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THE PATERSON ENGINEERING COMPANY LIMITED, résidant à
LONDRES.
(Mandataire : L. BERCOVICl).
PERFECTIONNEMENTS AUX FILTRES POUR LIQUIDES.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Grande-Bretagne les 26 janvier 1955 (demande provisoire) et 13 janvier 1956 (demande complète) conjointement avec E.W. Baily - déclaration de la déposante).
Lettre*rectificative jointe pour valoir comme de droit, à la date du 19/3/56: page 2, ligne 18, remplacer "l'enveloppe initiale" par "le recouvrement initial'4 ; page 4, modifier les lignes 8 à 12 comme suit : "Dans l'autre direction, les tubes ZO passent à travers les éléments filtrants principaux 11a et à travers la chambre collectrice 14 dans la plaque de dia- phragme 24 où on réalise un joint étanche à l'égard du fluide au moyen de boites de bourrage vissées 25 et d'annéeaux de bourrage 26.
La plaque" ; page 5, ligne 14, remplacer "l'élément" par "les éléments" ; page 5, modifier les lignes 17 à 24 comme suit : "Le liquide du corps filtrant est maintenant évacué par les éléments 21 et est filtré à mesure qu'il passe de l'extérieur vers l'intérieur, ensuite vers le bas vers les ouvertures 23 des tubes 20, par les tubes vers la petite chambre col- lectrice 27 à travers la sortie 34 et soupape 36 vers le tuyau d'évacuation.
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La présente invention concerne les filtres pour liquides, plus particulièrement les filtres du type présentant des @ 'éléments verticaux avec ou sans une couche filtrante en matériaux particulaires.. Dans la filtration des liquides, les filtres précédemment employés contenaient à la fin de l'opération une certaine quantité de liquide non filtré représentant environ un gallon par pied carré de surface 'filtrante ou davantage, selon l'espacement des éléments.
Cela constitue un embarras pour l'utilisateur de l'appareil, surtout lorsqu'on effectue le filtrage de liquides coûteux et lorsque
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le résidu non filtré ne peut pas être stocké facilement jusqu' au traitement d'une nouvelle quantité de liquide de même nature, par exemple une variété spéciale de whisky, rhum ou vin, solu- tions chimiques obtenues par le système discontinu,, des vernis, laques, etc.
L'objet de la présente invention ,est, de prévoir un filtre pour liquidés ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus.
Les spécifications antérieures de .brevets anglais
No 595.891 et 619.973 décrivent et revendiquent respectivement des éléments du type siphon et un filtre réversible qui concer- nent le problème mentionné ci-dessus. Certainsfabricants employent avec/le même objet en vue, un filtre yant la sortie du liquide filtré au fond du récipient, mais cela présente l'inconvénient que le filtre doit être enlevé pour le nettoyage.
Toutes les méthodes n'ont réussi que partiellement dans la pratique puisque à cause du passage de l'air à travers l'enveloppe initiale du filtre, des irrégularités peuvent se produire et le filtrat n'est' pas clair jusqu'à la.fin,'mais probablement seulement jusqu'à'ce que environ un tiers jusqu'à. la moitié de la teneur de l'enveloppe du.filtre aient été - évacués. Cet inconvénient est plus marqué lorsqu'on traite des liquidés visqueux. Une autre méthode employée consiste à filtrer le contenu de l'enveloppe principale de filtrage, à travers une enveloppe plus petite jusqu'à ce que-le résidu devienne négligeable.
La présente invention consiste en un filtre pour liquides comprenant une chambre de filtrage ayant un ou plusieurs éléments principaux creux de filtrage connectés à l'une de leurs extrémités avec un collecteur principal de sortie et un ou plusieurs éléments creux subsidiaires de filtrage montés dans la dite chambre à un niveau situé en-dessous du niveau des éléments principaux,
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et connectésà l'une des extrémités avec un collecteur subsi- diaire de sortie, et des soupapes dans la sortie de chaque collecteur de manière à pouvoir choisir pour emploi l'élément principal ou subsidiaire, comme on le désire.
Le résidu est traité dans le filtre principal en prévoyant une section au fond d'un élément ou d'un certain nombre d'éléments pouvant être isolés de l'élément restant ou des éléments restants et qui est employé à vider le filtre jusqu'à ne laisser qu'un très petit résidu qui ne peut pas être évacué comme filtrat normal.
Les dessins ci-joints montrent à.titre d'e ple seulement, un certain nombre de modes de réalisation de la présente invention.
