BE381198A - - Google Patents

Description

BREVET B'I Π S I Π O I

ülltr® épaississeur à cellules verticale® tournantes

Monsieur Jean Baptist® Y B B S A I

Ba présente invention a trait à «a filtre épaisslsseur comportant des cellules fie filtre verticales gui tournent autour d'un are commun et* en outre s tournent sur elles-mêmes lors du décollement des boues par l*air comprimé» 11 est connu de faire tourner des cellules sur elles-mêmes durant la filtration et l'on sait tue se mouvement favorise le travail de l'appareil,, sans doute parce qu'il réalise un brassage du liquide et régularise ainsi l'action de la surface filtrante»

Il a également été proposé de construire des filtres épaissleseur* à cellules verticales disposées de façon à tourner continuellement autour de leurs axes géométriques individuels, leeqyels sont fixés dans l'espace. Ce dispositif est toutefois assez complexe et, s'il réalise la régularité de travail pour chaque oellule individuelle, il laisse subsister les irrégularités entre les cellules, certaines pouvant baigner dans un liquide moins chargé que celui qui entoure les autres· la présente invention ne présente pas oes inconvénients. Il a déjà été proposé ds construire des filtres à tambour cousistués par des éléments cylindriques à axes horizontaux arrangés eirculairement auteur d'un axe commun également horizontal et tournent;' les éléments tournant en plus sur eux-mêmes durant au àoins une partie de la course, Cette disposition est toutefois bien différente de celle de la présente invention; car la rotation des éléments ne vise qu’à permettre la régularité des lavages du gâteau recueilli, opération qui n’est poi$t effectuée dans le filtre épaississeur où les boues sont renvoyées dans le liquide vers la sortie de l'appareil, sans être même isolées, la différence des conceptions constructives est en outre trop évidente pour qu’on s'y arrête.

l'invention vise d'autre part la combinaison générale des organes permettant de réaliser le filtre et, en particulier, un dispositif de commande de la rotation individuelle des cellules comprenant une roue portée par une tête de cheval à rappel élastique; de façon à venir en prise au passage avec des pignons portés par les,, cellules et à entraîner o eux-ci, l'invention vise encore la ferme des oellules verticales; lesquelles sont à très grand diamètre et à faible hauteur de telle sorte que les différences de pression entre ib«s divers pointé de la surface -filtrante soient réduites au minimum possible· l'invention vise enfin une suite de dispositions visant à augmente? le rendement de 1‘'appareil par diminution des pertes de charge.

Les dessine annexés feront mieux comprendre 1‘invention: fig. 1 est une coupe verticale générale suivant I-I, fig. 2, d'un appareil d'un premier genre® fig. 2 en est une coup® horizontale suivant II-II (fig. 1). fig. 3 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle, du plateau supérieur de l'appareil, de la liaison d'une cellule au distributeur, de es dernier et d® l'embrayage des plateaux.

fig. 4 est une coup® suivant IV-IV (fig. 3), montrant le plateau tournant du distributeur.

fig. 5 est une coup© suivant V-V {fig. 3) montrant le plateau fixe du distributeur.

fig. 6 est une vu® d® l'agitateur en plan par dessous, fig. 7 est une vue en plan à grand® échelle de la tète de cheval destinée à commander la rotation des cellules* fig. 8 en est une coup® suivant VIII-VIII (fig. 7). fig. 9 indique sohématiquament le profil des engrenages de commande de la cellule» fig#10 est la coupe vertical® d*une celluleé fig#11 est une vu® partielle en eoupe d'un deuxième genre d'appareil, à cellules de fort diamètre et pertes de charge réduiteSé ffig. 12 est tins vue par dessous du plateau fixe du distributeur figé 13 est une coup® partielle suivant H XI-H II (fig. 12). fig. 14 est une demi-coupe suivant XIV-XIV (fig.12). fig.15 est une vue en plan du plateau mobile du distri buteur avec son entraînement.

v L'appareil des fig. 1 à 10 comporte une cuve verticale 1 munie d'un bec 2 dans lequel arrive le liquide à traiter. Du fond de celle-ci part une tubulure de sortie latérale 3. L'arrivée du liquide à traiter est en pratique continue. Une partie du liquide est extrait après filtration à travers les cellules; le surplus s'échappe par la sortie 3 avec les boues qui retombent des cellules. La teneur en matières solides suspendues de oe liquide résiduel est ainsi bien supérieure à oeil* du liquide à l'entrée. D'où. 2e nom de "filtre épaississeur". Ce liquide résiduel se traite facilement par décantation, filtration au filtre-presse ou au filtre à tambour, etc.... alors que le liquide d'entrée ne donne,' dans les mîmes conditions, que des résultats déoevanÿs.

