FR2598093A1 - Filter unit with tangential flow - Google Patents

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Abstract

Filter unit with tangential flow employing a plurality of pleated filter cartridges enclosed in a jacket. This unit comprises a vertical casing consisting of two cylindrical enclosures 1, 2 joined along the equatorial plane, the lower enclosure 2 carrying near its frustoconical end a connecting box 12 from which elbows 13 depart, which are directed towards the equatorial plane, equal in number to the number of filter cartridges 14 and ending in an endpiece 17 for fitting in the cartridge and a radial conduit 15 ending in a coupling outside the casing, the flanges 7, 8 having, in the alignment of the emerging outlet 17 of the elbows 13, orifices 25, 26 in the section of the jacket 19 of the filter cartridge 14, the edges 27 in contact with the orifices of the two flanges 7, 8 being chamfered in order to fit with clamping onto the peripheral seals 22 of the jackets of the cartridges 14.

Description

Groupe de filtration à flux tangentiel.Tangential flow filtration group.

On a déjà proposé, notamment dans US-A-4#l78.248, un filtre micro-poreux utilisant une cartouche filtrante plissée qui est traversée par le filtrat, avec une circulation de faible débit d'une petite partie du fluide entrant le long de la paroi du filtre afin d'entraîner les particules séparées qui seraient susceptibles de colmater la surface filtrante.We have already proposed, in particular in US-A-4 # 178.248, a micro-porous filter using a pleated filter cartridge which is crossed by the filtrate, with a low flow circulation of a small part of the fluid entering along from the wall of the filter in order to entrain separated particles which could clog the filtering surface.

Dans ce filtre la cartouche est maintenue entre le fond et le couvercle du filtre par deux collets en saillie venant s'engager dans les deux orifices centraux d'extrémité de la cartouche et elle est entourée par une chemise avec aux deux extrémités des communications entre la chambre intérieure du carter du filtre et l'espace délimité d'un côté par la chemise et de l'autre par la surface filtrante plissée. Dans US-A-4.178.248 le liquide mère est introduit par le couvercle du carter dans la chambre intérieure du carter et le filtrat est extrait à travers un passage dans le collet solidaire du couvercle, un orifice de petite section étant en outre prévu au fond du carter pour évacuer la petite partie du fluide chargée d'assurer l'évacuation des particules séparées.Un joint peut être prévu à la périphérie de la chemise pour éviter un passage direct du liquide mère entre l'entrée et l'orifice d'évacuation au fond du carter.In this filter, the cartridge is held between the bottom and the filter cover by two projecting collars which engage in the two central end holes of the cartridge and it is surrounded by a jacket with communications between the inner chamber of the filter housing and the space delimited on one side by the jacket and on the other by the pleated filter surface. In US-A-4,178,248 the mother liquid is introduced through the housing cover into the interior chamber of the housing and the filtrate is extracted through a passage in the collar secured to the cover, an orifice of small section being further provided in the bottom of the casing to evacuate the small part of the fluid responsible for evacuating the separated particles. A seal may be provided at the periphery of the jacket to prevent direct passage of the mother liquid between the inlet and the orifice discharge at the bottom of the housing.

