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Dispositif de filtration continue à tambour rotatif.
L'invention a pour objet un dispositif de filtration continue à tambour rotatif, du type des appareils dans lesquels les différentes opérations se font essentiellement à la face cylindrique du tambour. Ces opérations comprennent principale- - ment la séparation de la suspension à traiter en une phase li- quide et une phase solide, au moyen d'une surface filtrante, ainsi que le traitement de la phase solide qui peut lui-morne, suivant le cas, consister en un simple essorage suivi ou non
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d'un par exemple au moyen d'un gaz éventuellement chauffa, 1 et. à;,:
ré (i ou non d'un ou plusieurs lavages. t 1 4% taco cylindrique du tambour cet habituel-
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l :zur Uv:1cf..en un certain nombre de compartimenta,, dont chacun rcp:r.5:,wnte un filtre complet avec une chambre de filtration dans l{:",llo 1::1. at1ère solide est retenue pour y ta1'l11f4' le gâteau de 1':U. tlon, a;.0 surface filtrante et un ou plusieurs espaces pour des iiU1àdS qui ont traversé la surface filtrante, challuo co::.r¯:1t1r::.ont Ótant relié par une conduite à une tête de ditlbuti es i'luià-1# montée sur l'axe fixe du tambour.
Peu- darit \1..'q le 'i:.. ,'lOur exÓcuto un tour de rotation, chaque compartir:ont rc.v".' ' une zone de filtration dans la-
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quelle -' .' ' 1.ù gâteau do filtration, une ou plusieurs zones év <=;>;,4 '¯'.1 µ?;t.. ,i et tme zone de décharge dans laquelle
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le gi.?-c..', 5ù c:3lovc .f. surface filtrante et le compartiment reconditiormo pour le cycle suivant.
Dans lo cas le plus simple, un tambour rotatif ainsi équipai est p^rtie'¯l,emQrt plonga dans la suspension à traiter contenue dL-n, uns -'-'-.'2 ouverte, et les différentes opérations s''Qffcctucnt sous l'affet d'une dépression agissant dans les espaces â's:o.c.ct czes fluides ayant traversé la surface filtrante.
Il est 6vident que la différence de pression qu'il est 7 rw.?Le t'tab?ir entre 1-lamont et l'aval de la surface
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fi 17 . 1 ->ìrinuro à la pression atmosphérique et que ce non ut as convenir pour traiter des sus-
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p..:.n:;!:.O:l:3 :-, :;w in constituant altérable au contact de l'air, En. outrez. au jH e.' impossible de vider complétemont l'auge, , ou ne peut non plus y traiter des suspensions contenant des .,
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constituants qui doivent être séparés après un contact de durée limitée, sous peine d'altérer la composition désirée du liquide
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ou du solide, ou leurs propriétés organoleptiques, comme c'est
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souvent le cas dans les industries des matières' alimentaires ou des boissons.
On connaît des filtres dans lesquels le tambour rotatif est placé dans une enceinte permettant une mise sous pression de la suspension à traiter, pression qui est éventuellement com- binée avec une dépression créée en aval de la surface filtrante.
Ces filtres exigent la présence d'éléments d'étanchéité latéraux entre le tambour et l'enceinte, tels que des presse-étoupe air- culaires s'étendant le long des boras de la face cylindrique du i tambour,.qui sont soumis à l'usure et augmentent les travaux d'entretien, surtout lorsqu'ils ne peuvent pas âtre lubrifiés, comme c'est en général le cas dans les industries des matières alimentaires ou des boissons.
Certains do ces filtres comportent des tasseaux trans- versaux qui vont d'un bord à l'autre du tambour et sont placés au-dessus de la surface filtrante. Ces tasseaux sont destinés d'une part à limiter l'épaisseur du gâteau de filtration et d'autre part à coopérer avec des moyens appartenant à l'enceinte, , en vue de séparer l'une de l'autre les zones dans lesquelles s'effectuent les différentes opérations. Il en résulte que les surfaces filtrantes sont d'un accès difficile et que leur rempla- cernent nécessite des démontages considérables avant de les atteindre, lorsqu'elles sont constituées d'un tissu de filtration contournant en une pièce le tambour rotatif.
On a évidemment essayé de parer à ces inconvénients en remplaçant la pièce de tissu unique par des petites pièces s'étendant entre deux tasseaux et les deux bords du tambour, mais il a fallu prévoir des moyens pour fixer les nombreuses petites pièces de tissu. Ces moyens compli- quent la construction des appareils de filtration et l'entretien
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do ces pièces de tissu exige encore une main-d'oeuvre considé- rable.
