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BREVET D'INVENTION. PERFECTIONNEMENTS AUX FILTRES .
La présente invention est relative aux filtres du type ayant une substance filtrante qui consiste en terre silicieuse, kieselguhr, ou autre substance similaire précipitée de sa suspension dans le liquide à filtrer sur un support poreux ou métallique, de tels filtres étant destinés en premier lieu pour des alimentations d'eau relativement faibles ou pour, la filtration d'huile ou d'autres liquides.
Avec de tels filtres il est connu que pendant un oertain intervalle de temps, pendant que la couche filtrante se forme et s'agglomère sur son support, un certain volume de liquide impur passe à travers le filtre et tend à former un précipité dans les interstices ou pores du support métallique ou poreux, offrant graduellement une résistance plus grande à l'éooulement en plus de la résistance qui doit naturellement être offerte par la couche filtrante, jusqu'à un certain moment quand le support du filtre doit être démonté pour le nettoyage.
De plus, le liquide impur déchargé pendant cette formation et agglomération de la couche filtrante doit être renvoyé à l'égout
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par la manipulation de valves appropriées afin d'éviter la contamination du liquide déjà filtré.
D'autres défauts du type de filtre à interstices ou pores dans le support de la couche filtrante sur lequel ou dans lequel des matières organiques peuvent se déposer au commencement du processus de filtration, est que ces matières organiques peuvent devenir le milieu de croissance de baotéries pouvant recontaminer le liquide filtré à moins qu'un processus de stérilisation ne soit appliqué au liquide après la filtration. Une telle stérilisation après la filtration peut donner lieu à la production d'une saveur dans le filtrat .
L'un des objets de la présente invention est de prévoir un filtre perfectionné de ce type dans lequel les interstices du support pour la couche filtrante ont une forme telle que tout en retenant la couche filtrante d'une manière efficace, ils ne présentent pas une tendance à l'obstruction par des impuretés précipitées. Un autre objet de l'invention est d'assurer que le premier liquide,imparfaitement filtré, est automatiquement évacué ou bien vers l'égout ou bien vers l'aspiration d'une pompe pour être filtré à nouveau, de telle sorte que tout le liquide passant à l'alimentation soit clair et dépourvu de toute substance filtrante fine ou autre impureté en suspension.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un filtre du type décrit, dans lequel un processus de stérilisation peut, si on le désire, être appliqué au liquide avant la filtration et tout excès de stérilisant peut être enlevé par la substance filtrante sans danger de contamination ultérieure ou de production de saveur.
L'invention consiste en un filtre du genre mentionné, dans lequel le support pour la couche filtrante est formé de fil métallique enroulé en hélice sur une cage ou gabarit aveo du jeu entre les tours adjacents, lequel jeu est suffisamment
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faible pour assurer que la substanoe filtrante ne passera pas au travers, mais formera un lit oucouche compacte sur la surface de l'hélice, la forme sectionnelle du fil métallique étant telle qu'elle assure une profondeur minimum d'interstice et un effet , de self-nettoyage maximum.
L'invention consiste également en un filtre tel que décrit dans les alinéas précédents, et dans lequel il existe une couche extérieure secondaire de fil métallique enroulé en hélice pouvant avoir une section plus grande et un jeu plus grand entre les tours adjacents, une telle hélice extérieure donnant une stabilité supplémentaire à la oouohe filtrante et' en même temps formant un support pour une couche filtrante exté- rieure superposée directement à la couche filtrante intérieure.
Un relâchement de pression du liquide du c8té de l'admission de la couche filtrante, effectuant un léger renversement du courant à travers le filtre depuis la sortie jusqu'à l'admission, déter- mine une désagrégation de la couche filtrante extérieure et son détachement de l'hélice extérieure tout en laissant la couche filtrante intérieure substantiellement intacte, en facilitant ainsi la re-formation de la surface filtrante avec une perturba- tion minimum de l'effet filtrant.
Dans le but d'aider le déta- chement de la couche filtrante extérieure l'enroulement exté- rieur présente de préférence la forme d'une hélice séparée par un faible espace de l'enroulement intérieur, une telle hélice extérieure étant renforoée par des fils ou bandes métalliques fixés yers l'extérieur à certains intervalles dans la direction de l'axe de l'hélice et servant à découper en segments la cou- che extérieure, ces segments se détachant facilement et glissant au moment voulu lorsque le prooessus de filtration est interrom- pu, avec substantiellement peu de perturbation de la couche fil- trante intérieure. En recommençant le processus de filtration, la couche extérieure est formée à nouveau sous forme d'un nou- veau film de filtration.
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De plus, en vue de faciliter la désagrégation et la re-formation de la couche filtrante, on peut faire en sorte que lors de la fermeture de la valve d'admission, ou immédiatement après cette fermeture, une évacuation supplémentaire vers l'égout est ouverte du côté de l'admission du filtre, en détermi- nant une diminution de pression qui tend à permettre à la substance filtrante de se détacher du support contre lequel elle a été comprimée pendant le processus de filtration par la présence de la pression d'admission.
