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" Perfectionnements aux filtres-presses. "
Les filtres-presses les plus généralement employés à l'heure actuelle sont composés de plaques massives qui sont munies de chaque côté soit de surfaces ondulées; soit d'un grand nombre de petites saillies,' coniques, pyramidales ou autres,' qui permettent au liquide, filtré,' de s'échapper en passant à travers les canaux des ondulations ou entre les oônes de la surface. Sur ces plaques munies de la surface Ondulée ou de saillies,' est placée une toile filtrante ou un autre organe filtrant.
Ces plaques sont séparées par des cadres disposés dans une ossature (filtres-presses à cadres) de telle sorte qu'une cavité est établie, entre les deux plaques ondulées; ou bien les bords des plaques massives sont surélevés de telle manière que deux plaques de ce genre
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disposées l'une contre l'autre constituent entre elles une ohambre ou cavité (filtres-presses à chambres).. La solution contenant une matière solide en suspension est refoulée à l'intérieur de ces cavités. Cette solution est pressée con- tre les toiles filtrantes des deux plaques massives,' passe à travers ces toiles; s'écoule sur la faoe arrière de la toile filtrante en passant par les canaux des surfaces on- dulées et quitte la ohambre par les tuyaux ou robinets d'é- chappement à la pression ordinaire.
La matière solide qui se dépose sur les deux toiles filtrantes devient de plus en plus épaisse jusqu'au moment ,où un bloc ou tourteau compact a été constitué entreles deux filtres. Lorsque le bloc ou la solution a vue valeur suffisante, ou lorsque le mélange de la solution avec le bloc est nuisible ou indésirable,'' il est nécessaire de dé- barrasser le bloc complètementde la solution qu'il renferme.
Ceci s'obtient en lavant le bloc dans le filtre-presse. Le lavage est effectué en introduisant de l'eau sous pression sur la face arrière d'une des toiles filtrantes, en refou- lant cette eau à travers la toile filtrante et le bloc for- mé jusqu'à et à travers la seconde toile filtrante et en l'évacuant alors sur la face arrière de cette seconde toile.
L'inconvénient de ce procédé est que l'eau passe davantage à certains endroits qu'à d'autres,' l'eau sous pression ayant tendance à constituer ou trouver des chemins et canaux par lesquels elle peut atteindre le second filtre plus facile- ment. Pour contrecarrer cette tendance dans une certaine mesure,' le tuyau d'échappement d'eau est maintenu ausommet de façon que l'eau soit en tout cas contrainte à remplir les espaces compris entre les toiles filtrantes et les pla- ques massives du filtre.
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Les inconvénients principaux de ce système sont les suivants :
1 /- La toile filtrante est pressée par la solution,'' contre la plaque ondulée; de sorte que la partie de cette toile qui est libre pour la filtration n'est constituée que par la petite fraction de toile qui sétend au-dessus des canaux et qui n'est pas supportée. Plus la pression est gran- de et plus la toile filtrante s'enfonce à l'intérieur des canaux;' c'est-à-dire plus la proportion de la surface de toile filtrante qui cesse de participer à la filtration aug- mente.
Lorsque des saillies sont substituées aux surfaoes ondulées,' la partie du filtre qui est empêchée de participer à la filtration par les saillies de support est plus petite, cette partie constituant 25 à 30 % environ de la surface to- tale mais cet avantage est oontrebalanoé par la destruction plus rapide de la toile filtrante qui résulte du fait que son support est plus petit, ce qui oblige à employer une toi- le filtrante plus forte et plus coûteuse.
2 /- Comme les parties non supportées de la toile filtrante doivent résister à la pression de la solution; ces parties s'allongent,' se rompent et ne possèdent par suite qu'une durée limitée. Ceci augmente considérablement le coût de la filtration,' complique le travail et diminue le rende- ment et la durée du fonctionnement efficace du filtre-presse.
Chaque fois qu'une toile filtrante de ce genre se rompt,'' le liquide clair (filtrat) devient contaminé par la matière so- lide en suspension. Comme il existe un grand nombre de toi- les filtrantes de ce genre dans un filtre-presse, il est dif- ficile d'obtenir un filtrat absolument exempt de matière so- lide. La toile filtrante possède en outre l'inconvénient
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quelle ne résiste pas à l'action d'un grand nombre de solu- tions chimiques (acides, alcalines, eto..).
3 /- Les filtres-presses qui sont actuellement les plus employés sont faits soit de bois, soit / de fer.
Ils sont quelquefois faits de bronze, d'un alliage de plomb dur, d'aluminium ou de fer revêtu d'ébonite, mais le coût très élevé d'une presse de ce genre rend leur emploi prohi- bitif et ces métaux ne peuvent d'ailleurs 'être employés que dans des cas exceptionnels.
Le'bois n'est guère durable, et il en est do même du fer, et ces matériaux ne peuvent pas non plus 'être ap- pliqués universellement. Le fer ne peut pas être employé pour un grand nombre d'opérations de filtrage qui intervien- nent dans les industries chimiques et autres, étant donné qu'il ne résiste pas, par exemple,' aux acides, au chlore,' aux hypochlorites,' etc.. qu'il est très sujet à s'oxyder dans l'air humide et qu'il contamine la solution filtrée. Le bois ne résiste ni aux acides ni aux aloalis,' pas plus qu'à un grand nombre d'autres produits chimiaues; et il ne possède pas non plus une résistance mécanique suffisante.
Pour cette raison,' les dépenses d'entretien des filtres-presses en bois et les interruptions fréquentes du travail occasionnent des dépenses et une perte considérables.
En plus des filtres-presses, on emploie dans l'in- dustrie des filtres à vide cellulaires continus rotatifs.
Ces appareils sont faits de fer, sont de construction très compliquée et très coûteux à établir et leur surface fil- trante est faible en comparaison avec le poids et le coût des appareils. Un appareil de ce genren'ayant qu'une sur- face filtrante de 20 mètres carrés environ pèse,' avec tous ses accessoires, 22 tonnes environ. Comme il est en fer,
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sont/ application dans l'industrie chimique est limitée comme dans le cas des filtres-presses en fer. En compa- raison avec les filtres-presses en fer, il présente l'in- convénient que les pressions positives qui peuvent 'être appliquées pour la filtration sont relativement faibles;' ces pressions étant toujours inférieures à 1 kg.
Les fil- tres à vide cellulaires continus rotatifs ne peuvent par conséquent 'être utilisés que lorsque de faibles pressions positives suffisent pour la filtration.
La présente invention a pour objet d'obvier aux inconvénients des systèmes actuels susmentionnés tout en conservant leurs avantages et d'effectuer le filtrage et le traitement du bloc résiduel séparés par un prooédé perfec- tionné et plus efficaoe.
Les caractéristiques du présent filtre-presse sont les suivantes :
1 /- Au lieu d'employer des plaques massives présentant des surfaces ondulées de chaque côté ou des sur- faces munies de saillies coniques; pyramidales ou autres; on se sert d'une plaque filtrante double qui est composée de plaques simples munies de cadres ou bords indépendants et entre lesquelles un espace est ménagé pour le filtrat.
Les plaques filtrantes sont employées soit comme filtres sans l'application d'organes filtrants tels que des toiles soit en combinaison aveo des organes filtrants très bon marché tels que des feuilles de papier à filtrer ou des fil- tres minces bon marché,*' ces organes étant supportés sur leur surface entière par les plaques filtrantes.,-' de sorte qu'ils n'ont à résister à aucune pression.
2 /- Ce filtre-presse combine le principe du fil- tre à pression avec le principe du filtre à vide rotatif
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actuellement employé. Il peut 'être employé en remplacement de l'un quelconque de ces deux types de filtres ou des deux en m'orne temps;' la solution étant filtrée soit par son refou- lement,' comme dans les filtres-presses ordinaires à travers l'organe de filtrage,' pendant que la pression externe rè- gnant entre les plaques filtrantes reste d'une atmosphère,' soit par la création d'un vide entre les deux plaques fil- trantes, l'amenée de la solution au filtretant effectuée de la même façon que dans les filtres-presses actuels et un vide étant créé entre les plaques filtrantes en même temps.
L'espace compris entre les deux filtres constituant le fil- tre double est muni de tuyaux employés soit pour la création d'un vide,' soit pour la création d'une pression d'air. Ces tuyaux peuvent aussi 'être employés pour la circulation d'air chaud ou d'air froid,' ce qui règle la température à laquelle la filtration est réalisée.
3 /- Les caractéristiques spécifiées sous 1 / ou 2 / permettent d'effectuer le lavage du bloc résiduel d'une façon plus satisfaisante et plus efficace dans toutes les parties de sa masse.
4 /- Le vide existant entre les deux plaques fil- trantes permet de rendre le bloc plus sec et d'enlever ce bloc en appliquant une faible pression d'air dans l'espace compris entre les deux plaques filtrantes, ce qui rend le travail plus propre et plus économique.
