Brevet FR2293401A1 — publié le 19760702

La présente invention concerne d'une panière générale les installations propres à assurer la filtration d'un quelconque li- quide, et vise pins particulièrement, nia non exclusivement, le cas des liquides chargés et des eaux usées. Les installations de filtration mécanique, qu'il s'agisse d'installation à tambour rotatif ou à microtamis, ou d'installa- tion à chaîne filtrante tournante par exemple, colportent un élé- sent filtrant sans fin, en cylindre ou en chaîne par exemple, qui est susceptible d'#re entraîné en rotation continue ou intérmit- tente dans un bac de traitement et qui divise celui-ci en dent chambres, l'une recevant le liquide à traiter, l'autre recueil lant le liquide traité. La face "amont" de l'élément filtrant que colporte ainsi une telle installation se trouve peu ê peu colmatée par les pafr ticules ou les boues véhiculées par le liquide qui le traverse. Pour pallier cet inconvénient il a déjà été propos d'as- surer un nettoyage automatique de 1' élément filtrant, pendant Sa rotation, à l'aide d'un dispositif de décoliatage apte à projeter un fluide de décolmatage contre la face "aval" dudit élément filtrant et à faire traverser celui-ci par ledit fluide. Dans les installations de filtration pour liquida actuel lèsent équipées d'un tel dispositif de décolmatage, le fluide de décolmatage projeté par celui-ci est un liquide, qui est d'ailleurs le plus souvent de l'eau. Les particules ou boues détachées de l'élément filtrant par cette eau de lavage sont entraînées par celle-ci à l'extérieur de l'installation. Or dans certaines installations, soit qu'il s'agisse per exemple d'assurer une récupération des boues ou particules retenues par l'élément filtrant et ensuite entratnées par l'eau de lavage projetée contre celui-ci, soit qu'il s'agisse d'assurer rsa épaississement de ces boues, soit encore qu'il s'agisse d'assurer une récupération de l'eau de lavage en vue d'un recyclage de le-ci, il est nécessaire de séparer de l'eau de lavage les particules ou boues entraînées par celle-ci, avant le ou les traité vents auxquels ces particules et ces boues doivent entre soumises. Une telle séparation iiplique la mise en oeuvre d'un appareillage particulier, comportant par exemple des décanteurs et, ou des centrifugeuses, qui complique l'installation, en alourdit le coût et en augmente les frais d'exploitation. La présente invention a d'une manière générale pour objet de pallier cet inconvénient. Elle a de manière plus précise pour objet une installation de filtration pour liquide équipée d'un dispositif de décolmatage de réalisation simple et économique et de mise en oeuvre pratique et rapide-, ce dispositif de décolmatage permettant le décolmatage efficace de l'élément filtrant auquel il est appliqué en simplifiant, voire en supprimant, dans certains cas, la sujé- tion des opérations de séparations qui sont actuellement néces-~ saires à mettre en oeuvre pour séparer du liquide de lavage usuellement utilisé les particules ou boues entraînées ar celuici. L'installation de filtration suivant l'invention est dl une manière générale caractérisée en ce que le dispositif de décolmatage dont elle est équipée comporte une tette de soufflage apte a' souffler un jet de gaz sous pression contre la face "aval" de l'élément filtrant et faire traver#ser celui-ci par ledit gaz. tel gaz peut très simplement titre de l'air comprimé. Il a certes été déjà proposé d'assurer un raclage d'un élément filtrant à l'aide d'un dispositif mettant en oew re des jets d'air comprimé projeté sensiblement tangentiellement par rapport à un tel élément filtrant. Mais il est clair qu'un tel dispositif n'est pas à même d'assurer un décolmatage efficace de l'élément filtrant, les mailles de celui-ci pouvant au contraire demeurer obturées par les boues et les particules retenues par cet élément filtrant. Le dispositif de décolmatage équipant 1 1installation de filtration suivant l'invention assure au contraire un décolmatage efficace de l'élément filtrant auquel il est appliqué, car le gaz sous pression qu'il projette contre cet élément filtrant, globalement perpendiculairement à celui-ci, est à memc de traverser cet élément filtrant, et donc de nettoyer complètement les mailles qui le constituent. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre ssex- eInr##, en référence aux dessins schématiques annexes sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une installation de filtration suivant l'invention, selon la ligne I-I de la figure 2 la figure 2 est une vue en coupe transversale de cette installation selon la ligne Il-Il de la figure 1 la figure 3 reprend à échelle supérieure un détail de la figure 1 concernant le dispositif de décolmatage équipant cette installation. Conformément à la forme de réalisation choisie et repr*- sentée sur ces figures, une installation de filtration suivant l'invention comporte un tambour filtrant 10 monté rotatif dans un bac de traitement 11. En pratique, dans l'exemple représenté, le tambour filtrant 10 est porté par un axe 12 qui s'étend entre deux paliers 13 et 14. Le palier 13 est porté par une console 15 en saillie sur la face interne d'une des parois transversale 16 du bac de traitement 11, et le palier 14 est porté par une paroi 17 inter médiairo entre cette paroi transversale 16 et l'autre paroi transversale 18 du bae de traitement 11, à 1 'intérieur de celuici. En pratique également le tambour filtrant 10 comporte un fiasque transversal 20 qui sur sa face externe porte en saillie une couronne circulaire 21 ; une courroie 22 passée en boucle sans fin sur cette couronne 21 et sur une poulie 23 calée sur l'arbre de sortie d'un organe moteur 24 assure l'entratnement on rotation du tambour filtrant 10. Ta paroi cylindrique 25 du tambour filtrant 10, qui est constituée par une toile filtrante, ou tout autre élément fil- trant approprié, s'étend axialement du flasque 20 à une colléret- te annulaire de stme diamètre 26 qui forme un logement pour un joint d'étanchéité 27 et qui applique ce joint d'étanchéité conte la paroi intermédiaire 17 que présente le bac de traitement Il en- tre ses parois transversales 16 et 18. Le tambour filtrant 10 'étend horizontalement dans le bac de traitement Il et une partie de ce tambour filtrant 10 émerge de ce bac de traitement 11. La paroi transversale 18 du bac de traitement 11 est équipée d'une bride 28 permettant l'alimentation de ce bac de traitement en liquide à traiter, la paroi intermédiaire 17 présente te une ouverture 29 permettant le passage de ce liquide à traiter dans le volume interne du tambour filtrant 10, et la paroi 16 du bac de traitement Il présente une bride 30 permettant la sortie du bac de traitement Il du liquide traité dans celui-ci. En pratique le tambour filtrant 10, ou plus précisément l'élément filtrant 25 qu'il porte, divise le bac de traitement en deux chambres ; l'une recevant le liquide à traiter est formée d'une part par le compartiment 31 défini entre les parois 18 et 17 du bac de traitement 11, et d'autre part par le volume interne du tambour filtrant 10, l'autre recueillant le liquide traité est définie par le volume compris entre le tambour filtrant 10 et le reste du bac de traitement 11. En service il y a une différence de niveau H entre la première de ces chambres et la deuxième, cette différence de niveau étant due aux pertes de charge dont est l'objet le liquide traité à la traversée de 11 élément filtrant 25 du tambour filtrant 10. Ces dispositions sont bien connues par elles-mtmes et elles ne seront donc pas décrites plus en détail ici. De manière connue en soi également l'installation de filtration suivant l'invention est équipée d'un dispositif de décolmatage 35 propre à assurer un nettoyage automatique de l'élément filtrant 25 porté par le tambour filtrant 10. Suivant l'invention et conformément à la forme de réalisation représentée ce dispositif de décolmatage 35 comporte une tette de soufflage 36 apte à souffler un jet de gaz sous pression contre l'élément filtrant 25 et à faire traverser celui-ci par ledit gaz. De préférence et telle que représentée cette tête