FAN SILENCER WHICH CAN BE REGENERATED IN SITU, FOR USE IN VENTILATION PLANTS FED WITH DUSTY AIR, AND PROCESS TO REGENERATE THIS SILENCER IN SITU

Abstract: 1. A fan silencer which can be regenerated in situ, for use in ventilation plats fed with dusty air comprising an external envelope (1) of a plain material, a retaining wall (10) underneath this external envelope (1), a layer (2) of a sound-absorbing substance with an external surface (9) contained by the said retaining wall (10), and a perforated internal wall (5, 6) supporting the said layer (2) of a sound-absorbing substance, characterised in that the retaining wall (10) has large passage apertures, whereas the external envelope (1) is of plain sheet metal and is radially separated from the retaining wall (10) by an interspace presenting a closed volume (3) which is either connected to a fitting (4) outside the silencer for connection to a cleansing fluid supply line or at least partially filled with a layer (14) of an insulating material lining the internal surface of the said external envelope (1), the latter comprising panels which are rendered pivoting by means of hinges (12) and can be opened so as to expose the said retaining wall (10).

Description: Silencieux régénérable in situ pour ventilateur dans les installations de ventilation alimentées en air empoussiéré et procédé de régénération in situ de ce silencieux. L'invention concerne les silencieux d'atténuation acoustique qui sont associés aux ventilateurs alimentés en air em-poussiéré; elle se rapporte aussi à un procédé de régénération de ces silencieux. De nombreuses installations d'aérage sont utilisées dans les mines, en particulier les mines de charbons. Ces installations comportent fréquemment des ventilateurs électriques d'aérage dont les puissances atteignent parfois des centaines de kWh. Afin de limiter à un niveau acceptable la puissance acoustique rayonnée dans l'environnement, il est connu d'équiper ces veit i I at eu rs de s i I enc i eux placés sur leur aspiration et/ou leur refoulement, destinés à réduire la puissance acoustique rayonnée par l'orifice d'aspiration et/ou de refoulement et à diminuer ainsi l'effet nuisible du bruit sur l'environnement. Ces silencieux sont des appareils généralement cylindriques comportant une paroi extérieure en tôle contre laquelle est maintenue une couche annuLaire d'un matériau à haut pouvoir insonorisant, résistant à la chaleur, à l'humi- dité et au tassement. La substance insonorisante utilisée peut être de la laine de roche, de la laine de verre, une mousse à cellules ouvertes, une mousse d'argile, etc.... En général la paroi interne du silencieux en contact avec le flux d"air à insonoriser est constituée d'une tôle perforée, la face interne de cette tôle maintenant en place la couche de substance insonorisante. A l'intérieur du silencieux peut se trouver un bulbe central analogue à un noyau à tête bombée de forme générale cylindrique ou tronconique. Ce bulbe assure une meilleure continuité de l'écoulement de l'air et favorise l'alimentation de la roue du ventilateur. Ce bulbe contient également un matériau insonorisant maintenu en place par une enveloppe en tole perforée. Il participe aussi à L'atténua- tion du bruit. Un des problèmes posés par l'utilisation des silencieux actuellement fabriqués est qu'ils perdent une part importante de leur efficacité après une plus ou moins longue durée de service en atmosphère empoussierée. En effet, les poussières transportées par le flux d'air se déposent sur La face interne des appareils et forment une pellicule qui obture progressivement les perforations de la tôle. Par conséquent, la puissance acoustique rayonnée augmente progressivement pour tendre vers celle qui serait rayonnée par le ventilateur en ltabsence de siLencieux. Pour ne pas dépasser Le niveau sonore admissible, il devient alors necessaire de démonter tout ou partie de ces silencieux afin de remplacer Les