CH386989A

CH386989A - Filtre

Info

Publication number: CH386989A
Application number: CH1459362A
Authority: CH
Inventors: Doucet Charles
Original assignee: Brasco Sa
Priority date: 1962-12-12
Filing date: 1962-12-12
Publication date: 1965-01-31

Description

Filtre
La présente invention a pour objet un filtre pour l'enlèvement de matières en suspension dans un fluide, comportant une partie filtrante divisée en plusieurs zones distinctes, parcourues séparément par le fluide à filtrer et aptes à être nettoyées séparément, le fluide à filtrer étant envoyé aux différentes zones par un distributeur disposé en dehors de la partie filtrante et relié à celle-ci par des canaux correspondant chacun à une zone de la partie filtrante. Ce filtre est destiné à être utilisé en particulier pour la filtration d'eau, soit en vue de l'obtention d'eau potable, soit en vue de l'épuration d'eaux usées.

Le filtre selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits canaux sont disposés au centre du distributeur pour alimenter radialement les zones filtrantes et en ce que le distributeur comprend, d'une part, un stator de forme tronconique divisé en autant de secteurs qu'il y a de zones dans la partie filtrante, chacun de ces secteurs étant relié à un desdits canaux centraux, et d'autre part, un rotor présentant une partie en contact avec la surface tronconique du stator pour interrompre l'arrivée du fluide à filtrer dans au moins un des secteurs du stator et permettre un écoulement du fluide en sens inverse dans la zone filtrante correspondant à ce secteur en vue du nettoyage et de l'évacuation des impuretés accumulées dans cette zone.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du filtre faisant l'objet de la présente invention ainsi que des variantes.

La fig. 1 est une vue en élévation, en coupe axiale du filtre.

La fig. 2 est une vue en plan d'un détail de la fig. 1 à plus grande échelle.

La fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 2.

La fig. 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la fig. 2.

La fig. 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la fig. 1.

La fig. 6 est une coupe axiale d'une variante de détail de la fig. 1.

La fig. 7 est une coupe axiale d'une autre variante par la ligne 7-7 de la fig. 8.

La fig. 8 est une coupe par la ligne 8-8 de la fig. 7.

La fig. 9 est une coupe d'une troisième variante par la ligne 9-9 de la fig. 10.

La fig. 10 est une coupe par la ligne 10-10 de la fig. 9.

Le filtre représenté à la fig. 1 comprend une partie filtrante désignée d'une façon générale en 1, divisée en douze zones distinctes at, a2, a3, as, a5, a6, a7, a8, a9 a10, a, al2, comme cela est visible à la fig. 2 et un distributeur 2 destiné à envoyer le fluide à filtrer, pénétrant dans le filtre en 3, aux différentes zones.

La partie filtrante 1 est constituée par un empilage de disques 4, fixé sur une plaque de base 5 au moyen de douze tirants 6 répartis également à la périphérie des disques 4. Chaque disque 4 comporte une armature formée d'un moyeu central 7 à partir duquel rayonnent douze bras 8 aboutissant chacun à un renflement 9 solidaire d'un cercle périphérique 10, chaque bras étant en outre solidaire d'un cercle intérieur 11 délimitant douze secteurs centraux correspondant aux douze zones al, a2... aj2. Des nervures de renforcement 10's'étendent radialement à partir du cercle 10 avec lequel elles sont venues de fabrication. Un écran filtrant 12 en une matière connue telle que treillis, toile en matériau fritté, etc. est disposé dans chaque secteur formé entre les cercles 10 et 11 et deux bras adjacents 8.

Cet écran filtrant 12 est tendu de façon à être incliné vers l'extérieur à partir du cercle intérieur 1 1 et, dans l'empilage, les disques 4 sont alternativement retournés de sorte qu'entre deux disques superposés l'inclinaison de l'écran filtrant est inversée, ce qui a pour effet de ménager ainsi des passages 13 pour arrivée du fluide
à filtrer entre les deux surfaces filtrantes d'inclinai
sons inverses de ces deux disques, à partir des secteurs centraux al, au,... a12. Des joints étanches 14,
14' et 14" (O-ring ou plats) sont disposés entre les cercles 10, 1 1 et le moyeu 7, respectivement des disques superposés pour empêcher le passage du fluide
à filtrer d'une part,

directement à l'extérieur des dis
ques 4 sans traverser la surface filtrante 12, et d'autre part, le long d'une tige tubulaire 15 traversant les moyeux 7 de l'empilage et s'étendant sur toute la
hauteur de la partie filtrante.

