Brevet FR2554733A1 — publié le 19850517

La présente invention concerne une construction de filtre dans laquelle une ou une pluralité de structures identiques sont reliées à un réservoir filtrant sous pression dans un dispositif de filtrage sous pression suivant une pluralité d'étages de manière a recueillir et à décharger un volume important de filtrat. Dans la plupart des cas, un matériau filtrant devant être utilisé dans un filtre classique, qui procède à un filtrage en surface sous pression, est préparé en empâtant et fixant le matériau filtrant, tel qu'un matériau composé de fibresen résine synthétique et d'un tissu de coton, à un élément de châssis du filtre suivant une direction spécifique et le matériau filtrant résultant sert à l'opération de filtrage, mais dans ce cas, lorsque la pression de filtrage est élevée, il y a des risques que le matériau filtrant soit déformé par le liquide filtrant non traité, ce qui abaisse les performances du filtre ou provoque l'endommagement de l'appareil de filtrage. Par conséquent, le châssis de support du tissu filtrant est conçu et fabriqué avec un matériau rigide ayant une marge de résistance considérable qui est à l'origine de problèmes.Comme la pression des deux surfaces du tissu du filtrant peut être annulée en faisant en sorte que le matériau filtrant en tissu filtrant recouvre les deux surfaces de l'élément perforé formant le noyau, il n'est pas nécessaire de conférer une résistance supplémentaire à l'élément filtrant de noyau à trous qui constitue le châssis de support du tissu filtrant,et ce matériau peut être moulé avec un matériau semi-durcissant, relativement tendre, et un effet d'entretoise permettant d'éviter la fusion du tissu filtrant sur les deux surfaces peut être obtenu de manière à maintenir la fonction du trajet du liquide du filtre. Un objet de laprésente invention est un filtre dans lequel un matériau filtrant est moulé qui comporte un tissu filtrant sur les deux surfaces d'un élément de noyau comportant des trous, tel qu'un cylindre ou une feuille formant noyau, et une surface de filtrage peut être remarquablement augmentée par filtrage par les deux surfaces qui ont une résistance excellente lorsqu'il se produit un changement de la pression de filtrage, d'ot il résulte qu'on peut obtenir une faible vitesse de filtrage et une efficacité remarquable de ce filtrage. Un autre objet de la présente invention est un filtre dans lequel les éléments de noyau à trous ou les éléments de substitution présentant la propriété de laisser passer les liquides sont interposés entre les matériaux filtrants contigus dans le cas ou une pluralité de feuilles de matériaux filtrants ayant les éléments perforés de noyau dont les deux surfaces sont recouvertes du tissu filtrant sont feuilletées. Un autre objet de la présente invention est de former un trajet de liquide sur l'élément de noyau à trous, mais un incrément de ce trajet est obtenu en ayant un élément de noyau à trous qui a une épaisseur de paroi plus grande au fur et à mesure qu'on le rapproche d'une conduite de recueil de liquide pour correspondre aux fluctuations de volume du liquide filtré recueilli, volume qui croît pendant qu'il se rapproche de la conduite recueillant le liquide. Un autre objet de la présente invention est un élément de noyau à trous sous forme de cylindre annulaire perforé multiple constitué de matériaux filtrants indépendants disposés dans un agencement en anneaux qui ont des diamètres différents dans un cercle concentrique. Un autre objet de la présente invention est un matériau filtrant dans un agencement en anneaux multiples dans lequel les cylindres des noyaux en anneaux multiples à trous sont formés en disposant les éléments de noyau à trous sous forme d'anneau avec des diamètres dif férents dans un cercle concentrique, et un long tissu filtrant en forme de sac est séquentiellement plié vers l'intérieur dans les cylindres et sa partie extrême inférieure est fixée à la surface latérale circonférentielle d'une plaque inférieure. Un autre objet de la présente invention est un filtre comportant un matériau filtrant dans lequel