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La présente invention se rapporte à un filtre et plus particu- lièrement à un filtre dans lequel un gâteau d'une matière filtrante est dé- posé' sur les surfaces filtrantes et dans lequel la matière filtrante déposée tombe automatiquement des corps filtrants, lesquels présentent des surfaces filtrantes au moins approximativement verticales, lors d'une interruption de service de l'installation de filtrage.
On connait déjà des filtres de ce type, qui s'emploient par exem- ple dans les installations de nettoyage chimique dans lesquelles le solvant de nettoyage est pompté à travers les objets à nettoyer et passe ensuite à travers un filtre dans lequel se déposent les impuretés insolubles.Dans les installations de nettoyage de ce genre, une matière filtrante, par exemple de la poudre de kieselguhr ou analogue, est ajoutée au solvant et se dépose sur les surfaces filtrantes afin d'y produire un gâteau de filtrage au eom- mencement du traitement de chaque charge d'objéts à nettoyer. Immédiatement après le processus de nettoyage de chaque charge, le gâteau de filtrage tombe automatiquement afin de permettre la formation d'un nouveau gâteau au commencement de la période de traitement suivante.
Dans les filtres connus de ce genre, les surfaces filtrantes approximativement verticales des corps filtrants sont formées par des fils disposés c8te à c8te, au moins un fil de chaque paire de fils adjacents étant légèrement ondulé de façon à former dfes fentes entre les fils adjacents pour la passage du filtrat. La difficulté principale lors de la fabrication de tels filtres consiste à assembler et à supporter les fils dans la surface filtrante de manière que les surfaces! filtrantes et 1 es différents fils ne puissent pas se déformer sous l'action de la pression du filtre à tel point que la forme des fentes change et rende impossible la formation d'un gâteau de filtrage continu.
Afin d'éviter une déformation excessive, il faut employer des fils relativement épais par rapport à la largeur des fentes formées entre ces fils, de sorte que la surface totale de passage est très petite par rapport à la surface totale du filtre. Ce rapport défavorable est encore rendu plus mauvais par le fait que les fils doivent être supportés en'plusieurs endroits et doivent être reliés entre eux au moyen de soudures, de sorte que le filtrat ne peut pas s'écouler en ces endroits de fixation.
La fabrication de filtres à fils de haute qualité s'est révélée être très difficile et malgré les plus grands soins le pourcentage des rebuts demeure élevé, de sorte que le prix de revient de tels filtres à fils est considérable.
Le but principal de la présente invention est de supprimer ces inconvénients des filtres connus en formant le corps filtrant au moyen d'é- léments plats empilés les uns sur les autres,l'axe longitudinal de ces éléments étant au'moins approximativement vertical en position de travail et au moins un élément de chaque paire d'éléments étant conformé de façon que des canaux pour le passage du filtrat soient formés entre des éléments adja- cents, et les lignes de plus grande pente sur les surfaces filtrantes étant assez raides pour assurer la chute automatique de la matière filtrante. Des canaux collecteurs peuvent être prévus à l'inférieur des corps filtrants, et le filtrat s'écoule dans ces canaux depuis les deux surfaces du corps filtrant.
Les éléments peuvent être perforés transversalement de façon telle que des canaux collecteurs soient formés à l'intérieur du corps filtrant dans la direction d'empilement des éléments ou bien les éléments peuvent présenter sur leurs faces des fentes qui forment des canaux collecteurs dans la direction longitudinale entre les éléments adjacents.
Comme les éléments plats sont également soumis à la pression de filtrage sur leurs deux côtés, il n'est pas nécessaire de leur donner une grande résistance et on peut les faire relativement minces par rapport à la largeur des passages pour le filtrat qui ont de préférence la forme de fentes, de sorte que la surface totale des passages pour le filtrat est bien supérieure, par rapport à la surface totale du filtre, à ce qu'elle était
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avec les filtres à fils mentionnés plus haut. L'assemblage des éléments est extrêmement simple et il n'y a pas de risque de rebuts. Les corps filtrants peuvent être assemblés par des ouvriers non spécialisés, ce qui n'est pas le cas pour les filtres à fils connus.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'un élément plat présentant des différences d'épaisseur.
La figure 2 est une vue schématique en perspective de deux corps filtrants formés d'éléments tels que celui montré sur la figure 1.
La figure 3 est une vue partielle, en perspective et à échelle agrandie, de deux éléments plats adjacents.
La figure 4 montre une coupe horizontale d'un corps filtrant courbe.
Les figures 5 à 7 montrent un élément filtrant formé d'un ruban plat perforé auquel sont fixées des pièces d'espacement, respectivement en vue perspective sans les pièces d'espacement, en vue de dessus à échelle agrandie et en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6.
