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" Dispositif de filtrage "
L'invention concerne un dispositif pour le filtrage d'un mé- lange de matières solides et de liquide, et en particulier de liqui- des contenant des matières fibreuses, tels qu'on en rencontre dans l'industrie du papier et de la cellulose, où les fibres et matières solides analogues, qui sont contenues à l'état de très grande dilu- tion dans les eaux d'exploitation et dans les eaux résiduaires, doi- vent être récupérées.
On connaît déjà des dispositifs de filtrage dans lesquels un ruban ou bande filtrante sans fin est mue au-dessus d'une série de cellules fixes. Dans ces dispositifs, le liquide est aspiré dans les cellules à travers le ruban filtrant au moyen d'une dépres- sion. Les cellules y sont toutes raccordées par des tuyaux de décharge ou d'écoulement du liquide au réservoir en dépression com- mun. Par conséquent, les plus fines particules de matière solide sont entraînées dans une mesure importante aux premières cellules à travers le ruban filtrant encore propre et sont perdues du fait
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qu'elles sont mélangées dans le réservoir en dépression avec les filtrats provenant des autres cellules. Il y a lieu de citer aussi comme inconvénient, le fait que la production d'air aspiré exige constamment une importante dépense d'énergie.
Quand dans ces dispositifs les liquides contenant les matières solides sont très chauds, comme, par exemple, ceux qui proviennent des cui- seurs ou bouilleurs de cellulose, ou contiennent aussi des gaz encore combinés, comme par exemple les lessives chlorées , les vapeurs ou gaz sont libérés et agissent aussi à l'encontre de la dépression produite. On doit donc de nouveau les remplacer lors- qu'on continue à employer le filtrat dans l'exploitation.
Par rapport à cela, l'invention consiste en ce qu'un ruban filtrant retenant les matières solides sous la forme d'une bande sur est mû @ une série de cellules de position fixe, formant une boucle arquée, ouverte vers le haut, qui trempe dans le réser- voir à liquide et à laquelle le fond du réservoir à liquide est aussi adapté, et se trouvant chacune sous une pression hydrostati- que ou bien sous une dépression par l'intermédiaire d'un tuyau de décharge du filtrat, muni d'un organe de réglage.
Du fait que la voie formée par les cellules à la forme d'une boucle ar- quée, on obtient que la formation de la bande a lieu toujours au- dessus de la cellule la plus haute, où la pression hydrostatique est la plus faible, de sorte que les matières solides en suspension se déposent sans dérangement et doucement avec une faible énergie sur le ruban filtrant, au lieu de passer avec le liquide à travers les mailles du ruban. Elles forment au contraire dès le début sur le ruban filtrant une minch couche uniforme qui augmente la densi- ou finesse té/de celui-ci, ce qui est d'une importance essentielle pour la qualité de la filtration. / mesure qu'on descend, la pression hydrostatique régnant dans les cellules devient plus grande par faibles degrés et l'épaisseur de la couche croit tout à fait uni- formément.
Selon la nature de la matière solide contenue dans le
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liquide à filtrer, on peut aussi employer une dépression on chute barométrique pour les celLules dans les conduites de décharge du liquide, et en particulier pour les cellules situées derrière (en aval) de la cellule la plus basse dans la partie remontante de la boucle arquée, où la. pression hydrostatique devient de nouveau plus faible. On obtient ainsi une exploitation très bon marché, puisque la dépense de puissance peut être limitée au seul déplacement du ruban filtrant. Dans le cas du traitement de li- quides très chauds et contenant des gaz, les inconvénients du dispositif connu qui sont décrits plus haut ne se présentent pas.
Malgré une augmentation du nombre des cellules, on obtient une moindre hauteur de construction du dispositif, puisque les cellu- les sont distribuées des deux côtés de la boucle. Enfin, les conduites pour le filtrat de toutes les cellules sont accessibles séparément, de sorte qu'on peut contrôler commodément le fonction- nement de chaque cellule et le réglage de leurs organes de réglage à l'aide de la pureté et de la quantité des filtrats qui en sor- tent. Le fonctionnement des cellules et la formation de la couche ont lieu très visiblement. Un autre avantage de l'invention ré- side dans ce qu'on obtient les filtrats séparément et qu'ils peu- vent être conduits comme eaux d'exploitation de haute valeur aux endroits intéressés.
