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Il Perfectionnements au traitement des gâteaux de filtres "
La présente invention est relative, d'une manière générale, aux appareils et aux procédés poar former un dépôt de matières solides en suspension dans un liquide.
Le but principal de l'invention est de modifier les caractéristiques (par exemple, la profondeur , la densité, la porosité, la qualité on. autres attributs) d'un dépôt de matières solides tirées d'an fluide dans lequel lesdi- tes matières sont en suspension. La formation du dépôt des matières solides est réglée ou contrôlée, en conséquence, de manière que ledit dépôt présente les caractéristiques désirées.
Envisagée sous l'on de ses nombreux aspects, l'inven- tion est relative à un dispositif de filtration et à ce que l'on peut appeler , d'une manière générale, les procé- dés de filtration. Elle tend à donner à un gâteau de fil-
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tre les caractéristiqaes déterminées oa désirées. L'une ma- nière générale, on obtient les résaltats précités en con- trôlant ou en réglant la formation du gâteau, de filtre.
Le dépôt des matières solides en suspension dans on liquide s'effectue par filtration, grâce à l1 écoulement du liquide, le dit écoulement étant provoqué par une diffé- rence de pression, à travers an milieu. filtrant sur lequel se déposent les matières solides. La vitesse à laquelle se fait le dépôt est proportionnelle, entre autres facteurs, à la vitesse d1 écoulement du filtrat , ou à la vitesse d'écoulement du fluide à travers les insterstiees du dépôt déjà formé, ou à sa vitesse d'écoulement à travers le mi- lieu filtrant, et la quantité de matière déposée dans un intervalle de temps déterminé est naturellement proportion- nelle à la vitesse da dépôt. La densité du gâteaa dépend également de la vitesse du dépôt.
Dans ces conditions, le principal objet de la présente invention, envisagé sous cet aspect particulier, à savoir le contrôle du caractère (par exemple l'épaisseur) du gâteau de filtre, est réalisé en contrôlant la vitesse d'écoulement du. fluide qui sert de véhicule aux parcelles solides, et on modifie ce caractère du gâteaa. de filtre en changeant simultanément la vitesse de l'écoulement en des points déterminés ' de la zone où'se forms le gâteau.
Quand on vent, par exemple, obtenir un gâteaa de fil- tre dont l'épaisseur varie progressivement, on peut modi- fier, d'une manière progressive, la vitesse d'écoulement du filtrat travers le milieu filtrant. Un procédé permettant d'obtenir ce changement progressif consiste à faire varier progressivement la porosité da milieu filtrant entre des points déterminés, par exemple de manière à retarder pro- gressivement l'écoulement de la matière à filtrer à travers le milieu filtrant.
Un autre procédé Pour faire varier la
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vitesse de dépôt du filtrat consiste à retarder l'écoule- ment de la matière à filtrer à l'extérieur du miliea fil- trant, le dit retard étant différent en divers points de la zone de filtration, de manière que le filtrat, en re- montant en certains points, retarde le passage du fluide à travers le milieu filtrant et diminue ainsi la vitesse du dépôt des particules solides. Inversement, on peut at - teindre des résultats semblables en donnant des accéléra- tions différentes (par exemple progressives) à la vitesse à laquelle la matière à filtrer traverse le milieu filtrant ou s'écoule dadit milieu entre des points déterminés.
Plus particulièrement on obstrue, dans une certaine mesure, par exemple progressivement, le dispositif d'écoulement qui laisse,au-dessous du milieu filtrant, an espace à travers le quel s'écoule le filtrat, de manière que le flot de ,filtrat qui vient d'une partie de la z8ne de filtration s'é- coule plas lentement que le flot de filtrat qui vient d'une partie voisine ou inversement.
