BE722992A - - Google Patents

Description

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  BREVET D'INVENTION   "Filtre à   couche filtrante expansible "   Jusqu'ici,   les filtres utilisant un produit granulaire , de sable généralement, ont été réalisés sous différentes formes, mais toutes ces conceptions, ont l'inconvénient d'avoir de sérieuses difficultés d'opération ou de moyens non-économiques (coûteux) de nettoyage du produit filtrant.

   Ces défauts ont beauooup limité l'emploi des filtres à produit granulaire qui, sans cela, conviendraient parfaitement pour de nombreuses applications. , 
Un précédent dispositif loge un panneau vertical de sable ( ce terme étant désigné ci-après pour dési- gner tout produit granulaire   convenable)   entre deux écrans 

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 (tamis)   vertical.   Le courant de fluide passa à travers les écrans et le panneau   aable  il en résulte que les particules filtrées forment une couche sur la face d'entrée du panneau.

   Ces particules sont enlevées, soit par un courant inverse de gaz, soit par l'enlèvement du panneau de sable et son remplacement par un panneau de sable propre, Ce dernier remplaoement est évidemment impraticable dans une installation commerciale et la première méthode présente le désavantage que les particules de poussière pénètrent inévi- tablement dans les interstices des grains de sable et provo- quent une chute de pression résiduelle qui a pour effet que lorsqu'elles sont soumises à un courant de gaz de sens inverse la sable n'est jamais complètement nettoyé et ne retrouve jamais sa caractéristique initiale de chute de pression. A la suite des inversions répétées du sens du oourant de gaz le filtre présente une chute de pression en augmentation constante et/ou une capacité progressivement réduite.

   Les filtres métalliques poreux constitués par des poudres de métaux frittées pour former des plaques poreuses présentent la même caractéristique éventuelle de blocage et sont, de plus, sujets à des fissures provoquées par les chocs thermiques lorsqu'ils sont utilisés à des températures élevées. 



   Une autre réalisation de filtre à sable utilise un panneau vertical en sable logé entre deux "ouvertures" dont les lames sont inclinées l'une vers l'autre et vers le bas. Le sable est retenu par les lames dans sa position de repos et est maintenu en déplacement vers le bas à travers le filtre en l'alimentant continuel- lement en sable à la partie supérieure au moyen d'une 

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 trémie, Ce sable étant évacué à la partie inférieure. Ce remplissage permanent avec du sable frais maintient un état constant du filtre et permet une opération continua, 
Cependant les particules collectées doivent être séparées du sable évacué (par exemple par tami- sage sous vibrations) et le sable épuré transporté à la trémie supérieure.

   Ce travail supplémentaire, tamisage du sable et sa manutention, est ici encore fort pou prati- que, Ceoi est particulièrement vrai dans les installations à haute température lorsque le sable est chaud, De plue, cette disposition ne peut fonctionner   avec   du sable très sale par crainte que les poussières collectées entrent dans le filtre pendant le mouvement de descente du sable. Ceoi se présente puisque la configuration des interstices change constamment quand le sable est on   mouvemont   et par suite per- met à la poussière d'être entraînée à travers oelui-oi. 



   Un autre dispositif est similaire à celui qui vient d'être décrit sauf que le sable n'est pas maintenu continuellement en mouvement dans le panneau filtrant. Mais un courant inverse de fluide enlève tout. le sable plus la couche filtrée sur le panneau où peut   être   laissé derrière quelque peu de sable résiduel essentiel.. lement propre, A la suite du oourant inverse de nettoyage par le gaz du sable propre provenant d'un réservoir sur- élevé remplit le panneau et l'opération do filtrage rooom- mence. les doux dispositifs employant   les   ouvertures à lames ont le désavantage do nécessiter des      vitesses relativement   faibles   du gaz à l'entrée pour que le sable no soit pas évacué des lames.

