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Perfectionnements aux filtres et dispositifs analogues.
La présente invention concerne des filtres ou dispositifs analogues du type dans lequel le milieu fil- trant est constitué par plusieurs lames annulaires espa- cées les unes des autres et fixées sur un arbre de façon à former un ensemble feuilleté.
Les types actuels de filtres de ce genre compor- tent des racloirs de nettoyage fixes montés séparément sur des tiges et lorsqu'on fait tourner les lames, les matiè- res grenues et les autres substances emprisonnées sont extraites jusqu'à un certain point des intervalles compris entre les lames. Suivant une variante, dans d'autres ty- pes actuels, les racloirs sont mobiles et les lames sont
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fixes.
Dans ces deux types. toutefois, lorsqu'il s'agit de certaines huiles ou de certain-, liquides contenant des matières dures et grenues, ces matières tendent à s'accu- muler sur les bords des racloirs fixes on sur les plaques fixes, suivant le cas, ce qui a pour résultat que, lors-' que les organes mobiles tournent, de3 rayures circulaires sont creusées sur leurs faces ; en outre, au lieu que les matières grenues soient chassées, celles-ci continuent à à se déplacer dans ces rayures, de sorte qui la lonaue les lames peuvent être remplies de ces particules mobiles qui en réalité ressemblent de petits roulements à billes roulant dans les rayures .
Le principal but de la présente invention (,on- siste à réaliser un dispositif permettant d'expulser com- plètement les matières retenues : pour obtenir ce résultat, suivant l'invention, on utilise des lames rotatives, .nais au lieu de lames de racloirs fixes, on utilise de préfé rence des racloirs en forme de disques circulaires montés sur un arbre auxiliaire commun comportant sur toute sa longueur une rainure, une clavette ou un méplat ou agence de toute autre façon pour obliger les racloirs tourner eux-mêmes avec cet arbre lorsque celui-ci tourne de son côté, une liaison métallique telle qu'un engrenage étant utilisée pour faire tourner les lames lorsque l'arbre des racloirs tourne.
@ Plusieurs arbres auxiliaires et leurs éléments senvant de racloirs peuvent être montés sur le pourtour des plaques ou lames annulaires de filtrage. Les plaques annulaires filtrantes. qui sont de préférence circulaires, peuvent aussi être montées, de façon semblable à celle qui vient d'être décrite, sur un arbre central commun ou prin- cipal, Qu bien elles peuvent être centrées d'autre façon. par exemple au moyen d'une cage comportant des rouleaux longitudinaux en prise avec le pourtour des lames.
Dans la mise en pratique de l'invention on peut
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monter des roues dentées aux extrémités de l'arbre auxi- liaire ou des arbres auxiliaires et de l'arbre'principal.
Ces roues engrènent entre elles de façon que, si l'arbre principal est prolongé et s'il porte un volant de manoeu-. vre, lorsqu'on fera tourner ce volant, la roue dentée ca- @ lée sur cet arbre fera tourner en sens inverse de celui de l'arbre principal une ou plusieurs roues dentées mon- tées sur les arbres auxiliaires. Il en résulte une ac- tion de ciseaux ou de guillotine et toute matière d'en- / gorgement ou tout dépôt se trouvant entre les plaques fil- trantes principales ou lames se trouve entraînée. Ces éléments ou disques racleurs jouent en somme le rôle de cisaille rotative, le chemin de cisaillement étant natu- rellement un arc transversal par rapport au mouvement des disques filtrants centraux.
Le mode de rotation pourra être celui qui vient d'être expliqué ou bien, si on le désire, la ou les roues dentées montées sur l'arbre ou les arbres auxiliaires pourront servir de roues motrices au lieu d'être entrai- nées : autrement dit le volant ou la poignée de manoeuvre pourront être reliés soit à ces arbres auxiliaires, soit à l'arbre principal. Dans une vari.ante les lames compor- tent chacune sur leur pourtour des dents en prise avec les dents de pigron monté sur l'arbre ou les arbres auxi- liaires entre les disques racleurs.
Pour que la ou les tiges de racleurs puissent être solidement tourillonnes. l'une des plaques d'extré- mité de l'ennemble feuilleté peut être solidement fixée dans sa position et à l'autre extrémité de l'ensemble les tiges peuvent s'engager dans des douilles appropriées mé- nagées dans le bâti principal.
Différents modes de réalisation de dispositifs filtrants suivant l'invention sont représentés dans les dessins annexés.
