Appareil do filtrage.
La présente invention a pour objet un appareil de filtrage comprenant une paroi filtrante, formée par au moins un fil enroule en hélice sur un support, des moyens de nettoyage, en forme de lames, pénétrant dans la rainure formée entre les spires adjacentes de l'hélice, et des moyens pour produire un mouvement relatif entre la paroi filtrante et les moyens de nettoyage suivant deux directions, l'une longitudinale et l'autre périphérique par rapport à la paroi filtrante.
L'appareil de filtrage suivant l'invention est caractérisé en ce que les moyens de net toyage sont construits et disposés de telle manière qu'ils pénètrent dans la partie la plus étroite de ladite rainure, mais pas jusqu'à la profondeur totale du fil.
Le dessin annexé représente, a, titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil.
La fig. 1 est une vue en coupe-élévation d'une première forme d'exécution ;
La fig. 2 est une vue de détail à plus grande échelle d'une coupe horizontale selon la ligne AB de la fig 1 ;
La fig 3 est une vue schématique en perspective d'une variante du support pour la paroi filtrante ;
Iva fig.-t mantre sehématiquement une autre variante ;
La fig. 5 est une vue schématique représentant une autre variante ;
Les fig 6'à. 9 montrent diverses manières d'enrouler le fil formant filtre, les dimensions des parties agissantes étant exagérées pour plus de clarté.
Le filtre montré en fig. 1 et 2 comprend une chambre 1, ayant une entrée 3, une sortie 5 et un collecteur 7. La chambre 1 est fermée par un couvercle 9 à partir duquel descendent dans la chambre un certain nombre de tiges 11 qui supportent, à leur extrémité inférieure, un anneau 13 dont la surface externe appuie contre la surface interne 15 d'une nervure horizontale prévue à l'intérieur de la chambre 1. Un arbre 21 passe eentralement à travers le couvercle 9, dans lequel il est monté de manière étanche au moyen d'un presse-étoupe 23. L'arbre 21 repose dans un palier allongé prévu dans une partie 25 en saillie sur la face inférieure du couvercle 9 L'extrémité inférieure de l'ar- bre 21 est logée dans un palier 27 formé dans une saillie dirigée vers le haut dans le fond du collecteur 7.
A proximité de l'extrémité inférieure de l'arbre 21 se trouve une partie carrée 311, sur laquelle est fixée la base 33 d'une cage filtrante, laquelle est formée de tiges'35 boulonnées, à leur extrémité inférieure, sur la base 33 et vissées, à leur partie supérieure, dans une pièce annulaire 37 à section en forme de L. La surface externe de cette dernière pièce est en contact glissant avec la pe riphérie interne de l'anneau 13. L'organe fil trant consiste en un fil 39 enroulé en hélice sur l'extérieur des tiges 35.
Le fluide à filtrer arrive par l'entrée 3, passe à travers la rainure hélicoïdale formée entre les tours du fil 39 vers l'intérieur de la cage filtrante et, de là, dans l'espace situé au-dessous du couvercle 9 par le sommet de la cage filtrante, pour sortir finalement par l'orifice 5.
Pour le nettoyage de la rainure héli- cöïdale entre les. enroulements du fil, on prévoit un grattoir 41. qui va maintenant être décrit. Le grattoir 41 a la forme d'une barre verticale dans la surface de laquelle, en face du fil 39, sont taillées des lames en forme de sections de filetage 43 de même pas que le fil enroulé 39, de manière que les pointes du filetage 43 pénètrent dans les parties adjacentes de la rainure hélicoïdale entre les enroule ments du fil.
La formation des lames de nettoyage sous forme d'un filetage présente l'avantage qu'elles peuvent être coupées im médiatement dans un tour, et aussi qu'elles sont profilées pour se conformer au profil de la. rainure hélieoïdale dans laquelle elles travaillent, de sorte que, non seulement il n'est pas nécessaire de déformer continuellement ces lames sous l'action de la paroi filtrante, au fur et à mesure du nettoyage, mais, de plus, les lames peuvent être écartées de la rainure et y être insérées de nouveau sans peine. Les pointes des filets formant les lames pénètrent dans la partie la plus étroite de la rainure entre les enroulements du fil,
mais sans passer au delà de ce dernier, de
sorte qu'elles ne peuvent venir en contact
avec les tiges supports 35.
La. barre 41 est
trapézoïdale, comme indiqué en 44 (fig. 2) ;
elle est plus large du côté faisant face au fil
39, de sorte que les lames 43 peuvent avoir
une tendance à s'introduire sous les impure
tés déposées dans la rainure, et à chasser
ces impuretés au dehors. La barre 41 est . montée de manière à pouvoir glisser à la fois
dans les, sens axial et radial de la cage fil
trante sur une broche 45 vissée, à son som
met, dans l'anneau 13, et portée par une con
sole 46 à. sa base. Des ressorts 47, logés dans
des évidements de la broche 45, forcent le
grattoir 41 dans le sens radial, pour le faire
s'engager sur la paroi filtrante 39. Un res
sort faible 49 supporte le grattoir 41.
