Brevet FR2495055A1 — publié le 19820604

La présente invention concerne un dispositif de pressage pour la séparation des composants liquide et solide d'un produit, comportant une vis de pressage entraînée, tournant dans un corps de pressage et munie d'un filet hélicoïdal qui forme un pas pour le transport et le pressage du mélange liquide-solide. Des dispositifs de pressage sous forme d'extrudeuses sont connus par le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 230 865. La vis d'un tel dispositif de pressage présente entre les filets des pas de largeur et profondeur constantes du début à la fin. Par suite de la rotation de la vis, le flanc actif du filet, c'est-à-dire le côté du flanc opposé au sens de transport, transporte le produit à presser à tra- vers le cylindre de pressage. Le produit subit ainsi sur le flanc actif une sollicitation très supérieure à celle produite sur le flanc passif, en regard du flanc actif dans le sens de travail. La sollicitation du produit se caractérise par un mouvement de roulement avec translation importante, et par une pression élevée. Le liquide exprimé se mélange de nouveau avec les solides, par suite du mouvement de roulement de l'ensemble du contenu du pas de la vis en amont du flanc actif. Le nouveau mélange du liquide exprimé par l'application d'une pression et des solides produit un effet de séparation notablement diminué et une séparation très peu économique du mélange liquide- solide. L'invention a pour objet un dispositif de pressage permettant une séparation économique d'un mélange liquide-solide. L'invention vise en particulier à éviter un nouveau mélange du produit pressé et partiellement libéré du liquide avec le liquide exprimé. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la section du pas de pressage suivant l'axe de la vis présente une hauteur de filet diminuant dans le sens inverse du transport; et un second pas d'évacuation est disposé à côté du pas de pressage, dans le sens inverse du transport, et fermé en aval de l'ouverture de remplissage et en amont de l'orifice de sortie, suivant le sens du transport. La hauteur du filet diminuant selon l'invention dans le sens inverse du transport soumet le mélange liquide-solide en direction du flanc actif à un pressage très intense, semblable à l'effet de coin. Le mouvement de transport par la vis refoule simultanément le liquide exprimé à travers la fente entre les crêtes de filet et la paroi intérieure du corps, puis vers la zone d'alimentation du dispo- sitif de pressage, par suite de la grande perte de charge dans le pas d'évacuation arrière. Ce dernier revient jusque dans la zone du corps comportant des ouvertures de filtration. Le liquide peut ainsi s'écouler par les ouvertures de filtra- tion sans que de la matière solide puisse pénétrer dans le pas d'éva- cuation, dans la zone d'alimentation du dispositif de pressage, car ce pas n'est pas prolongé jusqu'au-dessous de l'ouverture d'alimen- tation, mais obturé auparavant. La perte de charge produite entre le pas d'évacuation et les ouvertures de filtration à l'arrière est suffisante pour assurer une évacuation rapide du liquide exprimé. La disposition d'un pas d'évacuation à côté du pas de pressage, dans le sens inverse du transport, assure la séparation et l'évacu- ation du liquide directement à l'endroit o il est exprimé. Le liquide exprimé et atteignant le pas voisin ne vient plus en contact avec le mélange solide. La rentabilité élevée de l'opéra- tion de pressage est ainsi assurée, car le mélange progressivement débarrassé du liquide peut être soumis à un pressage beaucoup plus intense. Il convient toutefois de souligner que le fonctionnement d'un tel dispositif de pressage est également très économique parce qu'une longueur relativement faible de traitement, c'est-à-dire un dispositif très court est nécessaire pour obtenir une teneur en matière sèche élevée. La rotation de la vis dans le corps soumet le mélange à presser à un mouvement de roulement entre la paroi intérieure du corps, la base du pas et les flancs actifs de filet. Le biseautage ou rétrécis- sement du pas de vis vers l'arrière, dans le sens inverse du transport, comprime le mélange dans un coin décroissant, ce qui augmente nota- blement la pression exercée sur le mélange. La pression est augmentée par le mouvement de roulement de la matière à presser en direction des flancs transporteurs actifs. Le mouvement de roulement produit en outre un brassage continu du pro- duit, qui favorise le défibrage et par suite aussi le pressage. Le résultat-avantageux du dispositif de pressage est ainsi déterminé par les facteurs