de soufflage 36 est montée réglable en distance vis-à-vis de l'élé- ment filtrant 25 perpendiculairement au plan tangent de celui-ci passant par une génératrice émergée. En pratique la tête de soufflage 36 est dans l'exemple représenté porté à cet effet par des tirants filetés 37 par lesquels elle est suspendue à ses extrémités, de manière ajustable, à des consoles 38 solidaires du bac de traitement 11. Quoi qu'il en soit la tette de soufflage 36 s'étend transversalement vis-à-vis de 11 élément filtrant 25 que porte le tambour filtrant 10, c'est-à-dire parallèlement à l'axe de celui-ci, et elle présente intérieurement une chambre de répartition 40 raccordée à une canalisation en gaz sous pression 41. Sur cette canalisation 41 est de préférence interposé un robinet de réglage 42, ou une vanne de détente, et cette canalisation est de préférence équipée d'un manomètre 43 permettant de contrslar la pression du gaz introduit dans la chambre de répartition 40 de la tSte de soufflage 36 suivant l'invention. Cette teste de soufflage colporte au moins un ajutage de soufflage 45 faisant déboucher sa chambre de répartition 40 on regard de l'élément filtrant 25. il peut s'agir tel que représenté d'un ajutage de soufflage unique formant une fente courant transversalement v de 1' élément filtrant 25 tout an long de la génératrice supérieure de celui-ci, & distance de cette génératrice. En variante, la tête de soufflage 36 pourrait être équi- pée d'une pluralité d'ajutages de soufflage échelonnés transversalement vis-à-vis de l' élément filtrant 25 et répartis on une plusieurs lignes parallèles à la génératrice supérieure de celuici. Quoi qu'il en soit, et ainsi qu'il est mieux visible & la figure 3, le canal intérieur de l'ajutage de soufflage 46 se rac- corde à la chambre de répartition 40 qui l'alimente par un tron çon de liaison 48 dont la section transversale va en décroissant à compter de ladite chambre de répartition 40. Dans l'exemple représenté ce tronçon de liaison 48 pré- sente latéralement en section transversale des flancs obliques convergeant l'un vis-à-vis de l'autre vers le bas. En variante ce tronçon de liaison pourrait titre formé par des congés de raccordement arrondis. quoi qu'il an soit, il forme avantageusement une sorte de convergent propre à éviter des pertes de charge trop isportan- tes lors du passage du gaz de la chambre de répartition 40 au ca- nal intérieur 46 de l'ajutage de soufflage 45 et susceptible d'é viter la formation de vibrations à ce passage au sein de ce gaz de nature à entratner une instabilité de forme pour le jet de gai émergeant de 1'aJutage de soufflage. Dans l'exemple représenté le canal intérieur 46 de l'aJu- tage de soufflage 45 comporte on outre, au moins au voisinage de son débouche vers l'extérieur, deux flancs parallèles 50, 51 s'é- tendant transversalement vis-à-vis de l'élément filtrant 25. il en résulte que le jet de gaz, émergeant de l'ajutage de soufflage 45, a une forme en lame. Dans l'exemple représenté la t8te de soufflage 36 a la configuration d'une gouttière en U & concavité tournée vers le bas, gouttière dont l'ouverture est fermée par une plaque 55 dans laquelle est formée la fente constituant le canal intérieur de l'ajutage de soufflage 45, et dans laquelle est également formé le tronçon de liaison 48 par lequel ce canal intérieur 46 se raccorde à la chambre de répartition 40, celle-ci étant ainsi définie par cette gouttière et la plaque 55 qui la ferme. Comme précisé ci-dessus le dispositif de décolmatage 35 est situé à l'extérieur du volume délimité par l'élément filtrant 25 du tambour filtrant 10, au-dessus de celui-ci, et, dans l'ex- emple représenté, il lui est associé un bac de receuil 60, qui est disposé dans ledit volume, à l'aplomb du dispositif de décolmatage, au-dessus du bac de traitement 11. Ce bac de recueil 60 constitue une boite propre à recueillir les débris qui, plaqués contre la surface interne de l'élément filtrant 25 à la traversée de celui-ci par le liquide traité, sont décollés de cette surface interne, au passage à li aplomb