Brevet FR2582538A1 — publié le 19861205

Les filtres-presses sont bien connus pour la séparation du solide et du liquide formant ensemble une bouillie,dans de nombreuses industries et traitements d'eaux. Les filtres-presses utilisent deux systèmes d'éléments constitué tifs: * à plateaux plans(recevant les filtrats) et cadres (dans lesquels se forment les gEteaur filtrés) + à plateaux chambrés,chaque plateau étant plus épais et étant creusé de chambres remplacant les cadres. La description et les revendications ci-après stappliquent aux deux systèmes. Dans 11 état de la technique,les plateaux sont formés d'une plaque complète (par ex.en polypropylène) comportant sur une certaine largeur périphérique, des surfaces planes de contact, entre les plateaux et cadres ou entre les plateaux chambrés. Elles assurent l'étanchéité du#filtre,après serrage par vérin. Entre les surfaces de contact, soit dans l' & e du plateau sont creusées des cannelures ou des espaces entre des saillies en forme de "pastilles",qui permettent l'écoulement des filtrats vers leur conduit d'évacuationpercé dans le plateau,recouvert de tissu filtrant. Parce que le plateau vient d'une plaque complète usinée, deux inconvénients en découlent : a) le prix des plateaux est élevé. b) si l'alimentation sous pression de la bouillie, dans un des deux cadres jouxtant un plateau, ou dans une des deux chamb res d'un plateau,est estperturbée (bouchage),la pression importante exercée n'est pas la meme sur chaque face de l'âme du plateau. Celui-ci casse ou se déforme,ce qui est assez fréquent,immobilise le filtre et est ruineux. Dans l'état de la technique aussi,les filtres-presses utilisent des membranes expansibles,pour la compression des gateaux. Si,par suite de l'inconvénient b) ci-dessus une chambre ou un cadre est mal alimenté en bouillie,l'effet de la membrane en compression augmente le risque de rupture ou de déformation du plateau. les membranes expansibles (caoutchouc ou autre élastomère) sont formées généralement par + un sac flottant dans un cadre ou dans deux chambres opposées de deux plateaux chambrés contigus. * ou une membrane appliquée sur une face d'un plateau (compression du gâteau filtré par une membrane) ou par deux membranes appliquées sur chaque face d'un plateau.(compression de chaque gâteau filtré par deux membranes). Pour permettre l'écoulement des filtrats,les membranes doivent être cannelées ou"pastillées". Par brevet européen délivré n0 052 174,j'ai innové l'emploi de deux membranes lisses (non cannelées - simples feuilles de caoutchouc) de part et d'autred'une d'une chambre intermédiaire, dans laquelle est injecté le fluide pressurisé (air ou eau) assurant le gonflage des membranes. Cet ensemble se situe entre deux gâteaux,les dites membranes lisses n'4tant pas appliquées contre les plateaux, comme dans l'état précédent de la technique. Dans cet état,l'on sait encore que si les membranes cannelées ou "pastillées" sont serrées entre les surfaces de contact des plateaux/cadres ou des plateaux chambrés,elles forment obstacle à l'évacuation des filtrats,par les plateaux; aussi pour y parvenir doit-on utiliser des artifices cofteux et souvent perturbateurs. - inconvénient c). Pour l'éviter,j'ai innové un moyen simple,objet de demandes de brevet,en cours de procédure. Dans tous les cas ci-avant,l'#me du plateau existe (cannelée ou "pastillée" dans la masse ou recouverte d'une ou deux membranes cannelées ou pastillées) donc sujette à rupture ou à déformation destructrices. J'ai évité les inconvénients majeurs a) et b) relatifs aux plateaux et l'inconvénient c) relatif aux membranes par les moyens ci-après décrits,représentés schématiquement aux dessins annexés dont Pig 1 : Coupe verticale dans l'épaisseur des éléments constitutifs du filtre-presse. #ig 2 : Un exemple d'alternative de réalisation. Fig 3 :Un autre exemple d'alternative. Big 4 :Un autre exemple d'alternative. Rappelons que les moyens qui seront décrits s'appliquent aux deux systèmes plateaux/cadres ou plateaux chambrés. Ils permettent aussi,l'alimentation de la bouillie, du liquide de lavage des g#teaux,du fluide de gonflage des membranes, ainsi que la sortie des filtrats,par voie axiale (via#des per Sages au droit des surfaces de contact,dans l'épaisseur des plateaux,cadres,membranes,tissus etcjde façon classique ou par voie latérale,les conduits pour les fluides étant dans ce cas porteurs de flexibles absorbant les déplacements des éléments constitutifs,lors du serrage et de ltouverture du filtre-presse. Les figures représentent la voie axiale,dans le système plateaux et cadres.La transposition aux plateaux chambrés et/ou à la voie latérale, étant simple pour le praticien , ne sortirait pas du cadre de l'invention. Voir Fig I: Un plateau