BE524941A - - Google Patents

Description

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   R. BERLINE, résidant à   SAINT-GERMAIN-EN-LAYE   (France). 



  APPAREILLAGE POUR LA FILTRATION SOUS PRESSION DES LIQUIDES. 



   La présente invention a pour objet des perfectionnements aux appareillages pour la filtration sous pression des liquides ayant pour but de permettre la formation d'un dépôt uniforme sur les éléments filtrants, de reconnaître au cours du filtrage toute détérioration d'un élément et met- tre immédiatement cet élément hors circuit, de réduire autant que possible la quantité de liquide laveur nécessaire pour assurer le départ des eaux- mères ainsi que le temps consacré à ce lavage, et d'assurer à la fin du fil- trage le nettoyage du filtre par des manoeuvres simples et le remplacement rapide des éléments éventuellement détériorés. 



   La description d'une forme d'exécution de l'invention donnée ci-après à titre démonstratif et non limitatif, fera apparaître d'autres avantages de cet appareillage qui comporte une chambre cylindrique dans la- quelle le liquide à filtrer est envoyé sous pression sur des disques fil- trants montés sur un arbre creux rotatif et débitant dans une série de tu- bes d'évacuation logés dans l'arbre creux et déversant le liquide filtré à une extrémité de cet arbre creux. 



   La forme d'exécution particulière qui sera décrite est représen- tée par les dessins dans lesquels : 
La figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil. 



   La figure 2 est une coupe transversale faite suivant la ligne II-II de la figure 1. 



   La figure 3 montre en coupe transversale à grande échelle la structure d'un disque filtrant. 

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   Les figures 4 et 5 montrent un dispositif avertisseur de l'é- paisseur maximum atteinte par les gâteaux de sédiment. 



   Les figures 6 et 7 montrent un dispositif pour la manoeuvre de la herse des racleurs de sédiment primaires. 



   Les figures 8 et 9 montrent un dispositif pour la manoeuvre de la herse des racleurs secondaires ou des goupillons de nettoyage final des disques. 



   Des disques filtrants tournants A sont placés à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique 1 dans laquelle le liquide à filtrer est refou- lé sous pression par une tubulure 2, 
Les disques A sont constitués par une série de secteurs juxtapo- sés (figure 3)o Chaque secteur est indépendant des voisins et débite le liquide filtré par un embout 3 dans une chambre annulaire 4 divisée en deux ou plusieurs parties. 



   Chacun des secteurs est constitué par une âme soit métallique, soit en matière plastique. Dans le premier cas, de part et d'autre de l'âme, qui sera en tôle 5 ou en grillage métallique ayant la rigidité con- venable, il y aura une paillasse de drainage en toile métallique 6, recou- verte du tissu filtrant textile ou métallique approprié   7.   Dans le second cas, les secteurs comporteront des rainures radiales et circulaires ou des pointes de diamant pour supporter directement le tissu filtrant. 



   Dans le cas d'emploi de tissu textile naturel ou artificiel,cha- que secteur est normalement habillé d'une poche dans laquelle le secteur est introduit. Les lèvres de cette poche sont rabattues dans une gorge et coincées par des réglettes 8 ou des cordons. 



   La batterie de disques est animée d'un mouvement de rotation permanent, de manière à assurer l'uniformité de l'épaisseur des gâteaux de sédiment se déposant sur les toiles filtrantes. Le mouvement est donné par un groupe auto-réducteur 9 agissant sur un arbre creux 10 soutenu par deux presse-étoupe 11, Un dispositif est prévu pour alerter le manoeuvre chargé de la surveillance quand les gâteaux ont atteint l'épaisseur maxi- mum prédéterminée pour laquelle on procède à l'arrêt de l'alimentation et au nettoyage. 



