Brevet FR2319405A1 — publié le 19770225

ta présente invention concerne des perfectionnements apportés aux procédés de filtrage mécanique de liquides en gené- rai, ainsi que les dispositifs pour l'adoption de ces perfectionnements. Plus précisément, la présente invention se rapporte aux procédés de filtrage de liquides-#qni-peuvent etre réalisés dans des filtres équipes de plateaux filtrants montés sur un arbre collecteur, cet arbre collecteur pouvant être disposé, soit en position horizontale ou sensiblement horizontale, soit en position verticale ou sensiblement verticale. On connatt des dispositifs de filtrage dont les éléments filtrants sont réalisés sous forme de disque et dont les deux faces sont filtrantes. Afin d'accroître les caractéristiques de filtration dans de semblables dispositifs de filtrage, on mélange en général, au liquide à filtrer, des adjuvants de filtration, comme par exemple des fossiles, des flocons d'amiante ou similaires. Les agents adjuvants de la filtration donnent lieu, sur les surfaces filtrantes, à un tourteau filtrant qui améliore la qualité de la filtration et évite le colmatage dA au dépôt continu de couches de résidus sur la surface filtrante. Un premier inconvénient notable auquel on se heurte dans les dispositifs de filtrage connus tient au fait que le tourteau de résidus est généralement éliminé au moyen d'une opération de lavage. Cette opération de lavage est effectuée, avec- du liquide propre qui est projeté survoles éléments filtrants- mbs en rotation à cette occasion. Cela-entratne une consommation importante de liquide de lavage qui, en raison des scories qu'il transporte, ne se prête pas à ltépuration; ce liquide est donc déchargé dans les égouts, avec les engorgements, pollutions, risques d'exhalaisons, etc. que cela entraîne. Un deuxième inconvénient dérive du fait que la croissance des tourteaux sur la cloison filtrante n'est pas 'homogène et impose pour le moins l'adoption de déflecteurs destinés à corriger les courants préférentiels et les autres facteurs de perturbation. Il est# également désavantageux de ne pas pouvoir utiliser ces filtres connus pour la récupération des particules filtrées à l'état sec ou presque sec. La présente invention cherche donc à éliminer ces incon# vénients et d'autres, tels qu'ils apparaîtront dans la suite de la description, visant demultiples buts et avantages. L'un des buts et avantages est de réaliser un filtre universel qui puisse être utilisé indifféremment, tant pour des boissons que pour la filtration industrielle visant à la récupération de particules solides. L'un des buts et avantages en ce qui concerne la filtration est de réaliser un dépôt homogène sur les cloisons filtrantes, ce qui est obtenu par le fait que ces cloisons filtrantes sont mises en rotation lente. L'un des buts et des avantages consécutifs est d'obtenir l'évacuation des particules à 11 état sec ou presque sec, ce qui est réalisé par une rotation rapide imprimée à l'arbre portecloisons filtrantes après évacuation complète du liquide résiduel à filtrer à partir de la chambre, liquide résiduel qui est filtré par un filtre auxiliaire faisant partie du dispositif. Un autre but et avantage consiste à chercher à éliminer, ou tout au moins à diminuer notablement les pertes de liquide de lavage, ce qui est obtenu en n'utilisant le liquide de lavage que pour le nettoyage final des plateaux et non pour leur désincrustation. Ainsi, la présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux procédés de filtrage de liquides en général, ces procédés étant réalisés avec des dispositifs à éléments filtrants, réalisés de préférence sous forme de disque et calés sur un arbre collecteur, ces perfectionnements étant caractérisés par le fait que -pendant la filtration, 11 arbre collecteur qui porte les éléments filtrants est maintenu en rotation lente; - à la fin de la filtration, le liquide trouble qui reste dans la chambre defiltration est évacué à travers un filtre auxiliaire;; - les tourteaux de matière résiduelle filtrée sont détachés des plaques filtrantes à l'état semi-sec, par rotation rapide des plaques qui, à la suite de l'évacuation