Brevet FR2128742A1 — publié le 19721020

L'invention est relative à un dispositif pour la filtra-tion de liquides, notamment pour éliminer de l'eau des substances solides. En l'état actuel de la technique, on connaît un dispositif 5 de filtration comportant un tambour rotatif filtrant vertical. Ce dispositif connu se compose d'un carter cylindrique vertical qui est fermé à ses parties supérieure et inférieure et qui présente des tubulures, disposées en face l'une de l'autre, pour l'arrivée et le départ de l'eau. L'arrivée d'eau s'effectue alors, 1C en montant, autour de la surface extérieure du tambour rotatif, tournant autour de son axe vertical. Ce tambour peut être réalisé sous forme cylindrique, mais il est en principe réalisé sous forme de tronc de cône renversé, et présente de nombreuses ouvertures ménagées dans sa paroi dans lesquelles sont disposés des élé-15 ments filtrants séparés. Alors que la surface supérieure du tambour est fermée, son fond est ouvert vers le bas et, à son extrémité inférieure, repose en glissant avec un certain jeu à l'intérieur d'une paroi séparatrice, qui sépare l'eau qui arrive de celle qui traverse les éléments filtrants, pénètre dans le tam-2C bour et s'en écoule par le fond. Dans les-dispositifs de filtration connus, on fait tourner constamment le tambour au cours de son opération de rinçage à contre-courant, les divers éléments filtrants passant devant un patin de rinçage fixe, monté sur la paroi intérieure du carter du dispositif de filtration. Le patin 25 de rinçage s'applique sur la surface extérieure du tambour, de sorte qu'en cet emplacement,une partie de l'eau qui se trouve à l'intérieur du tambour traverse, en sens inverse, les éléments filtrants et parvient au patin de rinçage à contre-courant»ce qui lui permet d'éliminer les substances solides qui se sont ac— 3G cumulées sur la surface extérieure des éléments filtrants. On sait en outre disposer une pièce glissante de rinçage fixe,à l'intérieur du tambour rotatif, en face d'une fente de rinçage du carter et introduire, de l'extérieur à travers cette pièce glissante de rinçage, du liquide clair qui assure le nettoyage des éléments 35 filtrants. L'invention part d'un dispositif pour la filtration de liquides qui se compose d'un carter, muni d'un fond et d'un couvercle, ainsi que d'une arrivée de liquide à épurer et d'un départ de liquide filtré, dans lequel carter sont disposés, autour d'un 40 arbre vertical dirigé suivant l'axe médian du carter et traversant 72 08066 2 2128742 le couvercle du carter, des éléments filtrants tournants, une partie de ces éléments filtrants étant raccordés, pour leur nettoyage, à un dispositif de rinçage à contre-courant, dans lequel le liquide est amené à traverser les éléments filtrants en sens 5 contraire. L'invention a pour but de perfectionner les dispositifs connus de ce genre, en ce qui concerne l'utilisation de l'espace, c'est-à-dire d'obtenir, sous un faible encombrement, une plus grande surface de filtration et de faciliter -11 interchangeabilité 10 des divers éléments filtrants, qui, dans les dispositifs connus, présente des difficultés. L'invention consiste en ce que, sur l'arbre médian vertical est fixé un plateau tournant qui est monté à l'intérieur du carter de telle manière qu'entre le fond du carter et ce plateau se 15 trouve formé un espace pour l'arrivée du liquide à nettoyer et en ce que sur le plateau tournant, lequel est muni d'ouvertures correspondantes sont disposées un certain nombre de bougies cylindriques de filtration, de préférence six, dont les fonds sont ouverts en direction de l'espace d'arrivée et à travers les surfaces laté-20 raies servant de filtrès, desquelles le liquide à épurer parvient dans un espace collecteur entourant les bougies de filtration, lequel espace est en communication avec le départ de liquide, les fonds des bougies de filtration, dans l'une des positions, en nombre égal à celui des bougies de filtration, que l'on peut 2 5 commander en faisant tourner pas-à-pas le plateau tournant, ne communiquant