éléments empoussiérés par des éléments qui ont été nettoyés et dépoussiérés. Cette opération doit être renouvelée fréquemment et elLe entraîne un arrêt prolongé du ventilateur. Elle nécessite par ailleurs Le transport en atelier des éLéments empoussiérés, leur régé nération se faisant soit par un secouage violent sur un chassis vibrant, soit par un trempage dans un bain détergent suivi d'un séchage. On a proposé de remédier au problème de l'empous- siérage des silencieux en montant à l'entrée du silencieux d'aspiration un élément filtrant sous forme de panneaux fixés à une armature ou sous forme d'un élément filtrant interchan gable, en particulier plié en accordéon, reposant sur une armature fixe. Mais dans Les milieux très empoussiérés comme Les mines de charbon, ces éléments filtrants sont colmatés en à peine plus d'une heure. L'invention a pour but principal de parvenir à des silencieux régénérables in situ, si on le souhaite pendant que les ventilateurs sont en marche, qui peuvent être régénérés facilement aussi souvent que le besoin s'en fait sentir pour maintenir la nuisance acoustique en dessous d'un seuil fixé. Selon l'invention, dans un silencieux régénérable in situ, destiné à être associé à un ventilateur dans une installation de ventilation alimentée en air empoussiéré, comprenant une enveloppe extérieure en tôle pleine, une couche d'un matériau insonorisant soutenu par une paroi interne perforée, l'enveloppe extérieure en tôle pleine et la couche de matériau insonorisant sont séparées L'une de l'autre et il existe sur la face extérieure de cette couche de matériau isolant une paroi de maintien à larges ouvertures de passage séparée de L'enveloppe extérieure. Selon un premier aspect de l'invention, l'enveloppe extérieure en tôle pleine comprend des panneaux amovibles, de préférence des panneaux ouvrants montés à L'aide de charnières par rapport au reste fixe de ladite enveloppe extérieure. Selon un second aspect de l'invention, il existe entre L'enveloppe extérieure et la paroi de maintien un intervalle faisant apparaître un volume annulaire qui est relié à un embout de raccordement d'une conduite d'arrivée d'un fluide de nettoyage. De préférence, dans les deux cas la paroi interne perforée qui soutient le matériau insonorisant comprend une cage constituée par des tubes perforés et reliés à un moyen de raccordement à un réseau d'air sous pression. Le fluide de nettoyage est de préférence constitué par de l'eau additionnée d'un détergent. Selon le procédé de l'invention, la régénération de la couche du matériau insonorisant du silencieux se fait de la façon suivante. Avec un silencieux conforme au second aspect de l'invention, on injecte simultanément dans le volume annulaire compris entre L'enveloppe extérieure du silencieux et la couche de matériau insonorisant de l'air comprimé et du fluide de nettoyage sans arrêter le ventilateur. Le brouillard de fluide de nettoyage traverse la couche de matériau insonorisant et entraine les poussières dans le courant d'air aspiré ou refoulé par le ventilateur Ensuite on peut soit arreter l'introduction de fluide nettoyant seul et poursuivre alors l'introduction d'air de façon à sécher la couche de matériau insonorisant, soit arrêter simultanément l'introduction de fluide nettoyant et d'air comprimé. Les poussières humides obtenues au cours de la régénération ne sont pas gênantes. En effet elles sont centrifugées pendant la traversée du ou des rotors du ventilateur et ainsi détour ees dans le conduit d'aérage en dehors de la position axiale occupee par le moteur électrique. Elles se déposent ensuite sous forme de boues à une distance plus ou moins longue ronction des caractéristiques de la ventilation et du pouvoir moussant du fluide nettoyant. Le fluide de nettoyage est de préférence préparé préalablement dans une bouteille de capacité et de résistance à la pression adéquates reliée d'une part au volume annuLaire situé entre