La figure 8 montre un filtre en coupe horizontale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 9, formé d'éléments tels que celui montré sur les figures 5 à 7.
La figure 9 montre le même filtre en coupe suivant la ligne IXIX de la figure 8.
Les éléments 1 montrés sur la figure 1 sont formés par des bandes plates présentant des différences d'épaisseur relativement faibles. Les parties plus minces 2 des éléments 1 sont perforées en 3. Des trous 4 sont prévus dans les parties extérieures plus épaisses des éléments 1.
Ces éléments 1 sont empilés les uns sur les autres pour former des corps filtrants 5, comme montré sur la figure 2. Ces corps 5 sont serrés entre deux tubes verticaux 6 au moyen de boulons traversant les trous 4. Des pièces de raccord 7, qui touchent les tubes 6 par une surface cylindrique et l'élément adjacent extérieur 1 par une surface plane , sont introduits entre les tubes 6 et les corps filtrants 5 ou piles d'éléments. Ces pièces de raccord 7 présentent des perforations transversales correspondant aux perforations transversales 3 des éléments 1 et à des ouvertures latérales des tubes 6 (voir aussi figure 4). Les ouvertures des tubes 6 et des pièces 7 et les perforations 3 des éléments 1 sont alignées de telle façon que des canaux collecteurs traversant les corps filtrants sont formés.
Le filtrat passant à travers les fentes ou passages 8 formés entre les parties minces des éléments 1, s'écoule par les canaux collecteurs dans les tubes 6 et de là hors de l'installation de filtrage.
La figure 3 montre une vue partielle, à échelle agrandie, de deux éléments adjacents. Les renfoncements à la surface des éléments ont des faces inclinées 9 et les arêtes des éléments sont brisées par des faces planes 10 et 11 respectivement. L'inclinaison des faces inférieures 9 et-11 est telle que la matière filtrante déposée sur elles tombe sous l'action de son propre poids lors d'une interruption de service de l'installation, pourvu que les surfaces filtrantes soient verticales comme montré sur la figure 2. En d'autres termes, l'angle d'inclinaison de ces faces doit être plus grand que l'angle de frottement de la matière filtrante déposée sur elles.
Les faces 10 et 11 facilitent la formation rapide d'un pont continu de manière filtrante par-dessus les fentes 8 entre les éléments 1 dans les installations de filtrage où un gâteau filtrant, par exemple de. poudre de kieselguhr, est
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déposé sur les corps filtrants 5. Ce fait peut être expliqué comme suit :
La couche ou gâteau déposé s'accroît sensiblement perpendiculairement à la face qui la supporte, de sorte que ledit pont de la matière filtrante dépo- sée par-dessus les fentes 8 prend réellement la forme d'une petite arche, ce qui facilite la formation d'un gâteau filtrant continu et empêche aussi la couche déposée de pénétrer dans les fents 8.
La forme particulière des arétps des éléments , montrée sur la figure 3, non seulement facilite la for- mation rapide d'un gâteau filtrant continu, mais encore provoque une mauvai- se adhérence du gâteau sur la surface filtrante, car les arêtes brisées des éléments ne fournissent pas de points de support pour la matière filtrante, de sorte que le gâteau filtrant tombe sous l'action de son propre poids lorsque la pompe du filtre est arrêtée,
Les arêtes des éléments pourraient naturellement être brisées d'une autre manière et pourraient par exemple être arrondies.
Les éléments 1 peuvent aussi avoir la forme d'un trapèze ou d'un secteur et être assemblés de façon à former des filtres courbes, ondulés ou circulaires. La figure 4 montre une coupe horizontale d'un corps filtrant courbe formé de tels éléments 1. Ces éléments ont d'ailleurs des perforations
3 identiques qui forment un canal collecteur entre deux tubes collecteurs 6, ainsi que des fentes d'entrée 8. Des pièces de raccord 7 sont placées entre les éléments extérieurs 1 et les tubes 6, comme déjà décrit. En disposant des groupes de tels éléments dans des directions opposées, on peut obtenir, si on le désire, des corps filtrants ondulés.
Le fonctionnement des filtres décrits est très simple. Les corps filtrants, 5 sont introduits dans une chambre de filtrage où ils sont entièrement immer-' gés dans le liquide non filtré. Les tubes 6, qui se prolongent au dehors de la chambre de filtrage, servent de tubes d'évacuation pour le filtrat. Si le liquide non filtré est pompé de façon,continue dans la chambre de filtrage, le liquide contenu dans cette chambre'est entraîné à travers les fentes 8 des corps filtrants dans lesdits canaux collecteurs formés par les perforations 3, les ouvertures des pièces de raccord 7 et les ouvertures correspondantes des tubes 6, puis le liquide filtré quitte la chambre de filtrage par les tubes 6.
