FR2833855A1 - Self-cleaning filter for filtering greasy effluents, has movable shutter to scrape each different sized mesh to push retained waste to outlet - Google Patents
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Abstract
Description
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Le domaine technique de l'invention est celui des filtres et dispositifs de filtrage qui sont utilisés dans les installations industrielles ou dans les stations de traitement d'effluents. The technical field of the invention is that of filters and filtering devices which are used in industrial installations or in effluent treatment stations.
Un des principaux problèmes rencontrés avec les filtres connus est celui du colmatage. Les effluents qui doivent être filtrés incorporent des résidus solides ou pâteux qui adhèrent aux mailles des tamis du filtre. Ces résidus arrivent à boucher le filtre et il est alors nécessaire de stopper l'installation pour démonter et nettoyer le filtre. One of the main problems encountered with known filters is that of clogging. The effluents which must be filtered incorporate solid or pasty residues which adhere to the mesh of the filter screens. These residues block the filter and it is then necessary to stop the installation to dismantle and clean the filter.
Le colmatage est d'autant plus fréquent que les mailles des tamis de filtrage seront fines. Clogging is all the more frequent as the meshes of the filter screens are fine.
Il est donc difficile de réaliser de façon continue un filtrage à la fois fin et efficace des boues provenant de stations de forage pétrolier ou bien de stations d'épuration. It is therefore difficult to continuously carry out both fine and efficient filtering of sludge from oil drilling stations or from purification stations.
On connaît par le brevet US4931180 un filtre auto nettoyant qui comprend un tube filtrant sur lequel sont appliqués des racleurs entraînés par un moteur. Le fluide à filtrer est introduit à l'intérieur du tube filtrant et le filtrat est évacué radialement. US Pat. No. 4,931,180 discloses a self-cleaning filter which comprises a filter tube to which wipers driven by a motor are applied. The fluid to be filtered is introduced inside the filter tube and the filtrate is discharged radially.
Un inconvénient d'un tel filtre est qu'il ne comporte qu'une dimension de maille de filtrage. Il est donc nécessaire lorsque l'on souhaite à réaliser un filtrage progressif de prévoir plusieurs filtres disposés en cascade les uns derrières les autres. One drawback of such a filter is that it only has one dimension of filtering mesh. It is therefore necessary when it is desired to carry out a progressive filtering to provide several filters arranged in cascade one behind the other.
De plus la structure à tamis vertical de ce filtre conduit à une accumulation en partie basse et par gravité d'un mélange du fluide à filtrer et de résidus raclés. Ce filtre est donc mal adapté au filtrage de produits fluides contenant une proportion réduite d'impuretés. En effet, l'ouverture de la vanne d'évacuation des résidus conduira à une élimination d'une partie importante du fluide à filtrer. In addition, the vertical sieve structure of this filter leads to an accumulation at the bottom and by gravity of a mixture of the fluid to be filtered and scraped residues. This filter is therefore ill-suited to filtering fluid products containing a reduced proportion of impurities. Indeed, the opening of the residue evacuation valve will lead to the elimination of a large part of the fluid to be filtered.
C'est le but de l'invention que de proposer un filtre permettant de pallier de tels inconvénients. It is the object of the invention to propose a filter which overcomes such drawbacks.
Ainsi le filtre selon l'invention, peut aisément être décolmaté sans opérations de dépose ou de démontage. Thus the filter according to the invention can easily be unclogged without removal or disassembly operations.
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Le filtre selon l'invention permet ainsi de réaliser un décolmatage à distance et il autorise une évacuation des déchets sans perte du fluide filtré. The filter according to the invention thus makes it possible to perform unclogging from a distance and it allows waste to be evacuated without loss of the filtered fluid.
