Brevet FR2893860A1 — publié le 20070601

DISPOSITIF DE DECOLMATAGE DES PLATEAUX D'UN FILTRE PRESSE La présente invention concerne un dispositif de décolmatage des plateaux d'un filtre presse. On connaît les procédés de filtrage qui recourt à des filtres presse pour assurer la séparation des parties solides et des parties liquides. Ces filtres-presses sont couramment utilisés dans l'épuration, l'agroalimentaire comme dans l'industrie en général dès qu'il faut traiter des liquides chargés, notamment les rejets. Un filtre presse comprend des plateaux qui sont alignés horizontalement. Ces plateaux comprennent des cadres et une toile filtrante disposée sur ce cadre, constituant ainsi un plateau. Ces plateaux sont supportés par des oreilles reposant sur deux supports du type barre cylindrique ou rectangulaire de dimensions suffisantes pour assurer les reprises de charge. Ces deux barres permettent ainsi aux plateaux de coulisser sur ces deux barres. Une tête de butée est solidarisée aux deux tiges tandis qu'une tête de pressage, généralement mue par au moins un vérin hydraulique, exerce une forte pression sur la ligne de plateaux de sorte à assurer une étanchéité entre lesdits plateaux par leur plan de joint. Le fluide chargé est introduit dans le filtre sous pression. Cette pression est inférieure à la pression de fermeture de la ligne de plateaux pour que ces plateaux conservent l'étanchéité au plan de joint. Seule la phase liquide s'écoule, et la matière solide est retenue en fonction du seuil de filtration de la toile, entre les plateaux. Cette matière solide forme un gâteau. Une fois la phase de filtration terminée, la pression de la tête de fermeture est interrompue et cette tête est rétractée pour permettre d'espacer les cadres et de retirer les gâteaux de matière solide. Généralement les cadres des plateaux sont reliés entre eux par un câble de 5 sorte à obtenir un espacement automatique et régulier lors de la tension dudit câble. Suivant les matériaux, la matière solide présente un pouvoir de colmatage plus ou moins grand se compactant différemment et adhérant plus ou moins à la toile. De façon connue, il est prévu des moyens de décolmatage de ces gâteaux de 10 sorte à assurer la chute dudit gâteau à partir de chaque plateau. De tels moyens comprennent généralement des moyens de secouage par exemple avec une came motorisée qui vient au contact des oreilles et provoquent des chocs saccadés sur ces oreilles entraînant la chute du gâteau. Suivant le pouvoir d'adhérence l'opérateur juge du temps de vibration à exercer, 15 cette opération étant automatique. Néanmoins, chaque plateau doit être vérifié par l'opérateur afin qu'il ne reste pas de gâteau sur la toile mais surtout qu'il ne subsiste pas un morceau de gâteau qui serait encore partiellement lié à la toile mais qui recouvrirait une partie du plan de joint. 20 En effet, lors de la fermeture suivant du filtre presse, l'effort de pression exercé sur la colonne horizontale de plateaux provoque, du fait de la matière subsistant entre les plans de joint d'au moins deux plateaux successifs, des déformations d'une part et surtout des fuites éventuelles lors de la mise en pression d'autre part. Dans tous les cas, un tel cycle de filtration est mal 25 engagé. Il serait donc judicieux de déterminer si les plateaux sont exempts de matière solide dès la fin du décolmatage des gâteaux avant de lancer un nouveau cycle, ceci sans l'intervention de l'opérateur et surtout au moment du décolmatage de chacun des plateaux de sorte à relancer un nouveau cycle de secouage si le plateau n'est pas totalement débarrassé de la matière solide. Une solution adaptée consiste à peser chacun des plateaux. Si le poids mesuré est supérieur au poids théorique d'un plateau vide aux variations près dues, par exemple, au filtre humidifié et à la matière qui subsiste nécessairement, alors il subsiste de la matière solide. De fait, il faut relancer un cycle de secouage voire il faut intervenir sur le plateau. L'opérateur ne peut pas relancer un cycle de filtration et risquer de déformer de façon irrémédiable un cadre de plateau par une mise en pression de la colonne de plateaux. On connaît ainsi une demande de brevet EP 862 489 qui décrit un agencement avec une paire de premiers moyens qui secouent les plateaux un à un, de chaque côté de chacun des plateaux, et une paire de seconds moyens de secouage qui assurent aussi un pesage en soulevant chaque plateau. Ainsi, après secouage par la paire de premiers moyens, la paire de seconds moyens est mise en service et soulève le plateau. • Si la pesée est non conforme, cette paire de seconds