Brevet FR2459675A1 — publié le 19810116

La présente invention concerne un filtre rotatif. Le secteur technique de l'invention est celui du matériel utilisé pour la filtration de produits alimentaires. On sait- que dans le cadre de l'industrie vinicole et dans les distilleries notamment, les lies issues des cuves de vinification doivent être filtrées avant distillation pour les débarraser de leurs impuretés qui se composent de particules solides telles. que des pépins, des pulpes etc... afin de ne pas encrasser les colonnes de distillation. Actuellement, la filtration des lies est effectuée au moyen d'appareils appelés "Trommel" et qui consistent en deux cylindres coaxiaux dont l'un, situé à l'intérieur, forme une grille perforée et est entraînée en rotation. Dans ce type d'appareil, la filtration est obtenue par la rotation de la grille. De tels appareils nécessitent un apport d'eau relativement important en fonction des lies filtrées, par exemple trente-deux hectolitres d Veau par heure pour un débit de deux cent soixante hectolitres heure de lie. De plus, lorsque les lies sont visqueuses, une grande partie reste associée aux résidus et est ainsi rejetée avec ceux-ci en fin de filtration ce qui de ce fait entraîne une perte importante de produit a distiller. La présente invention vise a remédier a ces inconvénients. L'objectif a atteindre est un dispositif perfectionné qui permette de filtrer avec un rendement amélioré des produits alimentaires et notamment des lies issues des cuves de vinification. Cet objectif est atteint grade au filtre rotatif selon l'invention comportant deux cylindres coaxiaux légèrement inclinés par rapport a l'horizontal dont le cylindre intérieur est perforé -et est monté a rotation dans le cylindre extérieur, lequel est fixe, caractérisé en ce que ledit cylindre perforé comporte a l'interieur d'une part des moyens pour comprimer les matrières a filtrer contre sa paroi interne et pour forcer le liquide à passer à travers les perforations, et d'autre part des moyens pour décoller lesdites matieres après que le liquide ait été expulsé. Les moyens pour comprimer les matières à filtrer contre la paroi interne du cylindre sont des rouleaux montés à rotation libre sur des supports portés par un arbre coaxial audit cylindre perforé, lesquels rouleaux sont montés autour d'axes parallèles audit arbre. Les moyens pour décoller les matières résiduelles après qu'elles aient été comprimées sont des lames montées en bout de supports, portés par ledit arbre coaxial au cylindre perforé, lesquelles lames sont disposées de telle sorte que leur bord biseauté racle la face interne dudit cylindre perforé. Celui-ci est entraîné en rotation en sens inverse de celui de l'arbre qui porte les rouleaux elles lames. Le filtre rotatif perfectionné selon l'invention procure un certain nombre d'avantages. Par exemple pour un débit moyen de sept cent cinquante hectolitres/heure de lie, l'apport d'eau nécessaire au bon fonctionnement de l'appareil est de deux à dix hectolitres/heure selon la viscosité de la lie. Compte tenu de la conception du dispotif qui combine deux fonctions de malaxage et de compression au moyen des rouleaux et des lames racleuses contre la paroi interne de la grille, seuls les résidus solides sont évacués par la bouche de rejet. Les liquides extraits de la lie s'écoulent à travers les perforations du cylindre intérieur et sont récupérées à la ortie du cylindre fixe. La lie contient une certaine quantité de tartre sous forme de cristaux. De par la conception du filtre et grâce aux rouleaux de compression, ces cristaux sont broyés, passent à travers le cylindre perforé, et sont récupérés avec la lie. Ultérieurement, ils pourront être traités dans un cycle de récupération des tartrates. Entre autres avantages, le filtre selon l'invention permet de réaliser un gain de temps considérable pour la filtration des lies, permet de diminuer la quantité d'eau nécessaire à une bonne filtration, donc un volume inférieur à distiller en regard des appareillages connus, corrélativement un gain de temps et une économie de vapeur au niveau des colonnes de distillation. Parrallàlement, il entraîne une diminution de l'ordre de soixante-cinq pour cent des résidus rejetés et donc une récupération plus importante de matière à distiller. Au niveau de la pollution l'appareil présente un interêt certain puisqu'il permet de supprimer une quantité non négligeable de rejet. Enf-in, il permet une récupération des cristaux de tartrate dans des conditions améliorées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en élévation/coupe partielle "arra -chée" d'un filtre selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant Il-Il de la figure i, - la figure 3 est une vue de droite du filtre illustré à la figure 1, - la figure 4 est une vue schématique en élévation d'un ensemble rouleau de compression/lame monté à rotation à l'intérieur du cylindre perforé du filtre, - la