FR2743003A1 - Demister equipped with perforated basket - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF POUR L'EXTRACTION DE PARTICULES LIQUIDES D'UN
FLUX GAZEUX, ET APPAREIL DE FILTRATION EQUIPE DE CE
DISPOSITIF
La présente invention concerne l'épuration d'un flux gazeux contenant des particules liquides, et plus particulièrement un dispositif permettant d'extraire mécaniquement les particules liquides véhiculées par un flux gazeux. Elle a également pour objet un appareil de filtration équipé en entrée d'un tel dispositif. Elle trouve principalement, mais non exclusivement, son application dans l'élimination de particules d'huile en suspens dans l'air ambiant.DEVICE FOR EXTRACTING LIQUID PARTICLES FROM A
GASEOUS FLOWS, AND FILTRATION APPARATUS PROVIDED WITH SAME
DEVICE
The present invention relates to the purification of a gas flow containing liquid particles, and more particularly to a device making it possible to mechanically extract the liquid particles conveyed by a gas flow. It also relates to a filtration device equipped at the input of such a device. It finds mainly, but not exclusively, its application in the elimination of suspended oil particles in the ambient air.
De nombreuses industries mettent en oeuvre des procédés de projection d'huile pure, ou encore d'huile hydrosoluble, c'est-à-dire de l'huile mélangée avec de l'eau, notamment pour réaliser la lubrification des outils. Many industries use processes for spraying pure oil, or else water-soluble oil, that is to say oil mixed with water, in particular for lubricating tools.
Ces procédés de projection d'huile se traduisent par une dispersion dans l'air ambiant de particules liquides très fines. Ces particules en suspension dans l'air ambiant forment un brouillard qui peut être tout-à-fait nocif, et il est impératif de pouvoir canaliser un flux gazeux, et notamment un flux d'air, entraînant les particules liquides en suspension, en vue d'extraire de ce flux gazeux les particules liquides qu'il véhicule.These oil spraying processes result in a dispersion in the ambient air of very fine liquid particles. These particles in suspension in the ambient air form a fog which can be completely harmful, and it is imperative to be able to channel a gas flow, and in particular an air flow, entraining the liquid particles in suspension, in view to extract from this gas flow the liquid particles which it conveys.
Pour réaliser une telle extraction, on a déjà proposé dans la demande de brevet européen EP 346 301, un appareil de filtration, qui est destiné à être mise en place dans le local dont on souhaite purifier l'air ambiant. Cet appareil qui comporte un caisson à l'intérieur duquel sont prévus des moyens de filtration, et des moyens de ventilation permettant de mettre en circulation forcée, à travers les moyens de filtration, un flux d'air qui entraîne les particules d'huile en suspension dans le local. To carry out such an extraction, there has already been proposed in European patent application EP 346,301, a filtration apparatus, which is intended to be installed in the room from which it is desired to purify the ambient air. This device which comprises a box inside which are provided filtration means, and ventilation means making it possible to put in forced circulation, through the filtration means, a flow of air which entrains the oil particles in suspension in the room.
Plus particulièrement, ces moyens de filtration comportent un séparateur mécanique centrifuge qui est positionné en entrée du caisson de l'appareil de filtration. Ce séparateur se présente sous la forme d'une vis hélicoïdale fixe, qui est disposée centralement à l'intérieur d'un fourreau tubulaire vertical, dont la paroi est étanche, et qui est ouvert à ses deux extrémités pour l'admission du flux d'air chargé d'huile, et l'évacuation de ce flux d'air après filtration. A l'intérieur de ce fourreau tubulaire est en outre monté un tube en grillage métallique, qui est interposé entre la paroi intérieur du fourreau et la vis hélicoïdale. More particularly, these filtration means comprise a centrifugal mechanical separator which is positioned at the inlet of the box of the filtration apparatus. This separator is in the form of a fixed helical screw, which is arranged centrally inside a vertical tubular sheath, the wall of which is sealed, and which is open at its two ends for the admission of the flow d oil-laden air, and the evacuation of this air flow after filtration. Inside this tubular sheath is further mounted a metal mesh tube, which is interposed between the inner wall of the sheath and the helical screw.
Le principe de fonctionnement de l'appareil de filtration ci-dessus est le suivant. L'air provenant de l'air ambiant et contenant en suspension des particules d'huile est aspiré à travers l'ouverture d'admission du fourreau tubulaire, du fait du vide qui est créé à l'intérieur du caisson par les moyens de ventilation. Un flux d'air chargé en huile est ainsi canalisé à travers le fourreau tubulaire. La vis hélicoïdale communique un mouvement giratoire à ce flux d'air chargé en huile, lequel mouvement giratoire se traduit par une répartition des particules d'huile, sous l'action de la force centrifuge, sur la périphérie du flux d'air, c'est à dire à proximité immédiate de la paroi intérieure du fourreau tubulaire. Ces particules d'huile rencontrent sur leur parcours le tube en grillage métallique, au niveau duquel se produit une coalescence des particules d'huile.Les particules d'huile extraites du flux d'air se trouvent ainsi collectées et maintenues sur la paroi du fourreau tubulaire, par le grillage métallique, puis sont drainées par gravité le long de la paroi du fourreau vers une trémie collectrice qui est située dans la partie inférieure du caisson de l'appareil de filtration. The operating principle of the above filtration apparatus is as follows. The air coming from the ambient air and containing suspended particles of oil is sucked through the inlet opening of the tubular sheath, due to the vacuum which is created inside the box by the ventilation means. . An air flow loaded with oil is thus channeled through the tubular sheath. The helical screw communicates a gyratory movement to this air flow loaded with oil, which gyratory movement results in a distribution of the oil particles, under the action of centrifugal force, on the periphery of the air flow, c 'is to say in the immediate vicinity of the inner wall of the tubular sheath. These particles of oil meet the metal mesh tube along their path, at the level of which coalescence of the oil particles occurs. The oil particles extracted from the air flow are thus collected and maintained on the wall of the sheath tubular, by the metallic mesh, then are drained by gravity along the wall of the sheath towards a collecting hopper which is located in the lower part of the box of the filtration apparatus.