Ainsi l'invention a pour objet un filtre autonettoyant notamment pour le filtrage des effluents gras, filtre comprenant au moins un tamis filtrant disposé dans une cuve entre une ouverture d'amenée des effluents et une ouverture d'évacuation des effluents filtrés, filtre caractérisé en ce que le tamis comporte au moins une ouverture qui est obturée dans une première position dite de filtrage par un volet mobile, le volet pouvant se déplacer par l'action de moyens moteurs pour dégager l'ouverture. Thus, the subject of the invention is a self-cleaning filter, in particular for filtering fatty effluents, a filter comprising at least one filtering sieve placed in a tank between an opening for supplying effluents and an opening for discharging filtered effluents, filter characterized in that the screen has at least one opening which is closed in a first so-called filtering position by a movable flap, the flap being able to move by the action of motor means to release the opening.
Avantageusement le volet mobile pourra être appliqué sur le tamis de façon à assurer un raclage de celui ci lors du déplacement du volet ainsi que la poussée vers l'ouverture des résidus retenus par le tamis. Advantageously, the movable flap can be applied to the screen so as to ensure scraping of the latter during movement of the flap as well as the push towards the opening of the residues retained by the screen.
Le ou les tamis pourront être circulaires la cuve étant cylindrique, le ou les volets ayant en section la forme de secteurs solidaires d'un arbre disposé au niveau de l'axe de la cuve, l'ouverture du ou des tamis ayant également la forme d'un secteur. The screen (s) may be circular, the tank being cylindrical, the section or flaps having in section the shape of sectors integral with a shaft disposed at the axis of the tank, the opening of the screen (s) also having the shape of a sector.
Chaque tamis pourra délimiter avec le tamis précédent ou avec un couvercle de la cuve une chambre de réception des effluents, le volet du tamis considéré ayant une hauteur sensiblement égale à la hauteur de la chambre de réception. Each sieve may delimit with the preceding sieve or with a cover of the tank an effluent receiving chamber, the component of the sieve considered having a height substantially equal to the height of the receiving chamber.
Le filtre pourra comporter une canalisation de récupération des déchets qui sera disposée en dessous de la ou des ouvertures des tamis. The filter may include a waste recovery pipe which will be disposed below the opening (s) of the screens.
La cuve pourra comporter un moyen de chauffage. The tank may include a heating means.
Le moyen de chauffage pourra comprendre des canalisations d'un fluide caloporteur disposées dans une paroi de la cuve. The heating means may include pipes of a heat transfer fluid disposed in a wall of the tank.
Le moyen de chauffage pourra assurer une température dans le filtre comprise entre 80 et 95 C. The heating means can provide a temperature in the filter of between 80 and 95 C.
Avantageusement le filtre selon l'invention pourra comprendre au moins deux tamis ayant des dimensions de mailles différentes et décroissantes de l'amont du filtre vers l'aval. Advantageously, the filter according to the invention may comprise at least two sieves having different and decreasing mesh dimensions from the upstream of the filter downstream.
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L'invention a également pour objet un équipement de filtrage mettant en oeuvre un tel filtre. The invention also relates to filtering equipment implementing such a filter.
Cet équipement permet de réaliser les opérations de nettoyage et décolmatage de façon automatique et cyclique sans interruption du procédé de traitement dans lequel l'équipement de filtrage est disposé. This equipment makes it possible to carry out the cleaning and unclogging operations automatically and cyclically without interrupting the treatment process in which the filtering equipment is placed.
L'installation de filtrage d'effluents selon l'invention pourra comprendre au moins un filtre alimenté en effluents préchauffés qui sont mis sous pression par une pompe. The effluent filtering installation according to the invention may comprise at least one filter supplied with preheated effluents which are pressurized by a pump.
L'installation comprendra avantageusement au moins deux filtres autonettoyants, filtres alimentés en effluents par une vanne à trois voies qui permet de mettre un filtre hors circuit d'alimentation quand l'autre se trouve alimenté. The installation will advantageously include at least two self-cleaning filters, filters supplied with effluents by a three-way valve which allows one filter to be switched off when the other is supplied.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation de filtrage pourra comprendre un dispositif d'injection d'eau et ou de vapeur sous pression raccordé à la cuve, dispositif d'injection qui sera mis en oeuvre lors du nettoyage du filtre. According to another characteristic of the invention, the filtering installation may comprise a device for injecting water and or steam under pressure connected to the tank, an injection device which will be used when cleaning the filter.