La fig, 1 est une coupe transversale d'un
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système de plaques filtrantes ou plaquas d'épuration mon- té dans un bâti censtitué par une pièce coulée et. compor- tant une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie. des fonds et une porte de nettoyage.
La fig.2 en est un plan, moitié en coupe :
La fig. 3 est une élévation de côté. pâme en coupe d'une variante de filtre duplex dans lequel des soupapes d'entrée et de sortie séparées font montées sur chaque chambre, de façon qu'on puisse ouvrir une chambre pour l'inspection et les réparationspendant que l'autre est en service.
La fig. 4 est un plan, partie en coupe, du sys- téme représenté par la fig. 3;
Les fig. 5 et 6 sont respectivement une vue de côté et un plan d'une variante de détail applicable au système représenté par les fig. 3 et 4 ;
Les fig. 7 et 8 sont respectivement une vue de côté et un plan d'un système applicableaux filtres repré- sentés dans les figures @récédentes,
Les fig. 9 et 10 sont respectivement des vues semblables à celles des fig. 3 et 4 et montrent une autre variante de filtre duplex construit suivant 1'intention:
Les fig.
Il, 12 et 13 sont,une plus grande échelle, des vues de détail de pièces représentées dars les fig. 9 et 10:
La fig. 14 est une coupeverticale d'une varian- te de filtre, dans laquelle les principaux détails sont semblables ceux de la fig. 1 ou plutôt des fig. 5 et 6 ;
La fig. 15 est un plan de la fig, 14, moitié en coupe, passant par la ligne 15-15 de la fig. 14 ;
La fig. 16 est une coupe par la ligne 16-16 de la fig. 14 .
Les mêmes numéros de référence servert autant que possible à désigner des pièces correspondantes d'un bout à l'autre de la description.
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On considérera d'abord les fig. 1 et 2 des des- sins. 1 est un bâti coulé ou récipient comportant une tu- bulure d'entrée 2, une tubulure de sortie 3 et un fond combiné 4 formant collecteur et presse-étoupe. Les la- mes annulaires coaxiales ou disques filtrants principaux @
5,5,5 sont représentés montés et espacés sur une tige centrale principale 7 traversant la plaque supérieure d'assemblage commune 8 et la construction d'assemblage commune inférieure 9. Les éléments racleurs ou éléments / de nettoyage 10 qui s'engagent dans les intervalles laissés entre les lames principales sont montés sur des tiges auxiliaires 11 (dont deux seulement sont repré- sentées) fixées de façon à pouvoir tourner librement dans les éléments d'assemblage communs 8 et 9.
La tige principale 7 sur laquelle sont montés les disques annu- laires filtrants porte une roue dentée 12 fixée sur cette tige par tout dispositif approprié tel qu'une gou- pille ou une cheville 13, la tension nécessaire de @'as- serblage feuilleté étant obtenue au moyen d'une rondelle élastique 14 montée entre la roue dentée et la plaque d'assemblage commune 8. Les tiges auxiliaires 11 por- tent des roues dentées 15 pouvant être fixées comme ce- la est dit plus haut. La tige centrale 7 traverse un couvercle 16 en passant à travers un presse-étoupe ap- proprié 17 et l'extrémité de la tige porte un volant de manoeuvre 18 ou autre dispositif permettant d'imprimer à la tige un mouvement de rotation alternatif ou continu.
L'arbre principal 7 peut être, si on le désire, action- né par une force motrice au lieu de 1',être à la main,- On remarquera que l'ensemble est suspendu au moyen de la pla.. que d'ensemble supérieure 8 qui vient reposer sur le rebord intérieur 19 du récipient.
Le fonctionnement est le suivant :
Le liquide ou l'autre substance à filtrer en- tre par la tubulure 2 et descend en passant travers
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des trous appropriés 20 ménagés dans la plaque d'assem- blage supérieure 8. Le seul chemin par lequel le liqui- de puisse sortir est constitué par les intervalles ména- gés entre les couches de plaques filtrantes 5, radiale- ment de dedans en dehors. Ces plaques filtrantes étant convenablement espacées pour tenir compte des matières à retenir, elles ne laisseront passer au dehors,à travers les intervalles ménages entre elles et par suite par la tubulure 'de sortie 3, que le liquide ou autre matière filtrée.