moyens de pesée/secouage en se rétractant provoque la chute du plateau sur les rails support et éventuellement le décolmatage de la matière solide restante. Un nouveau cycle permet de s'assurer que la pesée du plateau est conforme et que le plateau est décolmaté. • Si la pesée est conforme, les deux paires de moyens de secouage et de pesée/secouage sont déplacés au plateau suivant. Un tel dispositif de l'art antérieur reste complexe, symétrique et ne donne pas entière satisfaction. Le dispositif de la présente invention propose un agencement simple, efficace avec une variante permettant, dans certains cas, plus particulièrement les filtres-presses de petites dimensions, de réaliser un contrôle simultané de l'ensemble des plateaux. De plus, le dispositif selon la présente invention permet de travailler de façon dissymétrique mais en conservant une précision adaptée. Le dispositif est maintenant décrit en détail suivant un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent : - figure 1 : un filtre presse vu en élévation latérale, équipé des moyens de pesée simultanée des plateaux, - figure 2 : une vue en coupe transversale de ce même filtre presse, - figure 3 : une vue de détail d'un plateau isolé et des moyens de secouage et de pesage, - figure 4 : une vue de détail des moyens de pesage, - figure 5 : une vue en coupe transversale des moyens de pesage dans le cas 15 d'un plateau de grandes dimensions, et - figure 6 : une vue en élévation latérale des moyens de pesage représentés sur la figure 5. Le dispositif selon l'invention, représenté sur les figures 1 à 4, comprend de façon connue, un bâti 10 avec deux tiges 12 support, horizontales, solidaires du 20 bâti, sur lesquelles sont suspendus des plateaux 14. Chaque plateau 14 comprend un cadre 16 avec une toile, non représentée, et des oreilles 18, faisant saillie latéralement et aptes à venir en appui, par gravité, sur lesdites tiges 12. Un vérin 20 assure la pression horizontale de serrage des plateaux les uns contre les autres , dans le plan des tiges de sorte à reprendre les efforts mécaniques 25 engendrés. Il est prévu des moyens 22 de secouage disposés sur un seul côté du filtre presse. Ces moyens de secouage comprennent un ensemble de cames 24 entraînées en rotation par un moteur de sorte à provoquer des soulèvements au- dessus des tiges et des abaissements, de façon saccadée, ce qui décolmate le gâteau de matière solide issue de la filtration, lorsque les plateaux sont écartés comme sur la figure 1. Ces cames sont portées par un même arbre et viennent chacune sous une oreille 5 de sorte à secouer chacun des plateaux individuellement mais simultanément aux autres. Ainsi l'ensemble des plateaux est secoué. On note que la disposition d'un seul secoueur sur un seul côté selon la présente invention permet non seulement de provoquer des chocs qui assurent un 10 décolmatage mais aussi fait subir au gâteau un certain couple car le plateau pivote sur un angle faible mais suffisant pour provoquer un décolmatage de meilleure qualité que si deux secoueurs avaient été disposés de façon symétrique. Si deux secoueurs devaient être disposés, il conviendrait de les faire fonctionner avec un décalage de phase pour provoquer un basculement alternatif de chacun 15 des plateaux. Le dispositif selon l'invention comporte aussi des moyens 26 de pesage, disposés sur le côté opposé de celui sur lequel sont disposés les moyens 22 de secouage. Ces moyens 26 de pesage comprennent, dans le mode de réalisation représenté, des moyens 28 communs d'appui des plateaux, des moyens 30 de soulèvement de 20 ces moyens 28 communs d'appui et des moyens 32 de mesure de l'effort de soulèvement. Les moyens 28 communs d'appui comprennent une barre 34 longitudinale de mesure, disposant d'une grande raideur, avec un fort moment d'inertie, par exemple à section rectangulaire haute et étroite, surmontée d'un profil 36 à 25 faible surface de contact à section ronde ou triangulaire. Ce profil est prévu pour venir simultanément au contact de la succession d'oreilles de la ligne de plateaux. Les moyens 30 de soulèvement comprennent deux vérins 38 disposés sous une barre 40 longitudinale de soulèvement de sorte à pouvoir prendre deux positions la première position dite basse dans laquelle la barre 34 longitudinale de mesure n'est pas en contact avec les oreilles et la seconde position dite haute dans laquelle la barre 34 soulève simultanément, par son profil 36, l'ensemble des oreilles d'un côté des plateaux tandis que les oreilles du côté opposé reposent sur la tige qui les porte. Les moyens 32 de mesure comprennent des capteurs 42 