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BREVET D'INVENTION "PROCEDE ET APPAREIL DE FILTRAGE " Henry - A. WIENEKE,
La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de filtrage et elle vise plus particulièrement la clarification par filtrage de liquides en les faisant'passer dans un milieu filtrant, en général par aspiration.
Lorsque l'on clarifie des liquides, il est souvent nécessaire de retirer des matières en suspension dans le liquide, lesquelles sont à l'état finement divisées, ou sont de nature colloïdale. Dans le traitement de ces liquides, il est nécessaire d'avoir un milieu filtrant ayant des pores assez fins pour retenir les matières en suspension. En ce cas, il est important de maintenir le milieu filtrant ouvert ou à l'état non colmaté, de façon qu'il conserve son efficacité de fonctionnement.
Par suite, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un procédé grâce auquel on peut effectuer le filtrage ou la clarification de solutions colloïdales dans des conditions telles que l'on peut maintenir l'ef- ficacité de filtrage élevée pour le milieu filtrant,lequel
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peut présenter continuellement une surface fraîche à la solution.
L'invention a encore pour but de réaliser un appareil grâce auquel on peut mettre en pratique le procédé selon l'invention de façon commode et efficace, appareil comportant un milieu filtrant dans lequel sont prévus des moyens automatiques servant à renouveler continuellement la surface effective du milieu filtrant, cet appareil étant de construction simple, sur laquelle on peut compter et. assurant un long service.
D'autres avantages et particularités de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé dans lequel :
La fig. 1 est une vue en plan de l'appareil selon l'invention, servant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 2 représente l'appareil vu en bout par le côté gauche de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail à plus grande échelle montrant la disposition des couteaux et
La fig. 4 est une vue de détail montrant un autre type de couteau.
La base ou bâti 1 de 1appareil.peut être de toute construction appropriée et porte un bac ou bassin 2 de tout système approprié, de préférence de forme semicylindrique. Un tambour 4 tourillonne dans des paliers 3 portés par le bâti 1 . Le corps cylindrique extérieur 5 du tambour 4 peut être une tôle perforée, une toile métallique, ou autre matière appropriée pouvant porter un milieu filtrant. Le corps 5 peut être recouvert d'une couche de
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tissu 6, celui-ci peut être une toile métallique légère, de la toile d'emballage, de la grosse toile, du papier ou autre matière appropriée pour le but en question.
Le tambour peut être mis en rotation par tous moyens appropriés. Dans la forme de réalisation représentée, une roue à vis sans fin 7 est montée sur le tambour et en- grène avec une vis sans fin 8 portée par un arbre 9 tournant dans le bâti 1 et portant à son extrémité externe une poulie
10 reliée de toute façon appropriée , par exemple, au moyen d'une courroie Il à un moteur de commande approprié 12-.
La'transmission est réglée de façon que le tambour tourne à très fai ble vitesse. On a constaté qu'il était pratique de faire tourner le tambour à une vitesse d'un tour toutes les 8 minutes. Le tambour est suspendu dans le bac ou bassin 2 de façon que sa partie inférieure plonge dans la solution qui se trouve dans le bac, Un bâti d'agitation 13 tourillonne de façon appropriée pour osciller autour de l'axe du tambour.
Ce bâti peut consister en des pièces suspendues 14 une de chaque côté du tambour et en une barre transversale inférieure
15 s'étendant tout le long du bac 2 , en dessous du tambour.
Aux pièces suspendues 14 sont fixés des bras montants 16 reliés au moyen de bielles 17 à un bras 18 porté par un arbre oscillant 19 tourillonnant sur le bâti 1 . Un bras horizontal 20 , porté par l'arbre 19 est relié au moyen d'une bielle 21 à une manivelle 22 montée sur un arbre 23 tourillonnant sur le bâti 1 et mis en rotation par l'arbre 9 au moyen de pignons d'angle 24. Cette disposition est telle que la rotation de la manivelle 22 fait osciller l'arbre 19, lequel à son tour, au moyen des bras 18 et des bielles 17, fait osciller l'agitateur 13 autour de l'axe du tambour. Ceci provoque l'agitation de la solution
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dans le bac 2 de façon à maintenir la matière en suspension avec une densité uniforme, en favorisant une opération de filtrage uniforme.
