FR2902024A1

FR2902024A1 - Filtre a decolmatage automatique

Info

Publication number: FR2902024A1
Application number: FR0652038A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Chrupalla
Original assignee: Alfa Laval Moatti SAS
Current assignee: Alfa Laval Moatti SAS
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-14

Abstract

Filtre constitué d'une ou plusieurs paires d'éléments filtrants, comportant chacun un tamis, empilés.Selon l'invention, chaque élément filtrant (11) compartimenté comporte des tronçons (47) de canaux longitudinaux jouxtant une bordure (21) circulaire délimitant le tamis (20) de sorte que les tronçons empilés définissent un ensemble de colonnes de distribution susceptibles d'être mises successivement en communication avec un distributeur rotatif de décolmatage.

Description

L'invention se rapporte à un filtre à décolmatage automatique du type

comprenant au moins une paire d'éléments filtrants, essentiellement annulaires et plats, munis de tamis, empilés selon un axe. Elle concerne plus particulièrement l'agencement des moyens de décolmatage automatique desdits tamis. Le brevet français publié sous le n 2 779 359 décrit une structure de filtre utilisant des éléments filtrants plats, annulaires, comportant chacun une face dite interne, une face dite externe et un tamis. Le tamis, annulaire, s'étend entre deux bordures circulaires concentriques, respectivement intérieure et extérieure. Des nervures radiales, régulièrement réparties circonférentiellement et s'étendant en vis-à-vis de part et d'autre du tamis entre lesdites bordures concentriques permettent de former des secteurs sur la face interne et sur la face externe. De tels éléments filtrants sont destinés à être assemblés l'un contre l'autre de façon que leurs faces internes, en regard, définissent un espace compartimenté radialement par les nervures radiales en contact desdites faces internes. Des passages sont ménagés, pour chaque secteur, sur les bordures intérieure et extérieure. En empilant un nombre choisi de paires d'éléments filtrants, on obtient la surface de filtrage souhaitée pour l'application envisagée. Typiquement, le fluide à filtrer pénètre dans l'empilage par les passages situés radialement à l'intérieur, traverse les tamis, pénètre, purifié dans les différents espaces définis ci-dessus et ressort par les passages définis radialement à l'extérieur. Bien entendu, la circulation du fluide entre les tamis pourrait être inversée ou agencée différemment. Dans ce dispositif antérieur connu, on met en oeuvre un décolmatage par contre-courant utilisant le fluide propre disponible, sous pression, à la sortie du filtre. Pour cela, un distributeur est monté axialement dans l'empilage et entraîné en rotation. Il comporte une embouchure longitudinale susceptible d'entrer en communication avec tous les passages définis sur les bordures intérieures le long d'une même génératrice de l'empilage annulaire. Ce distributeur est en communication avec une sortie d'évacuation du fluide chargé des impuretés provenant du décolmatage, secteur par secteur. Lors de la rotation du distributeur, les secteurs se trouvent isolés les uns après les autres et ne reçoivent plus de fluide à nettoyer. Au contraire, une fraction du fluide qui vient d'être nettoyé pénètre à contre-courant dans le secteur isolé, (qui s'étend sur toute la hauteur de l'emplilage) et provoque le décolmatage des parties de tamis délimitées par ces secteurs. Le fluide véhiculant les impuretés résultant du décolmatage peut être traité par un second étage de filtration ou par un système centrifuge. Des purges périodiques permettent de débarrasser le système de ces impuretés. La structure de filtrage décrite ci-dessus nécessite un distributeur rotatif s'étendant axialement sur la totalité de l'empilage des éléments filtrants. Sa longueur dépend donc de la taille du filtre, ce qui est un obstacle à la baisse du prix de revient d'un tel filtre. De plus, il s'agit d'un élément relativement encombrant qui empêche d'étendre la surface de filtrage radialement vers l'intérieur de l'empilage. L'invention permet de surmonter ces inconvénients.

