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BREVET D' INTENTION PERFECTIONNEMENTS AU SECHAGE ET,, OU A LA FILTRATION DE MELANGES DE LIQUIDES ET DE SOLIDES.
L'invention est relative à des perfectionnements apportés au séohage et, ou à la filtration db mélangea de li-
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quidas àt de solid6s.
L'invention a pour objet de prévoir des moyens pour filtrer, sécher ou déshydrater des substances formées par mé- lange de matières finement divisées et d'eau, d'huila, ou au- tres liquides, qui fréquemment retiennent avec une tenaoité extrême le liquide qu'elles peuvent contenir, Ainsi par exemple, dans l'industrie des couleurs et peintures, les pigments sont fréquemment mélangés à l'eau an vue de laur broyage ou dans d' autres buts, et ensuite il devient nécessaire de les incorporer à de l'huile, es pourquoi une partie ou la totalité de l'eau doit être éliminée. On pourrait encore désirer obtenir le pig- ment sous forme sèche.
L'élimination de l'eau au delà d'un car-
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tain pourcentage,présente dans beaucoup de cas des difficultés considérables,et ces dernières se rencontrent encore dans beau- coup d'autres industries,
La filtration, à l'effet d'éliminer l'eau, a déjà été essayée, et l'on a proposé en particulier de filtrer la matière sur un tissu sur la face postérieure duquel est appli- quée une succion, et des filtres tournants de ce type sont d' usage courant pour la filtration de divers mélangea La diffi- oulté dtune opération de filtration de ca genre réside dans le fait qu'il se forme un gateau partiellement asséohé sur l'agent de filtration mobile, et dès que la teneur en liquide est tom- bée à un certain degré,
un état s'établit au dalâ duquel l'éli- mination supplémentaire de liquide dans le gateau de filtration ne s'effectue que très lentement.
On a constaté expérimentalement que dans un filtre à succion tournant la plus grande porta de liquide du gâteau se produit presque exclusivement durant la période initiale de l'opération de filtration, peu aprés Que le gâteau a été re- cueilli sur l'agent de filtration.
On a constaté expérimentalement que durant les der- nières phases de Semblable filtration on peut réaliser une vi- tesse beaucoup plus élevée d'élimination du liquide du gâteau en dérangeant ce dernier d'une manière constante ou répétée comma par exemple en le remuant à l'aide d'une lame de couteau ou d'une palette.
Conformément à la présente invention, un prooédé de filtration est caractérisé en formant un gateau de filtration de la matière en contact avec un agent de filtration et en sou- mettant la matière du gateau de filtration à des re-arrange- ments répétés de ses particules.
De préférence, une différence de pression est éta- blie entre les faces opposées de l'agent de filtration pour ai- der au passage de la phase liquide de la matière à traiter à travers cet agent. Le re-arrangement des particules du gateau
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de filtration peut être effectué grâce au passage ou balayage périodique d'une palette ou l'équivalent sur le gâteau de @il- tration.
D'autres moyens pour provoquer le dérangement ou assu- rer le re-arrangement des particules peuvent toutefois être utilisés , somme par exemple la vibration dE l'agent de filtra- .tion avec une intansité (.elle qu'elle détermine le re-arrange- ment des particules solides dans 16 gatdau da filtration, ou bien encore par emploi d'un jet d'air ou de vapeur.
L'invention comprend un appareil de filtration com- portant en combinaison un agent de filtration (par exemple un tissu filtrant), das moyens pour maintenir une différence de @@ pression entre l'un et l'autre oôté ce du tibsu filtrant, et une palette ou dispositif analogue monte ou organisé pour exé- cuter un mouvement répété par rapport à la face de l'agent de filtration, du côté de ce dernier où la pression est la plus élevée, de manière à étendre une couche de matière à filtrer sur le tissu et, durant ses mouvements ou balayages subséquents, re-arranger les particules solidas dans ladite couche,
De préférence,
l'agent de filtration est placé sur la surface interne d'une enveloppe creuse, et la ou les palettes sont montées dans le dispositif filtrant de manière à tourner oo-axialement aveo lui.