Le séparateur mécanique centrifuge décrit dans la demande de brevet européen EP 346 301 permet de réaliser une filtration avec un rendement satisfaisant. II présente en outre l'avantage de ne pas utiliser de pièces mécaniques en mouvement, et donc d'éviter tout problème d'usure prématurée. Les frais d'entretien et de maintenance sont donc très faibles. The centrifugal mechanical separator described in European patent application EP 346 301 allows filtration to be carried out with satisfactory efficiency. It also has the advantage of not using moving mechanical parts, and therefore of avoiding any problem of premature wear. Service and maintenance costs are therefore very low.
Néanmoins, ce séparateur mécanique centrifuge présente deux inconvénients majeurs. II ne permet pas de retenir les particules solides, tels que les copeaux ou similaires, qui sont susceptibles d'être entraînés par le flux d'air canalisé. Ces particules solides sont arrêtées par des filtres supplémentaires, positionnés à l'intérieur du caisson de l'appareil de filtration, en aval de la vis hélicoïdale. Ces filtres supplémentaires sont donc en pratique rapidement encrassés, et il s'avère nécessaire de les changer fréquemment. Le second inconvénient de ce séparateur réside dans son coût de fabrication qui est relativement élevé, et qui est dû principalement à la réalisation de la vis hélicoïdale, dont la forme géométrique est complexe. However, this centrifugal mechanical separator has two major drawbacks. It does not make it possible to retain solid particles, such as chips or the like, which are liable to be entrained by the flow of ducted air. These solid particles are stopped by additional filters, positioned inside the box of the filtration apparatus, downstream of the helical screw. These additional filters are therefore quickly dirty in practice, and it is necessary to change them frequently. The second drawback of this separator lies in its relatively high manufacturing cost, which is mainly due to the production of the helical screw, whose geometric shape is complex.
Le dispositif de l'invention permet d'extraire des particules liquides, et notamment des particules d'huile, d'un flux gazeux, avec un rendement équivalent à celui du séparateur mécanique centrifuge précité, et en utilisant des pièces mécaniques fixes, mais pallient les inconvénients précités, en ce que d'une part il permet simultanément de récupérer facilement les résidus solides, du type copeaux ou similaires, qui peuvent être véhiculés par le flux gazeux, et en ce que d'autre part, il est beaucoup plus simple à fabriquer. The device of the invention makes it possible to extract liquid particles, and in particular oil particles, from a gaseous flow, with a yield equivalent to that of the above-mentioned centrifugal mechanical separator, and by using fixed mechanical parts, but remedies the aforementioned drawbacks, in that, on the one hand, it simultaneously makes it possible to easily recover solid residues, of the chip or similar type, which can be transported by the gas flow, and in that, on the other hand, it is much simpler to manufacture.
De manière connue, notamment par le séparateur mécanique centrifuge de la demande de brevet européen EP 346 301, le dispositif de l'invention comporte d'une part un fourreau tubulaire, à l'intérieur duquel passe le flux gazeux, dont la paroi est étanche, et qui comporte à ses deux extrémités une ouverture d'admission et une ouverture d'évacuation du flux gazeux, et d'autre part un filtre tubulaire à structure ajourée, du type grillage, qui est positionné à proximité de la face intérieure du fourreau sur tout ou partie de sa hauteur, et dont la fonction est de piéger les particules liquides de telle sorte que celles-ci s'écoulent par gravité le long du fourreau. In known manner, in particular by the centrifugal mechanical separator of European patent application EP 346 301, the device of the invention comprises on the one hand a tubular sheath, inside which passes the gas flow, the wall of which is sealed , and which has at its two ends an inlet opening and an opening for discharging the gas flow, and on the other hand a tubular filter with an openwork structure, of the mesh type, which is positioned near the inner face of the sheath over all or part of its height, and whose function is to trap the liquid particles so that they flow by gravity along the sheath.
De manière caractéristique selon l'invention, le dispositif comprend un panier intérieur, dont la paroi latérale est percée d'une pluralité d'orifices, qui est ouvert à l'une de ses deux extrémités et fermé à son extrémité opposée, et qui est positionné centralement à l'intérieur du fourreau, de telle sorte que son extrémité ouverte se trouve à proximité de l'ouverture d'admission du fourreau; une liaison étanche est prévue entre la paroi du fourreau et la paroi latérale du panier intérieur, au niveau de l'ouverture d'admission du fourreau, de telle sorte que le flux gazeux chargé en particules liquides est introduit directement à l'intérieur du panier par son extrémité ouverte ; le filtre tubulaire entoure le panier intérieur perforé et en est séparé par un espace annulaire, de telle sorte que le flux gazeux, qui est introduit dans le panier intérieur, passe à travers la paroi latérale perforée de ce panier en se divisant en une multitude de jets répartis sur toute la surface du panier intérieur et orienté en direction du filtre tubulaire, puis est évacué, en subissant un changement de direction d'environ 90 , par l'ouverture d'évacuation du fourreau tubulaire. Typically according to the invention, the device comprises an inner basket, the side wall of which is pierced with a plurality of orifices, which is open at one of its two ends and closed at its opposite end, and which is positioned centrally inside the sleeve, so that its open end is close to the intake opening of the sleeve; a tight connection is provided between the wall of the sheath and the side wall of the interior basket, at the level of the intake opening of the sheath, so that the gas flow loaded with liquid particles is introduced directly inside the basket by its open end; the tubular filter surrounds and is separated from the perforated inner basket by an annular space, so that the gas flow, which is introduced into the inner basket, passes through the perforated side wall of this basket, dividing into a multitude of jets distributed over the entire surface of the inner basket and oriented towards the tubular filter, then is evacuated, undergoing a change of direction of approximately 90, through the evacuation opening of the tubular sheath.
