<Desc/Clms Page number 1>
" PERFECTIONNEMENTS AUX FILTRES ROTATIFS"
La présente invention a trait aux filtres rota- tifs travaillant d'une façon continue et servant à filtrer, nous Inaction d'un vide ou d'une pression, des pâtes ou matières pâteuses telles que des particules de substances solides mises en suspension dans l'eau ou dans d'autres li- quides par le broyage de minéraux, pâtes de ciment brut$ minerais, huile ,eto...
On a déjà établi un filtre de ce genre sous forme d'un tambour eylindriqae dont une face externe ou interne
<Desc/Clms Page number 2>
est recouverte de toile filtrante sur laquelle la matièreso- lide se dépose sous forme d'une couche destinée à être enlevée par raclage ou autrement. Un filtre de ce genre occupe beaucoup de place.
Une autre construction de filtre, dont les élé- ;;enta sont composés d'une série de disques circulaires pla- cés perpendiculairement et concentriquement à un arbre rota- tif horizontal commun occupe moins de place. Dans une va- riante de ce type de filtre, les alimenta filtrants ont la forme de longues ailes on palettes s'étendant radialement à partir d'un arbre central rotatif horizontal commun à toutes ces ailes ou palettes. Les deux types de filtres mentionnât en dernier lieu présentent sur le type à tam- bour cylindrique mentionné en premier lieu, l'avantage que la place est mieux utilisée, mais l'enlèvement du dépôt de substances solides ou résidus de filtration des surfaces filtrantes présente des difficultés considérables.
Les inconvénients des deux types de filtres men- tionnés ci-dessus sont évités par la présente invention* Le filtre suivant l'inTention consiste en une disposition spéciale des filtres rotatif., par eux-mêmes connus, dont le rôle est de déshydrater la pâte sous l'action d'un vide ou d'une pression, savoir, dans l'application. à l'extérieur de l'axe de rotation du filtre, d'une série d'éléments fil- trants disposés radialement ou principalement radialement et enveloppant collectivement un espace central destiné à recevoir un dispositif transporteur servant à évacuer la matière solide déposée.
On obtient ainsi l'avantage d'une grande surface de filtration à l'intérieur d'un faible cs- pace, en même temps que la possibilité d'un enlèvement ra- pide et facile du résidu solide, par l'opération qui consis- te à l'expulser à l'aide d'air comprimé au moment où? pon- dant leur rotation.
les éléments filtrants arrivent à leur position la plus haute, directement au-dessus du transpor-
<Desc/Clms Page number 3>
tour central enveloppé par ces éléments*
Dans les filtres à tambour cylindrique sus-mon- tionnés, munis de toile filtrante sur la face interne du tambour, il était déjà connu d'enlever le résidu solide par de l'air comprimée mais la cohérence de la grande mas- se de résidu rendait l'enlèvement difficile parce que la masse devait être rompue. En fait, le soufflage donne des résultats beaucoup plus efficaces en combinaison avec la présente disposition de surfaces filtrantes.
Suivant l'invention les éléments filtrants re- Doivent en outre, une forme spéciale et telle, qu'il n'est pas nécessaire de rompre la masse de résidu pour la déta- cher. Cette masse glisse sous 1*action de la pesanteur, à la façon d'un bloc aaaez cohérent à l'écart de 1*élément filtrant lorsque l'air comprimé, agissant de l'extérieur vers l'intérieur, surmonte l'a@hérence entre la masse de résidu et l*élément filtrant.
La section transversale des éléments filtrants dans un plan parallèle à l'axe de la machine, peut être circulaire, ovale ou polygonale,par exemple rectangulaire.
Des éléments filtrants, de section transversale oblongue, par exemple ovale ou rectangulaire* peuvent être disposés dans la machine, de telle manière que la dimension la plus longue de la section transversale. s'étende, soit parallè- lement à la direction de l'axe de la machine, soit à angle droit par rapport à cet axe, soit encore obliquement par rapport au dit axe. Dans le cas d'une pâte très consis. tante, il peut être avantageux de disposer les éléments fil- trants de section transversale oblongue de telle manière par rapport à l'axe du tambour, que la dimension la plus courte de la section transversale soit parallèle à cet axe.
