Brevet FR2872066A1 — publié le 20051230

La présente invention concerne un dispositif pour la filtration d'un liquide contenant des particules solides en suspension, notamment d'un jus de raisin, comprenant une cuve renfermant un filtre rotatif, des moyens pour entraîner le filtre en rotation, des moyens pour récupérer le liquide filtré et des moyens pour récupérer les particules solides. Les dispositifs de filtration actuels fonctionnent de manière discontinue et ne peuvent de ce fait être utilisés pour filtrer de grandes quantités de liquide. Par ailleurs, le nettoyage de leur filtre, long et difficile, nécessite des temps d'immobilisation importants et entraîne des coûts d'entretien élevés. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de filtration ayant la structure indiquée au premier paragraphe ci-dessus et qui est caractérisé en ce que le filtre rotatif comprend une paroi latérale de révolution ayant un axe vertical et s'évasant de son extrémité inférieure vers son extrémité supérieure, et en ce qu'une paroi est disposée dans la cuve de façon à former un premier compartiment situé autour de la paroi latérale du filtre et destiné à récupérer le liquide filtré et un second compartiment situé au-dessus et autour du premier compartiment et destiné à récupérer les particules solides. Grâce à cet ensemble de dispositions, le dispositif conforme à l'invention peut filtrer en continu de grandes quantités de liquide. Le liquide à filtrer, quand il est introduit en continu dans le filtre en rotation, est en effet constamment projeté contre la paroi latérale de celui-ci sous l'action de la force centrifuge engendrée. Or, sous l'action de cette force, la phase liquide traverse directement la paroi latérale du filtre pour se diriger dans le premier compartiment, la phase solide se déplaçant quant à elle le long de la paroi latérale du filtre, en direction de l'extrémité supérieure de celui-ci, jusqu'à ce qu'elle vienne dans le second compartiment. Selon la nature du liquide à filtrer, la paroi latérale du filtre 35 peut être tronconique, hyperbolique ou arrondie au voisinage de l'une au moins de ses extrémités. Avantageusement, le filtre peut être fixé de manière amovible à l'extrémité libre d'un arbre solidaire en rotation des moyens d'entraînement. Grâce à ce montage, le filtre en place peut être remplacé par un autre filtre dont la forme et les mailles permettent de filtrer dans les meilleures conditions possibles un liquide contenant des particules solides de taille ou de nature prédéterminée. Selon une caractéristique particulière du dispositif de filtration, la paroi latérale du filtre peut être constituée par un tamis comprenant des mailles dont les dimensions sont situées dans la plage allant de 5 à 150 microns. Il suffit donc de choisir un tamis dont les mailles ont des dimensions choisies parmi celles de cette plage pour filtrer des liquides contenant des particules solides de tailles prédéterminées. La paroi latérale du filtre peut en outre former avec la verticale un angle situé dans la plage allant de 10 à 80 . Il suffit donc également de choisir un filtre dont la paroi latérale forme par rapport à la verticale un angle prédéterminé compris dans la plage ci-dessus pour que le transfert des particules solides dans le second compartiment s'effectue de façon optimale. Avantageusement, le premier compartiment peut comprendre un fond incliné se prolongeant à l'extérieur de la cuve par une première goulotte destinée à évacuer le liquide filtré. De même, le second compartiment peut comprendre un fond incliné se prolongeant à l'extérieur de la cuve par une seconde goulotte destinée à évacuer les particules solides, les première et seconde goulottes étant situées au niveau de deux emplacements opposés de la cuve. Compte tenu de l'inclinaison des fonds des deux compartiments, le liquide filtré et les matières solides peuvent se diriger naturellement vers les goulottes d'évacuation, ce qui permet de diminuer le nombre des opérations de manipulation à effectuer par le personnel et contribue par conséquent à augmenter les quantités de liquide susceptibles d'être filtrées. Le dispositif de filtration peut par ailleurs comprendre des moyens pour projeter un produit de nettoyage contre la paroi latérale du filtre et/ou des moyens pour sécher cette paroi latérale. Les opérations de nettoyage et d'entretien du filtre peuvent ainsi être réalisées facilement et avec efficacité. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés 5 dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de filtration conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; et - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe schématique de deux variantes du filtre utilisé dans le dispositif visible sur les figures 1 et 2. Le dispositif de filtration représenté sur les figures 1 et 2 a été mis au point pour filtrer le jus obtenu par pressage de grappes de raisin. Il va de soi cependant qu'il pourrait être utilisé pour filtrer toute solution liquide contenant des particules solides. Le dispositif de filtration représenté comprend un bâti 1 supportant une cuve 2, un filtre 3 monté rotatif dans la cuve 2, des moyens 4 pour entraîner le filtre 3 en rotation, des moyens 5 pour récupérer le jus de raisin filtré et des moyens 6 pour récupérer les particules solides telles que des morceaux de rafles ou de feuilles. Le filtre 3 comprend une paroi latérale tronconique 7 ayant un axe vertical et s'évasant de son extrémité inférieure vers son extrémité supérieure. Sa paroi latérale est constituée par un tamis comprenant des mailles dont les dimensions peuvent être choisies parmi celles situées dans la plage allant de 5 à 150 microns. Elle forme en outre avec la verticale un angle prédéterminé choisi dans la plage allant de 10 à 80 . Un disque 8 comportant un trou central est fixé à l'extrémité supérieure de la paroi latérale 7 et s'étend coaxialement avec celle-ci. On notera ici que le trou central du disque 8 a le même diamètre que l'extrémité supérieure de la paroi latérale 7. Comme le disque est coaxial avec la paroi latérale 7, il s'étend radialement à l'extérieur de l'extrémité supérieure de celle-ci. L'extrémité inférieure de la paroi latérale du filtre 3 est fixée de manière amovible à l'extrémité libre, tournée vers le haut, d'un arbre vertical 9 faisant partie des moyens d'entraînement 4. Des vis sont utilisées pour assurer cette fixation mais d'autres moyens équivalents pourraient bien entendu être utilisés. Le filtre 3 peut donc être remplacé facilement par un autre filtre ayant des mailles de dimensions différentes et/ou dont la paroi latérale présente par rapport à la verticale une inclinaison différente. En se référant aux figures 3 et 4, on remarquera que la paroi latérale 7 du filtre 3 peut être arrondie vers l'intérieur au niveau de son extrémité inférieure et vers l'extérieur au niveau de son extrémité supérieure (figure 3) ou présenter un arc d'hyperbole tourné vers l'extérieur au niveau de son extrémité supérieure et un arc d'hyperbole tourné vers l'intérieur entre ses extrémités supérieure et inférieure. Une paroi verticale 10 est installée dans la cuve 2 de façon à former un premier compartiment 11 situé autour de la paroi latérale 7 du filtre 3 et destiné à récupéré le jus filtré, et un second compartiment 12 au- dessus et autour du compartiment 11 et destiné quant à lui à récupérer les particules solides. En se référant à la figure 1, on remarquera que la périphérie supérieure de la paroi verticale 10 est située sous le disque 8, au voisinage de la périphérie extérieure de celui-ci. Ainsi, les particules solides recueillies à l'intérieur du filtre 3 ne peuvent pénétrer dans le premier compartiment 11 qui est réservé au jus filtré. Le compartiment 11 comprend un fond plat 13 qui est incliné et se prolonge à l'extérieur de la cuve 2 par une première goulotte 14 30 destinée à évacuer le jus filtré. De même, le compartiment 12 comprend un fond plat 15 qui est incliné et se prolonge à l'extérieur de la cuve 2 par une deuxième goulotte 16 destinée à évacuer les particules solides. Dans le mode de réalisation représenté, les goulottes 14 et 16 sont situées au niveau de deux emplacements opposés de la paroi latérale de la cuve 2. Cette disposition particulière n'est toutefois pas imposée et pourrait être modifiée sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. On va maintenant décrire les moyens 4 prévus pour entraîner le filtre 3 en rotation. Comme le montre la figure 1, les moyens d'entraînement 4 comprennent un ensemble moteur-réducteur 17, par exemple électrique, dont l'arbre de sortie porte une poulie 18, l'arbre vertical 9 mentionné ci-dessus qui porte une poulie 19 à son extrémité inférieure, et une courroie 20 passant sur les poulies 18 et 19. L'ensemble moteur-réducteur 17, la partie inférieure de l'arbre 9 et la courroie 20 sont situés sous la cuve 2. L'arbre 9 qui traverse le fond 21 de la cuve est maintenu verticalement dans un boîtier 22 contenant des paliers non représentés et porte à son extrémité supérieure un plateau 23 sur lequel le filtre 3 peut être fixé de manière amovible. L'introduction du jus de raisin à filtrer dans le filtre 3 est réalisable à l'aide d'un conduit vertical 24 dont l'extrémité inférieure est adjacente à celle du filtre 3 et qui traverse un couvercle 25 assurant la fermeture de l'entrée de la cuve 2. Grâce au couvercle 25, les risques pour que des projections de jus viennent souiller le sol autour de la cuve sont donc éliminés. être complet, on précisera que le dispositif de filtration d'être décrit