Dans le dispositif de l'invention, les particules liquides en sortie du panier, sont projetées contre et piégées par le filtre tubulaire à structures ajourées, et ne subissent pas de changement de direction, contrairement aux jets d'air issus du panier. De plus, tous les résidus solides qui ont un diamètre supérieur au diamètre des orifices du panier restent bloqués à l'intérieur du panier, et peuvent dont être très facilement récupérés. Le panier pourra avoir une forme cylindrique ou similaire, et est donc plus simple à fabriquer que la vis hélicoïdale du séparateur de la demande de brevet EP 346.301. In the device of the invention, the liquid particles leaving the basket are projected against and trapped by the tubular filter with openwork structures, and do not undergo a change of direction, unlike the air jets from the basket. In addition, all solid residues which have a diameter greater than the diameter of the basket orifices remain blocked inside the basket, and can therefore be very easily recovered. The basket may have a cylindrical or similar shape, and is therefore simpler to manufacture than the helical screw of the separator of patent application EP 346.301.
De préférence, le panier intérieur perforé a une forme tronconique, dont la section décroît depuis son extrémité ouverte jusqu'à son extrémité fermée. Les avantages liés à cette forme tronconique apparaîtront plus clairement dans la description des figures annexées qui sera faite ultérieurement. Preferably, the perforated inner basket has a frustoconical shape, the section of which decreases from its open end to its closed end. The advantages linked to this frustoconical shape will appear more clearly in the description of the appended figures which will be made later.
Avantageusement, le panier intérieur est amovible par rapport au fourreau, et peut donc ainsi facilement être retiré du fourreau en vue de récupérer tous les résidus solides qu'il contient. Dans ce cas le panier intérieur amovible comporte au niveau de son extrémité ouverte une collerette dont le diamètre est supérieur ou égal au diamètre du fourreau, et dont la fonction est de faire office de liaison étanche, en venant fermer l'espace annulaire entre le fourreau et la paroi du panier perforé, une fois ce dernier mis en place à l'intérieur du fourreau. Advantageously, the inner basket is removable relative to the sheath, and can therefore easily be removed from the sheath in order to recover all the solid residues that it contains. In this case the removable inner basket has at its open end a flange whose diameter is greater than or equal to the diameter of the sheath, and whose function is to act as a sealed connection, by closing the annular space between the sheath and the wall of the perforated basket, once the latter has been placed inside the sheath.
Dans une variante particulière de réalisation, le fourreau comporte une barre intérieure transversale, et le fond du panier amovible qui correspond à l'extrémité fermée de ce panier est conçu pour venir s'emboîter sur cette barre. Plus particulièrement, le filtre tubulaire consistera de préférence en une cartouche amovible venant se poser sur la barre intérieure du fourreau. In a particular variant embodiment, the sheath has a transverse inner bar, and the bottom of the removable basket which corresponds to the closed end of this basket is designed to fit onto this bar. More particularly, the tubular filter will preferably consist of a removable cartridge coming to rest on the inner bar of the sheath.
L'invention a également pour autre objet un appareil de filtration qui est destiné à être placé dans un local, en vue d'en purifier l'air ambiant. Cet appareil de filtration comporte un caisson, qui est pourvu d'une ouverture d'admission et d'une ouverture d'évacuation, et des moyens de ventilation permettant de mettre en dépression le caisson; à l'intérieur du caisson est monté en entrée un dispositif de filtration selon l'invention, dont l'extrémité ouverte du panier communique de manière étanche avec l'ouverture d'admission. Another subject of the invention is also a filtration apparatus which is intended to be placed in a room, with a view to purifying the ambient air therefrom. This filtration apparatus comprises a box, which is provided with an inlet opening and an outlet opening, and ventilation means making it possible to place the box under vacuum; inside the box is mounted at the inlet a filtration device according to the invention, the open end of the basket communicates in a sealed manner with the intake opening.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode préféré de réalisation d'un appareil de filtration selon l'invention, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue de l'intérieur d'un appareil de filtration équipé en entrée d'un dispositif à panier intérieur perforé amovible, et de forme tronconique, - la figure 2 est une vue de côté du panier tronconique de l'appareil de filtration de la figure 1, - et la figure 3 représente la cartouche d'air filtrante à structure complexe qui entoure le panier tronconique de l'appareil de filtration de la figure 1. Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment of a filtration apparatus according to the invention, which description is given by way of non-limiting example and with reference to the appended drawing in which - FIG. 1 is a view of the interior of a filtration apparatus fitted at the inlet with a removable perforated inner basket device, and of frustoconical shape, - FIG. 2 is a view of side of the frustoconical basket of the filtration apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 represents the filtering air cartridge with complex structure which surrounds the frustoconical basket of the filtration apparatus of FIG. 1.
On a représenté sur la figure 1 un appareil de filtration 1 selon l'invention destiné a être installé dans un local, du type atelier mécanique de production, dont l'air ambiant est pollué par un brouillard de fines particules d'huile provenant notamment des machines-outils en fonctionnement. L'appareil de filtration 1 qui va à présent être décrit est conçu pour créer par aspiration un flux d'air entraînant avec lui les particules d'huile en suspension dans l'air, et pour débarrasser ce flux d'air de ces particules d'huile ainsi que de tous les résidus solides qui pourraient être entraînés par le flux d'air, et notamment les copeaux produits par les machines se trouvant dans le local. FIG. 1 shows a filtration apparatus 1 according to the invention intended to be installed in a room, of the mechanical production workshop type, the ambient air of which is polluted by a mist of fine particles of oil coming in particular from machine tools in operation. The filtration apparatus 1 which will now be described is designed to create by suction a flow of air carrying with it the particles of oil suspended in the air, and to rid this flow of air of these particles d oil as well as all solid residues which could be entrained by the air flow, and in particular the shavings produced by the machines being in the room.