Deux
cames 51, disposées verticalement au-dessus
l'une de l'autre sur la. paroi de la cage fil
trante, forcent le grattoir 41 à s'écarter con
tre l'action de ses ressorts 47 et à se dégager
ainsi du fil 39 de la paroi filtrante, et cela.
une fois pour chaque tour de la cage.
Pendant le nettoyage, la cage de filtrage
tourne, le grattoir étant en prise avec la rai
nure hélicoïdale formée par le fil enroulé 3'9,
et, par suite de cette rotation, le grattoir se
trouve poussé vers le bas contre l'action de
son ressort 49. Lorsque le grattoir se trouve
déplacé radialement par les cames 51, ses
lames, n'étant plus en engagement avec le fil
3, 9, ne le retiendront pas davantage vers le
bas. Par conséquent, le ressort 49 le renverra
dans sa position la plus élevée, de sorte que, si la cage continue de tourner, le grattoir
s'engagera de nouveau dans la. rainure héli-
cotidale de la paroi filtrante, dès que les
cames 51 le permettront.
Si on le désire, on
peut commander le déplacement vertical du
grattoir au moyen d'une came et non plus du
ressort 49.
Un avantage d'une telle construction ré
side dans le fait que la paroi filtrante peut
tourner toujours dans la même direction, mal-
gré qu'on ait prévu un grattoir en prise
avec une rainure hélicoïdale, le dispositif de
nettoyage opérant un mouvement en quatre temps : premièrement, mouvement de grat- table en relation de travail avec la paroi filtrante, deuxièmement, éloignement de la paroi filtrante, troisièmement, mouvement de retour sans relation de travail avec la paroi filtrante, et quatrièmement, déplacement pour revenir en position de travail avec ladite paroi. Ceci est en contradiction avec l'idée de tourner la paroi filtrante d'abord dans un sens, et ensuite en sens contraire.
Si, cepen- dant, on juge convenable de faire tourner al ternativement dans un sens ou dans l'autre la cage filtrante, on peut alors supprimer les cames 51. le grattoir se déplaçant simplement vers le haut et vers le bas, suivant que la cage filtrante tourne d'abord dans une direction ou dans l'autre.
En fig. 3, on a indiqué une cage filtrante dans laquelle les tiges 35 sont remplacées par des nervures 35a en saillie vers l'extérieur, et faisant partie d'un cylindre perforé 35b solidaire de la base 33 de la pièce tournante. Le fil 39 est enroulé sur le som- met des nervures 35a
La construction représentée en fig. 4 est analogue a celle de la fig. 3, sauf que l'on a supprimé une des nervures 35a, de sorte que le fil 39 se trouve considérablement aplati en 52. Dans ce cas, on n'a pas prévu de ressort 47 agissant radialement pour pousser le grattoir vers l'intérieur.
Lorsque le grattoir 41 atteint la partie aplatie 52 du fil, il se dé- gage automatiquement dudit fil 39 et se trouve ramené à sa position initiale par le ressort 49. Dans l'appareil décrit précédem- ment, la surface filtrante pourrait présenter une dépression au lieu d'une partie plate.
Dans la. construction représentée en fig. 5, une des nervures 35a est supprimée, comme dans la construction de la fig. 4, et le fil de filtrage 39 est abaissé sous une tige 53.
Dans ce cas, les lames de grattage 43 ne se dégagent pas complètement du fil 39, mais la cage de filtrage tourne alternativement dans un sens et dans l'autre. Si l'on suppose que cette cage de filtrage, représentée sur la fig. 5 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, lorsque. les bords 43a des lames de grat- tage 43 atteignent la position qu'ils occupent sur la figure, ils ont poussé devant eux les matières solides déposées entre les enroulements du fil 39, et ces matières ont été proje téesdansla,dépression 55 formée par la partie enfoncée du fil 39 ; de là, elles tombent dans le collecteur.
Dans les exemples décrits, on a supposé que c'était la paroi filtrante qui tournait devant le grattoir. On comprend cependant que cette paroi peut être fixe et le grattoir mobile autour d'elle
Si on le désire, on peut donner au grattoir un léger mouvement circulaire autour de la cage filtrante, soit lorsqu'il est en prise avec sa paroi, soit lorsqu'il en est écarté.
Ainsi, bien que la paroi filtrante puisse tourner de manière continue, un tel arrangement permet au grattoir de s'engager de nouveau sur une partie de la paroi filtrante qui a déjà été nettoyée, de sorte que, lorsqu'il s'engage de nouveau sur ladite paroi, le grattoir ne pousse pas les impuretés devant lui dans le courant de liquide filtré.