L'empilage de disques 4 est serré par les tirants 6
entre la plaque inférieure 5 et une plaque supérieure
16 traversée au centre par la tige tubulaire 15 avec interposition d'une garniture de joint étanche 17. Un diaphragme 18 bombé vers le haut, est disposé au-des
sus de la plaque 16 de façon à ménager un espace libre 19 dans le but qui sera décrit plus loin. Ce
diaphragme 18 est fixé au moyen de boulons 20 sur un anneau souple 21 lui-même retenu de façon étan
che sur la plaque 16 par l'intermédiaire de pattes 22
serrées à l'aide d'écrous 23 3 vissés sur les extrémités filetées des tirants 6. Une tige 24 est fixée à une de
ses extrémités au centre du diaphragme 18 et à l'au
tre extrémité au centre d'un autre diaphragme 25 de
plus petit diamètre que le diaphragme 18 et faisant partie d'un dispositif multiplicateur de pression.

Le
diaphragme 25 est serré entre deux pièces 27 et 28 formant une chambre cylindrique 26, ces deux pièces
étant assemblées et vissées au moyen de goujons 29
sur l'extrémité supérieure d'une enveloppe 30 entou
rant la partie filtrante 1. Un ressort équilibreur 31
est disposé entre le fond de la pièce 28 et une ron
delle 32 s'appuyant contre le diaphragme 25.

La chambre 26 du dispositif multiplicateur de pression est remplie d'un liquide et communique avec une vanne automatique 33 par un conduit 34. Cette
vanne 33 de type connu comporte un poussoir 35 monté coulissant à l'intérieur d'un boîtier étanche 36, une extrémité de ce poussoir présentant une tête 37
destinée à agir sur la paroi souple d'un organe obturateur 38, l'autre extrémité du poussoir 35 étant fixée
à un diaphragme 39 déplaçable contre l'action d'un ressort réglable 40 sous l'effet d'une variation de pression agissant à l'intérieur du boîtier 36 comme il sera décrit plus en détail ci-après.

Le distributeur 2 disposé au-dessous de la partie filtrante 1 comprend une partie fixe ou stator 41 et une partie rotative ou rotor 42 entraînée à partir d'une poulie 43. Le stator 41 est de forme tronconique pour
assurer l'étanchéité et le rattrapage de l'usure avec le rotor 42. Il présente à la grande base une bride 44 boulonnée sur la face inférieure de la plaque 5. Un axe fileté 45 est vissé dans l'extrémité correspondante à la petite base du stator et porte à son extrémité libre un écrou goupillé 46 servant à maintenir la poulie 43 sur un manchon 47 du rotor par l'intermédiaire d'un roulement à billes 48.

Douze fentes fi, f2, fI, f4, f5, fG, f, fs, fs, f10, fll, f12, sont pratiquées dans le stator le long des génératrices de celui-ci, chacune de ces fentes communiquant avec un secteur bl, b2, b3, b4, b5, bs, bl, b8, b9, b16, bill, b12 formé à l'intérieur du stator 41 et chacun de ces secteurs correspondant à un des secteurs al,

au,... a12 de l'empilage de disques 4 à travers une ouverture centrale 49 ménagée dans la plaque 5 et divisée également en douze secteurs (voir fig. 5). Le distributeur 2 est ainsi relié à la partie filtrante 1 par un faisceau de canaux, chaque canal de ce faisceau correspondant à une zone de la partie filtrante.

Le rotor 42 du distributeur 2 présente une extension creuse 50 solidaire du manchon 47 tourillonné sur l'arbre 45 et s'appliquant contre le stator 41 de chaque côté d'une des fentes fl, f2,... f12 de celui-ci de façon à interrompre l'arrivée du fluide à filtrer à l'un des secteurs du stator et à ne faire communiquer qu'une seule de ces fentes avec l'intérieur de l'extension 50 chaque fois que le rotor 42 tourne d'un douzième de tour. Une grille 51 de préfiltrage solidaire de ce rotor 42 entoure le stator 41 pour empêcher des corps solides d'avoir accès aux fentes fl, f2,... f12. Le rotor 42 peut être entraîné en rotation de façon continue ou par saccades.

