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L'invention concerne un filtre à poussière et vise à pro- curer un tel filtre qui, tout en étant de construction simple, résiste aux hautes températures, permette un bon dépoussiérage et possède un dispositif d'épuration très efficace.
A cet effet, le filtre comporte un tambour cylindrique à l'intérieur d'une enveloppe fermée munie de raccords pour l'entrée du gaz et. de la vapeur à dépoussiérer et pour la sortie du gaz ou de la vapeur, dépoussiéré, ce tambour ayant deux enveloppes concentriques perméables aux gaz, enfermant un espace annulaire qui contient une matière meuble en petits grains, par exemple du gravier, et vers la sortie de gaz dépoussiéré le tambour est ouvert et comporte un dispositif secoueur et/ou un dispositif permettant de le faire tourner autour de son axe.
L'invention est basée sur le principe connu suivant lequel
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les particules de poussière se déposent sur la surface d'un corps balayé par un gaz poussiéreux, et peuvent ainsi être séparées de ce gaz. Cet effet est d'autant plus intense que la vitesse du courant du gaz est élevée. La raison en est que pour une grande vitesse du courant des gaz l'inertie des particules de poussière à un changement de direction, est telle que ce,courant n'est plus en mesure d'entraîner les particules autour du corps. La formule du degré de dépôt sur le corps peut s'écrire vs. V où. v désigne @ g . D la vitesse de chute d'une particule de poussière dans de l'air calme, V la vitesse, g l'accélération due à la pesanteur et D le- diamètre du corps.
De la sorte, en choisissant une vitesse suffisam- ment grande pour le gaz on peut obtenir une bonne séparation même avec de très petites particules de poussière et de grandes dimensions du corps. Dans le filtre suivant l'invention, dont le tambour est immobile pendant le travail., c'est-à-dire pendant le processus.de dépoussiérage, le gaz est forcé de traverser la matière de remplissage. Dans ce cas chaque grain de matière consti- tue un corps placé dans le courant du gaz. Le filtre suivant l'invention permet donc d'atteindre un degré élevé de séparation de très fines particules. de poussière, même si on utilise une matière en gros grains.
Suivant l'invention on procède au nettoyage de la matière de remplissage, d'une manière très simple et efficace, par exemple en faisant percuter les grains de matière les uns contre les autres à l'aide du dispositif secoueur. De cette façon la poussière se détache des grains et sort par l'enveloppe extérieure.
Un dispositif secoueur convient particulièrement lorsque la poussiez re se détache relativement bien. Si elle adhère fortement il vaut mieux prévoir un dispositif pour faire tourner le tambour autour de son axe, au lieu du dispositif secoueur. La rotation du tambour produit un intense brassage des grains et la poussière s'en détache bien. Elle s'évacue alors par l'enveloppe extérieure, comme dans un tambour de tamisage. On peut aussi faire tourner les tambours
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en même temps qu'on les secoue. De cette manière, même la poussière fort adhérente peut être enlevée de la matière de remplissage.
Comme matière de remplissage on peut, en outre du gravier, utiliser encore d'autres minéraux analogues. On peut aussi, par exemple, utiliser des corps céramiques ou métalliques, particulièrement en acier coulé ou en fonte.
Les dessins annexés montrent à titre d'exemple deux formes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre une installation de dépoussiérage à deux filtres; la fig. 2 est une coupe d'un filtre par la ligne II-II; la fig. 3 est une coupe identique du même filtre pendant le processus de dépoussiérage; la fig. 4 est une coupe longitudinale d'un filtre d'une autre forme de réalisation, et . la fig. 5 est une coupe par la ligne V-V.
Dans l'installation de dépoussiérage de la fig. 1 deux filtres 7 et 8 sont raccordés à une conduite commune 6, par exemple la conduite des gaz brûlés d'une installation de chauffage de farine brute de ciment. Le filtre 7 présente une enveloppe fermée 9 ayant un raccord inférieur 10 pour l'arrivée du gaz brûlé poussiéreux de la conduite 6. Sur le coté de l'enveloppe est prévu un raccord 11 avec une conduite 12 pour l'évacuation du gaz dépoussiéré. Cette conduite 12 est raccordée au c8té aspiration d'une soufflerie 13 dont le coté refoulement débouche par une tubulure 14, à l'air libre. Dans l'enveloppe est monté, de façon à pouvoir tourner, un arbre horizontal 15.