D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un filtre selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale de ce filtre, coupe réalisée suivant le plan dont la trace AA est visible sur la figure 1, cette coupe montre un volet en position d'obturation, - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2, et montre le volet en position ouverte, - la figure 4 est un schéma synoptique d'un équipement de filtrage selon l'invention. Other advantages of the invention will appear on reading the description which follows of a particular embodiment, description made with reference to the accompanying drawings and in which: - Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of a filter according to the invention, - Figure 2 is a cross-sectional view of this filter, section taken along the plane whose trace AA is visible in Figure 1, this section shows a flap in the closed position, - the Figure 3 is a section similar to Figure 2, and shows the flap in the open position, - Figure 4 is a block diagram of filtering equipment according to the invention.
En se reportant à la figure 1, un filtre autonettoyant 1 selon l'invention comprend une cuve 2 sensiblement cylindrique comportant un fond 2a et fermée en partie supérieure par un couvercle 3. Referring to FIG. 1, a self-cleaning filter 1 according to the invention comprises a substantially cylindrical tank 2 comprising a bottom 2a and closed at the top by a cover 3.
Le couvercle 3 porte une ouverture 5 d'amenée des effluents à filtrer. Cette ouverture est obturée par une The cover 3 carries an opening 5 for supplying the effluents to be filtered. This opening is closed by a
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première vanne 6. Le fond 2a porte une ouverture axiale 7 d'évacuation des effluents filtrés, cette ouverture d'évacuation est fermée par une deuxième vanne 8. first valve 6. The bottom 2a carries an axial opening 7 for discharging the filtered effluents, this discharge opening is closed by a second valve 8.
La paroi cylindrique 2b de la cuve du filtre est creuse et renferme des canalisations 4, régulièrement réparties angulairement (voir aussi figure 2), reliées les unes aux autres et qui s'étendent sur sensiblement toute la hauteur de la paroi 2b. Ces canalisations constituent un moyen de chauffage de la cuve. The cylindrical wall 2b of the filter tank is hollow and contains pipes 4, regularly angularly distributed (see also Figure 2), connected to each other and which extend over substantially the entire height of the wall 2b. These pipes constitute a means of heating the tank.
A cet effet elles transportent un fluide caloporteur, par exemple de l'eau chaude, qui est fourni par une source de chaleur S non représentée ici en détails (par exemple une chaudière ou un échangeur thermique). For this purpose they transport a heat transfer fluid, for example hot water, which is supplied by a heat source S not shown here in detail (for example a boiler or a heat exchanger).
Pour le filtrage d'un effluent gras tel que de l'huile usagée ou de la graisse animale ou végétale, le moyen de chauffage sera défini de façon à assurer une température dans le filtre comprise entre 80 et 95 C. For filtering a fatty effluent such as used oil or animal or vegetable fat, the heating means will be defined so as to ensure a temperature in the filter of between 80 and 95 C.
La cuve 2 est traversée axialement par un axe 9 qui est monté tournant sur des paliers 10a, lOb et qui peut être entraîné en rotation par un moteur 11 solidaire du couvercle 3 de la cuve. The tank 2 is crossed axially by an axis 9 which is mounted to rotate on bearings 10a, lOb and which can be rotated by a motor 11 secured to the cover 3 of the tank.
La cuve renferme ici trois tamis filtrants 12a, 12b et 12c qui sont parallèles entre eux et perpendiculaires à l'axe 9. Les tamis sont constitués par des grilles métalliques réalisées par exemple en acier inoxydable. Les dimensions de maille des grilles seront choisies de préférence différentes d'un tamis à l'autre. On donnera une dimension de maille décroissante d'un tamis à l'autre et de l'amont du filtre (du côté de l'ouverture d'amenée d'effluents 5) vers l'aval (du côté de l'ouverture d'évacuation des effluents filtrés 7). The tank here contains three filter screens 12a, 12b and 12c which are parallel to each other and perpendicular to the axis 9. The screens are formed by metal grids made for example of stainless steel. The mesh dimensions of the grids will preferably be chosen different from one sieve to another. We will give a decreasing mesh size from one sieve to another and from the upstream of the filter (on the side of the effluent supply opening 5) downstream (on the side of the opening of evacuation of filtered effluents 7).