5 /- Par suite de l'application de papier à fil- trer en combinaison avec les plaques filtrantes, ces der- nières restent propres et n'ont donc pas besoin d'être la- vées. Le papier à filtrer, enlevé avec le résidu, ne repré- sente pratiquement aucune dépense et le lavage des plaques filtrantes n'est pas nécessaire,' sauf de temps à autre, la filtration étant ainsi plus économique.
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6 /- La surface entière des plaques filtrantes: le cas échéant recouvertes d'un organe filtrant bon marché, participe à la filtration.
7 /- Les places filtrantes doubles,' de même que les cadres employés en combinaison aveo ces plaques,' peuvent être faites de fer revêtu d'ébonite ou d'une dautre matière convenable en oe qui concerne les parties non..poreuses de ces organes, tandis que les surfaces filtrantes peuvent être faites d'ébonite poreuse ou d'une autre matière oonvenable.
Le.filtre-presse peut ainsi être établi pour combiner la ré - sistanoe mécanique requise pour le filtrage,avec une résis- tance chimique requise pour les différents buts des industries chimiques et autres. Par exemple, s'il est fait d'une ébonite de composition convenable et s'il est convenablement vulcani- sé, il résistera parfaitement aux acides, aux alcalis et à de nombreux autres produits chimiques , de sorte qu'un champ dapplications très vaste est offert aux filtres-presses de ce genre.
8 /- Les caractéristiques spécifiées sous 7/assurent un grand nombre d'autres avantages importants ; les plaques filtrantes en ébonite peuvent être lavées de temps en temps par des acides, etc.. pour enlever les impuretés qui peuvent se déposer à la longue dans les pores, et ces plaques peu- vent alors être réutilisées pour le filtrage.
9 /- L'application de plaques filtrantes doubles entre lesquelles est ± ménagé un espace permet le passage d'un courant d'eau pure ou d'eau contenant le produit chi- mique requis dans le sens opposé en vue de nettoyer ces plaques et de leur rendre leur efficacité.
10 /- Si l'on fait usage de toiles filtrantes avec les filtres en ébonite poreuse, ces toiles peuvent être la- vées dans la presse elle-même.
11 /- Si l'on fait usage de filtres en ébonite dans
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les placées filtrantes, ces filtres peu/vaut !être établis de façon à posséder une porosité quelconque et toute vi.- tesse de percolation désirée, ce qui les adapte aux dési- dérata et propriétés spéciaux de la solution et de la ma- tière solide en suspension qui doit en être séparée, la filtration étant ainsi rendue plus rapide et plus efficace.
En donnant à la vitesse de filtration à travers le filtre en ébonite une valeur très grande et employant conjointe- ment avec lui un filtre mince muni de pores très fins et qui; reposant sur le filtre en ébonite poreuse,' n'a à ré- sister à aucune pression,-' on peut effectuer une 'bonne sépa- ration de la matière solide d'avec le filtrat sans risque que le filtrat et la matière solide quittent la presse en- semble.
Par contre,' les plaques filtrantes peuvent être traitées par du sulfate de baryum, des substances colloïda- les,' eto.. en vue d'adapter ces plaques au filtrage de solu- tions qui contiennent en suspension, les substances exigeant des capillarités extrêmement fines pour le filtrage ou pour diminuer la vitesse de peroolation de la solution à travers le diaphragme.
12 /- Le filtre-presse permet,' après filtration, de séparer les uns des autres, à l'aide de solvants sélec tifs,' les éléments d'un mélange de matières solides consti- tuant le résidu, lorsqu'un procédé de séparation de ce genre est pratiquement possible.
13 /- Les plaques filtrantes sont beaucoup plus légères que les plaques de fer et peuvent par conséquent 'être manipulées beaucoup plus facilement. Le filtre-presse est construit de faon qu'on puisse avoir accès facilement à toutes ses parties.
14 /- Les plaques filtrantes sont construites dans des moules- Elles peuvent par conséquent 'être construites plus exactement et plus rapidement que les plaques de fer
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massives actuellement employées qui exigent beaucoup d'opérations d'usinage coûteuses.
On décrira maintenant les principes des filtres- presses suivant l'invention, leur mode de construction et la faon de les employer en se référant aux dessins annexés: étant bien entendu toutefois que la présente invention n'est pas limitée au mode deréalisation déorit et représenté,' pas plus qu'elle n'est .$ limitée à aucune matière spéciale,' quoique le filtre-presse en ébonite soit actuellement pré- féré par l'inventeur.
Fig. 1 représente un filtre-presse suivant l'in- vention fait de fer ou d'une autre matière convenable. Ce filtre est composé de plaques de fer perforées,' deux pla- ques de ce genre constituant une plaque double et étant sé- parées l'une de l'autre par un espace a Ces plaques sont évidées de chaque côté. Deux plaques doubles de ce genre constituent, lorsqu'elles sont plaoées l'une contre l'au- tre, la chambre b à laquelle est admise la solution conte. nant la matière solide en suspension. Les perforations des plaques de fer peuvent 'être de toute forme désirée et possè- dent préférablement la forme d'un cône ou d'une.pyramide dont la base est tournée vers l'espacer de façon à. consti- tuer une surface filtrante plus grande.
Sur ces plaques de fer perforées sont fixées d'une manière convenable des toiles faites de fil de fer ou d'une autre matière convenable,' ces toiles étant indiquées par les traits forts e. Les toiles filtrantes sont montées sur la toile métallique et sont serrées au trou d'alimentation c par un raccord fileté.
La solution pénètre dans la chambre b à travers le trou d'alimentation central et les trous c, .est refoulée sous toute pression désirée à travers le filtre, la toile
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métallique et les placées de fer perforées dans les espaces a séparant les deux plaques de fer perforées et est conduite hors des espaces a à la pression ordinaire ou. sons un vide qui est créé dans lesdits espaces par les dispositions spé- ciales qui seront décrites plus loin.
Lorsque le bloc de résidu a été formé, on le lave en faisant passer de 1'¯eau sous pression dans un des espaces a sur deux,' l'eau passant à travers les deux plaques de fer perforées, la toile métallique et la toile filtraute qui la recouvre, le bloc,' puis à travers les toiles filtrantes, la toile métallique et les deux plaques perforées voisines et s'échappant en passant par les deux espaces a des doux pla- ques perforées voisines munies de canaux d'échappement.
Les plaques de fer perforées peuvent être revêtues d'ébonite,' ce qui les rend plus résistantes aux acides et aux autres produits chimiques; et la toile métallique peut être faite du métal résistant le mieux au filtrat envisagé.
Fig. 2 représente une variante de Fig. 1 dans la- quelle on substitue aux plaques évidées des plaques de fer perforées doubles entre lesquelles sont disposés des cadres.
Dans ce cas, l'alimentation centralen'est pas nécessaire.
Fig. 3 représente un filtre-presse dans lequel le:? plaques de fer perforées disposées à l'intérieur des ordres et munies de la toile métallique sont remplacvées par des filtres en ébonite poreuse. Les détails de la construction n'ont pas été indiqués. Les cadres de fer des plaques sont recouverts d'ébonite. Dans la fig. 3, les plaques doubles sont établies sous forme de plaques évidées présentant une alimentation centrale. Les raccords filetés sont faits (le fer revêtu d'ébonite.
Fig. 4 représente une variante de fig. 3 dans la- quelle les plaques munies des filtres en ébonite poreuse sont
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séparées par un cadre f et dans laquelle les plaques doubles sont séparées par lui cadre g, ce qui constitue les espaces a et b susmentionnés.
Fig. 5 et fig. 5a à 5g donnent des détails de construction d'une plaque filtrante poreuse de ce genre.
Fig, 6 représente un cadre en fonte dans lequel sont fixées un grand nombre de barres d'acier vertioales. Fig. 6a et 6b sont des sections transversales suivant A-A et B-B de fig, 6. Ces barres verticales sont revêtues d'ébonitee comme représenté dans les fig. 5, 5a et 5c.
Fig. 5 et fig. 5b montrent¯les pièces de liaison horizontales b' constituées par des barres en ébonite ordi naire.
Fig. 5a est une coupe d'une des plaques suivant A-A (fig.5). Cette coupe montre le revêtement d'ébonite du cadre et des barres d'acier verticales a* de ce cadre,
Fig. 5b est une coupe de cette même plaque suivant la ligne B-B. Cette coupe montre le revêtement d'ébonite du cadre, une des barres horizontales pleines b* en ébonite or- dinaire et la forme des barres verticales dacier ou. de fer revêtues d'ébonite.
On remarquera que ces barres font saillie hors du filtreporeux en ébonite, mais qu'elles sont découpées de façon à ne pas faird saillie hors de ce filtre entre la barre d'ébonite horizontale inférieure b* et le bord inférieur du. cadre, le üut de cette disposition étant de permettre à la solution qui s'écoule sur le diaphragme (pendant la filtration). entre les barres verticales a* de s'accumuler et de s'échap- per à la partie inférieure de la plaque poreuse double, dans l'espacer, ou de permettre, pendant le lavage du bloc, le passage de l'eau à travers et entretoutes les barres ver- ficelés a*.