d'effort, travaillant au cisaillement ou à la compression suivant l'agencement réalisé, le choix restant à la portée de l'homme de l'art. Ces capteurs sont interposés entre la barre 34 longitudinale de mesure et la barre 40 longitudinale de soulèvement. Un tel agencement fonctionne de la façon suivante Le filtre est fermé, les plateaux venant se plaquer les uns contre les autres par leurs plans de joint de façon à réaliser une ligne continue. Une fois la filtration effectuée et la phase liquide collectée, le vérin 20 se rétracte et les plateaux sont séparés par tout moyen adapté. Un moyen simple et couramment utilisé consiste en un câble qui relie les plateaux entre eux avec un intervalle identique de sorte à permettre au câble de laisser les plateaux se déplacer à la fermeture sous l'action du vérin et à tracter les plateaux séparément lors de l'ouverture, comme un chapelet. Les cames des moyens de secouage sont mises en service par entraînement en rotation de l'arbre qui les porte. Les chocs assurent un décolmatage d'autant plus efficace qu'ils provoquent un couple rotation. Suivant la programmation ou la conduite de l'opérateur, les cames sont immobilisées et la pesée est actionnée. Les vérins 38 des moyens 30 de soulèvement provoquent le soulèvement de la barre 40 longitudinale de soulèvement qui, à son tour soulève la barre 34 longitudinale de mesure, qui à son tour soulève par son profil 36 les oreilles de la ligne de plateaux, d'un seul côté, opposé aux moyens de secouage, soumettant les capteurs 42 d'effort à une contrainte mesurable. Une fois la mesure effectuée, celle-ci doit correspondre à une tare effectuée à vide, à une tolérance près induite par l'humidité de la toile et par un restant inévitable de matière solide. Cette mesure est sensiblement la moitié du poids de la ligne de plateaux mais la 10 tare est un moyen d'atteindre une précision satisfaisante. Le profil 36 d'appui permet par sa faible surface de contact de ne pas polluer les mesures par des frottements aléatoires. Si la mesure est celle de la tare à la tolérance près, les plateaux sont suffisamment propres pour abaisser les moyens de soulèvement, permettre la 15 fermeture et une nouvelle pressée. Si la mesure est supérieure, au moins un des plateaux n'est pas parfaitement décolmaté. Les moyens de soulèvement sont abaissés et la chute provoque aussi un choc en générant un couple qui, de façon très intéressante, est orienté dans le sens de rotation contraire de celui du secoueur disposé du côté opposé. 20 Une nouvelle phase de secouage est engagée avec la mise en service des cames et après arrêt, une nouvelle phase de mesure est engagée pour vérifier que les plateaux sont bien tous décolmatés et propres. Si nécessaire l'opérateur ou la programmation prévoit le lancement de nouveaux cycles jusqu'à obtenir des plateaux propres. 25 Au fur et à mesure de l'encrassement des toiles, il est possible de prévoir un nouveau tarage et/ou une visite avec un nettoyage manuel des plateaux par l'opérateur lorsque de nombreux cycles de filtration ont été réalisés. La présente invention concerne aussi les filtres-presses de grandes dimensions et dont le poids de la ligne de plateaux est trop important pour qu'elle soit traitée en une seule opération. Aussi, dans ce cas, chaque plateau est traité individuellement, successivement. Les éléments identiques portent les mêmes références augmentées de 100. Dans ce mode de réalisation, un châssis C mobile le long de la ligne de plateaux, parallèlement aux tiges 112, supporte une came unique, non représentée, entraînée par un arbre disposée d'un côté du châssis C. Les moyens 126 de pesage comprennent des moyens 128 d'appui du plateau par son oreille 118, opposée à celle qui subit les actions de la came ainsi que des moyens 130 de soulèvement et des moyens 132 de mesure de l'effort de soulèvement. Les moyens 128 d'appui comprennent dans le mode de réalisation retenu, un bras 140 coulissant en translation verticale, à l'extrémité duquel est prévu un appui 136 hémisphérique de sorte à limiter la surface de contact à son minimum. De plus, l'effort est exercé sur l'oreille de façon normale à la surface. Le capteur 142 d'effort des moyens 132 de mesure d'effort est avantageusement incorporé sous l'appui 136. Les moyens 130 de soulèvement incluent un vérin 138 qui agit sur l'extrémité du 20 bras 140 des moyens 128 d'appui. Le fonctionnement de cette variante est identique au fonctionnement du mode de réalisation précédent. Lorsque le filtre-presse a fonctionné et qu'il est ouvert, les plateaux sont régulièrement espacés et le gâteau chute ou nécessite un secouage pour 