A l'extérieur de l'enve- loppe, cet arbre 15 est relié par une commande à chaîne 16, 17, 18 à un moteur électrique 30 qui à son tour, est supporté par l'enve- loppe. A l'intérieur de l'enveloppe, l'arbre porte un tambour cylindrique 19. Ce dernier est à double enveloppe, de telle sorte qu'entre l'enveloppe extérieure 20 et l'enveloppe intérieure 21
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du tambour, il subsiste une chambre annulaire 22. Comme on le voit sur la fig. 2 l'enveloppe extérieure est perforée à la manière d'un tamis, sur toute sa périphérie et est donc perméable aux gaz.
L'enveloppe intérieure est par contre perforée uniquement à sa partie inférieure, par exemple à sa moitié inférieure, tandis que la moitié supérieure est à paroi pleine. Du côté opposé à celui du raccord 11, les chambres annulaire 22 et intérieure 23 du tam- bour, sont fermées par une paroi droite 24 qui est reliée à l'arbre
15, r Le noyeu 25 et la cale 26. De l'autre côté, les deux enve- loppes sont fixées à un anneau 27 qui ferme uniquement la chanbre annulaire 22 sur le côté. A cet endroit, la fixation du tambour sur l'arbre est assurée par quatre rayons 28 entre l'anneau et le moyeu 29 est calé en 31 sur l'arbre. Par les ouvertures 32 entre les rayons., la chambre intérieure 23 communique librement avec le raccord 11.
Il est avantageux de prévoir des chicanes 35 entre l'anneau 27 et la paroi 34 de l'enveloppe. La partie extérieure du tambour est ainsi isolée vis-à-vis du raccord 11.
La chambre annulaire 22 est partiellement remplie d'une matière en petits grains, par exemple du gravier (lit de gravier 47). Il est avantageux due le remplissage de gravier s'élève jusque dans la moitié supérieure de la chambre annulaire, de sorte que la partie à paroi pleine de l'enveloppe intérieure soit un peu recou- verte par le gravier tant à droite qu'à gauche. Le gravier a un calibre moyen d'environ 6 mm. Il peut aussi être plus petit, jusqu'à environ 2 mm. Par contre, on peut aussi utiliser du gravier plus gros, par exemple d'un calibre moyen de 10 mm environ. La distance a entre les deux enveloppes 20 et 21 est emprise éntre 20 et 20C mm. Elle est déterminée par le calibre du gravier et est d'autant Plus grande que le gravier est plus gros.
Si on choisit un calibre moyen d'environ 6 mm la distance, et par conséquent l'épaisseur du lit de gravier 47, est avantageusement d'environ 60 à 100 mm.
La chambre 38 en dessous du tambour est avantageusement
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fermée par un fond oblique 39. Directement au-dessus de celui-ci débouche une conduite 40 également oblique. Son embouchure est pourvue d'un clapet 41 qui peut être réglé de l'extérieur à l'aide ,d'une poignée 42 et fermer la conduite 40 lorsqu'il est placé dans la position montrée .sur la fig. 1.
Le filtre 8 est construit comme le filtre 7 et possède également une soufflerie 50 et un moteur 52 pour la commande du tambour. Comme on le voit sur la fig. 1, un clapet 45 est monté au confluent 44 où se rejoignent les deux raccords 10 des deux filtres. Ce clapet peut être manoeuvré de l'extérieur par la poignée 46 et être placé au choix dans la position en traits pleins ou dans celle en traits mixtes. Il porte alors par- son bord inférieur contre la paroi gauche ou la paroi droite de la conduite
6, de sorte que dans une position, il isole le filtre 8 de la conduite 6 et dans l'autre, le filtre 7. On peut ainsi faire tra- vailler alternativement les deux filtres.
Lorsque le filtre 7 travaille, le clapet 45 étant alors dans la position indiquée en traits pleins, le clapet 41'est fermé et la soufflerie 13 fonctionne. Toutefois le moteur 30 est hors circuit. Sous l'action de la soufflerie 13 le gaz poussiéreux est aspiré par la conduite 6 à travers le filtre 7. On comprend sans plus que le gaz est forcé de traverser le lit de gravier 47 dans lequel il est dépoussiéré comme déjà décrit. Le gaz dépoussiéré passe ensuite, par la chambre intérieure 23 ot les éléments 11, 12,
13 et 14, à lair libre. La soufflerie est calculée de façon que le gaz poussiéreux arrive au tambour à une vitesse d'environ 2 à 3 m/sec. A cette vitesse, on est assuré que pratiquement toute la poussière se dépose sur le gravier.