L'ensemble du distributeur 2 est enfermé dans une enveloppe 52 fixée à l'enveloppe 30 de la partie filtrante 1 au moyen de boulons 53, la plaque 5 étant serrée entre ces deux enveloppes. Un écran 3' est disposé en aval de l'entrée 3 du fluide à filtrer, cet écran servant à faire dévier les corps solides en suspension dans ledit fluide pour éviter d'endommager la grille 51. Une conduite 54 pour du fluide de nettoyage dont il sera question plus loin, communique avec l'extension creuse 50 du rotor 42 du distributeur et est normalement fermée à son extrémité extérieure par l'organe obturateur 38. Un conduit de vidange 55 est agencé à la base de l'enveloppe 52.

Une conduite (non représentée) est en outre disposée dans la partie inférieure de la boîte de distribution ou enveloppe 52 du filtre pour l'introduction dans au moins une section du stator d'un produit destiné à se fixer dans au moins une zone de la partie filtrante, par exemple un adjuvant tensioactif. L'injection se fait évidemment lorsque la purge se trouve être fermée par une vanne télécommandée.

La sortie du filtre est indiquée en 56 sur l'enveloppe 30 et un purgeur d'air 57 normalement fermé est également agencé dans l'enveloppe 30 et sert, le cas échéant, à évacuer l'air enfermé dans la partie supérieure de cette enveloppe, à l'aide d'un tube 57'.

Le fonctionnement du filtre décrit est le suivant:
On suppose que le fluide à filtrer est de l'eau usée. Cette eau pénètre donc en 3 dans l'enveloppe 52, traverse la grille rotative de préfiltrage 51 du distributeur, passe dans les onze fentes f2, f8, ... f12 du stator situées de part et d'autre de la fente fi, monte dans les secteurs correspondants a2, a3,... a12 de la colonne filtrante jusqu'à la plaque 16, traverse les parois filtrantes des disques 4 pour arriver dans l'enveloppe 30 qu'elle quitte filtrée en 56.

Le rotor 42 interrompt l'arrivée d'eau à filtrer à travers le secteur a1 isolé des autres secteurs par l'extension creuse 50 en vue de provoquer l'inversion du sens d'écoulement de l'eau dans la zone de la partie filtrante 1 correspondant à ce secteur pour détacher les matières retenues dans les surfaces surfaces filtrantes et les évacuer, à travers la conduite 54 après avoir passé par le secteur correspondant b et la fente f1 du boisseau 41 puis dans ladite extension 50.

Cette opération de nettoyage peut être effectuée automatiquement avec le filtre décrit.

En effet, lorsque les surfaces filtrantes sont colmatées par les matières en suspension dans l'eau, il s'établit une différence de pression entre la pression p2 de l'eau dans la colonne et la pression p3 de l'eau entourant la colonne filtrante 1. On a alors : p2 > p3.

Simultanément la pression p1 de l'eau amenée par la tige tubulaire 15 dans l'espace 19 est égale à celle de l'eau à filtrer dans l'enveloppe 52 mais supérieure à la pression p3 de l'eau filtrée remplissant l'enveloppe 30. Le diaphragme 18 est par conséquent déplacé vers le haut entraînant la tige 24 qui, à son tour, déplace le diaphragme 25 du dispositif multiplicateur vers le haut. Grâce à la différence des surfaces des diaphragmes 18 et 25, la pression exercée sur le liquide contenu dans la chambre 26 est plus grande que celle exercée sur le liquide dans l'enveloppe 30 et suffisante pour actionner la vanne automatique 33.

Le fluide sous pression dans le boîtier 36 déplace le diaphragme 39 vers le haut contre l'action du res
sort 40 soulevant ainsi le poussoir 35 avec la tête
37. La paroi souple de l'organe obturateur 38 est relâchée et ouvre la conduite d'évacuation 54 permettant ainsi à l'eau de nettoyage de circuler en sens inverse comme mentionné plus haut pour être évacuée. Au bout d'un certain temps, lorsque le filtre
est propre, l'équilibre s'établit entre l'espace 19 et l'intérieur de l'enveloppe 30 et on a Pî-Pî = 0. Les
diaphragmes 18 et 25 sont ramenés dans la position
représentée à la fig. 1 et la vanne 33 est fermée. Le
cycle de nettoyage recommence lorsque les surfaces filtrantes sont colmatées.

Dans la variante représentée à la fig. 6, la partie
filtrante est constituée par douze galettes ou corps
annulaires creux C1, C2, C3, C4, cü, c6, c7, c8, c1,
c10, cll, c12 de section radiale triangulaire, empilés
les uns sur les autres, l'ensemble étant fixé sur la
plaque 5 à l'aide des tirants 6 comme dans l'exem
ple précédent.

