La présente invention se rapporte à un procédé de filtrage d'un fluide, dans lequel on utilise un corps filtrant à action superficielle.
Dans les filtres connus du type dit à action superficielle, tel que celui faisant l'objet du brevet suisse No 516331, on effectue le nettoyage d'un élément filtrant en balayant la surface filtrante par le fluide brut et ceci à une vitesse d'écoulement élevée.
Comme cela a été expliqué dans le brevet suisse N0 532409, le filtrage dans un filtre laminaire se fait à travers un anneau virtuel qui n'est qu'une partie de l'ensemble du tube filtrant. Au fur et à mesure que le colmatage de l'anneau se produit, ce dernier remonte le courant et le filtre est entièrement colmaté lorsque l'anneau a atteint l'entrée du tube filtrant. On procède alors, à l'extrémité opposée, à l'ouverture d'une vanne qui assure une chasse et un nettoyage de la surface filtrante par balayage de celle-ci.
L'invention part de l'idée qu'en évitant le colmatage de la base de l'anneau filtrant virtuel, il sera possible de maintenir cet anneau virtuel à la même place. On économisera ainsi toute la longueur du tube filtrant qui ne sert qu'à allonger la période de filtrage ou l'intervalle de temps entre les chasses.
Le procédé de filtrage selon l'invention est caractérisé en ce qu'on nettoie la surface filtrante en permettant aux impuretés de glisser le long de cette surface et on laisse s'échapper ces impuretés avec une quantité de fluide négligeable par rapport à celle entrant dans le filtre.
Dans une forme de mise en oeuvre de ce procédé de filtrage, on peut faire varier la section de passage des impuretés de façon à permettre l'évacuation de corps étrangers de différentes dimensions.
On peut également régler l'échappement des impuretés hydrauliquement et automatiquement en fonction du degré de colmatage de la surface filtrante, par exemple, à l'aide d'une télécom- mande électrique. D'autre part, cette surface filtrante peut être nettoyée en créant une surpression à l'entrée du filtre lorsque ce dernier est placé sur un circuit basse-pression ou en dépression due à l'aspiration d'une pompe.
On peut utiliser un corps filtrant plan ou tubulaire. Dans le cas d'un tube filtrant, on peut l'alimenter en eau brute par l'inte- rieur ou par l'extérieur, l'entrée et la sortie du filtre pouvant être alignées ou non. De plus, pour l'échappement on pourrait prévoir un distributeur rotatif.
Selon l'invention le filtre pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant un corps filtrant à action superficielle, est caractérisé en ce qu'il comporte un élément de retenue du fluide à filtrer monté entre la surface filtrante et l'évacuation des impuretés, cet élément ménageant un passage nécessaire et suffisant pour l'échappement des impuretés en ne laissant passer qu'une quantité de fluide négligeable par rapport à celle entrant dans le filtre.
La figure unique du dessin annexé représente, à titre d'exemple, une coupe axiale à travers un filtre pour la mise en oeuvre du procédé, objet de la présente invention.
Le filtre représenté comprend un corps de filtre I entourant un élément filtrant tubulaire 2. Ce corps I présente une entrée axiale 3. une sortie latérale 4 de chasse, une sortie latérale 5 de purge et des prises 6 de manomètres et de télécommande (non représentée). Le corps 1 se termine par une sortie axiale 7 opposée à l'entrée 3 et l'espace 4' entre le corps I et l'élément filtrant 2 communique avec la sortie 4.
L'élément filtrant tubulaire 2 est du type à action superficielle et à surface filtrante extérieure lisse. Cet élément filtrant 2 est disposé axialement à l'intérieur du corps 1 et est isolé de l'entrée 3 par un fond bombé 8. L'autre extrémité de l'élément filtrant 2 est
reliée directement à la sortie 7 par une tubulure 9.
Un élément de retenue constitué par un diaphragme tronconi
que déformable 10 est monté entre l'élément filtrant 2 et le
corps 1. Ce diaphragme 10 est fixé entre des brides 11 de l'entrée 3 et du corps 1 et entoure l'élément filtrant 2 de telle façon que son extrémité libre ne laisse qu'un petit passage annulaire 12 autour de l'élément filtrant. Une grille de protection 13 est montée sur l'entrée 3.
Le fonctionnement du filtre décrit est le suivant:
L'eau, par exemple une eau de rivière, pénètre axialement dans le filtre et s'écoule sous forme d'un anneau tout autour de l'élément filtrant 2 à action superficielle. Elle traverse cet élément en abandonnant à sa surface les impuretés plus grosses que la finesse de l'élément.