Comme déjà dit, on peut réduire la.vitesse,du gaz lorsque le calibre moyen du gravier est inférieur à 6 mm. Inversement, si le gravier est plus gros, il faut choisir une plus grande vitesse pour le gaz. Elle est avantageusement de
1 à 2 m/sec si le calibre moyen du gravier est d'environ 2 mm et de
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4 à 5 m/sec s'il est d'environ 10 mm.
Suivant la teneur en poussière du gaz, le gravier doit être nettoyé à intervalles plus ou moins longs. A cet effet, on procède comme suit : on enclenche la soufflerie 50 et place le clapet 45 dans la position indiquée en traits mixtes. Le filtre 7 est ainsi séparé de la conduite 6 et sous l'effet de la soufflerie
50, le gaz poussiéreux traverse alors le filtre 8 dans lequel il est dépoussiéré comme déjà décrit plus haut. Après un moment on arrête la soufflerie 13. On enclenche ensuite le moteur 30 ce qui a pour effet de faire tourner lentement dans le sens de la flèche le tambour montré sur la fig. 3. Sa vitesse de rotation (tours/min) est avantageusement calculée de façon qu'elle soit environ de 32. #D1. D1 désigne le diamètre de l'enveloppe extérieure 20 du tambour.
A une telle vitesse, par suite de l'adhérence par friction aux deux enveloppes 20 et 21, le gravier est entraîné dans le sens de la rotation et soulevé du côté droit dans une mesure telle qu'il s'accumule à la partie supérieure de l'enveloppe 21 d'où il retombe vers le bas (fig.3). Pendant la rotation du tambour il y a donc toujours une partie du gravier qui se déplace de droite à gauche.
Les grains de grenier tombent ainsi de l'enveloppe intérieure 21 sur. l'enveloppe extérieure 20. La forte percussion quïls subissent ainsi a pour effet de détacher la plus grande partie de la poussière adhérente. Le restant de poussière se détache par suite du mouvement des grains, les uns contre les autres, pendant la rotation du tambour. La poussière tombe par les trous de l'enveloppe extérieure et s'accumule dans la chambre 39. De celle-ci elle est enlévée Périodiquement ou continuellement, par l'ouverture du clapet 41 et évacuée par la conduite 40. Les particules de poussière qui éventuellement tombent de la partie supérieure de la chambre annu- laire par les trous de l'enveloppe intérieure, traversent en bas de nouveau le lit de gravier.
Dans la suite du processus de nettoyage, ces particules de poussière sont enlevées du lit, de la
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manière décrite. Le nettoyage du gravier est terminé en peu de temps, par exemple deux minutes. Le Moteur 30 est alors arrêté dans une position du tambour dans laquelle la moitié pleine de l'enveloppe intérieure se trouve de nouveau dansla position de départ de la fig. 2. Après fermeture du clapet 41, le filtre 7 est' de nouveau prêt à fonctionner . Si après un certain temps le gravier du filtre 8 doit être nettoyé, on met au travail le filtre
7 en renversant le clapet 45 dans la position indiquée en traits pleins et en enclenchant la soufflerie 13. Le nettoyage du filtre
8 se fait de la manière décrite plus haut.
Comme déjà dit, il n'est pas toujours nécessaire de faire tourner le tambour pour nettoyer le gravier. Si la poussière se détache facilement du gravier, on peut supprimer le moteur 30 et la commande par chaîne 16, 17, 18 et prévoir un dispositif secoueur monté sur l'arbre du tambour ou sur le tambour lui-même. On peut aussi prévoir un dispositif de secoueur en même temps que le dis- positif de commande pour la rotation du tambour, de sorte que ce dernier, pendant le nettoyage, tourne et est secoué. De cette manière, les grains de gravier peuvent être débarrassés rapidement et sûrement de la poussière fortement adhérente.