Ce filtre présente divers inconvénients qui résultent notamment de son faible débit en filtrat et de la faible efficacité de l'entraînement des particules résultant du débit réduit du liquide d'entraînement des particules et des écoulements en sens inverses du débit tangentiel et du filtrat, cette inversion soumettant les particules à des forces en opposition.This filter has various drawbacks which result in particular from its low flow rate of filtrate and the low efficiency of entrainment of the particles resulting from the reduced flow rate of the entrainment liquid of the particles and flows in opposite directions of the tangential flow rate and the filtrate, this inversion subjecting the particles to opposing forces.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et elle a pour objet un groupe de filtration à flux tangentiel comportant un carter vertical constitué par deux enveloppes cylindriques réunies selon le plan équatorial du carter par deux flasques accolés et se terminant à l'opposé des deux flasques chacune par une culotte tronconique avec un raccord sommital, l'enveloppe inférieure portant vers son extrémité tronconique une boîte de raccordement d'où partent des coudes dirigés vers le plan équatorial, en un nombre égal au nombre des cartouches filtrantes et se terminant par un embout d'emboîtement de la cartouche et une conduite radiale aboutissant à un raccord extérieur au carter, les flasques accolés s'étendant sur toute la section du carter et présentant, dans l'alignement du débouché des coudes, des orifices à la section de la chemise de la cartouche filtrante,les bords au contact des orifices des deux flasques étant chanfreinés pour emboîter en les serrant les joints périphériques des chemises des cartouches.The object of the present invention is to remedy these drawbacks and its subject is a tangential flow filtration group comprising a vertical casing constituted by two cylindrical casings joined along the equatorial plane of the casing by two flanges joined together and terminating opposite of the two flanges each by a frustoconical pants with a summit connection, the lower envelope carrying towards its frustoconical end a connection box from which leave the elbows directed towards the equatorial plane, in a number equal to the number of the filter cartridges and ending by a fitting socket for the cartridge and a radial pipe leading to a connection outside the casing, the joined flanges extending over the entire section of the casing and having, in alignment with the outlet of the elbows, orifices in the section of the liner of the filter cartridge, the edges in contact with the orifices of the two flanges being chamfered to fit together by tightening the seals s peripheral sleeves of cartridges.

Selon une autre caractéristique l'extrémité amont de chaque cartouche est fermée par un embout'avec surface supérieure conique pour former déflecteur pour le flux.According to another characteristic, the upstream end of each cartridge is closed by a nozzle with a conical upper surface to form a deflector for the flow.

Selon une autre caractéristique un orifice de faible section est prévu dans la partie des flasques à l'intérieur du carter pour permettre la vidange de la partie supérieure du carter.According to another characteristic, a small section orifice is provided in the part of the flanges inside the casing to allow the emptying of the upper part of the casing.

Dans le groupe de filtration conforme à l'invention le liquide mère est admis par le raccord supérieur du carter, le filtrat est évacué en bas du carter par la conduite radiale et le débit d'entraînement des particules est évacué par le raccord inférieur du carter. Il en résulte qu'en l'absence de débit du filtrat, le débit d'entraînement des particules est égal au débit d'entrée, qu'au moment de l'arrêt du prélèvement du filtrat la surpression temporaire aboutit à un écoulement inverse à travers les pores de la surface filtrante,ce qui décolle les particules qui ont été aspirées contre la paroi filtrante et, en raison des écoulements parallèles de part et d'autre de la surface filtrante, il s'avère que les particules adhèrent moins à la paroi en raison de l'absence, à l'échelle microscopique, d'un point où dans le filet traversant la surface la vitesse longitudinale s'annule avant de slinver- ser, les particules rebondissant contre la surface pour être entraînées par le flux au lieu de se plaquer contre elle sous l'effet d'une accélération centripète.In the filtration unit according to the invention, the mother liquid is admitted through the upper connection of the casing, the filtrate is discharged at the bottom of the casing by the radial pipe and the particle entrainment flow is evacuated by the lower connection of the casing . It follows that in the absence of a flow of the filtrate, the entrainment flow of the particles is equal to the inlet flow, that when the filtration of the filtrate is stopped the temporary overpressure results in a reverse flow at through the pores of the filtering surface, which loosens the particles that have been sucked against the filtering wall and, due to the parallel flows on either side of the filtering surface, it turns out that the particles adhere less to the wall due to the absence, at the microscopic scale, of a point where in the net crossing the surface the longitudinal speed is canceled out before slipping, the particles bouncing against the surface to be entrained by the flow at the instead of pressing against it under the effect of a centripetal acceleration.

On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention avec référence au dessin ci-annexé qui est une vue en coupe verticale partielle du groupe.An exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to the attached drawing which is a partial vertical sectional view of the group.

Le carter du groupe comporte une chemise supérieure 1 et une chemise inférieure 2 munies respectivement d'un cône de diffusion 3 et d'un cône collecteur 4 avec un raccord, respèctive- ment 5 et 6 au sommet des cônes. Les deux chemises sont réunies sensiblement dans le plan équatorial du carter par des flasques respectivement 7 et 8 qui occupent toute la section du carter.The group casing comprises an upper jacket 1 and a lower jacket 2 provided respectively with a diffusion cone 3 and a collecting cone 4 with a connector, respectively 5 and 6 at the top of the cones. The two liners are joined substantially in the equatorial plane of the casing by flanges 7 and 8 respectively which occupy the entire section of the casing.