Si une poudre telle que de la poudre de kieselguhr est ajoutée au liquide pompé dans la chambre de filtrage, un gâteau continu est rapidement formé sur les surfaces filtrantes des corps 5, gâteau qui agit alors comme moyen filtrant proprement dit.,Si, après une durée de fonctionnement donnée de l'installation de filtrage,,ce gâteau est fortement souillé, de sorte que le rendement du filtre diminue, on interrompt le fonctionnement pendant un court laps de temps;
tout le gâteau du filtre tombe alors hors des corps 5 en même temps que les impuretés déposées sur lui et s'accumule au fond de la chambre de filtrage d'où ce dépôt peut être éliminé périodi- quement. On ajoute alors de nouveau au liquide de la poudre à filtre et un nouveau gâteau,propre,se forme sur les corps filtrants 5 lorsque l'installation de filtrage se remet à fonctionner. Par conséquent, le filtre peut être facilement nettoyé et un nouveau gâteau filtrant peut être produit sans ouvrir la chambre de filtrage.
Les éléments 1 peuvent être faits en n'importe quelle matière appropriée. Des éléments de métal peuvent être obtenus par moulage, par pressage à froid ou à chaud ou par usinage. Pour filtrer des liquides corrosifs ou des boissons telles que des jus de fruits ou analogues, on emploie de préférence des éléments 1 faits en matière synthétique, plastique, céramique, verre ou analogues. Les éléments pourraient aussi, le cas échéant, être faits en bois.
Normalement, les éléments 1 sont beaucoup plus longs et les corps filtrants construits à partir de ces éléments sont beaucoup plus hauts que cela n'est représenté sur les dessins schématiques. Les éléments peuvent être
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coupés en tronçons de la longueur désirée à partir de rubans fabriqués sui- vant un procède de fabrication continue.
Aux figures 1 et 2, l'épaisseur des éléments 1 est exagérée par rapport à la-largeur des fentes. C'est pourquoi la surface totale deq fentes serait normalement plus grande, par rapport à la surface totale du filtre, qu'on ne pourrait le croire diaprés l'illustration schématique de la figure 2.
En raison des trous 4 des éléments 1, les moyens de fixation du corps filtrant peuvent être entièrement disposés à l'intérieur de celui-ci, ce qui permet d'obtenir une surface filtrante absolument unie, exempte de moyens de support extérieure. Ce fait a une importance particulière pour assurer la chute automatique de la/.matire filtrante.
On pourrait aussi prévoir sur les surfaces en contact des éléments
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1-des moyens"pour fixer la¯'position rëlaité désirée d'éléments filtrants adja- cents 1, par exemple,des rainures chevauchantes, des rainures en queue d'aigle des-¯goupilles conques et des évidements coniques et analogues. De tels moyens faciliteraient l'assemblage des corps filtrants et les surfaces filtrantes de corps formés de tels éléments seraient absolument unies.
L'élément de filtre représenté sur les figures 5 à 7 est formé d'un ruban plat 15 présentant des perforations circulaires 14 et des pièces d'espacement 16 fixées audit ruban. Lés pièces d'espacement 16 sont faites en une matière élastique et sont incurvées transversalement au plan du ru- ban 15, comme montré à la figure 7, lorsqu'elles ne sont pas sous tension.
Dans le filtre assemblé, ces pièces d espacement tendent toujours à séparer des éléments de filtre 1 adjacents. Un espacement uniforme des éléments de filtre peut donc être obtenu en desserrant le mécanisme retenant la pile d'é- léments. Dans cet état du corps filtrant, le filtre peut être complètement nettoyé-et rincé.'Le desserrage du mécanisme de retenue peut être réalisé facilement depuis l'extérieur de la chambre de filtrage au moyen de disposi- tifs appropriés. es pièces d'espacement 16 présentent chacune deux oreilles 17 formant une agrafe au'moyen de laquelle les pièces d'espacement sept fixées aux languettes 18 formées entre les perforations adjacentes 14. Les pièces d'espacement 16 sont par exemple fixées à une languette 18 sur cinq ou six.
Ce nombre est suffisant.pour assurer la distance requise enre les éléments de filtre adjacents.
Les arêtes des rubans 15 sont brisées de la manière expliquée plus haut et sont de préférence arrondies comme montré sur la figure 7 afin d'obtenir un bon dépôt et une=chute automatique de la matière filtrante.
Ce genre d'éléments de filtre a l'avantage suivant par rapport aux éléments de filtre représentés sur les figures 1 à 4 : La largeur des fentes peut être facilement réglée par le choix de l'épaisseur des pièces d'espacement 16, de sorte que le même type de ruban 15 peut être employé pour n'importe quelle largeur de fente. En outre, la fabrication des rubans 15 revient meilleur marché et est plus simple que celle de rubans ayant des dif- férences d'épaisseur comme celui qui est représenté sur la figure 1.
