Brevet FR2623420A1 — publié le 19890526

MEPICRANES POUR PLATEAUX DE FILTRES-PRESSES. Les filtres-presses sont bien connus, pour séparer des particules de matière solide,d?un liquide formant ensemble une bouillie à filtrer.Ils s'utilisent dans la plupart des industries et traitements d1eaux.Ils comprennent une ossature formée par une pla oue de résistance de fond,une plaque de résistance de tete,qui sont fixes et reliées par des tirants.La plaque de tête porte un vérin puissant double effet, qui agit sur une plaque de résistance mobile,située entre les deux premières et supportée par les tirants, sur lesquels elle se déplace.Entre la plaque de fond et la plaque mobile vient une pluralité de plateaux filtrants et de cadres dans le système plateaux/cadres ou bien des plateaux creusés par des chambres remplacant les cadres,dans le système plateaux chambrés. Chaque plateau comporte å sa périphérie des surfaces planes ou surfaces d'étanchéité,qui sont serrées entre elles,dtun plateau au suivant, pour filtrer sous pression. Chaque plateau est recouvert sur ses deux faces d'un tissu filtrant. Entre les surfacesd'étanchéité se situe l'azyme du plateau. Elle porte des cannelures ou des pastilles permettant ltécoulement de la phase liquide (filtrat) ayant traversé les tissus filtrants retenant la phase solide,.pour former un Etat de la technique: I. Le plateau est plein,en une pièce en matière rigide (autrefois fonte,acier,aluminium,bois..)généralement en polypropylène depuis une décade.Le plateau ne possède aucun moyen de compression du gâteau, seulement asséché au mieux par soufflage d'air comprimé,avec des résultats aléatoires (formation de passages prioritaires) malgré une grande dépense d'énergie. .Il a été ensuite imaginé de munir chaque plateau d'une mem brane expansible, pour comprimer le gâteau filtré. A cet effet, une face d'un plateau plein, complètement en matière rigide, comme sous I ci-avant,n'est plus cannelée ou pastillée mais est creusée par une chambre, recouverte par une membrane cannelée ou pastillée sur une face.De ltair comprimé est in jecté dans cette chambre, pour gonfler la membrane qui ainsi comprime le gâteau filtré. Deux alternatives ont été réalisées. a) le plateau plein étant en polypropylène,on le munit d'une membrane aussi en polypropylène. Elle est formée d'une feuille mince recouverte de cannelures ou de pastilles et est soudée sur le plateau plein . (voir brevets FR 78.08104,FR 74.02274, EF O 081 715). Mais le polypropylène n'est pas élastique, aussi des soufflets minces sont établis à la périphérie de la partie cannelée ou pastillée des membranes, qui gardent une grande fragilité. Le moindre incident de filtration,par exemple,si un plateau est normalement alimenté en bouillie sur une face et peu ou pas sur l#autre,par bouchage total ou partiel du conduit d'ali- mentation de cette face,il se crée une différentielle de pression qui casse la membrane,rendant le plateau complet inutilisable. Cet accident fréquent se produit aussi si la pression de l'air comprimé de gonflage de la membrane est élevée. Ce type de membrane n'admet qu'une pression réduite. Si le gâteau est fortement compressible,le bénéfice de la compression du gâteau n'est pas atteint et la membrane casse. Les plateaux étant à une membrane doivent opérer avec des plateaux pleins cannelés ou pastillés dans la masse rigide (comme sous I ci-avant),un de ces derniers plateaux se situant entre deux plateaux à une membrane. b) la membrane dun plateau est moulée en une pièce en élastomère (caoutchouc,thermoplastique ou autre).Une face est lisse et l'autre est cannelée ou pastillée,sauf une partie périphérique plane, pour être serrée contre les surfaces diétanchéité du plateau,qui ici encore est plein, complètement en matière rigide. (voir brevet GB 1,118,383). c) plus tard sont venus des plateaux avec une membrane expansible comme ci-dessus sur chaque face, ces plateaux devant toujours opérer avec des plateaux pleins, complètement en matière rigide ,comme sous I