Ces flasques sont étanchés par un joint 9 et serrés par des boulons engagés dans des perçages 10 en regard réalisés dans la couronne périphérique des flasques.These flanges are sealed by a seal 9 and tightened by bolts engaged in opposite holes 10 made in the peripheral ring of the flanges.

Dans le volume de la chemise inférieure 2 et près de son plan de raccordement avec la culotte conique 4 est montée,en étant soutenue par des bras 11, une boîte de raccordement 12. De la partie supérieure de cette boîte de raccordement 12 partent une pluralité de coudes 13 en nombre égal au nombre de cartouches filtrantes 14 que comporte le groupe. Une conduite radiale 15 part de la partie inférieure de la boite de raccordement 12 et se termine à l'extérieur du carter par une bride de raccordement 16. Chaque coude 13 se termine par un embout 17 dirigé parallèlement à l'axe du carter et qui s'emboîte de façon étanche dans l'embout inférieur 18 de la cartouche 14.La cartouche comporte de façon connue deux embouts 18 réunies par une chemise 19 aux deux extrémités de laquelle sont réalisés des orifices 20. Dans cette chemise est montée la surface filtrante 21 qui est plissée longitudinalement. La chemise de la cartouche porte un joint périphérique 22.In the volume of the lower jacket 2 and near its connection plane with the conical pants 4 is mounted, being supported by arms 11, a connection box 12. From the upper part of this connection box 12 leave a plurality of elbows 13 in number equal to the number of filter cartridges 14 that the group comprises. A radial pipe 15 starts from the lower part of the connection box 12 and ends outside the housing by a connection flange 16. Each elbow 13 ends with a nozzle 17 directed parallel to the axis of the housing and which fits tightly in the lower end piece 18 of the cartridge 14.The cartridge comprises in known manner two end pieces 18 joined by a jacket 19 at the two ends of which are made orifices 20. In this jacket is mounted the filtering surface 21 which is pleated longitudinally. The cartridge liner has a peripheral seal 22.

L'embout supérieur 18' de chaque cartouche est fermé par un bouchon 23 surmonté par un capuchon conique 24 qui dévie pour les répartir les filets fluides.The upper end 18 'of each cartridge is closed by a plug 23 surmounted by a conical cap 24 which deviates to distribute the fluid threads.

Dans les flasques 7 et 8 sont réalisés des orifices 25 et 26 au diamètre extérieur de la chemise d'une cartouche filtrante, ces orifices étant alignés avec les manchons 17 des coudes 13. Les bords des orifices 25 et 26 sont chanfreinés en 27 pour venir emboîter et serrer le joint 22 des cartouches.In the flanges 7 and 8 are made orifices 25 and 26 with the outside diameter of the jacket of a filter cartridge, these orifices being aligned with the sleeves 17 of the elbows 13. The edges of the orifices 25 and 26 are chamfered at 27 to come fit and tighten the seal 22 of the cartridges.

En outre un orifice 28 de section réduite est réalisé dans les flasques 7, 8 pour permettre la vidange avant démontage de la chambre supérieure du carter lorsque les cartouches sont colmatées et doivent etre changées.  In addition, an orifice 28 of reduced section is made in the flanges 7, 8 to allow emptying before disassembly of the upper chamber of the casing when the cartridges are clogged and must be changed.

Le liquide mère à filtrer rentre par le raccord 5 selon la flèche F, se répartit dans le cône 3 et pénètre dans la cartouche par les orifices 20 supérieurs suivant les flèches
F1. Le flux se partage en un filtrat qui circule selon les fléches F3 pour être évacué par la conduite 15 et un débit de refus F2 qui est évacué de la cartouche par les orifices 20 inférieurs, collecté par le cône 4 et sort par le raccord 6.The mother liquid to be filtered enters through the connector 5 according to arrow F, is distributed in the cone 3 and enters the cartridge through the upper orifices 20 according to the arrows
F1. The flow is divided into a filtrate which circulates according to the arrows F3 to be evacuated via line 15 and a refusal flow F2 which is evacuated from the cartridge through the lower orifices 20, collected by the cone 4 and leaves via the connector 6.