De même, les barres verticales sont conformées et
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et rétréoies au sommet de la plaque filtrante, entre les barres horizontales supérieures en ébonite ordinaire et le côté supérieur du cadre pour permettre à l'eau, lorsque celle-ci est refoulée de bas en haut,' de s'échapper au sommet en coulant entre toutes les barres verticales jusqu'au oanal de sortie.
Fig. 5c est une coupe suivant C-C (fig.5) et montre deux plaques filtrantes de ce genre constituant une plaque filtrante double. Le filtre, en ébonite poreuse, est indique par les parties ponctuées et est d'une seule pièce avec le revêtement d'ébonite ordinaire des barres métalliques verti- cales a* , le revêtement d'ébonite du cadre et les barres horizontales b* en ébonite ordinaire.
Le revêtement d'ébonite des barres métalliques verticales a* et les barres horizonta- les b* en ébonite pure ont la forme d'un coin double de sorte que le filtre en ébonite poreuse est applique sur l'ébonite ordinaire par une surface plus grande et est mieux supporté lorsque la solution est introduite sous pression dans la chambre b ou que l'eau est introduite sous pression dans la c chambre a, indiquée dans la fige 1.
Les barres métalliques verticales a* revêtues d'é- bonite font saillie sur le filtre d'ébonite poreuse, de sorte que lorsque deux plaques filtrantes da ce genre sont reliées entre elles, comme représenté dans la fig. 5 , la plaque filtrante opposée repose sur les barres métalliques et est supportée par elles.
Au contraire, les barres horizontales b* en ébonite ordinaire ne font pas saillie ou ne font que faiblement saillie sur le filtre en ébonite poreuse, afin de permettre à la solution refoulée à travers le filtre d'ébonite entier et pénétrant dans l'espacer de couleur librement vers le bas.
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Dans le cas où les barres horizontales seraient aussi en métal, il faudrait couler la grille métallique en tière en une seule pièce d'acier, fer ou autre métal conve- nable et la recouvrir ensuite d'ébonite.
Fig. 5 montre la disposition des tuyaux d'admission de solution contenant la matière solide en suspension, et d'échappement de filtrat,'' ainsi que les tuyaux d'admission et d'échappement de l'eau, employée pour laver le résidu soli- de, tous ces tuyaux étant disposés à l'intérieur de la pla- que.
Fig. 5c montre le tuyau d'échappement de filtrat k pé.- nétrant à travers les deux filtres d'ébonite dans l'espacer
Fig. 5f représente une variante de fig. 5 en ce sens que, au lieu que les barres métalliques verticales des deux filtres soient décalées les unes par rapport aux autres dans le but de supporter les filtres de la plaque opposée à l'endroit des barres horizontales en ébonite,' elles se rencontrent de telle sorte que le métal repose sur du métal.
Fig. 5 représente une autre variante des fig. 5f ou 5c dans laquelle les deux plaques contenant les filtres en ébonite poreuse sont séparées l'une de l'autre par un cadre d'épaisseur convenable,
Fig. 5d, qui est une coupe de la partie supérieure de fig. 5 suivant D-D,' montre la disposition de deux plaques munies de filtrer en ébonite poreuse et d'un robinet 1 placé dans la partie évidée du cadre.
Deux filtres de ce genre constituant un filtre double, contiennent ainsi deux robi- nets 1, l'un pour permettre à l'air de s'échapper quand l'espace a doit 'être rempli d'eau ou pour créer un vide lors- que le résidu solide doit 'être séché, l'autre pour' permettre d'insuffler de l'air dans l'espacer chaque fois que le résidu doit être retiré des filtres en ébonite.
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Au. lieu de disposer l'échappement du filtrat comma dans la fig. 5c ou le robinet à air ¯1¯ comme dons la fig. 5d, on peut disposer l'échappement du filtrat et les robinets @ air 1 dans le cadre de séparation m de fig. 5g chaque fois qu'un cadre de ce est appliqué entre les deux plaques filtrantes.
Dans les fig. 5, 5c, 5f et 5 les deux plaques,- contenant les filtres en ébonite poreuse et constituant le filtre doublassent indépendantes l'une de l'autre. Les deux filtres en ébonite poreuse ne constituent un filtre double - dont les éléments sont séparés par un espace - qu'après la fermeture du filtre-presse, l'étanchéité au liquide du filtre double étant assurée autour du cadre du filtreet des tubes courts pour la circulation des liquides à l'aide de joints en caoutchouc n.
Cette disposition permet d'acoéder facile- ment aux espaces a, ce qui perment de prendre toutes les pré- cautions nécessaires pour visiter les filtres et les nettoyer, le cas échéant .
Les deux plaquas filtrantes contenant les filtres d'ébonite poreuse disposés à titre de parties intégrantes de ces plaques, peuvent aussi être reliées de faon à. constituer un filtre double à l'aide de boulons et d'écrous d, comme représenté dans la fig. 5c.
Les filtres doubles des fig. 5c, 5f ou 5g sont séparés les uns des autres par des cadres représentés dans la fig. 7. Ces cadres comportent au sommet le robinet p1 permettan t à l'air de s'échapper et peuvent contenir des barres métalliques verticales p revêtues d'ébonite pour sup' porter les cadres des filtres d'ébonite lorsque le la vase du résidu sous une pression élevée est nécessaire, les barres p reposant de préférence contreles barres métalliques verticales a* de la plaque filtrante.
Les barres verticales .±.
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présentent un grand nombre de fentes au milieu; en haut et en bas pour permettre le libre passage de la solution péné- trant dans l'espace entier b entre les deux filtres doubles en ébonite poreuse (voir les fig. 7a et 7b qui sont des coupes suivant les lignes A-A et B-B de fig. 7, respective- ment). Le cadre métallique et les barres d'acier verticales sont aussi revêtus d'ébonite. Dans le cadre séparateur de fig. 7, les tubes courts d'admission et d'échappement sont disposés comme dans la fig. 5, la solution contenant le solide en suspension étant admise à la chambre b par une fente s du cadre, laquelle fente relie le tube à ladite chambre.
La cadre de fige 7 peut recevoir toutes épaisseurs,' selon la nature et l'épaisseur du bloc de résidu à produire,
On remarquera qu'il n'existe pas de tuyau d'échap- pement pour le filtrat dans l'espace b séparant les deux plaques filtrantes doubles, l'échappement du filtrat étant disposé dans l'espace a compris entre les deux filtres.
De même, les canaux d'admission et d'échappement r1e l'eau employée pour laver le résidu,' ainsi que les conduits d'admission et d'échappement de l'air servant à produire un vide ou une surpression entre les plaques fil- trantes pour les différents buts susmentionnés sont tous re- liés à l'espacer.
Fig. 8,9 et 10 montrent le travail des filtres presses en question pendant la filtration,' fige 8 dans le cas d'un filtre-presse à cadres et fig. 9 et 10 dans le cas de filtres-presses à chambres. Dans la fige 9, les deux pla- ques filtrantes et leurscadres ont la même forme, l'espace b étant divisé en parties égales par des évidements égaux des cadres des deux plaques filtrantes, et la solution pénétrant dans les espaces b par les caraux r pratiqués au bord de
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l'évidement d'un de ces cadres. Dans la fig.10,' les deux .Plaques filtrantes n'ont pas la même forme, leurs évidements étant différents, l'évidement plus profond de l'une d'elles facilitant la disposition du canal d'admission.
La solution pénètre dans les chambres b par les canaux.!., comme représenté dans les fig. S, 9 et 10, et passe comme représenté par les flèches à travers les deux filtres d'ébonite situés à droite et à gauche, le filtrat s'éohappant de l'autre coté de ces filtres à l'intérieur des chambres a,et la matière solide restant au contact'des deux plaques filtrantes dans la chambre b.
La façon de raccorder les petits tubes circulaires disposésdans les plaques fil- trantes et dans les cadres de séparation pour constituer un tube conduisant les solutions est représentée dans les fig.8 9 et 10 ; lestubes,' en caoutchouc de composition spéciale,' sont insérés dans les tubas courts circulaires des cadres de séparation ou des plaques filtrantes, les tubes circulaires des cadres et ceux des plaques filtrantes recevant des dia- mètres différents de foon que les nervures circulaires saillantes des tubes de caoutchouc soient pressées par la solution contre les surfaces solides des parties voisines et établissent un joint étanche.