figure 5 est une vue de gauche de l'ensemble de la figure 4. Un mode de réalisation d'un filtre selon l'invention est illustré à la figure 1 du dessin, lequel se compose d'une structure 1 réalisée en mécanosoudure et formant le châssis du filtre Cette structure se compose de deux poutre longitudinales la reliées à leurs extrémités par des traverses lb, de telle sorte à former un rectangle. Des colonnes (ou pieds) lé sont fixés aux quatre angles dudit rectangle et s'étendent vers le bas. Leur extrémité inférieure comporte une semelle Id. Les pieds lc sont renforcés par des jambes de force le s'étendant de leur extrémité jusqu a un point situé à mi-longueur des poutres longitudinales la et sont fixés à des goussets if fixés auxdites poutres la.Des goussets d'angles 1g sont fixés sur le châssis pour relier les pieds lc et les poutres la. Les pieds lc sont reliés deux à deux dans le sens transversal du châssis par des traverses Ih fixées à leurs extrémités inférieures, au-dessus des semelles ld. Sur la longueur de ce châssis 1 est disposée une enveloppe 2 généralement cylindrique dont l'axe longitudinal est situé dans un plan vertical passant par l'axe de symétrie longitudinal du châssis 1. Cette enveloppe 2 est montée amovible sur ledit châssis et est fixée à celui-ci au moyen d'organes de fixation 3, lesquels sont articulés au châssis 1 et coopèrent avec des pattes échancrées 2a solidaires de l'enveloppe 2. Celle-ci est fermée à une extrémité 2b et est ouverte à l'autre 2c. A l'intérieur de cette enveloppe cylindrique 2 est disposé coaxiallement un cylindre perforé 4, lequel est monté à rotation sur des galets 5, par exemple au nombre de huit, à raison de quatre repartis sous le cylindre de part et d'autre de l'axe de rotation du cylindre, lesquels galets sont portés par des traverses il fixées au châssis et disposées au-dessous des traverses lb. Ces galets 5 sont montés à rotation libre autour d'axes, lesquels sont parallèles à l'axe X-X1 commun à ltenveloppe 2 et au cylindre perforé 4, lequel axe est légèrement incliné dans le sens de l'extrémité 2c de l'enveloppe 2.Le cylindre 4 comporte à son extrémité située du côté de l'extrémité 2b de lten- veloppe 2, une roue à gorges4a autour de laquelle s'enroulent deux courroies trapézoïdales 6 parallèles l'une à l'autre, s'enroulant également sur une autre roue à gorges7 calée sur l'arbre de sortie d'un motoréducteur 8. Ce motoréducteur est porté par un support en console Ij fixé au châssis 1. Le sens de rotation de lapoulieà gorges7 est indiqué par la flèche F (figure 3), l'entraînement du cylindre perforé 4 étant ainsi de l'ordre 28 tours par minute. Ledit cylindre perforé 4 se prolonge à son extrémité 4b située du côté de l'extrémi- té 2c de l'enveloppe 2 par une jupe en tôle pleine, laquelle s'étend à l'exté- rieur de l'enveloppe 2 et se termine à une distance 1 du châssis 1, ladite jupe 4b est ouverte pour permettre l'évacuation des résidus retenus par le cylindre perforé. Sur l'axe XX1 est monté à l'intérieur du cylindre perforé 4, un arbre creux 9, lequel s'étend sur la longueur du châssis 1 et est monté à rotation sur deux paliers 10 portés par les traverses d'extrémités lb dudit châssis 1. L'arbre 9 est obturé à son extrémité 9a située du côté de la jupe 4b et est perforé sur sa partie s'étendant sur la longueur du cylindre perforé 4. Cet arbre 9 porte à son extrémité 9b , s'étendant hors du châssis 1 et à l'opposé de l'ex- trémité 9a un manchon à bride il qui lui est solidaire et sur lequel est fixée une manche ou tuyauterie souple (non représentée) par laquelle la lie est dirigée vers l'appareil. Ledit arbre 9 porte une roue à gorges9c située entre le palier 10 et la roue 4a, sur laquelle roue 9c s'enroulent deux courroies trapézoidales 12 s'enroulant également autour d'une poulie à gorges 13 calée sur l'arbre de sortie d'un autre motoréducteur 14. Ce motoréducteur est, comme le motoréducteur 8, porté par un support en console Ik, lequel est disposé en face dudit support Ij. L'arbre 9 est entraîné en rotation dans le sens de la flèche Fi et ainsi tourne dans un sens opposé à celui du cylindre 4. La vitesse de rotation de l'arbre 9 est de l'ordre de dix tours par minute. L'arbre 9 porte également des bras 15/16 s'étendant en opposition à partir dudit arbre et disposés deux à deux sur un même diamètre. Ces bras 15/16 sont portés par des colliers 17 fixés par serrage sur l'arbre 9 et sont ainsi perpendiculaires audit arbre et sont répartis sur sa longueur. A chacune de leur extrémité 15a/16a, est articulé un support coudé 18/19 autour d'un axe 20. Ces supports pivotent dans des plans parallèles aux bras 15/16. Le support 18 est coudé à proximité de l'axe 20 et comporte deux parties dont celle 18a qui est la plus éloignée de l'arbre 9, porte à son extrémité une lame 21 et celle 18b qui est la plus rapprochée dudit arbre est reliée au bras 15 par un ressort 22. Lesdites lames 21 sont perpendiculaires