l'élément de noyau à trous est formé par combinaison du cylindre de noyau à trous et d'une feuille de noyau à trous, et les feuilles de noyau à trous placées sur la ligne radiale inversée dans la direction de la partie centrale de la surface de la paroi intérieure du cylindre sont réunies, et les deux ensembles ainsi obtenus sont recouverts d'un tissu filtrant. Un autre objet de la présente invention est un filtre dans lequel des feuilles de noyau à trous sur la ligne radiale inverse se déplaçant dans la direction de la partie centrale de la surface de paroi intérieure du cylindre de noyau à trous sont réunies globalement au ma tériau filtrant, dans lequel les éléments de noyau à trous placés sur la ligne radiale dans la surface de paroi extérieure d'un cylindre de noyau à trous de petit diamètre situé au centre sont réunis, et les deux ensem bles ainsi formés sont recouverts d'un tissu filtrant de sorte que les deux matériaux filtrants ont des surfaces correspondantes qui sont imbriquees. Un objet particulier de la présente invention est un filtre comportant un matériau filtrant dans lequel des éléments de noyau à trous placés sur des lignes radiales plus longues qu'un rayon de l'espace circulaire pour le logement du matériau filtrant sont reliés dans la surface de paroi extérieure du cylindre de noyau a trous de petit diamètre et les deux ensembles ainsi formes sont recouterts. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins suivants dans lesquels : La figure 1 représente des premier, second et troisieme modes de réalisation d'une construction d'un matériau filtrant qui constitue un objet principal de la présente invention; La figure 2 est une vue schématique d'un appareil de filtrage sous pression; plusieurs jeux d'unités de filtrage accouplés dans une pluralité d'étages sont installés dans la couche de filtrage sous pression de manière à effectuer le recueil et la décharge d'un grand volume de filtrat; Les figures 3 à 5 représentent un premier mode de réalisation de la forme du matériau filtrant; la figure 3 est une vue de coté d'une coupe verticale d'une partie centrale, et la figure 4 est une vue en coupe la terale d'une partie centrale, et les figures 5(A) à 5(D) représentent plusieurs sortes de modes de réalisation d'une partie de fixation; Les figures 6 à 8 représentent un second mode de réalisation de la forme du matériau filtrant, la figure 6 est une vue de côté de la section en coupe de la partie centrale, et la figure 7 une vue en coupe latérale de la partie centrale; la figure 8 une vue en coupe représentant une partie de fixation; Les figures 9 et 10 représentent un troisième mode de réalisation de la forme du matériau filtrant; la figure 9 est une vue en coupe de côté de la partie centrale et la figure 10 une vue en coupe latérale de la partie centrale; La figure 11 est une vue en coupe latérale d'une partie centrale représentant un quatrième mode de réalisation de la forme du matériau filtrant; et La figure 12 est une vue en coupe latérale d'une partie centrale représentant un cinquième mode de réalisation de la forme du matériau filtrant. La construction d'un matériau filtrant 2 pour constituer un filtre 1 qui constitue l'objet principal de la présente invention a la forme représentée en figures 1(A) à 1(C), dans lequel les deux surfaces comprennent un tissu filtrant 3 recouvrant un élément de noyau 4 comportant des trous, et, étant donné que la pression est annulée aux deux surfaces malgré la variation de la pression du filtre, il est nécessaire que le matériau filtrant soit constitué d'un matériau semi-durci capable de présenter une résistance à la flexion relativement faible. Comme matériau, en cas d'utilisation d'un métal, un tamis flexible peut être utilisé, et dans le cas de l'emploi d'une résine synthétique, un tamis moulé en une pièce présentant une certaine flexibilité peut être utilisé. Dans tous les cas, on peut utiliser à cette fin des matériaux connus. Le mode de réalisation 1 de la structure du matériau filtrant 2 est représenté en figure 1(A) et le matériau filtrant 2 est disposé en maintenant un certain interstice. Le