De plus, il n'est pas absolument nécessaire que l'enve- loppe intérieure du tambour soit en partie perforée et en partie pleine et que la chambre annulaire ne soit que partiellement remplie de gravier. Dans des filtres simples ou lorsque la poussière se détache facilement du gravier, on peut adopter une forme de réalisation telle que représentée sur les figs. 4 et 5. Dans cette forme d'exécution, on monte dans une enveloppe 60, un tambour 61 dont les enveloppes 62 et 63 sont perforées sur tout leur pourtour.
Dans cette forme de filtre la chambre annulaire 64 est remplie de gravier meuble, c'est-à-dire qu'elle ne contient par exemple que 95 à 98% de la quantité de gravier pour la remplir
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- 9tement Ce renpiissage meuble est nécessaire pour que
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pendant le processus de nettoyage les différents grains de gravier puissent tourner, rouler ou frotter les uns contre les autres.
Comme l'indiquent les flèches, le gaz pénètre par tout le pourtour de l'enveloppe extérieure, dans le lit de gravier. A cet effet il est avantageux d'avoir une distance -suffisamment grande entre la paroi 65 et la paroi 62 du tambour. Dans cette forme de , réalisation, le nettoyage du gravier se fait également par secousses au.;par rotation du tambour, ou par les deux en même temps. Le mouvement mutuel des .grains de:gravier libère alors la poussière.
Enfin, d.ans.les deux-exemples précités, '-il n'est pas absolument nécessaire que le tambour soit horizontal. Il peut aussi être oblique. De plus, on .peut.aussi prévoir le raccord pour l'arrivée du gaz poussiéreux, à un autre endroit de l'enveloppe extérieure au lieu qu'il soit au bas de celle-ci.
Lorsque, pour le remplissage du filtre, c'est-à-dire comme matière en petits grains, ainsi que c'est décrit plus haut, on utilise des corps céramiques ou métalliques, ceux-ci peuvent avoir tous le même diamètre. On peut aussi leur donner une même forme, par exemple la forme de billes. Un remplissage de matières ainsi conformées identiquement et de mêmes dimensions, a l'avantage d'offrir unemoindre résistance à l'air qu'un mélange de corps de dimensions différentes, par exemple du gravier.
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The invention relates to a dust filter and aims to provide such a filter which, while being of simple construction, is resistant to high temperatures, allows good dust removal and has a very efficient cleaning device.
For this purpose, the filter comprises a cylindrical drum inside a closed casing provided with fittings for the gas inlet and. steam to be dusted and for the exit of gas or steam, dusted, this drum having two concentric envelopes permeable to gases, enclosing an annular space which contains a loose material in small grains, for example gravel, and towards the exit of dust removed gas the drum is open and comprises a shaker device and / or a device allowing it to be rotated around its axis.
The invention is based on the known principle according to which
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the dust particles settle on the surface of a body swept by a dusty gas, and can thus be separated from this gas. This effect is all the more intense as the speed of the gas flow is high. The reason is that at a high speed of the gas flow the inertia of the dust particles at a change of direction is such that the current is no longer able to carry the particles around the body. The formula for the degree of deposit on the body can be written vs. V where. v denotes @ g. D the falling speed of a dust particle in still air, V the speed, g the acceleration due to gravity and D the diameter of the body.
In this way, by choosing a sufficiently high speed for the gas, good separation can be obtained even with very small dust particles and large body dimensions. In the filter according to the invention, the drum of which is stationary during work, that is to say during the dust removal process, the gas is forced to pass through the filling material. In this case, each grain of matter constitutes a body placed in the gas stream. The filter according to the invention therefore makes it possible to achieve a high degree of separation of very fine particles. dust, even if a coarse-grained material is used.
According to the invention, the filling material is cleaned in a very simple and efficient manner, for example by impacting the grains of material against each other using the shaker device. In this way the dust is detached from the grains and comes out through the outer envelope.
A shaker device is particularly suitable when the dust comes off relatively well. If it adheres strongly it is better to provide a device to rotate the drum around its axis, instead of the shaker device. The rotation of the drum produces an intense mixing of the grains and the dust comes off well. It is then evacuated through the outer casing, as in a screening drum. We can also spin the drums
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at the same time as they are shaken. In this way, even strong adherent dust can be removed from the filling material.