La présence de tasseaux transversaux dépassant la sur- face filtrante complique aussi le problème de la séparation des gâteaux de filtration de la surface filtrante. Ainsi, on a prévu à cet effet de faire passer sur celle-ci des grattoirs qui doi- vent s'effacer devant chaque tasseau transversal.Ils sont com- mandés par un mécanisme assez compliqué qui les fait se réen- foncer à travers le gâteau dès qu'un tasseau a passé. On a éga- lamant préconisé de transférer le gâteau sur un rouleau qui est pressé contre le tambour et possède une surface ayant envers le gâteau une force adhésive supérieure à celle de la surface filtrante du tambour.
La surface du rouleau de transfert doit être entrecoupée de rainures dans lesquelles peuvent s'abriter pendant leupassage les tasseaux transversaux du tambour.
Pour séparer enfin le gâteau de filtration du rouleau de transfert,,' on a prévu de faire'passer autour de ce rouleau et d'un rouleau de renvoi voisin une nappe de cordes sana fin qui emporte le gâteau et s'en dégage au moment de passer sur le rouleau de renvoi.
En soi, l'idée de faciliter la séparation du gâteau de filtration d'une surface filtrante cylindrique au moyen d'une nappe de cordes sans fin est appliquée depuis longtemps, de même qu'il est connu de remplacer cette nappe de cordes sana fin par une bande de tissu sans fin passant autour du tambour de filtra- tien et d'un ou plusieurs rouleaux de renvoi, ainsi que de consti- tuer cette bande de tissu sans fin par le tissu filtrant même, Ceci fait présupposer que la surface cylindrique du tambour de filtration soit lisse et unie, non entrecoupée par des nervures saillantes, tellos que des tasseaux dont il était question @@-dessus,
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et que le flux de la matière à traiter colt dirige de l'extérieur vers l'intérieur de la face cylindriquo du tambour filtrant, comme c'est d'ailleurs le cas pour tous les appareils do filtra- tion à tambour rotatif qui ont été évoqués dans ce qui précède.
On a maintenant trouvé qu'il ost possible do prévoir un dispositif do filtration continua à tambour rotatif qui soit de construction simple et possède tous les avantages do ce typa d'appareil sans présenter les inconvénients des appareils connus, si on dirige le flux des matières à traiter de l'intérieur vers l'extérieur do la face cylindrique du tambour rotatif.
A cet effet, le dispositif de filtration continue à tambour rotatif conforme à la présente invention comporte une bande satis fin Intérieure en tissu filtrant ot uno bande sans fin
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extérieurv en une matibre 6tanche 1X liquidcs ot aux cn, qui passent l'une sur l'autre autour du tambour rotatif et chacune isolement autour d'au moins un rouleau de renvoi, la banda sans fin extérieure possédant une suite ininterrempue de saillies formant avec la bande sans fin intérieure des espaces d'écoulement pour le fluide ayant traversé cette dernière bande.
De préférence, le tambour rotatif et les rouleaux de renvoi sont montés sur des axes verticaux, bien que l'invention pourrait être appliquée à un tambour rotatif et des rouleaux de renvoi tournant sur des axes horizontaux, tels que généralement employés dans les appareils de filtration continue.
Dans le dispositif suivant l'invention, le tambour rotatif est peurvu à ses bords de cerceaux qui sont reliés entre eux par des tasseaux transversaux de même hauteur que les cerceaux.,, *'- Ces derniers constituent avec les tasseaux sur la surface cylindrique du tambour rotatif de multiples chambres se fermant par la bande sans fin intérieure qui est pressée par la bande sans fin
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extérieure contre les cerceaux et les tasseaux, Cet chambres sont destinas à recevoir le liquide à filtre et à retenir la matière solide contenue dans ce liquide, pour y former le gâteau do filtration.
Le cerceau du bord supérieur du tambour rotatif, < ainsi quo le ou les rouleaux de renvoi de la bande sans fin extérieure possèdent avantageusement une rainure circulaire des- tinés à coopérer avec une nervure longitudinale dont est munie la bande sans fin extérieure à son bord supérieur.
La suite ininterrompue des saillies de la bande sana fin extérieure sont de préférence des nervures transversales qui prennent naissance en dessous de la nervure longitudinale de cette bande et s'étendent Jusqu'au'bord inférieur de cette banda. Le liquide recueilli dans les cannelures séparant les ner- vures peut ainsi s'écouler au bas du tambour rotatif, le long de son bord, et être repris par un récipient fixe, disposé sous le tambour rotatif et pourvu d'une ouverture en arc de cercle.
