Brevet FR2192857A1 — publié le 19740215

La présente invention concerne un procédé pour fractionner partiellement sous forme séparée, floconneuse ou agglomérée des particules de forme solide ou présentant le caractère de matière solide se trouvant en suspension, notamment pour réduire la proportion en liquide de schlamms ou fines de toute nature, à l'aide d'une pompe à manche tubulaire à vide partiel, et elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention concerne en particulier un procédé de filtrage dans lequel, outre des forces agissant mécaniquement, comme celles qu'on peut obtenir par exemple par des systèmes connus à pompes à manche (voir "Machine Devices and Instrumentation" 1966, Mc Graw-Hill, Inc.) on fait également entrer en action des différences de pression entre les deux cOtés du filtre.Le système de refoulement par pompe à manche est particulièrement recommandé car le pompage s'effectue pratiquement en continu, les conditions de pression restant approximativement constantes. On peut également en l'occurrence mentionner des procédés faisant appel à des types de filtres à aspiration qui sont connus sous le nom de filtres à tambour et dans lesquels il est prévu en plus des moyens mécaniques qui compactent encore plus le tourteau de filtrage avant son enlèvement et dirigé en sens opposé à lui. Ces filtres sont décrits entre autres dans Brockhaus, édition 1930, volume 6, pages 232 et 233. Leur action repose sur celle du filtre à vide classique tel qu'il est mentionné par exemple dans "Chemie-Ingenieur", volume 1, 20 partie, édition 1930, page 277, Eucken, Jakob. Néanmoins la possibilité de combiner ces deux forces, c'est-à-dire la différence de pression et la pression d'appui du produit à filtrer sur la surface filtrante reste limitée à une faible partie de la surface filtrante qui travaille. Les forces de pression proprement dites n'exercent une action d'agglomération supplémentaire qu'aux endroits des dispositifs de pression ou de foulage disposés à poste fixe. Il en va de façon légèrement différente avec les filtrespresses fonctionnant en discontinu ou en semi-continu. Dans ce cas, les forces proprement dites agissant sur le schlamm peuvent etre sensiblement augmentées en disposant le panier de filtre dans une zone sous vide partiel (voir texte de Brockhaus cité ci-dessus). Mais, étant donné qu'il est la plupart du temps nécessaire de filtrer des schlamms arrivant de façon continue, les filtres de ce genre perdent de l'importance car le fonctionnement discontinu entraine une dépense importante en moyens de commande et de réglage. De plus ces deux systèmes utilisés nécessitent au moins pour évacuer# les schlamms compacts des moyens de transport particuliers lorsque ces schlamms ne peuvent s'-écouler sous l'effet de la pesanteur. Un but de l'invention est de créer un procédé qui, pendant un déplacement continu de la suspension, permet d'obtenir un fractionnement partiel réglable, les éléments ainsi fractionnés continuant à être fractionnés par étages successifs au ful et à mesure que se poursuit le déplacement. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que la suspension à fractionner se trouvant dans un dispositif de filtrage souple qui est constitué d'un sac filtrant logé dans un manche de pompe dans lequel, de façon connue en soi, le vide partiel a été réalisé de façon indépendante, ou bien qui est directement constitué par un sac filtrant, passe à travers la pompe , - en ce qu'au moins une des deux phases qui se forment lors de ce passage dans la pompe est détournée en direction du cOté aspiration de la pompe à manche et est amenée à au moins un sac filtrant monté en aval, à limite de séparation plus basse et en général non enveloppé, cette phase étant fractionnée en deux autres phases, de viscosité échelonnée, qui sont évacuées ou bien sont amenées au coté aspiration de la pompe pour un nouveau fractionnement , - et en ce que les sacs filtrants sont disposés parallèlement au lit à sacs et, dans cette position, sont comprimés de façon continue et progressive par des rouleaux disposés en rangée dans le sens axial à angle droit par rapport à la direction des sacs, ces rouleaux pouvant aussi être groupés en une unité. En utilisant un système de pompe à manche ce procédé permet non seulement de procéder à un fractionnement, c'est-à-dire à un filtrage de la suspension, mais également à effectuer son transport simultané, aussi bien à l'état non séparé qu'à l'état déjà fractionné. La mise sous vide partiel éventuel du corps de dispositif et éventuellement des sacs filtrants qui agit en liaison avec l'opération d'écrasement progressif exercé le plus souvent par des rouleaux presseurs facilite l'opération de séparation et, suivant le genre de suspension, ctest l'une ou l'autre de ces deux formes d'action exercée sur le sac filtrant qui a la part principale dans le résultat obtenu. Suivant un mode de réalisation particulièrement favorable, le dispositif écraseur fonctionne de façon réversible de sorte que, pour le rinçage, on inverse le sens de fonctionnement, ce qui permet de nettoyer le filtre de façon très simple. Même avec un matériau difficile à traiter, il suffit la plupart du temps d'un passage dans un double sac filtrant pour ensuite faire subir à la suspension homogénéisée par les rouleaux écraseurs et séparée en partie de ses particules solides un nouveau fractionnement dans des sacs filtrants simples écrasables qui sont soumis uniquement à l'influence des rouleaux écraseurs et de la dépression régnant dans le corps de filtre Le système constitué par ces sacs filtrants placés parallèlement et montés en série les uns derrière les autres, qui, dans la position où ils sont, sont écrasés progressivement par des rouleaux disposés en rangée dans une position décalée de 900 par rapport à celle desdits sacs, peut être élargi à volonté.Rien ne s'oppose à ce qu'on traite ultérieurement la suspension en un certain nombre de fractions étagées de sorte que ces fractions