Brevet FR2453665A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un dispositif pour la séparation des matériaux en suspension dans des liquides. La purification des eaux résiduaires est nécessaire pour protéger ltenvironnement. Un procédé particulier de purification concerne le traitement de la suspension, clest-à-dire la séparation des fibres de celulose de l'eau résiduaire d'une papeterie ou la séparation des matériaux solides des eaux ménagères. Divers agencements pour le traitement des suspensionssont utilisés. En particAliez divers tambours rotatifs de filtrage partiellement immergés dans la suspension à traiter ont été suggérés, par exemple comme cela est révélé dans la demande de brevet en Allemagne n 883 5940 L'efficacité des tambours de filtrage selon l'art antérieur est limitée.Par ailleurs, cesfonctionnements sous une dépression pour augmenter ltefficacité sont pourvus d'un agencement compliqué d'une vanne rotative pour contrôler la pression dans les diverses sections du tambour. La présente invention a pour objet de procurer un tambour de filtrage rotatif perfectionné, plus efficace et moins compliqué que ceux selon l'art antérieur. Selon l'invention, le tambour de filtrage, forme, avec un autre tambour, deux tambours coopérant et tournant à contre-courant, dont au moins l'un est un tambour de filtrage monté rotatif sur deux moyens extrêmffl d'appui, scellés contre la surface de ltenveloppe du tambour, un agencement de blindage stationnaire étant monté sur les moyens d'appui dans le tambour, cet agencement de blindage formant lsétanchéité contre la surface de ltenveloppe du tambour et divisant le volume interne défini par cette surface et les moyens d'appui extrêmesen sections, au moins l'une des sections pouvant être connectée à une source de dépression pour réduire la pression d'air dans cette section. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnésuniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de 1 t invention et dans lesquels :: - la figure 1 montre un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue schématique facilitant la compréhension du fonctionnement ~ - la figure 3 est une vue en coupe transversale montrant en général le tambour de filtrage avec ses moyens d'appui, son agencement de blindage, les connexions des tubes et autres ~ - la figure 4 montrela forme générale de la surface du tambour ~ et - les figures 5 et 6 montrent un autre mode de réalisation de l'invention. Le mode de réalisation révélé sur la figure 1 comprend deux tambours cylindriques 1 tournant dans un récipient 2. Les tambours 1 ont des diamètres égaux, mais dans d'autres modes de réalisation, les diamètres peuvent être inégaux. Au mdns l'un des tambours est un tambour perforé de filtrage ayant une toile métallique. Chaque tambour est supporté et tourillonné dans deux moyens d'appui 3 qui sont montés dans les parois extrêmes 4 du récipient 2. Dans le cas où seul l'un des tambours est un tambour de filtrage, l'autre peut être supporté par les parois extrêmes du récipient au moyen de broches dans l'axe du tambour. La suspension à traiter est amenée dans le récipient 2 par un tube d'entrée 5, et le niveau dans le récipient est contrôlé par un transducteur de niveau 6. Le niveau peut également être contrôlé par une sortie de seuil (non représentée).La cavité dans chaque tambour de filtrage est divisée en sections stationnaires par un agencement de blindage 7, rigidement connecté auxnoyens d'appui 3. La paroi cylindrique interne du tambour de filtrage forme une paroi dans chaque section active. Il y a des pressions différentes dans les diverses sections du fait qu'une, deux sections ou plus dans la cavité du tambour de filtrage sont connectées à un système de dépression par des tubes séparés 8 ou 9 ou par des ouvertures dans une paroi blindée ou à travers des tubes reliant les diverses sections à une dépression. Au moins l'une des sections dans chaque cavité est connectée à un système d'air comprimé par un tube 10. Au moins une section a la même pression que l'atmosphère environnante, et ces sections peuvent entre drainees en sectionsà une dépression par des ouvertures 11 dans une paroi de blindage ou par un tube de drainage entre les sections ou à travers un petit espace entre la paroi de blindage et la paroi cylindrique interne du tambour. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'un des tambours est monté en position fixe sur les parois extrêmes 4. Ce tambour est pourvu d'une couronne dentée 12. Le tambour est entraînë en rotation par une roue dentée 13, dont l'arbre est tourillonné dans la paroi extrême 4. Le moyen d'entratnement peut également comprendre un engrenage à vis sans fin, un moyen d'entraSnement à charnue et autres. L'arbre d'entralnement de la roue dentée 13 est couplé à un moteur électrique, un moteur hydraulique ou toute autre source appropriée de puissance. Le second tambour est monté mobile par ses moyens d'appui 3 entre les parois extrêmes 4 par des fentes, des-barres de guidage ou moyens analogues. Le second tambour est forcé contre le tambour en position fixe par un moyen formant ressort mécanique 14, un cylindre pneumatique, un cylindre hydraulique