On choisira par exemple une dimension de maille de l'ordre de 5mm pour le premier tamis 12a, 3mm pour le deuxième tamis 12b et 2mm pour le troisième tamis 12c. We will choose for example a mesh size of the order of 5mm for the first screen 12a, 3mm for the second screen 12b and 2mm for the third screen 12c.
Les tamis 12 sont rendus solidaires de la cuve par un moyen approprié, par exemple par des équerres de fixation 17. The screens 12 are made integral with the tank by an appropriate means, for example by fixing brackets 17.
Avantageusement la fixation des tamis sera démontable pour faciliter le remplacement d'un tamis usagé ou le changement des tailles de maille des tamis. Advantageously, the fixing of the screens will be removable to facilitate the replacement of a used screen or the change of the mesh sizes of the screens.
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Selon une caractéristique essentielle de l'invention, chaque tamis 12 comporte une ouverture 13a, 13b, 13c. Les ouvertures de chaque tamis ont toutes sensiblement la forme d'un quart de cercle (voir figure 2). Elles sont superposées les unes au-dessus des autres et disposées au-dessus d'un bol 14 d'évacuation des résidus. Le bol 14 est raccordé à une tuyauterie 15 fermée par une vanne 16. According to an essential characteristic of the invention, each screen 12 has an opening 13a, 13b, 13c. The openings of each sieve all have substantially the shape of a quarter of a circle (see Figure 2). They are superimposed one above the other and arranged above a bowl 14 for discharging residues. The bowl 14 is connected to a pipe 15 closed by a valve 16.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque ouverture est obturée dans une première position dite de filtrage par un volet mobile 18a, 18b ou 18c. According to another characteristic of the invention, each opening is closed in a first so-called filtering position by a movable flap 18a, 18b or 18c.
Chaque volet 18 a ainsi un profil en coupe transversale qui couvre un quart de cercle de surface supérieure à celle de l'ouverture 13 (voir figure 2). Pour réduire la masse du filtre, chaque volet est creux et réalisé en tôle emboutie. Each flap 18 thus has a cross-sectional profile which covers a quarter of a circle with a surface greater than that of the opening 13 (see FIG. 2). To reduce the mass of the filter, each flap is hollow and made of pressed sheet metal.
Tous les volets sont solidaires de l'arbre 9. Chaque volet se trouve ainsi appliqué sur un tamis 12 par sa face inférieure. Lorsque le moteur 11 entraîne l'arbre 9 il entraîne également les trois volets 18a, 18b et 18c. Chaque volet assure alors un raclage du tamis sur lequel il est positionné. All the flaps are integral with the shaft 9. Each flap is thus applied to a screen 12 by its underside. When the motor 11 drives the shaft 9 it also drives the three components 18a, 18b and 18c. Each flap then ensures scraping of the sieve on which it is positioned.
Chaque tamis 12 délimite, avec le tamis précédent ou avec le couvercle de la cuve, une chambre de réception 19a, 19b, 19c pour les effluents. Chaque volet 18 a une hauteur sensiblement égale à la hauteur de la chambre de réception. Each sieve 12 delimits, with the preceding sieve or with the cover of the tank, a receiving chamber 19a, 19b, 19c for the effluents. Each flap 18 has a height substantially equal to the height of the receiving chamber.
De plus, la face supérieure 20 de chaque volet est avantageusement plane et inclinée vers l'axe 9. On évite ainsi l'accumulation de déchets sur les volets. In addition, the upper face 20 of each flap is advantageously flat and inclined towards the axis 9. This avoids the accumulation of waste on the flaps.
