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La présente invention.est relative à des perfectionne- ments aux épurateurs de gaz et plus particulièrement à des filtres à gaz susceptibles d'éliminer les poussières ou suies entraînées par les gaz de hauts-fourneaux et appareils analogues.
Pendant la marche des hauts-fourneaux, il est nécessaire. d'épurer complètement les gaz d'échappement de ces hauts-fourneauy pour pouvoir récupérer les poussières entraînées et les renvoyer au four et, en outre, pour empêcher les gaz d'encrasser et de dé- tériorer les récupérateurs et autres appareils de chauffage dans lesquels ils sont utilisés. Les appareils épurateurs utilisés à cet effet comportaient, jusqu'à présent, un épurateur primaire formé par un séparateur de poussières de grandes dimensions du type à gravité et un épurateur secondaire tel qu'un laveur de gaz agissant par voie humide ou un appareil de précipitation électrique. Les appareils de précipitation électriques sont d'utilisation coûteuse et les laveurs de gaz agissant par voie humide ne sont pas à recommander.
En effet la température des "Filtre à gaz destiné en particulier pour les hauts fourneaux. "
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gaz est abaissée et par conséquent, leur rendement de chauffage diminue. De plus, étant donné qu'il est nécessaire d'utiliser de l'eau, les cours d'eau ou lacs, auxquels elle est renvoyée sont pollués et nécessitent un dragage fréquent. En outre, la teneur en alcali des gaz épurés par voie humide est élevée et très dan- gereuse pour les empilages de briques des récupérateurs.
Pour remédier aux inconvénients indiqués ci-dessus, on a proposé antérieurement des filtres agissant par voie sèche mais leur fonctionnement s'est montré peu satisfaisant et non économique en raison surtout de la courte durée des sacs de fil- trage. Dans le type de filtre classique à sacs cylindriques tel qu'il est utilisé pour le filtrage de l'air et des gaz dont la température n'excède pas 105 à 110 C, les sacs sont suspendus verticalement et sont fixés à leur extrémité inférieure à une plaque ajourée, de la dimension des sacs, qui sépare la chambre inférieure ou chambre d'admission des gaz contenant des impure- tés, de la chambre supérieure ou chambre d'évacuation des gaz épurés. Les gaz pénètrent à l'extrémité inférieure des sacs et les traversent, la poussière s'accumulant à l'intérieur des sacs.
Les sacs sont secoués périodiquement et la circulation des gaz est inversée pendant cette période pour faciliter la séparation des poussières des sacs, les poussières retombant ensuite au fond de la chambre inférieure qui a généralement la forme d'une trémie. Les inconvénients de ce dispositif sont que les sacs s'allongent avec le temps puis s'affaissent et se replient ou se froncent à leur extrémité inférieure, ce qui réduit leur du- rée et rend inefficace le secouage à l'extrémité inférieure des sacs. Lorsque la circulation des gaz est inversée pendantlapériode de secouage, lesdits sacs s'affaissent et se plissent, ce qui réduit leur durée.
Cet inconvénient est particulièrement sérieux
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lorsqu'on essaie d'utiliser un filtre de ce type pour l'épuration de gaz de hauts-fourneaux ayant une température supérieure à 110 C, opération pour laquelle il est nécessaire d'utiliser un tissu de fibre d'amiante, de verre ou de ces deux matières à la fois, tissu qui a une forte tendance à se plisser, ce qui se traduit, à bref délai, par sa désagrégation.
L'un des buts de la présente invention est d'obtenir un filtre sec pour gaz de hauts-fourneaux de construction simple et robuste et de mise en oeuvre économique. Un autre but de l'in- vention est d'obtenir un dispositif de montage des éléments de filtres à gaz secs augmentant leur durée d'utilisation.
L'invention envisage encore l'obtention d'un filtre à gaz sec dans lequel les éléments sont facilement accessibles on vue de leur inspection et de leur remplacement.
L'on a décrit ci-après avec référence aux dessins an- nexés, à titre d'exemple, un mode de réalisation du filtre confor- me à l'invention.
