Brevet FR2586360A1 — publié le 19870227

Filtre-presse perfectionné. La présente invention se rapporte à un filtre-presse comprenant un ensemble d'éléments verticaux serrés les uns contre les autres, au deux extrémités de 11 ensemble, entre un sommier fixe et un sommier mobile. Les filtres-presses connus sont généralement soit du type a plateaux et cadres, soit du type à plateaux chambres. Pour filtrer des liquides très chargés, avec formation de gâteaux compacts devant être lavés et éventuellement séchés, on utilise généralement les filtres-presses à plateaux et cadres. Toutefois, ces filtres-presses connus ne donnent pas entière satisfaction, notamment en ce qui concerne le rapport débit de filtration/ dimensions de 11 ensemble, le pourcentage de matières seches dans les gâteaux et l'efficacité du lavage des gâteaux. Par ailleurs, le débâtissage de ces filtres-presses connus n'est pas sans poser des problèmes. La présente invention a pour objet un filtre-presse de structure simple, assurant une bonne filtration, ctest-à-dire un filtrat débar rassé au maximum des impuretés, des gâteaux à fort pourcentage de matière sèche, et un lavage efficace des gâteaux, tout en présentant un très bon rapport débit/dimensions de l'ensemble. Sur le filtre-presse conforme à l'invention, l'ensemble d'éléments verticaux serrés les uns contre les autres, aux deux extrémités de l'ensemble, entre un sommier fixe et un sommier mobile, comprend une alternance d'éléments filtrants formés par des plateaux chambrés sur les deux faces, revêtus sur les deux faces chambrées de toile filtrante, les plateaux comportant sur les deux faces, en partie haute des moyens de distribution de préfilt et en partie basse des moyens d'évacuation de filtrat, et d'éléments de séparation et de compression formés de plaques revêtues sur leurs deux faces d'une membrane et munies de moyens de distribution d'air comprimé sur leurs deux faces, en vue du gonflement de la membrane. Grâce à l'utilisation de ces deux types d'éléments, deux gâteaux sont formés entre deux éléments filtrants voisins, séparés par un élément de séparation et de compression, ce qui permet une compression, c'est-à-dire un essorage sous pression du gâteau, un lavage plus efficace du gâteau, du fait de l'épaisseur réduite de ce dernier, ainsi que le séchage éventuel du gâteau. De plus, le débatissage par gravité s'en trouve facilité. De préférence, les plateaux des éléments filtrants et les plaques des éléments de séparation et de compression sont traversés en partie haute par des orifices alignés d'arrivée de préfilt et en partie basse par des orifices alignés de sortie de filtrat, et les orifices de sortie de filtrat sont situés latéralement à l'extérieur de la zone active, ctest-à-dire de la zone de filtration dans laquelle se forme le gâteau. Cela élimine le risque d'introduction, dans les orifices de sortie de filtrat, d'impuretés provenant des gâteaux, lors du débâ- tissage. Suivant un mode de réalisation préféré, deux orifices d'arrivée de préfilt sont situés sur les deux côtés opposés de la zone active dans les plateaux des éléments filtrants et dans les plaques des éléments de séparation et de compression; dans ce cas, dans les plateaux des éléments filtrants, les deux orifices d'arrivée de préfilt sont reliés entre eux par un collecteur de distribution débouchant par des conduits d'alimentation dans la partie supérieure des chambrages sur les deux faces des plateaux. Ces deux orifices d'arrivée de préfilt dans les plateaux évitent la formation de bouchons comme c'est le cas avec un seul orifice d'arrivée de préfilt, donc avec un collecteur de distribution borgne. La toile filtrante peut être avantageusement constituée par une toile double placée à cheval sur le plateau de l'élément filtrant, la toile étant maintenue sur les deux faces chambrées par des grilles insérées dans les conduits d'alimentation. Ces grilles non seulement maintiennent la toile en position sur les faces chambrées, mais assurent également une régularisation du débit et permettent un gonflement de la membrane sans risque de détérioration de cette dernière. En effet, sans ces grilles amovibles à trous multiples, il serait nécessaire de faire déboucher le collecteur de distribution directement sur les faces chambrées par des trous de plus grande taille que les trous des grilles, afin de prévenir le colmatage de ces trous. Dans ce cas, les membranes, lors