Lorsque le filtrage s'est poursuivi pendant un certain temps déterminé, suivant la quantité de matière à retenir contenue dans le liquide ou la substance à fil- trer, on pourra constater que le filtre présente des si- gnes d'engorgement. Dès qu'il s'en apercevra (ce qui peut se faire au moyen de manomètres montés sur la tub@lure d'entrée et sur la tubulure de sortie et indiquant une différence de pression), l'opérateur fera tourner l'arbre principal 7 au moyen du volant de manoeuvre 18. Ceci fait tourner les disques annulaires 5 dans leur ensem- ble, puisqu'ils sont convenablement fixés sur l'arbre 7.
Pendant la rotation de l'arbre principal la roue dentée 12 qu'il porte et qui engrène avec les roues dentées 15 montées sur les arbres auxiliaires ou arbres de disques de nettoyage fera tourner les disques racleurs 10 en sens inverse de celui des disques filtrants 5. Il on résultera que les matières retenues entre les plaques 5 seront chassées vers l'intérieur, où elles tomberont à travers les ouvertures 21 pratiquées dans les disques filtrants 5. Ces matières descendront jusque dans le collecteur constitué par le fond 4, en passant à tra- vers' des ouvertures 22 pratiquées dans la pipée d'as- semblagé inférieure commune. Ce fond 4 peut être fixé de toute façon connue permettant de l'enlever et de le remettre rapidement en place. pour faciliter 1'enlèvement rapide des dépôts.
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On verra qu'en faisant tourner le volant de manoeuvre une seule fois, les disques racleurs de netto- ,rage auront entrasné ef"icacement toutes. les matières d'engorgement retenues entre les plaques filtrantes, de sorte que le filtre pourra servir de nouveau sans autre précaution.
Il est à remarquer que dans les fig. 1 et 2' les disques de nettoyage des racleurs 10, 10 sont montas à l'extérieur des disques filtrants ou des lames principa- les 5,5 et que cette disposition a pour effet que les matières grenues ou les autres dépôts seront arrachés et chassés vers l'intérieur de façon à tomber à l'intérieur de l'ensemble des lames pour être recueillis dans la chau- bre collectrice représentée au fond.
Les fig.' 5 et 4 montrent une variante des dis- ques de nettoyage et des lames filtrantes, ainsi que du bâti. Le bâti est double ou jumelé et comporte une cloi- son 23, de sorte que la chambre de droite et celle de gauche sont complètement séparées. 24 est une tubulure d'entrée commune ou un canal d'entrée commun comportant une bride 25 chaque extrémité.. les deux brides n'ayant d'autre but que de faciliter le montage, le tuyau d'arri- vée pouvant être placé à droite ou à gauche à volonté: na- turellement l'une ou l'autre des brides sera obturée au moyen d'une bride pleine lorsqu'elle ne servira pas. Une disposition analogue est adoptée pour le canal de sortie 26, dont chaque extrémité comporte également une bride 27. Le canal d'entrée 24 et le canal de sortie 26 com- portent chacun deux soupapes 28 donnant accèe dans cha- que chambre.
Ces soupapes peuvent être de toute construc- tion appropriée et comporter les accessoires n@cessaires tels qu'un volant de manoeuvre, les fonds à presse-étoupe, les tiges centrales, etc..., cet ensemble étant désigné par 29. Dans ce cas la tige centrale 7 est représentée portant une roue 12 à senture intérieure engrenant avec
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les pignons 15 des arbres auxiliaires 11.
Le fonctionnement des dispositifs représentés par les fig. 3 et 4 est le suivant :
Le liquide à filtrer sera introduitpar exemple dans la chambre de gauche par la tubulure commune 24 an moyen de la soupape de gauche 22 (non représentée) por- tée par cette tubulure. Pour traverser ]'appareil, le liquide est oblige de passer radialement entre les la- ques filtrantes 5,5,5, de dehors en dedans et rie remen- ter par les trous correspondants 20 pratiquas dans la plaque d'assemblage supérieure commune. La soupape de gauche 28 (non représentée) montée dans le canal de sor- tie commun 26 étant ouverte, le liquide peut sortir li- brement.
Dans ce dispositif les plaques ou lames fil- trantes 5,5,5 comportent des fentes ou chemins semi-cin- culaires par lesquels les tiges auxiliaires 11 peuvent traverser l'ensemble, pour qu'on puisse placer les élé- .ments d'enlèvement ou de nettoyage 10,10 plus près de la tige centrale 7, de façon que les disques de nettoyage ou'd'enlèvement 10,10 puissent effectuer'un mouvement tranchant de. dedans en dehors.