l'enveloppe extérieure et la couche de matériau insonorisant et d'autre part à une source d'air comprimé, une vanne de coupure étant montée entre la bouteille et la source d'air comprimé. L'ouverture de la vanne provoque La pulvérisation du fluide de nettoyage sous forme de brouillard sur La couche de matériau insonorisant. Lorsque la totalité du fluide de nettoyage a eté chassée de la bouteille, Le séchage peut être assuré en poursuivant l'introduction d'air comprimé. Avec un silencieux conforme au premier aspect de Lt invention, il est préférable mais pas forcément nécessaire d'arrêter le ventilateur avant de nettoyer la couche de matériau insonorisant. On déplace un panneau amovible et on projette sur le matériau insonorisant un jet d'eau sous pression avec adjonction d'un détergent. On procède ainsi panneau par panneau. Selon un mode de réalisation préféré de I' inven- tion, la face interne de la couche de matériau insonorisant est soutenue par un tissu imputrescible en fibres artificiel les (polyamide, polyéthyléne) ou incombustible (fibres de verre) à texture lâche présentant plus de 50% de surface vide. Ce tissu a L'avantage de ne pas accrocher les poussières ce qui facilite sa régénération. D'autre part, ce tissu a une efficacité plus élevée du point de vue acoustique qu'une tôle perforée. Ce tissu est lui-même soutenu par un grillage suffisamment rigide mais à mailles très Lâches par exemple en fil galvanisé ou plastifié. Il peut également reposer sur une cage métallique. Cette cage est formée de barreaux métalliques largement espacés orientés suivant l'axe du silencieux. Elle a l'avantage de protéger contre l'apparition de charges dangereuses d'électricité statique. Cette cage métallique est de préférence constituée par des tubes susceptibles d'être raccordés à une source d'air comprimé par l'intermédiaire d'un flexible et d'une vanne électropneumatique; ils sont disposés pour que, après raccordement, ils jouent le rôle d'éjecteurs dont les jets sont dirigés vers les pales du ventilateur. En plus d'un séchage rapide du matériau insonorisant après son lavage, ce montage permet une utile ventilation automatique de secours en cas de coupure accidentelle ou non du courant électrique. La paroi de maintien externe de la couche de matériau insonorisant peut être constituée par une cage métallique ou un grillage suffisamment rigide à mailles lâches ou maintenant en place un tissu à texture Lâche. La couche de matériau insonorisant peut être constituée -de manière connue par de la laine de roche, de la laine de verre ou tout autre matériau poreux. Selon la dimension du silencieux et la puissance de la source d'air comprimé disponible il peut etre avantageux de diviser le volume annulaire compris entre la tôle extérieure du silencieux et la couche de matériau insonorisant en éléments annulaires par des cloisons de façon à former plusieurs caissons pouvant être reliés successivement à la source d'air comprimé. Ces caissons peuvent être longitudinaux ou transversaux. On peut ainsi régénérer par fractions la couche de substance insonorisante, de même qu'en enlevant ou en ouvrant successivement les panneaux amovibles de l'enveloppe extérieure. Lorsque les silencieux sont munis d'un bulbe central, constitué par un matériau insonorisant maintenu en place par une enveloppe, on prévoit à l'intérieur de cette couche de matériau insonorisant un volume central limité par une paroi interne et relié à un embout de raccordement d'une conduite d'arrivée d'un fluide de nettoyage. La régénération du bulbe s'effectue de la meme façon que celle de la couche annulaire de matériau insonorisant. La régénération du bulbe et de la couche annulaire peuvent être effectuées simultanément ou indépendamment. La paroi externe du bulbe est comme dans le cas de la paroi cylindrique externe de la couche annulaire du matériau insonorisant constituée par un grillage ou une cage métallique maintenant en place un tissu