Le fonctionnement de ce filtre est le suivant. The operation of this filter is as follows.
Les effluents sont introduits dans le filtre sous pression par l'ouverture d'amenée 5. Ils auront avantageusement été préchauffés afin de leur assurer une fluidité suffisante facilitant le filtrage. La pressurisation sera obtenue à l'aide d'une pompe. Pour des effluents gras on pourra préchauffer à 60 C et introduire les effluents à une pression de l'ordre de 0,1 à 0,2 MPa. The effluents are introduced into the pressure filter through the inlet opening 5. They will advantageously have been preheated in order to provide them with sufficient fluidity facilitating filtering. Pressurization will be achieved using a pump. For fatty effluents, it is possible to preheat to 60 C and introduce the effluents at a pressure of the order of 0.1 to 0.2 MPa.
La cuve du filtre est chauffée à une température comprise entre 800C et 90 C. Le filtrage se réalise progressivement par le passage sous pression des effluents au travers des The filter tank is heated to a temperature between 800C and 90 C. Filtering is carried out gradually by the passage of the effluents under pressure through the
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trois tamis 12a, 12b et 12c dont les dimensions de maille sont de plus en plus fines du tamis 12a au tamis 12c. three sieves 12a, 12b and 12c, the mesh dimensions of which are increasingly fine from the sieve 12a to the sieve 12c.
Les effluents filtrés 21 se retrouvent au fond de la cuve 2 et sont évacués par l'ouverture 7 vers une unité de récupération du filtrat (non représentée). La vanne 8 sera maintenue ouverte en permanence lors de l'introduction des effluents de façon à assurer un filtrage en continu sans surpressions excessives. The filtered effluents 21 are found at the bottom of the tank 2 and are discharged through the opening 7 to a filtrate recovery unit (not shown). The valve 8 will be kept open permanently during the introduction of the effluents so as to ensure continuous filtration without excessive overpressures.
Après une période de filtrage de l'ordre de 5 minutes, on arrête le filtrage pour assurer un nettoyage du filtre. Pour cela on ferme la vanne 6 de l'ouverture d'amenée 5 ainsi que la vanne d'évacuation 8. Puis on alimente le moteur 11 pour faire tourner l'axe 9 qui entraîne les volets racleurs 18 (voir figure 3). After a filtering period of the order of 5 minutes, the filtering is stopped to ensure cleaning of the filter. For this, the valve 6 of the inlet opening 5 is closed as well as the discharge valve 8. Then the motor 11 is fed to rotate the axis 9 which drives the scraper flaps 18 (see FIG. 3).
Lors de sa rotation, chaque volet 18 racle le tamis 12 sur lequel il est appliqué et pousse ainsi vers l'ouverture 13 les résidus 22 qui étaient retenus par le tamis 12. During its rotation, each flap 18 scrapes the screen 12 on which it is applied and thus pushes towards the opening 13 the residues 22 which were retained by the screen 12.
Les résidus tombent au travers des différentes ouvertures 13 dans le bol 14 et ils sont évacués par la canalisation 15 et la vanne 16 vers une unité de retraitement par exemple un incinérateur. The residues fall through the various openings 13 in the bowl 14 and they are discharged through the pipe 15 and the valve 16 to a reprocessing unit, for example an incinerator.
On voit ainsi que le filtre selon l'invention permet d'assurer un nettoyage simultané de plusieurs tamis de dimensions de mailles différentes. It can thus be seen that the filter according to the invention makes it possible to ensure simultaneous cleaning of several sieves of different mesh dimensions.
Ce filtre peut aisément être adapté à des caractéristiques de filtrage différentes en changeant un ou plusieurs tamis. This filter can easily be adapted to different filtering characteristics by changing one or more sieves.
Différentes variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Different variants are possible without departing from the scope of the invention.