peuvent, en totalité ou en partie, isolément ou en mélange, être soumises à des opérations physiques, chimiques, biochimiques ou biologiques. Une autre perspective de ce procédé apparait avec le dégazage sous l'effet de l'écrasement progressif de particules de matière dont la teneur en gaz est fixée encore dans la suspension, par exemple par suite de processus biochimiques. La phase payeuse obtenue à la fin de l'opération peut, sous lteffet de la surpression engendrée dans les sacs par les rouleaux presseurs, etre transportée plus loin pour un traitement ultérieur, ou éventuellement être desserrée ou fractionnée. Des exemples d'utilisation de l'invention sont entre autres l'amenage de fractions pour effectuer une correction de densité dans le cadre du procédé de filtrage, pour déclencher des processus biochimiques dans l'industrie de la brasserie et, dans l'industrie pharmaceutique, pour amener des inoculants à action biologique, etc. Comme dispositif particulièrement favorable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut proposer une pompe à manche dont le lit à sacs est en forme de couronne circulaire et dans laquelle les sacs qui sont sensiblement parallèles sont écrasés par des rouleaux rotatifs le long de leur tangente. Ce dispositif qui, dans un autre domaine, est utilisé dans la pratique principalement pour le pompage du béton, a donné de bons résultats et permet de faire circuler le matériau pompé presque d'une façon continue. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente le diagramme débit-courant modifié qui montre en mtme temps le déroulement du procédé selon l'inven- tion - la figure 2 est une coupe effectuée dans une pompe à manche de type connu destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le lit à sacs filtrants 2 d'une pompe à manche 2 en forme de couronne, avec un secteur de lit à rouleau efficace d'environ 1800 est représenté sous la forme d'un plan dans lequel sont encastrés trois sacs filtrants 3 à 5, l'aspiration s'effectuant par le sac 3 dans le sens de la flèche "A". Le sac filtrant 3 est représenté sous forme d'une unité constituée par unemanche de pompe servant d'enveloppe dans laquelle se trouve le sac filtrant car, en tant que premier étage, il a à supporter efficacement l'effort principal, tandis que les sacs filtrants 4 et 5 suivants, montés à la suite les uns des autres, sont des sacs filtrants en tissu dont la limite de séparation s'abaisse de l'un à l'autre dans le sens de leur succession. L'effet de pompage est obtenu par le processus d'écrasement progressif des rouleaux 6 et 7. Le mouvement de retour au cté aspiration de la pompe des éléments les plus visqueux s'effectue sous l'effet de la pression de pompage provoquée par les rouleaux, depuis le sac filtrant 3 par l'intermédiaire de la conduite 8 dans le sac 4, et depuis le sac 4 par 1 intermédiaire de la conduite 9 dans le sac filtrant 5. Les particules à basse viscosité obtenues sont dirigées par des chicanes ou tôles de séparation 10, 11 disposées dans le fond de la pompe dans un récipient étanche à la pression 12 compartimenté par des chicanes correspondantes 13, 14 et, à ce récipient, est raccordé un générateur de vide 15. Le raccordement pour les conduites de jonction avec la pompe associées aux sacs filtrants 3 à 5 est indiqué par les flèches 16 à 18. La substance résiduelle à haute viscosité évacuée du sac filtrant 5, indiquée par la flèche 19, peut être soumise à un traitement ultérieur indépendant de ce procédé. En ce qui concerne la structure de la pompe à manche en couronne 1 il faut noter en plus que les rouleaux 6 et 7 sont soumis à un entrainement forcé par un rotor 20 lui-même à entratne- ment central, pour diminuer au maximum l'usure par frottement. Il est de plus prévu de munir le lit à sacs 2 et les rouleaux 6 et 7 de garnitures élastiques 21, 22 et de faire supporter par un élément élastique 23 la variation alternative de la position terminale du sac due à une certaine formation de corde et à l'effet d'écrasement. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le fractionnement partiel en forme séparée, floconneuse ou agglomérée, de particules de forme~ou présentant le caractère de matière solide se trouvant en suspension, notamment pour la réduction de la proportion en liquide de boues ou schlamms de tout genre, à l'aide d'une pompe à manche à vide partiel, caractérisé en ce que la suspension à fractionner se trouvant dans un système filtrant souple qui est constitué d'un sac filtrant (3) logé dans une manche de pompe connue en soi dans lequel le vide partiel est réalisé indépendamment, ou bien qui est directement constitué par un sac filtrant, passe à travers la pompe (l);;-en ce qu'au moins une des deux phases qui se forment lots de ce passage dans la pompe est détournée en direction du côté aspiration 8 de la pompe à manche (1) et est amenée à au moins un sac filtrant (4) monté en aval, à limite de séparation plus basse et en général non enveloppé cette phase étant alors fractionnée en deux autres phases de viscosité échelonnée qui sont ou bien évacuées ou bien amenées au côté aspiration (9) de la pompe (1) pour un nouveau fractionnement ; - et en ce que les sacs filtrants (3 à 5) sont disposés parallèlement au lit à sacs (2) et, dans cette position, sont comprimés de façon continue et progressive par des rouleaux (6, 7) disposés en rangée dans le sens axial à angle droit par rapport à la direction des sacs, ces rouleaux pouvant aussi être groupés en une unité. 2. Mode d'exécution du procédé selon l'invention, caractérisé en ce que les différentes fractions de la suspension évacuées et le cas échéant dégazées sont soumises en totalité ou en partie à des opérations physiques, chimiques, biochimiques ou biologiques. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système filtrant (2, 21) présente une forme en couronne et en ce que le sac filtrant ou les sacs filtrants (3 à 5) dirigés sensiblement parallèlement sont écrasés par des rouleaux rotatifs (6, 7.