mode de réalisation 2 est représenté en figure 1(B), et dans le cas d'un feuilletage du matériau filtrant 2 sous forme d'une pluralité de feuilletés,les éléments de noyau perforés 4 sont interposés entre matériaux filtrants contigus 2. Ensuite, la figure 1(B) représente un exemple de construction dans lequel une feuille en tissu filtrant 3(B') et un châssis 7, selon le principe du filtre-presse sont superposés séquentiellement et assujettis. Dans ce mode de réalisation, l'introduction du liquide non traité dans la partie médiane de deux ti-ssus filtrants en surface peut autre considérée, constituant un procédé d'utilisation semblable a celui d'un filtre-presse.Dans ce cas, il n'y a aucun effet néfaste sur le tissu filtrant 3 qui résulterait de la déformation due a la pression, étant donné la présence d'un élément de noyau perforé 4 qui est constitué d'une feuille perforée 6 ayant la fonction d'une entretoise entre matériaux filtrants contigus. Le troisième mode de réalisation est représenté en figure 1(C), où l'élément de noyau perforé 4 a une épaisseur de paroi augmentant progressivement vers une partie de recueil de liquide 8 de manière a correspondre aux fluctuations du volume du liquide filtré qui est recueilli et augmente au fur et à mesure qu'on se rapproche de la partie 8 dans chaque matériau filtrant 2 du type feuilleté, d'où il résulte que le trajet du liquide filtré augmente, et que la vitesse de filtrage est rendue constante. Il est souhaitable de prévoir une fixation plus solide entre les matériaux filtrants contigus 2 dans ce mode de réalisation. L'aspect inventif du matériau filtrant 2 de la présente invention réside dans l'idée ou concept technique que le matériau de l'élément perforé de noyau peut être moulé avec un matériau semi-durci tel qu'un métal ou une résine synthétique qui peut supporter les fluctuations de la pression du filtre, et qu'un trajet régulier du liquide filtré, afin d'éviter la fusion des deux tissus filtrants en surface 3, 3, peut être facilement assure compte tenu de l'élément perforé de noyau 4. Ensuite, s'agissant de la forme, celle du matériau filtrant 2 constitue l'objet principal de la présente invention, celle-ci présentant cinq modes de réalisation. En premier lieu, on procèdera à la description du premier mode de réalisation en liaison avec les figures 3 à 5. La référence 1 représente un filtre destiné à être utilisé dans un processus de filtrage dans lequel plusieurs jeux d'éléments perforés de noyau accouplés dans une pluralité d'étages sont montés dans un réservoir de filtrage sous pression (B) pour recueillir et décharger le filtrat volumineux, et une partie inférieure filetée d'un axe tubulaire 9 ayant des parties filetees 10, 11 à ses extrémités supérieure et inférieure est vissée dans un filetage femelle 13 d'une partie centrale creuse d'une plaque inférieure de support 12, dans la surface supérieure de laquelle sont pratiquées de multiples gorges annulaires 14a - 14c à des intervalles égaux. Un nombre approprié de trous traversants 15 est pratiqué aux endroits appropriés dans chaque gorge 14a 14c de la plaque inférieure.Les trous traversants peuvent être plus nombreux dans la gorge extérieure de grand diamètre 14a, par exemple former quatre espacements, et les trous traversants peuvent être moins nombreux dans la gorge intérieure de petit diamètre 14c, par exemple former deux espacements. Les références 16a - 16c représentent des matériaux filtrants cylindriques, et ces dif férents matériaux forment des cercles de diamètres de plus en plus petits pour constituer un ensemble multianneaux, et les surfaces intérieure et extérieure d'un cylindre poreux 5 constituant leur noyau sont recouvertes d'un tissu filtrant 3, l'extrémité inférieure de chaque cylindre étant fixée dans une gorge de l'ensemble de gorges 14a - 14c pratiquées dans la surface suprieure de laplagoe de support 12.La partie de fixation 17 a pour objet de faire passer le liquide filtré et de maintenir la position de montage a l'intérieur- des gorges 14; pour cela, par exemple, un tube de liaison 18 en matériau élastique est monté comme représenté