   Si un sable 

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 de grain plus gros est utilisé pour permettre des vitesses plus élevées, et par oonséquent des équipements de dimen- sions plus réduites,alors l'efficacité du filtrage est réduite car les interstices dans le sable sont plus   impor-   tant 13 , Si on utilise un sable fin pour augmenter l'effica- cité du filetage alors la chute de pression augmente et les dimensions de l'équipement doivent aussi augmenter pour éviter le "soufflage" du sable, 
Un autre dispositif encore utilise un panneau de sable horizontal reposant sur un écran horizon- tal. La couche d'impuretés se forme sur la partie inférieure de l'écran et pénètre quelque peu dans les premières couches de grains do sable.

   Le filtre fonctionne par période et est nettoyé par un courant do gaz inverse, tandis que l'ensemble est soumis   à   des vibrations par un moyen   mécanique.   Les vibra- tions provoquent un mouvement intergranulaire et par suite une   re-oriontation   dos interstices de/façon telle qu'un oourant de gaz peut avoir pour effet de chasser les particules oolleotées hors des interstices et, par suite, ramener le filtre à son état initial, 
Bien que présentant l'avantage de ne pas utiliser d'apparoils de manutention auxiliaires pour le sable, on subit l'inconvénient do devoir employer uno grande surface pour la vibration d'importantes masses do sable et la   difficulté   de pouvoir fonctionner à dos températures élevées à cause,

   de la souplesse requise en cer- tains points du support pour permettre les vibrations, 
La présente   invention   a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, elle concerne à cet effet un filtre à couche filtrante expansible,   oaraoté-   risé par un premier et un second écrans verticaux, avoo 

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 lesquels des lamas non perforées formant un angle aigu constituent dos canaux pratiquement parallèles non-commu- nioants, ces canaux rooevant un produit granulaire filtrant,   .

   le   dit produit occupant une grande partie   de   chaque canal, mais cependant moindre que le volume total du oanal de façon à laisser un   espace   vide, ce qui permet   de   fluidifier le pro- duit filtrant par un courant inverse de gaz, quand on désira débarrasser le produit filtrant des particules accumulées. 



   Un filtre suivait la présente invention pout être utilisé pour 1'enlèvement dos particules solides ou liquides ot est particulièrement conçu pour dos courants de gaz à température élevée. Ainsi, le filtre de la présente invention est particulièrement utile pour   l'enlèvement   des particules ayant une température supérieure à 1100 C, mais n'est pas limité à ce cas. De nombreuses études et applications existent concernant l'utilisation d'un milieu granulaire filtrant, do sable généralement, ainsi que dos filtres fibreux. 



   Dans ce filtre, les impuretés du courant gazoeux sont emprisonnées dans les interstices du produit constituant le filtre. Le courant inverse   d'air   qui agite la produit filtrant fluidifie celui-ci et on enlève les impuretés. 



   Il a été constaté que la présence d'un volume d'air dans les différents canaux est essentielle, et qu'il était bon, dans certaines   amb@@nee,    d'empocher   la courant de gaz de s'introduire à travers le filtre on remplis- sant partiellement le vide et/ou le produit filtrant avec les impuretés à enlever du courant de gaz.      



   Il a été oonstaté qu'il n'y a pas de vitesse critique pour le gaz. Ainsi, avec dos filtres . 

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 à sacs (tissu) on no peut dépasser le débit de 56 à 75 décimètres cubes par minute pour 9,2 décimètres carrés de surface de filtra. Avec le filtre de la présenta invention des débito atteignant 2,8 mètres   cubas   de gaz par minute sur une surface de filtre do 9,2 décimètres carrés ont été utilisées avoo le même type do filtration, en l'espèce de lé-   gères   fumées.