ci-avant. Ces plateaux à deux mem branes en élastomère attirent les mêmes remarques que pour les plateaux à une membrane. d) ltauteur des présentes a obtenu en France les brevets n0 85 û852S / 2 582 538 et 85 11424 pour des plateaux à deux membranes en élastomère,mais pour lesquels est seulement uti lisé en matière rigide (polypropylène) un assemblage de trois encadrements dont les dimensions forment les surfaces d'étan chéité seulement des plateaux.Ltâme rigide des plateaux dont question ci-avant a disparu,étant remplacée par les deux mem branes expansibles, an élastomère. Ces plateaux à deux membranes sont incassables, indéformables et sont beaucoup plus légers. Ils opèrent sans plateau plein. En tout état de cause,jusqu#ici une membrane en élastomère a un inconvénient majeur,par sa partie plane périphérique serrée entre les éléments rigides du plateau. jusqu'ici cette partie est formée par l'élastomère seulement et a une épaisseur de 4 à 5 millimètres. Lorsque les plateaux successifs sont serrés entre la plaque mobile et la plaque -fixe de fond du filtre-presse ,par le vérin puissant de celui-ci,en vue de la filtration sous pression,les surfaces d'étanchéité et les membranes sont soumises à une pression étant, selon les cas de filtration,de 40 à 80 kg/cm2. Dans ces conditions, que toute élévation de la température de la bouillie aggrave, la dite partie plate périphérique serrée entre des parties rigides planes se lamine et flue. L'épaisseur de la dite partie diminue et un pourcentage d'élastomère sort des limitas des surfaces d'étanchéité.De De proche en proche, le long de la ligne périphérique entre la dite partie plane et la partie cannelée ou pastillée de la membrane,celle-ci s'amenuise et la membrane se déchire le long de cette ligne, lors du gonflage de la membrane,désormais inutilisable. Il a été tenté dry remédier par divers moyens comme munir la dite partie plane d'une surépaisseur périphérique continue, entrant clins une rainure périphérique creusée dans le plateau, ou absorber l'élongation de la dite partie plane de la membrane dans une poche périphérique creusée dans le plateau. Ce ne sont que des pis-aller,qui retardent un peu la destruction. Notre objectif a été de concevoir une membrane en élastomère dont la partie plane périphérique serrée entre les éléments rigides , n'est sujette, par compression élevée,à aucun fluage et vieillissement. Le principe résultant de nos recherches est de mouler une membrane en élastomère, sur une base de tissu épais et solide. La description ci-dessous donne tous détails à ce sujet. Elle s'appuie sur la Fig 1: Coupe verticale dans un plateau de filtration à deux membranes Fig 2: Vue de face d'un plateau (à l'arraché) Le type de plateau représenté est celui des brevets français précités,du même auteur. Chaque plateau est composé de trois encadrements (1)(2)(3) en matière rigide et dure (de préférence le polypropylène). Il n'y a pas d'autre emploi de matière rigide, par exemple pour ltâme du plateau,comme c'est le cas des plateaux de ltétat de la technique.De part et d'autre de l'encadrement central(2) vient une membrane pour la compression des gâteaux filtrés. Elle est constituée par un tissu épais et très résistant à la traction, tout an possédant une petite élasticité.Il est de préférence en polypropylène (d'autres matières ex.nylon etc conviennent). Au moulage de la membrane,ce tissu (4) est imperméabilisé sur les deux faces par une mince couche d'élas tomère(Ca)(O,3#à 0,5 mm).Le dos de la membrane reste lisse. Sur l'autre face, pour former la surface .pastillée,une couche d'élastomère supplémentaire(Cb)(# 2 mm) et en même temps les pastilles (5)sont moulées ,tout en réservant une z8ne Z entre les encadrements et les pastilles. Elle permet le dépla cement latéral de la membrane vers lintérieur de l!encadrement (2) lors de la filtration sous pression et vers l'extérieur lors de la compression des gâteaux. En outre,la partie pastillée a son élasticité propre, qui permet de la gonfler en chapeau chinois de 3 à 4 cm de flèche environ. Les encadrements (1) (3) ont une surface d'étanchéité (S) de plateau à plateau voisin. Chaque plateau est recouvert de deux tissus filtrants (6). L'espace E reçoit la moitié de l'épais saur du gâteau final formé dans les espaces (E) de deux plateaux contigus.