Brevet FR2635989A1 — publié le 19900309

La présente invention eoneerne un filtre eerltlifugr à tambour. à ddcolmstage et éjection automatiques. destiné à débourber des liquides comportant peu de matières sèches en sus pension tels que jus de presses continues eaux usées lisier etc. On connait déjà des filtres centrifuges à tambour à action continue qui sont destinés à séparer les consti tuants de mstières hétérogènes, se présentant sous forme li- quide. solide ou pâteuse et plus particulièrment à séparer certaines particules solides en suspension dans une masse liquide ou pâteuse. par exemple pour la séparation des grap-pes de raisin du vin résiduel. du son de la moutarde etc. Un tel filtre centrifuge est décrit. par exemple. dans le bre vet FR-9F33.611. Un tel filtre centrifuge continu comprend un tambour rotatif ajouré dans lequel on introduit la masse de matière dont les constituants doivent être séparés. et qui doit tre soumise à la centrifugation. Cette masse de matière est introduite dans le tambour à travers la petite base d'une paroi tronconique d'entrée divergente (dans le sens de l'écoulement de la matière). raccordée elle même à une paroi cylindrique ajourée. laquelle peut se prolonger. du coté de la sortie des matières solides. par une paroi tronconique divergente. Dans la partie cylindrique ajourée le liquide est forcé vers l'extérieur à travers les ouvertures, sous l'effet de la force centrifuge. et ce liquide est recueilli et évacué par une goulotte de sortie. les résidus solides. quant à eux. sortent du filtre et sont projetés à ]'exté- rieur le long du bord constituant la grande base de la paroi tronconique divergente de sortie. A l'intérieur du tambour est logé un rotor solidaire d'un arbre coaxial à 1 arbre creux d'entraînement du tambour et qui comporte des organes en contact avec la surface in terne de la partie ajourée cylindrique Ce rotor interne est entrainé en rotation dans le même sens que Ic tambour externe mais à une vitesse légèrement supérieure si bien que Ica orgunco du rotor ont un mouvement relatif Gr rapport à la partie ajourée cylindrique. dans le sens de la rotation de celle ci. La présente invention concerne des perfectionnements apportés h ce type de filtre dans le but d'améliorer son efficacité et de permettre son emploi avec des matières très diverses et notamment du lisier. A cet effet ce filtre centrifuge continu à tambour. à décolmatage et éjection automatiques, comprenant un tambour ajouré entrainé en rotation autour d'un axe horizontal. ce tambour comportant successivement dans le sens de l'écoulement de la matière à filtrer. une paroi tronconique d'entrée divergente b travers la petite base de laquelle est introduite la matière à filtrer. puis une partie eylintriquc ajourée, et du côté de la sortie des matières solides, une paroi tronconique de sortie et. à l'tntérieur du tambour. un rotor solidaire d'un arbre coaxial à l'arbre creux d'n- trainement du tambour et qui comporte des organes différents et adaptés cn contact avec la surface interne de la partie ajourée cylindrique. ce rotor interne étant entrainé en rotation dans le me me sens que le tambour externe mais à une vitesse légèrement supérieure. est caractérisé en ce que la paroi tronconique de sortie est convergente vers l aval. c' est-à-dire vers la sortie des déchets solides. Suivant une caractéristique complémentaire de lin- vention une vis d'Archimède conique peut être logée dans la paroi tronconique de sortie convergente et être solidaire de l'cntrainement du rotor interne. Le filtre suivent l'invention offro l'avantage que,' du fait que la paroi tronconique de sortie est convergente et contient éventuellement une vis d'Archimède conique, la matière solide restant à l'intérieur du tambour, à la sortie de la partie ajourée cylindrique, est freinée dans son écoulement, ce qui contribue à retenir plus longtemps la matière à filtrer dans la partie ajourée cylindrique où elle est soumise à la centrifugation et par conséquent à améliorer l'efficacité de la filtration. On décrira ci-nprès. à titre d' exemple non limita- tif. une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel I La figure 1 est une vue en coupe axiale et verticale d'un filtre à tambour à décolmatage et éjection automatiques suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 1I-II de la figure 1. Le filtre suivant l'invention comprend à l'intérieur d'une enceinte 1 un tambour 2 d axe horizontal, solidaire d'un arbre creux 2a s'étendant