   Lorsqu'il s'agit de filtrer des produite plus grossiers la vitesse du gaz dans le filtre de la présente   Invention   peut tre plus élevée,   L'agencement   du filtre est tel quo le courant de fluide   impur     passe a     travers     l'écran   d'entrée,   à   travers le produit filtrant qui retient les impuretés, puis sort à travors 1'écran de sortie comme fluide propre, 
Après formation d'une couche   d'impuretés   sur le produit filtrant, un courant inverse de fluide crée une expansion 'du produit filtrant et évacue les particules à travers l'écran d'entrée d'où elles sont collectées et enlevées, 
Lorsque cosse le courant inverse le produit filtrant revient à sa position primitive contra l'écran de sortie et est,

   à nouveau , prêt à remplir son rô;e de filtrage, 
Un avantage de la présente invention ont que le produit filtrant n'a pas à   circuler   ou à être manipulé puisqu'il est toujours maintenu par les écrans dans les sections du filtre. Il n'y a donc pas de limites pour la vitesse du fluide puisquo le produit filtrant est maintenu   ontro   les écrans d'entrée et de   sortio,   
Un autre   avantage   est que le filtre peut être utilisé pour traiter des fluides à températures extrêmement élevées car o'est essentiellement un système statique qui, ne demande aucun déplacement de la structure du filtre ;

   seul le produit filtrant se déplace quand il est soumis à l'expansion pondant le cycle do nettoyage, 

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Un autro objet de   la.   présente invention est de fournir une couche filtrante   expansible   dans laquelle un produit   granulaire est   voisin d'un espace libre   où   ce produit filtrant peut se   détondre,   prendre de   l'expansion à   la façon des sacs de tissu qui peuvent être déformés. 



   Un autre objet de la présente invention est de fournir une couche filtrante expansible pour utilisation avec des courants de gaz à température élevée et que ce filtre soit simple, fiable, de rendement élevé, tout on étant pou   codteux à   installer et à entretenir, Un autre objet de la présente invention est de fournir une couche filtrante expansible constituée par un milieu granulaire disposé de façon telle quo loa particules collectées par le produit filtrant puissent   être   facilement enlevées par un nettoyage effectué au moyen d'un "brusque" courant inverse do gaz comme cola est couramment pratiqué avoc les filtres à métal poreux ou à sac do tissu. 



   Un autre objet do la présente invention est de fournir'un nouvel appareil do filtrage et un procédé par lequel le produit filtrant est fluidifié par un courant inverse de gaz dans la but do nottoyor le produit filtrant.      



   L'invention s'étend également aux   caractéristiques   ci-après et à loura divorsos combinaisons, 
Un exemple d'exécution de l'invention est   représenté   sur los dessins ci-joints dans   lesquels   : 

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 - la figure 1 est   une     'vue   en   coupe     d'une   réalisation du   filtre   do la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'une autre réalisation do la   présente   invention, - la figure 3 ost une vue en coupe suivant 3-3 do la   figure 2,   
Se référant 4 la figure 1, on y trouve une représentation du dispositif de couche filtrante expansible do la présente invention désigné d'une façon générale par 20,

   Ce dispositif 20 comporte un filtre 24 fixé de façon amovible entre doux sections do canalisa- tion 22 et 22'. Le filtre 24 possède un écran (tamis) d'entrée 26 et un écran do sortie 28, 
L'espace compris entre les écrans 26 et 28 est divisé on plusiours canaux parallèles. 



  Par exemple, un canal est constitué par des lames non perforées 30 et 32, Un produit filtrant granulaire   34  tal quo du sable, est disposé à l'intérieur de chacun des canaux et so trouve en contact avec l'écran de sortie 28,   La   sable au ropos s'établit sous un certain angle ot laisse un espace vido 36. Ainsi les canaux no sont pas complètement romplis do sable 34.

   Le vide 36 constitue un espace dans loquol le sable 34 peut être amené dans le but do fluidification par un courant inverse do gaz. 

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 la présence ospaoos vides 36 permet le nettoyage du filtre 24 par une "flexion" ou expansion do   fluidifioation   d'une manièro analogue au nettoyage d'un sao filtrant fibreux* Los écrans 26 et 28 empêchent la porte du produit filtrant et par   conséquent   évitent la nécessité d'un équipement do manutention auxiliaire. En outre, les écrans 26 ot 28   suppriment   les limites concernant los valeurs imposées pour la   vitesse   do transport dos grains pour quo les grains do sable no puissent pas être expulsés à travers le panneau filtrant. 