L'enveloppe et le tissu filtrant peuvent entourer complètement les palettes ou l'équivalent, par exemple ils peu- vent affecter la forme d'un tambour cylindrique creux, L'enve- loppe ou le tambour constitue une chambre à vide,
Suivant une disposition oonstruotive, les palettes prennent la forme de lames inclinées par rapport à l'axe autour duquel elles sont montées en vue de la rotation, dans le but de faire avancer le gateau filtrante dans l'enveloppe qui l'entoure,
L'agent de filtration peut comprendre un tissu, cousu à un oertain nombre de lattes de bois parallèles, disposées en formation plus ou moins resserrée et placées sur champ par rap- port à la face du tissu.
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Lorsque l'agent de filtration constitue la surfa- ce interne d'une enveloppe creuse ou tambour, les lattas de bois peuvent être supportées par des fentes ménagées dans des anneaux en saillie interne sur l'enveloppe. Les pointes des palettes peuvent tourner à faible distance mais toutefois sans contact avec le tissu filtrant; par exemple elles peu- vent se prolonger jusqu'environ 3 m/m de la surface du tissu filtrant.
Les palettes peuvent être montées sur un arbre destiné à recevoir un fluide de ohauffage ou de refroidisse- ment.
L'enveloppe peut être pourvue d'un ou plusieurs dia- phragmes transversaux sur lesquels se déplace un bord d'une ou de palettes, inolinées de manière à comprimer fortement la matière en cours de filtration contre le ou les diaphrag- mes.
Le ou les diaphragmes peuvent être pourvus d'ouver- tures pour le passage de matière filtrée, et l'agencement peut être tel que l'on puissa régler les sections de ces ouvertures.
Ce qui suit est uns description, donnée à titre d' exemple, d'une disposition constructive d'appareil de filtra- tion conforme à l'invention.
L'appareil ast représenté aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe longitudinale dal'appareil;
Fig. 2 est une coupe transversale, pratiquée suivant la libne 2-2 de la fig. 1;
Fig. 3 est une coupe transversale, pratiquée sui- vant la ligna 3-3 de la fig. 1;
Fig. 4 est une coupe transversale, pratiquée sui- vant la ligne 4-4 de la fig. 1;
Fig. 5 est uns coupe transversale, pratiquée sui- vant la ligne 5-5 de la fig. 1;
Figs. 6 et 7 montrent des détails d'une goulotte
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d'évacuation réglable;
En se référant aux fi¯,s 1 et 2, l'appareil comprend une enveloppe 11 établie sou forme d'un tambour cylindrique horizontal, divisé transversalement en trois sections: 12, 13, 14, réunies par les brides ou épaulements 15.
Le tambour est en outre divisé horizontalement en portions supérieure et in- férieure, réunies par les brides ou rebords 16, 17 que montre la fig. 2, Intérieurement au tambour on prévoit un certain nombre de brides ou rebords airoonférentiels 18 venus de fon- te comme partie intégrante de la section particulière de l'en- veloppe du tambour dans laquelle ils sont logés.. Les brides ou rebords 18 sont pourvus à des intervalles rapprochés, le long de leur périphérie interne, de fentes radiales dans lesquelles sont engagées des lattas de bois placées sur uhamp et à face inolinées, 19.
Les brides ou rebords sont pourvus à leur base d'un grand nombre de trous 20, à leur jonotion avec la paroi du tambour 11, de manière à assurer la continuité de l'espace annulaire compris entre les lattes 19 at la paroi du tambour sur la totalité de chaque section du tambour ou enveloppe,
A l'intérieur des lattes 19 est assujetti un tissu filtrant 21. Le tissu filtrant 21 est établi par seotions cor- respondantes aux sections de l'enveloppe ou tambour, c'est à dire que chaque section de tissu filtrant ne couvre que la moi- tié de la périphérie du tambour et un tiers de sa longueur,, cet arrangement facilitant l'enlevaient aisé de sections usées du tissu. Les bords longitudinaux du tissu sont fixés dans les joints 16, 17 en les assujettissant à l'aide de coins de bois 22 dans des éviderents prévus au moulage dans les bords internes du joint.
Les bords circonférentiels des tissus filtrants sont assujettis sous des anneaux de fixation 23 s'ajustant dans des évidements prévus au moulage dans les extrémités des sections du tambour. Chaque section du tambour est pourvue d'un raccord 24 aveo une pompe à vide, qui évacue l'eau d'écoulement de mê-
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me que tout l'air traversant le gateau de filtration placé sur le tissu filtrant 21.