La section transversale de Isolément filtrant peut alors être constante d'un bout à l'autre de sa longueur; ou bien
<Desc/Clms Page number 4>
elle peut par exemple être un peu diminuée près de l'axe du tambour, ce qui permet à la masse de résidu de se déta- cher facilement de Isolément filtrant en glissant lorsqu'elle est exposée à l'action de soufflage.
L'invention comprend, en plus des dispositions précédemment mentionnées, divers dispositifs pour suppor- ter les éléments filtrants et pour évacuer la matière solide déposée sur les surfaces filtrantes.
Fig.l et 2 sont respectivement une coupe longi- tudinale verticale et une coupe transversale verticale sui- vant II-II (fig.l) d'un filtre à vide établi suivant l'in- vention.
Fig.3 et 4 sont respectivement une coupe longi- tudinale verticale et une coupe transversale verticale sui vant IV-IV (fig.3) d'un autre mode de réalisation du même filtre.
Fig.5 est une coupe longitudinale verticale d'un filtre à pression établi suivant l'invention.
Dans la construction des fig.l et 2, la structu- re de support du filtre est un tambour 1 fermé par des fonds ou plateaux extrêmes 2 et 3. et supporté en partie par un chemin annulaire 4 reposant sur des rouleaux de support 5 et en partie par un tourillon 6 tournant dans un palier 7.
Le tambour est actionné à l'aide d'une couronne dentée 7' qui l'entoure. Suivant l'invention, une série d'éléments filtrants de section transversale rectangulaire 8 sont dis- posés radialement à l'intérieur du tambourf 1, la dimension la plus grande de cette section transversale étant disposée transversalement à l'axe de rotation du filtre. Ces éléments filtrants 8 entourent collectivement un espace oentral dans lequel est disposé un transporteur 9. Dans la construction représentée, ce transporteur est une bande perforée sans fin$ en forme de grille oude filet, et, en même temps que cette
<Desc/Clms Page number 5>
bande enlève la matière solide déposée, elle permet à l'ex- cèdent de liquide de s'échapper par égouttage.
La pâte à filtrer est introduite à l'intérieur du tambour par un tuyau d'alimentation 10. Les faces laté- rales de chacun des éléments filtrants sont constituées par de la toile filtrage ou une autre matière poreuse, ou par une pile de bandes de métal, papier ou autre matière convenable dont les bords constituent la surface filtrante.
L'élément est creux et communique respectivement par un tuyau d'aspiration 11 et un tuyau de refoulement 12 avec un collecteur d'aspiration 13 et un collecteur de refoule- ment semblable 14, tous deux communs à une série de filtres, ces collecteurs étant dirigés vers l'extérieur par l'inter- médiaire du tourillon 6, à 1*extrémité de la machine et raccordés à un distributeur d'air fixe 15, de construction connue, par exemple ,comme représenté dans la fig.l, un distributeur qui, à l'aide d'un boulon 16 et d'un ressort 17,est maintenu pressé hermétiquement contre la surface extrême du tourillon.
L'air comprimé est fourni à ce distri- buteur d'air par un tuyau 18 et le vide est créé dans les éléments filtrants par une aspiration exercée par un tuyau 19.
Le filtre fonctionne de la façon suivante! pendant la rotation chacun des éléments filtrante 8 est exposé suc- cessivement au vide par le tuyau 11, aussitôt que Isolément filtrant plonge dans la pâte. Il se forme alors à l'ex- térieur du dit élément un dépôt de matière solide et l'aspi- ration continue pendant quelque temps après que Isolément a émergé de la surface de la pâte de telle sorte que la dé- pression qui règne à l'intérieur de Isolément filtrant enlè- ve une nouvelle quantité de liquide de la couche de matière solide déposée.
L'exposition au vide peut être effectuée par échelons de telle manière qu'il règne* à l'intérieur de l'é-
<Desc/Clms Page number 6>
lément. d'abord un vide relativement faible, ensuite un vi- de plus grand et finalement, le cas échéant, un vide d'orne troisième intensité, après que la surface filtrante a émer- gé de la pâte au oours de la rotation du filtre.