   Dans la figure 1, les particules filtrées enlevées du courant de gaz impur entrant seraient réunies sur la surface du produit filtrant 34établie à son angle do repos. Le produit filtrant   34   peut être nottoyé par un courant de gaz on sons inverse. Tout   d'abord,   la oourant inverse soulève le produit filtrant 34 de chaque canal pour le répartir dans   1'espace   36 et fluidifier le produit 34 oo qui a pour effet d'augmenter los interstices. 



  Les graina de sable frottent las uns sur les autres ce qui permet aux particules collectées d'être   évacuées   (par le souffle) à travers   l'écran   d'entrée 26, 
L'écran   d'entrée   26 sort également pour acenmuler les particules séparées   du   courant de gaz impur lors de leur contact avec cet écran. Suivant la nature des   poussières,   l'écran 26 peut constituer son propre "gateau-filtre" et, dans un tol cas,   fou@@@@@   :; un filtre à deux étages.

   Les particules agglomérées sur l'écran 26 sont facilement enlevées par l'écoulement inverse du gaz, 
Il a été constaté en service que dans le nettoyage du produit granulaire 34 avec un écoulement 

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 inverse de gaz suffisant pour fluidifier les grains, il so produit jusque un certain, degré un mélange dos particules filtrées dans les grains du produit filtrant:. En prolongeant la fluidifioation le produit filtrant pout être   complètement   débarrassé des particules collectées. Il est évidemment désirable de réduire au minimum la quantité do gaz on circu- lation inversée, Le mélange des particules collectées et du produit filtrant 34 résultant d'une circulation inversée réduite a été trouvée on pratique plutôt favorable que nuisible aux performances du filtre 24.

   Le résultat de   ,ce   mélange est qu'une certaine quantité do partioules collectées pénètrent assez loin dans le produit filtrant 34 pour atteindre   l'écran 28,   
Après évacuation par soufflage dos particules restant dans la première couche du produit filtrant 34 adjacente à l'écran 28,   colles   qui restent dans los interstices du produit 34 no peuvent s'échapper et en fait augmentent l'efficacité du filtrage dans le reste du cycle puisque l'ensemble formé par le produit do texture assez grossière et les particules collectées restées prison- nières constitue un labyrinthe avec interstices encore plus réduits pour le passage du gaz impur.

   Après saturation par les particules   oollootées   de la première couche de grains   du'   produit filtrant 34 adjacente à l'écran 26 et il se produit le début do formation d'un   "gateau",   c'est   celui-01   qui agit efficacement pour le nettoyage du courant de gaz impur dans la suite du cycle, 
Dans la   figure     1,   le courant d'en-   -tr6o   est tout d'abord on présence des espaces vides 36 après avoir traversé l'écran 26.

   Il est dans le domaine de la 

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 présente invention de renverser le sens de   l'écoulement   du gaz impur,   L'écran   28 peut dono être un écran   d'entrée,   
Dans ce cas, la vitesse d'admission sur l'écran ost limitée   à   celle qui pourrait fluidifier le produit filtrant 34 ou 
1'écarter do l'écran 28 et ainsi provoquer l'incursion" des particules do poussière dans le côté propre du.panneau du filtre, 
La figure 2 représente une autre réalisation de la présente invention désignée do façon générale par 38. Le dispositif de filtrage comprond doux tubulures rectangulaires 40 et 42   réunios   de façon amovible à leurs extrémités adjacentes à un éoran d'ontrée ou do sortie 44 do forme cylindrique.

   Un éoran d'entrée ou do sortie 46 également do forme cylindrique est placé à l'intérieur do l'écran   44.   Des cloisons concaves non perforées 48 ot 49 sont disposées entre los écrans 44 et 46. Une canalisation '      
50 peut être connectée à l'écran 46 pour évacuer le gaz propre qui y est accumulé. Un produit filtrant 52   oorrespon-'   dant au produit filtrant 34 ost placé entre les cloisons adjaoontes de façon identiquo   à   celle décrite au sujet do la figure 1 pour ménager des espaces vides 54. 