Cet appareil de filtration 1 se présente sous la forme d'un caisson 2, ayant sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle, et reposant au sol sur un socle 3. Le caisson 2 comporte dans sa paroi supérieure une ouverture d'admission 4 du flux d'air, ainsi qu'une cheminée 5 qui communique avec l'intérieur du caisson, et qui comporte une ouverture 6 pour l'évacuation du flux d'air. This filtration device 1 is in the form of a box 2, having substantially the shape of a rectangular parallelepiped, and resting on the ground on a base 3. The box 2 has in its upper wall an inlet opening 4 of the air flow, as well as a chimney 5 which communicates with the interior of the box, and which has an opening 6 for the evacuation of the air flow.
A l'intérieur du caisson 2, directement en amont de la cheminée 5 sont montés des moyens de ventilation 7 qui permettent de mettre en dépression l'intérieur du caisson, et par là-même d'engendrer un flux d'air entre l'ouverture d'admission 4 et l'ouverture d'évacuation 6 de l'appareil. Inside the box 2, directly upstream of the chimney 5 are mounted ventilation means 7 which allow the interior of the box to be depressed, and thereby generate an air flow between the inlet opening 4 and outlet opening 6 of the device.
Dans l'exemple particulier illustré à la figure 1, ces moyens de ventilation 7 consistent en un ventilateur centrifuge 7a, entraîné en rotation par un moteur 7b, selon un axe de rotation horizontal 7c.In the particular example illustrated in FIG. 1, these ventilation means 7 consist of a centrifugal fan 7a, driven in rotation by a motor 7b, along a horizontal axis of rotation 7c.
A l'intérieur du caisson 2, sur le trajet du flux d'air canalisé par les moyens de ventilation 7, sont prévus d'une part en entrée un dispositif de filtration 8 réalisé conformément à une variante préférée de réalisation, et des moyens de filtration supplémentaires 9 disposés en aval du dispositif de filtration 8 et en amont des moyens de ventilation 7. Inside the box 2, on the path of the air flow channeled by the ventilation means 7, are provided on the one hand at the inlet a filtration device 8 produced in accordance with a preferred embodiment, and means for additional filtration 9 arranged downstream of the filtration device 8 and upstream of the ventilation means 7.
Le dispositif de filtration 8 comporte un fourreau tubulaire 10 de forme cylindrique, qui est fixé verticalement à l'intérieur du caisson 2. Ce fourreau 10 présente à son extrémité supérieure une ouverture iota, ayant un diamètre intérieur o, et à son extrémité inférieure une ouverture 10b pour l'évacuation du flux d'air. L'ouverture 1 Oa du fourreau 10 communique directement de manière étanche avec l'ouverture d'admission 4 du caisson 2. L'ouverture d'évacuation 10b du fourreau 10 arrive à proximité du fond 2a du caisson, lequel fond est incliné par rapport à l'horizontal, et permet de collecter et d'évacuer les particules d'huile drainées par le fourreau tubulaire 10, jusqu'à une canalisation d'évacuation 2b. The filtration device 8 comprises a tubular sheath 10 of cylindrical shape, which is fixed vertically inside the box 2. This sheath 10 has at its upper end an iota opening, having an internal diameter o, and at its lower end a opening 10b for the evacuation of the air flow. The opening 1 Oa of the sheath 10 communicates directly in a sealed manner with the intake opening 4 of the box 2. The discharge opening 10b of the sheath 10 arrives near the bottom 2a of the box, which bottom is inclined relative to horizontally, and makes it possible to collect and evacuate the oil particles drained by the tubular sheath 10, up to an evacuation pipe 2b.
A l'intérieur de la première moitié supérieure du fourreau tubulaire 10 sont montés de manière amovible un panier perforé 11 et une cartouche filtrante 12 qui vont à présent être décrits en référence respectivement aux figures 2 et 3. Inside the first upper half of the tubular sheath 10 are removably mounted a perforated basket 11 and a filter cartridge 12 which will now be described with reference to FIGS. 2 and 3 respectively.
Si l'on se réfère à la figure 2, le panier 11 comporte une paroi latérale 13, de forme tronconique, de hauteur h, et percée d'une multitude d'orifices 14 répartis sur toute sa surface. Le bord supérieur de cette paroi latérale 13 se prolonge vers l'extérieur par une collerette annulaire 15, qui est transversale à l'axe central Il a du panier 11, et qui présente un diamètre extérieur b,. Au niveau de cette collerette 15, le panier 11 comporte une ouverture 16 de diamètre d2 correspondant au diamètre intérieur de la collerette 15. A l'opposé de la collerette 15, le panier 11 est fermé par un fond 17 ayant la forme d'un disque de diamètre 43 inférieur au diamètre d2 de l'ouverture 16.Sur la face extérieure 1 7a du fond 17 est fixé un cavalier 18. Ce cavalier consiste en espèce en un profilé en forme de
U renversé, dont la base est fixée sur la face inférieure 1 7a au niveau de l'axe central 1 la du panier 11.Referring to Figure 2, the basket 11 has a side wall 13, of frustoconical shape, height h, and pierced with a multitude of orifices 14 distributed over its entire surface. The upper edge of this side wall 13 is extended outwards by an annular collar 15, which is transverse to the central axis 11a of the basket 11, and which has an outside diameter b 1. At the level of this collar 15, the basket 11 has an opening 16 of diameter d2 corresponding to the internal diameter of the collar 15. Opposite the collar 15, the basket 11 is closed by a bottom 17 having the form of a disc of diameter 43 less than the diameter d2 of the opening 16. On the outer face 1 7a of the bottom 17 is fixed a jumper 18. This jumper consists in kind of a profile in the form of
U overturned, the base of which is fixed to the underside 17a at the level of the central axis 11a of the basket 11.