ou dispositif analogue.La force de pression du moyen 14 est réglable et est appliquée de façon que la pression de contact entre les tambours, provoquée par cette force, ne soit pas réduite quand le tambour est poussé vers l'arrière. Le tambour mobile est entraîné en rotation par des forces de friction entre les deux tambours, provoquées par la force- de pression du moyen formant ressort 14. Quand la suspension à traiter comprend des agents réduisantx le frottement entre les tambours, le tambour mobile peut hêtre pourvu d'une couronne dentée ou tout autre moyen de transmission ou moyen d'entraRnement coopérant avec le tambour fixe pour assurer la rotation. La boue accumulée sur lestambours1 en est retirée par des fers racleurs 15 ayant une faible pression de contact contre les tambours 1. Un autre mode de réalisation est révélé sur les figures 5 et 6. Dans ce mode de réalisation également, deux tambours cylindriques 1 tournent dans un récipient 2. Les deux tambou sont perforés et pourvus d'un tamis en toile métallique Cha tambour est supporté et tourillonné dans deux moyens d'appui 3, montés dans les parois extrêmes 4 du récipient 2par des broches excentriques 21 montées dans des manchons 22 dans les parois extrêmes du récipient. La suspension à traiter est introduite dans le récipient par un tube d'entrée à la partie inférieure du récipient, cette partie inférieure formantune caisse de réception des déchets 27. Sur la caisseest prévu un blindage 23 pour empêcher une augmentation de la concentration de la suspension dans le récipient et pour faciliter une décomposition capillaire dans la boue. La caisse 27 est pourvue d'une porte de nettoyage 240 La cavité dans chaque tambour est divisée en sections stationnaires par un agencement de blindage 7 rigidement connecté aux moyens d'appui 3. La paroi cylindrique interne de chaque tambour forme une paroi dans chaque section active. Chaque section est connectée à un tube de dépression 8 ou à un tube d'air comprimé 10 respectivement, dans chaque tambour. Chaque tambour t pourvu d'une couronne dentée interne 12 agencée sur le logement du tambour 14 Chaque tambour est entraSné par un moteur séparé 13'monté sur les moyens d'appui 3. Dans les parois extrêmes 4, des ouvertures pour des moteurs, des connexions de tubes et autres sont agencées de façon que les tambours et leurs moyens d'appui puissent accomplir un mouvement limité par rapport aux broches excentriques 21. Chaque broche 21 est pourvue d'une plaque de connexion 25. Sur la plaque 25 est monté un cylindre hydraulique 14 qui, par la plaque 25 et la broche 21, presse les tambours l'un vers l'autre en transférant un couple aux moyens d'appui 3 et aux tambours 1. La plaque de connexion 25 est également un moyen d'aPpui pour les fers rAcleurs 15. Les tambours sont pourvus de bagues d'étanchéité 26 empêchant le liquide de s'échapper du récipient 2par les trous dans les parois extrêmes 4. Comme on peut le voir sur la figure 4, des gorges 16 ayant une section transversale en U ou en V sont prévues, ces gorges parcourant la surface externe des tambours en direction axiale. Au fond de ces gorges sont agencées des ouvertures 17 Sur les gorges 16 et la surface externe du tambour est prévu un tamis de support 18 fait en acier ou en laiton ou en fibre synthétique ou analogue. Sur le tamis 18 est prévu un écran de filtrage 19 de préférence en un matériau synthétique en mailles fines. L'écran de filtrage peut également être de l'acier ou du laiton ou autre. Le fonctionnement du dispositif sera maintenant décrit en se référant aux figures 1 à 4. La suspension à traiter est amenée dans le récipient 2 par le tube d'entrée 5. Le niveau dans le récipient 2 est contré à des valeurs prédéterminées par le transducteur 6. Sur la figure 2, ltécran de filtrage 19 est en contact avec la suspension dans le récipient en dessous du niveau Ac Les mailles de ltecran de filtrage sont à peu près égales ou plus petites que la dimension moyenne des particules de la suspension, ce qui implique que la surface externe de l'écran de filtrage sit couverte d'une couche de particules tandis qu'une faible quantité du liquide traverse ltécran. Le revêtement de particulesà l'extérieur du tamis ou écran augmente la capacité de séparation du filtre, otest-à-dire que les petites particules dans la suspensionresttcollées dans ce rev8tement de particules Pendant la rotation dans les directions indiquées sur la figure 2, l'épaisseur et la densité du revêtement sur ltécran augmentent continuellement jusqu'à ce qu'un niveau B soit atteint. Entre le fer 15 et le niveau A, les ouvertures 16 ci-dessus mentionnées dans les parois des tambours forment une connexion entre l'intérieur du tambour et l'air ambiant établissant la pression atmosphérique ambiante dans la section adjacente du tambour. La pression accrue agissant sur la boue déposée en un point donné entre lesniveaux A et B est égale à la distance entre ce point et le niveau A multipliée par la densité de la suspension.Le liquide entrant dans le tambour entre les niveaux A et B est drainé dans la section adjacente à une dépression par les ouvertures 11, sur la figure 3. Quand un point sur la