Brevet FR2567040A1 — publié le 19860110

"Filtre à courroie" La présente invention est relative à un filtre à courroie comprenant une courroie continue, qui est déplaçable par des moyens d'entraînement le long d'un trajet continu, une toile filtrante supportée par des ondes profilées dans la courroie, transversalement ou en oblique par rapport au sens de déplacement de cette dernière, au moins une boîte à vide où débouchent des orifices prévus à travers la courroie, et des supports stationnaires sur lesquels la courroie peut coulisser pendant son déplacement. On connaît déjà des filtres à courroie de ce genre (voir par exemple, la demande de brevet britannique n0 2.011.797 A). Ces filtres à courroie horizontaux, sous vide, présentent une courroie rainurée continue en matière souple, qui se déplace au-dessus d'une boîte à vide longitudinale et dont le mouvement est assuré par des tambours autour desquels la courroie s'enroule. Ces filtres sous vide sont très souvent utilisés pour séparer des liquides mélangés à des solides. Une application typique connue est celle de la production d'acide phosphorique provenant d'une attaque de minerai phosphaté par de l'acide sulfurique. A partir de la bouillie produite on sépare l'acide phosphorique (phase liquide) et le gypse (phase solide) à l'aide d'un tel filtre à vide. Ces filtres à courroie connus présentent les inconvénients suivants - la largeur de la courroie moulée en matière caoutchouteuse est limitée aux dimensions des presses existant actuellement dans l'industrie du moulage des bandes souples, c'est-à-dire à environ 3 m. - le poids de ce type de courroie est très grand et le montage d'une courroie en matière souple nécessite la finition de la courroie sur toute sa longueur chez le fabricant, l'acheminement sur le chantier, la manutention et le déroulement difficiles sur le filtre, vu ce poids important. - le guidage de ce genre de courroie est relativement complexe, surtout pour les courroies de grande largeur. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus, en améliorant même les propriétés de filtrage du filtre à courroie mis en oeuvre. On a résolu ce problème, suivant l'invention, par un filtre à courroie, tel que décrit dans le préambule de la revendication 1, ce filtre étant caractérisé en ce que la courroie est une courroie composite qui comprend une bande continue en matière rigide, rendue flexible par un profil d'ondes transversales ou obliques par rapport au sens de déplacement et de section constante ou non dans le sens transversal au déplacement, et au moins deux courroies de support continues en matière élastique qui sont entraînées par les moyens d'entraînement susdits, ces courroies de support ayant une largeur nettement inférieure à celle de la bande profilée, coulissant sur les supports stationnaires pendant le déplacement de la courroie composite et étant capables de coopérer avec la bande profilée, de façon à permettre l'entraînement mécanique de celle-ci, au moins une des courroies de support présentant les orifices susdits qui, en communication avec des ouvertures correspondantes prévues dans la bande profilée, permettent une liaison étanche entre la ou les boîtes à vide et l'espace compris entre la toile filtrante et la bande profilée. Suivant une forme de réalisation de l'invention, chaque boîte à vide, qui s'étend longitudinalement sur une partie du trajet de déplacement de la courroie composite, présente, de part et d'autre de ses bords longitudinaux, un desdits supports stationnaires. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la bande profilée est formée de tronçons de tôle profilée, découpés à une dimension correspondant à la largeur de la bande profilée, agencés l'un à côté de l'autre transversalement au sens de déplacement de la courroie composite et reliés l'un à autre de manière étanche. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés. La figure I représente une vue en perspective, brisée, de la zone de filtrage d'un filtre à courroie suivant l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale, suivant le plan II-II, de la figure 1. La figure 3 représente une vue en perspective du détail III de la figure 1. La figure 4 représente une vue en perspective, brisée, du détail IV de la figure 1. La figure 5 représente une vue en coupe partielle, schématique, d'un des tambours autour desquels tourne la courroie suivant l'invention. La figure 6 représente une vue latérale schématique d'un filtre à courroie connu. Sur les dessins, les éléments analogues ou identiques sont désignés par les mêmes références. L'appareil représenté sur la figure 6 est constitué d'une courroie sans fin I qui s'enroule sur des tambours 2 et 3, dont un au moins est moteur. La partie horizontale supérieure de la courroie est active. En dessous de celle-ci se trouve une boîte à vide 4 qui est reliée à une pompe à vide, non représentée, par l'intermédiaire des sorties 5, 6, 7 et 8. Une toile filtrante sans fin 9 s'étend au-dessus de la partie horizontale supérieure de la bande 1 et elle est guidée par plusieurs rouleaux 10 à 16 de manière à ce qu'eUe suive la même direction que la courroie entre les tambours 3 et 2. Au-dessus de la boîte à vide 4, la courroie 1 est perforée et permet l'aspiration du filtrat passant à travers la toile 9 dans la boîte à vide 4. La bouillie à filtrer est répartie sur la toile filtrante au moyen d'une auge à boue 17. Après filtration des eaux mères, le gâteau peut être lavé plusieurs fois par des liqueurs de lavage. Celles-ci sont réparties par des auges ou rampes de lavage 18 et 19. Le nombre de lavages est déterminé par le procédé. Après lavage et essorage du gâteau formé 20 par la filtration, celui-ci se détache de la toile au passage du rouleau 10 et tombe dans une trémie 21 où il est guidé vers un procédé d'extraction quelconque. Les filtrats sont, comme déjà décrit, récoltés par la boîte à vide 4 et ils s'écoulent à travers les orifices de sortie 5 à 8. Pour éviter le mélange des filtrats à l'intérieur de la boîte à vide, celle-ci est compartimentée par des cloisons 22 et 23 Après déchargement du gâteau 20 dans la trémie 21, la toile 9 défile au-dessus d'une deuxième trémie 24, au-dessus de laquelle un jet de liquide 25 lave la toile en permanence. Cette disposition est appliquée lorsque l'on veut éviter le mélange des liquides de lavage de la toile avec le gâteau déchargé 20. Le filtre à courroie représenté sur la figure 6 est un type de filtre à courroie connu, qui a été décrit ci-dessus uniquement en vue de permettre une compréhension globale du fonctionnement des filtres à courroie. Sur la figure 1 est représentée d'une manière détaillée une courroie composite 1, telle qu'utilisée sur un filtre à courroie suivant l'invention. Cette courroie composite comprend une bande continue 26 en matière rigide, rendue flexible par un profil d'ondes transversales ou obliques par rapport au sens de déplacement, désigné par la flèche F. Cette bande profilée 26 peut notamment être fabriquée à partir de tôle d'acier profilée ou de tôle en matière plastique dure, extrudée. La courroie composite 1 comprend en outre plusieurs courroies #de support continues en matière élastique. Selon l'exemple illustré sur la figure 1, trois courroies de ce genre, désignées par les références 27, 28 et 29, sont prévues. Ces courroies de support ont une largeur nettement inférieure à celle de la bande profilée 26, et elles présentent des nervures profilées capables d'entrer en prise avec les ondes de la bande profilée 26, ainsi qu'il sera décrit de manière plus détaillée dans la suite. Ces courroies de support sont entraînées par le tambour moteur 2 ou respectivement 3 du filtre à courroie et elles entraînent dans leur mouvement la bande profilée 26. Pendant ce mouvement, les courroies, de support 27 à 29 coulissent sur des supports stationnaires 30 à 33, reliés de manière fixe et non représentée au bâti du filtre à courroie.Ces courroies sont de préférence fabriquées à partir d'une matière souple, de haute résilience, renforcée. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure I, la courroie de support centrale 28 coulisse sur deux supports stationnaires 31 et 32 qui sont agencés de part et d'autre des rebords latéraux 55, 56 de la boîte à vide 4. La courroie du support 28 a donc une largeur supérieure à la distance qui sépare ces deux supports stationnaires 31 et 32. Elle repose également sur les rebords latéraux 55 et 56 susdits. Ainsi qu'il ressort de la figure 2, la bande profilée 26 est pourvue d'ouvertures 35 dans chacun des creux 36 de son profil en section transversale, ces ouvertures 35 sont alignées ou communi quent avec des orifices 37 correspondants façonnés dans la courroie de support centrale 28. Les orifices 37 sont agencés de manière à déboucher dans la boîte à vide 4, en mettant ainsi celle-ci en communi cation avec l'espace compris entre la bande profilée 26 et la toile filtrante 9, qui repose sur les sommets 38 des ondes de la bande profilée 26. Pour permettre une prise mécanique favorable entre la courroie de support 28 et la bande profilée 26, tout en assurant une étanchéité parfaite des communications 35, 37 pour le filtrat aspiré dans la boîte à vide 4, la bande profilée illustrée sur la figure 2 présente des creux d'onde successifs 36 entre lesquels les ouvertures laissées libres ont une largeur d plus petite que dans la zone immédiatement supérieure. Par ailleurs les nervures 41 de la courroie de support centrale 28 ont, en section tranversale, à leur extrémité libre, une largeur D nettement supérieure à l'ouverture de largeur d susdite et, à leur base, une largeur au moins égale à cette largeur d. Sur la figure 3 annexée est représenté un détail de la courroie de support latérale 27. Cette courroie 27 et l'autre courroie de support latérale 29, montrée sur la figure I, présentent chacune, à l'extérieur de la bande profilée 26, un bourrelet en saillie vers le haut 39 et respectivement 40. Ces derniers servent à retenir latéralement la bouillie à filtrer sur la courroie composite 1. Les nervures 42 de ces courroies latérales 39 et 40 non seulement ont, en section transversale, une partie de largeur D nettement supérieure à l'ouverture de largeur d entre deux creux successifs de la bande profilée 26 (voir figure 2), mais elles ont en outre un profil qui, en position de prise avec la bande profilée 26, remplit totalement les ondes de celle-ci.Ceci empêche tout passage latéral de liquide depuis la surface supérieure de la bande profilée 26 vers le bas, ainsi que tout passage d'air ou de gaz depuis l'espace situé en dessous de la bande profilée vers le haut. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, le filtre à courroie illustré comprend deux chambres de surpression 43 et 44 qui sont chacune agencées entre, d'une part, les supports stationnaires 30 et 31 et respectivement 32 et 33 et, d'autre part, la bande profilée 26 elle-même, là où elle ne repose pas sur les courroies de support, et une paroi inférieure 45 et respectivement 46 reliant les supports stationnaires correspondants. Des moyens de pompage d'air non représentés maintiennent à l'intérieur des chambres 43 et 44 une légère surpression, suffisante pour alléger le frottement des courroies de support sur leurs supports stationnaires respectifs pendant le mouvement de la courroie composite.L'agencement de supports stationnaires 31 et 32 de part et d'autre des rebords 55 et 56 de la boîte à vide 4 permet non seulement d'éviter un passage d'air depuis les chambres de surpression dans la boîte à vide, mais aussi d'appliquer un vide plus poussé sans provoquer un frottement plus grand des courroies de support sur les supports stationnaires. Ainsi qu'on l'a déjà noté, la bande profilée peut être réalisée notamment à partir de tôle d'acier profilée ou de tôle extrudée en matière plastique. Ces tôles d'une largeur déterminée peuvent être tronçonnées- à une longueur souhaitée qui correspond à n'importe quelle largeur de filtre souhaitée. Ensuite ces tronçons sont disposés côte à. côte et reliés l'un à l'autre de manière étanche, par exemple par soudage, par assemblage, etc... La figure 4 illustre un exemple de réalisation d'assemblage étanche de deux tronçons 26' et 26" de tôle profilée. Un joint en matière élastique 47 est inséré entre les ondes latérales 48 et 49, agencées côte à côte, des deux tronçons 26' et 26". Un premier