Si l'on réfère à la figure 3, la cartouche filtrante 12 se présente sous la forme d'une structure ajourée tubulaire, qui dans un exemple particulier de réalisation possède une structure complexe d'épaisseur e, formée de quatre couches solidaires. La couche intérieure est constituée par un treillis métallique 12a, dont la fonction est de conférer une certaine rigidité à la cartouche filtrante 12. Dans un exemple précis de réalisation, ce treillis métallique était réalisé à partir de fils d'acier galvanisé, ayant un diamètre d'environ 1 mm, et les mailles du filet avaient une section de 19 mm sur 19 mm. La couche extérieure 12d de la cartouche filtrante 12 est constituée par une bande métallique à structure ajourée. Dans un exemple précis de réalisation, cette bande de métal était en acier galvanisé et chaque maille formait un losange ayant un côté d'environ 7 mm, et une diagonale principale d'environ 14 mm. Entre ces deux couches intérieure et extérieure 12a 12d sont pris en sandwich un tricot métallique 12b venant en contact du treillis métallique 12a et un filtre finisseur 12c venant au contact de la couche extérieure 12d. Dans un exemple précis de réalisation, le tricot métallique était constitué d'une structure à six couches en fils d'acier galvanisé, et le filtre finisseur consistait en un film de polypropylène à structure maillée, dont chaque maille avait une surface ouverte d'environ 1 mm2. Referring to Figure 3, the filter cartridge 12 is in the form of a perforated tubular structure, which in a particular embodiment has a complex structure of thickness e, formed of four integral layers. The inner layer is constituted by a wire mesh 12a, the function of which is to impart a certain rigidity to the filter cartridge 12. In a specific embodiment, this wire mesh was made from galvanized steel wires, having a diameter about 1 mm, and the cracks had a section of 19 mm by 19 mm. The outer layer 12d of the filter cartridge 12 is constituted by a metal strip with an openwork structure. In a specific embodiment, this metal strip was made of galvanized steel and each mesh formed a diamond having a side of approximately 7 mm, and a main diagonal of approximately 14 mm. Between these two inner and outer layers 12a 12d are sandwiched a metallic knitted fabric 12b coming into contact with the wire mesh 12a and a finishing filter 12c coming into contact with the outer layer 12d. In a specific embodiment, the metallic knitted fabric consisted of a six-layer structure of galvanized steel wire, and the finishing filter consisted of a polypropylene film with a mesh structure, each mesh of which had an open surface of approximately 1 mm2.
Sur la figure 3, seule une portion de la cartouche filtrante 12 a été représentée. Si l'on se réfère à la figure 1, cette cartouche filtrante forme un tube ayant sensiblement la même hauteur que la hauteur h du panier tronconique 11. In Figure 3, only a portion of the filter cartridge 12 has been shown. If one refers to FIG. 1, this filter cartridge forms a tube having substantially the same height as the height h of the frustoconical basket 11.
Si l'on se réfère à la figure 1, à l'intérieur du fourreau tubulaire 10 est fixée une barre centrale 19 qui s'étend selon un diamètre intérieur du fourreau tubulaire 10. Cette barre 19 sera fixée par tout moyen approprié par ses deux extrémités à la face intérieure de la paroi latérale du fourreau tubulaire 10. La mise en place de la cartouche 12 et du panier 11 à l'intérieur du fourreau tubulaire 10 se fait de la manière suivante. On commence par introduire la cartouche filtrante 12 à l'intérieur du fourreau tubulaire 10, jusqu'à ce que celle-ci repose sur la barre 19. Le diamètre de la cartouche 12 est tel que la couche extérieure 12d de cette cartouche vient au contact de la face intérieure de la paroi du fourreau tubulaire 10. Referring to Figure 1, inside the tubular sheath 10 is fixed a central bar 19 which extends along an internal diameter of the tubular sheath 10. This bar 19 will be fixed by any suitable means by its two ends at the inner face of the side wall of the tubular sheath 10. The installation of the cartridge 12 and the basket 11 inside the tubular sheath 10 is done as follows. We start by introducing the filter cartridge 12 inside the tubular sheath 10, until it rests on the bar 19. The diameter of the cartridge 12 is such that the outer layer 12d of this cartridge comes into contact of the inner face of the wall of the tubular sheath 10.
Puis on met en place le panier tronconique 11 à l'intérieur de la cartouche filtrante 12, en venant emboîter le cavalier 18 sur la barre 19. Une fois mis en place le panier tronconique 11 est centré par rapport au fourreau tubulaire 10 et la collerette 15 vient en appui contre le bord supérieur du fourreau tubulaire 10, le diamètre extérieur d1 de la collerette 15 étant au moins égal au diamètre intérieur D de l'ouverture d'admission 10a du fourreau tubulaire 10.La paroi latérale 13 du panier il délimite avec la cartouche filtrante 12 un espace annulaire 20, qui est fermé de manière étanche au niveau de son extrémité supérieure 20a par la collerette 15 du panier tronconique 11, et qui est ouvert au niveau de son extrémité inférieure 20~. Cette espace annulaire 20 présente une largeur minimale d qui correspond à la distance séparant le panier tronconique 11 de la cartouche filtrante 12 au niveau de la collerette 15, et une largeur maximale d qui correspond à la distance séparant le panier 11 de la cartouche filtrante 12 au niveau du fond 17 du panier.Then the frustoconical basket 11 is placed inside the filter cartridge 12, by fitting the jumper 18 on the bar 19. Once in place the frustoconical basket 11 is centered relative to the tubular sheath 10 and the flange 15 bears against the upper edge of the tubular sheath 10, the outside diameter d1 of the flange 15 being at least equal to the inside diameter D of the inlet opening 10a of the tubular sheath 10. The side wall 13 of the basket delimits with the filter cartridge 12 an annular space 20, which is closed in a sealed manner at its upper end 20a by the flange 15 of the frustoconical basket 11, and which is open at its lower end 20 ~. This annular space 20 has a minimum width d which corresponds to the distance separating the frustoconical basket 11 from the filter cartridge 12 at the flange 15, and a maximum width d which corresponds to the distance separating the basket 11 from the filter cartridge 12 at the bottom 17 of the basket.