Plus particulièrement, l'invention concerne en premier lieu un filtre comprenant au moins une paire d'éléments filtrants plats comportant chacun une face dite interne, une face dite externe, un tamis, deux bordures circulaires concentriques, respectivement une bordure intérieure et une bordure extérieure entre lesquelles s'étend ledit tamis et des nervures radiales, régulièrement réparties circonférentiellement et s'étendant en vis-à-vis de part et d'autre dudit tamis et entre lesdites bordures concentriques pour former des secteurs sur ladite face interne et sur ladite face externe, lesdits deux éléments filtrants étant assemblés l'un contre l'autre de façon que lesdites faces internes, en regard, définissent un espace compartimenté radialement par les nervures radiales en contact desdites faces internes, lesdites bordures extérieures et intérieures comportant des passages communiquant respectivement avec les secteurs, caractérisé en ce que chaque élément filtrant comporte des tronçons de canaux longitudinaux jouxtant l'une desdites bordures intérieure ou extérieure et communiquant respectivement avec les passages de celle-ci, lesdits tronçons de canaux empilés définissant un ensemble de colonnes de distribution parallèles s'étendant suivant une direction axiale et en ce qu'un distributeur rotatif de décolmatage comportant une embouchure est monté en rotation de façon que ladite embouchure soit périodiquement et sélectivement mise en communication avec chaque colonne de distribution.

Ainsi, le fait que l'embouchure rotative du distributeur soit reportée à une extrémité axiale du filtre permet d'utiliser le même type de distributeur quelle que soit la longueur de l'empilage des éléments filtrants.

De plus, les tronçons de canaux, s'ils sont définis dans la partie centrale de l'empilage, sont moins encombrants qu'un distributeur rotatif de l'art antérieur. On peut donc étendre la surface de filtrage, pour chaque élément filtrant, radialement vers l'intérieur. Lorsque les tronçons de canaux sont définis radialement intérieurement par rapport à la bordure intérieure de l'élément filtrant, ils communiquent respectivement avec les passages de la bordure intérieure de ladite face externe. Inversement, on peut agencer les tronçons de canaux radialement extérieurement par rapport à ladite bordure extérieure de l'élément filtrant. Dans ce cas, les tronçons de canaux communiquent respectivement avec les passages de la bordure extérieure de la face interne. Avantageusement, lesdits tronçons de canaux sont définis par des prolongements desdites nervures radiales rejoignant un anneau concentrique aux dites bordures circulaires concentriques. L'épaisseur de ces nervures et de cet anneau concentrique est égale à l'épaisseur cumulée des bordures circulaires et des nervures radiales des faces interne et externe, ceci pour chaque cellule de filtrage ou filtre élémentaire.