A cet effet, les tubes courts en caoutchouc sont faits de deux épaisseurs possédant des propriétés différen- tes. La couche qui doit être en contact avec l'ébonite des tubes est faite de caoutchouc flexible et '('\On de bonne qua- lité afin de produire un joint étamche sous pression? Au contraire,
la couche qui doit entrer en contact avec la so- lution et qui doit résister à des produits chimiques est faite du mélange d'ébonite Wildermen semi-vulcanisé et ana- logue au cuir ce mélange, composé de 55% de gomme para, de 10% de graphite et de 35% de soufre, résistant beaucoup
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mieux à Inaction des produits chimiques que renferme la so lntion que le caoutchouc ordinaire et permettant en même temps d'exercer une pression suffisante sur la couche de caoutchouc flexible et molle placée au-dessous.
Dans la fig. 5c. n, n montrent d'autres façons d'é- tablir la jonction des tubes courts dans les cadres et les plaques filtrantes en vue d'établir un tube ininterrompu.
Fig. 11 et 12 montrent la façon dont on lave le résidu après sa formation.. Fig. 11 représente un filtre- presse à cadres et fige 12 un filtre-presse à chambres.
Des canaux de communication. ml, m3,m5 sont dispo- ses entre un tube prinoipal I et les premier, troisième et cinquième espaces a ménagés à l' intérieur des plaques fil- trantes doubles, et un autre tube principal II est relié par des canaux m2,m4,m6 aux second,' quatrième et sixième espa-- ces a ménagés à l'intérieur des plaques filtrantes doublas.
L'eau servant à laver le résidu est refoulée dans un des espaces a sur doux par les canaux alternants d'un des tubes principaux, passe à travers les résidus et s'échappe par les espaces alternants a1 et le second tube principal comme indiqua par les flèches.
On remarquera que l'eau de lavage pénétrant dans les espaces slternants a par m1,m3, m5 est pressée à tra- vers la surface entière des filtres constituant les filtres doubles; elle passe à droite et à gauche à travers les ré- sidus de même épaisseur jusqu'au moment où elle atteint, à droite et à gauche, les filtres en ébonite poreuse des espaces alternants a et s'échappe, par m;m4,m6, de la sur- face entière des filtres en coulant dans les espaces a des filtres doubles.
A cet effet,' un des espaces a sur deux,' notamment ceux qui comportent les conduits d'admission
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m,' ''Yi3, '1O9 doivent 'être maintenus plein d'uau, eoe 'lui zist facile à réaliser en permettant '. l'air de G'écl18.DI)(-J1' psr les robinets à air prévis au sommet, fermait 8101'8 eu.? robi- nets et permettant a- l'eau- d'être refoulée sons toute pres- si on désirée d travers les filtras. 1'0:;:10 f.n:t ai tG?:':;,:;?, lus espaces restants ou. alternants a, qui comportent les conduits d'échappement J3. , m4, rù6y1 sont yratit¯:lar:mr¯t vide "v 1#o:.it soumis à la pression atmospl1ériÇLt'.e ou. peuvent 'lti?e so\.::r:1ic '.. un vide pour contribuer au lava;e du rosidu.
Lorsque le résidu ou tourteau a été 1*Tr0/, ou per- met à l'eau de s'écouler des espaces ± ?r6se::t!::,n't; les canaux ml,' m3; m5 et l'on soumet toutes les a¯!,3r.xi;rus . a un vide, 'comme représenté et expliqué plus loin, l'aau étant pppirëe hors des couches du résidu qui sont en contact avec les fil- tres, le résidu étant ainsi séché et se séparant plus faci- lement des filtres d'ébonite.
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En ouvrant légèrement le filtre-presse et en j-,,,\11.±- flant de l'air sous pression dans les espaces a, 10 2.'.52::":: est poussé à l'écart des filtres 8).', bonite et; .:.'011. facile ment être enlevé, siij7tolit si des cadres de séparation sont prévus entre les deux filtres doubles.
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Corrone ce filtre-presse e8t fait d'ébonite ou de métal revêtu d'6boni--!.-e et résiste par suite à l'action des acides, alcalis et autres produits cnii.cr,zcs, il peut '3tre employé dans la plupart des industries chimiques,' électro- lytiques et minières.. lion seulement il peut être employé pour séparer des solides d'avec des liquides, comme dans la filtration ordi- naire, mais il permet de filtrer un mélange de solides en suspension et de. séparer alors ces solides les uns des au-
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tres (et.de les laver) dans le filtre-presse par l'a pli.aa- tion de solvants sélectifs,' chaque fois qu'une séparation
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de ce genre est chimiquement possible et désirable.
Lorsque le résidu a été retiré, on referme le filtre presse et l'on peut laver les filtres en ébonite poreuse pour les débarrasser des impuretés solides en faisait passer un courant d'eau dans les espaces a séparant las deux filtres du filtre double et en faisant passer cette eau à travers les filtres dans les espaces b séparant les deux filtres dou- bles, c'est-à-dire en faisant passer l'eau en sens inverse du courant de filtration.
De cette facon, les ltres sont maintenus propres et les opérations de filtration ultérieures s'effectuent à la même vitesse.
Le lavage des filtres en ébonite poreuse peut être effectué à l'aide d'eau, d'acides, d'alcalis,' etc.. suivant qu'il est désirable.
Dans beaucoup de cas il peut être plus avantageux d'employer conjointement avec les filtres en ébonite poreu.- se une toile filtrante bon marché, du calicot,' du papier filtrant, etc.. pour empêcher l'encrassement des filtres.
Le papier ou la toile bon marché n'ont à résister aucune pression puisqu'ils sont supportés partout par le filtre en ébonite poreuse,, ce qui est très différent de ce qui se passe dans les filtres-presses actuels dans lesquels la solution n'est pressée à travers le filtre qu'aux endroits où la matière filtrante N 1 est pas supportée. Le papier fil- trant est alors enlevé avec le résidu. Ceci permet d'employer le filtre-presse beaucoup plus longtemps sans qu'on ait besoin de laver les filtres en ébonite poreuse.
Si les toiles filtrantes sont employées avec les filtres en ébonite poreuse, elles peuvent être lavées dans le filtre-presse lui-même de la m'orne manière que celle décrite
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relativement au lavage des filtres an ébonite, et ces toiles auront une durée beaucoup plus grande en raison du fait qu'elles sont supportées en tous les points de leur surface.
Ces toiles, papiers filtrants ou autres organes filtrants peuvent être fixés,' si on le désire, sur des ti- ges saillantes a2 (fig.5) disposées sur le cadre du filtre à l'intérieur de la garniture de joint en caoutchouc, auquel cas des creusures correspondantes a3 (fig.7) seraient pré- vues dans les cadres de séparation.
Fig.l3 représente un filtre-presse dans lequel tous les tuyaux d'admission ou d'échappement destinés à la solu- tion contenant la matière solide en suspension,' au filtrat, à l'eau de lavage et à l'air sont disposés à l'intérieur du oadre.
Fig.14 est une variante de fig.13 et représente un filtre-presse dans lequel les tubes d'admission et d'échappe- ment sont disposés à l'extérieur du cadre.
Fig.15 représente une variante de fig.5.Le cadre externe est fait de métal revêtu d'ébonite. Le filtre dispo- sé à l'intérieur de ce cadre est constitué par une grille composée d'une série d'anneaux d'ébonite à double cône re- liés entre eux ainsi qu'au revêtement d'ébonite du cadre externe. Les filtres individuels composés d'ébonite poreuse remplissent les trous circulaires et forment une seule pièce avec les anneaux d'ébonite,' trouvant ainsi un support dans le cône double lorsque la pression est exercée d'un côté ou de l'autre sur le filtre.
Ces anneaux sont en outre reliés par des tiges d'ébonite x, préférablement de forme circu- laire, placées entre eux ainsi qu'entre ces et le cadre externe et faisant saillie dans la direction de !les- race interne a du filtre double. Les saillies ont une longueur
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telle qu'elles entrent en contact,' lorsque les deux filtres sont placés l'un. sur l'autre,' pour constituer un filtre double, comme représenté dans la fig. 15a dans laquelles les saillies sont représentées à l'intérieur de l'espacer cette figure ne montrant pas les tiges situées à l'intérieur des deux filtres.
Les deux plaques filtrantes sont ainsi suppor- tées par un grand nombre de petites surfaces lorsqu'elles sont soumises à la pression de la solution filtrée,' ce qui les empêche de s'infléchir. La forme des saillies permet en même temps au filtrat de se mouvoir librement dans la chambre interne du filtre double, dans toute direction qui peut 'être désirable, vers le ou les tuyaux de sortie. Les espaces libres prévus entre les anneaux d'ébonite circulaires supportant les filtres circulaires et les tiges d'ébonite saillantes x et (ou) le côté Interne du cadre externe sont remplis d'ébonite ordinaire.
Au sommet de tous les filtres circulaires, il existe une couche d'ébonite poreuse recouvrant la surface entière à l'intérieur du cadre externe sur le côté du filtre qui doit recevoir la solution à filtrer contenant la matière solide en suspension.
