Capsule – Filtre, manomètre différentiel et système autonettoyant

8 avril 2014

Comment fonctionne le filtre à cartouche ?

Un filtre à cartouche est une barrière physique semi-perméable qui permet de retirer mécaniquement les particules entraînées par l’écoulement d’un fluide. Les pores dans la membrane sont suffisamment petits pour laisser passer le fluide tout en arrêtant les solides plus gros.

Le filtre sera à son maximum d’efficacité lorsqu’une couche de particules filtrées se sera empilée à la surface du filtre. On nomme cette structure un « cake » ou un gâteau de particules.

Cette couche de particules crée un nouveau réseau de filtration avec des porosités plus petites que celles présentent dans la membrane du filtre. Le côté négatif de cette amélioration de la filtration crée une augmentation du frottement de l’air parce que les trous sont plus petits et par conséquent, l’air doit passer plus rapidement et perd plus d’énergie en frottant sur les parois. Cela à pour effet d’augmenter la perte de charge du filtre. Le ventilateur perd alors de l’efficacité et l’aspiration baissera.

Formation du gâteau de particules

Lorsque le « cake » s’épaissit, les passages d’air sont de plus en plus minces et la perte de charge du filtre sera de plus en plus importante, jusqu’au point ultime où le passage du fluide sera complètement impossible. On dit alors que le filtre est occulté. La seule solution à ce point est de changer la cartouche.

Pour contrôler ce phénomène, nous utilisons deux équipements. 

 

Le manomètre différentiel

MIN-HEL-10

Afin de caractériser l’augmentation de la perte de charge du filtre, nous installons un indicateur différentiel de pression. Ce dernier mesure la différence de pression entre deux points de lecture. En installant les ports de lecture de part et d’autre de la cartouche, on peut caractériser le niveau d’encrassement du filtre afin de décider de la maintenance à effectuer.

 

Le système autonettoyant

Certains de nos équipements sont munis d’un système de pulsation supersonique. Un jet d’air à vitesse sonique est propulsé dans le centre d’une cartouche, du côté propre, sur un très court intervalle de temps. Ce jet d’air entraîne un large volume d’air à plus faible vitesse. Cela crée une onde de choc qui se propage à l’intérieur de la cartouche, ayant comme conséquence de secouer la surface filtrante et de décoller les particules agglomérées sur la surface filtrante. 

Filtrage et Décolmatage

Source : Cours M1106 : Conception de systèmes de dépoussiérage, Beaulier Formation Inc.

Les particules formant le gâteau ne seront pas évincées. Ce système est très efficace et permet d’allonger la durée de vie utile d’une cartouche mais l’occultation du système demeure inévitable. Elle est due à l’incrustation de fines particules dans la membrane filtrante. Ce système peut être contrôlé manuellement par l’opérateur ou automatiquement à l’aide d’une minuterie.

 

Quand doit-on changer les cartouches?

Perte de charge d'une cartouche filtrante

Il faut changer la membrane lorsqu’après un nettoyage, tant manuel qu’automatique, il n’y a plus d’amélioration sur la lecture du différentiel de pression.

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