à l'extérieur de l'enceinte 1 où il est solidaire d'une cloche coaxiale 3. Lc tambour 2 est entraîné en rotation par un moteur 4, par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement approprié par exemple un dispositif de transmission à courroies entre le moteur 4 et la cloche externe 3. Le tambour 2 a une forme générale cylindroconique et il comprend successivement. de la gauche vers la droite, c'est-à-dire dans le sens d'écoulement du liquide chargé à filtrer, une paroi tronconique divergente 5. ajourée ou non. suivie d'une partie centrale cylindrique ajourée 6 et enfin. d'une paroi tronconique 7 convergeant vers la sortie des déchets solides. La partie cylindrique 6 est constituée par une tôle très finement ajourée, ce qui permet de supprimer la toile filtrante utilisée habituellement dans les appareils connus antérieurement. A l'intérieur du tambour 2 est logé un rotor 8 so-- lidaire d'un arbre 9 s'étendant intérieurement à l'arbre creux 2a du tambour 2. Cet arbre 9 est entraîné. à son ex trématé gauche. par un motoréducteur 11 situé à l'intérieur d'une enceinte elle-même entrainée en rotation, par l'intermédiaire d'un autre mécanisme d'entrainement. dans le même sens que le tambour 2. L'arbre 9 est donc entrainé à une vitesse supérieure à celle du tambour 2. Des dispositifs extérieurs appropriés peuvent alors permettre de modifier la vitesse différentielle durant le fonctionnement en continu de la machine. Le rotor 8 comprend deux parties, à savoir une partie amont 12, considérée dans le sens de l'écoulement du liquide chargé de la gauche vers la droite, laquelle forme un dispositif de décolmatage automatique. et une partie aval 13 constituée par une vis d'Archimède conique. logée dans la paroi tronconique de sortie convergente 7 et constituant un dispositif d'évacuation des boues. Toutefois cette vis d'Ar chimède 13 qui sert essentiellement à retenir la matière en aval et à freiner par conséquent son écoulement de la gauche vers la droite. n'est pas indispensable. Le dispositif de décolmatage 12 comporte deux ensembles transversaux de bras radiaux 14, parallèles les uns aux autres. et entre lesquels s'étendent des rompes 15 sur chacune desquelles est montée une succession d'organes eentri- fugés 16. Chaque succession d'organes 16, montés sur une même rampe 15. s'étend sur toute la longueur de la pâtie cylindrique ajourée 6. Chaque organe 16 peut être articulé autour de la rampe associée 15. constituée par un arbre longitudinal s'étendant entre deux bras radiaux parallèles 14. Chacun de ces organes peut avoir n'importe quelle forme conventionnelle et notamment il peut être profilé sous la forme d'une petite aile marine. en toutes matières (pl asti- que. acier, inoxydable). Le liquide chargé à débourber est introduit dans le filtre suivant l'invention par un tube d' entrée 17 raccordé à la paroi verticale gauche de l'enceinte 1 et débouchant à l'intérieur de cette dernière en un point correspondent à la partie la plus haute de la petite base de la paroi tronconique divergente 5. A l'intérieur de cette partie 5 est disposé un déflecteur transversal 18, plan ou tronconique, dont le bord circulaire est distant de la paroi tronconique 5 de manière à laisser. à la périphérie. un passage annulaire pour le liquide chargé. Ce déflecteur 18 qui est de préférence légèrement conique avec une conicité dirigée vers l'extérieur. c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 1. est solidaire de la paroi tronconique divergente 5. par l'intermédiaire de bras 19 reliés à un moyeu central 21. On décrirn maintenant i e fonct i onnemcnt dtB Itnpy reil qui vient d'être décrit. Le liquide chargé à débourber est introduit dans le tambour 2 en s'écoulant dans le tube d'entrée 17 Le liquide pénètre alors dans le tambour 2 en s'écoulant à travers la petite base de la paroi tronconique divergente 5. il vient frapper le déflecteur 18 entraîné en rotation et il est centrifugé par celui-ci. Par conséquent le liquide chargé de corps solides forme. sous l'effet de la force centrifuge. une couche qui est représentée en hachures sur la figure l et qui s'étend sur toute la surface interne de la paroi tronconique divergente 5. Cette couche pénètre ensuite dans la partie cylindrique ajourée 6 du tambour 2 avec une dpais- seur qui peut atteindre plusieurs centimètres en raison du seuil formé par la paroi tronconique convergente de sortie 7. Cette épaisseur. multipliée par une faible accélération centrifuge (50 à 1009), permet d'obtenir