Dans l'appareil représenté; on a prévu une chemise 4 qui permet de réohanffer ou refroidir l'appareil quand on le désire.

Dans l'axe de la cuve 1 se trouve disposé un arbre vertical qui, dans l'exemple représenté» est constitué par un bout d'arbre supérieur plein ô, porté et guidé par un long palier 6,"’ et à l'extiémité inférieure duquel est clavetée une rondelle 7 solidaire d'un tube vertical 8 qui prolonge l'arbre b» A sa partie supérieure, l'arbre 5 porte une roue dentée hélicoïdale 9, qui reçoit son mouvement d'une vis 10 calée sur un arbre général horizontal 11 porté par des paliers 12 et commandé par une poulie 13. Les paliers 12 et le palier 6 sont supportés par des fers 14 formant superstructure au dessus de la cuve.

Sur l'arbre tubulaire 8 est enfilé un second arbre tubulaire vertical 15; plus oourt; qui porte les deux plateaux 16 et 17 supportant les cellules. Cet arbre est fou sur l'arbre 8; mais il est Solidaire, à sa partie supérieure; du plateau tournant 18 du distributeur, lequel plateau port® à son sommet des dents de orabot 19, susceptibles d'être mises en prise avec un manchon à crabot 20 monté à clavette coulissante sur l'arbre 5. En fig» 3 l’on a représenté la fourchette 21 de commande du manchon 20, articulé en 22 et manoeuvrable par une bielle 23 aboutissant à un organe de commande approprié quelconque. Sur la fig. 1 à petite échelle, ces détails ent été omis pour ne pas surcharger le dessin.

Chaque cellule porte à sa partie inférieure une queue 24 qui peut pivoter dans un alésage du plateau inférieur 17, et elle porte & sa partie supérieure un axe areux 25 au hout duquel est emmanché un manchon 26 portant un pignon 27· Ce manchon peut tourner dans le plateau supérieur 16. Afin de permettre la mise en place et l'enlèvement rapides des oellules ce dernier n'est pas simplement perforé, maie est éohanoré radialement comme montré en 28 (fig. 2) et il porte des pattes 29 articulées en 30, qui se rabattent sur les manchons 26 quand eeux-oi sont en place et se serrent par des boulons 31 et des écrous à oreilles 32· l>e plateau 16 comporta un rebord 33 (éohanoré bien entendu pour le passage des manchons 26) et qui est centré par trois paires de galets 34. Chaque pair® est portée par un étrier 35 fixé à la euve 1. Les galets de ohaque paire sont écartés l'un de l’autre de telle sorte que, nonobstant les échancrures 28; il y en ait toujours au moins un qui soit au contact du rebord 33· L'assemblage des cellules avec leurs axes individuels supérieurs 25 est renforcé par des haubans 36« L'élésage intérieur de chaque axe 25 est relié au plateau mibile 18 du distributeur (fig0 3) par le moyen d’un joint formant presse-étoupe constitué par un petit plateau 37 mainte ntl pressé contré le haut du manchon 26, par un ressort 38 qui prena appui sur un étrier 39 articulé en 40 sur une ohape 41 solidaire du plateau 16, et dont la position peut être réglée par une rie 42 pourvue dTun volant 43. On notera que le petit plateau 37 se prolonge par un coude 44 au bout duquel s*emmanche un tubej45}, puis un tube de verre 46, puis un second tube 47 qui aboutit au trou 48 du plateau 18,“ correspondant à la cellule envisagée, tin robinet 49 permet d'isoler au besoin la cellule.