L'invention a également pour but la réalisation d'un appareil perfectionné, spécialement applicable au système filtrant, et grâce auquel on peut contrôler, d'une manière pratique et avantageuse, les caractéristiques du gâteau de filtre. Dans ce but, on a prévu un dispositif qu'on peut appeler dispositif d'écoulement, au-dessus duquel est ten- du. le tissa, filtrant: ce dispositif d'écoulement est conçu de manière à faciliter l'écoulement du filtrat des parties de la zone de filtration dans lesquelles on désire obtenir un gâteau épais ou dense, tout en retardant, dans une cer- taina mesure, l'écoulement du filtrat dans les parties où l'on désire obtenir an gâteau de filtre plus mince ou moins dense.
En particulier, le dispositif d'écoulement forme an tout, par exemple une pièce de fonte unique, qui peut être
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placée sons le tissa filtrant et qui présente an certain nombre de rigoles dont la profondeur augmente en allant vers un orifice de sortie commun par où s'écoule le fil-
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trat. ALL-dessus âtz dispositif d'écoulement est tendu, le tissa filtrant gai est écarté du.dit organe par an milice. convenable formant renfort et tamis, lequel peut également servir à retarder l' écoulement de la matière filtrée hors du milieu filtrant, plus qa.'on ne pourrait le faire, dans certains cas, au moyen des rigoles.
L'invention a également pour objet; la formation d'on
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dépôt, dont l'êpaissea.r varie clune manière déterminée, et l'atilisation ultérieure du dépôt ainsi formé. Dans ce but, on se sert d'appareils appliquant les principes décrits
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plus haut, pour la fabrication de bardeaux, de planches e autres feuilles amincies cest à dire s'amincissant vers un de lears tords faites en matières composée.
L'on des dispositifs d'écoulement combiné avec le sys-
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tème filtrant peat être monté, d'one manière amovible et associé avec an récipient contenant on flaide dans leqael des parcelles solides se troavent en suspension, de maniè- re que l'appareil, puisse être alternativement plongé dans le flaide et retiré de ce dernier en donnant un dépôt sous
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forme d'ane feuille amincie de gâteaa obtenue soit isolé- ment, soit en pile, soit sur un transporteur.
Sous son as- pect le plas simple, 1 légalisât ion des pressions obtenue, par exemple, en arrêtant l'aspiration, peut saffire pour séparer la feaille de gâteau. du système filtrant; on peut
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aussi, poar enlever le gâteau., -utiliser ancoarsnt de gaz circulant en sens inverse.
Un ou plasiears dispositifs à<* écoulement, combinés avec le système filtrant, peavent être associés avec un dispositif chargé d'énerver le dépôt soas la forme de
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feuille amincie. Ce dépôt sous forme de feuille est ensuite séché et (Ou) traité, et peut être utilisé, par exemple, comme bardeau ou comme planche. L'invention a également pour objet an appareil et un procédé pratiques pour la fa- brication continue automatique ou semi-automatique des feuillesamincies. On peut se servir d'an filtre à mouve- ment confina, du type à tambour, tournant sans arrêt dans un récipient à liquide dans lequel toutes les matières solides qui doivent former la feuille amincie se trouvent en sus- pension.
Au-dessous du milieu filtrant,, que supporte le filtre tournant, on peut disposer an dispositif d'écoale- ment convenable,; de préférence analogue à celui qui a-été décrit plus haut; avec le tambour du filtre est associé un élément servant au renforcement et à l'enlèvement du gâteau, ou an transporteur grâce auquel les feuilles amin- cies peuvent âtre automatiquement enlevées en vue d'au tra- vail ultérieur. Dans le mode de réalisation préféréde l'invention, le renforcement des fouilles comprend un cer- tain nombre d'éléments ou de cordons séparés, espacés ou indépendants, et de préférence continus, autour desquels le gâteau se forme et par lesquels les feuilles amincies sont retirées du tambour.
Au fur et à mesure que les fenil- les sont détachées du tambour, elles sont enlevées du trans- porteur en vue d'an travail ultérieur.
Sur le dessin annexé on a représenté, uniquement à titre d'exemple, an mode de réalisation préféré de l'inven- tion.