Le tuyau 11 par lequel le liquide est aspiré s'étend vers le bas jusqu'à l'extrémité interne de l'élément. Lorsque, pen- dant la rotation, le dit élément est sur le point d'attein- dre sa position la plus haute, l'air extérieur est admis pendant quelque temps, par l'intermédiaire du tuyau de re- roulement 12, à la cavité interne de Isolément. L'air ain- si admis descend à l'intérieur de Isolément et, de cette façon, expulse et évacue par le tuyau d'aspiration 11, le liquide recueilli à cet endroit.
Le vide est alors coupé et, au moment où l'élément atteint sa position la plus hau.te sa cavité est exposée à une pression d'air convenable, par l'intermédiaire du tuyau de refoulement 12, ce qui supprime l'adhérence entre le résidu solide et la surface filtrante.
Ces communications et séparations sont effectuées automati- quement, pendant la rotation de la machine, à l'aide de lu- mières convenables du distributeur d'air 15, d'une manière bien connue.
En raison de la forme spéciale de l'élément fil- trant, le poids du résidu solide, qui est drailleurs un peu cohérent après le soufflage, aide la masse à glisser faci lement et rapidement à l'écart de Isolément, d'où elle tom- be sur la bande transporteuse 9 située au-dessous. La fai- ble quantité de liquide qui subsiste dans Isolément filtrant est chassée par l'air comprimé à travers les pores du fil- tre, ce qui nettoie ce dernier. S'il devait en résulter le transfert d'assez grandes quantités de liquide à la matière solide déposée, la cavité de l'élément serait exposée à une aspiration, immédiatement après que la masse solide a été détachée.
De cette façon, on empêche l'expulsion de quanti- tés excessives de liquide à travers la surface filtrante*
<Desc/Clms Page number 7>
Pour séparer de la matière solide déposée, le liquide qui ainsi qu'il a été mentionné précédemment, est expulsé à tra- vers la surface filtrante, la bande transporteuse 9 peut 'être perforée, afin que ce liquide s'égoutte à travers la bande et tombe dans la pâte que contient la partie infé- rieure du tambour de filtre.
Fig.3 et 4 représentent une autre façon de sup- porter les éléments filtrants dans un filtre du type repré- senté dans les fig.l et 2. Au lieu que chacun des éléments filtrants soit supporté sur son bord externe comme dans la construction des fig.l et 2, il est supporté sur son bord interne à,l'aide dtune structure de support appropriée.Dans l'exemple représenté, la structure de support est constituée par les tuyaux d'aspiration et de refoulement 13,14 eux- mêmes. Le filtre, supporté par des paliers 20 et 21, est actionné par une poulie ou une roue dentée 22. La pâte à filtrer est renfermée à l'intérieur d'une auge fixe 23 enveloppant la partie inférieure du filtre et dans laquelle plongent les éléments filtrants 8.
Les éléments filtrants pourraient aussi être sup- portés en des points convenables de leurs bords latéraux.
Fig.5 représente une façon d'établir un filtre à pression travaillant suivant l'invention. Les éléments filtrants 8 sont renfermés à l'intérieur d'un réservoir à pression constitué par un tambour fermé 24 supporté par des tourillons extrêmes 25 et 26 et actionné par une couron
EMI7.1
ne dentée 21. La pâte et i'air comprimé sont admis à 1=im térieur du tambour par un tuyau central 28 traversant le tourillon 25.
Le liquide filtré est expulsé par des tuyaux 29 communiquant avec l'intérieur des éléments filtrants, et ce liquide est évacué par l'intermédiaire d'un tuyau 30 que comporte un distributeur d'air 15 construit d'une manière connue, par exemple de façon qu'il soit poussé par des res-
<Desc/Clms Page number 8>
sorts 17 contre la surface extrême du tourillon 26. L'inté- rieur des éléments filtrants communique avec un compresseur par l'intermédiaire du distributeur d'air 15 et de tuyaux à air comprimé 31 et 32.
Le transporteur 9 prévu à l'intérieur du tambour est représenté à titre d'exemple sous forme d'une vis d'Archimède qui, dans la construction représentée, re- çoit sa commande, à l'aide d'une poulie 33, de l'arbre creux 28 agencé pour, à la fois introduire l'air comprimé et la pâte. couverture d'échappement de l'auge 9 renfermant la vis d'Archimède est fermée par un couvercle à contre- poids 34 qui ne s'ouvre que sous une pression supérieure à la pression d'air régnant normalement à l'intérieur du ré- servoir. Le couvercle 34 pourrait aussi être chargé par un ressort ou un piston à air.