de ce résidu à partir de la chambre de filtration, sont lavées avec-un liquide propre qui est ensuite filtré dans le filtre auxiliaire mentionné En conséquence, la présente invention a pour objet un dispositif de filtrage, permettant de réaliser les perfectionnements tentionmés, les éléments filtrants y étant de préférence réalisés sous forme de plaques circulaires montées sur un arbre collecteur, enfermées dans' une chambre de filtration ouvrante, l'arbre collecteur pouvant autre raccordé à des moyens moteurs, le dispositif comprenant par ailleurs une pompe de circulation du liquide à filtrer et une pompe de dosage du liquide auxiliaire pour la filtration, ainsi qu'une chambre destinée à contenir le liquide autre liaire pour la filtration, le tout étant caractérisé par le fait qutil présente, en coordination mutuelle et en combinaison - un arbre collecteur raccordé à des moyens moteurs primaires et à des moyens moteurs secondaires; - une pompe volumétrique actionnée par le moteur- secondaire; - une pompe principale de circulation du fluide à filtrer, dont l'aspiration est également raccordée au fond de la chambre de fil tration; - un filtre auxiliaire raccordé en amont-au refoulement de la pompe principale;; - des moyens à double étanchéité hydraulique, disposés sur l'arbre collecteur et entre la chambre de filtration et la chambre qui contient le liquide auxiliaire pour la filtration. le bâti porteur étant intermédiaire entre le sol et le groupe filtrant et présentant des amortisseurs, au moins entre lui et le groupe filtrant, le centre de gravité de ce groupe filtrant étant par ailleurs situé au-dessaus du plan qui passe par les points de suspension. Ce qui précède sera mieux compris et plus nettement mis en évidence à l'aide des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif. la figure 1 est une vue extérieure et latérale d'un dispositif selon l'invention. la figure 2 est une vue schématique en coupe du dispositif selon la figure 1. les figures 3 et 4 illustrent une solution préférée pour les moyens hydrauliques à double étanchéité. Sur les figures, les éléments semblables ou présentant les mêmes fonctions ont été désignés par les mênies numéros de référence. Sur les figures, le numéro 10 désigne dans son ensemble le dispositif filtrant complet; 11 le bâti porteur; 12 le récipient qui contient la chambre de filtration 24 et la chambre 25 contenant le liquide auxiliaire pour la filtration; 13 désigne# la partie de la chambre 24 qui peut 8tre déplacée axi#ement, de manière à dégager les plaques filtrantes 26; la partie 13 est supportée et guidée par des moyens 14 qui roulent sur le bâti 11 en prenant appui sur des supports antivibratoires 61;la partie 13 peut être déplacée, soit en agissant sur la poignée 18 éventuellement présente, soit en actionnant des moyens auxiliaires, tels que pistons pneumatiques ou hydrauliques; 15 désigne la partie qui reste fixée au bati 11 et qui comporte des moyens de blocage rapide 16 qui servent à fixer l'une à l'autre les parties 13 et 15, de manière à rendre étanche la chambre 24; 17 désigne la cuve mobile placée audessous de la partie-13 13et servant à recueillir les détritus détachés des cloisons à éléments filtrants 26 et évacués par raclage par des moyens racleurs 27 rendus solidaires de la partie 15 au moyen de tirants appropriés et, par suite, restant en position fixe tandis que la partie 13 recule; 19 désigne le groupe moteur qui actionne l'agitateur 28 prévu dans la chambre 25; 20 désigne le groupe moteur primaire qui est raccordé à l'arbre collecteur 29 qui porte les cloisons filtrantes 26; 21 désigne le groupe moteur auxiliaire, raccordé par les moyens 30, d'une part à l'arbre collecteur 29 et, d'autre part, à la pompe volumétrique 31, le groupe de transmission 32 prévu sur les moyens moteurs 21 étant débrayé lorsque le groupe moteur primaire entre en fonctionnement : par exemple, ce groupe de transmission 32 peut être constitué par un dispositif à roue libre ou par d'autres moyens similaires; 22 désigne le couvercle mobile d'accès à la chambre 25 qui contient des substances auxiliaires pour la filtration; 23 désigne, dans le