Pour changer les cartouches on déboulonne les flasques 7 et 8 et après séparation des demi-carters 1, 2, on peut extraire les cartouches qui ne sont plus retenues avec le demi-carter inférieur que par emboîtement sur les embouts 17. To change the cartridges, the flanges 7 and 8 are unbolted and after separation of the half-casings 1, 2, the cartridges which are no longer retained with the lower half-casing can be removed only by fitting onto the end pieces 17.

Claims (3)

RevendicationsClaims 1. Un groupe de filtration à flux tangentiel utilisant une 1. A tangential flow filtration group using a cartouche filtrante plissée enfermée dans une chemise, cartou pleated filter cartridge enclosed in a folder, cartridge che qui est alimentée à sa périphérie, à l'intérieur de la che which is fed at its periphery, inside the chemise, avec le liquide à filtrer, le filtrat étant recueilli jacket, with the liquid to be filtered, the filtrate being collected dans l'espace interne de la cartouche avec un débit circulant in the internal space of the cartridge with a circulating flow le long de la paroi extérieure du filtre pour entraîner les along the outer wall of the filter to entrain particules séparées, separate particles, caractérisé en ce qu'il comporte un carter vertical constitué characterized in that it comprises a vertical casing constituted par deux enveloppes cylindrique (1-2) réunies selon le plan by two cylindrical envelopes (1-2) joined according to the plan équatorial du carter par deux flasques (7-8) accolés et se equatorial of the casing by two flanges (7-8) joined and terminant à l'opposé des deux flasques,chacune par une culotte ending opposite the two flanges, each with panties tronconique (3-4) avec un raccord sommital (5-6), l'enveloppe frustoconical (3-4) with a top connection (5-6), the casing inférieure (2) portant vers son extrémité tronconique une lower (2) carrying towards its frustoconical end a boîte de raccordement (12) d'où partent des coudes (13) dirigés connection box (12) from which extend elbows (13) directed vers le plan équatorial, en un nombre égal au nombre des car towards the equatorial plane, in a number equal to the number of coaches touches filtrantes (14) et se terminant par un embout (17) filtering buttons (14) and ending with a nozzle (17) d'emboîtement de la cartouche et une conduite radiale (15) for fitting the cartridge and a radial pipe (15) aboutissant à un raccord extérieur au carter, les flasques leading to an external connection to the casing, the flanges (7-8) accolés s'étendant sur toute la section du carter et (7-8) contiguous extending over the entire section of the casing and présentant dans l'alignement du débouché (17) des coudes (13), having in alignment with the outlet (17) of the elbows (13), des orifices (25-26) à la section de la chemise (19) de la holes (25-26) in the section of the jacket (19) of the cartouche filtrante (14),les bords (27) au contact des orifices filter cartridge (14), the edges (27) in contact with the orifices des deux flasques (7-8) étant chanfreinés pour emboîter en two flanges (7-8) being chamfered to fit in les serrant les joints périphériques (22) des chemises des tightening the peripheral seals (22) of the jackets of the cartouches (14). cartridges (14). 2. Un groupe de filtration à flux tangentiel selon la revendi 2. A tangential flow filtration unit according to the resale cation 1, cation 1, caractérisé en ce que l'extrémité amont de chaque cartouche (14) est fermée par un embout (23) avec surface supérieure characterized in that the upstream end of each cartridge (14) is closed by a nozzle (23) with upper surface (24) conique pour former déflecteur pour le flux. (24) conical to form a deflector for the flow. 3. Un groupe de filtration à flux tangentiel selon l'une quel 3. A tangential flow filtration group according to which one conque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un orifice de faible section (28) est prévu dans la partie des flasques (7-8) à l'intérieur du carter (1-2) pour permettre la vidange de la partie supérieure du carter.  conch of claims 1 and 2, characterized in that a small section orifice (28) is provided in the part of the flanges (7-8) inside the casing (1-2) to allow the emptying of the part upper case.
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