On remarquera d’autre part qu’en manoeuvrant le volant 33,“ on peut faire pilroter l’étrier 39 de façon à libérer le plateau 37 ae la pression du ressort 38, ce qui permet de dégager la cellule* De préférence, l’étrier 39 est disposé de façon à empêcher le plateau 37 de tourner quand la cellule tourne,“ les tubes 45,“ 46 et 47 n’ayant ainsi aucun effort à supporter. Ceci s’obtient en donnant au coude 44 une section rectangulaire et en disposant les deux branches de l’étrier de telle sorte qu’elles embrassent ledit coude aree un 3eu tris réduit.

le distributeur lui-même se compose d’un plateau inférieur mobile 18 fixé à l’éxtrémité de 1* arbre 15,“ comme expliqué plus haut; et a’un plateau fixe 49 reposant sur le plateau 18, la fig. 4 montre la face active du plateau 18 pourvue de trous 48 en nombre égal à celui des cellules, la fig. 3 montre la faoe active du plateau 49; pourvue d’une rainure d'aspiration 50 qui occupe un angle très grand; et d'une ouverture de refoulement 51 logée dans l’angle resté libfe. les tubes de vide 52 et d’air comprimé 53 sont reliés aux rainures ôO et ouverture 51 et ils maintiennent le plateau 49 pour l’empêcher de tourner, l’on peut éventuellement prévoir un ressort de pression pour maintenir les plateaux au contact avec une pression suffisante.

Au point où les cellules sont soumises à l’action de l’air comprimé se trouve le mécanisme à tête de cheval destiné à assurer la rotation de la cellule au passage. On notera tout d'abord que dans les fig® X, 3 et 5 l*on a supposé que le point de refoulement 51 se trouvait dans le plan de coupe I-I de la fig. 2, alors que» sur cette dernière figure, la tete de cheval est légèrement décalée de ee plan.

La tête de cheval comprend un arbre vertical 54 (fig, 7 et 8) qui reçoit son mouvement de l'arbre 11 par un renvoi approprié non figuré. Cet arbre repose dans un palier-erapaudine 55 fixé sur le couvercle 56 de la cuve 1, et il porte une roue dentée 57 qui engrène avec une roue 58 folle sur un axe 59 porté par un bras 60 qui s'articule autour du palier 55, Ce bras 60 est repouss^rers le centre le la cuve par un ressort 61 porté par une tige 62 qui traverse à la fois le bras mobile 60 et une oreille ¢3 fixée au couvercle 56. Grâce à des écrou et contre-écrou 64, cette tige 62 limite ainsi le mouvement du bras 60 sous l'action du ressort 61.

Sous la roue 58 est fixée une autre roue 65 disposée de façon à se trouver au droit des pignons 27 des cellùles, à venir ainsi en prise arec eux et à les entraîner comme le fait bien comprendre la fig. 7. Grâce à la mobilité du* bras 60, la période d*engrènement d*un pignon 27 avec la roue 65 est prolongée de façon suffisante et dure pendant toute la période de refoulement Il va sans dire que les dentures des engrenages 27 et 65 doivent être prévues de façon à ce que les dents puissent se pénétrer à fond sans inconvénient, la fig, 9 montre un exemple de profil grossier répondant à la condition ci-dessus.

Pour les petits appareils,' les pignons 27 et 65 peuvent être lisses et agir seulement par friction.

Pour assurer la bonne évacuation des boues tombant des cellules, on φτότιι un agitateur frère le Ms de l'arbre 8. Cet agitateur comporte quatre tras 66 portant clés palettes 67 disposées de façon à ramener les boues vers l'orifice central. Ces bras sont en outre soutenus par des tirants 68. Au bas de 1*arbre 8 on a en outre prévu un petit agitateur supplémentaire 69 pour éviter l'accumulation des boues au dessus de la soupape de nettoyage 70.

On notera que l'agitateur oalé sur l'arbre 8 tourne sans cesse, alors qu'on peut arrêter l'arbre 15 par la bielle 23. Cette disposition permet d'évacuer les boues à la fin dTune opération. Il suffit a'arrêter le* cellules et de laisser encore 1'appareil tourner un temps suffisant pour que les boues puissent être évacuées par la conduite 3, grâce à l'action des agitateurs les cellules peuvent être de tout type approprié. Celle de là fig. 10 est une construction particulièrement avantageuse.