   Ce dispositif représenté schématiquement à la figure 2, en 12, et plus détaillé aux figures 4 et 5, comporte une sphère métallique 13 mon- tée en   penduleo   La sphère est placée entre deux disques et a un diamètre égal à celui de l'écartement des disques, diminué de l'épaisseur des deux gâteaux qui se forment   vis-à-vis.   La tige qui la supporte, 14. est soumi- se   à   un mouvement angulaire quand les points situés à l'équateur de la sphè- re entrent en contact avec la surface externe des gâteaux, lesquels tendent à l'entraîner dans leur mouvement de rotation. La course angulaire de la tige est limitée et un contact électrique se produit du fait du déplacement de l'extrémité de la tige par rapport à une surface fixe au moyen d'un sys- tème multiplicateur. 



   L'ensemble supérieur du palpeur est logé avec son mécanisme et un minirupteur 15 dans un boîtier étanche 16, séparé d'un tube soudé à la virole du filtre 17 par une membrane souple 18. Le liquide brut arrive à quelques mms. de ladite membrane dont il est isolé par un coussin d'air comprimée La partie supérieure est remplie d'huile. Etant incompressible, l'huile a pour but d'équilibrer la pression intérieure du filtre pour évi- ter la rupture de la membrane. Lorsque les gâteaux déposés sur les disques ont une épaisseur suffisante pour venir au contact de la sphère, celle-ci est entraînée Le bras de levier pivote sur son axe et par l'intermédiaire d'une manivelle 19 et d'une biellette 20 fait pivoter le levier du contac- teur 21. Un ressort antagoniste 22 tend à ramener le levier à la verticale. 

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   La tubulure d'alimentation 2 conduit le liquide à filtrer ou le liquide laveur dans une canalisation 23 qui est disposée longitudinale- ment au voisinage de la génératrice inférieure de la calandre et qui répar- tit régulièrement ce liquide sur toute la longueur de la batterie de dis- ques filtrants par une fente longitudinale. 



   S'il y a lieu de laver les gâteaux pour en enlever le solde d'eaux-mères, on peut vidanger complètement la calandre 1 et remplacer le reliquat de liquide à filtrer qui l'emplissait par un liquide de lavage amené par une canalisation, qu'on force à travers les disques au moyen d'une pompe 19 de la même manière que le liquide à filtrer lors de la fil- tration. Pour augmenter la rapidité de la vidange de ce reliquat de liqui- de et maintenir d'autre pailles gâteaux plaqués sur les disques afin d'évi- ter leur écaillage, on peut faire pénétrer dans la cuve de l'air comprimé par une canalisation 25. 



   Pendant l'admission d'air comprimé, les robinets de sortie de filtrat 26 sont maintenus légèrement ouverts pour que la pression de l'air derrière les gâteaux soit la pression atmosphérique et pour permettre la sortie du reliquat de filtrat. On fait tourner le faisceau de disques au cours de cette' opération dans le but de vider les secteurs du filtrat qui se trouve dans l'intérieur des poches afin : 
1 - d'éviter que le filtrat ne tende à traverser le tissu en sens inverse du sens de filtration du fait de son poids lors de la cessa- tion d'arrivée d'air, ce qui aurait pour effet de détacher des fractions du gâteau qui s'en irraient avec le solde de liqueur brute non filtré contenu dans la calandre. 



   2 - et pour "écueller" une partie de ce liquide brut et le filtrer au fur et à mesure de la vidange, cette opération étant d'ailleurs plus efficace avec des secteurs creux comme c'est le cas lorsqu'ils sont construits avec âme en tôle ou toile métallique.      



   L'ouverture de la canalisation du liquide de lavage 27 est exé- cutée par la manoeuvre d'un robinet à 3 voies 28. 