Il est ainsi possible de donner aux ouvertures 13 des tamis des tailles et formes différentes, les volets auront dans tous les cas la forme appropriée permettant d'obturer les ouvertures des tamis. It is thus possible to give the openings 13 sieves of different sizes and shapes, the flaps will in any case have the appropriate shape for closing the openings of the sieves.
Il est bien entendu possible de définir des filtres comportant un seul tamis ou bien un nombre de tamis quelconque. It is of course possible to define filters comprising a single screen or any number of screens.
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La figure 4 montre une installation de filtrage 23 mettant en oeuvre deux filtres auto-nettoyants la et 1b selon l'invention. FIG. 4 shows a filtering installation 23 using two self-cleaning filters 1a and 1b according to the invention.
Les deux filtres sont alimentés en effluents préchauffés qui sont mis sous pression par une pompe 24. L'alimentation en effluents se fait au moyen d'une première vanne 25 à trois voies qui permet d'alimenter au choix l'un ou l'autre des deux filtres la, lb. Ainsi un des deux filtres se trouve toujours hors circuit d'alimentation quand l'autre se trouve alimenté. The two filters are supplied with preheated effluents which are pressurized by a pump 24. The effluents are supplied by means of a first three-way valve 25 which makes it possible to supply either one or the other. of the two filters 1a, 1b. Thus one of the two filters is always out of the supply circuit when the other is supplied.
La figure 4 montre également les deux ouvertures d'évacuation 7 qui sont reliées l'une et l'autre par une deuxième vanne trois voies 26 à une unité de traitement des effluents T (par exemple un séparateur de phases). FIG. 4 also shows the two discharge openings 7 which are both connected by a second three-way valve 26 to an effluent treatment unit T (for example a phase separator).
La figure 4 schématise également par S le moyen de chauffage auquel sont reliées en série les canalisations de chauffage 4 des deux filtres. FIG. 4 also diagrams by S the heating means to which the heating pipes 4 of the two filters are connected in series.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on dotera l'équipement de filtrage d'un dispositif 27 permettant l'injection d'eau et/ou de vapeur sous pression. According to another characteristic of the invention, the filtering equipment will be provided with a device 27 allowing the injection of water and / or steam under pressure.
Ce dispositif est raccordé par des canalisations 28 à des ouvertures portées par le couvercle de chaque filtre. Une troisième vanne trois voies 29 est interposée entre le dispositif d'injection d'eau et/ou de vapeur et les ouvertures. This device is connected by pipes 28 to openings carried by the cover of each filter. A third three-way valve 29 is interposed between the water and / or steam injection device and the openings.
Ainsi on pourra raccorder le dispositif 27 au choix à l'un ou à l'autre filtre. Thus, the device 27 can be connected as desired to one or the other filter.
On raccordera ce dispositif d'injection 27 au filtre qui est hors circuit d'alimentation en effluents. On pourra ainsi compléter l'opération de raclage des tamis 12 par les volets 18 par une opération de nettoyage à haute pression des tamis 12. This injection device 27 will be connected to the filter which is outside the effluent supply circuit. It will thus be possible to complete the operation of scraping the sieves 12 by the flaps 18 by a high pressure cleaning operation of the sieves 12.
Bien entendu les différentes vannes 25,26 et 29 seront toutes pilotées à distance par une unité électronique de commande 30. Of course, the various valves 25, 26 and 29 will all be controlled remotely by an electronic control unit 30.
Celle ci regroupera également les commandes des autres éléments de l'installation : pompe 24, moteurs de nettoyage des tamis 11. Elle pilotera aussi les différents paramètres This will also include the controls for the other elements of the installation: pump 24, sieve cleaning motors 11. It will also control the various parameters
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de l'installation de filtrage : régulation de la température des filtres, vitesse des volets, périodicité des cycles filtrage/nettoyage... of the filtering installation: regulation of the temperature of the filters, speed of the shutters, frequency of the filtering / cleaning cycles, etc.
Il est bien entendu possible de prévoir plus de deux filtres auto nettoyants par installation de filtrage. It is of course possible to provide more than two self-cleaning filters per filtering installation.
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