Le filtre fonctionne exactement de la même façon que le filtre à vide sns-mentionné, excep- té que, au lieu que l'intérieur de l'élément filtrant soit exposé au vide et que l'extérieur soit exposé à la pression atmosphérique, l'extérieur est exposé à une certaine pres- sion supérieure à celle de latmosphère, tandis que l'inté- rieur n'est exposé qu'à la pression atmosphérique.
On effec- tue l'enlèvement du résidu solide par soufflage, lorsque l'élément filtrant occupe sa position la plus haute, en communiquant à la cavité de l'élément filtrant, à L'aide du tuyau de refoulement 32, une certaine pression supérieu- re à celle qui règne à l'intérieur du tambour; et l'on pcut, en procédant exactement de la même manière que dans un fil-
2 tre à vide, réduire à tout minimum désiré, la quantité de liquide chassée à travers la surface filtrante pendant l'en- lèvement du résidu solide par soufflage..
Il peut être avantageux de ne pas exposer l'élé- ment filtrant à un grand excédent de pression pendant la formation de la première partie du dépôt de matière solide à sa surface. On peut réduire la pression initiale en expo-
<Desc/Clms Page number 9>
sant la cavité de Isolément à un certain degré de contre- pression à 1*aide du distributeur d'air 15' de telle maniè- re que la différence de pression n'excède pas une certaine valeur appropriée, par exemple 0,75 à 1,5 atmosphère.
Lors- que le dépôt de matière a atteint une certaine épaisseur, le distributeur d'air supprime entièrement ou partiellement cette contre-pression, de sorte que la différence de pres- sion atteint une valeur élevée, qui peut d'ailleurs être de nouveau modifiée lorsque les surfaces filtrantes ont émergé du liquide, ou qu'on peut augmenter en créant le vide dans Isolément à l'aide des tuyaux 29 et 30 . pour empêcher tout passage d'air à travers la surface filtrante entre le point le plus haut, ou s'effectue le soufflage du résidu solide, et le point où la surface filtrante plonge dans la bouillie; l'intérieur des éléments filtrants peut être exposé à une contre-pression agissant entre ces points.
<Desc / Clms Page number 1>
"IMPROVEMENTS TO ROTARY FILTERS"
The present invention relates to rotating filters operating continuously and serving to filter, inaction of a vacuum or pressure, pastes or pasty materials such as particles of solid substances suspended in the air. 'water or other liquids by grinding minerals, raw cement pastes $ ores, oil, eto ...
We have already established a filter of this kind in the form of a drum eylindriqae of which an external or internal face
<Desc / Clms Page number 2>
is covered with a filter cloth on which the solid material is deposited in the form of a layer intended to be removed by scraping or otherwise. Such a filter takes up a lot of space.
Another filter construction, the elements of which are composed of a series of circular discs placed perpendicular and concentrically to a common horizontal rotating shaft, occupies less space. In a variant of this type of filter, the filter feeds have the form of long wings or paddles extending radially from a central horizontal rotating shaft common to all these wings or paddles. The two last mentioned filter types have the advantage over the first mentioned cylindrical drum type that the space is better utilized, but the removal of the deposit of solids or filter residues from the filter surfaces presents. considerable difficulties.
The drawbacks of the two types of filters mentioned above are avoided by the present invention. The filter according to the invention consists of a special arrangement of rotary filters., Themselves known, the role of which is to dehydrate the paste. under the action of a vacuum or a pressure, namely, in the application. outside the axis of rotation of the filter, a series of filter elements disposed radially or mainly radially and collectively enveloping a central space intended to receive a conveyor device for discharging the deposited solid material.
There is thus obtained the advantage of a large filtration surface within a small space, together with the possibility of a quick and easy removal of the solid residue, by the operation which consis - you to expel it using compressed air when? weighting their rotation.
the filter elements arrive at their highest position, directly above the transport
<Desc / Clms Page number 3>
central tower enveloped by these elements *
In the above-mounted cylindrical drum filters, fitted with filter cloth on the internal face of the drum, it was already known to remove the solid residue by compressed air but the consistency of the large mass of residue made the removal difficult because the mass had to be broken. In fact, the blowing gives much more efficient results in combination with the present arrangement of filter surfaces.