Si on le désire, le nettoyage peut être rendu intermittent en écartant le grattoir de la paroi filtrante, et en le ramenant en prise avec ladite paroi, après un intervalle de temps donné. Ceci peut être fait, soit dans le cas d'un mouvement relatif entre la paroi filtrante et le grattoir dans une seule direction, soit dans le cas d'un mouvement relatif en sens alterné. Une telle méthode est parfois utile en ce qu'elle permet l'emploi de métaux différents pour le grattoir et pour la paroi filtrante entre lesquels se produirait une action électrolytique défavorable s'ils étaient continuellement en prise (les lames métalli- ques minces du grattoir de nettoyage sont aisément attaquées par une action électrolyti- que).
Cette méthode est également utile lorsque les lames de nettoyage sont d'une lon- gueur telle, par rapport à la périphérie de la paroi filtrante qu'elles réduisent considérablement la surface de filtrage, lorsqu'elles sont en prise.
Le grattoir peut 6tre forme d'une matière plus molle que le fil de filtrage, de sorte que ledit grattoir s'appuie de manière continue contre ledit fil, gardant de manière permanente un bord de nettoyage affilé. Le grat- toir peut être, par exemple, en cuivre jaune ou en"monal".
On comprend que, bien que, sur les dessins, les enroulements du fil 39 aient été représentés comme considérablement écartés les uns des autres, leur écartement réel est en rapport avec le degré de filtrage désiré, et, dans certains cas, par exemple pour du pé- trole, il est de l'ordre d'un centième de millimètre, ou même plus petit.
Dans les constructions décrites ci-dessus, les enroulements du fil 39 peuvent être maintenus séparés sur le support par l'effet de l'élasticité propre du fil, et par l'action des lames 43 du grattoir 41 entre lesquelles et les ditsenroulements se manifeste un mouvement relatif continu pendant le nettoyage. D'autre part, on peut obtenir l'écartement désiré des enroulements du fil en enroulant celui-ci sur un filetage hélicoïdal formé à la surface du support ; une telle construction donne un-filtre robuste. Le support peut, par exemple, présenter, dans sa-surface, un filetage ordi naire unique formé par découpage, pression ou moulage ou en enroulant le fil, de manière à l'obliger à s'enfoncer légèrement dans le sup- port.
Le support peut également être muni d'un filetage multiple ; dans une variante, on peut employer un filetage à pas simple, grossier, le pas étant tel, relativement au diamè- tre du fil, que, lorsque celui-ci y est enroulé, les enroulements adjacents dudit fil forment entre eux l'espace voulu et que le fil s'enfonce dans ledit filetage sur une hauteur moindre que la moitié de son diamètre. Un tel filetage est l'équivalent, en ce qui concerne l'écarte- ment des enroulements du fil, d'un filetage multiple dont l'un des pas est omis.
La fig. 6 montre un fil 39 enroulé dans un filetage hélicoïdal 38 taillé dans le support 35.
La fig. 7 représente un fil 39 enroulé dans une partie 38 d'un filetage hélicoïdal double 38-40, les lames 43 du grattoir faisant face à l'autre partie 40 dudit filetage, ce qui garantit'sûrement que les pointes déli cates des lames 43 ne viennent en contact avec le support 35a.
Sur la fig. 8, on a représenté un filetage double 3'8-40 taillé dans le support 3Sa
Dans la partie 38 est enroulé un fil 61 et dans la partie 40 un fil 63 ; dans le filet héli- coïdal formé entre les fils 61 et 63 est enroulé le fil 39. Le grattoir nettoie l'enroulement extérieur et grossier 39, tandis que la couche intérieure peut être nettoyée par refoulement du liquide filtré.
La construction illustrée en fig. 9 est la même que celle de la fig. 8, excepté qu'une couche de tissu 65 est insérée entre le fil 39 et les fils 61, 63 ; la couche 65 peut être en treillis, en étoffe ou en papier.
On doit remarquer que, bien que les rainures de filtrage entre les enroulements du fil 39 peuvent être extrêmement fines, les lames du grattoir ont la forme d'un V trapu et sont par conséquent robustes.
Ce dispositif offre un contraste frappant avec les lames de grattoir combinées avec des filtres en forme de disques dans lesquels la forme des lames est longue et extrêmement mince, plus mince que la largeur de la rainure qui doit être nettoyée. La durée d'usage des lames robustes décrites est considérable, même lorsqu'elles sont employées pour net toyer des filtres sur lesquels le fluide a dé- posé des impuretés ayant une action abrasive et même si l'on établit les lames en une matière plus douce que celle constituant la paroi filtrante.
La hauteur totale des lames de nettoyage 43 dans le sens de leur pénétration, à partir de leur racine, doit être légèrement inférieureJà l'épaisseur du fil de filtrage enroulé en hélice et la largeur de ces parties des lames à leur base ou racine doit être à peu près égale à leur hauteur, comme il est visible sur la fig. 6 par exemple.