Dans .ces .dessins,
La figure 1 est une coupe verticale montrant un arran- gement typique d'un .filtre avec des éléments filtrants et montrant une coupe faite à 'la base d'un groupe choisi d'éléments.
Figure 2 est un détail en coupe d'un segment constituant un prolongement d'un élément de filtre.
Figure 3 est un schéma d'une plaque d'éléments montrant une disposition typique d'éléments.
Figure 4 est une coupe longitudinale de l'élément filtrant formé en petits segments avec un élément de prolonge- ment ayant une tige de connexion de forme tubulaire.
Figure 5 est une coupe longitudinale d'un élément simi- '' laire avec un segment amovible constituant un prolongement.
En se reportant à la figure 1,'un groupe d'éléments de filtration creux 11 construits suivant les méthodes connues, sont suspendus d'une plaque de diaphra.gme 12 qui sépare . l'enveloppe de filtration 13 de la chambre 14 collectrice de et. filtrat/avec laquelle des joints étanches à l'égard du fluide sont réalisés par des joints 15 lorsqu'on fixe des boulons 16 dans les flasques 17 et 18.
Un nombre choisi d'éléments 11a dans le groupe 11 sont
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formés avec des extrémités de fond 19 ouvertes permettant .L'insertion de tubes 20 qui sont fixés dans les couvercles supérieurs4 de:;; courts prolongements filtrants 21. Lus @ubes
20 fout saillie à l'intérieur des courts prolongements filtrants près des couvercles de fermeture 22 à l'extrémité inférieure où un. espace 23 est laissé pour le passage de liquides dans les tubes.
Dans l'autre dire'." on, le tube 20 passe à travers les éléments filtrants principaux 11a et à travers la. chambre collectrice 14 dans la plaque de diaphragme 24 où on réalise un joint étanche à l'égard du fluide au -moyen de -La boîte de bourrage vissée 25 et de l'anneau de bourrage 26. La plaque de diaphragme 24 sépare la chambre collectrice principale 14 de la chambre, plus petite 27 fermée de manière étanche entre des rebords 28 au moyen de joints 29 lorsqu'on effectue la fixation par des boulons 30.
En fonctionnement, le liquide non filtré pénètre par la soupape 31 et par la lumière d'admission 32, Une couche de terre à diatomées peut être introduite sous la forme d'une boue, soit avec la première alimentation de liquide d'un réservoir de pré-recouvrement, soit à la base du filtre pour être entraînée par le liquide qui pénètre..Le liquide passant par la surface de la. cloison des éléments filtrants, y laisse un dépôt ou couche prélable qui retient la matière en suspension et filtre le liquide qui passe au travers de cette couche. ' Dans cet exemple, on considère que la surface entière des éléments principaux et des segments de prolongement.a étérecouverte et le liquide filtrant s'écoule des éléments principaux-dans la chambre 14 et des prolongements 21 par les tubes 20 dans la :
'chambre 27 et sort par les sorties 33 et 34 et par les soupapes 35 et 36 respectivement, ensuite à travers le verre d'inspection 37 et par la soupape 38.
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Lorsque la pression augmente à une soupape, indiquant ainsi que le Milieu filtrant s'est obstrué et que l'opération est terminée,la soupage 35 est fermée partiellement de manière à augmenter légèrement la pression dans la chambre 14 en compri- mant l'air retenu au-dessus de la surface du liquide et lu soupape 39 d'admission d'air qui légèrement ouverte en admettant lentement de l'air à la première soupape 35, est maintenant complètement fermée et on laisse entrer une nouvelle quantité d'air en forçant le liquide à sortir de la tête filtrante.
La soupape à air 40 est également ouverte de sorte que la pression 'est la même dans les deux chambres et le liquide est déplacé vers le. bas sans déranger la couche déposée sur les éléments principaux, excepté un peu près du fond où le liquide contenu dans l'élément doit s'écouler dans la chambre 13. La soupape 31 est également fermée et l'alimen- tation est arrêtée dès que cette évacuation de l'air a commencé.
Le liquide du corps filtrant est maintenant évacué par les éléments 21 et est filtré à mesure qu'il passe de l'extérieur vers l'intérieur, ensuite vers le bas vers l'ouverture 23 du tube 20, par le tube vers la petite chambre collectrice 27 à travers la sortie 34 et soupape 36 vers le tuyau d'évacuation.
Cela continuejusqu'à ce que le niveau liquide dans le corps filtrant atteigne un point vers le bas sur le prolongement filtrant où l'air commence à passer à travers la couche filtrante et peut immédiatement être observé sous forme de bulles dans le liquide, grâce au verre d'inspection 37. La soupape 36 est maintenant fermée, l'air aux soupapes 39 et 40 est coupé, et la petite quantité de liquide restant dans le corps filtrant est évacuée par la soupape 41.