According to the invention the filter elements are furthermore to be of a special shape and such that it is not necessary to break up the mass of residue in order to loosen it. This mass slides under the action of gravity, like a coherent aaaez block away from the filter element when the compressed air, acting from the outside to the inside, overcomes the a @ inheritance between the residue mass and the filter element.
The cross section of the filter elements in a plane parallel to the axis of the machine can be circular, oval or polygonal, for example rectangular.
Filter elements, of oblong cross section, for example oval or rectangular * can be arranged in the machine, such that the longest dimension of the cross section. extends either parallel to the direction of the axis of the machine, or at right angles to this axis, or even obliquely to said axis. In the case of a very thick dough. However, it may be advantageous to arrange the filter elements of oblong cross section so with respect to the axis of the drum that the shortest dimension of the cross section is parallel to this axis.
The cross section of the filter element can then be constant throughout its length; or
<Desc / Clms Page number 4>
it can for example be reduced a little near the axis of the drum, which allows the mass of residue to easily slide off the filter insert when exposed to the blowing action.
The invention comprises, in addition to the aforementioned arrangements, various devices for supporting the filter elements and for removing the solid material deposited on the filter surfaces.
Fig. 1 and 2 are respectively a vertical longitudinal section and a vertical cross section along II-II (fig.l) of a vacuum filter established according to the invention.
Fig.3 and 4 are respectively a vertical longitudinal section and a vertical cross section following IV-IV (fig.3) of another embodiment of the same filter.
Fig.5 is a vertical longitudinal section of a pressure filter established according to the invention.
In the construction of fig. 1 and 2, the support structure of the filter is a drum 1 closed by end bases or end plates 2 and 3 and supported in part by an annular path 4 resting on support rollers 5 and partly by a journal 6 rotating in a bearing 7.
The drum is actuated using a ring gear 7 'which surrounds it. According to the invention, a series of filter elements of rectangular cross section 8 are disposed radially inside the drum 1, the largest dimension of this cross section being disposed transversely to the axis of rotation of the filter. These filter elements 8 collectively surround a central space in which is disposed a conveyor 9. In the construction shown, this conveyor is an endless perforated belt $ in the form of a grid or net, and, at the same time as this
<Desc / Clms Page number 5>
tape removes the solid material deposited, it allows the excess liquid to drain out.
The paste to be filtered is introduced inside the drum through a supply pipe 10. The side faces of each of the filter elements are constituted by filter cloth or other porous material, or by a stack of strips of filter material. metal, paper or other suitable material the edges of which constitute the filtering surface.
The element is hollow and communicates respectively by a suction pipe 11 and a delivery pipe 12 with a suction manifold 13 and a similar discharge manifold 14, both common to a series of filters, these manifolds being directed outwardly through the journal 6 at the end of the machine and connected to a stationary air distributor 15 of known construction, for example, as shown in fig. 1, a distributor which, by means of a bolt 16 and a spring 17, is kept pressed tightly against the end surface of the journal.
Compressed air is supplied to this air distributor through a pipe 18 and a vacuum is created in the filter elements by suction exerted by a pipe 19.
The filter works as follows! during rotation each of the filter elements 8 is successively exposed to the vacuum through the pipe 11, as soon as the filter element is immersed in the paste. A deposit of solid matter is then formed on the outside of said element and the suction continues for some time after the individual has emerged from the surface of the dough so that the depression which prevails at The interior of the filter insert removes a new amount of liquid from the deposited solid layer.
Exposure to vacuum can be carried out in stages in such a way that it reigns * inside the
<Desc / Clms Page number 6>
element. first a relatively low vacuum, then a larger vacuum, and finally, if necessary, a third vacuum of intensity, after the filter surface has emerged from the paste during the rotation of the filter.
The pipe 11 through which the liquid is sucked extends downwards to the internal end of the element. When, during the rotation, the said element is about to reach its highest position, the outside air is admitted for some time, through the intermediary of the re-rolling pipe 12, to the Isolation internal cavity. The air thus admitted goes down into the interior of Isolation and, in this way, expels and discharges through the suction pipe 11, the liquid collected there.
The vacuum is then cut off and, when the element reaches its highest position its cavity is exposed to a suitable air pressure, through the delivery pipe 12, which eliminates the adhesion between the solid residue and the filter surface.
