Brevet FR2340760A1 — publié le 19770909

La présente invention se réfère aux filtres du genre comportant une cellule filtrante immergée dans une Cl,e qui renferme le liquide charge qu'on désire traiter soit pour le rupérer à l'état substantiellement pur, soit pour en élever la ten-ur en matières solides (ctest-à-dire pour ltépaissir), soit enfin pour en extraire les solides eux-m#mes. Dans les filtres connus du genre en question le liquide traverse la paroi filtrante sous l'effet d'une différence de pression résultant soit de la mise en oeuvre de moyens particuliers (par exemple aspiration appliquée à l'intérieur de la cellule), soit d'une simple charge hydrostatique, le niveau du liquide dans la cellule étant inférieur à celui de la cuve. Les solides se déposent sur la paroi en y formant un gâteau d'épaisseur croissante qui freine progressivement le passage du liquide et qu'on doit donc éliminer de temps à autre (décolmatage) soit par raclage, soit plutt par inversion momentanée du sens de la différence de pression (courte injection dans la cellule d'une certaine quantité du liquide déjà filtré). La présente invention vise à permettre d'assurer ce nettoyage ou décolmatage de la paroi filtrante par des moyens non susceptibles de la détériorer et qui n'exigent pas qu'on renvoie à la cuve une fraction quelconque du liquide filtré. Conformément à l'invention liron réalise le décolmatage en faisant tourner sur elle-même la cellule renfermant une certaine quan tité de liquide filtré, de manière que l'accélération centrifuge à laquelle ce liquide résiduel est soumis ltoblige à retraverser la paroi filtrante en sens inverse de celui de la filtration, le gâteau se trouvant ainsi détaché tant par la pression de ce liquide que par les forces de frottement qu'il subit de la part du liquide Se la cuve au sein duquel il tourne avec la cellule. Dans une forme d'exécution préféréelton opère à la pression atmosphérique dans la cuve et dans la cellule prévue verticale, la filtration s'effectuant sous l'effet d'une différence de niveau entre cette cuve et la cellule à partir de laquelle on aspire le liquide filtré au moyen d'une pompe appropriée. A mesure que la paroi filtrante se colmate, le niveau baisse dans la cellule jusqu à atteindre l'entrée de la canalisation d'aspiration qui amène de l'air à la pompe. On procède alors au décolmatage à la façon susexposée. La canalisation d'aspiration est avantageusement constituée par l'arbre sur lequel la cellule est montée, cet- arbre étant prévu tubulaire avec extrémité inférieure fermée et paroi percée de passage situés à une hauteur appropriée à l'intérieur de la cellule de manière que lors de la rentrée d'air il subsiste dans celle-ci une quantité de liquide filtré suffisante pour assurer l'opération de décolmatage. En variante les passages précités peuvent être prévus au niveau du fond de la cellule, mais alors quand l'arrivée d'air a été détectée, il faut arreter la pompe (si elle ne s'est pas désamorcée d'elle-meme) et attendre que du liquide soit rentré dans la cellule avant de mettre cette dernière en rotation. Afin de bien faire comprendre l'invention, on décrira dans ce qui va suivre, des modes de réalisation donnés à simple titre d'exemple et schématiquement représentés aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 est une coupe d'un filtre suivant l'invention. Fig. 2 est un schéma illustrant ce qui se produit pendant la phase de décolmatage de la cellule filtrante. Fig. 3 indique schématiquement la constitution d'un filtre à trois cellules et à cuve unique. Fig. 4 représente une variante de cellule. En fig. 1 la référence 1 désigne une cuve cylindrique qui re çoit le liquide à filtrer à partir d'une canalisation telle que 2. Cette arrivée est réglée par des moyens non détaillés de manière à maintenir dans la cuve un niveau A substantiellement constant. La cuve 1 comporte un fond conique la termine par une tubulure de sortie à laquelle est raccordée une vanne appropriée 3, de type quelconque. La paroi intérieure de la cuve 1 porte des ailettes 4 destinées à empêcher le liquide d'y tourner. Au dessus du fond la est prévue une grille 5 à larges mailles dont le roule