La figure 1 est une vue en élévation de face, avec coupe partielle, montrant une forme d'appareil permettant d'atteindre l'objet de la présente invention;
La figure 2 est une vue avec coupe partielle montrant une soupape disposée pour faire passer, grâce à une dimina-
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tion de pression, un courant de matière à filtrer à travers le milieu, filtrant représenté sur la figare 1 ;
La figure 3 représente la même soapape disposée pour permettre à an courant d'air, dirigé en sens inverse, de détacher le gâteau, du milieu, filtrant;
La figure 4 est une vae en élévation par bout, repré- sentant on système de filtre rotatif contina du type à tam- bour auquel l'invention peut être appliquée;
La figure 5 représente ane partie de ltextrémité d'an tambour de filtre et les dispositifs d'écoulement formant la surface périphérique de ce dernier;
La figure 6 est une coupe longitudinale, saivantla ligne 6-6 de la figare 4, en regardant dans la direction des flèches, montrant une portion da cylindre servant à enlever le gâteau.,
La figure 7 est une vue partielle de l'élément de fil- tre représenté sar la figare 1, ou de la surface périphéri- que da sapport oa du tambour du filtre, certaines parties da milieu filtrant étant supposées arrachées poar laisser voir les dispositifs d'écoalement réalisés conformément à 1 'invention.
La figare 8 est une eoape verticale transversale, suivant la ligne 8-8 de la figare 7, en regardant dans la direction des flèches, montrant un dispositif d'écoulement en place sar le support oa sar le tambour da filtre, ainsi que le milieu filtrant et le gâteaa de filtre déposé sur ce dernier et dont l'épaisseur varie en allant d'un côté à l'autre;
La figure 9 est une coupe, suivant la ligne 9-9 de la figare 8, en regardant dans la direction des flèches.
En premier lieu, on détermine les caractéristiques c'est à dire l'épaisseur,- la densité, etc.. d'an gâteau
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formé par un dépôt 15, en contrôlant la vitesse du dépôt des particules solides sur le miliea filtrant, cette vites- se est proportionnelle à la vitesse d'écoulement du fil- trat hors du milieu filtrant. Dans ces conditions, l'objet principal de l'invention est, d'ane manière générale, réa- lisé par tout moyen permettant de contrôler la vitesse d'é- coulement da filtrat et de modifier les caractéristiques da dépôt 15 en différents points de la zone de filtration; l'écoulement da filtrat en ces points est commandé de ma- nière à être, soit retardé, soit accéléré à des degrés différents.
La figure représente an appareil permettant de réali- ser l'invention d'une manière simple. Un flaide 10, conte- nant en suspension des particules solides est contenu à l'intérieur d'an récipient 11 sapporté tout d'ane pièce par le châssis 12 de la machine ou de l'appareil . Sur le châssis, au voisinage du récipient, est montée une poulie 13 sur laquelle passe un transporteur sans fin la qui em- porte, en se déplaçant les feuilles de gâteau 15 déjà déchargées. Immédiatement au-dessus du récipient 11 est dis- posé an arbre 16 qui s'étend au-dessus d'une partie du transporteur 14. Sur l'arbre 16 peut glisser un chariot 17 qui supporte l'appareil dans lequel se forme le dépôt, conformément à la présente invent ion.
Un support de filtre 18 est suspendu, au noyen d'ar- ticulations, au,% bielles 19. celles-ci sont, elles-mêmes articulées aux bras 21 des leviers coudés 22 qui pivotent sur le chariot 17. Les autres bras respectifs 23 de ces leviers coudés sont reliés ensemble et peuvent être manoeu- vrés à la main,au moyen d'une tige ou d'une bielle 24 qui peut faire tourner les leviers coudés 22, en sens inverse des aiguilles d'une montre, et soulever ainsi le support 18
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hors du fluide 10, jusqu'à une position située au-dessus du niveau. des parois 26 da récipient 11:
On peat ensuite faire aller et venir le chariot 17 le long ds l'arbre 16 jusqu'à la position indiquée en pointillé à gauche de la figure 1 ; quand le chariot occupe cette positon le gâteau.