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Le filtre est maintenant prêt pour le nettoyage. Cela se fait en déconnectant la sortie à la suite de la soupape 38 du réservoir de liquide filtré et en permutant à cette sortie de se vider dans l'egont. Les soupapes 35, 36 et 38 sont ouvertes, on admet de l'eau ou un solvant par la soupape 31 jusqu'à ce que le filtre en soit rempli et que cette eau ou solvant en sorte en 38. Ensuite, on ferme la soupape 38 et on introduit sous pression une nouvelle quantité d'eau ou de solvant jusqu'à atteindre une pression déterminée d'avance, de l'air comprimé se trouvant dans le le corps filtrant au-dessus de la surface B1 dans la chambre collectrice principale, par exemple en A1 et dans la petite cham- bre, par ,exemple en C1 lorsque la soupape ,il est fermée.
Une soupape de dégagement 43 à action rapide est maintenant rapidement ouverte et fait passer de l'air dans le corps filtrant par la conduite 42 qui communique avec l'espace d'air de la-chambre 13. La pression dtair dans la chambre 13 tombe brusquement et fait que l'air qui maintenant n'est plus équilibré dans les deux chambres 14 et 27 poussera le liquide à travers les éléments principaux 11 et 11a dans un cas, et vers le bas des tubes 22 dans les prolongements 21 dans l'autre cas, à très haute vitesse, en délogeant la couche déposée sur les éléments avec une violence presque explosive.
Cela constitue une application du "choc d'air" simultanément sur deux segments séparés. Le contenu du filtre est maintenant enlevé par la soupape 41 en emportant la boue vers l'égout et le filtre après avoir été, si on le désire, rincé encore avec de l'eau ou .avec du solvant-, est prêt pour une nouvelle opération.
En se reportant maintenant à la figure 2, on peut avoir que -le.tube 20 est fixé dans un buselure 44 qui forme l'élément supérieur de fermeture de la section d'élément et est porté
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vers le bas à travers l'élément qui se trouve près du couvercle qui recouvre l'élément où un espace 23 est laissé pour le passage du liquide. En fonctionnement comme décrit ci-dessus, le liquide descend' à travers la couche déposée sur cet élément filtrant par les chenaux d'évacuation vers l'entrée du tube 20. Lorsqu'on emploie de l'air'-pour déplacer le contenu, on peut voir que le liquide doit passer a travers la couche filtrante et continuera à le faire jusqu'à ce que le niveau à l'intérieur de l'élément atteigne le fond du tube.
Cela sera évidemment en un point avant que le niveau du liquide n'ait atteint le fond de' la couche, sur l'élément, car de l'air peut passer à travers l'agent filtrant plus facilement que le liquide, mais dans la pratique il a été trouvé que cela ne se pro- duit pas jusqu'à ce que le niveau dans le corps filtrant soit à descendu/environ mi-chemin sur le segment d'élément et une filtration parfaite est obtenue jusqu'.en..ce point, par en construisant le filtre de manière appropriée,les segmente pourront être rapprochés très près du fond et seulement une très petite quantité de liquide sera laissée dans le filtre.
Dans la figure 3, on voit un schéma d'une grappe d'éléments espacés de manière égale comme illustration'typique dé l'application du principe à un petit,'.groupe d'éléments.
Dans ce cas, dix neuf.éléments 11 et 11a sont montrés,un groupe de sept éléments 11a autour du centre étant pourvus', de segments de prolongement et les tubes deces prolongements étant amenés à la petite chambre collactrice.
La figure 4 est un détail d'un ,élément. d'une -construction différente où l'élément principal est formé d'un certain nombre de segments courts 51 serrés entre eux au moyen de la tige creuse 52 qui s'étend dans les deux directions, à l'une des
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extrémités pour communiquer avec la petite chambre collectrice, et à l'autre extrémité pour recevoir un segment d'élément de prolongement 53. Dans de cas, le 'tube est vissé à l'extrémité inférieure et le petit segment d'élément est retenu sur cette extrémité au moyen d'un écrou 54. L'entrée dans le tube est ' formée au moyen de deux trous perforée 55 et le tube est formé à son extrémité inférieure par un couvercle 56.