Elle comporte deux fonds 71 et 73 réunis par un cylindre 73 fait soit directement en.matière filtrante, soit enrôle perforée ou analogue sur laquelle on enroule ensuite de la toile filtrante, le fond inférieur 72 porte lajçjuuue 24uet le fond: supérieur 71/ l'arbre creux de liaison 25. Un eorpâ intérieur étanche 74 réduit au minimum le volume nuisible. Ce corps est traversé de façon étanche par des tubes 75 dans lesquels s'enfilent les entretoises 76>de liaison des fonds* % fond supérieur porte un. certain nombre de haubans 36,

Grâce au corps intérieur 74, cette cellule peut avoir de grands diamètres sans inconvénient. On notera à ce suiet qu'en fig* 1 les cellules sont de diamètre relativement petit/ au contraire de ce qui est montré en fig. 10. En fig. 3/ l'appareil est supposé monté avec des cellules du genre de celle de la fig* 10 et il en résulte que les tubes 45, 46 et 47 sont moins inclinés que montré en fig. 1.

Ii'expérience montre que le débit d’un appareil du genre de celui décrit ©et remarquable pour les1 faible# surfaces de filtration, mais augmente nettement moins vite que la surface filtrante. 11 a été reconnu que cet inconvénient résulte de l’influence des pertes de charges. Un effet, les cellules devant travailler sous un© forte dépression, c'est à dire avee une faible pression absolu®, une perte de charge faible occasionne une augmentation relativement Importante de la pression de travail et diminue considérablement le débit. L’influence des pertes de charge est d’autant plus sensible que, dans l’appareil décrit, l'aspiration s® fait pas le haut, c’est à dire à l’encontre de l’action de la gravité sur le liquide.

Cette disposition est évidemment mauvaise en théorie et l’on sait qu'on obtient de bien meilleurs résultats en disposant l’aspiration au bas des cellules. Mais avec le présent genre d’appareil, cette solution ©et, sinon impossible, du moins extrêmement délicate à mettre en pratique à cause de la rotation des cellules autour de l’axe commun. Il est préférable donc de réduire au minimum possible la hauteur des cellules et la différence de niveau entre celles-ci et le distributeur, et surtout de disposer les cellules, les canalisations et le distributeur de façon à rédpire les pertes de charge.

L’appareil des fig. 11 à 15 est spécialement prévu dans ce but et son rendement est considérable sans qu’on ait à employer des S'estions de canalisations démesurées.

Les cellules sont des corps o ylindro-c ôhi que s à diamètre relativement fort, dont la paroi cylindrique extérieure 80 forme paroi filtrante. On la constituera, par exemple à l’aide d’une t$le perforée recouverte d’un tissu filtrant, ou enoore à l’aide d’une pierre poreuse.

Pour diminuer le volume nuisible, la oellule comporte un corps ae remplissage, comme dans le premier appareil décrit? Mais ici, ce corps 81 est soudé au fond de la oellule, lequel est ouvert de telle sorte que lè< liquide peut pénétrer à l’intérieur dudit corps, en comprimant l’air au-dessus de lui. On diminue ainsi la poussée verticale, du liquide sur la oellule.

En outre, comme montré, le corps 81 est prévu de façon à '1'* aie s er au liquida au droit de la portion cylindrique de la oellule, un passage annulaire de section croissante, de telle sorte que la vitesse du liquide soit sensiblement oonstante, la section croissant à mesure que croît 1*afflux de liquide filtré. Dans la portion coniqueude la cellule, la section reste constante.

Gomme montré, le oône di^bapeau est assez effilé pour éviter tout remous à l’entrée dans la canalisation cylindrique 85.· le fond de la oellule porte un croisillon 83 muni d’un trou de centrage dans lequel vient porter une pointe 84 Solidaire du plateau inférieur 17 dâ support dés cellules.

Des canalisations 25, 44 et 46 sont en principe semblables à celles de l’appareil des fig. 1 à 10. On a eu soin d’y éviter tout coude brutal, tout‘changement de. section, et on leur donne le plus fort diamètre possible.

Le distributeur est modifié. Son plateau mobile 85 est solidaire d’un moyeu 86,oalé sur l’arbre 8, et qui porte la roue d’entraînement 87 directement attaquée par la vis 88 qui plonge ! dans le bain d’huile 89 et est calée sur l’arbre moteur général 11, Des tubes verticaux 90 relient les orifices 48 du plateau 85 aux arrivées 47 des canalisations individuelles des cellules.