De même, le fait que le fond du réservoir est adapté à la périphérie arquée de la boucle de cellules, a une part essentielle à la formation tranquille et uniforme de la couche - formation qui est importante pour le rendement ou débit du dispositif de filtrage - parce que sur toute la longueur de formation de la bande il existe un courant, à peu près de même force et exempt de tourbillons, du liquide s'écoulant sur le ru- ban filtrant dans la direction de ce dernier.
En cas de traite- ment de mélanges de matières fibreuses et de liquide, par exemple d'eaux résiduaires des exploitations de l'industrie du papier et de la cellulose, on peut former avec ce dispositif, sans une grande dépense de force pour le déplacement du ruban filtrant, des bandes de papier de haute qualité et même des bandes de car-
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ton épaisses, car la pression d'application du ruban filtrant sur la boucle de cellules peut être maintenue faible.
En cas de traitement de mélanges de matières solides et de liquide tels que, par exemple, les matières colloïdales, les colorants et les matières analogues, où les matières solides rendent plus difficile ou empêchent l'écoulement du liquide à travers le ruban filtrant déjà lorsqu'elles forment des couches relativement minces, on doit faire déplacer le ruban filtrant plus rapidement pour une faible pression d'application. Le liquide contenant les matières soli- des agit toujours comme lubrifiant pour la course du ruban fil- trant par rapport aux bords des cellules. Le dispositif selon l'invention est donc supérieur aux dispositifs connus sous le rapport de la force nécessaire, qui est moindre, et de leur ren- dement ou débit de filtrage.
Avantageusement, on dispose au-dessus du niveau ou surface du liquide, du côté de décharge, une ou plusieurs de ces cellules en guise de cellules sécheuses, qui sont soumises à une chute barométrique ou dépression et déshydratent encore davantage la couche de matières solides.
Les tuyaux de décharge de liquide des cellules peuvent, par exemple dans le cas du traitement de liquides froids et exempts de gaz, être additionnellement raccordés chacun à une conduite en dépression par un tuyau séparé muni d'un dispositif de réglage, après que, dans la première cellule, il s'est formé une couche, qui augmente la finesse du ruban filtrant. Dans ce cas, le li- quide obtenu arrive malgré cela par suite de son poids au tuyau d'évacuation. Ceci est donc vrai pour les cellules situées dans la direction de décharge du réservoir, dans lesquelles la puissan- ce de travail doit être plus grande par suite de l'épaisseur accru de la couche de matière solide.
Du côté de décharge du réservoir, il peut être prévu des liteaux de retenue réglables pour le réglage de la. hauteur de la surpression ou pression effective et de l'écoulement du liquide.
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Du même côté du réservoir, on prévoit avantageusement un récipient collecteur, relié par une conduite tubulaire à un caisson d'admis- sion placé en avant (en amont) de l'entrée du liquide dans le réser- voir. De cette manière, l'écoulement ou courant désiré dans le ca- nal arqué entre le ruban filtrant et la paroi du réservoir est pro- duit, en particulier lorsqu'un moyen transporteurs par exemple une pompe, est monté dans cette conduite. On assure ainsi un état uni- forme du liquide et l'on empêche le dépôt des matières solides. Il est à conseiller de réduire la hauteur de la section transversale de ce canal formé entre le ruban filtrant et la paroi du réservoir, à partir des deux côtés vers le point le plus bas. De cette manière, il devient superflu de monter un agitateur en ce point.
Il convient encore,de séparer par une cloison dans chaque cel- lule en avant (en amont) de la conduite de décharge correspondant ou un espace de chambre, qui ne communique avec l'intérieur de la cel- lule que par une fente s'étendant sur la longueur de la cellule, parce qu'ainsi on obtient des conditions égales sur toute la lengeur de la couverture ou revêtement de la cellule considérée.
La partie ascendante de la boucle de la cellule du côté de la décharge du réservoir peut s'étendre suivant un angle tel par rap- port à la surface du liquide, que la bande de matières solides soit portée par le ruban filtrant en étant soutenue par lui. Ainsi elle reste d'autant plus sûrement sur la partie ascendante du ruban fil- trant. Aux conduites de décharge des cellules sécheuses, qui sont en communication avec la conduite en dépression, on peut raccorder une conduite de liquide pour la production d'une chute barométrique.
