Filtre rotatif
La présente invention a pour objet un filtre rotatif à décolmatage par centrifugation, comprenant une enceinte fixe étanche dans laquelle est admis le fluide à filtrer et un ensemble filtrant intérieur animé d'un mouvement de rotation.
Le filtre, objet de la présente invention, se distingue des filtres connus par une chambre annulaire ménageant entre l'enceinte fixe et l'ensemble intérieur filtrant rotatif une partie resserrée dans laquelle elle débouche par des ouvertures étranglées et recevant une contre-pression de fluide épure supérieure à la pression en amont et à la pression en aval de cet ensemble filtrant.
En cas de rotation continue de l'ensemble filtrant, le décolmatage est permanent, mais, afin de diminuer alors les effets d'abrasion sur la surface filtrante, dans une forme d'exécution du filtre est disposé en amont de cette surface filtrante, un dispositif de protection en matière dure, constitué par des grillages, aubages Qu autres, afin de contraindre les impuretés qui le franchiraient à prendre une vitesse relative très faible par rapport à celle de la surface filtrante qu'elles vont heurter.
En cas de rotation intermittente de l'ensemble filtrant, obtenue soit manuellement, soit automatiquement par relais chronométrique, soit par relais déprimométrique, soit par tout autre moyen, les effets d'abrasion sur la surface filtrante se trouvent diminués et il y a économie de la force motrice exigée par la rotation.
Le dessin ci-annexé représente schématiquement, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du filtre objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe-élévation par III
III de la fig. 2 d'une première forme d'exécution à rotation intermittente;
la fig. 2 en est une vue en plan;
la fig. 3 est une coupe-élévation partielle agrandie, par III-III de la fig. 2 ;
la fig. 4 est une vue en partie en plan pour la partie au-dessus de la ligne V-V et en partie en plancoupe par IV-IV de la fig. 5 pour la partie audessous de cette ligne II-II, d'une seconde forme d'exécution à rotation continue;
la fig. 5 est une vue en coupe-élévation, par V-V de la fig. 4.
Dans la première forme d'exécution du filtre représentée en fig. 1 à 3, la partie fixe de l'ensemble est constituée par un conduit d'entrée 1 amenant le fluide à épurer dans une enceinte fixe amont 2, dont la partie basse forme trémie de récupération 3 fermée par une vanne de vidange 4.
La partie haute du filtre comprend une chambre aval 13 et un espace annulaire 11 qui reçoit un fluide de surpression envoyé dans un tube 10 par un ventilateur, une pompe, un compresseur ou autre.
Ce fluide de surpression sort de 11 pour se diriger (fig. 3), par des étranglements 12, soit vers l'enceinte amont 2, soit vers la chambre aval 13. Un déprimomètre 15 commande un relais d'automation non figuré qui assure la marche et l'arrêt de la rotation de l'ensemble filtrant.
Une gaine 14 permet la sortie du fluide épuré parvenu dans la chambre aval 13.
La partie rotative est constituée par un média filtrant 5, formé par un empilage de disques en matériau poreux quelconque, tissu classique, feutre de laine de verre, métal fritté, ou autre, disposés entre un flasque 6 et un manchon cylindrique 7, tous deux portés par un arbre 8 qui traverse l'enceinte fixe à travers un palier 9, muni d'une garniture d'étanchéité.
La disposition du média filtrant 5 avec plis, ondulations ou gaufrages permet d'obtenir, sous un volume déterminé, une plus grande surface de filtrage et, en conséquence, une moindre perte de charge pour un débit donné. Les plis, ondulations ou gaufrages sont construits de façon qu'ils ne puissent retenir les particules détachées du média filtrant par centrifugation.
L'ensemble mobile rotatif du filtre est mis en mouvement par un moteur quelconque, électrique, thermique, turbine ou autre, qui commande l'arbre 8.
Le fonctionnement du filtre est le suivant:
Le fluide chargé des particules en suspension arrive dans l'enceinte 2 par le conduit 1. Les impuretés se déposent dans la trémie 3 par gravité: soit directement pour les plus lourdes; soit indirectement, après avoir heurté la paroi
intérieure 2 par suite de leur force vive, pour
les moyennement lourdes; - soit indirectement, après s'être agglomérées
avant ou sur la surface filtrante 5, pour les plus
légères.
Dans cette dernière éventualité, les paquets de particules arrêtées sur la surface 5 peuvent partiellement tomber en 3 par gravité, ou bien le faire après avoir été détachées de 5 par centrifugation lorsque l'ensemble rotatif est mis en mouvement, par le relais déprimométrique, par exemple.
Après son passage à travers la surface filtrante 5, le fluide épuré arrive par le manchon 7 dans la chambre aval 13, dont il sort par la gaine 14.
Le mouvement du fluide de 1 vers 14 peut être assuré par un dispositif quelconque : ventilateur, pompe, compresseur ou autre.
Par suite de la mise en surpression par rapport à l'enceinte 2 des espaces annulaires 1 1 et 12, le fluide à épurer ne peut court-circuiter le média filtrant 5. Ses impuretés, dont la dimension peut être retenue par le filtre, restent donc dans la partie amont 2. Cette surpression doit intervenir au moins aussi longtemps que l'action filtrante s'exerce sur le fluide.
La forme d'exécution des fig. 4 et 5 est analogue à la précédente, sauf les deux modifications suivantes provenant du fait que le premier filtre décrit est à rotation intermittente, tandis que celui-ci est à rotation continue.