Au lieu d'avoir . l'intérieur du cadre externe une grille composée d'un grand nombre d'anneaux en -',bonite à double cône, ces grilles peuvent 'être composées d'un grand nombre d'anneaux de fer à double cône reliés entre eux ainsi qu'au fer du cadre externe et revêtus d'ébonite. Les saillies d'ébonite circulaires 3± comprises entre le revêtement d'ébo- nite des anneaux de fer circulaires peuvent 'être disposées comme précédemment, tandis que les espaces compris entre les saillies d'ébonite x et les filtres circulaires sont remplis d'ébonite ordinaire. Les espaces compris entre les anneaux de fer peuvent aussi consister en une plaque de fer revêtue d'é- bonite et munie de saillies en ébonite.
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Fig. 15a représente la façon dont les saillies x des deux plaques filtrantes se rencontrent dans l'espace a consti- tué par les deux filtres. Cette figure n'est pas une coupe. de fig.15 et les tiges d'ébonite saillantos x reliées aux an- neaux circulaires ne sont représentées, en tant qu'elles peu- vent 'être vues à l'intérieur de l'espace interne a, que pour faire comprendre la façon dont lesdites saillies x sont dispo- sées pour se rencontrer dans cet espace. Les sones ponctuées indiquent l'ébonite poreuse et les cônes doubles hachurés dans la partie poreuse indiquent les anneaux à double cône prévus à l'intérieur de l'ébonite poreuse qui les supporte.
Sur les deux côtés des deux plaques filtrantes, en regard en haut et en bas des espaces b qui séparent les filtres doubles et dans lesquels la solution à filtrer pénètre, une couche d'é- bonite poreuse recouvre le filtre entier, ce qui perment à la solution à filtrer de passer à travers la surface entière du filtre.
Fig.16 représente une variante de fig.13 dans la- quelle la plaque filtrante est circulaire au lieu d'être rec- tangulaire.
Fig,17 représente une variante de fig.14 dans la- quelle la plaque filtrante est circulaire.
Fig.18 représente un cadre séparateur destiné à être intercalé entre deux filtres doublesétablis selon fig.13.
Fig.19 représente les dispositions générales prévues pour la production d'un vide dans les espaces a compris à l'intérieur des filtres doubles lorsque le filtre-presse est employé comme filtra à vide ou avec une pression régnant dans les espaces b et avec 'un vide régnant dans les espaces a . a4 représente le réservoir d'alimentation supérieur contenant la solution contenant la matière solide en suspension
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Cette solution est constamment agitée pour empêcher le so- lide de se déposer. Un réservoir analogue b4est placé à la partie inférieure, ce réservoir étant aussi muni d'un agita- teur.
La solution se rend au filtre-presse at au réservoir inférieur b4 par un tuyau e4,la quantité de solution traver- sant le filtre-presse et se rendant au réservoir inférieur étant réglée par des robinets g4 et h4, selon la quantité de Edition qui peut passer à. travers la presse par unité de temps, laquelle quantité diminue à mesure que le 'bloc de résidu, s'épaissit. Le récipient inférieur b4 est relié à la pompe .±4 qui est elle-même reliée par un tuyau d4 au réser- voir supérieur a4. réservoir supérieur a4 est muni d'un voir supérieur a.
Le réservoir supérieur a4 est muni d'un tuyau de trop-plein t4 permettant à. l'excédent de solution de ce réservoir de passer dudit réservoir au réservoir b4, ce qui maintient constant le niveau de la solution dans le réservoir a4. De cette faceon, une circulation constante de la solution est maintenue entre les réservoirs a4 et b4,et cette circulation est indépendante de la quantité de solution qui peut passer à travers le filtre-presse. Le réservoir in- férieur b4 est alimenté de solution fraîche oontenant des matières solides en suspension au. fur et à mesure des be- soins du. filtre-presse. De cette facon, la solution à fil- trer exerce sur lefiltre-presse une pression constante sapé- rieure à une atmosphère.
Le filtrat s'échappatn des chambres ménagées à l'intérieur des filtres doubles passe par le tuyau principal i4 et le robinet dans la chambre à vide 14 .. Pour permet-- tre au filtrat de s'échapper facilement du filtre-presse,' la pression d'air régnant au-dessus des chambres a est maintenue la même que dans le tuyau d'échappement i4. A cet effet les robinets à gaz n4 prévus à la partie supérieure des chambres a sont reliés par des tuyaux m4 et o4 à la chambre à vide 14 et ces deux tuyaux m4, o4, sont reliés par un tuyau p4 à
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une ohambre r4 qui est placée à 10;5 mètres environ au-
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dessus du réservoir inférieur b4 hauteur qui correSI)011Q à une atmosphère.
La solution susceptible d'être conduite à
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la chambrer s'en échappe par un tu.yau t1.4 la hauteur de la colonne de liquide que renferme ce tuyau correspondant au vide appliqué dans 14. De la partie supérieure de la chambre
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1'4 part un tuyau Jl4 aboutissant à une chambre e à vide qui orée le vide dans r4,' 14, les espaoes 1l et les tt"'..r31}": de COT::1.,.1p..'..lica.... tion. Le filtrat qu3 S'accrmmle àans la chambre 14 Mst retiré de cette chambre par une poml'e ±4 . Pour fa3aliter cette va- cuation; la chambre 14 est reliée par un tuyau y4 au tuyau
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d'aspiration de la pompe z4 . ..
Le tu.ya'-t. de refouleront de cette pompe peu-t soit refouler la solution par un tuyau V4,- dans un second système tel que celui 3.^bj,713S0¯? td pal' 1s fis.19 en vue d'une seooude filtration, soit transférer la filtrat par un robinet q4 dans un réservoir collecteur x4.
Fig. 20 représente le m'orne procédé de 'filtration
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dans le vide ataa celui représenté par la : ..19, excepté f1.11e la solution est refoulée dans les chambres b du filtre-presse à l'aide d'une pompe qui donne toute pression désirée pour
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la filtration de la solution contenant 1'3. m8tjère solide en suspension.
Les pièces de fig. 20 qui correspondent à celles de fig.19 ont été désignées par les mêmes lettres af- fectées de l'exposant 5
Dans ce qui précède, lorsqu'il est dit que le fer est revêtu d'ébonite, il va de soi que'ceci comprend les deux couvercles de la presse.
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"Improvements to filter presses."
The filter presses most generally used at the present time are composed of massive plates which are provided on each side with either corrugated surfaces; or a large number of small protrusions, 'conical, pyramidal or otherwise,' which allow the liquid, filtered, 'to escape by passing through the channels of the undulations or between the oons of the surface. On these plates provided with the corrugated surface or protrusions, is placed a filter cloth or other filter member.
These plates are separated by frames arranged in a framework (frame filter presses) such that a cavity is established between the two corrugated plates; or the edges of the massive plates are raised in such a way that two such plates
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arranged one against the other constitute between them an ohambre or cavity (chamber filter presses). The solution containing a solid material in suspension is discharged inside these cavities. This solution is pressed against the filter cloths of the two massive plates, 'passes through these cloths; flows on the back side of the filter cloth passing through the channels of the corrugated surfaces and leaves the chamber through the exhaust pipes or valves at ordinary pressure.
The solid matter which is deposited on the two filter cloths becomes increasingly thick until the moment, when a compact block or cake has been formed between the two filters. When the block or the solution has reached sufficient value, or when the mixing of the solution with the block is harmful or undesirable, it is necessary to remove the block completely from the solution it contains.
This is achieved by washing the block in the filter press. The washing is carried out by introducing water under pressure on the rear face of one of the filter cloths, by pushing this water back through the filter cloth and the formed block to and through the second filter cloth. and then evacuating it on the rear face of this second canvas.
The disadvantage of this process is that the water passes more in some places than in others, the pressurized water tending to constitute or find paths and channels by which it can reach the second filter easier. is lying. To counteract this tendency to some extent, the water exhaust pipe is held at the top so that water is in any case forced to fill the spaces between the filter cloths and the solid filter plates.
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The main disadvantages of this system are as follows:
1 / - The filter cloth is pressed by the solution, '' against the corrugated plate; so that the part of this fabric which is free for filtration is constituted only by the small fraction of fabric which extends above the channels and which is not supported. The greater the pressure, the more the filter cloth sinks inside the channels; ' that is, the greater the proportion of the filter cloth surface which ceases to participate in filtration increases.
When protrusions are substituted for the corrugated surfaces, the part of the filter which is prevented from participating in filtration by the supporting protrusions is smaller, this part constituting about 25-30% of the total surface but this advantage is counterbalanced. by the faster destruction of the filter cloth which results from the fact that its support is smaller, which makes it necessary to use a stronger and more expensive filter cloth.
2 / - As the unsupported parts of the filter cloth must withstand the pressure of the solution; these parts lengthen, break, and consequently have only a limited duration. This greatly increases the cost of filtration, complicates the work, and decreases the efficiency and effective running time of the filter press.