Four autant qu'avec ce dispositif on ne vise qu'une augmentation de la concentration du mélange de matières solides et de liquide, le ruban filtrant peut porter sur son côté extérieur libre des liteaux bas, dirigés essentiellement transversalement par rapport à son dé- placement, pour l'entraînement de la matière solide. Dans ce cas la conduite de retour vers le caisson d'admission peut rester inuti- lisée.
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Deux exemples de réalisation de l'invention sont repré- sèntés schématiquement sur le dessin ci-annexé.
La fig. 1 de celui-ci est une coupe longitudinale verti- cale ; la fig. 2, une vue en élévation de face dans la direction du côté de décharge; la fig. 3, un exemple de réalisation un peu différent, sans les conduites tubulaires.
En avant, c'est-à-dire en amont du réservoir arqué et ou- vert vers le haut, 1, se trouve placé le caisson ou boite d'ad- mission 2, à laquelle le lmqide chargé de matière solide est amené par le tuyau 3. A l'autre extrémité du réservoir 1, il est prévu des liteaux de retenue 4 réglables à volonté pour le réglage du niveau du liquide, et par-dessus lesquels l'excès de liquide s'écoule dans le réservoir collecteur 5. Une conduite tubulaire 6 munie d'une pompe 7 ou d'un dispositif analogue débouche dans le caisson d'admission 2.
A l'intérieur du réservoir 1, il est prévu une pluralité de cellules contiguës 8 fermées les unes par rapport aux aut- res et disposées à poste fixe les unes derrière les autres.
Elles forment une boucle arquée ouverte vers le haut, comprenant des parties droites raccordées tangentiellement à l'are. Une ou plusieurs cellules 9 peuvent aussi suivre encore au-dessus du niveau mu surface du liquide du côté de décharge du réser- voir 1. Chaque cellule possède un tuyau de décharge 10 pour le liquide, muni d'un dispositif de régalge 11 de la décharge, sous la forme d'une soupape ou de ce qu'il est convenu d'appe- ler un mèsureurde liquide. A l'intérieur de chaque cellule 8 et 9, un espace ou chambre, qui ne se trouve en communication avec l'espace de la cellule que par une fente 13 s'étendant sur la longueur de la cellule, est séparé en avant (en amont) de la conduite de décharge 10 par une cloison 12.
Les tuyaux de décharge 10 peuvent être reliés à un tuyau en dépression 15 par un tuyau 14, dans lequel un dispositif de réglage 16 sous la
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forme d'une soupape peut également être monté.
Chaque cellule 8,9 est couverte d'une tôle 17 d'épaisseur convenable, qui est percée de forures ou de fentes 18 très rapprochées les unes des autres. Seules les parties marginales 19 de la couverture ou revtement 17 ne sont pas ajourées. Un ruban filtrant 20 d'une finesse de mailles convenable, qui est entrainé uniformément à une vitesse réglable, par des rouleaux conducteurs et moteurs 21, est posé tout contre le revêtement 17 de la boucle de cellules et est déplacé sur lui, la largeur du ruban filtrant 20 étant choisie telle qu'il recouvre aussi les bords non apurés 19 du revêtement 17 et les rend ainsi étanches.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Le luquide contenant les matières solides entre, au sortir du caisson d'admission 2, dans le canal compris entre le fond du réservoir 1 et le ruban filtrant 20. Le liquide entre dans l'espace intérieur descellules 8 en passant à travers le ruban filtrant 20 et les couvertures ajourées 17 de celles-ci, cepen- dant que les matières solides se déposent sur le ruban filtrant 20 en mouvement. Comme la pression hydrostatique est la plus faible au niveau de la cellule la plus élevée, même les particu- les les plus fines ne passent pas à travers le ruban 20, mais se déposeront en toute tranquillité sur celui-ci. La couche de matières solides s'épaissit à mesure qu'elle chemine dans la direction de la sortie du réservoir.
