Brevet FR2503578A1 — publié le 19821015

Installation de filtration à coursiers passant entre des plateaux de serrage La présente invention se rapporte aux installations de filtration, destinées à exprimer du liquide de suspensions, telles que les boues liquides des stations d'épurations des eaux résiduaires urbaines ou industrielles et, d'une manière générale, à séparer les matières solides du liquide d'une sus- pension. On conna t des installations à bandes presseuses qui comportent des bandes-tamis, s'en- roulant deux à deux, suivant un arc de 1800 environ, autour de rouleaux. De la tension plus ou moins forte des bandes-tamis sur des rouleaux de diamètre de plus en plus petit, il résulte un pressage de plus en plus fort de la boue préalablement égouttée, em- prisonnée entre les deux bandes-tamis. L'eau libre est alors partiellement expulsée au travers des bandes tamis. Pour ce travail de séparation solide-liquide, la technique appliquée relève en fait de celle de la filtration sous pression. La théorie de celle ci est donc applicable et les résultats de la séparation dépendent des mêmes paramètres, en particulier de ceux définis lors de la conception de la machine; c'est à dire: - la surface active des bandes- tamis - la pression exercée - le temps pendant lequel la pression est effective Ce qui permet de déterminer,pour une largeur de tamis donnée: - la longueur totale développée de la partie active des tamis, dans les zones d'enroulement sur les rouleaux. - la tension à laquelle les tamis sont soumis - le diamètre des rouleaux d'enroulement des tamis - la vitesse à laquelle les tamis se dé- placent. Pour atteindre des performances d'extraction de plus en plus grandes, on est conduit à: a) Exercer sur les bandes-tamis, des efforts de traction de plus en plus élevés. (pour le facteur pression) b) Augmenter le nombre des rouleaux, dont la réduction de diamètre est limité par leur résistance à la flexion (pour le facteur temps). Le résultat est que les machines de ce type, de plus en plus complexes et coateusescar le maximum de pression est atteint rapidement et la fiabilité des bandes-tamis est incer- taine, ont peu de chance d'apporter un progrès sérieux. L'installation suivant l'invention permet, tout en conservant un fonctionnement essentiellement continu par bandes-tamis coursiers sas fin, d'augmenter beaucoup la pression mécanique à laquelle est soumise la suspension et la durée du pressage sans incidence sur le débit, de supprimer toute relation entre la pression de filtration et la tension des bandes-tamis de sorte que celles-ci ne subisse pas de fatigue excessive, et de moduler la pression au cours du processus de filtration. L'invention a pour objet une installation de filtration, comprenant deux coursiers-tamis, parallèles entre eux sur un brin, puis s'écartant l'un de l'autre sur le brin restant, caractérise par un couple de plateaux en regard entre lesquels passent le brin parallèle et par un mécanisme de rapprochement tempo- raire des plateaux l'un vers l'autre jusqu'à serrer les coursiers l'un vers l'autre. La pression n'est donc plus fournie par la tension des coursiers, mais par des plateaux extérieurs mus par un mécanisme, tel qu'une presse à vérin. Suivant un perfectionnement, il y a plusieurs couple de plateaux parallèles entre lesquels passent successivement des portions du brin parallèle et le mécanisme de rapprochement et d'éloignement des plateaux est commun à tous les plateaux, de sorte que le serrage de diverses portions a lieu simultanément. On peut néanmoins régler différemment la force de serrage suivant les couples de plateaux en interposant des éléments élastiques entre les plateaux ou en les in- corporant aux plateaux et par exemple serrer ainsi davantage un portion en aval qu'une portion en amont. On conserve une certaine continuité de fonctionnement en prévoyant un premier dispositif, destiné à augmenter, lorsque le mécanisme immobilise les coursiers en les serrant, le trajet des coursiers entre l'endroit o ils s'écartent l'un de l'autre et celui o ils passent entre le premier couple de plateaux, et un second dispositif, destiné, a ce même instant, à diminuer le trajet des coursiers entre l'endroit o ils s'écartent l'un de l'autre et le premier dispositif. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: La figure 1 est une vue en élévation d'une installation suivant l'invention et la figure 2 en est une vue partielle en plan. L'installation comprend un dispositif d'ali- mentation (non représenté) classique, permettant d'obtenir en continu une pâte ayant une consistance en permettant le pressage entre deux bandestamis sans fluer au-delà des rives de celles-ci. La pâte A égouttée est reçue sur un coursier- tamis 1 en amont, suivant le sens de déplacement du coursieri sans fin, d'un tambour 2 d'axe horizontal, monté sur les parois latérales du bâti 3 de l'instal'- lation, comme tous les autres rouleaux de l'instal- lation, mais susceptible comme tous les autres rouleaux ten- deurs et à la différence des rouleaux, d'avoir un mouvement de translation horizontale. D'un rouleau 4 moteur en amont du tambour 2, un autre coursier-tamis 5 vient passer au dessus du coursier 1 autour du tambour 2 en emprisonnant la pâte entre eux. - Les coursiers 1 et 5 continuent leur course en restant parallèles, en passant sur un rouleau 6 donnant àla portion immédiatement en aval une: direction verticale descendante, sur un rouleau 7, donnant à a portion immédiatement en aval une direction verticale ascendante, puis de même sur des rouleaux 8 à 14, avant de ressortir d'un rouleau 15 moteur suivant une portion inclinée pour passer sur un rouleau 16 o les deux coursiers 1 et 5 se séparent et cessent d'être parallèles. Le coursier 1 passe sur un rouleau 17, puis sur un rouleau tendeur 18 avant d'être renvoyé, par un rouleau 19, sous le dispositif d'alimentation. Le coursier 5 passe sur des rouleaux , 21, 22 et sur un rouleau tendeur 23 avant d'arriver au 2503578' rouleau 4 par un rouleau 24. Le gateau G formé par la pâte essorée est libéré par les coursiers 1, 5. Les portions verticales des coursiers 1, 5 comprises entre les rouleaux 7 à 15, passent respective- ment entre des couples de plateaux Pl à P10, dont la surface est rainurée et perforée. Les plateaux P sont montés par des tenans 25 latéraux à roulement sur des chemins 26 de roulement du bâti 3, à l'exception du plateau P10 qui est fixé en butée sur le bâti 3. Le plateau PI est solidaire de la tige horizontale d'un vérin 27. Chaque plateau comprend un encadrement 28 et une plaque 29 de pression. Le vérin transmet toute la force de serrage sur le sandwich constitué par les coursier 1 et 5 qui emprisonnent la pâte à presser. Entre les plateaux Pl/P2, P2/P3 et P3/P4, la pâte ne pouvant supporter sans fluer toute la force de serrage, les plaques de pression prennent appui sur le sandwich avec seulement une pression résultant de l'écrasement de plots élastiques 30 interposés entre l'encadrement 28 et la plaque 29, les plateaux venant en appui les uns sur les autres, par les parties 31 de leur en- cadrement. Entre les plateaux P4/P5, P5/P6 et P6/P7, la pâte commence à pouvoir supporter sans fluer, une pression moyenne. Les plaques 29 de pression sont solidaires des encadrements sans interposition de plots élastiques. Pour limiter la pression sur le sandwich, une partie de la force de serrage du vérin 27 est contrariée par des ressorts 32 de compression, disposés dans les parties 31 latérales des faces d'appui des plateaux. Enfin, entre les plateaux P7/P8, P8/P9 et P9/PlO, le sandwich de pâte, très essoré, supporte le pressage maximal, égal à la force de serrage du vérin 27. Le programme des phases d'un cycle, soit a) serrage des plateaux, b) maintien du serrage pendant le temps de pressage, c) écartement des plateaux, est obtenu par l'action d'une came calée sur l'arbre du tambour moteur 4, cette came actionnant le distributeur de l'alimentation hydraulique du vérin 27. Le déplacement rapide, sur une longueur égale à la hauteur des plateaux des coursiers1, 5, après l'é- cartement des plateaux par le tambour moteur 15, est autorisé par un détecteur de position "presse ouverte" placé sur le plateau Pi. Le tambour d'entraînement 4 est lié à son arbre moteur par un système à roue libre, l'entraînement des