au support 18 et parallèles à l'arbre 9 et sous la sollicitation du ressort 22 sont au contact de la face interne du cylindre perforé 4. Dans cette position, elles sont sensiblement parallèles aux bras 15 et attaquent la face intérieure du cylindre perforé 4 en étant sensiblement perpendiculaire. Leur bord 21a est biseauté. Le support 19 est comme le support 18 coudé à proximité de l'axe 20 autour duquel il pivote et comporte deux parties dont celle 19a qui la plus é loignée de l'arbre 9 porte à son extrémité un rouleau 23. Celui-ci adopte la forme d'un cylindre et est monté à rotation libre dans une chape 19c autour d'un axe 24. La partie 19b du support qui est la plus rapprochée de l'arbre 9 est reliée à celui-ci par un ressort 22. Sous la sollicitation du ressort 22, les rouleaux 23 sont maintenus au contact de la face interne du cylindre perforé 4. La lame 21 et le rouleau 23 sont sensiblement de même longueur. Au cours de leur rotation ils décrivent des bandes et compte tenu de la disposition des bras qui sont fixés à égale distance les uns des autres, de telle manière que ces bandes soient justaposées, toute la surface interne du cylindre est couverte par le dispositif porté par l'arbre 9. La lie est amenée dans le filtre par l'arbre 9 relié au stockage de lie par une canalisation souple, fixée au manchon à bride 11. L'arbre 9 étant perforé, la lie est admise dans le cylindre perforé 4 et est comprimée sur la paroi dudit cylindre par les rouleaux 23 qui, comme cela vient d'être décrit, se déplacent en rotation dans le sens inverse de celui du cylindre 4. Le liquide s'écoule dans l'enveloppe 2 et est ensuite récu péré. Les résidus comprimés par les rouleaux 23 et adhérant à la face interne du cylindre 4 sont décollés sous l'action des lames il qui, comme les rouleaux 23, se déplacent en rotation dans un sens opposé à celui du cylindre perforé 4. Du fait de la disposition inclinée du cylindre 4, les résidus sont recueillis à sa sortie qui comporte la jupe 4b. Les rouleaux 23 et les lames 11 fonctionnent simultanément. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications peuvent être apportées par l'Homme de l'Art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1 -Filtre rotatif comportant deux cylindres coaxiaux légèrement inclinés par rapport à l'horizontale dont le cylindre intérieur est perforé et est monté à rotation dans le cylindre extérieur, lequel est fixe, caractérisé en ce que ledit cylindre perforé comporte à l'intérieur d'une part des moyens pour comprimer les matières à filtrer contre sa paroi interne et pour forcer le liquide à passer à travers les perforations et d'autre part, des moyens pour décoller lesdites matières après que le liquide ait été expulsé. 2 - Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour com primer les matières à filtrer contre la paroi interne du cylindre sont des rouleaux montés à rotation libre sur des supports portés par un arbre coa xial audit cylindre perforé, lesquels rouleaux sont montés autour d'axes parallèles audit arbre. 3 - Filtre selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens pour décoller les matières résiduelles après qu'elles aient été comprimées sont des lames montées en bout de supports, portés par ledit arbre coaxial au cylindre perforé, lesquelles lames sont disposées de telle sorte que leur bord biseauté racle la face interne dudit cylindre perforé. 4 - Filtre selon l'une quelconque des revendicaions 1 à 3, caractérisé en ce que le cylindre perforé est entraîné en rotation en sens inverse de celui de 11 arbre qui porte les rouleaux et les lames. 5 - Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les rouleaux et les lames sont disposés suivant un pas, sur la longueur du cylindre perforé et se déplacent à l'intérieur dudit cylindre en décri vant des bandes, lesquelles sont toutes juxtaposées. 6 - Filtre selon les revendications 1 à 5,caractérisé en ce que les supports qui portent les rouleaux et les lames sont articulés sur des bras s'éten dant radialement audit arbre. 7 - Filtre selon les revendications i à 6, caractérisé en ce que lesdits sup ports sont articulés autour d'un axe les traversant sensiblement en leur milieu et sont reliés auxdits bras par des ressorts fixés à leur extrémité opposée à celle qui comporte les rouleatset les lames. 8 - Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits bras s'étendent deux à deux sur des diamètres et en ce qu'à chaque bras sur lequel est monté un rouleau, est opposé un bras qui compor te une lame et de part et d'autre du plan dans lequel se trouvent les bras. 9 - Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits bras sont décalés angulairement de telle sorte que les rouleaux et les lames sont situés sur des hélicoldes. 10- Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le cylindre perforé est monté à rotation sur des galets situés de part et d'autre du plan vertical passant par son axe longitudinal.