Le bac 2peut être pourvu d'un couvercle appropriées.
Un des tourillons du tambour peut être creux et être relié à un tube d'aspiration 26 branché sur une source de vide appropriée quelconque de telle sorte que l'on peut faire le vide à l'intérieur du tambour.
Pour constituer un milieu filtrant, appliqué sur le corps du tambour, on peut remplir le bac 2 d'une solu- tion contenant une substance de filtration., telle que du kieselguhr ou substance analogue. Cette matière doit être susceptible de se déposer sur la surface du tambour en formant une couche ou gâteau de structure poreuse avec des pores suffisamment fins pour permettre le passage du liquide en arrêtant la matière en suspension. L'appareil est mis en fonctionnement avec le tambour plongé dans cette solution, de façon que le tambour tourne et que l'agitateur 13 maintienne le liquide en agitation. On aspire par le tube 26 de façon qu'il stétablisse un vide partiel dans le tambour. Il en résulte une aspiration du liquide à travers la matière qui se trouve à la surface du tambour.
Cette matière de surface arrête et retient les matières en suspension. A mesure que le tambour tourne, la matière arrêtée, forme un gâteau à la surface du tambour. L'épaisseur de ce gâteau augmente continuellement à mesure que l'opération avance. Conformément à la présente invention, l'opération se continue jusqu'à ce qu'une couche de matière de filtration, ayant une épaisseur de 12 à 19 mm. se soit
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constituée. Ceci munit le tambour d'un revêtement superficiel épais en une matière constituant un milieu filtrant très efficace pour des solutions colloidales, ou analogues.
On peut évidemment utiliser d'autres moyens ou procédés pour appliquer le gâteau sur le tambour. pour commencer l'opération de filtrage, on peut enlever la solution de filtration du bac 2 et y mettre la solution à filtrer. On peut remettre alors en marche le tambour en aspirant comme précédemment. L'aspiration provoque de nouveau le passage du liquide à travers le milieu filtrant qui se trouve sur la surface du tambour.
La couche préparée de matière de filtration intercepte alors et retient les matières fines en suspension dans la solution à clarifier. Cette matière interceptée constitue une couche de schlamms sur la surface du milieu filtrant.
A mesure que l'opération avance, cette couche de schlamms peut continuer à augmenter et , en conséquence, les couches extérieures de la matière de filtration peuvent avoir leurs pores colmatés ou chargés de la matière des sohlamms .
Lorsque ceci a lieu, l'efficacité de filtrage du milieu se trouve naturellement réduite.
En conséquence, conformément à l'invention, il a été prévu des moyens pour enlever continuellement, non seulement la couche de schlamms, mais encore une couche très mince de l'extérieur du gâteau préparé de matière de filtr at ion.
Un couteau 27 est monté dans un coulisseau 28 guidé dans une console 29 de façon à s'écarter ou se rapprocher du tambour. Le mouvement du coulisseau 28 est obtenu à l'aide d'une vis 30 reliée au moyen de pignons
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d'angles 31 et 32 à un arbre transversal 33 tourillon- nant de façon appropriée dans le bâti 1 . L'arbre 33 peut être actionné de toute façon appropriée, par exemple, au moyen d'une chaine 34 par la rotation du tambour lui- même. Un deuxième couteau 35 peut être monté sur un arbre 36 porté par le coulisseau 28. L'arbre 36 peut être règlable de telle façon que les positions respectives des couteaux 35 et 27 puissent ainsi être réglés.