cas ici considéré, un levier qui permet d'actionner de l'extérieur les moyens à double étanchéité désignés dans l'ensemble par 33, ce levier pouvant être remplacé par des moyens analogues tels qu'un petit volant ou similaires; 34 désigne de moyens d'étanchéité pour pressions moyennes qui cnnviennent particulièrement bien dans le cas particulier ici considéré; 35 désigne le coulisseau mobile actionné par les moyens 23, qui comporte à l'intérieur une paire de garnitures 34 et coopère à l'extérieur avec une autre paire de garniture 54 fixées à la partie 15; le coulisseau mobile 35 présente outre plusieurs trous 36 qui mettent la chambre 41 en communication avec la chambre 41', laquelle est raccordée à la conduite 38 d'évacuation du liquide filtré; 37 désigne les trous pratiqués dans l'arbre collecteur 29 qui mettent en communication, par l'intermédiaire. de la cavité de cet arbre, les cloisons filtrantes 26 avec la chambre 41; 39 désigne des garnitures d'étanchéité en rotation; 40 désigne des renflements prévus sur l'arbre collecteur 29 et coopérant avec les garnitures 34 que comporte le coulisseau 35; 42 désigne l'entrée du liquide à filtrer mis en circulation par la pompe 54 qui le prélève au moyen de la conduite 48 obturable au moyen de la vanne 49 et le refoule le long des conduites 55 et 47, la conduite 47 pouvant être obturée au moyen de la vanne 45; 43 désigne la sortie du liquide résiduel à filtrer, cette sortie étant raccordée à l'aspiration de la pompe 54 au moyen de la conduite 46 (qui peut être souple) obturable par la vanne 44; 52 désigne le filtre auxiliaire raccordé au refoulement 55 de la pompe 54 au moyen de la conduite 60 qui peut être obturée par la vanne 51; le filtre 52 peut se décharger par la conduite 58 qui est obturable au moyen de la vanne 53; 56 désigne la conduite qui alimente les buses 57 qui coopèrent avec les cloisons filtrantes 26 lors du lavage, cette conduite 56 étant raccordée au refoulement 55 de la pompe 54 et étant interceptée par la vanne 59. il est à noter que, dans le dispositif selon l'invention, les masses constituant les éléments accessoires du filtre, tels que pompe, canalisations, moteurs, etc.. sont disposées de manière oscillante afin de contribuer à la stabilité du filtre lors de la rotation rapide de l'arbre, ainsi qu'à l'absorption de l'énergie produite par les oscillations. te dispositif filtrant fonctionne de la manière suivante. Après qu'on a ouvert les vannes 49, 45 et 50, la pompe 54 aspire le liquide à filtrer à partir d'un réservoir (non représenté) au moyen de la canalisation 48 et, les vannes 44, 51 et 59 étant fermées, elle ltenvoie vers la chambre de filtration 24 par son refoulement 55 et la canalisation 47. En même temps, la pompe volumétrique 31 prélève dans la chambre 25 le liquide auxiliaire pour la filtration qui contient une suspension de farine fossile ou d'un autre adjuvant de la filtration et qui est refoulé, en proportion appropriée, dans la chambre de filtration 24. Dans cette chambre 24, le liquide mélangé de l'adjuvant passe à travers les cloisons filtrantes.26 sur lesquelles se dépose l'adjuvant, en même temps que les particules de résidus à éliminer. Le groupe moteur auxiliaire 21 actionne la pompe volumétrique 31 et met en rotation lente l'arbre collecteur 29 qui est supporté par les paliers 62, le groupe moteur primaire 20 ne fonctionnant pas dans cette phase. La rotation lente imprimée à l'arbre collecteur 29 évite que, sous l'effet de la gravité et des courants préférentiels, 1' adjuvant et le résidu se déposent irrégulièrement sur les cloisons 26, formant des tourteaux non uniformes. te liquide filtré s'écoule à l'intérieur de l'arbre collecteur 29, sort par les trous 37 dans la chambre 41 et, à partir de celle-ci et à travers les trous 36, dans la chambre 41' en communication avec la conduite 38. Pendant la filtration, la chambre 25 peut être alimentée en liquide à filtrer et/ou en adjuvant pour la filtration, le tout étant mélangé au moyen de l'agitateur 28, à travers le trou fermé du couvercle 22. A la fin de la filtration, le groupe moteur auxiliaire 21 est mis hors service, les soupapes 49, 45 et 50 