On peut faire en sorte qu'il y ait un léger courant de renversement de liquide à travers le support du filtre, facilitant le détachement de la substance filtrante qui tombe au fond de la chambre d'admission dans une position appropriée pour être remise de nouveau en suspension et être re-agglomérée sur le support quand la valve d'admission est ouverte à nouveau. Cet effet peut être obtenu d'une manière appropriée en faisant en sorte que l'action de fermeture de la valve d'admission ouvre automatiquement l'évacuation supplémentaire et, si on le désire, la ferme à nouveau après l'intervalle de temps nécessaire pour effectuer le détachement de la couche.
En ouvrant à nouveau la valve d'admission, le liquide qui entre remet en suspension et re-forme la couche filtrante sur le support.
11 a été noté ci-dessus que, avec ce type de filtre, pendant un intervalle de temps assez court avant que la couche ne soit comprimée, du liquide impur peut être déchargé par la sortie du filtre, et l'un des objets de la présente invention est d'assurer que le premier liquide, imparfaitement filtré, soit automatiquement dévié vers l'égout, ou d'une autre manière désirée. Cet objet est assuré en faisant en sorte que la fermeture de la valve d'admission, soit directement soit indirectement par une chute de pression, ouvre une valve de by-pass à la sortie du filtre par laquelle le premier filtre est déohargé. Cette
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valve reste dans la position ouverte pendant l'intervalle de temps nécessaire pour assurer que le filtrat a atteint le standard de pureté requis.
Avec un taux d'écoulement élevé ce standard peut être atteint en quelques secondes, mais à des taux d'éooulement plus faibles, une ou deux minutes peuvent être nécessaires avant que la couche ne soit agglomérée, et le mécahisme de fermeture de la valve de by-pass peut être disposé de manière à être réglable pendant le temps nécessaire pour satisfaire à toutes les conditions.
Un mode de réalisation approprié est d'utiliser la chute de pression résultant de l'ouverture de la valve de secours du o8té de l'admission du filtre pour effectuer l'ouverture du by-pass, qui reste dans la position d'ouverture jusqu'à ce que le re-établissement du processus de filtration ait effectué une fermeture graduelle de cette valve.
Il est bien entendu cependant qu'au lieu de se baser sur une différence de pression pour aotionner la fermeture du by-pass, on peut adopter tous autres moyens appropriés.
D'autres traits caractéristiques de l'invention seront apparents de la description qui suit.
Les dessins oi-joints montrent deux modes de réalisation de l'invention:
Fig. 1 est une vue schématique montrant la disposition d'une forme d'appareil filtrant suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue montrant une forme alternative d'uni. té ou élément filtrant, et
Fig. 3 est une coupe faite le long de la ligne 3 - 3 de la fig. 2.
En réalisant l'invention dans la pratique suivant un mode approprié.,. comme montré dans la fig, l, on forme le filtre perfectionné avec une enveloppe extérieure a dont les dimensions et la forme dépendent du but pour lequel le filtre est requis,
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et à l'intérieur de cette enveloppe et séparant l'entrée b du liquide à filtrer de la sortie ± du liquide filtré, on dispose le support d du filtre qui consiste en fil métallique d'un diamè tre de par exemple 1/25 de pouoe, enroulé en hélice ayant un jeu de par exemple un ou deux millièmes de pouce entre les tours adjacents ; il est cependant bien entendu que ces détails sont donnés uniquement à titre d'exemple et que les dimensions et la section du fil métallique et le jeu entre les tours adjacents peuvent être modifiés pour s'adapter à toutes conditions présentes.
En fonctionnement, une certaine quantité de kieselguhr ou autre substance analogue est introduite dans le récipient ou est introduite dans l'alimentation d'eau ou autre liquide à filtrer (par exemple au moyen d*un entonnoir de chargement e) et pendant le passage de l'eau ou autre liquide à travers l'éoran métallique le kieselguhr suspendu dans le liquide est précipité sur l'écran et en un temps très court il forme une couche filtrante sur cet écran au moyen de laquelle l'eau ou autre liquide sera filtré d'une manière efficace.
Si on désire nettoyer ou renouveler la substanoe filtrante ou nettoyer l'écran métallique, l'écoulement de liquide peut être renversé de sorte que le kieselguhr est détaché de l'écran et peut ou bien re-former la couohe filtrante ou bien être enlevé (par le robinet de décharge f par exemple) et une nouvelle alimentation de liquide introduite.
Le détachement de la substanoe filtrante peut aussi être facilité par un courant d'eau introduit à la partie la plus élevée du filtre et on peut déterminer son écoulement sous forme de film vers le bas le long du support du filtre, cela étant effectué d'une manière appropriée par une connexion g livrant le liquide au-dessus de la plaque h par laquelle 1'écoulement en forme de film est dirigé.