Le mouvement de l'eau le long de l'élément filtrant 2 provoque le glissement des impuretés vers la base de fuite de cet élément, tandis que l'eau propre ayant pénétré à l'intérieur de l'élément filtrant, s'écoule axialement vers la sortie 7 du filtre.
Si l'on ferme l'ouverture 4 de chasse du filtre, le diaphragme souple 10 a son extrémité de petit diamètre contre l'élément filtrant et l'échappement n'existe pas. Mais si l'on ouvre la purge 5, la différence de pression entre l'intérieur (amont) et l'extérieur (aval) du diaphragme 10 provoque un agrandissement à la base de fuite de l'élément filtrant 2 et permet ainsi à un anneau plus ou moins fin d'eau de s'échapper entraînant avec lui les impuretés qui auront glissé le long de la surface filtrante.
Un réglage judicieux permettra donc un échappement nécessaire et suffisant pour le nettoyage du filtre, sans pour autant admettre une perte d'eau inutile.
Si des corps étrangers (brindilles, feuilles, graviers...) s'accumulent entre le diaphragme 10 et l'élément filtrant, il suffit pour les évacuer d'ouvrir la chasse 4 du filtre de manière que la pression interne provoque l'ouverture du diaphragme 10, la pression externe ayant tendance à s'annuler.
En même temps cette évacuation améliore le balayage de la surface filtrante et par conséquent son nettoyage.
Pour automatiser le filtre, on peut, soit placer un dispositif connu de vanne automatique avec télécommande et programmateur, soit placer sur la chasse 4 du filtre une vanne automatique hydraulique du genre Clayton à membrane et clapet, dont la chambre de servo-commande de la membrane est directement reliée à l'aval du filtre. Dans ces conditions, lorsque le filtre se colmate, la pression différentielle entre l'amont et l'aval provoque l'ouverture automatique de la vanne et par conséquent du diaphragme 10 déformable ce qui assure l'échappement et le nettoyage du filtre.
Il est à noter que l'utilisation du dispositif hydraulique automatique permet de ne purger le filtre que lorsque cela devient nécessaire et que cette purge ne consomme qu'une fraction du débit nominal. Il y a donc toujours un débit d'eau filtrée disponible. De même en cas de non automatisme (eau de qualité constante), c'est-à-dire en cas de purge ouverte partiellement, l'échappement constant ne consommera qu'une très faible partie du débit nominal grâce au faible espace annulaire entre le diaphragme souple et l'élément filtrant.
Au lieu du fond bombé 8, on pourrait prévoir un fond plat ou de toute autre forme. La grille de protection 13 n'est pas obligatoire et pourrait être supprimée.
D'autre part, on notera qu'on pourrait obtenir le même effet de nettoyage de la surface filtrante en adaptant à la base d'un filtre laminaire existant, par exemple, un clapet obturateur fixe ou mobile dont le diamètre est légèrement plus petit que le diamètre intérieur de l'élément filtrant présentant sa surface filtrante lisse à l'intérieur. Dans cette variante le jeu entre le clapet et l'élément filtrant assure l'échappement.
Au lieu du clapet on pourrait prévoir un espace annulaire d'échappement à la base de l'élément filtrant avant la vanne de chasse.
Le diaphragme déformable pourrait être formé d'éléments mé
talliques déformables, par exemple des lamelles disposées les unes
sur les autres.
The present invention relates to a method for filtering a fluid, in which a surface-acting filter body is used.
In known filters of the so-called surface action type, such as that forming the subject of Swiss patent No. 516331, the cleaning of a filter element is carried out by sweeping the filtering surface with the raw fluid and this at a flow speed high.
As explained in Swiss patent N0 532409, filtering in a laminar filter takes place through a virtual ring which is only part of the entire filter tube. As ring clogging occurs, the ring moves upstream and the filter is fully clogged when the ring reaches the inlet of the filter tube. One then proceeds, at the opposite end, to the opening of a valve which provides flushing and cleaning of the filtering surface by sweeping it.
The invention starts from the idea that by avoiding clogging of the base of the virtual filter ring, it will be possible to maintain this virtual ring in the same place. This will save the entire length of the filter tube which only serves to extend the filtering period or the time interval between flushes.
The filtering process according to the invention is characterized in that the filtering surface is cleaned by allowing the impurities to slide along this surface and these impurities are allowed to escape with a quantity of fluid which is negligible compared to that entering the surface. the filter.
In one form of implementation of this filtering process, the section of passage of the impurities can be varied so as to allow the evacuation of foreign bodies of different dimensions.