   Une autre méthode de lavage des gâteaux consiste, après avoir évacué l'excès du liquide à filtrer,. par l'ouverture de vidange 31, à faire tourner la batterie de disques à allure plus rapide que pendant la filtra- tion, par exemple s 10 t/m au lieu de   3 t/m   introduisant à la fois le li- quide de lavage sous forme de jets par les buses 30 de la rampe 29 décrite plus loin et par la tubulure d'alimentation 2, de façon à détacher les gâ- teaux par l'action du frottement de ce liquide. Cette opération peut être facilitée par la présence d'ailettes disposées radialement sur   la   pourtour des disques.

   L'appareil fonctionne ainsi comme un mélangeur et quand tous les gâteaux ont été mis en suspension et les particules bien mouillées par le liquide de lavage, on remet l'appareil en allure de filtration et on fil- tre le liquide d'épuisement en le chassant au moyen d'une quantité addition- nelle de ce liquide poussé par la pompe 19. 



   Après l'exécution éventuelle du lavage quand il est nécessaire, on procède à l'extraction et l'évacuation du produit formant les gâteaux. 



   Différents dispositifs conformes à l'invention peuvent être em- ployés suivant les cas d'espèces. Un de ces dispositifs est constitué par une rampe de lavage 29 logée sous la génératrice supérieure de l'enveloppe cylindrique et comportant des buses 30 disposées pour diriger des jets de liquide sur les disques en rotation et "dérocher" ainsi les gâteaux . La boue obtenue tombe au fond de l'enveloppe d'où elle est poussée vers l'ou- verture de vidange 31 par la rotation d'une vis sans fin 32. Cette vis est mue par le même moteur que celui qui commande le mouvement de la bat- terie de disques ou par un moteur individuel. - 

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Quand on désire que le sédiment soit recueilli sous forme   secte ,   on opère au moyen de raclettes courbes escamotables 33, qu'on rapproche de l'axe de l'appareil pour l'emploi.

   Un jeu de raclettes jumelées agit sur les 2 faces d'un disque 35 pendant la rotation du faisceau de ces dis- ques. La manoeuvre de ces raclettes s'effectue au moyen d'un volant 36 (figures 6 et 7) placé à l'extérieur du filtre grâce à un système de démul- tiplication par roue dentée et vis sans fin 37. 



   Les raclettes ont une forme hélicoïdale et peuvent être changées en cas d'usure, sans démontage général de l'appareil, par enlèvement de boulons au travers des portes latérales de visite 38. 



   Comme il est impossible d'amener les raclettes au contact des tissus, sans risquer leur détérioration un espace est prévu entre le lieu géométrique du déplacement du bord de la raclette et du disque intéressé. 



  Cet espace restant garni de sédiment, on devra finir le nettoyage au moyen du dispositif de lavage par buses 30 pour enlever le petit reliquat du sé- diment et nettoyer complètement les toiles. On peut également, pour d'au- tres cas d'application, prévoir un 2ème jeu de raclettes pour éliminer la couche résiduelle de sédiment 
Le bord métallique de chacune des raclettes rectilignes de ce deuxième jeu sera prolongé latéralement par une languette de caoutchouc qui pourra, sans dommage, gratter le tissu et sera posée de telle manière sur la raclette métallique que son remplacement sera aisé. On pourra éga- lement, dans certaines applications, au lieu de ce deuxième jeu de raclet- tes, adopter des goupillons 39 garnis de fils métalliques ou de crin de nylon, montés sur des broches rectilignes.

   Ces goupillons pourront net- toyer complètement la surface du tissu sans l'endommager et leur montage est prévu de telle sorte que leur remplacement sera très aisé. Pour di- minuer le nombre de goupillons, il n'en est prévu qu'un seul pour 2 fa- ces de disques   vis-à-vis.   



   Les manoeuvres des goupillons (figures 8 et 9)   comprenant :   
1 ) le déplacement dans leur plan à partir de la position d'es- camotage, 
2 ) le déplacement longitudinal, 
3 ) la rotation autour de leur axe, s'effectuent toutes trois au moyen d'un seul volant placé à l'extérieur de la calandre 1. 