15 petit être déchargé, soit sur une pile, soit isolément, soit sur un transporteur si on le désire.
On va maintenant s'occuper du dispositif d'écoulement
27 (figures 7,8, et 9) grâce auquel on peut obtenir les résultats perfectionnés de la présente invention en appli- quant l'un des procédés permettant de former an gâteau. d'épaisseur variable. Le mélange 10 (on désigne ainsi tout liquide contenant des particules solides en suspension) est placé dans un récipient 11 d'où il est amené à travers Lui tissu filtrant 28 sur lequel il abandonne les particules solides qui se déposent sous la forme d'un gâteau 15.
Le résultat est obtenu en établissant une différence de pres- sion entre les deux surfaces du. milieu filtrant 28. En. se reportant plus spécialement à la figure 1, on voit qu'on peut produire une diminution de pression sur la paroi in- terne (ou supérieure sur cette figure) du. dispositif d'écou- lement 27, en reliant le tube ou conduit 29, au moyen d'une soupape 31, à une pompe, non représentée, chargée d'aspirer l'air. La position de la soupape correspondant à l'établis- sement de cette communication est représentée sur la figure 2.
On voit, d'après le dessin, que le conduit 32 aboutis- sant à la pompe et le tuyau. 29 aboutissant au support de filtre 18 communiquent entre eux par le conduit 33 ménagé dans la soupape Jl.
Le tuyau 29 est relié, par an raccord 34, à un conduit 36 ménagé dans le support 18, et ce conduit 36 communique avec un récipient 37 formé sur le dispositif d'écoulement
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27. Grâce à la différence de pression régnant sur les -deux faces du filtre, la matière à filtrer est entraînée à travers le tissa filtrant 28 et traverse également une couche de tissa grossier 38, formant support protecteur, qui permet au filtrat de s'écouler du tissa, filtrant 28.
Un second tamis 39 (qui peut être appelé tamis d'écoulement) se termine en an point 41 de manière à recouvrir une par- tie de la largear da dispositif d'écoulement. Le tamis d'écoulement 39 permet au. liquide de s'écouler, au-dessus de cette surface, dans une mesure limitée. En d'autres termes, il retarde -l'écoulement du filtrat et le gâteau.
15, qai se dépose au-dessus de lai (fig. 8) , se forme très lentement. A partir du bord du tamis 39, le dispositif d'écoulement 27 présente un certain nombre de rigoles d'é- coulement 42 par lesquelless'écoule le filtrat. L'écoluel- ment , par les rigoles 42, est accéléré au-dessus de ces dernières à travers les mailles du tamis 39, mais cet écoa- lement est modifié parce que retardé toat près da bord 41 de l'écran 39 en se rendant à tin condait réceptear transver- sal 43 dans lequel se vident toates les rigoles d'écoule- ment 42. Ce condait 43, à son tour, communique avec an ré- cipient 37 de manière à vider le filtrat dans le tuyau 29.
Comme on le voit sar les figures 7,8 et 9, on main- tient l'étoffé filtrante 28 en place,'sur le dispositif d'écoulement 27, en obligeant sas bords à recouvrir an re- bord 44 formé le long de chaque côté da dispositif dTécoa- lement 27 et en fixant les bords du tamis 39 sar le rebord en question, aa moyen de bandes oa de barres métalliques 46 vissées sur le rebord, comme le montre le dessin.
Après la formation da gâteau 15 sur le dispositif d'é- coalement immergé 27, la feuille de gâteau 15 peut être retirée et déchargée de la manière suivante: En poussant
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la tringle 24 vers la gauche (voir figare 1) on fait tour- ner les leviers condés 22 aatoar de leur pivot; on soulève ainsi le support de filtre 18 et, naturellement, on soulève avec lai le dispositif d'écoulement 27 ainsi que le dépôt
15 formé sar le milieu filtrant 28 qai se trouve ainsi sorti du récipient contenant le flaide 10 et élevé au- dessas des parois 26 du récipient.