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Dans certains cas, il peut être préférable de ne pas provoquer le détachement de toute la substance filtrante de son support et afin d'éviter cela on peut disposer autour de l'écran de support une seconde couche i (fig. 2) de fil métallique de par exemple jauge 18 avec un jeu plus grand entre les tours adjacents et sur laquelle on peut disposer une couche filtrante extérieure. Un léger renversement de courant à travers le support du filtre provoquera le détachement de cette couche filtrante secondaire de l'enroulement extérieur sans perturbation appréciable de la couche filtrante intérieure, en permettant ainsi la reprise du processus filtrant avec un gaspillage minimum d'eau partiellement clarifiée.
Des fils ou bandes longitudi- nales k en métal ou autre substance appropriée fixés à l'enroulement extérieur servent à renforcer celui-ci ainsi qu'à diviser la couche filtrante extérieure en bandes séparées qui sont facilement détachées par un léger renversement du courant ou par la gravité quand le processus de filtration est interrompu.
Le fil métallique employé pour les hélioes intérieure et extérieure a de préférence, mais pas nécessairement, une section circulaire et puisque le fil peut être enroulé d'une mani- re très uniforme sur la cage ou autre gabarit, le filtre est oapable de donner une décharge très uniforme de liquide à travers sa surface entière en assurant ainsi un dépôt 'uniforme de la substance filtrante.
La cage,ou gabarit,peut être construite de barres longitudinales en métal ou autre substance ou bien comme montré dans les dessins elle peut consister en un manchon à ouvertures ayant des nervures 1 autour desquelles le fil métallique est enroulé en hélice. L'unité filtrante peut être associée avec un tube intérieur filtrant en céramique ou autre substance poreuse ou dans certains cas un tel tube en oéramique ou autre substance poreuse peut être formé avec des nervures externes ou saillies
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sur lesquelles le fil métallique est enroulé pour former la cage ou gabarit pour le kieselguhr ou analogue.
Il est évident que l'on peut faire varier la substance choisie pour le support de couche filtrante, la manière dont elle est enroulée sur son gabarit et le nombre de couches concentriques constituant le support dépendant de toutes nécessités pratiques qui doivent être remplies.
De plus, en vue de dévier automatiquement le premier filtrat on peut munir le filtre de deux sorties alternatives, l'une m vers l'égout (ou vers un autre endroit désiré) et l'au- tre o évacuant du liquide complètement filtré vers 1'alimentation.
Une valve n contr8lant la sortie by-pass est disposée de manière à être ouverte automatiquement quand le processus.de filtration a cessé, et à être fermée automatiquement à un moment réglable après que la filtration a recommencé. Dans un mode de réalisation pratique, on prévoit du c8té de la sortie du filtre une ohambre o divisée par un diaphragme élastique en un compartiment supérieur et un compartiment inférieur, séparés entr'eux.
On fait admettre au compartiment supérieur du liquide non filtré pris de la conduite d'admission vers le filtre en un point situé à la suite de la valve d'admission (par exemple par la conduite q), à un taux contrôlé par une valve à pointeau ou autres moyens appropriés r. Le compartiment inférieur qui communique avec la sortie du filtre a la sortie by-pass m évacuant vers l'égout quand le diaphragme est dans la position de repos.
L'ouverture de la valve d'admission b1 du filtre admet du liquide à un taux déterminé à l'avance dans la chambre supérieure et fait détendre graduellement le diaphragme vers le bas jusqu'à ce que le dia- phragme ou la valve n actionnée par lui ferme la sortie du by-pass, et après cette période de temps l'eau qui maintenant est complètement filtrée passe vers l'alimentation au moyen de la décharge prévue en c.
En fermant la valve d'admission et en
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ouvrant une valve de secours du côté de l'admission du filtre, f ou f1, la pression sur le diaphragme dans la chambre supérieure est relâchée et le diaphragme retourne dans sa position de repos en déterminant l'ouverture de la sortie m du by-pass prête pour l'évacuation vers 1%gout ou d'un autre coté requis lorsque le processus de filtration recommence.
L'action du diaphragme peut être facilitée ou retardée par un ressort s ou autres moyens appropriés et lorsqu'il n'est pas nécessaire de faire évacuer le liquide complètement filtré contre une pression, une valve chargée peut être insérée dans la conduite de sortie de l'eau filtrée pour donner la contrepression requise pour faire dévier le premier filtrat à travers le by-pass, ou bien le même diaphragme ou un autre diaphragme peut actionner une seconde valve ouvrant la décharge vers l'alimentation quand le by-pass est fermé. Il est évident que les références aux compartiments supérieur et inférieur, aux diaphragmes et analogues sont données uniquement à titre d'exemple et que tous autres moyens appropriés de contrôle ou d'actionnement pourront être employés.
De plus, dans toute modification de la présente invention on pourra substituer à la substance filtrante, ou lui in- corporer ou lui ajouter toute autre substanoe appropriée,comme par exemple du charbon aotif ayant la propriété d'enlever un excès de stérilisant précédemment ajouté au liquide non filtré.
De cette manière le liquide à filtrer peut être traité avec un excès d'agent stérilisant sans qu'il y ait danger de développement de saveur ou odeur dans le filtrat et sans le danger de contamination ultérieure.