du dispositif de décolmatage 35, par le jet de gaz sous pression sortant de l'ajutage de soufflage 45 que comporte ce dernier. Selon des dispositions qui ne seront pas détaillées mais qui sont du domaine de l'homme de l'art ce bac de recueil 60 peut avantageusement êtse monté mobile, pour permettre son retrait visà-vis du tambour filtrant 10, ou bien encore être équipé de moyens propres à en extraire de manière discontinue ou continue, les débris qui y tombent. De manière très simple le gaz sous pression utilisa peut titre de l'air comprimé. Pour chaque cas d'application particulier l'efficacité du dispositif de décolmatage à gaz sous pression selon l'invention dépend non seulement de la pression d'injection de ce gaz mais encore de divers facteurs, et notamment, de la distance entre la t8- te de soufflage 36 et l'élément filtrant à laquelle elle est app#liquée, et c'est la raison pour laquelle la tête de soufflage suivant 11 invention est avantageusement montée réglable en distance vis-à-vis de l'élément filtrant, de la forme des jets de gaz de décolmatage, et à cet égard la forme en lame indiquée ci-dessus semble donner les meilleurs résultats, et encore de l'angle sous lequel le jet de gaz sous pression issu de l'ajutage de soufflage 45 frappe ltélément filtrant 25. A cet égard, et selon une disposition qui n'est pas illustrée sur les figures, la t#te de soufflage 36 est avantageusement établie de manière à ce que l'orientation du jet qu'elle projette sur l'élément filtrant 25 associé, c'est-à-dire l'angle d'incidence de ce jet vis-à-vis de la normale à cet élément filtrant, soit réglable Par exemple le ou les ajutages de soufflage équipant cetXe tette de soufflage peuvent être montés pivotant sur cette dernière autour d'un axe parallèle à l'axe du tambour filtrant 10. Quoi qu'il en soit les divers facteurs mentionnés ci-des- sus seront, pour chaque cas d'application particulier, ajustés en fonction de la nature du liquide traité et de celle des particules les et/ou véhiculées par celui-ci, ainsi qu'en fonction de la nature du gaz de soufflage utilisé et de la nature de l'élément filtrant 25 mis en oeuvre Selon un développement de l'invention le gaz sous pression utilisé est avantageusement additionné d'un agent de traitement tel que chlore, produit chloré, ozone, ou acide par exemple X s'agissant notamment d'une addition d'ozone, une action algicide peut ainsi avantageusement Entre appliquée aux particules ou boues recueillies sur l'élément filtrant 25. Selon un autre développement non illustré sur les figures le dispositif de colmatage 35 suivant 1'invention comporte égale- ment une tête de lavage auxiliaire apte à projeter un liquide de lavage, eau sous pression par exemple, contre l'élément filtrant 25, pour traversée de ce dernier par ce liquide de lavage. Ce liquide de lavage a pour but d'éviter dans certaines applications la formation d'une couche d'air résiduelle sur l' & lément filtrant 25, et de parfaire le lavage de ce dernier en cas de colmatage résiduel des mailles qu'il comporte. Le débit suivant lequel ce liquide de lavage est appliqué à l'élément filtrant 25 est toujours très faible et est avanta geusevent réglable. Comme précédemment ce liquide de lavage peut entre additionné d'un quelconque agent de traitement du type de ceux déjà - mentionné s ci-dessus. Ce liquide de lavage, qui en pratique est très peu chargé en particules ou en boues est évacué à l'extérieur du tambour filtrant 10 par tous moyens de recueil appropriés ; il peut également êtse recyclé. La mise en oeuvre de ce liquide de lavage complémentaire peut titre continue ou intermittente, simultanément à l'action du jet de gaz sous pression suivant l'invention, ou alternés avec celle-ci Bien entendu la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée mais en toutes variantes d'exécution, En particulier, elle s'étend au cas où la tête de soufflage 36 comporte non pas un seu' ajutage de soufflage, comme plus particulièrement décrit ci-dessus, mais une série d'ajutages dont le profil assure de préférence la formation