pas avec l'espace d'arrivée mais avec un autre départ, susceptible d'être fermé et servant au rinçage à contre-courant, à travers lequel du liquide filtré est évacué, par intermittence, lequel liquide traverse les bougies de filtration en sens contrai-30 re en les nettoyant. Les parois latérales des bougies de filtration sont constituées de préférence en un matériau poreux ou sont équipées, d'une manière en soi connue, d'un certain nombre de paniers de filtration. Conformément à l'invention, les bougies de filtration 35 sont insérées, de manière à pouvoir en être extraites, dans des ouvertures correspondantes du plateau tournant. Afin de pouvoir a tout moment les extraire du carter et les remplacer, l'invention prévoit de munir le couvercle du carter d'un dispositif de fermeture disposé au dessus d'une des bougies de filtration, de pré-40 férence au-dessus de celle qui est raccordée au dispositif de 72 08068 3 2128742 rétrorinçage, de sorte que la bougie de filtration située en dessous, après qu'on ait enlevé le dispositif de fermeture, peut être démontée et sortie par l'ouverture. Les paniers de filtration sont également insérés, de maniè-5 re à pouvoir en être extraits, dans des trous, prévus à cet effet, ménagés dans la paroi latérale des bougies de filtration. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les paniers de filtration sont munis d'un rebord qui s'applique, avec interposition d'un joint, contre un bord, faisant saillie vers l'intérieur, 10 du trou et fixés au moyen d'une bague dû type Seeger, enserrée dans une gorge circulaire ménagée dans la paroi du trou. Un tel genre de fixation est insensible aux souillures et aux dépôts. Le dispositif de rinçage à contre-courant est constitué, selon une autre caractéristique de l'invention, d'un patin de rin-15 çage disposé à l'intérieur de l'espace d'arrivée, qui est poussé en permanence par un ressort de compression contre le plateau tournant. L'invention prévoit aussi de supporter le plateau tournant, suivant son pourtour, par des surfaces de glissement, réalisées sous forme conique du carter, prévues sur une partie annu-20 laire, faisant saillie vers l^intériëiir, du carter» Au lieu des surfaces de glissement réalisées sous forme conique, il est prévu, selon un autre mode de réalisation de l'invention, d'assurer l'é-tanchéité du plateau tournant par rapport au carter par un joint tendre, soumise à une compression permanente, fixée soit sur le 25 pourtour du plateau tournant, soit sur la partie annulaire, faisant saillie vers l'intérieur, du carter. De cette manière, on obtient une étanchéité absolue, avec un minimum de précision d'usinage des surfaces, et on peut se passer de tout ajustage ultérieur. La partie supérieure de l'arbre tournant, qui traverse 30 un presse-étoupe pour sortir du couvercle du carter, est montée, d'une manière en soi connue, de manière à pouvoir être ajustée. A cet effet, l'invention prévoit de disposer sur les deux paliers de l'arbre tournant un écrou de réglage fileté extérieurement, susceptible d'être vissé dans un cylindre fileté intérieurement 35 porté par le carter, qui entraîne l'arbre lorsqu'on le visse. Selon une autre caractéristique de l'invention, à l'extrémité supérieure de l'arbre est fixé un organe d'entraînement en forme de croix de Kalte, qui est actionné par un tenon disposé sur un plateau accouplé à l'arbre vertical d'un moteur d'entrai-40 nement, la croix de Malte étant réalisée de telle manière que le 72 08066 4 2128742 plateau tournant,exécute une rotation de 60° par tour du plateau précédent, lorsque le nombre -des bougies de filtration disposées sur le plateau tournant est de six. Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit qu'à 5 l'extrémité supérieure de l'arbre est fixée une roue à cliquet, dans les encoches de laquelle s'engage un cliquet, disposé, de manière à pouvoir tourner, sur un plateau et poussé par un ressort de compression contre la roue à cliquet et que ce plateau est articulé à l'extrémité libre de la tige de piston d'un ensemble de 10 cylindre et piston, de telle manière, que lorsque la tige de piston rentre dans le cylindre, le plateau et par conséquent le cliquet soient entraînés, ce dernier s'engageant dans l'encoche suivante, et que lorsque la tige de piston sort du cylindre, la roue à cliquet et par conséquent l'arbre et le plateau tournant soient 15 avancés d'une quantité qui correspond au nombre et à la disposition des encoches.L'ensemble de cylindre et piston peut être actionné aussi bien par voie hydraulique que par voie pneumatique. Le dispositif conforme à l'invention présente, par rapport à l'état actuel de la technique, toute une série d'avantages. En 20 premier lieu, grâce à l'utilisation de bougies de filtration,on dispose d'une très grande surface de filtration pour des dimensions relativement faibles du carter. Les diverses bougies de filtration peuvent être échangées d'une manière très simple, du fait qu'engagées dans le plateau tournant, elles peuvent être 25 extraites par une ouverture correspondante du couvercle et être remplacées par de nouvelles bougies, sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir le couvercle du carter et de démonter l'ensemble du dispositif. De ce fait on obtient des temps d'afrêt très courts du dispositif lors de réparations, qui sont provoquées par des bou-30 gies de filtration défectueuses. Un autre avantage de l'invention consiste en ce que le patin de rinçage, du fait qu'il est constamment poussé contre le plateau tournant par un ressort de compression, s'ajuste automatiquement au fur et à mesure de l'usure. Le montage par un palier conique du plateau tournant dans 35 le carter peut s'ajuster à tout moment à l'aide de l'écrou de réglage situé à l'extrémité supérieure de l'arbre et peut se régler avec précision. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de deux de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif 40 mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés 72 08068 5 2128742 dans lesquels: -La figure 1 est une coupe verticale suivant l'axe longitudinal d'un dispositif pour la filtration de liquides, -la figure ^ est une coupe verticale décalée de 50° par 5 rapport à la précédente; -la figure 3 est une vue en plan, de dessus, de ce dispositif; -la figure 4 est une coupe horizontale au niveau des parties supérieures des bougies de filtration; 10 —la figure 5 est une vue en plan, de dessus d'un autre mode de réalisation et -la figure 6 enfin, représente, a plus grande échelle,un panier de filtration. Le dispositif se compose d'un carter 1 muni d'un couvercle 15 et d'un fond 3, ainsi que d'une tubulure d'arrivée 4 et d'une tubulure de départ 5. A l'intérieur du carter est disposé un plateau tournant 6 qui est fixé à l'aide d'un arbre 7 sortant du cart.r à travers son couvercle. Le plateau tournant peut être muni sur son pourtour de surfaces de glissement coniques qui pren-ZC nent appui sur des surfaces correspondantes, formées sur une partie annulaire £, faisant saillie vers l'intérieur, du carter. Dans le mode préférentiel de réalisation, représenté sur la figure de l'invention, l'étanchéité du plateau tournant, par rapport au carter, est assurée par un joint tendre 4C, comprimé en 2 5 permanence, qui est fixe sur le pourtour du plateau tournant, et qui s'applique contre la partie annulaire C, faisant saillie vers 1'intérieur,du carter. L'arbre 7 sort du couvercle 2 en traversant d'une manière étanche un presse-étoupe S. Le plateau tournant 6 comporte six trous 10 dans lesquels sont engagées des bou-3C gies de filtration interchangeables 11. Le remplacement de ces bougies s'effectue à travers un dispositif de fermeture amovible 12 prévu dans le couvercle 2 du carter 1, qui ferme une ouverture 13 du couvercle, prévue au-dessus des bougies de filtration 11, laquelle ouverture est raccordée à un dispositif de rinçage a 35 contre-courant, qui sera décrit plus loin. Les bougies de filtration 11 se composent de corps cylindriques fermés en haut et ouverts en bas, dont les parois latérales sont réalisées en un matériau