Brevet FR2714300A1 — publié le 19950630

Appareil de filtration du type cylindre rotatif à dépression intérieure. DESCRIPTION La présente invention concerne un appareil de filtration d'un effluent comprenant un cylindre rotatif perméable pour la filtration et immergé au moins partiellement dans l'effluent, et une bande filtrante sans fin au contact de la périphérie dudit cylindre rotatif, une dépression à l'intérieur dudit cylindre établissant un courant de filtration vers l'intérieur du cylindre. Le domaine technique de l'invention est celui des filtres comprenant une bande filtrante sans fin mobile au cours de l'opération de filtration. Une application de l'invention est la filtration des liquides, notamment des effluents issus des voies et des aires de stationnement routières. Une autre application de l'invention est la filtration des effluents d'installations industrielles ou agro-alimentaires, par exemple des bourbes et lies. On connaît un appareil de filtration qui comporte une toile chargée par l'effluent et circulant sur une bouche de succion disposée horizontalement. Le fonctionnement d'un tel appareil est discontinu, une étape de succion faisant suite à une étape de déplacement. Un appareil de filtration a aussi été proposé, qui comporte une toile porteuse chargée et circulant sur une bouche à succion disposée horizontalement, la toile avançant de manière continue sur un dispositif à coussins d'air. On connaît aussi un appareil de filtration comprenant un cylindre rotatif muni d'un manchon et immergé en partie dans un bac d'effluents. Le manchon est préalablement empâté. Les impuretés présentes dans l'effluent créent lors du fonctionnement une croûte sur l'empattage. La croûte est raclée vers l'extérieur. On connaît enfin un appareil de filtration comprenant un cylindre rotatif à dépression intérieure. Le cylindre porte un manchon de toile ajusté et l'ensemble baigne dans l'effluent. Les eaux usées chargées de matière solide affluent radialement par l'extérieur sur le filtre. La toile filtrante retient les matières solides et l'eau filtrée s'évacue par l'intérieur du cylindre rotatif ou tambour. L'élimination des impuretés est obtenue par un moyen de succion distinct qui circule sur le manchon disposé à l'extérieur du cylindre. Tout en ayant des avantages, les appareils de filtration de type connu présentent aussi des inconvénients. Par exemple la toile de filtre doit être changée assez fréquemment, et le nettoyage du filtre n'est généralement pas effectué de manière continue. La présente invention a pour objectif de proposer un appareil de filtration du type précité ne présentant pas les inconvénients indiqués ci-dessus. Un autre objet de la présente invention est la réalisation d'un appareil de filtration que l'on peut faire fonctionner et entretenir d'une façon particulièrement facile, et qui est particulièrement bien adapté à une fabrication aisée et économique. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint du fait que l'appareil de filtration précité comporte en outre au moins une zone de ladite bande filtrante est disposée à l'écart d'au moins une zone périphérique du cylindre, un masque étant apte à fermer de manière sensiblement étanche ladite zone périphérique du cylindre rotatif. L'appareil de filtration conçu conformément à l'invention présente un certain nombre d'avantages. Etant donné que ladite bande circule en partie à l'écart du cylindre rotatif, l'opération de nettoyage en vue de la réutilisation de la bande peut être effectuée de manière continue d'une part, et adaptée à toute sorte de toiles d'autre part, en particulier aux toiles micro-tissées qui sont relativement fragiles. Grâce à la présence d'un masque apte à fermer de manière sensiblement étanche un secteur périphérique du cylindre rotatif, la bande peut être soustraite à la force de succion induite par la dépression à l'intérieur du cylindre rotatif, en vue d'un défilement de la toile destiné à l'opération de nettoyage. En outre, la partie du cylindre soumise à une pression négative et recouverte par la bande filtrante permet une filtration efficace et un chargement de la bande filtrante par un gâteau bien en place. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adoptées - ledit masque est en forme de voûte et apte à coopérer intimement avec ladite zone périphérique dudit cylindre rotatif - ledit masque est disposé à l'extérieur de ladite zone périphérique - ledit appareil de filtration comprend un racloir agissant sur ladite zone de bande disposée à l'écart du cylindre rotatif, du côté de la bande (23) où se trouve le gâteau - ledit appareil de filtration comprend un moyen de rinçage à contre-courant du courant de filtration, notamment une soufflerie d'air - ladite bande filtrante comprend une toile micro-tissée disposée à l'extérieur par rapport au cylindre rotatif - ladite bande filtrante comprend un tapis de support, notamment une toile tissée, disposé vers l'intérieur de la bande par rapport au cylindre rotatif - ledit appareil de filtration comprend au moins un moyen de séparation dudit tapis de support et/ou de ladite toile micro-tissée du reste de la bande filtrante, notamment un ou plusieurs rouleaux de renvoi - ledit moyen de rinçage est disposé entre ledit tapis de support ou ladite toile micro-tissée, et le reste de la bande filtrante - ledit appareil de filtration comprend un moyen de tension de ladite zone de la bande filtrante disposée à l'écart du cylindre rotatif, notamment un rouleau tendeur. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et leurs avantages apparaîtront à la lecture de la description des modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemple. I1 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe transversale selon la ligne I-I de la figure 3 illustrant un mode de réalisation d'un appareil de filtration de l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective illustrant un mode de réalisation d'un masque la figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle selon la ligne III-III de la figure 1 illustrant le montage du cylindre rotatif. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 des dessins ; l'appareil de filtration qui y est représenté comprend un bac 1 destiné à contenir un effluent 2. Le bac comporte un orifice d'entrée 3, un flasque avant 4 et un flasque arrière 5, un orifice de sortie 6 étant disposé sur le flasque arrière 5. Le flasque avant 4 est muni de deux découpes 7, 8 respectivement destinées à recevoir l'axe 9 d'un rouleau tendeur 10 et l'axe moteur 11 d'un cylindre rotatif ou tambour 12. Préférentiellement, lesdits axes sont disposés horizontalement. La découpe 8 est recouverte par une plaque d'étanchéité 8a munie d'un joint 8b au contact de l'axe moteur 11. L'orifice de sortie 6 est disposé sur le flasque arrière 5 de manière à être inscrit à l'intérieur du cercle de projection dudit cylindre rotatif 12 sur le flasque arrière 5. L'orifice de sortie 6 est disposé vers le bas et centré sur un axe vertical de symétrie du cylindre rotatif 12. Une frette circulaire de soutien 13 du cylindre rotatif 12 est soudée au flasque arrière 5. Deux paliers étanches 14, 15 sont destinés au montage de l'axe moteur du cylindre rotatif 12. Le cylindre rotatif 12 comporte une paroi cylindrique périphérique 16 constituée par une tôle perforée, les perforations ayant préférentiellement un diamètre de l'ordre de 8 millimètres. La paroi périphérique 16 est renforcée par des croisillons 17 constitués par des tubes rectangulaires radiaux en appui sur l'axe moteur 11. La paroi périphérique 16 est également renforcée par des entretoises 18 disposées au contact de ladite paroi 16 et entre lesdits croisillons 17. L'avant du cylindre rotatif 12 est fermé par un disque plein 19. L'arrière du cylindre rotatif 12 est ouvert et supporté par un cerceau d'appui 20 qui est monté libre en rotation autour de ladite frette de support 13 de manière étanche à l'aide par exemple de deux joints toriques 21. Le cylindre rotatif 12 comporte en outre des cerclages de renfort 22 s'appuyant sur les croisillons 17. L'appareil de filtrage comprend en outre une bande filtrante 23 sans fin enroulée à la périphérie du cylindre rotatif 12, de telle sorte qu'une dépression à l'intérieur du cylindre 12 établit un courant de filtration 40 vers l'intérieur du cylindre 12 au travers de la bande filtrante 23. La bande filtrante 23 comprend une toile micro-tissée 24 constituant une membrane filtrante d'une part, et une toile tissée 25 constituant un tapis sans fin d'autre part. Préférentiellement, la toile micro-tissée est constituée par exemple de polyester, nylon, polypropylène, carbone fluoré ou fibres de verre et présente des pores de diamètre de l'ordre de 1 à 10 microns (10-6 à 10-5 mètres). Le tapis de support 25 est préférentiellement constitué en PTFE (polytétrafluoroéthylène) tissé à mailles de 5 millimètres par 5 millimètres. Une zone 26 de la bande filtrante 23 est disposée à l'écart d'une zone périphérique 27 du cylindre rotatif 12. La bande filtrante 23 est enroulée partiellement autour du rouleau tendeur 10 constituant un moyen de tension dans ladite zone 26 de la bande disposée à l'écart du rouleau rotatif 12. Un masque fixe 28, décrit ci-après, ferme de manière sensiblement étanche ladite zone périphérique 27 et est disposé à l'extérieur du cylindre rotatif 12. Deux rouleaux de renvoi 29, 30 disposés à l'aval du rouleau tendu 10 et décalés par rapport à une ligne de défilement fictive de la bande 23 joignant le rouleau tendeur 10 au cylindre rotatif 12 constituent un moyen de séparation du tapis de support 25 de la toile filtrante micro-tissée 24. Un racloir 50 agit tangentiellement au premier rouleau de renvoi 29 du côté de la toile filtrante micro-tissée 24 où se trouve le gâteau 31 de manière à déverser le gâteau 31 dans un bac à déchets 32. Une soufflerie d'air 33 est disposée à l'aval des deux rouleaux de renvoi 29, 30 entre la toile micro-tissée 24 et le tapis de support 25, de manière à constituer un moyen de rinçage à contre-courant du courant de filtration. Un agitateur 59 est disposé au voisinage du fond du bac 1. On se réfère maintenant à la figure 2 des dessins ; le masque 28 qui y est représenté est en forme de voûte et apte à coopérer intimement et de manière sensiblement étanche avec ladite zone périphérique 27 du cylindre rotatif 12. Un mode de réalisation prévoit un masque 28 constitué de tôle inoxydable. Préférentiellement, la longueur de l'arc de voûte est égal à la longueur de l'arc de ladite zone périphérique 27, et la dimension longitudinale du masque 28 est égale à la distance entre lesdits flasques avant et arrière 