en figure 3. A titre de variante, cette partie de fixation 17 peut étre assujettie a la surface inférieure de la plaque inférieure de support 12 au moyen d'un écrou vissé sur un tube de liaison ayant un trou central 19 (f i- gure 5(A)). En outre, comme autre variante de la partie de fixation 17, on peut utiliser les moyens techniques représentés en figures 5(B) - 5fD3. La figure 5(B) repré- sente un mode de réalisation dans lequel un matériau de garniture 20 qui a une forme annulaire concave en coupe est monté autour d'un matériau filtrant 16, sous forme de matériau élastique tel que du caoutchouc, et emmanche en force dans la gorge annulaire correspondante 14; il est nécessaire de percer préalablement un trou traversant 21 à une position correspondant au trou traversant 15 dans la gorge annulaire 14. La figure 5 (C) représente un mécanisme de liaison et de fixation dans lequel, si la plaque inférieure de support 12 est constituée d'un élé- ment monobloc en résine synthétique de type dur telle que le polypropylène ou le chlorure de vinyle, des bandes 22, 22 aux deux cotés formant la rainure en anneau 14 sont préalablement réalisées sous forme d'une saillie pour obtenir une gorge ayant une surface de paroi profonde,et un élargissement de la surface de liaison est obtenu avec un agent de liaison 23 .La figure 5(D) représente le cas ofl la plaque inférieure 12 est moulée en matériau élastique tel que le caoutchouc, et l'agent de liaison 23 et un moyen de fixation avec filetage 24 représenté en figure 5(A) sont collectivement utilisés. La référence 25 représente un élément de bras horizontal 27 qui s'étend dans des directions radiales,par exemple dans quatre directions, sur le bord périphérique d'un bossage comportant un trou traversant central 26 et une plaque de maintien de matériau filtrant dans laquelle sont pratiquées de multiples gorges annulaires dirigées vers le bas 44a - 44c à la surface inférieure de chaque élément de bras 27 qui correspondent aux gorges 14a - 14c formées sur la surface supérieure de la plaque inférieure 12; les parties supérieures des matériaux cylindriques filtrants 16a - 16c de l'ensemble en forme d'anneaux dont les diamètres diminuent progressivement sont montées dans les gorges, et un couvercle multi-trous 28 comportant un trou de passage du liquide 29 est appliqué sur la surface supérieure de la plaque de maintien 25 des matériaux filtrants, puis un adaptateur de liaison 30comportant un filetage femelle 31 est vissé sur la partie supérieure filetée 10 de l'axe tubulaire 9 en saillie vers le haut, et dans le cas où le filtre 1 ayant cette construction est disposé dans la partie supérieure, l'extrémité inférieure d'un adaptateur a filetage mâle de branchement 32 solidaire de l'axe tubulaire 9 est relié au filetage femelle 31 de l'adaptateur de liaison 30 suivant. Dans le cas où il n'y a pas de filtre dans l'Stage supérieur, un chapeau d'obturation 33 est visse en place. Une plaque collectrice de liquide 34 est vissée sur la surface périphérique latérale de la plaque inférieure 12 immédiatement au-dessous de cette plaque 12, la partie centrale de la plaque 34 étant vissée sur l'adaptateur 32 relié à l'adaPtateur de liaison 30 de l'étaqe inférieur. Lorsque le liquide non traité du réservoir de filtrage sous pression B est filtré par le tissu 3 placé sur les surfaces intérieure et extérieure des matériaux cylindriques de filtrage 16a - 16c constituant l'ensemble à anneaux multiples, le tissu de filtrage 3, 3 des deux surfaces constitue des trajets de filtrage creux par la présence du noyau cylindrique à multi-trous 5 dans la partie centrale de sorte que le liquide filtré descend facilement vers le bas, et est déchargé vers la partie inférieure de la plaque 12 en passant par le trou traversant central 19, ce qui a pour effet de faire passer le liquide du filtrat dans la partie fixe 17 de l'extremi- té inférieure.Tout le liquide provenant du trou 15 forme dans chaque gorge annulaire 14a - 14c est recueilli par la plaque 34 qui est étanche, et collectivement déchargé par la partie creuse de l'adaptateur 32. Ensuite, on procèdera à la