Des lèvres d'étanchéité en une matière souple sont disposées entre le bord inférieur du tambour rotatif et celui de la banda sans fin extérieure d'une part et l'ouverture en arc de cercle du récipient fixe d'autre part, à l'effet de pouvoir, le cas échéant, effectuer la filtration à l'abri de l'air et en présence d'un gaz de protection. Ce dernier est alors introduit dans les cham- bres en amont de la zone de filtration et recueilli dans le récipient fixe.
Le ou les rouleaux de renvoi de la bande sans fin in- térieure tournent fous sur leur axes, dont au moins l'un est apte à être déplacé parallèlement à lui même pour conférer à cette bande la tension voulue. L'un des rouleaux de renvoi de la bande sans fin extérieure, ou le rouleau de renvoi unique de cette bande, comporte sur sa surface cylindrique., au-dessous
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de la rainure circulaire près du bord supérieur, une suite ininterrompue de cavités, telles que des cannelures, conformées de manière que les saillies de la bande sans fin extérieure puissent y engrener, Ce rouleau de renvoi do la bande Sans fin extérieure est attaqué par un moteur et entraîne le tambour rota- tif en moyen de la bande sans fin extérieure agissant comme courroie de transmission.
Le dispositif comporte encore un rouleau tendeur pressa contre la bande sans fin extérieure, ainsi que des rouleaux appli- quant les deux bandes sans fin contre le tanbour rotatif, de manière à ne laisser découvertes que les chambres destinées à être débarrassées du.gâteau de filtration et apprêtées pour un nouveau circuit de filtration et de traitement des gâteaux de filtration.
En amont d'un rouleau de renvoi de la banda sans fin lut cri cure sont prévus des organes pour détacher les gâecaux do filtration emportés par cette bande, et en aval du dit rouleau de renvoi, des organes pour reconditionner les doux bandes sans fin ot la partie du tambour rotatif débarrassée du gâteau de filtration.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple.
:.Une forme d'exécution adaptée plus particulièrement à Indus- trie brassicole.
La Fig. 1 est une coupe verticale suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2 d'un dispositif de filtration continue vivent l'in- vention, la Fig. 2 est une vue en plan schématique de co dis- positif; la Fig. 3 montre à une échelle agrandie une coupa suivant la ligne 111-111 de la Fig. 2, et les Figs. 4 et 5 sont des coupes suivant los lignes
IV-IV et V-V de la Fig, 1, montrées également à uno plus grande échelle.
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Le dispositif comporte un tambour rotatif 1 constituépar une virole Métallique 2 qui est reliée par des rayons 3 et des dais 4 en profilés métalliques, à la manière d'une roue,
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Ù. c.c:.\ moyeu."t 5 et b tournant autour d'un axe vertical 7 fixé dans une embase 8. Les moyeux sont de préférence exécutés en une salière n'exigeant pas de lubrification, ce qui est indispensa- ble lorsque le dispositif est utilisé dans la fabrication de produits alimentaires ou de boissons.
Aux bords de la virole 2 sont fixés des cerceaux 9 et 10 qui sont reliés entre eux par des tasseaux transversaux biseautes 11, rendus solidaires de la virole et disposés avan-
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'.=tCt'.,^,.^rat dans le prolongement des rayons profilés 3. Ces
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'r'" ""X et 1')$ cerceaux ont une même hauteur. Celle-ci dépend ;:':' '" "'.. 1. t.ri de matière solide contenue dans le 11qu" ld à "'1 #-..... f\"'f'4.
Il cerceau supérieur 9 comporte une rainure circulaire ?,;.; à1."<Jà que, entre les tasseaux, des ouvertures 13 destinées a -- .'d.X" des tuyaux flexibles 14 qui, pour la clarté du dessin, L' . b, t .. '.:'C3 (lue partiellement sur la Fig. 2. Ces tuyaux :;1;: .',. :1 ua ;,:1 .:ttcu 15 tournant avec le moyeu 6 et coopérant de f.',;,::' C-t;.:'1'îUQ avec un plateau fixe 16 (Fles 1) comportant des secteurs de distribution 17, tels que 17' et 17" qui sont montrés pour faciliter la compréhension sur la Fig. 2 et communiquent avec des conduites 18, telles que 18' et 18".