à texture lâche. On donnera maintenant une description de deux exemples de réalisation de l'invention en se reportant aux messins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un silencieux conforme au second aspect de l'invention et régénérable in situ, - la figure 2 est une représentation schématique de côté du même silencieux, - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un silencieux conforme au premier aspect de l'invention et régénérable in situ, - les figures 4 et 5 sont des schémas montrant l'emplacement de points de mesure au cours d'essais comparatifs d'atténuation acoustique. Un silencieux régénérable in situ conforme au second aspect de l'invention comprend une enveloppe extérieure 1 en tôle pleine qui est séparée, c'est-à-dire sans liaison définitive, d'une couche de matériau insonorisant 2 qu'elle contient. Dans cet exemple, il existe un intervalle en sens radial qui fait apparaître un volume annulaire 3 entre l'enveloppe extérieure 1 et le matériau insonorisant 2. Ce volume annulaire 3 est fermé à ses extrémités opposées en sens axial et il est relié à un embout 4 permettant son raccordement à une arrivée d'air comprimé et d'eau contenant un détergent. Le matériau insonorisant 2 est soutenu sur sa face interne par un tissu 5 en fibres synthétiques à texture lâche qui est lui-même soutenu par une cage rigide composée de tubes 6; ces derniers sont perforés dans leur partie i nt é- rieure au silencieux et, à l'extérieur de celui-ci, ils sont reliés à un tuyau flexible 7 se terminant à une vanne électropneumatique 8 qui fait partie d'un réseau de distribution d'air comprimé. Le matériau insonorisant 2 est soutenu sur sa face externe 9 par un tissu en fibres synthétiques à texture lâche, de préférence identique au tissu 5 de la face interne, qui prend appui sur un grillage métallique semi-rigide à grosses mailles, en fil pLastifié de préférence. Cette paroi externe de maintien 10, non représentée en détail, est espacée de l'enveloppe extérieure 1 par le volume annulaire 3. La figure 3 montre en coupe transversale un silencieux analogue à celui des figures 1, 2 où les memes références désignent les mêmes pièces. Cet exemple est celui d'un premier aspect de l'invention selon lequel l'enveloppe extérieure 1' en tôle pleine est composée de panneaux amovibles. Une armature rigide longitudinale il porte des charnières 12 au moyen desquelles des panneaux 13 sont montés pivotants par l'un de leurs bprds longitudinaux; le bord longitudinal opposé permet de fixer chaque panneau 13 à l'armature 11, en position de fermeture. Dans cet exemple aussi, l'enveloppe extérieure 1' est séparée de la couche 2 de matériau insonorisant; toutefois le volume annulaire 3 des figures 1 et 2 n'est plus nécessaire. Il est donc possible de garnir la face intérieure des panneaux 13 d'une couche 14 de matériau isolant. Cette figure 3 montre aussi que l'armature rigide 11 sert au maintien en position de la paroi externe 10 de la couche de matériau insonorisant 2 à L'aide d'entretoises 15. Des entretoises analogues (non représentées) peuvent être prévues aussi dans l'exemple des figures 1 et 2 sans que cela supprime la caractéristique de la séparation qui existe entre l'enveloppe extérieure 1 et la couche 2 de matériau insonorisant faisant apparaStre le volume annulaire 3 utilisé pour la régénération in situ. Dans L'exemple de la figure 3, il est préférable d'utiliser en sens longitudinal des panneaux amovibles distincts facilitant un nettoyage progressif du silencieux pendant son utilisation. La régénération in situ consiste avec Le silencieux des figures 1 et 2 à raccorder l'embout 4 et à ouvrir la vanne 8 pour procéder au nettoyage et au séchage comme expliqué plus haut Avec le silencieux de la figure 3, on peut soit arrêter le ventilateur, ouvrir tous les panneaux 13 et envoyer de L'extérieur à l'aide d'une buse 16 un jet d'eau sous pression additionnée d'un détergent, ce qui s' exécute