As filler material, besides gravel, still other similar minerals can be used. It is also possible, for example, to use ceramic or metallic bodies, particularly of cast steel or of cast iron.
The accompanying drawings show by way of example two embodiments of the invention.
Fig. 1 shows a dust removal installation with two filters; fig. 2 is a section of a filter taken on line II-II; fig. 3 is an identical section of the same filter during the dedusting process; fig. 4 is a longitudinal section of a filter of another embodiment, and. fig. 5 is a section through the line V-V.
In the dust removal installation of fig. 1 two filters 7 and 8 are connected to a common pipe 6, for example the flue gas pipe of a heating installation for raw cement flour. The filter 7 has a closed casing 9 having a lower connection 10 for the arrival of the dusty burnt gas from the pipe 6. On the side of the casing is provided a connection 11 with a pipe 12 for the discharge of the dusted gas. This pipe 12 is connected to the suction side of a blower 13, the discharge side of which opens out through a pipe 14, into the open air. In the casing is mounted, so as to be able to turn, a horizontal shaft 15.
Outside the casing, this shaft 15 is connected by a chain drive 16, 17, 18 to an electric motor 30 which in turn is supported by the casing. Inside the casing, the shaft carries a cylindrical drum 19. The latter has a double casing, such that between the outer casing 20 and the inner casing 21
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of the drum, there remains an annular chamber 22. As can be seen in FIG. 2 the outer casing is perforated in the manner of a sieve, over its entire periphery and is therefore permeable to gases.
On the other hand, the inner envelope is perforated only at its lower part, for example at its lower half, while the upper half has a solid wall. On the side opposite to that of the connector 11, the annular 22 and inner 23 chambers of the drum are closed by a straight wall 24 which is connected to the shaft.
15, r The core 25 and the wedge 26. On the other side, the two envelopes are fixed to a ring 27 which only closes the annular tube 22 on the side. At this point, the drum is fixed to the shaft by four spokes 28 between the ring and the hub 29 is wedged at 31 on the shaft. Through the openings 32 between the shelves., The inner chamber 23 communicates freely with the connector 11.
It is advantageous to provide baffles 35 between the ring 27 and the wall 34 of the casing. The outer part of the drum is thus isolated from connection 11.
The annular chamber 22 is partially filled with a small-grained material, for example gravel (gravel bed 47). It is advantageous because the gravel filling rises up into the upper half of the annular chamber, so that the solid-walled part of the inner shell is somewhat covered by the gravel both on the right and on the left. . The gravel has an average size of about 6 mm. It can also be smaller, down to around 2mm. On the other hand, it is also possible to use larger gravel, for example with an average size of about 10 mm. The distance a between the two envelopes 20 and 21 is taken between 20 and 20C mm. It is determined by the size of the gravel and is larger the larger the gravel.
If one chooses an average size of about 6 mm the distance, and therefore the thickness of the gravel bed 47, is advantageously about 60 to 100 mm.
The chamber 38 below the drum is advantageously
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closed by an oblique bottom 39. Directly above the latter opens a pipe 40 also oblique. Its mouth is provided with a valve 41 which can be adjusted from the outside using a handle 42 and close the pipe 40 when it is placed in the position shown in FIG. 1.
The filter 8 is constructed like the filter 7 and also has a blower 50 and a motor 52 for controlling the drum. As seen in fig. 1, a valve 45 is mounted at the confluence 44 where the two connections 10 of the two filters meet. This valve can be operated from the outside by the handle 46 and be placed as desired in the position in solid lines or in that in phantom. It then bears by its lower edge against the left wall or the right wall of the pipe
6, so that in one position, it isolates filter 8 from line 6 and in the other, filter 7. It is thus possible to operate the two filters alternately.
When the filter 7 is working, the valve 45 then being in the position indicated in solid lines, the valve 41 is closed and the blower 13 operates. However, the motor 30 is switched off. Under the action of the blower 13, the dusty gas is sucked through the line 6 through the filter 7. It is understood without further that the gas is forced to pass through the gravel bed 47 in which it is dusted as already described. The dusted gas then passes through the inner chamber 23 ot the elements 11, 12,
13 and 14, in the open air. The blower is calculated so that the dusty gas arrives at the drum at a speed of about 2 to 3 m / sec. At this speed, it is ensured that virtually all the dust settles on the gravel.