sont fermées et les soupapes 44, 51 et 53 sont ouvertes. La même pompe 54 aspire ainsi le liquide trouble résiduel de la chambre de filtration 24 et l'envoie, par la conduite 60, vers le filtre auxiliaire 52 d'où il sort parfaitement filtré. lies tourteaux de résidus qui se sont formés pendant la filtration sont restés adhérents aux cloisons filtrantes 26 et sont détachés par effet centrifuge. Pour ce faire, le groupe moteur primaire 20 est mis en marche et il met en rotation rapide l'arbre 29; produisant ainsi la force centrifuge nécessaire au niveau des cloisons 26. tes tourteaux qui se détachent des cloisons filtrantes 26 sont projetés sur les parois internes de la partie 13 de la chambre 24, pour ensuite retomber en majeure partie sur le fond. Afin d'avoir, dans la partie inférieure, un volume suffisant pour contenir les tourteaux qui se détachent, l'axe de l'arbre 29 ne coïncide pas avec celui de la chambre 24, mais est déplacé vers le haut. Pour extraire les résidus de la filtration qui sont déposés sur le fond de la chambre 24 et, le cas échéant, sur les parois de celle-ci, il suffit d'ouvrir progressivement cette chambre par une translation axiale appropriée de la partie 13 de celle-ci. En même temps que l'ouverture de la chambre 24, les moyens racleurs 27 effectuent le raclage de celle-ci et, en conséquence, l'expulsion des parties de tourteaux qui tombent dans le chariot mobile inférieur 17. Lorsque le déchargement des résidus est achevé, le filtre peut etre refermé et le chariot 17 est vidé. On fait ensuite entrer dans la chambre 24, par la canalisation 48, un liquide de lavage. Lorsque ce liquide est introduit, on ferme la soupapes45 et on ouvre la soupape 59 pour le projeter contre les cloisons filtrantes 26 et laver celles-ci, au moyen des buses 57. En faisant fonctionner la pompe 54 en circuit fermé, c'està-dire en fermant les vannes 45, 49, 50 et 59 et-en ouvrant les vannes 44, 51 et 53, on obtient, par aspiration à partir de 43, ltevacuation complète du liquide de lavage; celui-ci, qui contient en suspension les résidus du tourteau de filtration, est forcé de passer à travers le filtre auxiliaire 52, de sorte qu'il ne parvienne à la décharge que du liquide de lavage propre qui peut être récupéré. Dans ces conditions, le lavage complet des cloisons 26 et de la chambre de filtration 24 entraîne un minimum de perte de liquide. A cet instant, le filtre est prêt à commencer un nouveau cycle de filtration. t'étanchéité hydraulique nécessaire dans la zone où l'arbre 29 pénètre dans la chambre de filtration 25 peut être réalisée de la manière représentée sur les figures 3 et 4. Cette solution préférée permet de bénéficier d'une bonne étanchéité pratiquement statique lors de la phase de filtration (rotation lente de l'arbre) et d'une bonne étanchéité lorsque l'arbre est mis en rotation rapide pour détacher les tourteaux des cloisons. On peut donc voir que,dans la phase de détachement des tourteaux, le coulisseau 35 est déplacé en avant (figure 4), si bien que seules les garnitures 39 travaillent. Par contre, pendant la filtration, le coulisseau 35 est déplacé vers la chambre 25 (figure 3) et les garnitures intérieures 34 travaillent sur les renflements 40 de l'arbre collecteur, assurant ainsi l'étanchéité voulue aux hautes pressions qui règnent dans les chambres 24,41 et 41', l'étanchéité dans la chambre 41' étant constamment assurée par les garnitures 34 situées à l'extérieur du coulisseau 35. On a ici décrit une forme préférée de l'idée de solution du dispositif, mais d'autres sont possibles. C'est ainsi qu'il est possible de faire varier les rapports et dimensions; il est possible de prévoir un unique organe moteur à la place des organes 20 et 21, le cas échéant avec des moyens auxiliaires tels par exemple qu'un changement de vitesse; il est possible de monter le filtre sur roues; il est par ailleurs possible de placer le filtre 52 en position immergée dans la chambre 25; il est possible de prévoir, à la place de la pompe volumétrique, d'autres moyens analogues, comme par exemple un venturi, etc. Ces variantes, ainsi que d'autres, sont possibles sans que lton s'écarte pour autant du cadre de l'idée de solution. - REVENDICATIONS 1.