It is also possible to regulate the discharge of impurities hydraulically and automatically depending on the degree of clogging of the filtering surface, for example by means of an electric remote control. On the other hand, this filtering surface can be cleaned by creating an overpressure at the inlet of the filter when the latter is placed on a low-pressure circuit or in depression due to the suction of a pump.
It is possible to use a plane or tubular filter body. In the case of a filter tube, it can be supplied with raw water from the inside or from the outside, the inlet and outlet of the filter can be aligned or not. In addition, for the exhaust, a rotary distributor could be provided.
According to the invention, the filter for implementing the method, comprising a filtering body with surface action, is characterized in that it comprises an element for retaining the fluid to be filtered mounted between the filtering surface and the discharge of impurities, this element providing a necessary and sufficient passage for the escape of impurities while allowing only a negligible quantity of fluid to pass with respect to that entering the filter.
The single figure of the appended drawing represents, by way of example, an axial section through a filter for the implementation of the method, object of the present invention.
The filter shown comprises a filter body I surrounding a tubular filter element 2. This body I has an axial inlet 3. a lateral flush outlet 4, a lateral flush outlet 5 and sockets 6 for pressure gauges and remote control (not shown ). The body 1 ends with an axial outlet 7 opposite the inlet 3 and the space 4 'between the body I and the filter element 2 communicates with the outlet 4.
The tubular filter element 2 is of the type having a surface action and a smooth outer filtering surface. This filter element 2 is disposed axially inside the body 1 and is isolated from the inlet 3 by a domed bottom 8. The other end of the filter element 2 is
connected directly to outlet 7 by a tubing 9.
A retaining element consisting of a tronconi diaphragm
that deformable 10 is mounted between the filter element 2 and the
body 1. This diaphragm 10 is fixed between flanges 11 of the inlet 3 and of the body 1 and surrounds the filter element 2 such that its free end leaves only a small annular passage 12 around the filter element . A protective grid 13 is mounted on input 3.
The operation of the filter described is as follows:
The water, for example river water, enters the filter axially and flows in the form of a ring all around the filter element 2 with surface action. It passes through this element, leaving on its surface impurities larger than the fineness of the element.
The movement of water along the filter element 2 causes the sliding of the impurities towards the base of leakage of this element, while the clean water having penetrated inside the filter element, flows axially. to outlet 7 of the filter.
If the filter flushing opening 4 is closed, the flexible diaphragm 10 has its small diameter end against the filter element and the exhaust does not exist. But if we open the purge 5, the pressure difference between the inside (upstream) and the outside (downstream) of the diaphragm 10 causes an enlargement at the base of the leakage of the filter element 2 and thus allows a more or less fine ring of water to escape carrying with it the impurities which will have slipped along the filtering surface.
A judicious adjustment will therefore allow a necessary and sufficient exhaust for cleaning the filter, without admitting an unnecessary loss of water.
If foreign bodies (twigs, leaves, gravel, etc.) accumulate between the diaphragm 10 and the filter element, it is sufficient to evacuate them to open the flush 4 of the filter so that the internal pressure causes the opening. of diaphragm 10, the external pressure tending to cancel out.
At the same time this evacuation improves the sweeping of the filtering surface and consequently its cleaning.
To automate the filter, it is possible either to place a known automatic valve device with remote control and programmer, or to place on the flush 4 of the filter an automatic hydraulic valve of the Clayton type with membrane and valve, including the servo-control chamber of the valve. membrane is directly connected to the filter downstream. Under these conditions, when the filter becomes clogged, the differential pressure between upstream and downstream causes the automatic opening of the valve and consequently of the deformable diaphragm 10, which ensures the exhaust and cleaning of the filter.
It should be noted that the use of the automatic hydraulic device makes it possible to purge the filter only when this becomes necessary and that this purge consumes only a fraction of the nominal flow. There is therefore always a flow of filtered water available. Likewise in the event of non-automation (water of constant quality), i.e. in the event of a partially open purge, the constant exhaust will consume only a very small part of the nominal flow rate thanks to the small annular space between the flexible diaphragm and filter element.
Instead of the domed bottom 8, one could provide a flat bottom or any other shape. The protective grid 13 is not compulsory and could be deleted.
On the other hand, it will be noted that the same effect of cleaning the filtering surface could be obtained by adapting to the base of an existing laminar filter, for example, a fixed or mobile shutter valve whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the filter element having its smooth filter surface inside. In this variant, the clearance between the valve and the filter element ensures the exhaust.
Instead of the valve, an annular exhaust space could be provided at the base of the filter element before the flush valve.
The deformable diaphragm could be formed of metal elements
deformable metal, for example lamellae arranged one
on the others.