Le fonctionnement de l'appareil de filtration 1 est le suivant. Lorsque l'on met en marche le ventilateur centrifuge 7a, on crée une dépression à l'intérieur du caisson 2. Cette dépression provoque l'aspiration d'un flux d'air qui est chargé de particules d'huile et éventuellement de résidus solides légers, du type copeaux. Ce flux d'air est introduit directement en entrée du caisson à l'intérieur du panier tronconique 11, du fait de la présence de la collerette 15 qui fait office de liaison étanche entre le panier tronconique et la paroi latérale du fourreau tubulaire 10, au niveau de l'ouverture d'admission 10a de ce fourreau tubulaire 10.La première fonction de la paroi latérale perforée 13 du panier tronconique 11 est de créer une résistance au passage du flux d'air introduit à l'intérieur du panier 11, et par là-même d'obtenir une répartition de ce flux d'air sur toute sa surface. La seconde fonction de la paroi latérale 13 est de créer une multitude de jets d'air qui sont orientés transversalement en direction de la cartouche filtrante 12, c'est-à-dire sensiblement dans un direction radiale par rapport à la cartouche filtrante 12, et qui présentent une vitesse nettement supérieure à la vitesse du flux d'air à l'entrée du panier 11. The operation of the filtration apparatus 1 is as follows. When the centrifugal fan 7a is started, a vacuum is created inside the box 2. This vacuum causes the suction of an air flow which is loaded with oil particles and possibly with solid residues light, of the chip type. This air flow is introduced directly at the inlet of the box inside the frustoconical basket 11, due to the presence of the collar 15 which acts as a sealed connection between the frustoconical basket and the side wall of the tubular sheath 10, at level of the intake opening 10a of this tubular sheath 10. The first function of the perforated side wall 13 of the frustoconical basket 11 is to create resistance to the passage of the air flow introduced inside the basket 11, and thereby obtaining a distribution of this air flow over its entire surface. The second function of the side wall 13 is to create a multitude of air jets which are oriented transversely in the direction of the filter cartridge 12, that is to say substantially in a radial direction relative to the filter cartridge 12, and which have a speed significantly higher than the speed of the air flow at the inlet of the basket 11.
Le flux d'air lors de son passage à travers la paroi latérale 13 du panier tronconique 11 se divise ainsi en une multitude de jets d'air accélérés, qui sont répartis sur toute la hauteur du panier 11, et qui sont orientés en direction de la cartouche filtrante 12. Les particules d'huile passent à travers la paroi latérale 13 en étant véhiculées par ces multiples jets d'air. Dans l'espace annulaire 20, Les jets d'airs issus du panier 11 subissent un changement de direction d'environ 90 "C, et sont évacués en direction de l'extrémité inférieure du fourreau tubulaire 10, par l'intermédiaire de l'ouverture inférieure 20b de l'espace annulaire 20.Les particules d'huile, du fait de leur plus grande inertie et de l'accélération qu'elle subissent en sortie du panier 11, ne sont pas entraînés en direction de l'ouverture inférieure 20b de l'espace annulaire 20, mais se trouvent projetées sensiblement radialement contre la cartouche filtrante 12, au niveau de laquelle elles se trouvent piégées contre la face intérieure de la paroi du fourreau tubulaire. Les particules d'huile sont en outre ralenties par la structure complexe de la cartouche filtrante1 et principalement par le tricot métallique 12b , ce ce qui favorise par là-même leur coalescence.Les particules d'huile ainsi formées s'écoulent naturellement par gravité le long de la face intérieure de la paroi latérale du fourreau tubulaire 10, jusqu'à atteindre l'ouverture d'évacuation 10b. en sortie de laquelle elles sont collectées par le fond incliné 2a du caisson 2. The air flow during its passage through the side wall 13 of the frustoconical basket 11 is thus divided into a multitude of accelerated air jets, which are distributed over the entire height of the basket 11, and which are oriented in the direction of the filter cartridge 12. The oil particles pass through the side wall 13 while being carried by these multiple air jets. In the annular space 20, the air jets from the basket 11 undergo a change of direction of approximately 90 "C, and are evacuated towards the lower end of the tubular sheath 10, via the lower opening 20b of the annular space 20. The oil particles, due to their greater inertia and the acceleration which they undergo at the outlet of the basket 11, are not entrained in the direction of the lower opening 20b of the annular space 20, but are projected substantially radially against the filter cartridge 12, at the level of which they are trapped against the inside face of the wall of the tubular sheath. The oil particles are further slowed down by the structure complex of the filter cartridge1 and mainly by the metallic knit 12b, which thereby promotes their coalescence. The oil particles thus formed naturally flow by gravity along the inner face lower side wall of the tubular sheath 10, until reaching the discharge opening 10b. at the outlet of which they are collected by the inclined bottom 2a of the box 2.
Lorsque le flux d'air quitte l'espace annulaire 20, il voit sa vitesse chuter compte-tenu de la plus grande section du fourreau tubulaire 10. Il en résulte avantageusement que le risque d'entraînement des particules qui sont drainées à la surface de la paroi intérieure du fourreau tubulaire 10 sont minimes.ll n'est donc pas nécessaire de prolonger la cartouche filtrante 12 jusqu'à l'extrémité inférieure lOb du fourreau tubulaire 10, contrairement à ce qui est enseigné dans la demande de brevet européen EP 346 301. When the air flow leaves the annular space 20, it sees its speed drop taking into account the larger section of the tubular sheath 10. This advantageously results in the risk of entrainment of the particles which are drained on the surface of the inner wall of the tubular sheath 10 are minimal. It is therefore not necessary to extend the filter cartridge 12 to the lower end 10b of the tubular sheath 10, contrary to what is taught in the European patent application EP 346 301.
