Brevet FR2496498A1 — publié le 19820625

La présente invention se refère aux centrifugeuses filtrantes dans lesquelles le bol tournant renferme une paroi perforée qui supporte une surface formant filtre, cette paroi étant entourée par une paroi pleine formant cuvette collectrice. Dans ces machines, la suspension à filtrer est amenée dans la partie centrale du bol, la force centrifuge la plaque contre le filtre qui retient les particules solides tandis que le liquide traverse la paroi perforée pour être recueilli dans la cuvette collectrice extérieure On connatt également des machines fonctionnant à l'inverse, c'est-A- dire dans lesquelles la suspension arrive dans l'espace qui entoure la surface filtrante, le liquide traité s'évacuant par la partie centrale du bol.Cette disposition convient plus particulièrement dans le cas où les particules solides sont relativement légères. On a imaginé divers moyens pour maintenir une dépression d'aspiration dans les orifices de la paroi perforée afin de favoriser la filtration et d'assurer ltévacuation complète de la mince couche du liquide qui recouvre la surface filtrante. Toutefois les dispositifs réalisés à cet égard n'ont pas donne entière satisfaction. En effet, si aussi longtemps que l'espace extérieur (ou intérieur) à la paroi perforée est rempli de liquide, il est facile d'y faire régner la dépression voulue, par contre aussitôt qu'il s'y infiltre de l'air, cette dépression disparaît et le fonctionnement désiré cesse avec elle. Or dans la pratique il est très difficile d'éviter que de l'air ne parvienne à l'un des orifices de la paroi perforée à travers le gâteau de filtration. L'invention vise à remédier à cet inconvenient. Conformément à l'invention l'on fait comporter à chacune des perforations de la paroi qui supporte la surface filtrante un dispositif de tube manométrique orienté radialement et propre à maintenir une dépression hydrostatique dans cette perforation sous l'effet de la force centrifuge. Dans le cas le plus fréquent de la filtration de l'intérieur vers l'extérieur, ce dispositif peut être constitué par un tube rectiligne qui s'enfonce dans la couche liquide normalement retenue par la cuvette collectrice et dont le niveau est fixé par le rebord de déversement de celle-ci ou par une sucette réglable appropriee. Suivant une autre forme d'exécution applicable aux deux sens de filtration, l'on utilise un tube recourbé ou, ce qui revient au même, un tube rectiligne coiffé d'une calotte plus ou moins hémisphérique. On comprend que de quelque façon qu'on procède, les rentrees d'air à travers le gâteau deviennent sans importance. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe axiale partielle d'une centrifugeuse filtrante comportant application d'une première forme d'exécution de l'invention. Fig. 2 indique une variante utilisant un tube-sucette pour la fixation du niveau dans la cuvette collectrice. Fig. 3 montre comment on peut effectuer un décolmatage et un lavage à contre-courant en partant de la variante de fig. 2. Fig 4 est une vue semblable à celles de fig. 2 et 3, mais correspondant à une seconde forme d'exécution dans laquelle on utilise des tubes siphons recourbés en U, la paroi latérale du bol pouvant être supprimée. Fig. 5 indique une variante de la forme d'exécution de fig. 4. Fig. 6 montre l'application de l'invention au cas ou la filtration s'opère de l'extérieur vers l'intérieur. La machine centrifuge à filtre représentée partiellement en fig. 1 comprend une cuve fixe 1 dans l'axe vertical de laquelle tourne un arbre 2. Sur cet arbre est monté un bol 3 comportant à l'extremite supérieure de sa paroi verticale un rebord intérieur de déversement 3a. Le bol 3 renferme une paroi cylindrique perforée 4 disposée co-axialement à lui en ménageant un espace annulaire A de hauteur radiale supérieure à celle du rebord 3a. Cette paroi 4 est solidaire par sa base du fond du bol 3 tandis que son bord supérieur porte un couvercle annulaire 4a qui ménage une ouverture centrale d'entrée que traverse un tube d'alimentation fixe 5. Contre la face intérieure de la paroi perforée 4 est disposée une paroi ou surface filtrante 6, réalisée par exemple par le moyen d'une toile appropriée.Le fond de la cuve 1 comporte une tubulure d'évacuation 7 et celui du bol 3 une ouverture