description du second mode de réalisation de la forme du matériau filtrant 2 en liaison avec les figures 6 à 8. La plaque inférieure de support 12 dans laquelle sont pratiquées les multiples gorges en anneau 14a - 14c suivant des intervalles égaux est vissée sur la partie filetée inférieure 11 de l'axe tubulaire 9, et la plaque 34 de recueil de liquide est vissée sur la surface latérale périphérique de la plaque inférieure, et un trou traversant 15 approprié est formé dans les gorges multiples 14a - 14c de la plaque inférieure; le tissu filtrant 3, 3 recouvre tant la surface intérieure que la surface extérieure des cylindres de noyau perforés Sa - 5c par fixation de l'extrémité supérieure à la partie supérieure de l'axe tubulaire 9 en pliant séquentiellement le tissu de filtrage 36 sous forme de sac qui s'étend vers le haut, et son extrémité inférieure est fixée (37) à la surface latérale périphérique de la plaque de recueil de liquide 34 montée sur la surface latérale périphérique de la plaque inférieure 12. Lorsque le matériau filtrant 2 contaminé avec de la boue doit titre changé, les cylindres perforés Sa - 5c du noyau, qui constituent un agencement multi-anneaux, peuvent tre séparés tout en formant une même pièce avec la plaque inférieure 12 en soulevant vers le haut l'extrémité supérieu- re du tissu 36 qui est fixé en 35 a la partie supérieure de l'axe tubulaire 9; il en résulte que l'échange du ma tériau filtrant peut être simplifié, ce qui est indispensable pour le maintien de la fonction de filtrage assumée par la ocobinaison des cylindres 5 et du tissu 36.La rEfSren- ce 47 représente un calibre de compression qui sert a l'insertion du tissu de filtrage 36 en forme de long sac, ce gabarit présentant de longues parties de jambe 48 qui servent a exercer une poussée. En outre, on procédera a la description du troisième mode de réalisation du matériau filtrant 2 en liaison avec les fissures 9 et 10. La plaque inférieure de support 12 comportant des gorges radiales 39 de recueil de liquide sur sa surface supérieure est vissée sur la partie inférieure extrême 11 de l'axe tubulaire 9 comportant un trou inférieur 38, et un élément filtrant 40 avec des branches radiales inversées est obtenu par recouvrement avec le tissu 3 du cylindre perforé 5 et des feuilles perforées 5 formant le noyau ; puis un cylindre perforé de petit diamètre 42 recouvre l'axe tubulaire 9 comportant sur sa surface périphérique un grand nombre de trous 43 de passage de liquide et sa surface extérieure est recouverte d'un tissu filtrant qui s'étend a partir du tissu filtrant 3.La plaque de maintien 25 des matériaux filtrants,comportant une gorge annulaire 44 et un trou 29 de passage de liquide, montée sur l'extrémité superieure du cylindre de noyau 5, est vissée sur la partie supérieure filetée 10 de l'axe tubulaire 9. De plus, on procèdera a la description du quatrième mode de réalisation du matériau filtrant 2 en liaison avec la figure 11. La figure 11 (A) représente un filtre comportant l'élément filtrant 40 avec ses branches radiales du troisième mode de réalisation; et un matériau filtrant a lignes radiales 46 est lié a la feuille perforée de noyau 45 sur la ligne radiale dans la surface de paroi extérieure d'un cylindre formant noyau 42 avec des trous de petit diamètre, qui se monte sur 1'axe tubulaire 9 comportant un trou de passage de liquide 43; et les deux matériaux filtrants sont globalement recouverts du tissu filtrant 3 de manière a former le matériau filtrant 2, et les feuilles perforées, mutuellement opposées 5 et 45 sont intercalées. La figure il (B) représente un type dans lequel le tissu filtrant 3 reliant le matériau 40 du c#té du noyau cylindrique 5 qui devient le châssis extérieur et le matériau filtrant 46 du c5té du noyau cylindrique 45 peut etre séparé et fixé dans la partie inférieure de l'axe tubulaire 9, et facilite l'opération de démontage lorsqu'il est nécessaire de procéder a un nettoyage. De plus, on procèdera a la description du cin quieme mode de réalisation du matériau filtrant en liaison avec la figure 12. A la surface de paroi extérieure du noyau central