Avantageusement, ladite bordure extérieure de chaque élément filtrant est rattachée à des pattes de fixation, s'étendant à l'extérieur de ladite bordure et munies de trous pour le passage de tiges d'assemblage. En prévoyant les pattes de fixation à l'extérieur de l'emplacement des tamis, on augmente encore sensiblement la surface de filtrage. Avantageusement, le distributeur est entraîné par un moteur hydraulique. Ce moteur hydraulique peut être alimenté par le fluide filtré lui-même. Selon une autre caractéristique avantageuse, le filtre est caractérisé en ce que la ou les paire(s) d'éléments filtrants empilés axialement sont serrées entre un socle et un couvercle de distribution, en ce que ledit couvercle de distribution comporte des passages prolongeant lesdites colonnes de distribution et débouchant sur une surface annulaire de celui-ci et en ce que ledit distributeur rotatif comporte un canal d'évacuation relié à ladite embouchure, laquelle est définie sur une surface dudit distributeur en contact étanche et glissant avec ladite surface annulaire dudit couvercle où débouchent lesdits passages. L'embouchure se situe entre deux parties d'obturation de ladite surface dudit distributeur. Ceci permet d'isoler une partie du filtre avant son décolmatage pendant que la partie adjacente fait l'objet du décolmatage. On évite ainsi tout mélange entre fluide propre et fluide de décolmatage. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en plan de la face dite interne d'un élément filtrant entrant dans la constitution d'un filtre conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en plan de la face dite externe du 20 même élément filtrant ; - la figure 3A est une vue en perspective montrant l'assemblage de deux éléments filtrants ; - la figure 3B est une vue en perspective montrant les deux éléments filtrants assemblés ; 25 - la figure 4 est une vue en coupe d'un filtre complet ; - la figure 5 est une vue de dessous du distributeur ; et - les figures 6 à 8 sont des vues schématiques illustrant le décolmatage automatique par rotation continue du distributeur. En considérant plus particulièrement les figures 1 à 3, un 30 élément filtrant 11 entrant dans la constitution d'un filtre 15 ou 115 conforme à l'invention a une forme générale annulaire plate, d'axe x. Il comporte une face 17 dite interne, une face 19 dite externe, un tamis annulaire 20 et deux bordures circulaires concentriques, respectivement une bordure intérieure 21 et une bordure extérieure 23 entre lesquelles 35 s'étend ledit tamis. Les deux bordures 21, 23 s'étendent de part et d'autre du plan du tamis. L'élément filtrant comporte également des nervures radiales 25, régulièrement réparties circonférentiellement et s'étendant en vis-à-vis de part et d'autre du tamis. Ces nervures radiales 25 s'étendent d'une bordure circulaire à l'autre pour former des secteurs sur ladite face interne et sur ladite face externe. Les bordures circulaires 21, 23 ont la même hauteur, axialement, que les paires de nervures radiales 25 qui s'étendent en vis-à-vis de part et d'autre du tamis 20. En conséquence, lorsqu'on assemble au moins deux éléments filtrants 11 de ce type, l'un contre l'autre de façon que lesdites faces internes soient en regard l'une de l'autre, on définit un espace 27 compartimenté radialement par les nervures radiales 25 en contact, desdites faces internes. Dans l'exemple, le ou chaque espace 27 est traversé par du fluide purifié, les impuretés étant retenues par les deux tamis 20 du côté des faces externes. Comme visible sur les dessins, la bordure extérieure 23 de chaque élément filtrant comporte des passages 33 communiquant respectivement avec les secteurs des faces internes tandis que la bordure intérieure 21 de ce même élément filtrant comporte des passages 31 communiquant respectivement avec les secteurs des faces externes. Plus particulièrement, ces passages sont matérialisés par des encoches découpées dans lesdites bordures extérieure ou intérieure, d'un côté ou de l'autre du plan du tamis. L'agencement pourrait être inversé. De plus, la bordure extérieure 23 de chaque élément filtrant est rattachée à des pattes de fixation 35 s'étendant à l'extérieur de ladite bordure extérieure. Ces pattes sont munies de trous 37 pour le passage de tiges d'assemblage, typiquement des tiges filetées. Des oeillets mâles 39 et des oeillets femelles 40 sont agencés autour de ces trous, pour l'indexage de deux éléments filtrants l'un par rapport à l'autre. Dans l'exemple non limitatif représenté, chaque élément filtrant 11 est divisé en seize secteurs et comporte quatre pattes de fixation 35 régulièrement espacées circonférentiellement.