Une fois le gâteau. ainsi saspenda au-dessus du récipient 11, on déplace le chariot
17 sur la tige 16, vers la gauche de la machine, comme on le voit sar la figure 1 (par exemple aa moyen de la trin- gle 47) et on l'abaisse ensaite dans la position indiquée en pointillé sar la figare 1, en ramenant la tringle 24 vers la droite.
Dans le mode de réalisation figuré, les tringles 24 et 47 sont pourvues de poignées 48 permettant de les manoeu- vrer à la main, mais il est bien évident qu'on pourrait, pour faire marcher automatiquement la machine, se servir d'an mécanisme de réglage convenable (cames ou autre moyen analogue) poar commander le soulèvement et le transport de support 18.
Quand le porte-filtre 18 atteint la position repré- sentée sar la figare 1, on supprime l'aspiration en faisant tourner la soupape 31 de manière à isoler la pompe. La cou- che de matière disposée peut tomber, par son propre poids, sur an support, sar unè pile de feuilles déjà fabriquées ou sar an transporteur d'un genre quelconque, tel que la courroie sans fin 14 représentée sur le dessin.
Pour faciliter le déchargement de la feuille 15 on peut envoyer, à travers l'étoffe filtrante 28, un courant d'air en sens inverse de la direction suivie normalement par le filtrat, par suite de la différence de pression éta- blie dans l'appareil. Dans ce cas l'air peut être amené,
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par an tuyau 49, diane source de pression convenable telle qu'un réservoir oa une pompe non figurée, et dirigé, par une manoeuvre convenable de la soupape 31, dans le tuyau 29 qai aboatit au support de filtre 18. comme on le voit sar la figure 3, la son-pape 31 est manie d'an deuxième condait 51 qui. réanit le tuyau d'air 49 et le condait 29 au sap- port de filtre 18.
Il est évident que la soapape 31 peat recevoir une commande automatique et être actionnée synchroniquement avec le mécanisme automatique élévateur et transporteur.
Après le déchargement da gâteau 15, le filtre 18 peut être ramené au récipient Il par une série de mouve- ments inverses de ceux qai viennent d'être décrits.
Les figures 4 et 5 représentent une variante de l'in- vention dans laquelle on se sert d'on filtre 52, da type à tambour tournant sans interruption, pour former des feuil- les amincies 15 qui peuvent être enlevées telles quelles, pais traitées, séchées et utilisées pour des emplois va- riés.
Le tambor de filtre 52 toarne dans an récipient 53 contenant le mélange à filtrer. Autour de ce tambour passe un organe 54 chargé de renforcer ou de détachage gâteau.
Dans le cas considéré, cet élément est constitué par an certain nombre de cordons sans fin 54 espacés et parallèles et qui passent également sur un rouleau à gorge 57. Le type particulier de renfort b4 ne fait pas, par lui-même, par- tie de la présente invention, sauf dans la mesure où il en- tre dans la combinaison destinée à obtenir le résultat par- ticulier décrit ici.
Qu'il suffise d'indiquer que le gâteau 15 est formé par le dépôt des particules solides autour des cordons séparés 54 qui reposent sur la surface de l'étoffe filtrante 28, qu'il est comprimé par la courroie de com- pression 58 et qu'il est enlevé du tambour de filtre 52 au moyen du renfort 54, quand on arrête l'aspiration dans le
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tambour, Les cordons de renfort 54 sapportant le gâteau rie filtre 15 passent sar le rouleau 57 où la feuille de gâteau 15 est déchargée sar une surface réceptrice 59 après avoir été séparés des cordons 54 par les parties saillantes 61 du rouleau 57 sitaées entre les rigoles
62 de ce dernier au fond desquelles reposent les coddons respectifs 54.
La périphérie 65 da tambour 52 porte an certain nombre de dispositifs d'écoulement 27, exactement semblables à ceux qui viennent d'être décrits, et qui s'étendent le long da tambour 52, c'est-à-dire dans la direction de son axe. âar le dessin, ils sont fixés, par lears extrémités respec- tives, à la surface périphérique 63, par exemple aa moyen d'une vis 64 placée à chaqae bout.