25 provoquer sa chute. La came assure le secouage du plateau concerné au droit duquel le châssis C est placé pour assurer cette chute. La came est immobilisée en laissant le plateau concerné en appui sur les tiges 112. Le vérin 138 actionné, soulève le bras 140 qui soulève à son tour le plateau par son autre oreille située immédiatement au- dessus dudit bras. Durant le soulèvement, le capteur 142 subit une charge qu'il peut mesurer et qui est comparée à la charge théorique ou de façon préférentielle à la tare réalisée avant la mise en service du filtre-presse. Comme dans le premier mode de réalisation, si la valeur mesurée se situe dans la tolérance de la mesure théorique ou de la tolérance de la mesure résultant de la tare, le plateau concerné est propre ou du moins exempt d'une surcharge résultant d'une partie de gâteau non décolmaté. Si la valeur mesurée se situe au-delà, le vérin est rétracté, cette rétraction provoquant un premier choc induisant également un couple qui est dans le sens de rotation opposé de celui généré par les moyens de secouage. Une fois le plateau reposant sur les tiges, la came des moyens de secouage est de nouveau mise en service pour assurer le décollage du gâteau résiduel. On constate que l'agencement du dispositif selon la présente invention est particulièrement applicable dans l'industrie avec une cinématique dépouillée, ce qui rend le système d'autant plus fiable. Les pièces en mouvement sont réduites, de profil simple et faisant appel à des produits aisément usinables. Le fait de disposer de moyens dissymétriques conduit à un décolmatage très efficace, ce qui réduit le nombre de cycles nécessaires et de fait conduit à une optimisation de l'utilisation du filtre-presse équipé du dispositif selon la présente invention. En variante de réalisation du montage pour traiter les plateaux un par un, le bras 140 peut être du type pivotant au lieu de se déplacer en translation sur des tiges support. Dans ce cas, le bras 140 pivote, une extrémité du bras pivotant étant soumise à l'action du vérin et l'autre extrémité assurant le soulèvement du plateau. REVENDICATIONS 1. Dispositif de décolmatage et de contrôle des plateaux (14, 114) munis d'oreilles (18,118) d'un filtre-presse comprenant des moyens (22,122) de secouage d'au moins un plateau et des moyens (26,126) de pesage d'au moins un plateau, disposés sur le côté opposé de celui sur lequel sont disposés les moyens (22,122) de secouage. 2. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (22,122) de secouage comprennent au moins une came (24,124) adaptée pour coopérer avec les oreilles (18,118) d'au moins un plateau. 3. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (26) de pesée comprennent des moyens (28) communs d'appui des plateaux (14), des moyens (30) de soulèvement de ces moyens (28) communs d'appui et des moyens (32) de mesure de l'effort de soulèvement. 4. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (28) communs d'appui comprennent une barre (34) longitudinale de mesure surmontée d'un profil (36) à faible surface de contact, prévu pour venir simultanément au contact de la succession d'oreilles (18) des plateaux (14). 5. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens (30) de soulèvement comprennent deux vérins (38) disposés sous une barre (40) longitudinale de soulèvement de sorte à pouvoir prendre une première position dans laquelle la barre (34) longitudinale de mesure n'est pas en contact avec les oreilles (18) et une seconde position dans laquelle labarre (34) longitudinale soulève simultanément l'ensemble des oreilles d'un côté des plateaux (14). 6. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (32) de mesure comprennent des capteurs (42) d'effort, interposés entre la barre (34) longitudinale de mesure et la barre (40) longitudinale de soulèvement. 7. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (126) de pesage comprennent des moyens (128) d'appui d'un seul plateau par une de ses oreilles (118), des moyens (130) de soulèvement et des moyens (132) de mesure de l'effort de soulèvement. 8. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (128) d'appui comprennent un bras (140) pivotant ou mobile en translation muni d'un appui (136) à une extrémité. 9. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (132) de mesure de l'effort de soulèvement comprennent un capteur (142) d'effort incorporé sous l'appui (136). 10. Dispositif de décolmatage et de contrôle selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les moyens (130) de soulèvement incluent un vérin (138) qui agit sur l'extrémité du bras (140) des moyens (128) d'appui.