de vidange 3b qui s 'ouvre dans l'espace annulaire séparant la paroi perforée 4 de la paroi latérale du bol 3, à une distance de l'axe de la machine inférieure à celle de l'arête du rebord de déversement 3a. Conformément à l'invention dans chacun des orifices de la paroi perforée 3 est monté un tube rectiligne 8 dont l'extremite libre se trouve à une faible distance de la paroi latérale du bol 3. Lorsque la machine fonctionne, le liquide filtré par la toile ou autre surface filtrante 6 s'écoule par les tubes 8. Il arrive ainsi dans l'espace A qui, du fait de la présence du rebord 3a, se comporte à la façon d'une cuvette collectrice dans laquelle le niveau s'établit à la hauteur radiale fixée par ledit rebord. En raison de la perte de charge provoquée par la filtration le niveau dans les tubes 8 se situe radialement au-dessus de celui de cette cuvette, de sorte que la machine travaille sous une dépression hydrostatique représentée par une hauteur a égale à la différence de ces niveaux, et cela en dépit de la présence d'une couche d'air se trouvant radialement au-dessus du liquide retenu par la cuvette collectrice, les tubes 8 jouant le roule de manomètres hydrauliques à tube plongeur.Si de l'air vient à traverser le gâteau B réalisé sur la surface filtrante 6 et parvient ainsi à l'un des tubes 8, il s'évacue par barbotage à travers le liquide retenu par la cuvette collectrice que constitue le bol 3, sans que cela gêne le fonctionnement des autres tubes. Le liquide filtre qui débouche du bol 3 est recueilli par la cuve entourante 1 et sort de la machine par la tubulure 7. Bien entendu l'on doit évacuer de temps à autre le gâteau B, ce qui peut se réaliser en continu ou en discontinu par les moyens habituels, par exemple A l'aide d'une raclette. Quand on arrête la machine, le liquide retenu par la cuvette précitée, c'est-à-dire contre la paroi latérale du bol 3, se vidange par l'ouverture 3b normalement située radialement au-dessus du niveau qui règne dans la cuvette. Fig. 2 indique une variante dans laquelle le niveau dans la cuvette collectrice ainsi délimitée par la paroi latérale du bol 3 et par le rebord 3a n'est plus fixé par la hauteur de ce dernier, mais bien par une sucette 9 à extrémité recourbée en sens inverse du sens de rotation de la machine à la façon connue. Le rebord 3a doit alors se prolonger radialement au-dessus de l'entrée de la sucette, c'est-à-dire se trouver à une moindre distance que cette entrée par rapport à l'axe de la machine. Fig. 3 montre une autre variante qui dérive de la précédente. Ici l'on profite de la grande hauteur radiale du rebord 3a pour disposer un second tube 10 analogue A la sucette d'évacuation 9, mais qui s'ouvre radialement bien au-dessus de celle-ci (c'est-à-dire plus près de l'axe) et au-dessus également du gâteau B. Si, en laissant tourner la machine, on arrente l'arrivée de'suspension à traiter, qu'on amène un liquide approprié par le tube 10, ce liquide remplit l'espace A, remonte par les tubes 8, traverse la paroi perforée 3, puis la surface filtrante 6 et le gâteau B en assurant ainsi le décolmatage du filtre et le lavage du gâteau. Le liquide sortant du gateau peut être évacué par une sucette intérieure telle que 11 s'ouvrant radialement au-dessous du tube 10. Bien entendu l'on peut procéder à l'évacuation du gâteau soit avant ce lavage à contre-courant, soit pendant celui-ci, auquel cas le décolmatage de la surface filtrante peut se poursuivre après disparition du gâteau et comporter éventuellement ainsi une meilleure efficacité. Dans la forme d'exécutioxl de fig. 4 les tubes 12 montés dans les orifices de la paroi perforée 4 ne sont plus rectilignes, mais recourbés à 1800 à la façon de siphons ou, plutôt, de tubes manométriques en U. La dépression de filtration a apparaît alors dans ces tubes eux-mêmes, indépendamment soit de la sucette 9 de fig. 2 et 3, soit même de la paroi latérale du bol 3 et du rebord 3a de fig. 1, de sorte qu'il est possible de les supprimer, si on le désire, le bol étant alors limité A un fond et à la paroi perforée 4 avec son rebord 4a, tandis que les branches des tubes 12 tournées vers l'axe jouent alors le rôle de la cuvette collectrice de fig. 1.Mals bien entendu l'on doit au contraire conserver le rebord 3a et la paroi latérale du bol si