Un filtre formé d'éléments tels que ceux des figures 5 à 7 est montré aux figures 8 et 9. La chambre de filtrage 20 a un tube d'entrée 21, un tube de sortie 22, un tube de vidange 23 avec un robinet de vidange 24, et un couvercle 25. Le tube de sortie 122. communique avec un espace collecteur 26. Des tiges 28 s'étendant horizontalement dans la chambre de filtrage 20 sont fixées sur des faces planes 27 de l'espace collecteur 26, et les éléments de filtre 15 sont glissés sur les tiges 28. Les perforations 14 des éléments 15 communiquent avec des ouvertures latérales 29 de la paroi de l'espace collecteur 26.
Dans l'état de fonctionnement du filtre, les éléments 15 maintenus sur les tiges 28 sont pressés ensemble au moyen de barres de pression 30,
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de sorte que les pièces d'espacement 16 (non représentées sur les figures
8 et 9) sont pressées à plat et maintiennent ainsi les éléments 15 adjacents à des distances minimums, constantes, les uns des autres. Cet état est mon- tré sur la figure 8 pour les corps filtrants 31 à 33. Si l'on desserre les vis de pression 34, les éléments de filtres 15 se séparent sous l'action des pièces d'espacement élastiques 16 intercalées entre eux, comme montré pour le corps filtrant 35 sur les figures 8 et 9, de sorte que les fentes des sur- faces filtrantes sont également élargies.
Pendant le fonctionnement, le liquide à filtrer entre par le tu- be d'entrée 21 dans la partie inférieure de la chambre de filtrage 20, pous- sant ainsi le liquide contenu' dans la chambre 20 à travers les fentes situées entre les éléments 15 adjacents dans les canaux collecteurs formés par les perforations 14 des éléments 15. De ces canaux collecteurs, le filtrat passe dans l'espace collecteur 26 d'où il/quitte le filtre par le tube de sortie 22. Les impuretés et la matière filtrante (poudre filtrante) sont déposées sur les surfaces filtrantes et y forment un gâteau.
Lorsque le rendement du filtre tombe au-dessous d'une valeur minimum en raison d'une souillure excessive du gâteau, on arrête le passage du liquide dans le filtre pendant un court laps de temps et la matière filtrante tombe en raison de la position verticale des éléments 15 et des fentes.
Le filtre décrit est particulièrement utile lorsqu'un gâteau filtrant est déposé sur les surfaces filtrantes et qu'il s'agit de filtrer-un liquide non mouillant, de sorte que le gâteau tombe automatiquement hors du corps filtrant lorsqu'on arrête la pompe du filtre, mais il peut être employé avec autant d'avantage. pour filtrer un liquide mouillant tel que de l'eau ou de l'huile, un gâteau de matière filtrante pouvant être déposé, si on le désire. Dans ce dernier cas, il ne faut pas s'attendre à la chute automatique du gâteau filtrant.
Lorsque le gâteau filtrant doit être renouvelé ou lorsque le filtre doit être nettoyé, on desserre les vis de pression 34 de la manière décrite, de sorte que les éléments 15 se séparent sous l'action des pièces d'espacement élastiques 16; les fentes sont alors élargies de fa- çon appréciable et laissent passer la matière filtrante et les impuretés à travers le filtre dans la direction normale d'écoulement. Il faut naturellement veiller dans ce cas à ce que le liquide de rinçage contenant la matière filtrante et les impuretés ne soit pas conduit aux lieux d'utilisation, mais dans un récipient collecteur d'ou le liquide peut être ultérieurement retiré pour être éventuellement récupéré suivant sa valeur.
Avec cette façon de nettoyer le filtre et de renouveler le gâteau filtrant, les éléments pourraient recevoir n'importe quelle forme désirée puisqu'il n'y a pas besoin de veiller à ce que la matière filtrante tombe automatiquement des surfaces filtrantes. Pour la même raison, les surfaces filtrantes ne doivent pas nécessairement être verticales puisque la chute automatique de la matière filtrante n'est pas une nécessité absolue avec ce type de filtre ou que la chute automatique pourrait n'être pas désirée dans certains cas.
Si l'on construit de façon appropriée ce type de filtre, il ne se forme aucun dépôt dans la chambre de filtrage, de sorte qu'on peut laisser de coté le tube de vidange 23 et le robinet de vidange 24.
Chacun des filtres décrits pourrait aussi être formé de rubans plats ondulés, l'ondulation formant des fentes entre les éléments adjacents.
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