Les sections du tambour sont subdivisées par des di- aphragmes transversaux 25,26 et elles sont fermées par des pla- ques terminales 27, 28. Le diaphragme 25, comme il est repré- senté à la fil-4 3, est oonstitué de deux plaques circulaires s'appliquant l'une à l'autre par leur face et sont chacune pour vue d'une ouverture 29 pratiquée dans leur partie sup'érieure.
En faisant tourner l'une des plaques par rapport à l'autre, dans les positions représentées an traits interrompus 30 à la fige 3, on peut réduire la grandeur utile de l'ouverture 29,
Le diaphragme 26, représenté en détail à la fig, 4, est analogue au diaphragme 25, mais il est pourvu de deux ou- vertures 31, 32, une de chaque côté de l'axe, et ici encore, la grandeur utile de l'ouverture peut être réglée en faisant tourner l'une des plaques 26 par rapport à l'autrs.
La plaque terminale 28 est maintenue sur l'extrémité de l'enveloppe 11 par une bride annulaire 34. La plaque est pourvue de trois ouvertures d'évacuation 35, 36, 37, qui pré- sentent de l'une à l'autre des dimensions différentes et, en faisant tourner la plaque 28; l'une quelconque da ces ouver- tures peut être amenée en bas, l'ouverture occupant cotte posi-' tion agissant comme ouverture d'évacuation pour la dernière section du -tambour,
La plaque terminale 28 comporte en outr6 un palier 38, destiné à recevoir un arbre coulé creux 39, traversant le tambour d'une extrémité à l'autre. L'arbre 39 est retenu à rencontre des poussées en bout par un coussinet de butée à billes 40.
Revenant à l'extrémité d'antréa du tambour, la bride 27 est assujettie à l'extrémité du tambour par une bride annu- laire qui l'entoure, 41, at elle porte un palier 42 pour l'au- tre extrémité de l'arbre 39. Le palier 42 est pourvu d'une boi- te a bourrage 43, nécessairs à cette extrémité du tambour pour
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isoler l'intérieur du tambour de l'espace ambiant lorsqu'il est désirable de conduire ou d'exécutar la filtration avec une pression interne supérieure à la pression atmosphérique.
Il n'est pas nécessaire de prévoir da boite à bourrage pour le palier 38 du i'ait qu'un joint étanche est réalisé grâce à la bride 44 du coussinet de butée 40 s'appliquant étroitement con- tre l'extrémité du palier 38. Il n'est toutefois pas possible de prévoir une bride au palier 42, à l'autre extrémité du tam- bour, le déplacement longitudinal devant resterassuré pour la dilatation de l'arbre 39 sous l'effet des variations de tem- pératures.
L'arbre 39 est oraux et il est équipé d'une conduits d'amenée de vapeur 45 traversant une boite à bourrage 46 à une extrémité, et d'un dispo@itif d'évacuation 47 traversant une @ ou boits boite à bourrage 48 à l'uutre extrémité. Le raccord externe 47 est prévu de diamètre interne égal à l'alésas de l'arbra 39 de façon à permettra la drainage de toute quantité de vapeur condensée qui pourrait sinon s'accumuler antre les parois de l'arbre 39.
De la boite externe 47 part une conduite d'évacuation
49.
L'enveloppe 11 est pourvue d'un conduit d'entrée à bride 50, à l'extrémité d'entrée, pour l'admission da la matiè- re à filtrer. Outre l'évacuation 37 à l'extrémité d'avacuation, on prévoit des sorties intermédiaires 51, 52 au commencement de chacune das sections 13 et 14 du tambour.
De cette façon, il est possible de retirer de la matière filtrée à une phase quelconque désirée du traitement, Les sorties 51 et 52 sont pourvues de valves d'évacuation en forme de portes qui nent toutefois pas été représentées dans les dessins, Le joint du tissu filtrant 21 à l'endroit des sorties 51,52 et de l'entrée
50, comprend un anneau de serrage 53 qui est engagé sur les bords du tissu filtrant autour de la sortie, ou de l'entrée sui- vant les cas et sert à assujettir le tissu filtrant contre la paroi voisine de l'entrée ou de la sortie.