élément de pinçage 50 recouvre et enserre les deux ondes latérales 48 et 49 tandis qu'un deuxième élément de pinçage 51, disposé du côté des tronçons qui est opposé au joint d'étanchéité 47, enserre l'une contre l'autre les extrémités latérales 52 et 53 de ces ondes 48 et 49. Enfin, sur la figure 5, on peut voir une vue en coupe axiale d'un des tambours d'entraînement 2. Ce tambour est garni de nervures périphériques 54 qui servent au guidage des courroies de support. On peut citer notamment les avantages suivants pour un filtre à courroie suivant l'invention - La possibilité de construire aisément des filtres dont la courroie présente une très grande largeur. - Un guidage aisé des petites courroies de support moulées dans des gorges formées par les nervures des tambours d'entrainement. - La légèreté de la courroie composite, étant donné le minimum de matériau utilisé, pour la fabrication de la bande profilée. - Un montage aisé de la courroie composite par mise en place des petites courroies de support d'un poids léger et par emboîtement sur celles-ci de secteurs de tôles profilées assemblées. Déjà le poids léger de ces courroies de support facilite leur montage. - Un déplacement facilité de la courroie grâce au soulèvement de la bande profilée au-dessus des chambres de surpression, ce qui permet de réduire la pression spécifique sur les supports stationnaires, grâce à la rigidité de la bande profilée dans le sens transversal au déplacement, de réduire l'effort de traction sur les courroies de support et donc la puissance motrice installée, de diminuer l'usure des parties en frottement et d'opérer la filtration à un vide plU5 élevé. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. On peut par exemple imaginer une courroie composite ne comprenant que deux courroies de support, toutes deux latérales. L'une d'entre elles ou les deux seraient simultanément agencées au-dessus d'une ou de deux boîtes à vide. On peut aussi prévoir plusieurs courroies de support intermédiaires entre les courroies de support latérales et plusieurs boîtes à vide disposées parallèlement. On peut aussi imaginer une bande composite formée d'un seul tronçon de tôle, dont les deux bords latéraux sont alors mutuellement reliés. Enfin, si la courroie composite suivant -J'invention peut être mise en oeuvre dans un dispositif connu tel qu'illustré sur la figure 6, cet exemple n'est nullement limitatif. REVENDICATIONS 1. Filtre à courroie comprenant une courroie continue, qui est déplaçable par des moyens d'entraînement le long d'un trajet continu, une toile filtrante supportée par des ondes profilées dans la courroie, transversalement ou en oblique par rapport au sens de déplacement de cette dernière, au moins une boîte à vide où débouchent des orifices prévus à travers la courroie, et des supports stationnaires sur lesquels la courroie peut coulisser pendant son déplacement, caractérisé en ce que la courroie continue est une courroie composite (1) qui comprend une bande (26) continue en matière rigide, rendue flexible par un profil d'ondes transversales ou obliques par rapport au sens de déplacement (F) et de section constante ou ncn dans le sens tnrsversal du dépla- cement,ét au moins deux courroies de support (27, 28, 29) continues en matière élas#qe entrâulees par les moyens d'entr#herrent susdits, ces courroies de support ayant une largeur nettement inférieure à celle de la bande profilée (26), coulissant sur les supports stationnaires (30 à 33) pendant le déplacement de la courroie composite (1) et étant capables de coopèrer avec la bande profilée (26), de façon à permettre l'entraînement mécanique de celle-ci, au moins une de ces courroies de support (28) présentant les orifices susdits (37) qui, en communication avec des ouvertures (35) correspondantes prévues dans la bande profilée (26), permettent une liaison étanche entre la ou les boîtes à vide (4) et l'espace compris entre la toile filtrante (9) et la bande profilée (26). 