comprend des moyens 26 pour projeter un nettoyage, par exemple de l'eau, contre la paroi latérale 7 ainsi que des moyens 27 pour sécher cette dernière. le mode de réalisation représenté, les moyens 26 sont par une série de buses montées les unes au-dessus des la paroi verticale 10, ces buses étant reliées par un à une source d'alimentation en produit de nettoyage non et dirigées vers la paroi latérale du filtre 3. Les moyens 27 sont constitués quant à eux par une autre série de buses également montées les uns au-dessus des autres sur la paroi verticale 10, ces buses étant reliées par un conduit 29 à une source d'air comprimé non représentée et dirigées vers la paroi latérale du filtre. On notera ici que les deux séries de buses sont de préférence situées en deux emplacements opposés de la paroi 10. Pour qui vient produit de du filtre, Dans constitués autres sur conduit 28 représentée On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de filtration selon l'invention. Après avoir actionné l'ensemble moteur-réducteur 17 afin d'entraîner le filtre 3 en rotation, on introduit le jus à filtrer 5 dans le conduit vertical 24. Le jus à sa sortie de ce conduit est projeté contre la paroi latérale 7 du filtre 3 sous l'action de la force centrifuge. Sous l'effet de cette force, la phase liquide traverse les mailles du tamis 3 et pénètrent dans le compartiment 11. Comme le fond de celui-ci est incliné, le jus filtré se dirige alors naturellement vers la goulotte 14 à la sortie de laquelle il peut être récupéré. Pendant ce temps, les particules solides se déplacent le long de la paroi latérale 7 du filtre, en direction de l'extrémité supérieure de celui-ci, puis viennent sur le disque 8 sur lequel elles se déplacent radialement vers l'extérieur, et tombent dans le compartiment 12. Comme le fond de celui-ci est incliné, les particules solides se dirigent naturellement vers la goulotte 16 à la sortie de laquelle elles peuvent à leur tour être récupérées. Il ressort de ce qui précède que le dispositif de filtration conforme à l'invention peut être utilisé en continu et qu'il permet une séparation parfaite de la phase liquide et des particules solides constituant une solution devant être filtrée. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la filtration d'un liquide contenant des particules solides en suspension, notamment d'un jus de raisin, comprenant une cuve (2) renfermant un filtre rotatif (3), des moyens (4) pour entraîner le filtre en rotation, des moyens (5) pour récupérer le liquide filtré et des moyens (6) pour récupérer les particules solides, caractérisé en ce que le filtre rotatif (3) comprend une paroi latérale de révolution (7) ayant un axe vertical et s'évasant de son extrémité inférieure vers son extrémité supérieure, et en ce qu'une paroi (10) est disposée dans la cuve (2) de façon à former un premier compartiment (11) situé autour de la paroi latérale (7) du filtre (3) et destiné à récupérer le liquide filtré et un second compartiment (12) situé au-dessus et autour du premier compartiment (11) et destiné à récupérer les particules solides. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi latérale (7) du filtre (3) est tronconique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi latérale (7) du filtre (3) est hyperbolique. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la paroi latérale (7) du filtre (3) est arrondie au voisinage de l'une au moins de ses extrémités. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre (3) est fixé de manière amovible à l'extrémité libre d'un arbre (9) solidaire en rotation des moyens d'entraînement (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale (7) du filtre (3) est constituée par un tamis comprenant des mailles dont les dimensions sont situées dans la plage allant de 5 à 150 microns. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale (7) du filtre (3) forme avec la verticale un angle situé dans la plage allant de 10 à 80 . 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier compartiment (11) comprend un fond incliné (13) se prolongeant à l'extérieur de la cuve (2) par une première goulotte (14) destinée à évacuer le liquide filtré. 9. Dispositif de filtration selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second compartiment (12) comprend un fond incliné (15) se prolongeant à l'extérieur de la cuve (2) par une seconde goulotte (16) destinée à évacuer les particules solides, les première et seconde goulottes (14,16) étant situées au niveau de deux emplacements opposés de la cuve (2). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (26) pour projeter un produit de nettoyage contre la paroi latérale (7) du filtre (1) . 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (27) 15 pour sécher la paroi latérale (7) du filtre (8).