Whenever such a filter cloth breaks, '' the clear liquid (filtrate) becomes contaminated with the solid suspended material. Since there are a large number of such filter cloths in a filter press, it is difficult to obtain a filtrate which is absolutely free of solid matter. The filter cloth also has the disadvantage
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which does not resist the action of a large number of chemical solutions (acids, alkalis, etc.).
3 / - The filter presses which are currently the most used are made either of wood or / of iron.
They are sometimes made of bronze, a hard lead alloy, aluminum or ebonite coated iron, but the very high cost of such a press makes their use prohibitive and these metals cannot be used. 'elsewhere' be employed only in exceptional cases.
Wood is hardly durable, and so is iron, and neither can these materials be universally applied. Iron cannot be used for a large number of filtering operations in the chemical and other industries, since it is not resistant, for example, to 'acids, chlorine,' hypochlorites, etc., that it is very prone to oxidize in humid air and contaminates the filtered solution. The wood is not resistant to acids or aloalis, nor to a large number of other chemicals; and it does not have sufficient mechanical strength either.
For this reason, the maintenance expenses of the wooden filter presses and the frequent interruptions of work result in considerable expense and loss.
In addition to filter presses, rotary continuous cellular vacuum filters are employed in the industry.
These apparatuses are made of iron, are of very complicated construction and very expensive to set up, and their filtering surface is small in comparison with the weight and cost of the apparatus. An apparatus of this type having a filtering surface of about 20 square meters weighs, with all its accessories, about 22 tons. As it is made of iron,
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are / application in the chemical industry is limited as in the case of iron filter presses. In comparison with iron filter presses, it has the disadvantage that the positive pressures which can be applied for filtration are relatively low; these pressures being always less than 1 kg.
Rotating continuous cellular vacuum filters can therefore only be used when low positive pressures are sufficient for filtration.
The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the aforementioned current systems while retaining their advantages and to perform the filtering and the treatment of the residual block separated by an improved and more efficient process.
The characteristics of this filter press are as follows:
1 / - Instead of using massive plates having corrugated surfaces on each side or surfaces provided with conical projections; pyramidal or others; a double filter plate is used which is composed of single plates provided with independent frames or edges and between which a space is left for the filtrate.
The filter plates are employed either as filters without the application of filter elements such as cloths or in combination with very inexpensive filter elements such as sheets of filter paper or inexpensive thin filters. members being supported over their entire surface by the filter plates., - 'so that they do not have to resist any pressure.
2 / - This filter press combines the principle of the pressure filter with the principle of the rotary vacuum filter
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currently employed. It can 'be used as a replacement for any of these two types of filters or both at times;' the solution being filtered either by its discharge, 'as in ordinary filter presses through the filter member,' while the external pressure prevailing between the filter plates remains one atmosphere, 'or by the creation of a vacuum between the two filter plates, the supply of the solution to the filtrant carried out in the same way as in the current filter presses and a vacuum being created between the filter plates at the same time.
The space between the two filters constituting the double filter is provided with pipes used either for the creation of a vacuum or for the creation of an air pressure. These pipes can also be used for the circulation of hot air or cold air, which regulates the temperature at which the filtration is carried out.
3 / - The characteristics specified under 1 / or 2 / make it possible to wash the residual block in a more satisfactory and more efficient manner in all parts of its mass.
4 / - The vacuum existing between the two filter plates makes it possible to make the block drier and to remove this block by applying a low air pressure in the space between the two filter plates, which makes the work cleaner and more economical.
5 / - As a result of the application of filter paper in combination with the filter plates, the latter remain clean and therefore do not need to be washed. The filter paper removed with the residue is practically no expense and washing of the filter plates is not necessary except occasionally, thus the filtration being more economical.
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6 / - The entire surface of the filter plates: if necessary covered with an inexpensive filter element, contributes to the filtration.
7 / - The double filtering places, 'as well as the frames employed in combination with these plates,' may be made of iron coated with ebonite or with another suitable material which concerns the non porous parts of these plates. organs, while the filter surfaces may be made of porous ebonite or other suitable material.
The filter press can thus be set up to combine the mechanical resistance required for filtering, with the chemical resistance required for the various purposes of the chemical and other industries. For example, if it is made of an ebonite of the right composition and if it is suitably vulcanized, it will be perfectly resistant to acids, alkalis and many other chemicals, so that a very wide field of applications is offered in filter presses of this type.
8 / - The characteristics specified under 7 / provide a large number of other important advantages; the ebonite filter plates can be washed from time to time with acids, etc. to remove impurities which may be deposited in the pores over time, and these plates can then be reused for filtering.
9 / - The application of double filter plates between which is ± a space allows the passage of a stream of pure water or water containing the required chemical product in the opposite direction in order to clean these plates and to restore their effectiveness.
10 / - If filter cloths are used with porous ebonite filters, these cloths can be washed in the press itself.
11 / - If we use ebonite filters in
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the filtering places, these filters can be set up so as to have any porosity and any desired percolation speed, which adapts them to the special desires and properties of the solution and the solid matter in suspension which must be separated from it, the filtration being thus made faster and more efficient.
By giving the filtration rate through the ebonite filter a very high value and employing together with it a thin filter provided with very fine pores and which; resting on the porous ebonite filter, 'does not have to withstand any pressure, -' good separation of the solid from the filtrate can be effected without risk of the filtrate and the solid leaving the press together.
On the other hand, the filter plates can be treated with barium sulphate, colloidal substances, etc. in order to adapt these plates to the filtering of solutions which contain in suspension the substances requiring extremely capillaries. fines for filtering or to decrease the rate of solution peroolation through the diaphragm.
12 / - The filter press makes it possible, 'after filtration, to separate from one another, using selective solvents,' the elements of a mixture of solids constituting the residue, when a process of separation like this is practically possible.
13 / - The filter plates are much lighter than the iron plates and can therefore be handled much more easily. The filter press is constructed in such a way that all of its parts can be easily accessed.
14 / - Filter plates are built in molds - They can therefore be built more accurately and faster than iron plates
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currently in use which require a lot of expensive machining operations.
The principles of the filter presses according to the invention, their mode of construction and the manner of using them will now be described with reference to the appended drawings: it being understood, however, that the present invention is not limited to the embodiment deorit and shown. Nor is it limited to any special material, although the ebonite filter press is presently preferred by the inventor.
Fig. 1 shows a filter press according to the invention made of iron or other suitable material. This filter is composed of perforated iron plates, two such plates constituting a double plate and being separated from each other by a space. These plates are recessed on each side. Two such double plates constitute, when they are placed one against the other, the chamber b to which the tale solution is admitted. nant suspended solid matter. The perforations of the iron plates can be of any desired shape and preferably have the shape of a cone or pyramid with the base facing away so as to space. constitute a larger filter surface.
On these perforated iron plates are fixed in a suitable manner cloths made of wire or other suitable material, 'these cloths being indicated by the strong lines e. The filter cloths are mounted on the wire mesh and are clamped to the supply hole c by a threaded connection.
The solution enters chamber b through the central supply hole and holes c,. Is discharged under any desired pressure through the filter, the cloth
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metal and the perforated iron plates in the spaces a separating the two perforated iron plates and is conducted out of the spaces a at ordinary pressure or. there is a vacuum which is created in said spaces by the special arrangements which will be described later.
When the residue block has been formed, it is washed by passing pressurized water through every other space a, the water passing through the two perforated iron plates, the wire mesh and the mesh. the filter which covers it, the block, 'then through the filter cloths, the wire mesh and the two neighboring perforated plates and escaping through the two spaces to soft neighboring perforated plates provided with exhaust channels.
The perforated iron plates can be coated with ebonite, which makes them more resistant to acids and other chemicals; and the wire mesh can be made of the metal best resistant to the filtrate contemplated.
Fig. 2 represents a variant of FIG. 1 in which the hollow plates are replaced by double perforated iron plates between which the frames are arranged.
In this case, the central power supply is not necessary.
Fig. 3 shows a filter press in which the :? Perforated iron plates arranged inside the orders and provided with the metallic mesh are replaced by porous ebonite filters. Construction details have not been given. The iron frames of the plates are covered with ebonite. In fig. 3, the double plates are established as hollow plates with a central feed. Threaded fittings are made (ebonite coated iron.
Fig. 4 shows a variant of FIG. 3 in which the plates fitted with the porous ebonite filters are
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separated by a frame f and in which the double plates are separated by him frame g, which constitutes the aforementioned spaces a and b.
Fig. 5 and fig. 5a to 5g give constructional details of such a porous filter plate.
Fig, 6 shows a cast iron frame in which are fixed a large number of vertical steel bars. Fig. 6a and 6b are cross sections along A-A and B-B of fig, 6. These vertical bars are coated with ebonite as shown in fig. 5, 5a and 5c.
Fig. 5 and fig. 5b show the horizontal connecting pieces b 'formed by ordinary ebonite bars.