du gonflement sur des gâteaux peu épais, risqueraient de pénétrer dans ces trous et d'éclater. Les plaques des éléments de séparation et de compression sont des plaques minces à faces planes, renfermant un ou plusieurs canaux de distribution d'air comprimé, partant de l'orifice d'arrivée d'air comprime situé dans la zone non active et débouchant sur les deux faces de la plaque dans la zone active. Les orifices d'alimentation en air comprimé, d'arrivée de préfilt et de sortie de filtrat étant garnis de joints d'étanchéité. La membrane peut etre une simple feuille rectangulaire de matériau élastique placée à cheval sur la plaque de maniere à recouvrir cette dernière sur les deux faces, dans la zone active. En se référant aux dessins annexés, on va décrire çi-apres plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un filtre-presse conforme à l'invention; sur les dessins : la figure 1 est une vue latérale d'ensemble d'un filtre-presse conforme à l'invention; la figure 2 est une vue d'un élément filtrant; la figure 3 est une coupe partielle, à plus grande échelle, suivant III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue d'un élément de séparation et de compression; la figure 5 est une coupe, à plus grande échelle, suivant V-V de la figure 4, montrant la distribution d'air comprimé; la figure 6 est une coupe, à plus grande échelle, suivant VI-VI de la figure 5, montrant la fixation des deux extrémités de la membrane au bord supérieur de la plaque;; les figures 7a à 7f montrent les différentes phases d'un cycle de fonctionnement du filtre-presse. Selon la figure 1, un filtre-presse conforme à l'invention comprend un bâti 1 allongé sur lequel sont montés deux sommiers fixes 2 et 3 espacés. Le sommier 3 sert de support à un vérin hydraulique 4 dont la tige de piston 5 est mobile en direction du sommier 2. Deux barres 6 horizontales s'étendent, à distance l'une de l'autre, de part et d'autre de la tige de piston 5, entre les deux sommiers 2 et 3. Un ensemble 7 d'éléments verticaux est disposé, entre les barres 6, entre le sommier fixe 2 et un troisième sommier 8 fixé à la tige du piston 5 et mobile en va-et-vient sous l'action du vérin 4. Les éléments de l'ensemble 7 ainsi que le sommier 8 mobile, prennent appui, par des moyens non représentés sur la figure 1, sur les deux barres 6. Tel que décrit ci-dessus, le filtre-presse présente une structure générale connue. Suivant l'invention, l'ensemble 7 d'éléments verticaux est formé d'une alternance de deux types d'éléments, à savoir d'éléments filtrants 9 tels qu'illustrés par les figures 2 et 3, et d'éléments de séparation et de compression 10 tels qu'illustrés par les figures 4, 5 et 6. Selon la figure 3, chaque élément filtrant 9 comprend un plateau 11 recouvert d'une toile filtrante 12 indiquée en tirets. Le plateau 11, de préférence en matière plastique, présente une forme générale rectangulaire (voir figure 2) et comporte sur chaque face un cham braye 13. Sur le fond des deux chambrages 13 du plateau, sont ménagées des cannelures croisées 14. Le plateau 11 est traversé en partie haute, latéralement de part et d'autre des chambrages 13, par deux orifices de passage 15 et en partie basse, latéralement d'un côté des chambrages 13, par un orifice de passage 16. Les deux orifices de passage 15 sont reliés entre eux par un canal transversal 17 qui communique avec les deux faces du plateau 11, à l'endroit du chanfrein supérieur des chambrages 13, par une multitude de conduits de distribution 18, au nombre de dix huit sur la figure 2. Les canaux 18 débouchent d'abord trois à trois dans six premiers chambrages 19 et les chambrages 19 débouchent à leur tour, deux à deux, dans trois seconds chambrages 20 (voir figures 2 et 3). Dans chaque chambrage 20 est insérée à force une grille 21 qui, comme le montre la figure 3, pince, entre son bord et le chambrage 20, la toile filtrante 12 munie d'un trou de forme appropriée à cet endroit. La toile filtrante 12 est constituée par une pièce de toile de forme sensiblement rectangulaire, placée à cheval sur le plateau 11. Ce dernier comporte, sur son bord supérieur, une rangée de pions 22 servant au positionnement de la toile 12 dont les deux bords sont réunis entre eux, par des moyens non représentés, sur le bord inférieur du plateau 11. A la partie inférieure du plateau Il, un canal 23 horizontal s'étend depuis l'orifice de passage 16 sur toute la largeur du chambrage 