   Le premier mouvement est obtenu en poussant ce volant 55 de ma- nière à engager un ergot 40 dans une encoche ménagée sur une boîte 41 con- tenant un couple conique d'engrenages démultiplicateurs   42.   Cette boite est solidaire d'un tube   43   sur lequel sont fixés les goupillons et qui peut tourner autour de son axe. Dans la position convenable du volant, l'ensem- ble volant, boîte, tube et goupillons se déplace de manière que les goupil- lons soient amenés à une position radiale par rapport à   l'xe   du filtre. 



   Le second mouvement est obtenu -en. tirant ou poussant le volant pour engager un ergot 44 placé sur le tube   'dans   une fente 45 ménagée sur un manchon 46 solidaire d'un des fonds de la cuve du filtre. Dans la posi- tion 1 de l'ergot, les goupillons sont escamotés; dans les positions 2 et 3, les goupillons sont approchés de l'une et l'autre faces de disques 35 en regard. 



   Le troisième mouvement est obtenu à l'aide d'une petite chaîne Galle 48 qui engrène sur des roues dentées 49 placées aux extrémités de chaque goupillon à l'intérieur du tube. Un coussinet en graphite 50 par exemple est placé dans chacun des orifices par lesquels les broches des gou- pillons pénètrent dans le tube. 

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   Quand on utilise le filtre avec un précolmatage d'adjuvant tel que la diatomite, il est possible de faire une couche de cet adjuvant as- sez épaisse pour que le premier jeu de raclettes laisse intact cette al- luvion qui ne sera normalement pas à refaire à chaque mise en route. 



   Les éléments des gâteaux détachés des disques tombent dans le fond de la calandre d'où ils sont conduits à l'extérieur par la vis d'Ar- chimède 32 dont il a été parlé plus hauto 
L'enveloppe cylindrique peut être calorifugée pour éviter, quand il y a lieu, les pertes de chaleur. Elle peut aussi comporter une double paroi à l'intérieur de laquelle circule un fluide chauffant ou réfrigérant. 



   Des dispositifs suivant l'invention assurent la réduction du temps   d'immobilisation   de l'appareil dans le cas de déchirure du milieu filtrant. Chaque disque ou chaque groupe de deux demi-disques homologues, ou chaque groupe de secteurs juxtaposés homologues, par exemple dans le cas de disques à huit secteurs, une série de quatre groupes de secteurs juxta- posés appartenant à quatre disques différents est relié à un tube de sortie de filtrat indépendant 51. A l'extérieur de l'arbre creux 10 ces tubes comportent un élément transparent 52 en verre Pyrex généralement ;   tant de se rendre compte du travail de chaque disque ou demi-disque ou   groupe de demi-disques, ou groupe de secteurs homologues. 



   Un regard ou un appareil de contrôle   photoélectrique   53 permet de se rendre compte si le filtrat d'un tube coule trouble et de fermer le robinet de sortie 26 correspondant, en isolant le jeu de secteurs auquel correspond le tube. En fin de cycle, après nettoyage de l'appareil, on ouvre celles des portes latérales 38 que comporte l'enveloppe cylindrique qui donnent accès aux éléments filtrants à contrôler. On examine les dif- férents secteurs auxquels correspond le tube dont le filtrat était douteux en effectuant la rotation de l'arbre creux à la demande, au moyen d'une pédale agissant sur le moteur de commande, et on déboulonne celui sur le- quel une détérioration est reconnue, pour le remplacer par un secteur de rechange tout habillé, ce qui ne demande que quelques minutes.

   Le manoeuvre chargé de la surveillance de l'appareil est averti par un signal d'alarme sonore ou lumineux ou les deux conjugués, dès qu'un des éléments ou groupe d'éléments cesse de donner du filtrat limpide, ce qui évitera d'avoir à as- surer une surveillance constante des tubes transparents de sortie. 



   Ce système de signalisation est réalisé par une lampe tubulaire 54 à rayons infra-rouges ou autres, disposée dans l'axe de la couronne de tubes de sortie de filtrat. 