consiste à éviter que les remous apparaissant dans la cuve ne se communiquent au liquide renfermé par le fond. Dans le liquide de la cuve 1 plonge une cellule filtrante cylindrique 6 faite de deux plateaux 7 et 8 soudés à un arbre axial tubulaire 9 et entre lesquels est tendue une paroi filtrante 10, éventuellement renforcée par une armature appropriée ou une toile métallique. Comme montré, la cellule 6 n'est pas entièrement immergée et son plateau supérieur 7, situé au-dessus du niveau A, est percé d'au moins un trou d'évent tel que 7a. L'arbre tubulaire 9 est fermé à son extrémité inférieure, comme indiqué en 9a, mais il communique avec l'intérieur de la cellule 6 par le moyen de trous 9b situés à une certaine hauteur au-dessus du plateau inférieur 8. Il porte des palettes radiales 9c pour assurer l1entra#nement en rotation du liquide de la cellule. Il se prolonge au dessus de cette dernière pour traverser un palier 11 qui le supporte à rotation. Au dessus de ce palier il porte encore une poulie d'entrarnement 12 et son extrémité supérieure vient s'engager dans un dispositif de joint tournant 13 qui fait communiquer son alésage avec une canalisation 14 d'évacuation de liquide filtré sur laquelle est insérée une pompe 15. Le palier il est solidaire d'une part de bras 16 incurvés vers le bas et qui viennent se fixer au bord de la cuve 1, ou éventuellement à la charpente entourant cette dernière, d'autre part d'une console latérale 17 en bout de laquelle est monté un moteur électrique 18 pourvu d'une poulie 19 qu'une courroie 20 relie à la poulie 12 précitée. Le fonctionnement est le suivant Le moteur 18 étant à l'arret, le liquide de la cuve 1 traverse la paroi filtrante 10 et tend à remplir la cellule 6 jusqu'au niveau A qui règne dans la cuve. On met alors en marche la pompe 15 qui aspire le liquide filtré de la cellule en y faisant baisser le niveau par exemple jusqu'en B. Le débit de la pompe est choisi tel qu'au début du cycle de filtration ce niveau B soit peu inférieur au niveau A de la cuve. Mais à mesure que le gâteau 21 (fig. 2) de particules séparées grossit sur la paroi 10, celle-ci se colmate, la perte de charge augmente et la différence entre les niveaux de la cuve et de la cellule croit. Le liquide baisse donc dans la cellule. Quand son niveau atteint les trous 9b, la pompe 15 se met tout à coup à aspirer de l'air. Quelle que soit la nature de cette pompe, cette #aspiration d'air se détecte facilement, par exemple par une brusque baisse de la puissance absorbée par le moteur d'entra'ine- ment. On met alors en marche le moteur 18. L'arbre 9 est ainsi entrat- né en rotation à une vitesse notable avec la cellule 6 qui en est solidaire. Le liquide qui reste dans celle-ci (c'est-à-dire le liquide se trouvant au-dessous des trous 9b) tourne avec l'arbre gracie aux ailettes 9c et s'étale peu à peu contre la paroi sous l'effet de la force centrifuge à la façon indiquée en 22 en fig. 2, c'est à-dire suivant un arc de parabole. De ce fait il exerce sur la paroi une pression centrifuge qui tend à 11 expulser de la cellule. Il traverse donc cette paroi en chassant le gâteau 21 formé sur l'extérieur de celle-ci et qui retombe dans le fond la à travers la grille 5. Il est important de noter que les ailettes 4 empechent le liquide de la cuve de tourner avec la cellule. Ce liquide exerce donc sur le gâteau tournant un effet de frottement qui facilite son arrachement. Quant à la grille 5, elle évite que les particules solides retombées dans le fond la ne soient remises en suspension sous l'ef- fet des remous provoqués par la rotation de la cellule. Le cycle de filtration est alors terminé et l'on peut recommencer un nouveau cycle. Bien entendu la détection de l'arrivée d'air d la pompe 15, et la mise en marche du moteur 18, puis son arrêt en fin de cycle, peuvent s'effectuer de façon entièrement automatique si on le désire. On conçoit par ailleurs que la remise en action de la pompe 15 puisse exiger un dispositif d'amorçage particulier, de tout type approprié, lequel peut être mis en action par le système de comman- de automatique. D'autre part, dans le cas d'une installation comprenant un certain nombre de cellules