13, ce canal 23 débouchant, par des conduits 24 répartis sur toute sa longueur, sur les deux faces du plateau Il, à l'endroit du raccordement du fond au chanfrein inférieur des chambrages 13. En dessous de l'un des orifices de passage 15, le plateau ll comporte un autre orifice de passage 25 dont la fonction apparattra par la suite. Enfin, le plateau ll comporte, de part et d'autre des deux chambrages 13, deux patins de glissement 26 par lesquels le plateau repose sur les barres 6, comme indiqué en traits mixtes. Selon les figures 4 à 6, chaque élément de séparation et de compression 10 est composé d'une plaque 27 mince, par exemple en matière plastique, à deux faces planes, et d'une membrane 28 en matière élastique, placée à cheval de bas en haut sur la plaque 27 de manière à recouvrir les deux faces de cette dernière, dans la zone active. La plaque 27 présente en partie haute deux orifices de passage 28 correspondant aux orifices de passage 15 des plateaux 11, et en partie basse, d'un côté, un orifice de passage 29 correspondant à l'orifice de passage 16 des plateaux 11. Les orifices de passage 28 et 29 sont garnis de joints d'étanchéité 30, 31 sur les deux faces de la plaque 27. La plaque 27 comporte par ailleurs un orifice de passage 32 se trouvant dans une position correspondant à celle de l'orifice de passage 25 des éléments 9, l'orifice 32 étant également garni de joints d'étanchéité 33 sur les deux faces de la plaque 27. Depuis l'orifice de passage 32 qui se trouve à l'extérieur de la zone active, recouverte par la membrane, deux canaux 34 s'étendent vers l'intérieur de la plaque 27, jusque dans la zone active, et débouchent ici sur les deux faces de la plaque 27 par des trous de passage 35 (voir figure 5). Le long de son bord supérieur, la plaque 27 est percée d'une rangée de trous de passage 36 qui, comme le montre la figure 6, sont destinés au passage de boulons 37 pour fixer les extrémités de la membrane 28, par exemple à l'aide de deux bandes de serrage 38. Enfin, la plaque 27 comporte deux patins de glissement 39 par lesquels elle repose sur les barres 6. Après serrage de l'ensemble 7 formé par empilage alterné des éléments 9 et 10, entre les deux sommiers 2 et 8, sous l'action du vérin 4, les orifices de passage 15 des éléments 9 et les orifices de passage 28 des éléments 10 forment deux canalisations s'étendant sur toute la longueur de l'ensemble 7, et communiquant par le sommier 2 avec une pompe d'alimentation en préfilt. De façon analogue, les orifices de passage 16 des éléments 9 et les orifices de passage 29 des éléments 10 forment une canalisation d'évacuation de filtrat débouchant dans le sommier 2, tandis que les orifices de passage 25 des éléments 9 et les orifices de passage 32 des éléments 10 forment une canalisation d'alimentation en air comprimé communiquant par le sommier 2 avec une source d'air comprimé. En se référant aux figures 7a à 7f, on va décrire ci-après les différentes phases d'un cycle de fonctionnement possible du filtrepresse conforme à l'invention. La figure 7a correspond à la phase de filtration, pendant laquelle le préfilt est distribué par les canaux 17 dans chaque chambre 40 délimitée par un chambrage 13 recouvert de toile 12, du plateau 11 d'un élément 9 (voir figure 3) et la membrane 28 recouvrant la face opposée de la plaque 27 de l'élément 10 contigü. Sous l'effet de la pression du préfilt, le liquide traverse la toile filtrante qui retient les impuretés, et le filtrat s'écoule ensuite vers le bas par les cannelures 14 et parvient par les conduits 24 dans les canaux d'évacuation 23 (voir figure 3). Les impuretés retenues forment progressivement un gâteau entre la toile 12 et la membrane 28. La figure 7b illustre la phase de précompression du g teau, à laquelle on procede après accumulation d'une quantité prédéterminée d'impuretés dans les chambres 40. On coupe alors l'alimentation en préfilt et on procède au gonflage des membranes 28, par envoi d'air comprimé entre les plaques 27 et les membranes 28. Cela produit un premier essorage du gâteau contenu dans les chambres 40. La figure 7c illustre une phase de lavage des gâteaux, pendant laquelle on relâche les membranes et on envoie de l'eau de lavage sous pression dans les chambres 40 par les canalisations, canaux et conduits de préfilt, cette eau traversant les gâteaux précomprimés. La figure 7d illustre la phase de compression finale des gâteaux, par