l'on désire pouvoir fonctionner a contrecourant à la façon exposée en référence à fig. 4, et ce quc n'interdit nullement la conformation recourbée des tubes 12. Fig. 5 illustre une variante de réalisation des siphons ou tubes manométriques recourbés. Ici chacun d'eux est réalisé par la combinaison d'un tube rectiligne 13 et d'une coupelle 14 qui vient coiffer le débouché de celui-ci, cette coupelle étant maintenue en position par des colonnettes 15 fixées à la paroi 4. On comprend que le fonctionnement reste identiquement le même que dans le cas de fig. 5. -Dans la forme d'exécution de fig. 6 la centrifugeuse est prévue pour la filtration de l'extérieur vers l'intérieur. On y retrouve la cuve fixe 1, le bol 3 avec son rebord 3a et la paroi perforée 4. Nais la surface filtrante 6 est ici disposée sur la face extérieure de cette paroi. Comme dans le cas de fig. 4 à chaque perforation de la paroi 4 est associé un tube en U 12, mais ce tube dépasse de la paroi en direction de l'axe et non plus à l'opposé de celui-ci. La suspension à traiter est amenée dans l'espace compris entre la paroi 4 et le bol, par exemple par le moyen d'un tube tel que 16. Le liquide traverse la surface filtrante 6 dans le sens centripète et s 'évacue par les tubes 12 qui maintiennent une dépression hydrostatique tout comme dans le cas de fig. 4. Le gâteau B se dépose sur la surface 6 et il est parfaitement stable s'il est fait de particules relativement légères. Bien entendu les tubes 12 de fig. 6 peuvent être remplacés par les ensembles 13-14-15 de fig. 5. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On conçoit que finalement suivant l'invention les tubes qui prolongent les orifices de la paroi 4 doivent essentiellement renfermer une colonne liquide dont le niveau intérieur puisse s'établir à une hauteur radiale supérieure A celle d'un second niveau apparaissant plus en aval et relié au premier par une masse liquide continue. En fig. 1 le second niveau est celui qui règne dans la cuvette collectrice ; en fig. 4 et 5 c'est celui déterminé par la seconde branche des siphons. Quant au premier niveau qu'on a figuré comme se trouvant dans les tubes, il pourrait se situer radialement au-dessus de ceux-ci, c'est-à-dire plus près de l'axe, savoir dans le gâteau ou au-dessus de celui-ci. REVENDICATIONS 1. Centrifugeuse filtrante, du genre comprenant une paroi perforée tournante qui supporte une surface filtrante, des moyens étant prévus pour amener une suspension sur cette surface, tandis que le liquide filtré s'évacue à travers ladite paroi, caractérisée en ce qu'à chacune des perforations de cette paroi (4) est associé un dispositif de tube monométrique (8, 12, 13-15) orienté dans le sens d'écoulement du liquide filtré à partir de ladite paroi pour maintenir une dépression hydrostatique dans la perforation sous l'effet de la force centrifuge. 2. Centrifuge suivant la revendication 1, prévue pour la filtration de l'intérieur vers l'extérieur, caractérisée en ce que les tubes (8) sont substantiellement rectilignes et plongent dans une cuvette collectrice réalisée à la façon connue par la paroi continue d'un bol tournant (3) qui entoure la paroi perforée (4) en ménageant un espace intermédiaire (A), et par un rebord (3a) associé à cette paroi, le second niveau étant celui du liquide dans la cuvette. 3. Centrifugeuse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le niveau du liquide dans la cuvette collectrice est fixé à la façon connue par la hauteur du rebord (3a). 4. Centrifugeuse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le niveau du liquide dans la cuvette collectrice est fixé à la façon en soi connue par un tube-sucette (9). 5. Centrifugeuse suivant la revendicationl,pour filtration de l'intérieur vers l'extérieur aussi bien que de l'extérieur vers l'intérieur, caractérisée en ce que les tubes (12) sont recourbés à environ 1800 (tubes siphons) de façon à agir à la manière de tubes manométriques en U. 6. Centrifugeuse suivant la revendication 1, pour filtration de l'intérieur vers l'extérieur aussi bien que de l'extérieur vers l'intérieur, caractérisée en ce que chacun des dispositifs comprend un tube rectiligne (13) dont l'extrémité est coiffée par une coupelle (14) de manière à constituer l'équivalent d'un tube siphon recourbé à 1800.