De plus si l'on se réfère à la figure 1, au niveau de son ouverture d'évacuation lOb le fourreau tubulaire 10 possède une découpe en forme de biseau, qui permet d'éviter la création, entre le fond 2a du caisson et la sortie du fourreau tubulaire 10, d'un flux d'air tourbillonnant susceptible de réentrainer les particules d'huile. Dans un exemple précis de réalisation, les hauteurs H, et H2 séparant le fond 2a du caisson respectivement du point le plus bas de l'ouverture 10b et de son point le plus haut valaient environ 150 mm et 450 mm.In addition if we refer to Figure 1, at its discharge opening 10b the tubular sheath 10 has a bevel-shaped cutout, which avoids the creation, between the bottom 2a of the box and the outlet of the tubular sheath 10, of a swirling air flow capable of re-entraining the oil particles. In a specific embodiment, the heights H, and H2 separating the bottom 2a of the box respectively from the lowest point of the opening 10b and from its highest point were worth approximately 150 mm and 450 mm.
En sortie du fourreau tubulaire 10, le flux d'air remonte à l'intérieur du caisson 2, puis passe à travers les moyens de filtration 9, pour être ensuite évacué par l'ouverture d'évacuation 6. Dans un exemple précis de réalisation les moyens de filtration supplémentaires 9 consistaient en trois étages de filtration : un préfiltre tricot métallique plan d'épaisseur 25 mm, un filtre plissé en polypropylène d'épaisseur 110 mm et, soit un second filtre plissé, soit un filtre haute efficacité. At the outlet of the tubular sheath 10, the air flow rises inside the box 2, then passes through the filtration means 9, to then be evacuated by the evacuation opening 6. In a specific embodiment the additional filtration means 9 consisted of three filtration stages: a flat metallic knitted pre-filter 25 mm thick, a pleated polypropylene filter 110 mm thick and either a second pleated filter or a high-efficiency filter.
Le panier 11 du dispositif de filtration 8 présente l'avantage d'éviter un encrassement prématuré des moyens de filtration 9, et l'obturation de la canalisation d'évacuation 2b. En effet, les résidus solides dont la dimension est supérieure à la section des orifices de la paroi latérale 13 du panier 11 restent bloqués à l'intérieur du panier. Celui étant amovible il suffit périodiquement de le retirer et de le nettoyer. Afin de faciliter ces opérations de mise en place et de retrait du panier, celui-ci pourra en outre comporter une anse se présentant par exemple sous la forme d'une barre transversale 21 (figure 2) fixée à l'intérieur du panier au niveau de la collerette 15. The basket 11 of the filtration device 8 has the advantage of avoiding premature fouling of the filtration means 9, and closing off the discharge pipe 2b. Indeed, the solid residues whose dimension is greater than the section of the orifices of the side wall 13 of the basket 11 remain blocked inside the basket. As it is removable, it is sufficient periodically to remove it and clean it. In order to facilitate these operations of placing and removing the basket, the basket may also include a handle, for example in the form of a transverse bar 21 (FIG. 2) fixed inside the basket at the level of the collar 15.
La forme tronconique du panier Il de la figure 2 permet avantageusement d'obtenir une section de passage pour le flux d'air plus importante dans l'espace annulaire 20 au niveau du fond 17 du panier (largeur g,), et par là-même de diminuer la perte de charge du flux d'air dans l'espace annulaire, comparativement à un panier cylindrique ayant un diamètre constant égal au diamètre g2. La forme tronconique permet également d'obtenir une perte de charge moins importante comparativement à l'utilisation d'un panier tubulaire d'un diamètre constant égal au diamètre d3, pour lequel la perte de charge en amont, au niveau de l'ouverture 10a, serait plus importante. The frustoconical shape of the basket II of FIG. 2 advantageously makes it possible to obtain a larger cross-section for the flow of air in the annular space 20 at the bottom 17 of the basket (width g,), and thereby even reducing the pressure drop of the air flow in the annular space, compared to a cylindrical basket having a constant diameter equal to the diameter g2. The frustoconical shape also makes it possible to obtain a lower pressure drop compared to the use of a tubular basket with a constant diameter equal to the diameter d3, for which the pressure drop upstream, at the opening 10a , would be more important.
Dans un exemple précis de réalisation, le débit de l'appareil de filtration 1 valait 2 000 m3/h; les diamètres D, d" d2 et g3 valaient respectivement 280 mm, 280 mm, 200 mm et 150 mm ; la hauteur de h du panier 11, et de la cartouche filtrante 12 valait 500mm ;I'angle de conicité a de la paroi latérale 13 du panier 11 valait donc environ 3"; I'épaisseur e de la cartouche filtrante 12 valait environ 15 mm ; les largeurs g", et " valaient respectivement 25 mm et 50 mm ; les orifices 14 de la paroi latérale 13 du panier 11 avaient un diamètre de l'ordre de 5 mm, étaient régulièrement répartis sur toute la surface de la paroi latérale 13, et leur surface totale représentait environ 35 % de la surface totale de la paroi latérale 13. La vitesse de passage du flux d'air au niveau de l'ouverture inférieure 20b de l'espace annulaire 20 était d'environ 18 m/seconde. In a specific embodiment, the flow rate of the filtration apparatus 1 was worth 2,000 m3 / h; the diameters D, d "d2 and g3 were respectively 280 mm, 280 mm, 200 mm and 150 mm; the height of h of the basket 11, and of the filter cartridge 12 was equal to 500mm; the angle of conicity a of the side wall 13 of basket 11 was therefore worth approximately 3 "; The thickness e of the filter cartridge 12 was approximately 15 mm; the widths g ", and" were respectively 25 mm and 50 mm; the orifices 14 in the side wall 13 of the basket 11 had a diameter of the order of 5 mm, were regularly distributed over the entire surface of the side wall 13, and their total surface represented approximately 35% of the total surface of the wall lateral 13. The speed of passage of the air flow at the level of the lower opening 20b of the annular space 20 was approximately 18 m / second.