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Sur l'arbre 39 on prévoit un certain nombre da lamas obliques ou palettes 54,55,56 et 57. Les pointes des palettes se prolongent presque jusqu'au oontaot du tissu filtrant 21, l'écartement n'étant que de 3 millimètres environ.
Les premières palettes 54 sont inclinées vers l'arriè re,vues suivant une direction axiale comme il est représenté à la fige 2. On prévoit une ou plusieurs de ces palettes in- clinées en arrière à l'extrémité d'entrée de chaque section du tambour, et leur fonction et d'étaler la matière sur le tissu filtrant et de la conformer en gateau de filtration. Les palet- tes étant inclinées sur l'axe du tambour agissent également comme lames de convoyeur) et par conséquent elles n'étalent pas seulement la matière sous forme de gateau de filtration et agissent durant les rotations suivantes pour déranger et re-arranger las particules du gateau, mais elles font égale- ment avancer, d'une manière continue, le gâteau vers l'ouver- ture d'évacuation du tambour.
Les palettes 55 qui suivent immédiatement les palet- tes 54 dans chaque section du tambour sont disposées suivant une inclinaison quelque peu moindre sur l'axe comparativement aux premières palettes, de manière à ne pas entraîner trop rapidement la matière en avant, st pur suite la maintiennent dans le tambour durant une période de temps appropriée. Les dernières palettes 57 servent non seulement aux buts qui vien- nent d'être décrits, mais encore leur bord postérieur 38 tour- ne à faible distance des diaphragmes 25,26 et de la plaque ter- minale 28. Par conséquent elles pressent fortement la matière contre oes diaphragmes et plaque terminale, et l'on constate que de cette manière une quantité supplémentaire considérable d'humidité s'élimine de la matière dans les conditions prédo- minantes dans le filtre.
Ces dernières palettes refoulent de plus la matière à travers les ouvertures pratiquées dans les diaphragmes et la plaque terminale, et la font passer suivant les oas dans la section suivante du tambour, ou à travers l'ou-
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verture d'évacuation 27.
Les figs. 6 et 7 montrent une variante de disposi- tion constructive de l'ouverture d'évacuation, dans laquelle la plaque terminale 28 comporte une plaqua d'évacuation 60, sur laquelle sont montées deux guides 61 et 62. La plaque d' évacuation 60 avec les deux guides, formant une roulotté de décharge, et la largeur (et par suite la capacité),de cette goulotte, peut être modifiée en déplaçant les guides 61,62 l'un vers l'autre. Les guides 61, 62 sont à cet effet montés sur des bases 63, 64 et pourvus de brides 65, 66 qui prennent appui respectivement sur la plaqued évacuation 60 et la pla- que terminale 28.
Les bases 63, 64 et ls brides 65, 66 sont reliées aux parties sur lesquelles elles prennent appui par des bou- lons, traversant des fentes dans les bass at les brides et, en desserrant los boulons las parties peuvent être libérées de manière qu'on puisse les faire glisser l'une vers l'autre ou les écarter l'une de l'autre. Si cette disposition cons-truc- tive est adoptée, il n'est pas nécessaire de prévoir des ou- vertures de dimensions variubles dans la plaque terminale 28 oomme il est breprésenté à la fig. 5.
Durant le fonctionnement de cet appareil du liquide contenant des matières solides en suspension est introduit à l'entrée 50 et remplit la première section du tambour jusqu' au niveau de l'ouverture d'évaouation 29 du diaphragme 25.
Un gateau de filtration tend à se déposer sur la tissu fil- trant 21 en raison du vide maintenu dans la chambre voisine ou périphérique, et, si c'est nécessaire, également de la pres- sion maintenue à l'intérieur du tambour. Ce gataau de filtra- tion est réparti sur l'ensemble de l'intérieur du tissu fil- trant par les palettes 54, en même temps qu'il reçoit un avan- cement et que ses particules sont re-arrangées d'une façon ré- pétée par la rotation des palettes. La pulpe est en outre ohauf fée si c'est néoessaire par admission de vapeur à l'intérieur
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de l'arbre 39. Une compression du gâteau de filtration se produit contre le diaphragme 25 par l'action du bord posté- rieur 58 de la palette 57.