La figure 5 montre un détail d'un élément similaire formé de segments avec un prolongement amovible qui est utile pour certaines applications, par exemple un filtre fait avec une porte horizonta- le pour la boue où les éléments sont rapprochés du fond. Ces éléments peuvent être .enlevés pour le nettoyage à la main de la boue autour de la base.du filtre.
Les dessins ci-dessus montrent à titre d'exemple la forme usuelle des éléments formés avec une construction métallique sur un gabarit tubulaire et recouverts d'un enroulement hélicoïdal de fil métallique,toile métallique, toile textile, ou autre cloison poreuse , mais il est bien entendu que l'invention n'est pas .Limitée à ce type d'élément et peut être employée aussi bien avec des éléments en pierre poreuse, métal aggloméré, plastiques poreux,'etc.
Comme décrit ci-dessus, les segments d'élément du fond prennent part à la filtration normale comme ce serait le cas d'ordinaire, mais dans certains cas il pourrait être avantageux d'éviter l'emploi des segments unfond jusqu'à l'extrémité et de les pré-recouvrir séparément si nécessaire en faisant circuler
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de l'agent filtrant avant d*employer;
les'serments du fond pour vider le filtre.-'
Les segments distincts qui se trouvent au fond ne doivent pas nécessairement former un prolongement des éléments principaux de filtration, mais pourraient évidemment consister.en plusieurs - . petits éléments supportés sur leur tube externe, connectés avec un collecteur séparé à l'intérieur du filtre ou à l'extérieur
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de oelui-oi, et muni. de soupapes servant à effectuer un contrôle séparé de sorte que le fonctionnement serait similaire à celui du mode de construction décrit ci-dessus.
Il est bien entendu que le même principe peut s'appliquer aux filtres réversibles tels que décrits dans la spécification du brevet anglais n 619.793, ou aux filtres possédant des éléments principaux avec une évacuation par le fond si un segment à l'extrémité de certains des éléments ou de tous les éléments adjacents à la sortie, se trouve isolé pour être connecté à un collecteur séparé,
REVENDICATIONS ET RESUME.
1. Filtre pour,liquides. comprenant une chambre de filtrage ayant un ou plusieurs éléments principaux creux de filtrage connectés à l'une de leurs extrémités avec un collecteur principal de sortie et un ou plusieurs éléments creux subsidiaires de filtrage montés dans la,dite chambre à un niveau situé en-dessous du niveau des éléments principaux, et connectés à l'une des extrémités avec un collecteur subsidiaire de sortie,- et des soupapes dans la sortie de chaque collecteur de manière à pouvoir choisir pour emploi l'élément principal ou subsidiaire, comme on le désire.
2. Filtre tel que revendiqué sous 1 , dans lequel le filtre principal ou chaque fil principal a une forme tubulaire et est monté en dépendance verticale de la partie supérieure' @ ' de la chambre de filtrage tandis que] l'élément filtrant subsidiaire ou chaque élément filtrant .subsidiaire a une forme '.tubulaire et est monté verticalement en-dessous et est oo-axial aveo'u'n élément principal et est connecté avec Un tube oq-axial aveo le dit élément principal sortant de la. partie . supérieure de celui-ci et connecté avec un collecteur subsidiaire,
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3.
Filtre tel que revendiqua dans n'importe laquelle des revendications précédentes, dans lequel la partie supérieure de la. chambre de filtrage sert de fond à un collecteur principal de sortie et d'élément de filtrage subsidiaire et l'élément filtrant subsidiaire ou chaque élément filtrant subsidiaire a le même diamètre que l'élément principal auquel il -est associé et en constitue un.-prolongement,
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,4. ¯te,.tsl que-revendiqué dallS. ''':1' importe laquelle des revendications précédentes, ayant des éléments subsidiaires connectés -,indépendant au-collecteur pour les éléments filtrants .principaux.
5. Elément filtrant combiné destinera être-employé dans un filtre tel que revendiqué dans n'importe laquelle des revendiez tions précédentes, comprenant un élément filtrant principal de forme tubulaire et un élément filtrant subsidiaire de forme tubulaire monté coaxialement avec l'élément principal et ayant à l'intérieur un tube coaxial qui s'étend depuis un point près de l'extrémité de l'élément subsidiaire qui est éloignée de l'élément principal jusqu'à au moins l'extrémité de l'élément principal qui est éloignée de l'élément subsidiaire.
6. Elément de filtration tubulaire creux destiné à être employé dans un filtre tel que revendiqué dans n'importe laquelle des revendications précédentes, ayant une bielle ooaxiale creuse pour retenir ensemble les negments du filtre et présentant un prolongement destiné à recevoir un segment subsidiaire..