comprend * un premier encadrement (1) (comme un encadrement de tableau). percé de petits conduits (2) pour l'élimination des filtrats vers le conduit d'évacuation(3),axial dans le cas représenté. * une première membrane (4) cannelée ou "pastillée", * une pièce de forme (poire) (5) et partie plane (5a). X une seconde membrane (4) * un second encadrement (1)* Remarquons de suite que ce plateau n'a pas d'âme,comme les plateaux classiques de l'état présent de la technique. Ces parties constitutives sont serrées entrtelles par boulons ou mieux par des attaches extérieures (6). La pièce de forme (5) a comme but de déporter les membranes (4) pour former le creux (7) pour recevoir les filtrats et pour réserver la place aux encadrements (1 > qui les évacuent,via les petits conduits (2). Un plateau ainsi constitué n'a que peu à voir avec les plateaux classiques,à me usinée (cannelures) entre les surfaces de contact, Un plateau ainsi constitué, suivant ses dimensions,ne consomme qu'un tiers à un huitième du poids de la matière (ex:polypro lène) des plateaux classiques et ne demande aucun moulage ou usinage,pour établir des cannelures ou "pastilles". Le plateau ainsi constitué est comme un plateau classique, duquel on aurait supprimé tout ce qui en dehors des surfaces de contact. Première conclusion : Le prix des encadrements (1) est très eieme f pIus Zaible,que celui d'un plateau de l'état actuel de la technique. Un plateau ainsi constitué n'a pas d'ametqui serait soumise à rupture ou déformation destructrices,dans le cas de l'inconvé- nient classique b) ci-avant signalé. Deuxième conclusion : Avantages technique et pratique importants supprimant pour ces raisons,l'immobilisation du dufiltre et le remplacement de plateaux onéreux,rompus ou déformés. La pièce de forme (5) maintient les membranes (4) quand,à l'alimentation sous pression de la bouillie à filtrer, les membranes vont se rapprocher jusqu'à se toucher. La dite pièce laisse aux membranes leur pleine possibilité d'expansion,quand elles s'écarteront par gonflage pour comprimer les gâteaux filtrés (8). Ce résultat favorable ne saurait être atteint par les membranes avec les plateaux classiques, car elles sont soumises à des contraintes angulaires au droit des surfaces de contact. Troisième conclusion : Grande longévité des membranes. Les cadres (9) sont classiques.Comme représenté,l'alimentation axiale de la bouillie se fait par le conduit (10) suivant la flèche X,jusqu'entre les tissus (iî) qui recouvrent les encadrements (1) et les membranes (4),formant les faces de chaque plateau ainsi constitué. Dans le système plateaux/cadres,les tissus sont rectiligne3, tandis qu'avec des plateaux chambrés,les tissus sont plus contraints,pour épouser la forme des chambres,au détriment souvent de leur longévité~ Il faut faire ici une remarque importante. A l'injection de la bouillie dans les cadres,entre les tissus,la pression repousse suivant le pointillé(pour une membrane) les membranes dos contre dos,ce qui augmente l'épaisseur du gâteau filtré de deux demiépaisseur de la pièce de forme (5).Le gâteau a comme épaisseur celle du cadre (9) plus celle de la dite pièce (5) soit Y; Les plateaux classiques à âme usinée ou à membrane appliquée con tre elle,ne peuvent fournir qu'un gâteau de l'épaisseur du cadre. Suivant l'invention,l'on obtient donc un gâteau d'épaisseur maximum ,dans une largeur minimum d'unité de filtration Z,donc des filtres-presses moins encombrants et moins cofteux,pour une meme surface filtrante totale. Quatribme conclusion: L'invention conduit à des avantages économiques et techniques,très bénéfiques. Les tissus (11) sont supportés par le haut du plateau et recouvrent ses membranes.Il est intéressant de serrer l'un d'eux entre plateau et cadre,par des attaches complémentaires (12) rapidement amovibles, pour remplacer les tissus. Le tissu serré est ainsi bien maintenu sur les surfaces de contact,ce qui évite tout pli sur ces surfaces,au détriment de l'étanchéité du filtre-presse,à cet endroit. L > autre tissu est libre,mais est généralement tendu, par des moyens classiques connus,mais largement plus complexes et plus coftteux,que les attaches simples (12).