4, 5. Le masque 28 comporte un joint périphérique 34 afin de fermer de manière sensiblement étanche ladite zone périphérique 27 du cylindre rotatif 12. Le masque 28 est fixé par des pattes 35 aux flasques avant et arrière 4, 5 du bac 1 de l'appareil de filtration. Préférentiellement, le masque 28 est renforcé par des cornières longitudinales 36 et des platines transversales 37. Avantageusement, le masque 28 comporte en outre deux joints longitudinaux 38 larges en PTFE et disposés sur les bords longitudinaux du masque 28, de manière à constituer une zone de transition pour la bande 23 entre ladite zone périphérique 27 disposée à l'écart de la bande 23, et le reste du rouleau rotatif 12 recouvert par la bande 23. Chaque joint 38 est préférentiellement en forme de lame non coupante. Un mode de fonctionnement de l'appareil de filtration de l'invention est décrit ci-après. L'effluent 2 arrive par l'orifice d'entrée 3 et se répand autour du cylindre rotatif 12 recouvert en partie par la bande filtrante 23 constituée par la toile filtrante micro-tissée 24 et le tapis de support 25. Ainsi, le niveau de l'effluent 2 ne dépasse pas l'orifice d'entrée 3. La zone périphérique 27 non recouverte par la bande filtrante 23 est masquée de manière étanche par le masque 28. L'écoulement du liquide filtré 39 par l'orifice de sortie 6 permet d'obtenir une dépression à l'intérieur du cylindre rotatif 12. Du fait de cette dépression, l'effluent 2 est soumis à un courant 40 de filtration au travers du cylindre rotatif 12, de manière à abandonner les impuretés ou matières solides en suspension à l'extérieur de la toile micro-tissée 24 en formant un gâteau 31. La bande filtrante 23 et le cylindre rotatif 12 tournent dans le sens représenté à la figure 1. Les joints 38 des bords longitudinaux du masque 28 permettent un glissement de la bande 23 constituée par la toile micro-tissée 24 et le tapis de support 25 lors du décollement ou du rapprochement de la bande 23 par rapport au cylindre rotatif 12. Le joint 38 est préférentiellement en forme de lame non coupante de manière à constituer une amorce de décollement La bande 23 est renvoyée par le rouleau tendeur 10 vers une zone de séparation de la toile micro-tissée 24 et du tapis de support 25 constituée par les rouleaux de renvoi 29, 30, et vers une zone de nettoyage comprenant le racloir 50 qui permet d'éliminer la plus grande partie du gâteau 31 qui tombe dans le bac à déchet 32. La soufflerie 33 permet de parfaire le nettoyage de la toile micro-tissée 24. La toile micro-tissée 24 et le tapis de support 25 se rejoignent alors sur le deuxième joint longitudinal 38 du masque 28, de manière à commencer un nouveau cycle de filtration. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'appareil de filtration qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de protection défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Appareil de filtration d'un effluent (2), du type comprenant un cylindre rotatif (12) perméable pour la filtration et immergé au moins partiellement dans l'effluent (2), et une bande filtrante (3) sans fin au contact de la périphérie dudit cylindre rotatif (12), une dépression à l'intérieur dudit cylindre rotatif (12) établissant un courant de filtration (40) vers l'intérieur du cylindre rotatif (12), caractérisé en ce qu'au moins une zone (26) de ladite bande filtrante est disposée à l'écart d'au moins une zone périphérique (27) du cylindre, un masque (28) étant apte à fermer de manière sensiblement étanche ladite zone périphérique (27) du cylindre rotatif (12). 2. Appareil de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit masque (28) est en forme de voûte et apte à coopérer intimement avec ladite zone périphérique (27) dudit cylindre rotatif (12). 3. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit masque (28) est disposé à l'extérieur de ladite zone périphérique (27). 4. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un racloir (30) agissant sur ladite zone (26) de bande (23) disposée à l'écart du cylindre rotatif (12), du côté de la bande (23) où se trouve le gâteau (31). 5. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de rinçage à contre-courant du courant de filtration (40), notamment une soufflerie d'air (33). 6. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite bande filtrante (23) comprend une toile micro-tissée (24) disposée à l'extérieur de la bande par rapport au cylindre rotatif (12). 7. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite bande filtrante (23) comprend un tapis de support (25), notamment une toile tissée, disposé à l'intérieur de la bande par rapport au cylindre rotatif (12). 8. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de séparation dudit tapis de support (25) et/ou de ladite toile micro-tissée (24) du reste de la bande filtrante (23), notamment un ou plusieurs rouleaux de renvoi (29, 30). 9. Appareil de filtration selon les revendications 5 et 8, caractérisé en ce que ledit moyen de rinçage (33) est disposé entre ledit tapis de support (25) ou ladite toile micro-tissée (24), et le reste (24) de la bande filtrante (23). 10. Appareil de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de tension de ladite zone (26) de la bande filtrante (23) disposée à l'écart du cylindre rotatif (12), notamment un rouleau tendeur (10).