Fig. 5a is a section of one of the plates along A-A (fig.5). This cut shows the ebonite coating of the frame and the vertical steel bars a * of this frame,
Fig. 5b is a section of this same plate along line B-B. This section shows the ebonite coating of the frame, one of the solid horizontal bars b * in regular ebonite and the shape of the vertical steel bars or. of iron coated with ebonite.
It will be noted that these bars protrude out of the porous ebonite filter, but that they are cut so as not to protrude out of this filter between the lower horizontal ebonite bar b * and the lower edge of the. frame, the purpose of this arrangement being to allow the solution to flow over the diaphragm (during filtration). between the vertical bars a * to accumulate and escape at the lower part of the double porous plate, in the space, or to allow, during the washing of the block, the passage of water through and cross-ties the bars a *.
Likewise, the vertical bars are conformed and
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and retracted at the top of the filter plate, between the upper horizontal bars of ordinary ebonite and the upper side of the frame to allow the water, when this is forced from the bottom upwards, to escape at the top while flowing between all vertical bars up to the output channel.
Fig. 5c is a section on C-C (fig.5) and shows two filter plates of this kind constituting a double filter plate. The filter, made of porous ebonite, is indicated by the dotted parts and is in one piece with the ordinary ebonite coating of the vertical metal bars a *, the ebonite coating of the frame and the horizontal bars b * in ordinary ebonite.
The ebonite coating of the vertical metal bars a * and the horizontal b * pure ebonite bars have the shape of a double wedge so that the porous ebonite filter is applied to the ordinary ebonite by a larger area. and is best supported when the solution is introduced under pressure into chamber b or water is introduced under pressure into chamber c a, shown in fig 1.
The vertical metal bars a * coated with bonite protrude on the porous ebonite filter, so that when two filter plates of this kind are connected together, as shown in fig. 5, the opposing filter plate rests on the metal bars and is supported by them.
On the contrary, the horizontal bars b * of ordinary ebonite do not protrude or only slightly protrude from the porous ebonite filter, in order to allow the solution discharged through the entire ebonite filter and entering the space of color freely down.
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If the horizontal bars are also made of metal, it would be necessary to cast the entire metal grid in a single piece of steel, iron or other suitable metal and then cover it with ebonite.
Fig. 5 shows the arrangement of the pipes for the inlet of solution containing the suspended solid matter, and the outlet of the filtrate, " as well as the pipes of inlet and outlet of the water, employed to wash the solid residue. de, all these pipes being arranged inside the plate.
Fig. 5c shows the filtrate exhaust pipe k entering through the two ebonite filters into the space
Fig. 5f shows a variant of FIG. 5 in that, instead of the vertical metal bars of the two filters being offset with respect to each other for the purpose of supporting the filters of the opposite plate at the location of the horizontal ebonite bars, they meet each other closely. such that the metal rests on the metal.
Fig. 5 shows another variant of FIGS. 5f or 5c in which the two plates containing the porous ebonite filters are separated from each other by a frame of suitable thickness,
Fig. 5d, which is a section of the upper part of fig. 5 following D-D, 'shows the arrangement of two plates provided with a porous ebonite filter and a valve 1 placed in the recessed part of the frame.
Two filters of this kind constituting a double filter, thus contain two valves 1, one to allow air to escape when the space a has to be filled with water or to create a vacuum when that the solid residue must be dried, the other to allow air to be blown into the space each time the residue is to be removed from the ebonite filters.
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At. instead of disposing of the filtrate exhaust as in fig. 5c or the air valve ¯1¯ as in fig. 5d, the filtrate exhaust and the air valves 1 can be placed in the separation frame m of FIG. 5g each time a frame of this is applied between the two filter plates.
In fig. 5, 5c, 5f and 5 the two plates, - containing the porous ebonite filters and constituting the double filter independent of each other. The two porous ebonite filters only constitute a double filter - the elements of which are separated by a space - after the filter press is closed, the liquid tightness of the double filter being ensured around the filter frame and the short tubes for the circulation of liquids by means of rubber seals n.
This arrangement makes it possible to easily access the spaces a, which allows all the necessary precautions to be taken to visit the filters and clean them, if necessary.
The two filter plates containing the porous ebonite filters arranged as integral parts of these plates can also be connected so as to. form a double filter using bolts and nuts d, as shown in fig. 5c.
The double filters of fig. 5c, 5f or 5g are separated from each other by frames shown in FIG. 7. These frames have at the top the valve p1 allowing air to escape and may contain vertical metal bars p coated with ebonite to support the frames of the ebonite filters when the sludge of the residue under. high pressure is required, the bars p preferably resting against the vertical metal bars a * of the filter plate.
Vertical bars. ±.
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have a large number of slits in the middle; up and down to allow the free passage of the solution entering the entire space b between the two double porous ebonite filters (see fig. 7a and 7b which are cross-sections along lines AA and BB in fig. . 7, respectively). The metal frame and vertical steel bars are also coated with ebonite. In the separating frame of fig. 7, the short intake and exhaust pipes are arranged as in fig. 5, the solution containing the solid in suspension being admitted to the chamber b through a slot s of the frame, which slot connects the tube to said chamber.
The freeze frame 7 can receive any thickness, depending on the nature and thickness of the block of residue to be produced,
It will be noted that there is no exhaust pipe for the filtrate in the space b separating the two double filter plates, the filtrate exhaust being disposed in the space a included between the two filters.
Likewise, the intake and exhaust ducts r1e the water used to wash off the residue, as well as the air intake and exhaust ducts serving to produce a vacuum or overpressure between the wire plates. - trantes for the various aforementioned purposes are all related to the spacing.
Fig. 8, 9 and 10 show the work of the filter presses in question during filtration, Fig. 8 in the case of a frame filter press and fig. 9 and 10 in the case of chamber filter presses. In fig 9, the two filter plates and their frames have the same shape, the space b being divided into equal parts by equal recesses of the frames of the two filter plates, and the solution entering the spaces b by the caraux r practiced on the edge of
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the recess of one of these frames. In fig.10, 'the two filter plates do not have the same shape, their recesses being different, the deeper recess of one of them facilitating the arrangement of the inlet channel.
The solution enters the chambers b through the channels.!., As shown in fig. S, 9 and 10, and passes as represented by the arrows through the two ebonite filters located on the right and on the left, the filtrate escaping from the other side of these filters inside the chambers a, and the solid material remaining in contact with the two filter plates in the chamber b.
The way of connecting the small circular tubes arranged in the filter plates and in the separation frames to form a tube leading the solutions is shown in fig.8 9 and 10; The tubes, 'of rubber of special composition,' are inserted into the short circular tubas of the separation frames or the filter plates, the circular tubes of the frames and those of the filter plates receiving different diameters from the protruding circular ribs of the rubber tubes are pressed by the solution against the solid surfaces of neighboring parts and establish a tight seal.
For this purpose, the short rubber tubes are made of two thicknesses with different properties. The layer which must be in contact with the ebonite of the tubes is made of flexible and good quality rubber in order to produce a seal under pressure? On the contrary,
the layer which must come into contact with the solution and which must resist chemicals is made from the mixture of semi-vulcanized Wildermen ebonite and similar to leather this mixture, composed of 55% para gum, 10 % graphite and 35% sulfur, very resistant
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better at the inaction of chemicals in the solution than ordinary rubber and at the same time allowing sufficient pressure to be exerted on the flexible, soft rubber layer below.
In fig. 5c. n, n show other ways to junction short tubes in frames and filter plates to establish an unbroken tube.
Fig. 11 and 12 show the way in which the residue is washed after its formation. 11 shows a frame filter press and freezes 12 a chamber filter press.
Communication channels. ml, m3, m5 are arranged between a main tube I and the first, third and fifth spaces a formed inside the double filter plates, and another main tube II is connected by channels m2, m4, m6 in the second, fourth and sixth spaces provided inside the double filter plates.
The water used to wash the residue is discharged into one of the spaces a on soft through the alternating channels of one of the main tubes, passes through the residue and escapes through the alternating spaces a1 and the second main tube as indicated by the arrows.
It will be noted that the washing water entering the alternating spaces a by m1, m3, m5 is pressed through the entire surface of the filters constituting the double filters; it passes to the right and to the left through the residues of the same thickness until the moment when it reaches, on the right and left, the porous ebonite filters of the alternating spaces a and escapes, through m; m4, m6 , of the entire surface of the filters flowing into the spaces to double filters.
For this purpose, 'one of the spaces has in two,' in particular those which include the intake ducts
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m, '' 'Yi3,' 1O9 must 'be kept full of uau, eoe' him zist easy to achieve by allowing '. the air from G'écl18.DI) (- J1 'psr the air taps provided at the top, closed 8101'8 eu.? taps and allowing the water- to be discharged under full pressure we want through the filtras. 1'0:;: 10 fn: t ai tG?: ':;,:;?, lus remaining or. alternating spaces a, which include the exhaust ducts J3., m4, rù6y1 are yratit¯: lar: mr¯t empty "v 1 # o: .it subjected to atmospheric pressure or. can 'lti? e so \. :: r: 1ic' .. a vacuum to contribute to lava e of rosidu.