Le relais déprimométrique est supprimé, et un aubage 15, en métal dur, est placé en amont du média filtrant 5.
Ainsi, dans cette forme d'exécution, le décolmatage est permanent, ce qui a pour avantage une perte de charge constante ou n'augmentant que très lente ment. L'aubage 15 a pour effet d'arrêter une partie des impuretés qui seraient entraînées vers la surface filtrante et de communiquer à celles qui le franchissent une vitesse relative très faible par rapport à celle du média filtrant 5. La disposition de ces aubes permet aux paquets de particules se détachant du média 5 par centrifugation de tomber dans la trémie 3.
Rotary filter
The present invention relates to a rotary filter with unclogging by centrifugation, comprising a fixed sealed enclosure into which the fluid to be filtered is admitted and an internal filter assembly driven by a rotational movement.
The filter, object of the present invention, differs from known filters by an annular chamber forming between the fixed enclosure and the internal rotary filter assembly a constricted part into which it opens through constricted openings and receiving a fluid back pressure. purge greater than the pressure upstream and the pressure downstream of this filter assembly.
In the event of continuous rotation of the filtering assembly, the unclogging is permanent, but, in order to then reduce the effects of abrasion on the filtering surface, in one embodiment of the filter is arranged upstream of this filtering surface, a hard material protection device, consisting of screens, Qu other blades, in order to force the impurities which would pass through it to take a very low relative speed compared to that of the filtering surface which they will strike.
In the event of intermittent rotation of the filtering assembly, obtained either manually, or automatically by time relay, or by vacuum relay, or by any other means, the effects of abrasion on the filtering surface are reduced and there is savings in the driving force required by the rotation.
The accompanying drawing shows schematically, by way of example, two embodiments of the filter which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a sectional elevation view through III
III of fig. 2 of a first embodiment with intermittent rotation;
fig. 2 is a plan view;
fig. 3 is an enlarged partial sectional elevation, by III-III of FIG. 2;
fig. 4 is a view partly in plan for the part above the line V-V and partly in cut through IV-IV of FIG. 5 for the part below this line II-II, of a second embodiment with continuous rotation;
fig. 5 is a sectional elevation view, through V-V of FIG. 4.
In the first embodiment of the filter shown in FIG. 1 to 3, the fixed part of the assembly is constituted by an inlet duct 1 bringing the fluid to be purified into a fixed upstream enclosure 2, the lower part of which forms a recovery hopper 3 closed by a drain valve 4.
The upper part of the filter comprises a downstream chamber 13 and an annular space 11 which receives an overpressure fluid sent into a tube 10 by a fan, a pump, a compressor or the like.
This overpressure fluid comes out of 11 to go (fig. 3), through constrictions 12, either towards the upstream enclosure 2, or towards the downstream chamber 13. A pressure gauge 15 controls an automation relay (not shown) which ensures the starting and stopping the rotation of the filter assembly.
A sheath 14 allows the outlet of the purified fluid which has reached the downstream chamber 13.
The rotating part consists of a filtering medium 5, formed by a stack of discs made of any porous material, conventional fabric, glass wool felt, sintered metal, or the like, arranged between a flange 6 and a cylindrical sleeve 7, both carried by a shaft 8 which passes through the fixed enclosure through a bearing 9, provided with a seal.
The arrangement of the filter medium 5 with folds, corrugations or embossing makes it possible to obtain, under a determined volume, a larger filtering surface and, consequently, a lower pressure drop for a given flow rate. The folds, waves or embossings are constructed so that they cannot retain particles detached from the filter media by centrifugation.
The rotary filter assembly is set in motion by any motor, electric, thermal, turbine or other, which controls the shaft 8.
The operation of the filter is as follows:
The fluid loaded with particles in suspension arrives in the enclosure 2 through the conduit 1. The impurities are deposited in the hopper 3 by gravity: either directly for the heaviest; either indirectly, after hitting the wall
interior 2 as a result of their living force, for
moderately heavy ones; - or indirectly, after having agglomerated
before or on the filtering surface 5, for more
light.
In the latter eventuality, the packets of particles stopped on the surface 5 can partially fall in 3 by gravity, or else do so after having been detached from 5 by centrifugation when the rotating assembly is set in motion, by the vacuum relay, by example.
After passing through the filtering surface 5, the purified fluid arrives through the sleeve 7 in the downstream chamber 13, from which it leaves through the sheath 14.
The movement of the fluid from 1 to 14 can be provided by any device: fan, pump, compressor or other.
As a result of the overpressure relative to the enclosure 2 of the annular spaces 1 1 and 12, the fluid to be purified cannot bypass the filter medium 5. Its impurities, the size of which can be retained by the filter, remain therefore in the upstream part 2. This overpressure must occur at least as long as the filtering action is exerted on the fluid.
The embodiment of FIGS. 4 and 5 is similar to the previous one, except the following two modifications resulting from the fact that the first filter described is intermittent rotation, while the latter is continuously rotating.
The vacuum relay is removed, and a hard metal vane 15 is placed upstream of the filter medium 5.
Thus, in this embodiment, the unclogging is permanent, which has the advantage of a constant pressure drop or one that increases only very slowly. The blading 15 has the effect of stopping part of the impurities which would be entrained towards the filtering surface and of imparting to those which pass through it a very low relative speed compared to that of the filtering medium 5. The arrangement of these blades allows packets of particles detached from the media 5 by centrifugation and fall into the hopper 3.