2. Filtre à courroie suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, de chaque côté de la bande profilée continue (26), une courroie de support latérale (27, 29) qui est en prise de manière re étanche avec la bande profilée (26) et qui présente, à l'extérieur de la bande profilée, un bourrelet en saillie vers le haut (39, 40) qui retient latéralement la matière à filtrer et le liquide filtré au-dessus de la bande profilée (26). 3. Filtre à courroie suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une courroie de support intermédiaire (28) entre les deux courroies de support latérales (27, 29). 4. Filtre à courroie suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que chaque boîte à vide (4), qui s'étend longitudinalement sur une partie du trajet de déplacement de la courroie composite (I), présente, de part et d'autre de ses bords longitudinaux (55, 56), un desdits supports stationnaires (31, 32). 5. Filtre à courroie suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'application d'une pression sur la face inférieure de la bande profilée (26), entre les courroies de support susdites (27 à 29). 6. Filtre à courroie suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'application d'une pression susdits comprennent une ou plusieurs chambres de surpression (43, 44) formées chacune entre, d'une part, les supports stationnaires (30, 31 ; 32, 33), situés l'un en face de l'autre, de deux courroies de support voisines (27, 28 ; 28, 29) et, d'autre part, la bande profilée (26) elle-même et une paroi inférieure (45 ; 46) reliant les supports stationnaires précités, ainsi que des moyens de pompage de fluide à l'intérieur de ces chambres de surpression. 7. Filtre à courroie, suivant l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que, en section transversale, l'ouverture (d) entre deux creux (36) successifs des ondes de la bande profilée (26) est plus étroite que dans la zone immédiatement supérieure et en ce que les courroies de support (27 à 29) présentent un profil de nervures (41, 42) qui, en section transversale, a une largeur (D) nettement supérieure à l'ouverture susdite, vers leur extrémité libre, et une largeur au moins égale à cette ouverture à leur base, les nervures (41, 42) étant enfoncées entre les creux (36) des ondes de la bande profilée en position de coopération des courroies de support avec la bande profilée. 8. Filtre à courroie suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les courroies de support latérales (27, 29) présentent un profil de nervures (42) qui, en position de coopération avec la bande profilée (26), remplit totalement les ondes de la bande profilée, en rendant ainsi la bandè profilée étanche sur ses bords latéraux. 9. Filtre à courroie suivant l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que la bande profilée (26) est formée de tronçons (26', 26") de tôle profilée, découpés à une dimension correspondant à la largeur de la bande profilée, agencés l'un à côté de l'autre transversalement au sens de déplacement (F) de la courroie composite (I) et reliés l'un à l'autre de manière étanche. 10. Filtre à courroie suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bande profilée (26) comprend, pour l'assemblage de deux tronçons successifs (26', 26") de tôle profilée, un joint (47) en matière élastique, étanche, qui est inséré entre les ondes latérales (48, 49) agencées côte à côte des deux tronçons (26', 26") susdits, un premier élément de pinçage (50) qui recouvre et enserre mutuellement les deux ondes latérales (48, 49) et le joint inséré (47), et un deuxième élément de pinçage (51), qui est disposé du côté des tronçons (26', 26") de tôle profilée opposé au joint d'étanchéité (47) et qui enserre les extrémités (52, 53) desdites ondes latérales l'une contre l'autre. Il. Filtre à courroie suivant l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement de la courroie composite sont des tambours (2, 3) présentant des nervures périphériques (54) de guidage pour les courroies de support (27 à 29). 12. Filtre à courroie suivant l'une quelconque des revendications lo à 10, caractérisé en ce que la bande profilée (26) est en acier ou en matière plastique dure, et en ce que les courroies de support (27 à 29) sont en matériaux souples, de haute résilience, et renforcés.