Des essais ont été menés avec un panier dont la paroi latérale était percée d'orifices 14 dont la surface totale représentait environ 15 % de la surface totale de la paroi latérale. Ce taux de perforation permettait d'obtenir une meilleure répartition de l'air sur toute le hauteur du panier et par là-même d'obtenir des jets d'air en sortie du panier ayant des vitesses homogènes. Néanmoins, avec ce taux de perforation, la perte de charge du flux d'air s'avérait trop importante, la vitesse de l'air en sortie de l'espace annulaire valant environ 30m/sec. De plus, dans ces conditions il a été constaté que le passage de l'air à travers les orifices du panier 11 occasionnait un phénomène de sifflement.Ce phénomène de sifflement est atténué en augmentant la dimension des orifices et se trouve éliminé avec des orifices ayant un diamètre de 5 mm et représentant 35 % de la surface totale du panier. Tests were carried out with a basket, the side wall of which was pierced with orifices 14, the total area of which represented approximately 15% of the total area of the side wall. This perforation rate made it possible to obtain a better distribution of the air over the entire height of the basket and thereby to obtain air jets at the outlet of the basket having homogeneous speeds. However, with this perforation rate, the pressure drop in the air flow was too great, the speed of the air leaving the annular space being approximately 30 m / sec. In addition, under these conditions it has been observed that the passage of air through the orifices of the basket 11 causes a whistling phenomenon. This whistling phenomenon is reduced by increasing the size of the orifices and is eliminated with orifices having a diameter of 5 mm and representing 35% of the total surface of the basket.
Certes avec un taux de perforation de 35 %, les vitesses des jets d'air en sortie du panier 11 sont moins homogènes sur toute la hauteur du panier comparativement à un taux de perforation de 15 %, les jets d'air au niveau de la partie inférieure du panier tronconique ayant une vitesse plus élevée que les jets d'air issus de la partie supérieure. Il convient cependant de noter que cette augmentation des vitesses des jets d'air depuis l'extrémité supérieure de l'espace annulaire 20 jusqu'à sont extrémité inférieure se trouve compensée par l'augmentation de la largeur de l'espace annulaire 20.Par conséquent, la forme tronconique du panier 11, en combinaison avec la forme tubulaire de la cartouche filtrante 12 permet avantageusement d'utiliser un panier dont les perforations représentent un pourcentage plus important de la surface totale du panier, ce qui permet d'une part de limiter la perte de charge du flux d'air lors de son passage à travers le panier, et d'autre part d'éliminer les phénomènes de sifflement, sans que cela se fasse au détriment de la projection et de la capture des particules d'huile par la cartouche filtrante 12. Certainly with a perforation rate of 35%, the speeds of the air jets leaving the basket 11 are less homogeneous over the entire height of the basket compared to a perforation rate of 15%, the air jets at the level of the lower part of the frustoconical basket having a higher speed than the air jets coming from the upper part. It should however be noted that this increase in the speeds of the air jets from the upper end of the annular space 20 to its lower end is compensated by the increase in the width of the annular space 20. Consequently, the frustoconical shape of the basket 11, in combination with the tubular shape of the filter cartridge 12 advantageously makes it possible to use a basket whose perforations represent a larger percentage of the total area of the basket, which allows on the one hand to limit the pressure drop of the air flow during its passage through the basket, and on the other hand eliminate the whistling phenomena, without this being to the detriment of the projection and the capture of the particles of oil through the filter cartridge 12.
L'invention n'est pas limitée à l'appareil de filtration de la figure 1. The invention is not limited to the filtration apparatus of FIG. 1.
Notamment le dispositif de filtration 8 pourra être utilisé dans toute installation, dans laquelle est mis en circulation forcée, d'une manière générale un flux gazeux, véhiculant des particules liquides que l'on souhaite extraire. Le fourreau tubulaire ne sera pas nécessairement positionné verticalement, mais pourra avoir une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale. La cartouche filtrante à structure complexe de la figure 3 pourra en outre être remplacée par un simple grillage métallique ou tout autre structure ajourée équivalente, lequel grillage pourra être positionné à proximité de la face intérieure du fourreau tubulaire, en étant légèrement espacé de la paroi latérale du fourreau tubulaire. Les moyens de ventilation 7 pourront être placés à l'extérieur du caisson. Le dispositif d'extraction selon l'invention pourra être utilisé non seulement pour extraire des particules d'huile d'un flux gazeux, mais également pour extraire tout type de particules liquides. In particular, the filtration device 8 may be used in any installation in which a gaseous flow is generally forced into circulation, conveying liquid particles which it is desired to extract. The tubular sheath will not necessarily be positioned vertically, but may have a certain inclination relative to the horizontal. The filter cartridge with a complex structure of FIG. 3 can also be replaced by a simple metal screen or any other equivalent perforated structure, which screen can be positioned near the inner face of the tubular sheath, being slightly spaced from the side wall. tubular sheath. The ventilation means 7 may be placed outside the box. The extraction device according to the invention can be used not only to extract oil particles from a gas stream, but also to extract any type of liquid particles.
Claims (10)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9515835A FR2743003B1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | DEVICE FOR EXTRACTING LIQUID PARTICLES FROM A GAS STREAM, AND FILTRATION APPARATUS PROVIDED WITH SUCH A DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9515835A FR2743003B1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | DEVICE FOR EXTRACTING LIQUID PARTICLES FROM A GAS STREAM, AND FILTRATION APPARATUS PROVIDED WITH SUCH A DEVICE |
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| EP0346301A1 (en) * | 1988-06-10 | 1989-12-13 | CORAL S.p.A. | A filter for the separation of oily fumes |
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1995
- 1995-12-28 FR FR9515835A patent/FR2743003B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2743003B1 (en) | 1999-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100831 |