Les dépôts formes entre les plaques filtrantes 5,5 se trouveront naturellenent sur le pourtour: en conséquence, lorsqu'on fera tourner la tige principale @ et que les tigen auxiliaires 11 se- .ront également entrai'nées dans ce mouvement de rotation par les engrenages, les matières retenues seront repous- sées à l'extérieur et elles tomberont dans l'espace com- pris entre le pourtour des disques de nettoyage et lea parois du bâti de la chambre 1. Cn fera tourner alter- - Hâtivement le volant. 18 de gauche droite, puis de droite à gauche, c'est-à-dire que le mouvement sera un mouvement angulaire au lieu d'un mouvement de rotation continue.
La fig. 4 montre des racloirs 32 en forme de
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C pouvant être constitués par des bandes de matière ap- proprie enroulées en forme de demi-tube et occupant tou- te la 'cngueur de l'espace compris entre les deux plaques d'assemblage communes, celle du haut et celle du bas. Ces ' racloirs peuvent être fixés au moyen de tous dispositifs appropriés .et dans l'exemple représenté ils sont intrô- duits dans un évidement 33 ménagé dans les parois du bâti. Ces racloirs fixes comportent une double rangée de bords 34 en forme de couteaux ou d'autre forme appro- priée, qui viennent en contact avec les points'd'inter-. section des diamètres des organes mobiles d'enlèvement ou de nettoyage 10. 10 et des organes filtrants 5,5.
A cet endroit il n'y a pas d'espaces libres, il n'y a quedos lignes métalliques nettes constituées par les bords des organes filtrants 5,5 et ceux des racloirs 10,10. Les racloirs fixes 32 empêchent efficacement la matière re- tenue et rejetée au dehors par les racloirs mobiles 10,10 de suivre le mouvement de rotation de ceux-ci et d'être ramenés à l'intérieur pendant ce mouvement. Toutefois ces racloirs fixes n'ont pas besoin d'être utilisés dans tous les cas, car lorsqu'il s'agit de matière grenue celle-ci tombera d'elle-même au fond, mais lorsqu'on traitera des matières gommeuses ou gluantes, les racloirs fixes auront encore l'avantage d'empêcher complètement l'adhérence aux racloirs mobiles ou disques tranchants,
Il est évident que les racloirs fixes peuvent aussi être appliqués au filtre représenté par les fig. 1 et 2.
Les fig. 5 et 6 montrent une variante des pla- ques ou lames principales de nettoyage 5,5 des fig. 3 et 4, variante dans laquelle les chemins semi-circulai- res 31 sont supprimés, chaque lame 5,5 ayant la forme d'uh anneau comportant deux bras de jonction ou bras ra- diaux 35 au centre desquels se trouve un bossage ou épaississement traversé par la tige principale 7. Les
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bras radiaux ou bras de jonction 35 peuvent être cour- bes ou avoir une forme telle qu' ils tendent à renforcer ou à supporter les anneaux 5,5 pour les empêcher de se fausser.
Les fig. 7 et 8 montrent une sorte de cage ou .grille pouvant être utilisée pour entourer l'ensemble feuilletµ représenté dans l'une quelconque des figures précédentes peur diviser en fentes étroites des espaces ou ouvertures annulaires restant entre les lames princi- pales 5,5. On peut. utiliser un nombre quelconque de barres verticales 36 de .construction appropriée quel- ' conque et les fixer entre la plaque d'assemblage commu- ne supérieure 8 et la pièce d'assemblage inférieure 9.
La cage représentée est destinée aux ensembles des fig.
3 et 4 et la plaque de fond 9 n'est pas percée de trous 22. L'un des avantages de l'utilisation d'une tel- .le cage, c'est que lorsqu' on traite des matières fibreuses dans l'opération de filtrage, ces Matières fibreusespeu- vent être entraînées à travers les fentes ou espaces ou- verts restant entre les plaques filtrantes circulaires 5,5 ce qui est empêché lorsque ces plaques sont entourées par la cage en question.