(par ex: simple baratte percée de deux trous, passant sur des tiges filetées,avec écrou à ailes (écrou papillon),pour le serrage de la barrette). Un autre avantage de relier le cadre au plateau, par les dites attaches est de pouvoir faire tomber le gâteau toujours du même cOté,la partie inférieure du cadre (9) étant en un seul biseaw,comme il est connu. (non représenté). A cause des surdpaisseurs des cannelures ou des "pastilles", une membrane en portant est nettement moins élastique et moins souple qu'une feuille lisse. La grande élasticité de cette dernière permet des taux de compression élevée des gateaux, donc un meilleur épuisement de ceux-ci,en phase liquide imprégnante. Remplacer une des deux membranes cannelées, par une membrane lisse est souvent très avantageux, dan s le cas de bouillies à bonne filtrabilité, bien quz le gâteau ne soit plus formé que par la filtration sur un seul tissu. De plus,l#alternative Figure 2.,utilisant une membrane cannelée ou tpastilléen et une membrane lisse permet une simplification. La pièce de forme (5) est coupée d'un côtd en ligne droite. La membrane lisse (4a) est rectiligne. Un des encadrements (1) (celui da droite à la Figure 2 ) disparate. Le cadre (9) vient prendre la place qu'il occupait,diminuant d'autant la largeur Z de l'unité de filtration;mais il est rappelé que cette unité n'a plus qu'un tissu filtrant (11). Sur la base des principes exposés ci-avant,diverses alternatives sont réalisables.Pour chacune indiquée,sont apportées deux modifications,pour diminuer le nombre de figures,qui sont des coupes dans la partie supérieure du plateau ainsi constitué. Ligure 5 Les encadrements (1 ci-avant) et la pièce de forme (5,5a ciavant) sont moulés ensemble et forment une seule pièce. Ou bien, (5) est usinée à partir d'un corps plus important, pour former cette pièce unique. Les membranes (4) sont limitées aux surfaces de contact.Elles ne sont plus serrées entre ces surfaces. Elles sont fixées contre (5a) par un cadre périphérique (13) en matière rigide, dans lequel sont créées des cannelures verticales (14) pour l'écoulement des filtrats,de façon à ne pas perdre de surface filtran#te.Les deux cadres (13-) sont fixés et serrent les membranes par des boulons (15) traversant (Sa) ou par des vis non traversantes. Il est évident que ce moyen reste d'application,si la pièce de forme (5-5a) est réalisée séparément.Dans ce cas,(5a) est serrée directement entre les encadrements (1) sans interposition de membrane. Pig 4 : Les deux encadrements référenciés#(1) précédemment ne forment plus qu'un bloc.La pièce de forme (5,5a) porte une bride (16) fixée par vis au dit bloc. Les membranes (4) sont serrées contre (5a) par deux cadres périphériques (13) comme dans la Big 5 . Ces variantes ne sont pas exhaustives. Toute autre utilisant tout ou partie des principes énoncés,ne sortirait pas du cadre de l'invention. REvP DICAXIONS: 1.Siltres-presses à plateaux et cadres ou à plateaux chambrés, caractérisés en ce que les plateaux comportent seulement en matière rigide,un entourage correspondant aux surfaces de contact des plateaux/cadres ou des plateaux chambrés et en ce que cet entourage est l'assemblage serré d'un encadrement,d'une membrane cannelée ou "pastillée",d'une pièce de forme (poire) comprenant aussi un plat,d'une autre membrane cannelée ou "pastillée" et d'un autre encadrement. 2. En alternative,filtres-presses à plateaux et cadres ou à plateaux chambrés,caractérisés en ce que,une des membranes cannelées ou "pastillées" suivant revendication 1,est remplacée par une membrane lisse rectiligne,la pièce de forme étant coupée en droite ligne, au droit du plat de cette pièce de forme,tandis que l'encadreinent de ce côté est supprimé,le cadre du système plateaux/cadres ou l'avancée constituant une chambre des plateaux chambrés s'appuie directement contre la dite membrane rectiligne lisse, 5. Filtres-presses à plateaux et cadres ou à plateaux chambrés suivant la revendication 1,caractérisés en ce qu'un des deux cadres voisins d'un plateau est serré contre l'entourage assem blé,par des attaches rapidement amovibles,le tissu correspondant étant serré à demeure entre le plateau et le cadre. 4. En alternative,filtres-presses à plateaux et cadres ou à plateaux chambrés,découlant de la revendication 1,caractérisés en ce que les deux encadrements et la pièce de forme avec plat sont formés par un seul bloc,la surface des membranes étant limitée à l'intérieur des surfaces de contact du plateau, les membranes étant toutes deux cannelées ou "pastillées" ou l'une cannelée ou "pastillée" et l'autre lisse suivant revendication 2,sont serrées contre le plat de la pièce de forme,par des cadres périphdriques avec cannelures verticales d'écoulement des filtrats. 5. En alternative,filtres-presses à plateaux et cadres ou à plateaux chambrés,découlant de la revendication 1,caractérisés en ce que les encadrements sont serrés directement contre le plat d'une pièce de forme séparée,sans interposition de membra nes,celles-ci étant limitées et fixées suivant la revendication 4 sur le dit plat. 6. En alternative,fiîtres-presses à plateaux et cadres ou i plateaux chambrés, caractérisés en ce que relativement au bloc suivant la revendication 4,la pièce de forme et son plat;est remplacée par une pièce de forme séparée et fixée par une bride au bloc restant.