un débit consid- rable du liquide extrait.Le liquide s écoule, sous l'effet de la force centrifuge. à travers un tamis filtrant éventuel logé à l'intérieur de la partie cylindrique perforée 6 et il est recueilli dans la partie inférieure de l'enceinte l-h partir de laquelle il s'écoule à travers une goulotte de sortie 22. Du fait que le rotor interne 8 est entraîné à une vitesse V2 un peu supérieure à celle V1 du tambour 2. dans le même sens, les organes 16 avancent lentement sur la face interne de la partie cylindrique ajourée 6. en étant maintenus au contact de celle-ci sous l'effet de la force centrifuge. Ces organes 16 décollent ainsi les boues lourdes du tamis filtrant tandis que les boues légères restent à la surface du liquide la plus proche de l'axe du tambour. Cette rupture de Frottement, due à l'action des organes 16, jointe à la poussée développée dans la paroi tronconique d'entrée 5, permet aux boues lourdes de progresser lentement vers l'extrémité droite de la partie ajourée cylindrique 6. Les boues lourdes et légères se présentent alors devant la ou les pales de la vis d'Archimède 13 et cette dernière les fait remonter lentement le long de la paroi tronconique convergente de sortie 7. Au cours de ce moWlve- ment ces boues sont égouttées sous l'effet de la force centrifuge. Les boues ainsi égouttées sont alors projetées dans un capot de déchets 23 situé à l'extrémité droite de I 'n- ceinte 1. et ce sous l'effet de bras radiaux de sortie 24 du tambour 2. Ces bras radiaux peuvent s'étendre entre une partie tronconique divergente 25, de faible extension longitudinale. prolongeant la partie tronconique convergente 7, et un moyeu central 26 porté par l'arbre 9. REVENDICATIONS 1.- riltre centrifuge continu à tambour, h décolmatage et éjection automatiques, comprenant un tambour ajotiré (2) entraîné en rotation autour d'un axe horizontal, ce tambour comportant successivement, dans le sens de l'écoulcment de la matière à filtrer, une paroi tronconique d entrée divergente (5) à travers la petite base de laquelle est introduite la matière à filtrer, puis une partie cylindrique ajourée (6). et. du rôté de la sortie des matières solides, une paroi tronconique de sortie (7) et, à l'intérieur du tambour (2), un rotor (B) solidaire d'un arbre (9) coaxial à l'arbre d'entraînement du tambour (2) et qui comporte des organes en contact avec la surface interne de la partie ajourée cylindrique (6), ce rotor interne (8) étant entraîné en rotation dans le même sens que le tambour externe (2) mais à une vitesse légèrement supérieure, caractérisé en ce que la paroi tronconique de sortie (7) est convergente vers l'aval, c' est-à-dire vers la sortie des déchets solides. 2.- Filtre suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'une vis d'Archimède conique (13) est logée dans la paroi tronconique de sortie convergente (7) et est solidaire du rotor interne (8). 3.- Filtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qui comporte un dispositif de décolmatage (12) comprenant deux ensembles de bras radiaux (14) entre lesquels s'étendent des rampes (15) sur chacune desquelles est montée une succession d'organes centrifugés (16) s'étendant sur toute la longueur de la partie cylindrique ajourée (6). 4.- Filtre suivant la revendication 3 caractérisé en ce que chaque organe (16) est articulé autour de la rampe associée (15) constituée par un arbre longitudinal s'étendant entre deux bras radiaux parallèles (14). 5.- Filtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un tube (17) d'entrée du liquide chargé à débourber raccordé à une paroi verticale d'une enceinte (1) contenant l'ensemble rototif et débouchant à l'intérieur de cette dernière en un point correspondant à la partie la plus haute de la petite base de la paroi tronconique d'entrée divergente (5). 6.- Filtre suivant la revendication 5 caractérisé en ce qu'un déflecteur transversal (18), plan ou tronconique, est disposé à l'intérieur de la paroi tronconique d'entrée divergente (5) et son bord circulaire est distant de cotte paroi tronconique (5) de manière à laisser. à la périphérie, un passage annulaire pour le liquide cIarqê. ce déflecteur (18) étant solidaire de la paroi tronconique d'entrée divergente (5). 7.- Filtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi tronconique de sortie convergente (7) est prolongée par une paroi tronconique divergente (25), de faible extension longitudi nale et dans laquelle sont logés des bras radiaux de sortie (24).