As already said, the speed of gas can be reduced when the average gravel size is less than 6 mm. Conversely, if the gravel is larger, it is necessary to choose a higher speed for the gas. It is advantageously of
1 to 2 m / sec if the average gravel size is about 2 mm and
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4 to 5 m / sec if it is about 10 mm.
Depending on the dust content of the gas, the gravel must be cleaned at more or less long intervals. To this end, the procedure is as follows: the blower 50 is engaged and the valve 45 is placed in the position indicated in phantom. The filter 7 is thus separated from the pipe 6 and under the effect of the blower
50, the dusty gas then passes through the filter 8 in which it is dedusted as already described above. After a moment, the blower 13 is stopped. The motor 30 is then started, which has the effect of slowly rotating in the direction of the arrow the drum shown in FIG. 3. Its speed of rotation (revolutions / min) is advantageously calculated so that it is approximately 32. # D1. D1 denotes the diameter of the outer casing 20 of the drum.
At such speed, as a result of the frictional adhesion to the two casings 20 and 21, the gravel is driven in the direction of rotation and lifted on the right side to such an extent that it accumulates at the top of the the envelope 21 from which it falls down (fig.3). During the rotation of the drum there is therefore always a part of the gravel which moves from right to left.
The granary grains thus fall from the inner casing 21 onto. the outer casing 20. The strong percussion which they thus undergo has the effect of detaching the greater part of the adhering dust. The remaining dust comes off as a result of the movement of the grains, one against the other, during the rotation of the drum. The dust falls through the holes in the outer casing and accumulates in the chamber 39. From the latter it is removed periodically or continuously, by the opening of the valve 41 and discharged through the pipe 40. The dust particles which eventually fall from the upper part of the annular chamber through the holes in the inner casing, pass down the gravel bed again.
In the subsequent cleaning process, these dust particles are removed from the bed,
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described manner. The gravel cleaning is completed in a short time, for example two minutes. Motor 30 is then stopped in a drum position in which the full half of the inner shell is again in the starting position of FIG. 2. After closing the valve 41, the filter 7 is once again ready for operation. If after some time the gravel of filter 8 needs to be cleaned, the filter is put to work
7 by reversing the valve 45 in the position indicated in solid lines and by engaging the blower 13. Cleaning the filter
8 is done in the manner described above.
As already said, it is not always necessary to spin the drum to clean the gravel. If the dust easily comes off the gravel, the motor 30 and the chain drive 16, 17, 18 can be omitted and a shaker device mounted on the drum shaft or on the drum itself can be provided. It is also possible to provide a shaker device at the same time as the control device for the rotation of the drum, so that the latter, during cleaning, rotates and is shaken. In this way, the gravel grains can be quickly and reliably freed from strongly adhering dust.
Furthermore, it is not absolutely necessary that the inner shell of the drum be partly perforated and partly solid and that the annular chamber is only partly filled with gravel. In simple filters or when the dust is easily detached from the gravel, one can adopt an embodiment as shown in figs. 4 and 5. In this embodiment, a drum 61 is fitted in an envelope 60, the envelopes 62 and 63 of which are perforated over their entire periphery.
In this form of filter the annular chamber 64 is filled with loose gravel, that is to say that it contains for example only 95 to 98% of the amount of gravel to fill it.
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- 9tement This loose reinforcement is necessary so that
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during the cleaning process the different grains of gravel can rotate, roll or rub against each other.
As the arrows indicate, the gas penetrates all around the outer shell, into the gravel bed. For this purpose, it is advantageous to have a sufficiently large distance between the wall 65 and the wall 62 of the drum. In this embodiment, the cleaning of the gravel is also done by shaking by rotating the drum, or by both at the same time. The mutual movement of the gravel grains then releases the dust.
Finally, d.ans.les the two above-mentioned examples, '-it is not absolutely necessary that the drum be horizontal. It can also be oblique. In addition, one .peut.also provide the connection for the arrival of dusty gas, at another location in the outer casing instead of at the bottom thereof.
When ceramic or metal bodies are used for filling the filter, that is to say as a small-grain material, as described above, these can all have the same diameter. They can also be given the same shape, for example the shape of balls. A filling of materials thus shaped identically and of the same dimensions, has the advantage of offering a lesser resistance to air than a mixture of bodies of different dimensions, for example gravel.
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