gonflage des membranes apres arrêt de l'alimentation en eau de lavage. La figure 7e montre une phase de séchage pendant laquelle, les membranes étant relâchées, de l'air de séchage est envoyé dans les chambres 40 par les canaux d'alimentation en préfilt, cet air s'échappant par les canaux d'évacuation de filtrat. Enfin, la figure 7f montre le premier temps d'une phase de débatissage en deux temps, chaque élément 10 étant, dans un premier temps, séparé uniquement de l'un des deux éléments 9 voisins, la séparation de 11 autre élément 9 voisin s'effectuant dans un second temps. Une application particulierement intéressante d'un tel cycle réalisable sur un filtre-presse conforme à l'invention consiste dans la filtration des boues dites de première carbonatation obtenues après décantation à partir de jus sucré résultant de la diffusion de cossettes de betteraves sucrières, à la suite du chaulage et de la premiere carbonatation de ce jus. En effet, dans ce cas, le lavage effectué à la suite de la précompression permet un dessucrage optimal du gâteau, alors que la seconde compression et le séchage permettent d'obtenir des gâteaux ayant une tres forte teneur en matière seche, comme cela est désirable lorsque ces gâteaux doivent être utilisés par exemple comme engrais. En ce qui concerne le débâtissage, le filtre-presse conforme à l'invention permet tous les modes de débâtissage automatiques connus. La chute du gâteau par gravité est facilitée lors de l'utilisation, pour la membrane, d'une matiere à faible adhérence, telle qu'un caoutchouc de silicone. REVENDICATIONS 1. Filtre-presse comprenant un ensemble (7) d'éléments verticaux (9, 10) serrés les uns contre les autres aux deux extrémités de lten- semble entre un sommier fixe (2) et un sommier mobile (8), caractérisé par le fait que les éléments verticaux comprennent une alternance d'éléments filtrants (9) formés par des plateaux (11) chambrés sur les deux faces et revêtus sur les deux faces chambrées de toile filtrante (12), les plateaux comportant sur les deux faces, en partie haute, des moyens de distribution de préfilt (18, 19) et en partie basse, des moyens d'évacuation de filtrat (24), et d'éléments de séparation et de compression (10) formés de plaques (27) revêtues sur les deux faces d'une membrane (28) et munies de moyens (32, 34, 35) de distribution d'air comprimé sur ces deux faces. 2. Filtre-presse suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les plateaux (ll) des éléments filtrants (9) et les plaques (27) des éléments de séparation et de compression (10) sont traversés en partie haute par des orifices alignés d'arrivée de préfilt (15, 28) et en partie basse par des orifices alignés de sortie de filtrat (16, 29) et que les orifices de sortie de filtrat (16, 29) sont situés latéralement à l'extérieur de la zone active dans laquelle a lieu la filtration et la formation d'un gâteau. 3. Filtre-presse suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que deux orifices d'arrivée de préfilt (15, 28) sont situés sur les deux côtés opposés de la zone active et que dans les plateaux (11) des éléments filtrants (9), les deux orifices (15) sont reliés entre eux par un canal (17) formant collecteur de distribution et débouchant par des conduits d'alimentation (18) dans la partie su périeure des chambrages (13) des plateaux. 4. Presse-filtre suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que la toile filtrante (12) est une toile double placée à cheval sur le plateau (11) et est maintenue sur les deux faces chambrées par des grilles d'alimentation (21) insérées dans les conduits d'alimentation (18, 19). 5. Filtre-presse suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la plaque (27) de chaque élément de séparation et de com pression (10) comporte des canaux (34) menant de l'orifice d'arrivée d'air (32) situé en dehors de la zone active, dans la zone active, recouverte par la membrane (28), ou lesdits canaux (34) débouchent sur les deux faces (trous 35). 6. Filtre-presse suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la membrane (28) est une membrane double placée à cheval sur la plaque (27). 7. Filtre-presse suivant les revendications 2 et 5, caractérisé par le fait que la plaque (27) comporte, sur ses deux faces, des joints d'étanchéité (30, 31, 33) entourant les orifices (28) d'arrivée de préfilt, l'orifice (29) de sortie de filtrat et l'orifice (32) d'arrivée d'air comprimé.