Chaque corps cl, c2,... c12 formé de
matière filtrante est fixé sur un support annulaire 58
divisé par des bras 59 en douze sections dt, d2, d3,
d4,d5, da, d7, d8, ds, dlo, dll, d12 correspondant res
pectivement aux secteurs bl, b2,... b12 du distributeur
non représenté, mais qui est le même que celui de la fig. 1.

Une ouverture ou fait communiquer l'intérieur du corps filtrant cl avec le secteur dl, de même pour le corps c2 communiquant par une ouverture 2 avec un secteur d2 décalé angulairement de 300 et ainsi de suite jusqu'au corps filtrant c12 communiquant avec un secteur d12 à travers une ouverture 012. Les bras 59 rayonnent à partir d'un tronçon de tube central 60. Tous les supports annulaires 58 superposés forment une colonne cylindrique et les tronçons de tubes 60 forment un tube reliant la partie inférieure à la partie supérieure du filtre comme la tige tubulaire 15 de la fig. 1. Des joints étanches (O-ring) sont disposés entre les supports 58 superposés de même qu'entre les tronçons de tubes 60.

Le fonctionnement de cette variante est semblable à celui de l'exemple précédent, à part le fait que le distributeur 2 n'isole qu'un seul élément filtrant ou corps annulaire ct, c2,... c12 au lieu d'isoler toute une colonne de disques comme c'était le cas. Les onze autres éléments sont donc traversés par l'eau à filtrer arrivant par les ouvertures respectives décalées chaque fois de 300 angulairement. Le nettoyage n'est donc effectué que pour le seul élément filtrant isolé, l'eau de nettoyage s'écoulant en sens inverse de l'eau à filtrer à travers l'ouverture correspondante 1, o2, o3, o4, o5, o6, o7, o8, o9, o10, o11, o12 et de là à travers le distributeur 2 pour être évacuée par la conduite 54.

La partie filtrante de la variante représentée aux fig. 7 et 8 est constituée par deux colonnes superposées de douze corbeilles ou caissons gl, g2, g3, g4, g5, g6, g7, g8, gg, g10, g11, g12 en Poral ou matière filtrante analogue disposés en étoile comme représenté à la fig. 8.

Les caissons de chaque colonne s'ouvrent verticalement sur des secteurs correspondants hl, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8, hs, htov htt, h12 d'une armature centrale formée d'un moyeu 61 d'où rayonnent des cloisons verticales il, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8, i9, ilo, ill, i12 s'étendant entre deux cercles 62, 63 d'extrémité. Comme dans le cas de la fig. 1, le moyeu 61 est traversé par la tige tubulaire 15 établissant la communication entre la partie inférieure et la partie supérieure du filtre.

Les colonnes superposées des caissons gl, g2,... g12 sont fixées entre les plaques 5 et 16 à l'aide des tirants 6 comme décrit précédemment. Le fonctionnement de cette variante est identique à celui de la fig. 1, un secteur central, par exemple, celui compris entre les cloisons il et i2 étant isolé sur toute la hauteur de la partie filtrante par le distributeur de façon à permettre le nettoyage des deux caissons filtrants g1 inférieur et supérieur.

Un avantage de cette disposition est de permettre le remplacement aisé d'un ou de plusieurs caissons lorsque cela est nécessaire.

Enfin, dans la variante des fig. 9 et 10, la partie filtrante est constituée par des tranches superposées de douze cartouches filtrantes kt, k2, k3, k4, k5, k6, k7, k8, k9, k10, k11, k12, chaque cartouche s'ouvrant dans un secteur central correspondant l1,
l2, l3, l4, l5, l6, l7, l8, l9, l10, l11, l12 respectivement et ce secteur communiquant avec toutes les cartouches superposées kl, k2,... k12 sur toute la hauteur de la partie filtrante.

Chaque tranche de douze cartouches filtrantes kl, k2,... k12 comporte un support central annulaire 64 divisé par des bras 65 pour former les douze secteurs 11, 12.... 112 correspondant aux secteurs bl, b2,... b12 du distributeur (non représenté).

Les bras 65 rayonnent à partir d'un tronçon de tube 66 central. Des joints étanches (O-ring) sont disposés entre les supports 64 superposés, de même qu'entre les tronçons de tubes 66 également superposés comme dans le cas de la fig. 6.