en une durée d'une minute par m3 de matériau insonorisant 2 nettoyé. L'eau descend à travers la masse du matériau 2. Il est judicieux de coller à la partie inférieure de celui-ci une bande imperméable 17; en donnant à L'ensemble de llins- tallation une légère pente longitudinale, l'eau de lavage est recueillie, canalisée et évacuée sans difficulté. Du fait que le silencieux de l'invention diffère par sa constrbction des silencieux classiques, il était utile d'en vérifier la qualité d'affaiblissement acoustique. Des essais comparatifs ont été effectués selon la ncrme française NFS 31-021 avec différents silencieux d'aspiration montés sur des ventilateurs électriques BERRY 26 KW type 1560 HM2 qui fournissent un débit de l'ordre de 4,3 m3/ /seconde sur un circuit de refoulement dont la pression est maintenue par réglage d'un diaphragme à une valeur de 200 mm (colonne d'eau). Sur la figure 4 sont indiqués les différents points ou ont été mesurés les niveaux acoustiques devant La bouche d'aspiration et suivant les angulations et distances prescrites par la norme NFS 31-021. Les mesures ont été faites sans silencieux (SSS) devant un ventilateur de diamètre D = 0,7 m à une distance de r de 1,35 m, avec un silencieux classique (SSt) devant un ventilateur de diamètre D 0,8 m à une distance de r de 1,40 m, avec un silencieux conforme au second aspect de l'invention (SPr) de même longueur que le silencieux classique devant un ventilateur de diamètre D = 0,7 à une distance r = 1,35 m. On a obtenu les résultats suivants qui sont résumés dans le tableau 1. TABLEAU 1 EMI9.1 <tb> <SEP> SSS <SEP> SSt <SEP> SPr <tb> Lp <SEP> 1 <SEP> 109 <SEP> dBA <SEP> 85 <SEP> dBA <SEP> 82 <SEP> dBA <tb> Lp <SEP> 2 <SEP> 110 <SEP> dBA <SEP> 92,5 <SEP> dBA <SEP> 84 <SEP> dBA <tb> Lp <SEP> 3 <SEP> 113 <SEP> dBA <SEP> 92,4 <SEP> dBA <SEP> 93,5 <SEP> dBA <tb> Lp <SEP> 111,1 <SEP> dBA <SEP> 92,4 <SEP> dBA <SEP> 89,3 <SEP> dBA <tb> Lw <SEP> 121,7 <SEP> dBA <SEP> 103,3 <SEP> dBA <SEP> 99,6 <SEP> dBA <tb> Lp 1, Lp 2, Lp 3 sont les niveaux acoustiques, Lp est le niveau de pression acoustique surfacique pondéré, Lw est le niveau de puissance acoustique selon la norme NFS 31-021. On voit donc que, pour le silencieux réalisé selon l'invention, le coefficient d'atténuation acoustique est de 22,1 dBA et pour un silencieux classique il est seulement de 18,4. Sur la figure 5 on indique les différents points où ont été mesurés les niveaux acoustiques dans une installation, le ventilateur comportant un silencieux de bouche 18, un ventilateur électrique 19 et un silencieux classique de sortie 20. Toutes les mesures ont été effectuées à 1 m des parois. Les résultats sont résumés dans le tableau 2. TABLEAU 2 EMI10.1 <tb> Point <SEP> où <SEP> les <tb> mesures <SEP> ont <tb> été <SEP> réalisées <SEP> A <SEP> B <SEP> B' <SEP> C <SEP> C' <SEP> D <SEP> D' <SEP> E <SEP> E' <tb> <SEP> (dBA) <tb> <SEP> SSS <SEP> 112 <SEP> <SEP> 1 <SEP> 101 <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 95 <SEP> 92 <SEP> 92 <tb> <SEP> SSt <SEP> 96 <SEP> 83 <SEP> 82 <SEP> 83 <SEP> 82 <SEP> 83 <SEP> ! <SEP> 83 <SEP> 82 <SEP> 82 <tb> <SEP> SPr <SEP> 97 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 82 <SEP> 81 <SEP> 80 <SEP> 82 <SEP> 76 <SEP> 78 <tb> Des variantes de réalisation peuvent être apportées aux exemples décrits ci-dessus sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Par exemple on peut cloisonner le volume annulaire 3 par des cloisons transversales et longitudinales pour faire apparaître des caissons susceptibles d'être reliés tous ensemble ou séparément à la conduite d'arrivée du fluide de nettoyage Dans le premier aspect de l'invention, ces caissons peuvent correspondre à des panneaux amovibles de l'enveloppe extérieure 1. La paroi interne et la paroi externe sont réalisables de nombreuses façons; mais il est préférable dans de nombreuses circonstances de prévoir un support a texture lâche ayant plus de 50 X de surface vide.