Dans ces dessins : fig. 1 est une coupe verticale d'un filtre à gaz con- forme à l'invention; fig. 2 en est une coupe suivant 11-11 de fig. 1; fig. 3 en est une coupe suivant 111-111 de fig. 1; fig. 4 représente le mécanisme de suspension des sacs de filtrage et la membrane séparant les chambres inférieure et su- périeure en coupe partielle; fig. 5 représente à plus grande échelle un détail de la fixation du sac à son sommet; fig. 6 représente, à plus grande échelle un détail de la fixation du sac à sa base; fig. 7 est une coupe suivant VII-VII de fig. 4;
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f ig. 8 est une coupe verticale du mécanisme de sus- pension et de secouage.
Tel qu'il est représenté aux dessins, le filtre com- prend une cuve 2 de forme générale cylindrique munie muni d'un revêtement intérieur isolant 4. Un c8ne collecteur de poussières ou trémie 6 est prévu à l'extrémité inférieure de la cuve pour recueillir les poussières et il est muni d'une vanne ou d'une soupape d'évacuation 8. Les gaz à épurer sont admis dans la cuve par une tubulure 10 à travers une vanne à opercules basculants ou vanne à lunettes 12 et un diffuseur 14. Le diffuseur 14 est en forme de boîte conique et présente des orifices 16 qui dirigent les gaz à travers des serpentins à vapeur 18.
En raison de la présence des serpentins à vapeur 18, les gaz entrants peuvent être maintenus à une température supérieure à 90 C soit au moins 50 au-dessus du point de rosée (environ 40 C). Cette disposition empêche toute condensation et, par conséquent, toute obstruction du milieu filtrant.
Un trou d'hommo recouvert 20 peut être prévu dans la paroi de la cuve pour permettre l'inspection de l'intérieur de l'appareil et le montage ou le remplacement des sacs de filtrage.
D'autre part, une soupape de sûreté munie d'une cheminée d'évacua- tion 22 peut être prévue dans la paroi de la chambre pour limiter la pression des gaz dans l'épurateur et empêcher la détérioration des sacs dans le cas où un "affaissement" dans le haut-fourneau provoque l'apparition momentanée de pressions excessives.
Au-dessus du diffuseur 14 se trouve l'appareil de fil- trage proprement dit composé d'un certain nombre de sacs ou man- chons cylindriques 24 formés d'un tissu de verre ou d'amiante mon- té sur une carcasse de fil métallique 26 et fixé à celle-ci en plusieurs points par des cercles de ligature 28. Une telle car-
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casse empêche l'affaissement ou le plissement des sacs au cours du nettoyage et la forme cylindrique empêche l'affaissement dû aux hautes pressions du gaz à épurer qui traverse les sacs.
Dos dispositifs de fermeture 30 sont prévus à l'extrémité inférieure des sacs et de leur carcasse de telle manière que les gaz à épu- rer traversent les sacs de l'extérieur à l'intérieur Les ensem- bles des sacs et de leur carcasse sont suspendus à une plaque ren- forcée 32 présentant des ouvertures 34 qui permettent l'échappe- ment des gaz des sacs de filtrage . La plaque de support 32 est elle-même portée par un axe vertical 36 présehtant un renflement bulbiforme 38 entre ses extrémités. Au-dessous du renflement do l'axe 36 est prévue une cloison 40 qui constitue un toit pour la chambre d'épuration des gaz et qui est rendue étanche à l'atmos- phère extérieure par une boite à garniture 42.
Un joug .44 est solidaire de la partie renflée 38 de l'axe et fait porter tout le poids de l'ensemble des sacs de fil- trage sur des fers double T 46 et 48 par l'intermédiaire de res- sorts 50 et de cales de butée 52. La partie du poids total porté par les ressorts peut être ajustée au moyen des boulons 54., La butée supérieure 56 empêche tout déplacement indésirable vers 'le haut de l'ensemble dans le cas d'une soudaine augmentation de la pression des gaz. Un pilon 58 est monté sur la partie supérieure de l'axe 36, et est porté sur des tiges de guidage 60, de tello manière qu'il puisse effectuer un mouvement rectiligne alternatif, le déplacement vers le bas de ce pilon étant limité par un tampon d'air formé dans le cylindre.