En raison de toutes ces actions et agencements le gateau de filtration est partiellement deshy draté dans la première section du tambour. Dans la seconde section du tambour le gateau de filtration partiellement sé- ohé qui traverse l'ouverture 29, est à nouveau étalé par les palettes sur la totalité de la surface interne du tambour, et @@@@ cette partie du tambour ne contient pas d'excès d' eau susceptible de maintenir un niveau liquide élevé dans le tambour. les,sorties 31, 32 ne sont par suite plus disposées au sommet, au-dessus de l'axe de l'arbre 39 comme dans le cas du diaphragme 25. Si on le désire, on peut retirer de cette section du tambour une matière partiellement déshydra- tée, en 51.
Si l'on désire toutefois éliminer plus complète- ment l'humidité de la matière en traitement on la fait pas- ser par les ouvertures SI, 32 dans la troisième section 14 de l'appareil, et dans celle-ci cette matière est à nouveau étaléo et soumise à un re-arrangement répété des particules, oomme précédemment
Par conséquent on pourra retirer un produit presque sec par l'ouverture 37 ou un produit moins sec par l'ouver- ture 52. Dans certains cas lorsqu'un chauffage par la vapeur est abondamment appliqué à la matière et que sa nature permet de la priver' aisément d'eau, l'évaporation qui se produit , dûe à la chaleur régnant dans le tambour, assiste l'action de l'agent de filtration dans une mesure telle que le produit retiré à l'ouverture 37 peut être complètement sec et pou- dreux.
Dans d'autres cas cette matière peut être constituée d'un gateau de filtration presque dur.
La matière à traiter est de préférence introdui- te sous forma d'une pulpe bien épaisse susceptible d'être é- talée à la façon du mortier pour former un gateau de filtra-
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tion sur la surface interne du tissu, Des dispositifs pour déshydratât une pulpe jusqu'à lui communiquer cette consistan- ce spnt courants, et ne présentent aucune difficulté partiou- lière, Ce sont les dernières phases de l'élimination de l'eau qui sont difficiles et que la présente invention a pour but de faciliter.
Si toutefois l'appareil est utilisé dans une posi- tion inolinée ou verticale, il est possible d'introduire une suspension de matière solide dans un liquide à la partie infé- rieure, de manière qu'une filtration rapide s'y produise en donnant un gateau de filtration immédiatement en contact avec le tissu filtrant, et de faire cheminer ensuite cette couche raffermie ou gâteau vers le haut à travers l'appareil, par 1' action des palettes.
Bien que l'on ait décrit une forme particulière d'ap pareil pour réaliser l'invention, il doit être entendu que oette dernière n'est pas limitée à l'applieation de cette @@@- ma disposition oonstruotiveo Diverses modifications pour- raient être introduites et comprennent les modifications sui- vantes :
Le tissu filtrant au lieu d'entourer complètement l'arbre portant les palettes, peut être limité à la moitié in- férieure, de sorte que l'appareil prend la forme d'une auge.
Dans une autre modification, l'entrée à la chambre de traitement peut être prévue au milieu avec les sorties aux deux extrémités En outre, le tissu filtrant peut être disposé sous forme de cône autour de l'arbre. Dans certains cas, le tissu filtrant pourrait être entraîné en rotation. Le ré-arrangement des par- tioules peut être facilité parun dispositif quelconque propre à produire des vibrations, par exemple en communiquant au tam- bour des chocs à l'aide de marteaux actionnés par cames.
Un des points primordiaux en ce qui concerne l'appa- reil, semble bien être les efforts de cisaillement auquel est 'soumis le gâteau de filtration, ayant pour effet d'en libérer l'eau,en sorte que cette dernière est aisément éliminée à tra
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vers l'agent de filtration. L'effet des palettes n'est pas principalement d'exercer une pression sur la pulpe, mais bien de re-arranger les particules par action des forces de cisaillement.
Il est clair également que l'on pourra faire va- rier la vitesse des palettes de même que leur inclinaison pour adapter l'appareil aux différents genres de matières, et que la vitesse la plus appropriée de rotation, et d'ali- mentation de la matière dans la machine peuvent avantageuse- ment être déterminées dans un cas particulier quelconque, donné,pour une machine donnée, par un simple essai expérimen- tal.