   L'interception de ces rayons par le liquide trouble s'écoulant d'un tube détermine la fermeture d'un circuit branché sur une cellule pho-   toélectriqueo   
La fermeture de ce circuit déclenche un signal d'alarme optique ou acoustique. 



   REVENDICATIONS. 

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Claims (1)

1. .1- Un appareillage pour filtration sous pression des liquides comporte une chambre cylindrique dans laquelle le liquide à filtrer est refoulé sous pression sur des disques filtrants montés sur un arbre creux rotatif et débitant chacun dans un tube d'évacuation individuel logé dans l'arbre creux et versant le liquide filtré à une extrémité de cet arbre creux dans lequel chaque tube d'évacuation comporte à sa sortie de l'ar- bre creux une partie transparente traversée par un faisceau lumineux per- mettant de reconnaître tout tube débitant un liquide trouble et de fermer le robinet de ce tube en mettant ainsi hors circuit le disque filtrant dé- <Desc/Clms Page number 6> térioré qui alimente ce tubeo 2.- Un appareillage pour filtration suivant revendication 1,

   dans lequel les tubes d'évacuation des disques sont disposés en couronne à la sortie de l'arbre creux et une ou plusieurs lampes tubulaires dispo- sées dans cette couronne envoient des radiations à travers les parties transparentes des tubes sur des cellules photoélectriques dont chacune com- mande un circuit d'alarme déclenché dès que le;liquide traversant le tube correspondant est trouble.

   3.- Un appareillage pour filtration suivant revendication 2, dans lequel les tubes d'évacuation correspondent chacun soit à un disque, soit à deux demi-disques homologues, soit à des groupes de secteurs homolo- gues suivant les dimensions des disques et leur nombre.

   4.- Un appareillage pour filtration suivant revendication 1. dans lequel dans la partie supérieure de la cloison de la chambre cylindri- que et au-dessus de l'intervalle entre deux disques consécutifs est monté un boîtier pénétrant à l'intérieur de cette chambre par une douille et une tige fixée dans ce boîtier parallèlement à l'axe de la chambre sert d'axe d'oscillation à un pendule, dont la tige rigide traversant la douille-pé- nètre à l'intérieur de la chambre par une extrémité terminée par une sphère métallique équidistante des deux surfaces en regard des deux disques consé- cutifs et qui commande un appareil avertisseur quand le dépôt formé sur les surfaces en regard des deux disques rotatifs consécutifs est suffisamment épais pour toucher la sphère et écarter ce pendule de la position vertica- le.

   5.- Un appareil de filtration suivant revendication 4 dans le- quel l'extrémité du pendule pivotant autour de l'axe porte une manivelle dont le bouton commande, par l'intermédiaire d'une biellette, le levier d'un minirupteur qui est logé dans le boîtier et qui commande l'appareil avertisseur.

   6.- Un appareil de filtration suivant revendication 5 dans le- quel le boîtier est étanche et séparé de l'intérieur de la chambre cylin- drique par une membrane souple disposée au travers de la douille et tra- versée par la tige du pendule, cette membrane étant protégée contre la pression de l'air logé dans la douille au-dessus du liquide en cours de filtrage, par un matelas d'huile remplissant ce boîtier au-dessus de la membrane.

   7.- Un appareil de filtration suivant revendication 6 dans le- quel un ressort monté à l'intérieur de la douille au-dessous de la membra- ne est disposé pour rappeler le pendule vers sa position d'équilibre quand il en est écarté dans le sens de la rotation des disques par le frottement sur la sphère du dépôt formé sur au moins l'un de ces disques.