Claims: REVENDICATIONS 1. Silencieux régénérable in situ destiné à être associé à un ventilateur dans une installation de ventilation alimentée en air empoussiéré, comprenant une enveloppe extérieure (1) en tôle pleine, une couche (2) d'un matériau insonorisant soutenu par une paroi interne perforée (5, 6) caractérisé en ce que la face extérieure (9) de cette couche (2) de matériau insonorisant est contenue par une paroi de maintien (1 O) à larges o-uv e rtu re s de passage séparée de ladite enveloppe extérieure (1). 2. Silencieux selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (1) en tôle pleine comprend des panneaux amovibles (13), de préférence des panneaux ouvrants articulés à L'aide de charnières (12). 3. Silencieux selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il existe entre l'enveloppe extérieure (1) et ladite paroi de maintien (10) un intervalle faisant apparaître un volume (3) qui est relié à un embout (4) de raccordement à une conduite d'arrivée d'un fluide de nettoyage. 4. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la paroi interne perforée (5, 6) comprend une cage comprenant des tubes perforés (6) et reliés à un moyen. (7, 8) de raccordement à un réseau d'air sous pression. 5. Silencieux selon la revendication 1 caractérisé en ce que la face interne de la couche (2) de matériau insonorisant est sout en-ue par un tissu (5) à texture lâche présentant plus de 50% de surface vide reposant sur un grillage ou une cage m-étallique (6). 6. Silencieux selon la revendication 1 caractérisé en ce que la face externe de la couche (2) de matériau insonorisant est constituée par un grillage maintenant en place un tissu à texture lâche. 7. Silencieux contenant un bulbe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 constitué par un matériau insonorisant maintenu en place par une enveloppe, caractérisé en ce que ce bulbe présente à L'intérieur du matériau insonorisant un espace central qui est relié à un embout de raccordement, à une source d'air comprime et à une source de fluide de nettoyage. 8. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisé en ce que Le volume annulaire (3) compris entre la tôle extérieure (1) et la couche (2) de matériau insonorisant est divisé par des cloisons de façon à former plusieurs caissons. 9 Silencieux selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une bande imperméable (17) est fixée à la partie inférieure de la face extérieure de la couche (2) de matériau insonorisant et L'ensemble de cette couche (2) a après installation une légère pente longitudinale. 10. Procédé de régénération in situ de silencieux selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'on injecte dans le volume annulaire (3) compris entre la paroi extérieure (1) et la couche (2) de matériau insonorisant simultanément de l'air comprimé et un fluide de nettoyage pendant La marche du ventilateur. 11. Procédé de régénération selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'on poursuit l'introduction d'air comprimé après l'arrêt de l'introduction de fluide de nettoyage 12. Procédé de régénération in situ de silencieux selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on met en position d'ouverture au moins un panneau amovible (13) et on projette sur la face extérieure de la couche (2) de matériau insonorisant, à l'aide d'une buse (16), un jet de liquide de nettoyage. 13. Procédé de régénération selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'on prépare le fluide de nettoyage dans une bouteille reliée d'une part au volume annulaire (3) situé entre l'enveloppe extérieure (1) et la couche (2) de matériau insonorisant et à une source d'air comprimé, on introduit de l'air comprimé dans la bouteille de façon à chasser le fluide de nettoyage de la bouteille sous forme d'un brouillard dans ledit volume annulaire (3). 14. Procédé de régénération selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'on poursuit l'introduction d'air comprimé dans ladite bouteille lorsque La totalité du fluide de nettoyage a été chassé de celle-ci. 15. Procédé de régénération selon l'une quelconque des revendications 11 ou 14 caractérisé en ce qu'on introduit simultanément, en outre, de l'air comprimé au niveau de la paroi interne perforée (5, 6) en direction des pales du ventilateur. 16. Procédé de régénération selon la revendication 12 caractérisé en ce qu ' après la fin de la projection du liquide de nettoyage, on introduit de l'air comprimé au niveau de la paroi interne perforée (5, 6).

Inventors: COLLOD, PIERRE, PAWLAK, JEAN LOUIS 7, RUE DU CHEMIN DE FER
Applicants: CHARBONNAGES DE FRANCE, ETABLISSEMENT PUBLIC DIT:
Application year: 1985
Main classification: F02M35
IPC codes: E21F1, F24F13, F02M35