Le liquide s'écoule par chacun des tuyaux de décharge 10 et est influencé par le dispo- sitif de réglage 11, de sorte quepar un réglage ccnvenable de la décharge du liquide par rapport à la pression effective (sup- pression) hydrostatique/on peut régler absolument à volonté chacune de ces cellules. La régularité ou uniformité de l'ac- tion sur la longueur de chaque cellule est assurée par le comper timent 12 avec sa fente 13. Si le tuyau de décharge est prolon- gé derrière la soupape 11, c'est-à-dire en aval de celle-ci,
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on peut encore tirer profit de la chute barométrique, ce qui permet d'augmenter encore le débit sensiblement, mais cependant dans une mesure réglable avec précision.
En particulier, dans les cellules 8 situées plus loin vers la décharge 5, on peut encore augmenter le débit de ce dispositif pour la production de bandes plus épaisses en reliant chacun des tuyaux de dé- charge 10, par un tuyau 14 séparé et muni d'une soupape de réglage 16, à une conduite en dépression 15.
Au-dessus du niveau du liquide, la couche de matières ,solides formée sur le ruban filtrant peut encore être déshydrat- davantage par une ou plusieurs cellules d'aspiration sécheu- ses 9. Selon la fig. 3, cette partie de la boucle de cellules forme avec le niveau du liquide un angle tel que le ruban fil- trant 20 porte la couche de matières solides. Dans ces cellu- les sécheuses 9 on peut également appliquer la chute barométri- que, si du liquide est admis dans la conduite de décharge 10.
Le niveau du liquide peut être réglé au moyen des liteaux de retenue 4. Grâce à cela, on peut régler l'importance de la pression hydrostatique par rapport à chacune des cellules sépa- rément.
On peut conduire la couche de matières solides sur une partie horizontale du ruban filtrant 20 jusqu'à un dispositif de couchage 21a, où elle est enlevée du ruban 20. Elle peut aussi être enlevée à cet endroit par un dispositif racleur ou d'une autre manière. Hais si l'on veut seulement augmenter la concentration du mélange de matières solides et de liquide, on peut aussi employer à cette fin le dispositif selon la fig. 1.
Dans ce cas, le ruban filtrant sans fin, 20, peut être plus court. Seul le rouleau de guidage supérieur de droite serait ,alors nécessaire ; le rouleaux de guidage inférieur 21 et la paire de rouleaux coucheurs 21 a disparaissent donc. Le ruban filtrant 20, peut, dans ce cas, être pourvu,sur son côté extéri eur de liteaux ou nervures d'entraînement basses orientées tran
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versalement par rapport à la direction de son déplacement, qui entraînent la matière concentrée (épaissie) vers le réservoir d'écoulement 5. Elle se détache du ruban filtrant 20 lorsque les cellules 9 ne travaillent pas.
Le liquide qui est passé dans le réservoir collecteur 5 est reconduit par la conduite 6, à l'aide du dispositif trans- porteur 7, au caisson 2 du coté de l'entrée. Il se crée ainsi en premier lieu dans le canal entre le fond du réservoir et la boucle de cellules un courant uniforme continu, ce qui offre une plus grande certitude que toutes les cellules déposent tou- jours sur le ruban filtrant autant de matière solide qu'on le désire. En particulier dans la région inférieure du fond du réservoir, la vitesse d'écoulement du liquide s'accroît du fait que la hauteur de la section transversale du canal décroit vers ce point. De cette manière, on peut se dispenser de prévoir des dispositifs agitateurs spéciaux à cet endroit.
Pour autant que le liquide chargé de matières solides doive seulement être épaissi, la conduite de retour 6,7 disparaît.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif pour le filtrage d'un mélange de manières solides et de liquide, et en particulier de liquides contenant des matières fibreuses, caractérisé en ce qu'un ruban filtrant sans fin (20) retenant les matières solides sous la forme d'une bande est mû sur une série de cellules (8) de position fixe, formant une boucle arquée et ouverte vers le haut, qui trempe dans le réservoir à liquide (1) et à laquelle le fond du réser- voir (1) est aussi adapté, et se trouvant chacune sous une pression hydrostatique ou bien sous une chute barométrique par l'intermédiaire d'un tuyau de décharge du filtrat (10) muni d'un organe de réglage(ll).