surface du tambour a tourné jusqu'à C, le gradient de pression à travers le revêtement de boue est accru du fait que la section C-F estévacuée à travers le tube 8. Le gradient de pression accru provoque une augmentation de l'écoulement de liquide à travers ltécran de filtrage. Ainsi, le rev8tement de boue est comprimé et augmente, et ltécoulement de liquide à travers ce revêtement diminue, la diminution étant sensible quand un niveau D est atteint.A ce niveau, les revêtements des deux tambours se rencontrent et sont encore déplacés dans ltemprise entre les deux tambours et encore comprimés par une pression mécanique. Ainsi, d'autres liquides sont retirés du revêtement de boue. La pression atteint un maximum au point E. Pendant la compression, la structure de la boue se décompose et une quantité sensible d'eau poreuse dans les particules de la boue est libérée et passe dans le tambour. Quand la surface du tambour a atteint le point G, la pression dans le tambour augmente jusqu'à une valeur qui n'est que légèrement inférieure à la pression ambiante. Le revêtement de boue sur ltécran de filtrage à proximité de la section I est soumis à un jet d'air à haute pression provenant de l'intérieur de la section I, ainsi le revêtement de boue est défait et ltécran de filtrage est nettoyé. Le revêtement de boue est retiré par les fers 15. Le liquide entrant dans chaque tambour de filtrage est évacué par les tubes à dépression 8 et 9. En agençant l'un ou les deux tambours pour être mobiles en direction horizontale ou verticale sans réduire la pression de contact entre les tambours, il est possible de traiter des boues contenant des particules de diverses dimensions. Comme la pression de contact entre les tambours peut être ajustée au moyen de l'agencement 14, il est possible de répondre aux nécessités spéciales de toute suspension. Par ailleurs, les substances sèches contenues dans la boue séparée peuvent varier sur de larges limites. Comme les tambours sont entraSnés par une ou deux sources externes de puissance, la vitesse de rotation des tambours peut être modifiée selon les propriétés de la suspension à traiter. Les tambours peuvent également avoir des vitesses de rotation différentes afin d'augmenter la décomposition de la structure de la boue pendant la compression dans ltemprise entre les tambours. Bien entendu, l'invention ntest nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qutà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si cemes-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour séparer les matériaux suspendus dans des liquides du type comprenant un récipient dans lequel la suspension à traiter est amenée, et comprenant de plus un tambour rotatif de filtrage partiellement immergé dans ladite suspension, caractérisé en ce que ledit tambour de filtrage avec un autre tambour, forment une paire de tambours coopérant et tournant à contre-courant, dont au mains l'un est un tambour de filtrage monté rotatif sur deux moyens extrêmes d'appui (3) scellés contre la surface de ltenveloppe dudit tambour, un agencement stationnaire de blindage (7) étant monté sur lesdits moyens d'appui (3) dans ledit tambour, ledit agencement de blindage étant scellé contre la surface de l'enveloppe du tambour et divisant le volume interne défini par ladite surface et lesdits moyens d'appui extrêmes (3) en sections, au moins l'une desdites sections pouvant être connectée à une source de dépression pour réduire la pression d'air dans ladite section. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'appui (3) précité d'au moins un tmbour de filtrage est mobile en direction horizontale et/ou verticale, lesdits tambours étant pressés l'un contre l'autre pendant la rotation par un moyen formant ressort (14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un moyen d'entraRnement en rotation est connecté à un tambour, dont le moyen d'appui extrême (3) n'est pas mobile, tandis que le frottement entre lesdits tambours force l'autre tambour à tourner dans le sens contraire. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque tambour peut être connecté à un moyen d'entraSnement en rotation par un moyen de transmission séparé. 5 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des sections précitées peut être connectée à une source d'air comprimé, la pression dans une autre desdites sections étant égale à la pression atmosphérique ambiante. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que des ouvertures de drainage (11) sont agencées dans une paroi de l'agencement formant écran entre la section à la pression ambiante et une section à basse pression, dsoù le liquide est drainé au moyen de la source de dépression. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs gorges axiales sont prévues dans la surface d'enveloppe externe du tambour précité, avec un certain nombre d'ouvertures dans lesdites gorges. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un écran de filtrage est porté sur un écran de support agencé sur la surface d'enveloppe externe du tambour précité, la dimension des mailles dudit écran étant égale ou inférieure à la dimension moyenne des particules dans la suspension à traiter.