cylindrique 42 comportant des trous de petit diamètre, est reliée une feuille perforée de noyau 45 d'une longueur radiale supérieure au rayon de l'espace permettant de loger le matériau filtrant, et toutes deux sont recouvertes globalement, d'où il résulte la formation du matériau filtrant 2, et la feuille 45 est cambrée dans une direction spécifique en faisant appel a ses ca- ractéristiques de flexion. Dans ce cas, il est possible d'utiliser une feuille séparée de noyau en entretoise entre matériaux filtrants contigus. La feuille perforée de noyau 6 des modes de réalisation 3 à 5 peut etre réalisée de façon que l'épais- seur de paroi devient plus faible vers sa pointe. Le principe de base de ce mode de réalisation est le même que celui de la figure 1(C). De même, l'élément perforé de noyau 4 des modes de réalisation 3 à 5 est formé par combinaison du noyau cylindrique perforé 5 et de la feuille perforée 6, mais le noyau cylindrique 5 présente des performances plus grandes de passage de liquide que la feuille 6 qui devient la partie à branche de sorte qu'il est souhaitable de former intentionnellement des mailles plus grandes. Comme cela a été décrit dans ce qui précède dans le fonctionnement et l'effet commun aux modes de réalisation un à trois, le noyau cylindrique perforé 5 et la feuille perforée de noyau 6 constituent l'élément perforé de noyau 4 en matériau 2, d'où il résulte la formation d'un trajet de liquide filtré, et comme il n'y a pas déformation du matériau filtrant 2 par suite de la pression de filtrage,on obtient une fonction de filtrage régulière, et en outre, la construction est simple, en ce sens que la plaque inférieure 12 de l'axe tubulaire 9 et la plaque de maintien 25 sont vissées de sorte que les opérations de démontage et de montage sont aisées. De plus, la présente invention a une capacité de filtrage excellente grâce à sa surface accrue de filtrage. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits,elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de filtrage d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe filtrant (2) constitué d'un élément central perforé (4), tel qu'un cylindre perforé -ou une feuille perforée, ayant ses deux surfaces recouvertes d'un tissu filtrant (3), de façon à former des chemins de filtration de liquide pratiquement insensibles aux variations de la pression de filtrage tout en évitant que le tissu filtrant ne fusionne avec lesdites surfaces. 2 - Dispositif de filtrage selon la revendication 1, comportant une pluralité d'organes filtrants (2) formant une structure feuilletée, caractérisé en ce que des éléments centraux perforés (4) sont intercalés entre des organes filtrants (2) contigus. 3 - Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément central perforé (4) a une épaisseur augmentant progressivement vers son extrémité reliée à un tube collecteur de liquide (8) de manière à adapter les chemins de filtration du liquide à l'augmentation du volume de liquide filtré recueilli au fur et à mesure que l'on se rapproche du tube collecteur de liquide. 4 - Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'éléments centraux perforés constitués par des cylindres perforés (5a,5b,5c) de diamètres différents, disposés concentriquement, de façon à former des organes filtrants (2) annulaires indépendants. 5 - Dispositif de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un tissu filtrant (36) en forme de sac allongé, dont l'extrémité inférieure est fixée sur la surface latérale périphérique d'une plaque inférieure (12), ce tissu filtrant (36) étant replié vers l'intérieur, selon des plis successifs, de manière à recouvrir les cylindres perforés (5a,5b,5c). 6 - Dispositif de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes filtrants sont formés par combinaison d'éléments centraux perforés constitués, d'une part, par un cylindre (5) et,d'autre part, par des feuilles (6) disposées à l'intérieur de ce cylindre selon des plans radiaux convergeant vers la partie centrale du dispositif, l'ensemble constitué par le cylindre (5) et les feuilles (6) étant recouvert par le tissu filtrant (3)