Le nettoyage se fait donc comme dans les cas des fig. 1 et 8, par la circulation inversée de l'eau filtrée à travers toutes les cartouches superposées communiquant avec le même secteur central. Cette solution permet également de changer facilement tout élément filtrant défectueux. D'autre part, la surface filtrante est considérablement augmentée par rapport aux autres solutions ce qui constitue également un avantage important.

L'avantage essentiel du filtre décrit réside dans le fait de disposer le distributeur en dehors de la partie filtrante ce qui permet de séparer sans difficulté cette partie filtrante du distributeur. Ceci est particulièrement important lorsque l'on désire remplacer tous les éléments filtrants d'un bloc, ou seulement une partie de ceux-ci ou encore combiner les éléments filtrants d'un type avec des éléments filtrants d'un autre type.

Ce filtre est spécialement efficace pour filtrer l'eau de surface et les eaux usées industrielles et domestiques mais éventuellement traitées chimiquement au préalable, tout autre fluide peut évidemment être filtré par ce filtre.

Claims

REVENDICATION Filtre pour l'enlèvement de matières en suspension dans un fluide, comportant une partie filtrante divisée en plusieurs zones distinctes parcourues séparément par le fluide à filtrer et aptes à être nettoyées séparément, le fluide à filtrer étant envoyé aux différentes zones par un distributeur disposé en dehors de la partie filtrante et relié à celle-ci par des canaux correspondant chacun à une zone de la partie filtrante, caractérisé en ce que lesdits canaux sont disposés au centre du distributeur pour alimenter radialement les zones filtrantes et en ce que le distributeur comprend, d'une part, un stator de forme tronconique divisé en autant de secteurs qu'il y a de zones dans la partie filtrante, chacun de ces secteurs étant relié à un desdits canaux centraux, et d'autre part,

un rotor présentant une partie en contact avec la surface tronconique du stator pour interrompre l'arrivée du fluide à filtrer dans au moins un des secteurs du stator et permettre un écoulement du fluide en sens inverse dans la zone filtrante correspondant à ce secteur en vue du nettoyage et de l'évacuation des impuretés accumulées dans cette zone.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Filtre selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour entraîner le rotor par saccades d'une fraction de tour correspondant chaque fois au déplacement du rotor d'un secteur au suivant du stator.

2. Filtre selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite permettant l'introduction dans au moins un secteur du stator d'un produit destiné à se fixer dans au moins une zone de la partie filtrante.

3. Filtre selon la revendication, caractérisé en ce que la partie filtrante est formée d'éléments superposés interchangeables séparément ou en bloc.

4. Filtre selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des disques comportant une armature formée de bras radiaux dont le nombre correspond à celui des zones de la partie filtrante, d'un moyeu central à partir duquel rayonnent lesdits bras, d'un cercle intérieur et d'un cercle extérieur, et en ce qu'une matière filtrante est disposée dans chaque secteur formé entre deux bras adjacents et les deux cercles susdits, la partie de l'armature entre le cercle intérieur et le moyeu formant des ouvertures en forme de secteur.

5. Filtre selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des corps annulaires creux en matière filtrante, montés sur des supports annulaires centraux divisés en secteurs, le nombre de ces éléments de même que le nombre desdits secteurs correspondant au nombre de zones de la partie filtrante, chaque corps creux annulaire communiquant avec un desdits secteurs.

6. Filtre selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des cartouches en matière filtrante disposés en tranches horizontales superposées, le nombre de cartouches de chaque tranche correspondant au nombre de zones de la partie filtrante, et en ce que les cartouches d'une tranche sont fixées sur un croisillon central délimitant des secteurs communiquant chacun avec l'élément filtrant correspondant, tous les croisillons superposés formant des canaux en forme de secteurs s'étendant sur toute la hauteur de la partie filtrante.

7. Filtre selon la revendication, caractérisé en ce que la partie filtrante comprend des élément filtrants formés par des corbeilles interchangeables séparément ou en bloc, disposées verticalement autour de l'axe de la partie filtrante et s'étendant sur une fraction importante de la hauteur de cette partie filtrante, chaque corbeille filtrante communiquant avec un desdits canaux par l'intermédiaire d'un moyeu central muni de cloisons verticales radiales de même hauteur que celle desdites corbeilles, les secteurs délimités par lesdites cloisons correspondant auxdits canaux.