Des bagues de guidage coniques 62 serrent l'une contre l'autre les deux moitiés du pilon. L'extré- mité supérieure du pilon est reliée à une tigo de piston 64, la- quelle est elle-même reliée à un piston de cylindre pneumatique 66 quipeut être actionné de manière à amener un épaulemont 68 de
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l'intérieur du pilon en contact avec la tête 70 de l'axe pour secouer l'ensemble de filtrage.
Une bague d'étanchéité 72 peut être montée entre le plateau 32 de l'ensemble de filtrage et l'ensemble de filtrage lui-même pour assurer un joint étanche entre ces deux éléments.
Il est également prévu une rondelle d'étanchéité flexible 80 entre le bord extérieur de la plaque 32 et la paroi 2 pour per- mettre une vibration de l'ensemble des sacs de filtrage et en même temps pour assurer l'étanchéité entre la partie inférieure de la chambre et sa partie supérieure, de telle manière que les gaz soient obligés de traverser les sacs de filtrage. La rondelle d'étanchéité 80, qui peut être, par exemple en amiante, peut être fixée à la plaque 32 et à un rebord 82 de la paroi de la chambre au moyen d'anneaux 84.
Une tubulure d'évacuation 73 est reliée à la cuve en- tre l'extrémité supérieure de la plaque 32 de l'ensemble de filtra- ge et l'élément formant toit 40 et cette tubulure est munie d'une soupape à papillon 74. D'autre part, une tubulure d'admission 76 munie d'une soupape 78 et d'un ventilateur compresseur 80a pénètre dans la cuve entre la plaque 32 et l'élément formant toit 40, de manière à pouvoir admettre des gaz propres pour assurer le gon- flage des sacs de filtrage au cours de l'opération d'épuration.
En fonctionnement, les gaz introduits par la tubulure 10 sont admis dans la chambre d'épuration, par l'intermédiaire do la soupape 12 et du diffuseur 14, après avoir passé sur les ser- pentins à vapeur 18. La température des gaz est ainsi constamment maintenue suffisamment au-dessus du point de rosée pour empêcher la condensation, l'humidification et, par conséquent, une diminu- tion du rendmont des sacs de filtrage. Les gaz passent ensuite de bas en haut à travers les sacs de filtrage 24 et sortent par
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les ouvertures 34 dans la tubulure à gaz épurés 73. A mesure que l'opération se poursuit, les poussières se déposent à l'ekté- rieur des sacs de filtrage 24, ce qui provoque une augmentation de la résistance au passage des gaz à travers lesdits sacs.
Des commandes automatiques peuvent être prévues pour le retrait pé- riodique des poussières de la manière suivante, étant bien enten-' du que des dispositifs sensibles à la pression peuvant être ad- joints à ces commandes pour déclencher le cycle d'épuration avant leur instant de fonctionnement normal dans le cas où la résistance au passage des gaz deviendrait trop élevée. L'appareil de commande ferme au moment convenable la soupape 74 et ouvre la soupape 78 pour admettre les gaz propres dans la partie supérieure de la cham- bre de filtrage, de manière à gonfler les sacs de filtrage 24.
Le cylindre pneumatique 66 est alors actionné de manière à secouer l'ensemble des sacs de filtrage grâce au contact de l'épaulement 68 sur la tête 70 et, en raison du fait que le gonflement des sacs a desserré les particules de poussières, celles-ci sont éliminées de l'extérieur des sacs. Cette opération peut être renouvelée jus- qu'à ce que l'extérieur des sacs soit relativement exempt de pous- sières. Les commandes fonctionnent ensuite en ouvrant la soupape 74 et en fermant la soupape 78, ce qui déclenche un nouveau cycle d'épuration au cours desquelles les gaz sont épurés de la manière décrite ci-dessus.
Il est également à noter qu'on peut inspecter les sacs en pénétrant dans la cuve ou chambre sous l'ensemble de filtrage par le trou d'homme 20. Cela permet une inspection des sacs de fil- trage et leur remplacement facile sans démontage des autres sacs.
Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées sans s'écarter du domaine de ladite invention.