   8.- Un appareil de filtration suivant revendication 1, dans le- quel le lavage des gâteaux déposés sur les disques peut être exécuté en fermant la sortie du liquide à filtrer, en vidangeant le reliquat de ce liquide à filtrer, en désagrégeant les gâteaux par des jets de liquide dirigés par des buses d'une rampe de lavage en augmentant la vitesse de rotation de l'arbre et des disques pour agiter le liquide de lavage par des palettes radiales portées par la périphérie des disques et en faisant ensuite fonctionner à nouveau l'appareillage en filtre avec refoulement d'une nouvelle quantité de liquide de lavage pour récupérer ce liquide de lavage contenant le reliquat d'eaux-mères en formant sur les disques des nouveaux gâteaux complètement débarrassés d'eaux-mèreso 9.- Un appareil de filtration suivant revendication 1,

   dans le- quel l'extraction des produits formant les gâteaux peut être exécutée en fermant la sortie du liquide à filtrer, en vidangeant le reliquat de ce liquide à filtrer, en désagrégeant les gâteaux par des jets de liquides <Desc/Clms Page number 7> dirigés par les buses de la rampe de lavage et en évacuant par la manoeu- vre d'une vis sans fin le produit pâteux qui se dépose au fond de la cham- bre cylindrique.

   10.- Un appareil de filtration suivant revendication 1, dans le- quel une tige pouvant être manoeuvrée en rotation à la main par un système irréversible et montée longitudinalement dans le cylindre le long de la tranche des disques, porte, de part et d'autre de chaque disque, deux raclet- tes à contour en arc de cercle au rayon des disques pouvant être escamotées le long de la paroi intérieure du cylindre et en dehors des intervalles en- tre les disques consécutifs pour ne pas gêner la formation des dépôts pen- dant le filtrage et pouvant être rabattues vers l'axe de la chambre cylin- drique pour permettre de séparer le sédiment sous forme sèche, après vidan- ge du cylindre, par simple rotation des disques.

   11.- Un appareil de filtration suivant revendication 10, dans lequel les raclettes sont à surface hélicoïdale et peuvent être changées en cas d'usure, sans démontage général, par déboulonnage après enlèvement d'une porte latérale de visite de la chambre cylindrique.

   12o- Un appareil de filtration suivant revendication 11, dans lequel le reliquat de sédiment laissé sur chaque face d'un disque dans l'intervalle entre cette face et le tranchant de la raclette devant laquel- le on a fait tourner le disque, peut être enlevé par la manoeuvre de gou- pillons, d'axes montés rotatifs sur eux-mêmes, dont chacun est disposé dans l'intervalle entre deux disques consécutifs, ces goupillons étant portés dans un même plan radial d'un arbre monté rotatif sur lui-même, et disposés longitudinalement coulissant dans la chambre cylindrique le long de la tranche des disques.

   13. - Un appareil de filtration suivant revendication 12, dans lequel l'arbre,portant les goupillons est creux et contient une chaîne Galle engrenant avec des pignons calés sur les axes des goupillons et se termine, en dehors de la chambre cylindrique, par une boîte contenant un pignon de commande de la chaîne Galle qui peut être actionné, par l'inter- médiaire d'un couple conique, au moyen d'une manivelle extérieure à la boite.

   14.- Un appareil de filtration suivant revendication 13, dans lequel par poussée, à l'encontre d'un ressort antagoniste, la manivelle peut être engagée par un ergot dans une encoche de la boîte et l'ensemble de la boîte, de l'arbre creux et des goupillons, peut alors être manoeu- vré, par rotation de-cette manivelle, pour placer les goupillons dans leur position opérative ou pour les ramener dans leur position escamotée.

   15.- Un appareil de filtration suivant revendication 14, dans lequel l'arbre portant les goupillons est monté dans un manchon solidaire de la chambre cylindrique et s'engage, par un ergot, dans une ouverture de ce manchon en forme de T, dont une branche immobilise l'arbre en transla- tion longitudinale quand on commande la rotation de cet arbre et dont l'au- tre branche immobilise l'arbre en rotation quand on commande la rotation sur eux-mêmes des axes des goupillons.