Dans la variante représentée par les fig. 9 et 10, leslames annulaires 5,5 au lieu d'être montées sur une tige, sont supportées librerent entre les plaques d'ex- trémité 8 et 9 et dentées intérieurement en 37, Ces dents engrenant avec les dents de pignons 38 montés sur les différentes tiges de racloir 11, 11 (dont trois sont représentées à titre d'exemple) entre les disques 10.10 servant de racloirs. Les pignons 38 sont montés de fa- çon à tourner avec les tiges 11 et à faire tourner les lames 55 en engrenant avec elles, comme le montra net- tement la fig. 11.
On peut faire tourner les tiges 11 au moven du volant 18 monté sur la tige courbe 39 qui porte la roue dentée 12 engrenant avec des pignons 15.
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Dans ce dispositif l'ensemble feuilleté est maintenu assemblé entre les plaques d'extrémité 8 et 9 au- moyen des tiges de racloir 11 et des ressorts 14 qu'elles portent et le tout est suspendu à la plaque supérieure 8 qui repose sur un rebord intérieur 19 du bâti 1:Les laites 5,5 sont centrées au moyen des groupes de pignons 36, qui sont espacés symétriquement et en- 'prise avec le pourtour intérieur des lames. Les rac@oirs fixes 32 en forme de C contribuent aussi à maintenir les lames en li- gne. Toutefois, lorsqu'on n'utilise pas de racloirs fi- xes 32 et lorsqu'il n'y a qu'une tige auxiliaire 11, il importe alors d'utiliser des dispositifs auxiliaires pour ir.aintenir les lames en place.
La cage représentée par les fig. ' et 8 peut être utilisée à cet efet; dans ce cas il est préférable de faire en sorte que les bords longitudinaux 36 soient entourés d'un certain nombre de galets 41 en contact avec le pourtour extérieur des lames 5,5. Les fig. 10 et 12 montrent clairement ces galets, les tiges 36 étant montres entre les plaques d'extrémités 8 et 9, dans des trous laissant des es- paces 42 permettant un mouvement relatif des plaques sous la pression de rondelles élastiques 14.
Les fig. 12 et 13 :nontrent un mode de réalie sation préféré du racloir 32 en forme de C, la piéce longitud.inale en forme de C comportant les bords tran- chants 34 étant montée sur une barre 43 dont les ex- trémités sont fixées aux plaques d'extrémité 8 et 9 au moyen de vis. Les extrémités inférieures'des barres sont montées à coulissement dans la plaque de fond 9, grâce à leurs fentes 44 qui permet-tent à l'ensemble feuilleté de se dilater et de se contracter.
Le filtre représenté, par les fig. 9 à 13, dans lequel on peut faire, tourner complètement les lames 5,5 et non seulement leur imprimer un mouvement angulaire al- ternatif, peut être utilisé pour le filtrage lorsque
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l'Ecoulement du liquide a lieu dans l'autre sens (diffé- rent de celui des fig. 1 et 2): dans ce cas les tiges de racloirs 11. sont montées à l'extérieun des lames 5,5 et celles-ci sont dentées extérieurement et engrènent avec les pignons 38.
En outre dans ce cas, les racloirs fi- xes 32 en forme de C et les barres 56 de la cage peu- vent être montés à l'intérieur des lames 5,5, la plaque de fond 9 étant percée de trous 22 pour laisser passer la matière retenue et expulsée.
Dans la variante représentée par les fig. 14,15, 16. les tubulures d'entrée et de sortie 2 et 3 sont agencées do façon un peu différente, commele @ontre le dessin; le pignon 12 comporte une denture intérieure engrenant aver des pignons 15,15 et les rondelles '''1 asti- ques 14,14 se trouvent l'extrêmité inférieure de 1.' en- semble feuillet'''. Toutefois la différence principale con- siste premièrement en ce que le couvercle 8 de l'ensem- ble est '.solidement fixé au bâti principal pour assurer un support solide aux tiges 11 des racleurs:
deuxièmement en ce que les extrémités inférieures de ces tiges sont prolongées de façon à s'engager dans des supports ou douilles 45 que porte le couvercle 4 du puisard, cou- .vercle qui est construit de façon appropriée à cet effet.
La manivelle 46 fixée à la tige principale 7 vient en contact avec l'une ou l'autre des tiges 11, 11 des ra- cleurs de façon à limiter la rotation de la tige principa- le autant que cela est nécessaire. Les dispositions re- présentées dans toutes les figures précédentes des dessins sont de préférence un peu codifiées comme le rentrent les fig. 14 à 16, de' façon que les tiges 11 des paclueurs soient .solidement tourillornnées aux deux extrémités.