poreux, par exemple un matériau fritté, ou qui, comme dans le mode de réalisation représenté ici, 4C sont équipées d'un certain nombre de paniers de filtration 14. BAD ORIGINAL 72 08060 O 2128742 Les paniers de filtration 14 sont, comme on le voit sur la figure 6, engagés à l'intérieur de trous des parois latérales des bougies de filtration 11 et s'appliquent par un rebord 29 contre un joint 30 qui, de son côté, s'applique sur un bord 31, faisant saillie 5 vers l'intérieur, du trou. Les paniers de filtration sont maintenus chacun à l'intérieur du trou, d'une manière en soi connue, par une bague du type Seeger 32 qui s'engage dans une gorge circulaire prévue dans la paroi du trou et s'y trouve serrée. Le dispositif fonctionne de la manière suivante: 10 Le liquide à épurer est amené sous pression à travers la tubulure 4 et parvient tout d'abord dans un espace d'arrivée 15 situé en dessous du plateau tournant 6. De là il s'écoule, à travers les ouvertures 10, à l'intérieur des bougies de filtration 11 qui sont raccordées à cet espace d'arrivée, ensuite à tra-15 vers les parois latérales des bougies de filtration ou à travers les paniers de filtration 14, dans lesquels les substances solides sont retenues. De l'espace collecteur 16 qui entoure les bougies de filtration, le liquide épuré est évacué par la tubulure 5. L'une des six bougies de filtration 11 n'est pas raccordée 20 à l'espace d'arrivée 15, mais à un dispositif de rinçage à contre^ courant. Celui-ci se compose d'un patin de rinçage 17, disposé à l'intérieur de l'espace d'arrivée, lequel est constamment poussé par un ressort de compression 18 contre le plateau tournant 6 et comporte un départ séparé 19 qui est formé par les parois 20 25 contre lesquelles s'appuie le ressort de compression. Du fait que le patin de rinçage est constamment poussé contre le plateau tournant, il se règle automatiquement au fur et à mesure de l'usure éventuelle qui se produit. Le rinçage à contre-courant, c'est-à-dire le nettoyage 30 des bougies de filtration souillées, s'effectue par le fait que du liquide épuré continu, à l'intérieur de l'espace collecteur 16, par suite de la surpression qui y règne, s'écoule en sens contraire à travers la paroi latérale de la bougie de filtration disposée au-dessus du patin de rinçage et entraîne ainsi les 35 souillures déposées sur la paroi filtrante des paniers de filtration 14, laquelle souillure est entraînée ensuite à travers le' départ 19. Après ce nettoyage, qui est effectué en très peu de temps, on ferme le départ du dispositif de rinçage à contre-courant. 40 Afin de pouvoir assurer le nettoyage successif de toutes bad original 72 0806C 7 2128742 les bougies de filtration, la rotation du plateau tournant amène l'une après l'autre toutes les bougies de filtration au-dessus du dispositif de rinçage à contre-courant. On peut déterminer l'instant approprié par le rinçage, d'une manière connue, par la mesu-5 re de la chute de pression du côté de sortie et commander ensuite d'une manière appropriée la rotation du plateau tournant. Cette rotation est effectuée au moyen d'un moteur 21,qui est monté au-dessus du carter et sur l'autre 21 duquel est fixé un plateau 2 3 muni d'un tenon 24. Ce tenon coopère avec un organe 10 entraîneur 25, en forme de croix de Malte, monté sur l'arbre 7, de telle manière qu'à chaque tour du plateau 23, l'organe entraîneur 25 et par conséquent le plateau tournant, tourne d'un angle de 60°. Dans ces conditions, une nouvelle bougie de filtration parvient toujours au-dessus du dispositif de rinçage à contre— 15 courant. De cette manière, à chaque tour du plateau tournant, une bougie de filtration se trouve nettoyée. L'arbre 7, au-dessus du couvercle 2, est monté dans des paliers 26. Sur ces paliers repose un écrou de réglage 27 fileté extérieurement. Cet écrou de réglage peut se visser dans un cylin-20 due 28 fixé sur le couvercle 2, entraînant ainsi l'arbre 7 et poussant le plateau tournant 6 contre les surfaces de glissement de la partie annulaire en saillie 8. Grâce au montage, sur une surface conique, du plateau tournant à 1 intérieur du carter et à la possibilité d'ajuster l'arbre à l'aide de 1'écrou de réglage 25 eLl, on peut régler de manière précise et simple le montage du plateau tournant au fur et à mesure de l'usure. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, au lieu du moteur 21, on a prévu,pour faire tourner le plateau tournant, un ensemble de cylindre et piston 33 à double effet,qui 30 peut être actionné par voie hydraulique ou pneumatique. L'extrémité de la tige de piston 34 est articulée à un mécanisme à cliquet. Dans les encoches 35 d'une roue à cliquet 38 clavetée sur l'arbre 7 s'engage le cliquet 36 qui est monté, de manière à pouvoir tourner, sur un plateau ovale 39 et qui est poussé par un 35 ressort de compression 37 contre la roue à clique t.JLorsque la tige de piston $ déplace vers la gauche à partir de la position représentée sur la figure, le plateau ovale 39 et avec lui le cliquet 36 se trouvent entraînés et ce dernier s'engage dans l'encoche suivante de sorte que, lorsque la tige de piston se déplace de nouveau 40 vers la droite, la roue à cliquet 38 a tourné d'un pas, ce qui a BAD ORIGINAL 72 0806c: O 2128742 fait tourner le plateau tournant. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'un moindre encombrement en hauteur. Dans le mode de réalisation représenté ici, on a prévu six encoches, correspondant au nombre de bougies de filtration utilisées, de sorte que le pla-5 teau tournant, à chaque course de la tige de piston, tourne de 60°. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spéciale-10 ment envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes . bad original 72 0806C 9 2128742 -REVENDICATIONS— 1.- Dispositif pour la filtration de -liquides, qui se compose d'un carter, muni d'un fond et d'un couvercle, ainsi que d'une arrivée de liquide à é:urer et d'un départ de liquide filtré, 5 dans lequel carter sont disposés, autour d'un arbre vertical dirigé suivant l'axe médian du carter et traversant le couvercle du carter, des éléments filtrants tournants, une partie de ces éléments filtrants étant raccordés, pour leur nettoyage, a un dispositif de rinçage à contre-courant, dans lequel le liquide est 10 amené à traverser les éléments filtrants en sens contraire, lequel dispositif est caractérisé en ce que, sur Marbre médian verti-cal(7),est fixé un plateau tournant (6) qui est monté à l'intérieur du carter (1), de telle manière qu'entre le fond (3) du carter (1) et ce plateau (6) se trouve formé un espace (15) pour l'arrivée 15 du liquide à nettoyer et en ce que sur le plateau tournant (6), lequel est muni d'ouvertures (10) correspondantes,sont disposées un certain nombre de bougies cylindriques de filtration (11), de préférence six, dont les fonds sont ouverts en direction de l'espace d'arrivée (15),et à travers les surfaces latérales servant 20 de filtres desquelles le liquide à épurer parvient dans un espace collecteur (16) entourant les bougies de filtration, lequel espace (16) est en communication avec le départ de liquide, les fonds des bougies de filtration (11), dans l'une des positions,en nombre égal à celui des bougies de filtration, que l'on peut commander en 2 5 faisant tourner pas-d-pas le plateau tournant (6), ne communiquant pas avec l'espace d'arrivée (15) mais avec un autre départ (19), susceptible d'être fermé et servant au rinçage à contre-courant, à travers lequel du liquide filtré est évacué, par intermittence, lequel liquide traverse les bougies de filtration (11) en sens 3G contraire en les nettoyant. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé e*i ce que les parois latérales des bougies de filtration (11) sont réalisées en un matériau poreux. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 35 que les parois latérales des bougies de filtration (11),d'une manière en soi connue, sont équipées d'un certain nombre de paniers de filtration (14). 4.