on peut en disposer plusieurs dans une même cuve, comme très schématiquement indiqué en fig. 3 où ces cellules ont été référencées 23 et la cuve unique 24. Pour éviter la formation de remous indésirables on peut alors prévoir des cloisons entre les cellules successives, ainsi que d'autres orientées plus ou moins exactement en direction de l'axe de chacune de celles-ci. Fig. 4 montre une variante de cellule dans laquelle le plateau inférieur est de diamètre notablement plus petit que le plateau supérieur. On peut alors disposer sur le plateau supérieur une toile 25 en forme de disque et la replier en direction du bas sur le plateau inférieur. L'avantage de cette disposition est que les plis de la toile représentent une surface filtrante considérable sous un encombrement réduit. En outre ils contribuent a assurer nement rapide du liquide de la cellule. Enfin l'on obtient une conformation tronconique qui peut présenter des avantages pour certaines applications, notamment si l'on désire établir des cuves individuelles de forme conique en vue de ménager davantage d'espace au niveau du sol. Il est bien entendu que des variantes et perfectionnements de détails pourront être immaginés sans, pour cela, sortir du cadre de l'invention. Comme sus-indiqué les trous 9b pourraient t sposés très bas d condition qu'après détection de l'arrivée d'air à la pompe on mette celle-ci hors d'action (si elle ne s'est désamorcée d'elle-même) et qu'van de procéder au décolmatage on prévoie un temps mort pour permettre à du liquide de la cuve de pénétrer dans la cellule en quantité suffisante en vue du décolmatage. Par aillez le colmatage de la paroi filtrante pourrait être détecté de toute manière autre que par l'arrivée d'air à la pompe dtaspiration du liquide. La filtration pourrait s'opérer sous pression, si désiré. REVENDICATIONS 1. Procédé pour assurer le décolmatage d'une cellule filtrante, caractérisé en ce qu'il consiste à faire tourner celle-ci sur ellemême au sein du liquide à filtrer à une vitesse suffisante pour que le liquide qu'elle renferme traverse la paroi filtrante en sens inverse de la filtration sous l'effet de la force centrifuge, tandis que le gâteau qui recouvre cette paroi tend à en être arraché par son frottement dans le liquide qui entoure la cellule et qui ne tourne pas avec elle. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère la filtration à la pression atmosphérique dans la cuve et dans la cellule dans laquelle on aspire le liquide filtré à partir d'un point situé près de son fond, de manière que lorsque la paroi est colmatée dans une mesure excessive, le niveau dans la cellule atteigne l'entrée de la canalisation d'aspiration, la rentrée d'air qui en résulte servant de signal avertisseur du colmatage. 3. Filtre pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la cellule, prévue substantiellement de révolution, est portée par un arbre axial tubulaire qui constitue simultanément la canalisation d'aspiration. 4. Filtre suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la cellule comporte un plateau supérieur et un plateau inférieur l'un et l'a,utre traversés par l'arbre dont l'extrémité inférieure est fermée, tandis que son extrémité supérieure est raccordée à une pompe appropriée par l'intermédiaire d'un joint tournant, la paroi dudit arbre étant perforée de passage au-dessus du plateau inférieur de la cellule. 5. Filtre suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les passages sont prévus dans l'arbre tubulaire à une telle hauteur au-dessus du plateau inférieur de la cellule que lors de la rentrée d'air il reste dans la cellule une quantité de liquide suffisante pour l'opération de décolmatage. 6. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour que le liquide renfermé par la cellule soit rapidement entraSné en rotation avec celle-ci. 7. Filtre suivant ltune quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour empêcher le liquide de la cuve tourner avec la cellule. 8. Filtre suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour empêcher que les remous créés par la rotation de la cellule ne soient transmis aux matières solides décantées dans le fond de la cuve.