de jets de gaz en lame étroite du type dit en "queute de carpe", jets de gaz qui viennent frapper l'élément filtrant 25, sur toute la largeur de celui-ci. Par ailleurs le dispositif de décolmatage suivant 1'in- vention, au lieu d'âtre placé à l'extérieur du volume délimité par l'élément filtrant 25 du tambour filtrant 10, serait placé à l'intérieur de ce volume dans le cas où le liquide à traiter traverserait l'élément filtrant non pas de l'intérieur du tambour 10 vers l'extérieur de celui-ci mais en sens inverse. Le fonctionnement dans ce cas reste identique à celui décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1 installation de filtration pour liquide, en particulier liquides chargés et eaux usées, du genre comportant dans un bac de traitement d'une part un élément filtrant sans fin, en cylin-- dre ou en chaîne par exemple, qui est susceptible d'être entratné en continu ou de façon intermittente dans ledit bac de traitement et qui divise celui-ci en deux chambres, l'une recevant le liquide à traiter, l'autre recueillant le liquide traité, et d'autre part un dispositif de décolmatage apte à projeter un fluide de décolmatage contre ledit élément filtrant et à faire traverser celui-ci par ledit fluide, une telle installation de filtration caractérisée en ce que ledit dispositif de décolmatage comporte une tette de soufflage apte à souffler un jet de gaz sous pression contre l'élément filtrant et à faire traverser celul-et par ledit gaz. 2. installation de filtration suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tête de soufflage est montée réglable en distance vis-à-vis de l'élément filtrant. 3. installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 1t 2, caractérisée en ce que la tête de soufflage est établie de manière à ce que l'orientation du jet qu'elle projette sur l'élément filtrant, c'est-à-dire l'angle d'incidence de ce jet vis-à-vis de la normale à cet élément filtrant, est régla ble. 4. installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la tette de soufflage présente une chambre de rRpartition raccordée à l'alimentation en gaz sous pression et au moins un ajutage de soufflage faisant déboucher cette chambre en regard de 1' élément filtrant. 5. installation de filtration suivant la revendication 4, ce- ractérisée en ce qu'il y a une pluralité d'ajutages de soufflage échelonnés transversalement vis-à-vis de l'élément filtrant. 6. installation de filtration suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'il y a un ajutage de soufflage unique formant une fente courant transversalement vis-à-vis de l'élément filtrant 7. installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 4, 6, caractérisée on ce que le canal intérieur d'un ajutage de soufflage se raccorde à la chambre de répartition qui l'alimente par un tronçon de liaison dont la section transversale va en décroissant à compter de ladite chambre de répartition 8.Installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le canal intérieur d'un ajutage de soufflage comporte, au moins au voisinage de son débouché vers l'extérieur, deux flancs parallèles s'étendant transversalement vis-à-vis de l'élément filtrant, pour formation d'un jet en lame. 9. Installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le gaz sous pression utilisé est additionné d'un agent de traitement tel que chlore, produit chloré, ozone, acide par exemple. 10. installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que le dispositif de décolmatage comporte également une tête de lavage apte à projeter un liquide de lavage, éventuellement additionné d'un agent de traitement, contre l'élément filtrant. 11. installation de filtration suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'il est associé au dispositif de colmatage un bac de recueil, fixe ou mobile, qui est disposé au droit du dispositif de décolmatage, à l'intérieur ou à l'extérieur du volume délimité par l'élément filtrant selon que le liquide à traiter traverse l'élément filtrant de l'inté- rieur vers l'extérieur de l'appareil ou dans le sens inverse.