(gâteau G). Les cinq parties (trois encadrements + deux membranes) d'un plateau peuvent être assemblées par divers moyens connus, par exemple par vis traversante et écrou comme représenté par repère ( 7),à titre d'exemple.. Le fonctionnement du plateau est classique.La bouillie à fil trer est injectée sous pression dans les espaces E, par des moyens connus, non représentés.La phase solide est retenue par les tissus filtrants (6) qui sont traversés par la phase liquide, qui descend par les espaces entre les pastilles (5) vers les moyens connus d'évacuation des filtrats.(non représentés.) Quand le gâteau est formé dans deux espaces E contigus, de l'air comprimé est injecté dans ltencadrement central (2),ce qui déplace latéralement (zone Z) les membranes et les gonfle. Chaque gâteau est comprimé par deux membranes et est filtré par deux tissus. Ce qui est le plus important ici et sera spécialement revendi qué est la conception,la constitution et la réalisation de membranes pratiquement indestructibles par déchirure de vieillissemont et par la traction. En effet, leur base est un tissu (4) épais et très résistant à la traction,et aux pliages successifs que reçoit la membrane au cours de nombreuses filtrations Ce tissu est soixante fois env.plus résistant à la traction qu'une feuille drélastomère de même épaisseur. La compression la plus forte ne le lamine pas.La partie de la membrane sur tissu épais et solide est pratiquement insensible à la compres sion,dans la partie plane périp hérique serrée entre les enca drements (î à 3). Les membranes revendiquées s'utilisent avec des plateaux/cadres ou avec des plateaux chambrés de tous types. Dans toutes ses parties en élastomère (mince couche dBimper- méabilisation,couche supplémentaire portent les pastilles (s) chaque membrane sur tissu est moulée en un seul temps. Des modifications de praticien relativement à ces membranes sur base de tissu resteraient dans le cadre de l'invention, si elles appliquent le principe de départ,à savoir le moulage de la membrane en élastomère sur un tissu. Ce dernier peut être de toute la surface de la membrane ou n'être qu'un entourage périphérique plus large que les faces serrantes des encadrements (1-2-3), REVENDICATIONS. 1. Membranes pour plateaux de filtres-presses à plateaux et cadres ou à plateaux chambrés, cas membranes en élastomère ayant un dos lisse,l'autre face étant pastillée dans une z8ne formant ltâme de la membrane et se continuant autour des pastilles par une partie périphérique plana, serrée entre les encadrements en matière rigide des plateaux;ces membranes étant déplacées latéralement et gonflées par de l'air comprimé agissant sur leur dos pour comprimer les gâteaux filtrés;ces membranes évitant le fluage et le vieillissement subséquent de la dite partie plane périphérique, par suite de la forte compression qu'elle subit au serrage du filtre-presse pour la filtration sous pression - membranes pour plateaux de filtres presses caractérisées en ce que: elles comprennent comme base principale un tissu (4) épais mais souple, très résistant à la traction,imperméabilisé sur chaque face par une mince couche (Ca) d'élastomère sur laquelle viennent dans la zône pastillée de la membrane une couche supplémentaire (Cb) et les pastilles (5) en élastomère,le moulage de(Ca-Cb-5) s'effectuant en un temps ou par étapes successives, sur le tissu (4). 2. Membranes pour plateaux de filtres-presses suivant la reven dication 1,caractérisées en ce que le tissu (4) forme seule ment un entourage périphérique imperméabilisé et recevant une partie seulement de la couche (Cb) et des pastilles (5) en élastomère,le reste de la z8ne pastillée étant formé par les dites couche et pastilles seulement.