De chaque côté du tamis, une nervure circulaire 45, d'épaisseur inférieure à celle des nervures radiales, s'étend entre lesdites bordures intérieure et extérieure. Cette nervure contribue à rigidifier l'élément filtrant. Un filtre est réalisé par l'assemblage d'au moins deux éléments 35 filtrants 11 comme représenté à la figure 3B. Pour obtenir un filtre d'une capacité de filtrage voulue, il suffit d'empiler et assembler un nombre voulu de filtres élémentaires 15 comme celui de la figure 3B. Selon une caractéristique importante de l'invention, chaque élément filtrant 11 comporte des tronçons 47 de canaux longitudinaux jouxtant l'une desdites bordures intérieure ou extérieure et communiquant respectivement avec les passages de celle-ci. Dans l'exemple, lesdits tronçons de canaux 47 jouxtent la bordure intérieure 21. Bien entendu, la hauteur des tronçons de canaux correspond à l'épaisseur de la bordure. Dans l'exemple il y a donc seize tronçons de canaux. Lorsque les éléments filtrants sont empilés comme indiqué plus haut, les tronçons de canaux définissent un ensemble de colonnes de distribution 47A ou 147A parallèles s'étendant suivant une direction axiale. Dans l'exemple représenté, les tronçons de canaux 47 sont définis radialement intérieurement par rapport à ladite bordure intérieure 21 et communiquent respectivement avec les passages 31 de la bordure intérieure de ladite face externe. Ces tronçons de canaux sont définis par des prolongements rectilignes 50 desdites nervures radiales qui rejoignent un anneau 51 concentrique aux dites bordures circulaires concentriques. Cet anneau est de même épaisseur que lesdits prolongements 50 desdites nervures radiales en sorte que l'empilage des éléments filtrants reconstitue un conduit axial 55. Les éléments filtrants 11 sont réalisés par moulage incluant le tamis annulaire dans un plan médian. La partie moulée peut être en métal (par exemple un alliage d'aluminium) ou en matière plastique. Les nervures et bordures peuvent être revêtues d'élastomère pour éviter les fuites entre éléments filtrants. Comme on le voit sur la figure 4, les paires d'éléments filtrants sont empilées axialement et serrées entre un socle 59 et un couvercle de distribution 60. Le couvercle comporte des passages 62 prolongeant lesdites colonnes de distribution (ces passages ont la même section que les tronçons de canaux décrits précédemment), lesdits passages débouchant sur une surface 63 du couvercle. Par ailleurs, un distributeur rotatif de décolmatage 65, comportant une embouchure 66, est monté en rotation contre la face extérieure du couvercle, de façon que ladite embouchure 66 soit périodiquement et successivement mise en communication avec lesdites colonnes de distribution.

L'embouchure 66 est définie sur une surface plane du distributeur qui est en contact glissant avec la surface 63 correspondante, plane, du couvercle où débouchent les passages. Le distributeur rotatif comporte un canal d'évacuation 68 relié à ladite embouchure. Le distributeur est monté axialement en rotation autour d'une colonnette tubulaire 70 montée dans le prolongement du conduit axial 55 de l'empilage. L'ensemble qui vient d'être décrit ci-dessus est intégré dans un boîtier 75 comportant une entrée 77 de fluide impur à filtrer et une sortie 79 de fluide filtré. Le couvercle 60 constitue une cloison entre l'entrée et la sortie. L'empilage des éléments filtrants est immergé dans la partie du boîtier reliée à la sortie 79 et contenant du fluide filtré. Le fluide à nettoyer pénètre dans l'empilage via les passages 62 définis dans le couvercle de distribution 60. Le socle 59 comporte un trou central 80 établissant la communication entre le conduit axial 55 et la partie du boîtier qui contient le fluide filtré. Ce fluide alimente un moteur hydraulique 83 qui est mécaniquement couplé au distributeur 65 pour l'entraîner en rotation. Le distributeur communique avec une chambre annulaire 85 ménagée entre le moteur hydraulique et le filtre. Cette chambre annulaire communique avec une sortie 87 de récupération du fluide de décolmatage provenant du distributeur 65. Comme on le voit sur la figure 5, l'embouchure 66 du distributeur qui communique avec les passages 62 du couvercle, se situe entre deux zones d'obturation 88, 89 de la surface plane qui prend appui à la surface du couvercle. Dans l'exemple, l'embouchure 66 a un contour en forme de fente radiale. Le distributeur comporte aussi une surface d'appui marginale 91, diamétralement opposée à ladite surface plane mais ne prenant appui sur le couvercle que radialement à l'extérieur des orifices des passages 62 de celui-ci. Le canal d'évacuation 68 du distributeur communique en permanence avec l'espace annulaire 85. Les figures 6 à 8 illustrent la mise en communication entre le distributeur 65 et les différents secteurs du filtre. Dans la position de la figure 6, seul un secteur est en communication avec l'embouchure 66. Les secteurs adjacents sont partiellement isolés mais le fluide impur continue à circuler dans ceux-ci tandis que du fluide pur circule à contre-courant dans le secteur en communication avec le distributeur, ce qui provoque le décolmatage des fractions de tamis correspondantes. Sur la figure 7, on voit que lorsque l'embouchure 66 passe d'un secteur à l'autre, les deux secteurs adjacents sont isolés par lesdites zones d'obturation 88, 89. Sur la figure 8, le secteur suivant est pleinement en communication avec le distributeur, le secteur précédent commence à être remis en communication avec le fluide à nettoyer et le secteur adjacent à celui qui est en cours de décolmatage commence à être isolé. Ainsi, la configuration du distributeur empêche tout mélange entre le fluide de décolmatage et le fluide filtré.