- Dispositif selon les revendications 1 et 3 , prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les paniers de filtration 40 (14) sont insérés dans des trous ménagés dans les parois latérales 72 08068 10 ^128/42 des bougies de filtration (11) et s'appliquent par un rebord (29) contre un joint (30) qui s'appuie sur un bord du trou, et en ce que les paniers de filtration sont maintenus au moyen d'une bague du type Seeger enserrée dans une gorge circulaire ménagée 5 dans la paroi du trou. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bougies de filtration (11) sont insérées, de manière à pouvoir en être extraites, dans des ouvertures correspondantes (10) du plateau tournant. 10 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le couvercle (2) du carter (1) est muni d'un dispositif de fermeture 12 disposé au-dessus d'une des bougies de filtration (11), de telle manière que la bougie de filtration située en dessous, après qu'on ait enlevé le dispositif de 15 fermeture (12), peut être démontée et extraite à travers l'ouverture (13) ainsi libérée. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de rinçage à contre-courant est constitué d'un patin de rinçage (17),disposé à l'in- 20 térieur de l'espace d'arrivée (15), qui est poussé en permanence par un ressort de compression (18) contre le plateau tournant (6). 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le plateau tournant (6) est supporté, 25 suivant son pourtour, par des surfaces de glissement, réalisées sous forme conique, du carter. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étanchéité du plateau tournant (6) par rapport au carter (1) est assurée par un joint tendre (40) 30 soumis à une compression permanente, qui est fixé sur le pourtour du plateau tournant (6) ou sur une partie annulaire 8, faisant saillie vers l'intérieur, du carter. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie supérieure de l'arbre tournant 35 (7), traversant le couvercle (2) du carter (1) dans un presse- étoupe (9) est montée, d'une manière en soi connue, dans des paliers où sa position .peut être réglée. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que sur les paliers (26) de l'arbre tour-40 nant (7) est disposé un écrou cylindrique de réglage (27) fileté 72 0806G 11 2128742 extérieurement, susceptible d'être vissé dans un cylindre (28), fileté intérieurement d'une manière correspondante et porté par le carter (1), qui entraîne l'arbre (7) lorsqu'on le visse» 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 11, caractérisé en ce qu'à l'extrémité supérieure de l'arbre (7) est fixe un organe d'entraînement (25) en forme de croix de Halte qui est actionné par un tenon (24)disposé sur un plateau (23) accouplé à l'arbre vertical (22) d'un moteur d'entraînement (21), la croix de Kalte (25) étant réalisée de telle manière que le 10 plateau tournant (6), exécute une rotation de 60° par tour du plateau (23) précédent, lorsque le nombre des bougies de filtration (11) disposées sur le plateau tournant (6) est de six. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'à l'extrémité supérieure de l'arbre (7) 15 est fixée une roue à cliquet (38), dans les encoches (35) de laquelle s'engage un cliquet (36) disposé, de manière à pouvoir tourner, sur un plateau (3S) et poussé par un ressort de compression (37) contre la roue à cliquet (38) et que ce plateau (3S) est articulé à l'extrémité libre de la tige de piston (34) d'un 20 ensemble de cylindre et piston (33), de telle manière, que lorsque la tige de piston rentre dans le cylindre, le plateau (39) et par conséquent le cliquet (36) soient entraînés, ce dernier s'engageant dans l'encoche suivante, et que lorsque la tige de piston sort du cylindre, la roue à cliquet (38)et par conséquent 25 l'arbre (7) et le plateau tournant (6) soient avancés d'une quantité qui correspond au nombre et à la disposition des encoches. 14.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'ensemble du cylindre et piston est actionné par voie hydraulique. 30 15.— Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'ensemble de cylindre et piston est actionné par voie pneumatique.