyens (non représentés sur les figures) agencés dans la partie supérieure 36 de l'installation séparée des cuves 28 et 30 par le plafond ou cloison supérieure 34. De manière connue, chaque cartouche 26 est de forme générale cylindrique annulaire creuse et elle délimite une cavité cylindrique interne de soufflage 38 qui est ici ouverte à ses deux extrémités supérieure 40 et inférieure 42. Pour son nettoyage ou décolmatage par soufflage d'air sous pression depuis l'intérieur de la cavité 38, afin que l'air traverse ensuite la paroi latérale en la nettoyant, chacun des quatre postes de nettoyage comporte une buse supérieure 44 de soufflage d'air sous pression. Chaque buse 44 comporte un embout annulaire creux 46 qui fait saillie verticalement vers le bas sous le plafond 34 et qui est reçu de manière étanche dans l'extrémité supérieure ouverte 40 du filtre 26, avec interposition d'un joint élastique d'étanchéité, non représenté, qui est porté à demeure par l'embout 46. La buse 44 annulaire se prolonge verticalement vers le haut au-delà du plafond 34 dans la partie supérieure 36 dans laquelle elle est reliée à des moyens de soufflage cycliques et séquences d'air sous pression (non représentés). De préférence, ces moyens de soufflage sont constitués, pour chaque buse, par une bombonne ou bouteille d'air sous pression qui est régulièrement rechargée, par exemple à une pression de l'ordre de 8 bars. Pour le soufflage, l'orifice de sortie de la bombonne est ouvert pour provoquer la formation brusque d'un jet d'air sous pression qui passe axialement à travers la buse sous la forme d'un à-coup violent de pression. On obtient ainsi l'effet d'une onde de choc dans la cartouche combiné à un flux d'air de soufflage. Pour l'entraînement en rotation autour de son axe vertical de la cartouche 26, l'embout 46 de la buse 44 est lui-même motorisé et entraîné en rotation autour de son axe par des moyens non représentés qui sont par ailleurs communs pour l'entraînement ou motorisation simultanée des quatre embouts 46. Les moyens de motorisation non représentés comportent par exemple un moteur électrique ou pneumatique et un système d'entraînement par chaîne et/ou pignon. Tous les organes agencés en partie supérieure 36 de l'installation ne sont en aucune manière affectés par le débit ou flux d'air de nettoyage recyclé par le filtre actif 20. Chaque cartouche 26 est montée serrée axialement en position haute contre l'embout 46 de la buse 44 par un plateau inférieur 48 qui, comme la buse 44, est complémentaire de l'extrémité inférieure ouverte 42 de la cartouche 26. Chaque plateau 48 est plein et il constitue ainsi un bouchon de fermeture, axial vers le bas, de la cavité interne 38 de manière que l'air soufflé sous pression et par à-coups soit obligé de traverser la paroi latérale de la cartouche 26. La buse supérieure et le plateau inférieure sont de préférence de profil externe tronconique de manière, en combinaison avec leur déplacement axial relatif, à permettre d'utiliser l'installation pour des cartouches dont les diamètres internes sont différents. Afin de s'adapter à différentes hauteurs ou longueurs axiales de cartouches de filtres, et afin d'assurer le montage et le serrage axial en position de nettoyage d'une cartouche 26, chaque plateau 48 formant bouchon est monté mobile verticalement par rapport à la buse 44, et son embout 46, qui elle est fixe verticalement. De manière à permettre la rotation de la cartouche 26 autour de son axe vertical, entraînée par l'embout motorisé, chaque plateau 48 est lui-même monté fou à rotation, par exemple au moyen d'un roulement, à l'extrémité radiale libre 50 d'un bras radial horizontal 52 qui le porte. Chaque bras est monté coulissant verticalement sur une colonne de guidage 54. Pour chaque bras 50, 52, il est prévu un vérin pneumatique, ou des moyens équivalents, qui commande les déplacements verticaux du bras 52 avec son plateau 48 en pouvant appliquer un effort de serrage axial vers le haut. L'ensemble des moyens de guidage et de commande des io mouvements associés à chaque bras 50, 52 est protégé de manière étanche par un soufflet vertical de protection 58. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, afin d'assurer une opération de nettoyage complémentaire de la face externe 27 de la paroi latérale cylindrique de chaque cartouche 26, il est prévu à l'intérieur de l'enceinte une rampe verticale 60 qui comporte des buses 62 permettant de projeter de l'air sous pression en direction de la face externe et qui réparties verticalement le long de la rampe 60 réalisée en forme de colonne. Une rampe verticale 60 est associée à chaque poste de nettoyage d'une cartouche de filtre 26. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, les principaux composants des quatre postes de nettoyage présentent une symétrie générale de conception autour de l'axe central V. Pour charger l'installation, il suffit, en fonction du nombre de cartouches de filtres que l'on désire nettoyer au cours d'un même cycle, d'ouvrir une ou les deux portes latérales de chargement 14, 16, puis de venir mettre en place chaque cartouche sur son plateau inférieur 48, et enfin de provoquer le serrage axial vertical aux moyens de commandes (non représentées) qui agissent sur les vérins 56. Une fois les cartouches 26 mises en place et serrées axialement, l'opérateur referme les différentes portes donnant accès à l'intérieur de l'installation, chaque porte étant munie d'un système de sécurité détectant son ouverture éventuelle de manière à empêcher toute mise en route de l'installation tant que les portes ne sont pas fermées, et ceci afin de préserver l'environnement en évitant tout rejet vers l'extérieur d'air de nettoyage non recyclé ou filtré. De manière avantageuse, le filtre actif 20 est conception analogue à celle des filtres dont les cartouches 26 sont nettoyées par l'installation, c'est-à-dire que cette dernière permet aussi le nettoyage de son propre filtre actif lorsqu'un tel nettoyage est devenu nécessaire. Un cycle de nettoyage d'une cartouche comporte des àcoups ou coups de soufflage d'air sous pression, à une pression de plusieurs bars. Tous les paramètres relatifs à la durée de chaque coup, à la fréquence des coups de soufflage et à la durée totale du cycle étant programmable en fonction des besoins grâce à un automate industriel de commande de l'installation (non représenté). Le procédé de commande de l'installation selon l'invention permet aussi la mise en service des rampes verticales extérieures de soufflage en direction de la paroi latérale de chaque cartouche selon une séquence associée aux séquences de soufflage interne d'air sous pression. Toutes ces séquences, sont programmables. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Il est par exemple possible de modifier le nombre de postes de nettoyage au sein d'une même enceinte ou cuve et de modifier l'agencement des postes, ceux-ci n'étant pas nécessairement agencés radialement les uns par rapport aux autres. L'installation peut aussi être réalisée, sans sortir du cadre de l'invention, en agençant les cartouches horizontalement. On peut aussi prévoir un carrousel qui porte les cartouches de manière à ne nécessiter qu'une porte d'accès et de chargement. Les moyens de filtration de l'air de nettoyage et de décolmatage peuvent aussi être externes à l'enceinte 12. REVENDICATIONS 1. Installation (10) pour le nettoyage ou décolmatage par soufflage sous pression d'une cartouche (26) de filtre industriel de forme générale cylindrique annulaire d'axe vertical qui délimite une cavité interne (38) de soufflage ouverte axialement, au moins à son extrémité supérieure (40), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste de nettoyage comportant un bouchon inférieur (48) et une buse supérieure (44, 46) de soufflage adaptées pour obturer de manière étanche les ouvertures, inférieure (42) et supérieure (40), respectivement de la cartouche de filtre (26), et qui sont montés mobiles verticalement l'un par rapport à l'autre pour serrer axialement la cartouche de filtre en position de nettoyage. 2. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la buse supérieure est fixe, et en ce que le bouchon inférieur est monté mobile verticalement par rapport à la buse entre une position basse de mise en place, ou de dépose, de la cartouche et une position haute de serrage axial. 3. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le bouchon inférieur (48) est entraîné en mouvement vertical de serrage par des moyens motorisés, notamment pneumatiques (56). 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le bouchon inférieur (48) est porté à l'extrémité libre (50) d'un bras (52) de support horizontal qui est monté coulissant sur une colonne verticale de guidage (54). 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poste de nettoyage comporte des moyens d'entraînement en rotation de la cartouche de filtre (26), autour de son axe, au cours d'un cycle de nettoyage. 6. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la buse supérieure de soufflage (44, 46) Il est motorisée pour entraîner la cartouche de filtre (26) en rotation. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poste de nettoyage comporte au moins une rampe verticale (60) de nettoyage par soufflage qui est agencée à proximité de la face latérale cylindrique externe (27) de la cartouche de filtre (26), et qui projette de l'air sous pression en direction de cette face latérale. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une enceinte étanche (12) de confinement du poste de nettoyage et des moyens d'aspiration et de filtration de l'air à l'intérieur de l'enceinte. 9. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'enceinte (42) comporte une cloison horizontale interne formant plafond (34) dans lequel est agencée la buse de soufflage (44, 46). 10. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs postes adjacents de nettoyage agencés en étoile de manière que les cartouches de filtres (26) soient agencées radialement à la périphérie extérieure. Il. Installation selon la revendication précédente, prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens communs pour la motorisation des buses supérieures (44, 46) de soufflage. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la buse supérieure de soufflage (44, 46) et le bouchon inférieur (48) présentent une surface externe tronconique. 13. Procédé de nettoyage ou décolmatage par soufflage sous pression d'une cartouche de filtre industriel (26) au moyen d'une installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à souffler de l'air sous pression dans la cavité interne de soufflage de la cartouche selon un cycle séquencé prédéterminé et programmable de soufflage. 14. Procédé selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter de l'air sous pression en direction de la paroi cylindrique externe (27) de la cartouche de filtre selon un cycle combiné avec le cycle de soufflage.