   Le filtre 38 fonctionne do la môme manière que celui décrit ci-dessus au sujet du filtre 20,   On   verra   évidemment   quo la   présente   invention peut être utilisée pour filtrer dos courants   liquideo   aussi bien quo des courants gazeux ot qu'elle peut être employée avco un produit filtrant granulaire covenable pour absorber los constituants gazoux d'un  mélange   de gaz,

   
Dans la présente invention il est essentiel que le produit   filtrant   granulaire soit 

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   associe   dans un   canal   avec un espace vide dans ce canal le produit filtrant peut-être fluidifié par un courant en sens inverse d'air ou do gaz pour enlever les parti- cules accumulées sans perdre do produit granulaire filtrant, Il convient do noter que la partie supérieure des cloisons dépasse toujours la partie inférieure de la cloison placée au-dessus d'elles dans chacune dos réalisations do la présente inventions 
Los canaux ont de préférenoo une largeur dépendant do l'intensité du courant inverse de gaz pour quo la totalité du produit soit fluidifié pendant le nettoyage par oourant inverse et soit uniformément réparti dans los canaux après ce   nettoyage,

     
A titre d'exemple, sans que cotte   indication   soit une limitation, on a constaté   quq   la fluidification et la répartition uniformes sont obtenues quand les canaux ont une largeur de trente centimètres avec un oourant d'air inverse de 50 décimètres cubes par   mn,   sous une pression do   3,5 à   4 kg par centimètre carré, 
La présente invention peut être réalisée sous l'action d'autres formes particulières sans sortir do   l'esprit   ou des caractéristiques essentielles do l'invention, 
 EMI12.1 
 R E V E N D I C A 2 I 0 N s 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1 ) Filtre à couche filtrante expansible , caractérisé pai un premier et un second écrans verticaux, avec lesquels dos lames non perforées formnt un angle aigu constituent dos canaux pratiquemont parallé-. les non-communicants, cos canaux recevant un produit granulairo <Desc/Clms Page number 13> filtrant, le dit produit occupant une grande- partie de chaque canal mais cependant moindro quo le volume total du canal do façon à laisser un espace vide, oo qui permet de fluidifier le produit filtrant par un courant inverse de gaz quand on désire débarrasser le produit filtrant des particules accumulées 2 ) Filtre conforme à la revendication 1,

caractérise on ce quo los lames sont disposées de façon telle que le bord supérieur d'une lame soit au-dessus du bord inférieur do la lame adjacente suivanto placée au-dessus, le produit filtrant dans chaque canal ayant sa périphérie inférieure comme déterminée par son angle do repos au-dessus d'une ligne droite s'étendant entre les dits bords de ses lames respectives.

3 ) Filtre conforme aux revondioationo 1 et 2 caractérise on ce que les écrans du filtre sont cir- culaires, le dit second écran étant disposé à 1'intérieur du dit premier écran, et los dites lames étant concaves, 4 ) Filtre conforme aux revendications 1 à 3 caractérisé en co quo le vide occupe approximativement 25 % du volume do son canal, 5 ) Filtre conforme aux revendications, 1 à 4 caractérisé en ce que les particules à haute tempé- ratures passent par les canaux non communicants pratiquement parallèles entre les écrans du filtre , le produit filtrant étant exposé à un courant impur contenant des particules à enlever,

cos particulos étant enlevées du courant on fluidifiant le produit filtrant dans 1'espace d'ai de pression inverso de gaz pondant que le produit filtrant est réparti dans son canal. <Desc/Clms Page number 14>

6 ) Filtre conforme aux revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le produit filtrant est uniformément fluidifié par la dito prussien inverse de gaz, et ramène uni- formément le produit filtrant dans la largeur do ses canaux respectifs pour qu'il puisse à nouveau être exposé à un courant impur,