Le plateau mobile 91 comporte, comme ci-dessus, une fenêtre d’aspiration 50 en arc de cerele presque fermé et une lumière

Claims (6)

1. Filtre épaiesisseur à cellules verticales constamment immergées dans le liquide à traiter, caractérisé en ce que les dites cellules sont portées par un système mobile tournant .autour d’un axe vertlo*l, chaque oellul» tournant en outre eur elle-meme durant le décollement des gâteaux par l’air comprimé.

2. Filtre suivant la revendication 1, dans lequel chaque cellule a son arbre pourvu d'un pignon Individuel, caractérisé en ce qu’il comporte une roue dentée, de friction, ou analogue,' placée en un point déterminé de l’appareil, de façon à venir en prise successivement avec les pignons individuels des cellules et à oommander la rotation de oelles-ci sur elles -memes.

3. Filtre épaississeur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la roue de commande de la rotation individuelle des cellules est portée par un bsas mobile soumis à l’action d'un ressort ou analogue, de façon à ce que la période de rotation d’une cellule dure un temps relativement long.

4. Filtre épaississeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie mobile supportant les cellules est constituée par deux plateaux portés par un meme axe, le plateau inférieur étant pourvu de trou recevant les bouts d’arbres inférieurs des cellules, tandisque le plateau supérieur;, est pourvu d’encoches dans lesquelles on enfile les axes supérieurs des cellules (lesquels sont creux et forment tube de liaison d’une façon en soi cofcnue), lesquels axes sont ensuite maintenus au fond des encoches par des colliers mobiles ou analogue».

5. Filtre suivant les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que le plateau supérieur est guidé par au moins trois paires de galets, les galets de chaque paire étant voisins et disposés de façon à ne paw se trouver simultanément au droit d’une encoche.

6. filtre suivant les revendications 1 et 4» caractérisé en ee que la liaison entre l'axe creux d'une cellule et la partie tournante du distributeur (laquelle est solidaire de la partie mobile de l'appareil) est réalisée par un plateau appuyé contre l’extrémité de l'axe oraux par un ressort de façon à former presse-étoupe, lequel ressort prend appui centre un étrier susceptible d'être basculé d'une part pour régler la tension du ressort, d'autre part pour permettre ae dégager la cellule. ? - filtre suivant les revendications 1, 4 et 6 caractérisé en ce que la tubulure solidaire du plateau formant presse-étoupe est,à section polygonale et pénètre à Jeu réduit dans l'étrier de telle sorte que oe dernier empêche le plateau de tourner. 8. filtre suivant la revendication 1, pourvu d'un agitateur des boues, caractériel! en ce que la commande de la rotation des cellules peut être débrayée de la commande générale de l'appareil, de telle sorte que, les cellules arrêtées, on puisse continuer à faire fonctionner l'agitateur Jusqu'à évacuation complète des boues. 9. filtre suivant les revendications 1, 4 et 8 caractérisé en oe que l'axe de la partie mobile porte-cellules est creux et est traversé par l'axe plein de l'agitateur situé sous les cellules, oe dernier axe étant seul commandé par le haut et pouvant à volonté être embrayé avec l'axe creux de la partie mobile porte-celluies. 10. filtre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules sont des oylindres de grand diamètre et de faible hauteur. 11. filtre suivant la revendication 1, dans lequel chaque cellule est pourvue d'un corps intérieur de remplissage soudé à sa basa» caractérisé en ce que l’espace annulaire compris entre ledit corps et les parois filtrantes de la oellule est à section croissante à mesure qu’on s’élève dans la cellule, afin : j. ' . ' - - - que la vitesse ascendante di liquide aspiré soit sensiblement constante* 12. filtre suivant les reTendications 1 et 11, caractérisé en oe que chaque oellule possède un chapeau conique dans lequel pénètre l’extrémité supérieure, également conique, du corps intérieur de remplissage, la feotion annulaire de passage entre les deux cônes étant substantiellement constante. 13. filtre suivant la revendication' 1, caractérisé en oe que la lumière d’éapiratlon du plateau fixe du distributeur aboutit dans une chambre délimitée par deux parois coniques oo-axiales, le tube d’aspiration débouchant dans l’axe oommun, de façen à éviter les remous du liquide aspiré*