Le dispositif comporte une bande sans fin intérieure 19 et une bande sans fin extérieur 20 qui passent l'une sur l'autre autour du labour rotatif 1 et chacune isolément autour d'au moins un rouleau de renvoi, dans le cas du dessin autour d'un seul rouleau de renvoi, la bande sans fin intérieure 19 qui est en tissu de filtration autour du rouleau de renvoi 21 et la bande sans fin extérieure 20 autour du rouleau de renvoi 22. La bande
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Stn5 fin Q:11;ET:ici;;.c c." . s-n t,: > ; ;F é<, ; e,,.. '-1 1?.:.. :', : # ' .; 1" q4lS...EW i..iN "'..,.;' t., <Ji ' 1..; ?< .. ' .. rî eu,.re 19 ;<'ui:.n ii:it.: '.:.'..T.'. '".'f,','\' .i 9's :,< , de r.'t;-- ; ¯ ; : ? < 1 . ci''.; .¯ 3.' s. ±t. van% à 1,'ôco;1.f-r:ii,:, -....':-.\.-.. h>1.
1 1 ; fin 19. hlrrïWwf.7 \' . ¯ !t.n-"!:,.,''--.j a.t "..,-.'.. t'.', la. bado ccr-s .Ni .irl J., i,2t..'jA . i"c. ilf3âi:lââ' rGV :1.; .. .- . 1â' . 3:', s::':ao.', '" ¯ tr lAf3 ,f.i ,':': ,.L:'.... '.i..,'"' .. ' ; i ., > 25 conpcrt'3::' ef. \'";it-." ' . \ . '<ti;, ..' . rainure circri "'-'.'<. "> c:; :r:.. : ',> i. ;.:'>; r4àn;#a.:.. t-.''laire aori'c ;.-:.;'--. i c ., ,; ¯ i ,;-1 ji i,. ;, % /l , E , que les bt.-..'.. 25 .L ;iJ,z ±..:;.> ,.: .:.y.'v:T'2 0 >.>i ii , U.iY 1'<ù2i., ..> - . , <...,.. , ; , ' .-. ô,¯ 1 . , ; ,.i Ô 1 É ;, 1 ' b présenter un rcnfcrcc:..nt o>:t,>ri#i;1,*
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ot supérieur 29, dûp? z" = au coycn due vip ;:,." Ü'1J. 2) P:.l..' cou- 11ssement dans 1lembabo 8 et dans le support 30 atten=;# à la traverse-poussoir 31.
La face cylindrique du rouleau de renvoi 22 est pourvus de cannelures 32 (Figs. 1 et 5) dans lesquelles engrènent les nervures 23 de la bande sans fin extérieure. Avantageusement,
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ce rouleau de rl1'.J<Ji 2: 'st ottàr .6 par un rnteux ' rédactiur le vitesse (non indiqua sur les: figures) et entraîne le tambour rota-
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tif 1 par !.. b'<c srr.' fin 20 qui agit comme courroie de trans- mission.
La bande sans fin extérieure 20 reçoit sa tension par un rouleau 33 (Fig. 2) exerçant une pression constante par un ressort 33' avec de réglage 33", et les deux bandes sana fin
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sont appliquées contre le tambour rotatif 1 par des rouleaux 34 ot 35, à ressorts 34' et 35' et via de réglage 34" et 35".
Sous la tambour 1 est disposé un récipient fixe 36 (Figs. 1 et 3) à rond incline et pourvu d'une ouverture 37 en arc de cercle suivant le pourtour du tambour, Entre l'extrémité Inférieure du bord de la bande sans fin extérieure 20 et la face latérale du cerceau 10 d*une part et l'ouverture 37 d'autre part, peuvent être placées des lèvres d'étanchéité 38 et 38' en une matière souple, lorsque le liquida recueilli doit être préserve de tout contact de l'air,
Au fond du récipient fixe est prévue une conduite de sortie 39 qui peut être.surmontée d'une vanno de fermeture automatique, évitant le passade de gaz par cotte @@@ @ite quand le récipient ne reçoit plus do liquide.
Cette vanne @@@ être du typo à boule flottante 40.
En examinant maintenant la figure 4 et aussi les figu- l'en 2 et 3, on voit que les cerceaux 9 et 10 et deux tasseaux 11 successifs enferment chaque fois une chambre 41 qui est fermée par la cande sans fin intérieure lorsque la bande sans fin extérieure presse la première contre les cerceaux et les tasseaux. Ensemble avec la bande sans fin intérieure filtrante et les cannelures 24 séparant les nervures de la bande sans fin extérieure, chacune de ces chambres constitue un élément de filtration complet. Celui-ci est entièrement dispose sur la face extérieure de la vérole 2 et est traversé par les fluides en direction de l'extérieur.