L'arbre 36 peut en outre être porté par un coulisseau 37 pouvant se déplacer sur le coulisseau 28 et réglable au moyen d'une vis de réglage 38.
Le couteau 35 est réglé de préférence de façon à enlever de la surface du tambour juste la couche de schlamms qui vient d'être déposée. D'autre part, le couteau 27 est réglé de façon à enlever une couche mince de la ma- tière de filtration elle-même. Le rêglage du mécanisme de commande et de la vis 30 est tel que le couteau 27 avance vers le tambour à vitesse très faible . On a trouvé qu'un réglage donnant satisfaction en pratique était un mouvement d'environ 1/4 de millimètre par tour.
Cette avance se continue tant que le tambour est en rotation et, en conséquence, la matière est enlevée du gâteau filtrant à un taux uniforme et en synchronisme avec le fonctionnement du tambour. Par suite , le couteau 27 enlève de façon continue des couches successives du mi- filtrant lui-même, de sorte que la surface extérieure qui peut être chargée de la matière des schlamms est enlevée complètement à chaque tour et qu'une surface fraîche, non chargée, se présente au liquide à filtrer. Dans certains cas, on peut supprimer le couteau 35,car le couteau 27
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peut enlever non seulement la souche extérieur du milieu filtrant lui-même/mais encore le dépôt de schlamms qui se trouve sur celle-ci.
L'utilisation du couteau 35 est avantageuse lorsque l'on désire ;,séparer les schlamms et récupérer le milieu filtrant découpé par le couteau 27.
La fig 4 représente une variante comportant l'utilisation d'un couteau tournant. Au lieu du couteau 27, il est prévu un couteau 39 de forme hélicoïdale. Ce couteau est porté par un arbre 40 actionné séparément par une source quelconque appropriée de puissance, non représentée. L'arbre 40 tourillonne dans deux blocs coulissants 41, l'un deux seulement étant représenté sur le dessin. Ces blocs sont entrainés, comme on l'a décrit pour les coulisseaux 38,par la vis 30. L'arbre 40 peut être actionné à toute vitesse appropriée; on a trouvé qu'une vitesse de plusieurs centaines de tours par minute donnait de bons résultats pratiques. En ce cas également, on enlève une couche très mince du milieu filtrant à chaque révolution du tambour.
On remarquera que l'invention réalise un procédé de filtration perfectionné assurant . une très grande efficacité car il maintient une surface filtrante préparée fraîche et non chargée, exposée au liquide sur lequel on opère. A chaque tour du tambour, on enlève complètement une couche du milieu filtrant préparé qui a arrêté une certaine quantité de matières en suspension. L'enlèvement de cette matière à chaque tour, non seulement nettoie la surface filtrante, mais empêche cette surface de passer plus d'une fois dans le bain et, par suite, évite qu'il
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s'accumule une couche trop épaisse de schlamms et, en outre, évite que la matière des schlamms, pénètre trop profondément dans le corps du milieu filtrant.
L'appareil selon l'invention est simple et peut être réglé facilement suivant les services qu'il doit rendre. La présence des deux couteaux permet de récupérer le milieu filtrant qui est souvent coûteux et de disposer séparément des schlamms.
Bien que l'on ait décrit l'appareil selon l'inven - tion comme constituant un ensemble, il est bien évident que différentes caractéristiques individuelles, ou des combinaisons de détail, peuvent être intéressantes en ellemêmes et indépendamment du reste de la combinaison complète.
Il est entendu par suite que l'utilisation de ces caractéristiques individuelles ou combinaisons de détail de caractéristiques, rentre dans le cadre de la présente inention.
Il est, en outre , évident que différentes modifications peuvent être apportées, en restant dans le cadre de l'invention, aux détails de construction et de fonctionnement sans s'écarter de l'esprit de l'invention, qui, bien entendu, n'est pas limitée aux détails particuliers représentés et décrits.