coursiers1, 5 par le tambour 15 étant prépondérant. Le déplacement en translation horizontale des rouleaux tendeurs 2, 18 et 23 peut être réalisé par des systèmes à câbles ou chaînes, roues de renvoi et con- trepoids. L'opération de pressage du sandwichpar la pous- sée du vérin V sur l'empilage des plateaux Pl à P10, immobilise les coursiers pendant un temps "t". Pendant le temps "t" de pressage, le tambour perforé 2 se dé- place de a à b, absorbant ainsi les longueurs des cour- siers-tamis 1, 5, qui, sinon, s'accumuleraient en a- mont, ces longueurs étant restituées par les boucles Zl et Z2 formées par les tambours 18 et 23, qui se dé- placent de c à d et de e à f. Quand le temps de pres- sage "t" est écoulé, les plateaux P s'écartent, le tam- bour moteur 4 entraîne le sandwich d'une longueur égale à la hauteur des plateaux. Les boucles Zl et Z2 se re- forment par le déplacement des tambours 18 et 23 de d en c, et de f en e. Le temps total de pressage "T" est égal au produit de t x par le nombre de portions ver- ticales du brin parallèle. Il suffit d'ajouter un pla- teau de pressage pour augmenter "T" de la valeur de "t". Les coursiers ne sont soumis en extension qu'à l'effort résultant de la somme de l'effort dû au dé- placement du sandwich, de l'effort dû à la flexion du sandwich lors des changements de direction, et de l'ef- fort dû à la tension initiale nécessaire à l'adhérence sur les rouleaux 4, 15 moteurs. La pression de filtra- tion ne dépend plus que de la force de serrage des pla- teaux P. Un serrage par vérin hydraulique "V" permet d'atteindre des valeurs très élevées quand cela est né- cessaire. 2503578! REVENDICATIONS 1. Installation de filtration, comprenant deux coursiers-tamis (1,5), parallèlee entre eux sur un brin, puis s'écartant l'un de l'autre sur le brin restantcaractériséepar un couple de plateaux (Pl P10) en regard entre lesquels passent le brin parallèle et par un mécanisme (27) de rapprochement temporaire des plateaux (Pi à P10) l'un vers l'autre jusqu'à serrer les coursiers (1,5) l'un vers l'autre. 2. Installation de filtration suivant la revendication 1, caractériséepar plusieurs couples de plateaux serrant respectivement plusieurs portions du brin. 3. Installation de filtration suivant la revendication 2, caractéris6een ce que les plateaux sont tous parallèles entre eux et le mécanisme leur est commun. 4. Installation de filtration suivant la revendication 2 ou 3, caractérise par des moyens pour régler différemment la force de serrage des tronçons suivant les couples de plateaux. 5. Installation de filtration suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de réglage de la force de serrage comprennent des éléments (32) élastiques interposés entre les plateaux. 6. Installation de filtration suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les moyens de réglage de la force de serrage comprennent des éléments (30) élastiques incorporés aux plateaux. 7. Installation de filtration suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les faces de contact des plateaux avec les coursiers sont rainurées ou perforées. 8. Installation de filtration suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier dispositif (2), destiné à augmen- ter,lorsque le mécanisme (27) immobilise les coursiers en les serrant, le trajet des coursiers (1, 5) entre l'endroit o ils s'écartent l'un de l'autre et celui o ils passent entre le premier couple de plateaux, et un second dispositif (18, 23) destiné, à ce même instant, à diminuer le trajet des coursiers entre l'en- droit o ils s'écartent l'un de l'autre et le premier dispositif (2). 9. Installation de filtration suivant la re- vendication 8, caractérisée en ce que les dispositifs comprennent un tambour (2, 18, 23), sur lequel passe les deux coursiers (1, 5) et qui peut se déplacer sui- vant une composante de déplacement parallèle à la di- rection d'entrée des coursiers sur le tambour. 10. Installation de filtration suivant la revendication 8 ou 9, caractérisée par une programma- tion des cycles de l'actionnement du mécanisme (27) à partir de l'arbre moteur du tambour (4) d'entral- nement de l'un des coursiers (5).