La rotation du tambour 1 a comme conséquence que les différentes chambres 41, par exemple douze chambres suivant la Fig. 2. traversent successivement les.différentes zones com- prenant une* zone do filtration avec formation du gâteau de filtration dans les chambres 41, une ou plusieurs zones de
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traitement des gâteaux de filtration et une zone de décharge des chambres et de reconditionnement de celles-ci.
Le dispositif montré à titre d'exemple schématiquement sur la Fig. 2, destiné à servir en brasserie et à être , utilisé plus spécialement pour séparer la bière de la levure épuisée, ne comporte dans la partie du tambour recouverte par les deux bandes sans fin, entre les rouleaux de pression 34 et 35, qu'une zone de filtration comprenant lès chambres a' à a" et une zone d'essorage des gâteaux de filtration par du gaz sous pression, comprenant les chambres b' à b". La bière à filtrer est amenée sous pression par la conduite 18' dans le secteur de distribution 17' alimentant les chambres en' position a' à a".
La bière filtrée est recueillie dans les cannelures 24 et passe dans le récipient 36 d'où elle s'écoule vers un réservoir par la conduite 39, en ouvrant elle-même la vanne par soulèvement du flotteur 40. Le résidu de levure, déposé comme gâteaux de filtration dans les chambres 41, est essoré dans la zone b' à b" par du gaz carbonique sous pression amené par la conduite 18" et passant par le secteur de distribution 17". Comme la bière s'altère au contact de l'air, la chambre en position a en amont des chambres a' à a" est purgée par du gaz carbonique du récipient 36, introduit dans cette chambre au moyen d'une aspiration exercée sur la conduite 42. Pour faciliter cette opération,
la conduite 43 pour la sortie du gaz carbonique du récipient 36 comporte une vanne de réglage 44, maintenant dans le récipient 36 une légère surpression.
Au droit du rouleau de pression 35, les bandes sans fin se détachent du tambour 1. Les gâteaux de filtration restent adhérer à la bande sans fin intérieure et 'sont emportés par celle-ci dans l'espace entre le tambour et le rouleau de renvoie 21 pour être détachés aisément du tissu de filtration par un outil tel
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qu'un racloir 45, assisté éventuellement par une rampe 46 de jet de gaz, et tombent dans un bac 47. Les chambres ouvertes du tambour sont débarrassées des restes de gâteaux de filtration par un racloir 48 ou un autre outil approprié, et.un outil 49, tel que brosse, racloir ou câble d'acier tendu, se charge du nettoyage du rouleau de renvoi 21.
En aval de ce dernier, des rampes de projection de liquide 50 assurent le reconditionnement des chambres ouvertes et des bandes 19 et 20, éventuellement leur désinfection.
Le dispositif décrit ci-dessus pour une application déterminée, peut aisément être modifié pour servir dans d'autres applications. Pour le dédrêchage du moût venant du houblonnage, par exemple, on choisit des chambres 41 plus profondes pour tenir compte du volume de la drêche, et on prévoit dans la zone de traitement du gâteau de filtration une zone de lavage du gâteau à l'aide d'eau qui peut au moins en partie rejoindre le moût,et ensuite une zone d'essorage du gâteau de filtration à l'aide d'un gaz. Entre les secteurs de distribution 17' et 17" s'intercale alors un secteur 17''' desservi par une conduite 18'''.
Le même dispositif peut aussi être aménagé pour des opérations de filtrations dans lesquelles le produit principal est représenté par un gâteau de filtration pouvant nécessiter,un levage approfondi et éventuellement la présence d'un gaz neutre, tel-que de l'azote, pour prévenir une oxydation du produit. Dans les cas où le produit est inaltérable à l'air, qu'il s'agisse du liquide filtré ou du gâteau de filtration, il est possible de ré- duire l'étanchéité entre le tambour rotatif et l'ouverture en arc de cercle du récipient fixe 46 et d'utiliser la chambre en position, a comme première chambre de filtration.
En d'autres cas, il sera indiqué de subdiviser le récipient fixe 46 en plusieurs compar-
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timents, afin de pouvoir récolter séparément les eaux-mères et les eaux de lavage.
Il est donc bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution qui a été décrite et représentée 4 titre d'exemple et qu'on ne sortirait, pas de son cadre en y appor- tant des modifications.