Claims

REVENDICATIONS

1. Filtre comprenant au moins une paire d'éléments filtrants (11) plats comportant chacun une face (17) dite interne, une face (19) dite externe, un tamis (20), deux bordures circulaires concentriques, respectivement une bordure intérieure (21) et une bordure extérieure (23) entre lesquelles s'étend ledit tamis et des nervures radiales (25), régulièrement réparties circonférentiellement et s'étendant en vis-à-vis de part et d'autre dudit tamis et entre lesdites bordures concentriques pour former des secteurs sur ladite face interne et sur ladite face externe, lesdits deux éléments filtrants étant assemblés l'un contre l'autre de façon que lesdites faces internes, en regard, définissent un espace (27) compartimenté radialement par les nervures radiales en contact desdites faces internes, lesdites bordures extérieures et intérieures comportant des passages communiquant respectivement avec les secteurs, caractérisé en ce que chaque élément filtrant comporte des tronçons (47) de canaux longitudinaux jouxtant l'une desdites bordures intérieure ou extérieure et communiquant respectivement avec les passages de celle-ci, lesdits tronçons de canaux empilés définissant un ensemble de colonnes de distribution (47A, 147A) parallèles s'étendant suivant une direction axiale et en ce qu'un distributeur rotatif de décolmatage (65) comportant une embouchure (66) est monté en rotation de façon que ladite embouchure soit périodiquement et sélectivement mise en communication avec chaque colonne de distribution.

2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits tronçons (47) de canaux sont définis radialement intérieurement par rapport à ladite bordure intérieure (21) et communiquent respectivement avec les passages (31) de la bordure intérieure de ladite face externe.

3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits tronçons de canaux sont définis par des prolongements (50) desdites nervures radiales rejoignant un anneau (51) concentrique aux dites bordures circulaires concentriques.

4. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bordure extérieure (23) de chaque élément filtrant est rattachée à des pattes de fixation (35) s'étendant à l'extérieur de laditebordure extérieure et munie de trous (37) pour le passage de tiges d'assemblage.

5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que des oeillets mâle et femelle (39, 40) sont agencés autour de ces trous pour l'indexage des deux éléments filtrants d'une même paire, l'un par rapport à l'autre.

6. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit distributeur est entraîné par un moteur hydraulique (83).

7. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les paire(s) d'éléments filtrants empilés axialement sont serrées entre un socle (59) et un couvercle de distribution (60), en ce que ledit couvercle de distribution comporte des passages (62) prolongeant lesdites colonnes de distribution et débouchant sur une surface de celui-ci et en ce que ledit distributeur rotatif comporte un canal d'évacuation (68) relié à ladite embouchure (66), laquelle est définie sur une surface dudit distributeur en contact glissant avec ladite surface dudit couvercle.

8. Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite embouchure (66) se situe entre deux zones d'obturation (88, 89) de ladite surface dudit distributeur.