These communications and separations are effected automatically, during machine rotation, using suitable lights from the air distributor 15, in a well known manner.
Due to the special shape of the filter element, the weight of the solid residue, which is somewhat consistent after blowing, helps the mass to slide easily and quickly away from isolation, hence it falls on the conveyor belt 9 located below. The small amount of liquid that remains in the filter insert is forced by compressed air through the pores of the filter, which cleans the filter. If this were to result in the transfer of relatively large amounts of liquid to the deposited solid, the element cavity would be exposed to suction, immediately after the solid mass has been released.
In this way, the expulsion of excessive amounts of liquid through the filter surface is prevented *
<Desc / Clms Page number 7>
In order to separate from the deposited solid material, the liquid which, as previously mentioned, is expelled through the filtering surface, the conveyor belt 9 can be perforated, so that this liquid drains through the belt. and falls into the paste contained in the lower part of the filter drum.
Figs. 3 and 4 show another way of supporting the filter elements in a filter of the type shown in fig. 1 and 2. Instead of each of the filter elements being supported on its outer edge as in the construction of fig.l and 2, it is supported on its inner edge using a suitable support structure. In the example shown, the support structure consists of the suction and delivery pipes 13,14 themselves. same. The filter, supported by bearings 20 and 21, is actuated by a pulley or a toothed wheel 22. The paste to be filtered is enclosed inside a fixed trough 23 enveloping the lower part of the filter and in which the elements immerse. filters 8.
The filter elements could also be supported at suitable points on their side edges.
Fig.5 shows a way of establishing a pressure filter working according to the invention. The filter elements 8 are enclosed inside a pressure tank consisting of a closed drum 24 supported by end journals 25 and 26 and actuated by a crown.
EMI7.1
toothed 21. The dough and the compressed air are admitted to 1 = inside the drum by a central pipe 28 passing through the journal 25.
The filtered liquid is expelled through pipes 29 communicating with the interior of the filter elements, and this liquid is discharged through a pipe 30 which comprises an air distributor 15 constructed in a known manner, for example of way that it is pushed by res-
<Desc / Clms Page number 8>
spells 17 against the end surface of the journal 26. The interior of the filter elements communicates with a compressor via the air distributor 15 and compressed air hoses 31 and 32.
The conveyor 9 provided inside the drum is shown by way of example in the form of an Archimedean screw which, in the construction shown, receives its control, by means of a pulley 33, from the hollow shaft 28 arranged for both introducing the compressed air and the paste. exhaust cover of the trough 9 enclosing the Archimedean screw is closed by a counterweight cover 34 which only opens under a pressure greater than the air pressure normally prevailing inside the re- serving room. The cover 34 could also be loaded by a spring or an air piston.
The filter works exactly the same as the sns-mentioned vacuum filter, except that instead of the inside of the filter element being exposed to vacuum and the outside being exposed to atmospheric pressure, The exterior is exposed to a certain pressure greater than that of the atmosphere, while the interior is exposed only to atmospheric pressure.
The solid residue is removed by blowing, when the filter element is in its highest position, communicating to the cavity of the filter element, by means of the discharge pipe 32, a certain higher pressure. - re to that which reigns inside the drum; and one pcut, proceeding exactly in the same way as in a wire-
2 With a vacuum, reduce to any desired minimum the amount of liquid forced through the filtering surface during the removal of the solid residue by blowing.
It may be advantageous not to expose the filter element to a large excess of pressure during the formation of the first part of the deposit of solid material on its surface. The initial pressure can be reduced by exposure
<Desc / Clms Page number 9>
isolate the cavity to some degree of back pressure with the aid of the air distributor 15 'so that the pressure difference does not exceed a certain suitable value, for example 0.75 to 1. , 5 atmosphere.
When the deposit of material has reached a certain thickness, the air distributor completely or partially eliminates this back pressure, so that the pressure difference reaches a high value, which can moreover be changed again. when the filtering surfaces have emerged from the liquid, or can be increased by creating a vacuum in isolation using pipes 29 and 30. to prevent any passage of air through the filtering surface between the highest point, where the solid residue is blown, and the point where the filtering surface immerses in the slurry; the interior of the filter elements may be exposed to a back pressure acting between these points.