- Perfectionnements apportés aux procédés de filtrade de liquides en général, ces procédés étant réalisés avec des dispositifs à éléments filtrants présentant de préférence la forme de disques et calés sur un arbre collecteur, caractérisés en ce que : - pendant la filtration, 11 arbre collecteur qui porte les éléments filtrants est maintenu en rotation lente; - à la fin de la filtration, le liquide trouble qui reste dans la chambre de filtration est évacué à travers un filtre auxiliaire au moyen de la pompe principale;; - les tourteaux de matière résiduaire sont détachés des plaques filtrantes à l'état semi-sec, par rotation rapide des plaques qui, à la suite de I1 évacuation mécanique de ce résidu hors de la chambre de filtration, sont lavées avec un liquide propre qui, au moyen de la pompe principale, est ensuite filtré dans lé filtre auxiliaire. 2.- Dispositif de filtrage, permettant de réaliser les-dits perfectionnements apportés aux procédés de filtrage de liquides en général, les éléments filtrants y présentant de préférence la forme de plaques circulaires montées sur un arbre collecteur, enfermées dans une chambre de filtration ouvrante, l'arbre collecteur pouvant être raccordé à des moyens moteurs, le dispositif com- prenant par ailleurs une pompe de circulation du liquide à filtrer et une pompe de dosage du liquide auxiliaire pour la filtration, ainsi qu'une chambre destinée à contenir le liquide auxiliaire pour la filtration, caractérisé en ce qu'il présente, en coordination mutuelle et en combinaison - un arbre collecteur 29 raccordé à desmoyens moteurs primaires 20 et à des moyens moteurs secondaires 21; - une pompe volumétrique 31 actionnée par le moteur sec on daire 21;; - une pompe principale 54 de circulation du liquide à filtrer, dont l'aspiration est également raccordée 43 au fond de la chambre de filtration 24; - des moyens racleurs 27 axialement solidaires de la par tie fixe 15, placés à l'extrémité de l'arbre collecteur 29 et agissant sur la périphérie interne de la chambre 24; un filtre auxiliaire 52 raccordé en amont au refoulement 55 de la pompe principale 54; - des moyens d'étanchéité hydraulique 33, disposés sur l'arbre collecteur 29 entre la chambre de filtration 24 et la chambre 25 qui contient le liquide auxiliaire pour la filtration;; le bâti porteur Il étant intermédiaire entre le sol et le groupe filtrant 10 et présentant des amortisseurs61, au moins entre lui et le groupe filtrant 10, le centre de gravité de ce groupe filtrant 10 étant par ailleurs situé au-dessous du plan qui passe par les points de suspension. 3.- Dispositif de filtrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens moteurs secondaires 21 présentant un groupe de transmission 32 raccordé à l'arbre collecteur 29 et à la pompe volumétrique 31 ce groupe de transmission 32 pouvant être débrayé lors de l'actionnement du groupe moteur primaire 20. 4.- Dispositif de filtrage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'aspiration du liquide trouble présent dans la chambre 24 se produit en un point bas 43 de cette chambre 24, ce point bas 43 pouvant être raccordé à l'aspiration de la pompe principale 54. 5.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens racleurs 27 sont fixés au moyen de tirants à la partie fixe 15. 6.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens racleurs 27 sont solidaires, sans possibilité de rotation, de l'extrémité de l'arbre collecteur 29. 7.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé an ce que la somme des masses du filtre 19, 20, 21, 31, 52, 54 a son centre de gravité situé audessous du plan passant par le centre de suspension, la dispositif de ces masses étant pendulaire. 8.- 3dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité hydraulique 33 présentent des garnitures d'étanchéité rotatives 39 et des garnitures d'étanchéité essentiellement statiques 34. 9.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les garnitures d'étanchéité essentiellement statiques 34 sont susceptibles d'être mises hors service pendant la rotation rapide de l'arbre collecteur 29.