suivants: 1. le mouvement de rotation et par suite le mouvement de trans- port en direction de la pointe de vis refoulent le mélange à presser dans un coin décroissant; 2. le mélange est soumis à un mouvement de roulement dans le coin; 3. la pression exercée sur le mélange à presser et la quantité de liquide libérée augmentent au fur et à mesure que le mélange se rapproche du pointile plus étroit du coin; 4. le liquide exprimé est refoulé sur les crêtes arrière de filet et atteint le pas d'évacuation, par suite de la rotation de la vis; 5. du liquide et une teneur minimale en matière solide finement broyée pouvant passer dans la fente étroite comprise entre les crêtes de filet et la paroi intérieure du cylindre, une impor- tante perte de charge, de par exemple 30 à 3 b.ars.se mroduit dans le sas d'évacuation arrière nar ravDort au oas de nressaae en amont; 6. le mas d'évacuation revenant iusau'aux ouvertures de filtration dans le corps de vis, le liquide exprimé peut s'échapper de l'extrudeuse sans chute sensible de la pression dans le pas de pressage; 7. le liquide exprimé est séparé des matières solides directement au point de pressage et sort du dispositif sans se mélanger de nouveau avec les composants solides; 8. aucune matière solide ne peut atteindre le pas d'évacuation dans la zone d'alimentation, car le pas d'évacuation ne s'étend pas jusqu'à l'ouverture d'alimentation et est en outre obturé avant la zone d'alimentation. L'écoulement du liquide n'est ainsi pas perturbé par des composants solides; 9. le pas d'évacuation étant obturé légèrement en amont de l'ou- verture de sortie, dans la zone antérieure du dispositif de pressage, aucune matière solide né peut également parvenir dans le pas d'évacuation à cet endroit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation préférentielle et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est la coupe longitudinale partielle d'un dispositif de pressage; la figure 2 représente un développement de la vis avec les pas de pressage et d'évacuation, ainsi qu'une trémie et des ouvertures de filtration; et la figure 3 est la coupe longitudinale partielle d'une zone de la vis et du corps de vis suivant l'axe III-III de la figure 1. Le mélange liquide-solide à presser est introduit dans la trémie d'alimentation 1 et entraîné par la vis de pressage 2. Cette dernière est mise en rotation par un entraînement non représenté et logée dans un corps 3, dont la zone d'alimentation comporte des ouvertures de filtration 4. La vis de pressage 2 comporte deux pas, un pas de pressage 5 et un pas d'évacuation 6, disposés entre les filets hélicoïdaux 7 et 8. Le filet 8 s'éloigne du filet 7 au point de jonction 9, de façon à former un second pas à partir de ce point. Le pas de pressage 5 présente une hauteur de filet diminuant dans le sens inverse du transport, de façon à former un coin comme le montre la figure 3. La flèche 10 indique le sens de transport dans le dispositif et la flèche 11 le sens de rotation de la vis 2. Le mélange liquide-solide est soumis à un pressage intense dans le pas de pressage 5, car le flanc actif 12 se déplace dans le sens de la flèche 10 par suite de la rotation de la vis 2. Le mélange effectue ainsi un mouvement de roulement en amont du flanc 12 et est soumis simultanément à un pressage croissant dans le coin dimi- nuant. Le liquide exprimé passe sur le filet 7, pénètre dans le pas d'évacuation 6 arrière, puis est refoulé par la perte de charge jusqu'aux ouvertures de filtration 4, par lesquelles il s'échappe. Le pas d'évacuation est de nouveau réuni au filet 7 au point 13, ce qui interdit à la-matière solide d'atteindre le pas d'évacuation dans la zone antérieure du dispositif de pressage. Bien entendu,-diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de pressage pour la séparation des composants liquide et solide d'un produit, comportant une vis de pressage entraînée, tournant dans un corps de pressage et munie d'un filet hélicoïdal qui forme un pas pour le transport et le pressage du mélange liquide-solide, ledit dispositif étant caractérisé en ce que la sec- tion du pas de pressage (5) suivant l'axe de la vis présente une hauteur de filet diminuant dans le sens inverse du transport; et un second pas d'évacuation (6) est disposé à côté du pas de pressage (5), dans le sens inverse du transport, et fermé en aval de l'ouver- ture de remplissage et en amont de l'orifice de sortie, suivant le sens du transport. 2. Dispositif de pressage selon revendication 1, caractérisé en ce que la section du pas d'évacuation (6) est égale au tiers environ de la section du pas de pressage (5).