When the residue or cake has been 1 * Tr0 /, or allows water to flow out of the spaces ±? Rse :: t! ::, n't; the channels ml, 'm3; m5 and we submit all to!, 3r.xi; rus. has a vacuum, as shown and explained below, the water being forced out of the residue layers which are in contact with the filters, the residue thus being dried and separating more easily from the ebonite filters.
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By opening the filter press slightly and by j - ,,, \ 11. ± - pressurized air into the spaces a, 10 2. '. 52 :: ":: is pushed away from the filters 8). ', Bonito and;.:.' 011. Easily be removed, siij7tolit if separation frames are provided between the two double filters.
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Corrone this filter press is made of ebonite or of carbon coated metal and therefore resists the action of acids, alkalis and other cnii.cr, zcs products, it can '3 be used in most chemical, electrolyte, and mining industries. only it can be used to separate solids from liquids, as in ordinary filtration, but it filters a mixture of suspended solids and solids. of. then separate these solids from each other
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very (and. to wash them) in the filter press by the pli.aa- tion of selective solvents, 'each time a separation
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of this kind is chemically possible and desirable.
When the residue has been removed, the filter press is closed and the porous ebonite filters can be washed to rid them of solid impurities by passing a stream of water through the spaces a separating the two filters of the double filter and by passing this water through the filters in the spaces b separating the two double filters, that is to say by passing the water in the opposite direction to the filtration stream.
This way, the filters are kept clean and subsequent filtration operations take place at the same speed.
Washing of porous ebonite filters can be carried out using water, acids, alkalis, etc., as desired.
In many cases it may be more advantageous to use in conjunction with the porous ebonite filters an inexpensive filter cloth, calico, filter paper, etc. to prevent clogging of the filters.
The inexpensive paper or canvas do not have to withstand any pressure since they are supported everywhere by the porous ebonite filter, which is very different from what happens in current filter presses in which the solution is not available. is only pressed through the filter at places where N 1 filter material is not supported. The filter paper is then removed with the residue. This allows the filter press to be used much longer without the need to wash the porous ebonite filters.
If the filter cloths are used with the porous ebonite filters, they can be washed in the filter press itself in the same manner as described.
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relative to the washing of an ebonite filters, and these fabrics will have a much longer duration due to the fact that they are supported at all points of their surface.
These cloths, filter papers or other filter elements can be attached, if desired, to protruding rods a2 (fig. 5) arranged on the filter frame inside the rubber gasket insert, to which In the case of the corresponding hollows a3 (fig.7) would be provided in the separation frames.
Fig. 13 shows a filter press in which all the intake or exhaust pipes for the solution containing the suspended solid matter, the filtrate, the washing water and the air are arranged. inside the frame.
Fig.14 is a variant of Fig.13 and shows a filter press in which the intake and exhaust tubes are arranged outside the frame.
Fig.15 shows a variant of Fig.5 The outer frame is made of ebonite coated metal. The filter placed inside this frame consists of a grid made up of a series of double-cone ebonite rings interconnected as well as the ebonite coating of the outer frame. The individual filters composed of porous ebonite fill the circular holes and form a single piece with the ebonite rings, thus finding support in the double cone when pressure is exerted on one side or the other on the filter. .
These rings are further connected by ebonite x rods, preferably circular in shape, placed between them as well as between them and the outer frame and protruding in the direction of the inner race a of the double filter. The protrusions have a length
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such that they come into contact, 'when the two filters are placed one. on the other, 'to constitute a double filter, as shown in FIG. 15a in which the protrusions are shown inside the space this figure does not show the rods located inside the two filters.
The two filter plates are thus supported by a large number of small surfaces when subjected to the pressure of the filtered solution, preventing them from flexing. The shape of the protrusions at the same time allows the filtrate to move freely within the internal chamber of the dual filter, in any direction which may be desirable, towards the outlet pipe (s). The free spaces provided between the circular ebonite rings supporting the circular filters and the protruding ebonite rods x and (or) the inner side of the outer frame are filled with ordinary ebonite.
On top of all circular filters there is a porous ebonite layer covering the entire surface inside the outer frame on the side of the filter which is to receive the filter solution containing the suspended solid material.
Instead of having. inside the outer frame a grid made up of a large number of double-cone bonito rings, these grids can be made up of a large number of double-cone iron rings connected together as well as 'iron the outer frame and coated with ebonite. The 3 ± circular ebonite protrusions between the ebonite coating of the circular iron rings can be arranged as before, while the spaces between the ebonite protrusions x and the circular filters are filled with ebonite. ordinary. The spaces between the iron rings may also consist of an iron plate coated with bonite and provided with protrusions of ebonite.
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Fig. 15a shows how the projections x of the two filter plates meet in the space a formed by the two filters. This figure is not a section. of fig. 15 and the saillantos x ebonite rods connected to the circular rings are only represented, so far as they can be seen inside the internal space a, to make it clear the way whose said projections x are arranged to meet in this space. The dotted sones indicate the porous ebonite and the double hatched cones in the porous part indicate the double cone rings provided inside the porous ebonite which supports them.
On both sides of the two filter plates, facing the top and bottom spaces b which separate the double filters and into which the solution to be filtered penetrates, a porous layer of bonito covers the entire filter, which allows to the solution to be filtered to pass through the entire surface of the filter.
Fig.16 shows a variant of Fig.13 in which the filter plate is circular instead of being rectangular.
Fig, 17 shows a variant of fig.14 in which the filter plate is circular.
Fig. 18 represents a separating frame intended to be inserted between two double filters established according to fig. 13.
Fig. 19 shows the general arrangements foreseen for the production of a vacuum in the spaces a included inside the double filters when the filter press is used as vacuum filter or with a pressure prevailing in the spaces b and with ' a vacuum reigning in the spaces a. a4 represents the upper feed tank containing the solution containing the suspended solid matter
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This solution is constantly agitated to prevent the solid from settling. A similar reservoir b4is placed at the lower part, this reservoir also being provided with an agitator.
The solution goes to the filter press at the lower tank b4 through a pipe e4, the quantity of solution passing through the filter press and going to the lower tank being regulated by valves g4 and h4, depending on the quantity of Edition which can switch to. through the press per unit time, which amount decreases as the residue block thickens. The lower container b4 is connected to the pump. ± 4 which is itself connected by a pipe d4 to the upper tank a4. upper tank a4 is fitted with an upper see a.
The upper tank a4 is fitted with a t4 overflow pipe allowing. the excess solution from this reservoir to pass from said reservoir to reservoir b4, which keeps the level of solution in reservoir a4 constant. From this faceon, a constant circulation of the solution is maintained between the reservoirs a4 and b4, and this circulation is independent of the quantity of solution which can pass through the filter press. The lower reservoir b4 is supplied with fresh solution ocontaining solids in suspension in the. as and when needed. filter press. In this way, the solution to be filtered exerts on the filter press a constant pressure less than one atmosphere.
The filtrate escapes from the chambers inside the double filters passes through the main pipe i4 and the valve in the vacuum chamber 14. To allow the filtrate to easily escape from the filter press, ' the air pressure prevailing above the chambers a is maintained the same as in the exhaust pipe i4. For this purpose the gas taps n4 provided at the upper part of the chambers a are connected by pipes m4 and o4 to the vacuum chamber 14 and these two pipes m4, o4, are connected by a pipe p4 to
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a room r4 which is placed at about 10; 5 meters above
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above the lower tank b4 height which corresponds to an atmosphere.
The solution likely to be led to
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the chamber escapes through a tu.yau t1.4 the height of the column of liquid contained in this pipe corresponding to the vacuum applied in 14. From the upper part of the chamber
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1'4 leaves a pipe Jl4 leading to a vacuum chamber which opens the vacuum in r4, '14, spaces 1l and tt "' .. r31}": from COT :: 1.,. 1p .. ' ..lica .... tion. The filtrate which 3 Accrmmles in the chamber 14 Mst withdrawn from this chamber by a pump ± 4. To make this vaulting; the chamber 14 is connected by a pipe y4 to the pipe
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suction pump z4. ..
The tu.ya'-t. from this pump can either deliver the solution through a pipe V4, - in a second system such as that 3. ^ bj, 713S0¯? td pal '1s fis.19 for a seooude filtration, or transfer the filtrate through a valve q4 in a collecting tank x4.
Fig. 20 represents the same filtration process
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in the vacuum ataa that represented by the: ..19, except f1.11e, the solution is pumped into the chambers b of the filter press using a pump which gives any pressure desired for
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filtration of the solution containing 1'3. solid in suspension.
The parts of fig. 20 which correspond to those of fig. 19 have been designated by the same letters assigned to the exponent 5
In the above, when it is said that the iron is coated with ebonite, it goes without saying that this includes the two covers of the press.
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R 3 S U K 2
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