La matière à filtrer qui se troave dans le récipient est entraînée, à travers une étoffe filtrante, et traverse le dispositif chargé d'empêcher l'écolulement (ou disposi- tif d'écoulement 27) de la manière qui a été décrite plus haut propos de la figure 1, comme cela se fait d'habitade dans les filtres rotatifs.
Un certain nombre de tuyaux 66 commaniqaent avec an certain nombre de récipients respec- tifs 67; ces tuyaux sont commandés par des soupapes, non figurées (ou. par on dispositif équivalent) semblables aux soupapes 51 et qui fonctionnent automatiquement de manière qae l'aspiration puisse se faire sur les surfaces de l'étof- fe filtrante submergées dans la matière à filtrer, tout en étant supprimée au point 68 où le gâteaa 15 quitte le tambour 52.
Quand on désire que le gâteaa 15 soit formé de feuil- les séparées que l'on veut retirer sous cette forme séparée, les dispositifs d'écoulement 27 peuvent, -quand ils reposent
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sur la périphérie du tambour, laisser entre eux des espaces morts au-dessus desquels aucun gâteau 15 ne se forme. Cecj est particulièrement avantageux quand on veat fabriquer des bardeaux amincis et des produits analogaes. On remarquera que, cornue on l'a déjà dit, chaque dispositif d'écoulement
27 présente, tout le long de sa bordure, ane bride 44 au. moyen de laquelle ce dispositif est boulonné sar la surface périphérique du tambour filtre; dans le sens de la circon- férence , l'aire filtrante est écartée de l'aire filtrante voisine de manière à ménager les espaces morts.
De cette manière, une feuille séparée de gâteau de filtre 15 se forme sur chaque dispositif d' écoulement 27 et peut être retirée telle quelle, grâce au fait que les cordons 54 sont incrustés dans la dite feuille. En arrivant au rouleau 57 les feuilles sont écartées telles quelles du renfort 54 et déposées sur un dispositif de forme quelcon- que, qui les éloigne du filtre.
La présente invention est particulièrement utile pour fabriquer des bardeaux ou des planons en composition aux- quelleson veut donner une formamaincie. Ainsi un mélange contenant, de la fibre d'asteste, du ciment, du sable et,si on le désire, des fragments colorants ou d'autres matières, peut être utilisé dans les récipients 11 ou 53 et la compo- sition d'asbeste peut être déposée, sous la forme d'une feuille amincie, sur le milieu filtrant 28, autour du ren- fort à cordons espacés 54, sous la forme d'un gâteau de fil- tre 15, le liquide traversant le milieu filtrant sous for- me de filtrat.
On voit que l'invention a pour objet des procédés et un appareil pour contrôler l'écoulement du filtrat à tra- vers un milieu filtrant, ce qui permet de faire varier l'é- coulement entre des points déterminés et de donner les ca- ractéristiques voulues à un gâteau formé par le dépôt de
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particules solides en suspension dans on fluide. Le dispo-
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sitif qui commande 1 T écoale. ¯en, oa dispositif dt écoalement, petit s'appliquer à différents types d'appareils servant à former des dépôts et utilisés pour l'application d'un pro- cédé de contrôle de la formation d'un gâteaa.
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Il est bien entendu que l 'invention n'est nullement limitée aax appareils décrits et représentés ici et que ces appareils sont susceptibles de recevoir d- nombreuses modifications (en particulier en ce qui a trait aa dépôt des matières solides, lequel peut s'effectuer de différen- tes manières), sans que l'économie de l'invention paisse être altérée par les modifications en Question.
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HEVBNBICATIONS.
1. Un appareil poar provoquer le dépôt de particules solides Clan fluide dans lequel elles sont en suspension, caractérisé par an moyen de faire varier la vitesse de dépôt des dites particules en des points déterminés.