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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA FILTRATION ET L'EPUISEMENT
PAR LAVAGE DES MELANGES DE CORPS SOLIDES ET LIQUIDES,
La séparation des mélanges de corps solides et li- quides et l'épuisement par lavage des matières solides sur des dispositifs filtrants placés horizontalement présente, par rapport à ce qui se passe avec des appareils construits d'une manière différente, et en particulier avec les filtres à tambour, l'avantage particulier que la formation du gâteau de filtrage se fait plus ou moins d'elle-même, en utilisant la gravité. Au contraire, par exemple avec un filtre à tam- bour, le gâteau doit se former sous l'action de la force d'as- piration du vide surmontant la force de la gravité.
Un autre avantage de ces dispositifs consiste encore en ae qu'avec eux on peut produire des gâteaux de filtrage dont la hauteur est quelconque-, alors que-, par exemple dans les filtres à tambour, en particulier lorsqu'on opère sur des boues difficiles à fil- trer, on ne peut obtenir que de faibles épaisseurs du gâteau.
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En face de ces avantages propres à la filtration sur surfaces filtrantes horizontales, on rencontre, avec les appareils qui ont été utilisés jusqu'ici dans l'industrie à cet effet, par exemple avec les entonnoirs de filtration, les bacs de filtration ou les filtres à cellules, une série d'inconvénients qui restreignent à d'autres points de vue la valeur pratique des appareils, ou qui compensent plus ou moins les avantages indiqués. (J'est ainsi que les entonnoirs et les bacs filtrants doivent être soit vidés à la main après chaque période de travail, soit, si l'on veut obtenir une marche automatique, être basculés de 180 après chaque remplissage et chaque aspiration ou chaque épuisement, et ensuite remis à leur position originaire.
Ces deux méthodes ne permettent donc aucune sorte de travail continu et exigent relativement beaucoup de manipulations ou de surveillance en fonctionnement. Quant aux filtres à cellules ils obligent à employer des distributeurs pour répartir les solutions et souffler le gâteau filtrant ainsi que des dispositifs plus ou moins compliqués pour enlever le gâteau de la surface filtrante, ce qui rend également l'ensemble du travail plus coûteux et plus difficile.
Conformément à la présente invention, on a réussi à effectuer facilement et sürement la filtration et l'épui- sement sur des surfaces filtrantes horizontales, en travail- lant d'une manière absolument continue, et sans qu'il soit nécessaire d'employer aucune manipulation, d'utiliser des distributeurs et des dispositifs compliqués d'enlèvement du gâteau, et d'éprouver tous les autres inconvénients des méthodes actuelles.
On obtient ce résultat en produisant la filtration et l'épuisement par lavage des mélanges, plus ou moins liquides, de corps solides et liquides sur une bande sans fin en matière élastique, par exemple en caout-
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ahauc, qui se déplace dans un plan horizontal et qui présen- te des ouvertures, cette bande étant garnie d'un agent fil- trant approprié, par exemple d'une toile de filtration, et étant guidée par sa face intérieure lisse, en assurant auto- matiquement sa propre étanchéité, c'est-à-dire sans disposi tifs spéciaux d'étanchéité quelconques., sur les rebords d'ap- pui, également lisses et plans d'un ou plusieurs bacs d'aspi- ration soumis à l'action du vide et ouverts du côté de la bande.
Les filtrats sont aspirés ensemble ou séparément dans ces bacs d'aspiration, tandis que le gâteau filtrant formé sur l'agent de filtration, est enlevé et éventuelle- ment rejeté automatiquement par la bande sans fin elle-même alors qu'elle change de direction, après avoir franchi le ou les bacs d'aspiration. Cette opération peut être assurée de la façon la plus simple, par exemple par le fait que la bande sans fin est guidée sur deux ou plus de deux rouleaux, en sorte qu'il se produit, une fois que cette bande a fran- chi le bac d'aspiration, un changement de direction automa- tique de la dite bande support et de l'agent filtrant placé sur elle, ce changement provoquant le rejet du gâteau de filtrage.
De la sorte, il devient absolument superflu d'uti- liser des dispositifs d'enlèvement spéciaux, comme des Cloua teaux, des rouleaux, des souffleries, etc..
On constate qu'il est particulièrement avantageux de munir la bande transporteuse de rebords surélevés entre lesquels circulent l'agent filtrant et éventuellement une bande intermédiaire. De ce fait on empêche la masse à filtrer de s'échapper sur les cotes, et le niveau des solutions de lavage au dessus du gâteau, de filtrage peut être maintenu à diverses hauteurs.
Etant donné que, en opérant conformément à la pré- sente invention, l'arrivée de la masse fraîche et du liquide @
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de lavage peut naturellement se faire aussi d'une manière ininterrompue et sans exiger un travail manuel, on a effec- tivement la possibilité d'obtenir un fonctionnement continu sans la moindre difficulté.
En outre, la formation de fissurée que l'on observe en général fréquemment, dans le gâteau de filtrage, lors de l'épuisement, peut être évitée complète- ment avec aisance, puisque, par exemple en disposant d'une manière appropriée l'alimentation en solution de lavage, il est possible, sans difficulté, de maintenir constamment le gâteau de filtrage recouvert de liquide; d'ailleurs, il n'est aucunement difficile de surveiller à tous les degrés le processus général de filtration et de lavage.
L'épuisement par lavage du gâteau de filtrage peut se faire aisément en disposant au-dessus des parties de la bande sans fin qui correspondent au bac d'aspiration, des tuyères ou autres organes, le cas échéant, déplaçables, pour l'arrivée du liquide de lavage.
Quand on veut employer des solutions de lavage de concentrations différentes, on peut les séparer aisément les unes des autres sur la surface de la masse de filtration, en disposant au-dessus de cette masse des cloisons de sépa- ration déplaçables présentant des bords élastiques, ou en em- ployant à cet effet des rouleaux. De cette façon il est pos- sible d'effectuer l'épuiement avec une extrême précision et en évitant totalement la formation de fissures ou de dé- chirures quelconques dans le gâteau de filtrage, ce qui n'é- tait possible jusqu'ici avec aucun autre appareillage fil- trant à fonctionnement continu.
Lorsqu'on opère conformément à la présente inven- tion, on est assez surpris par le fait qu'il est possible de faire passer la bande support élastique au-dessus du bac d'aspiration à une vitesse de préférence lente et réglable sans qu'il se produise, dans ces conditions, des pertes de vide notables qui entrent pratiquement en lign.e de compte,
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En un mot, le vide qui règne dans le bac d'aspiration se maintient tandis que la bande élastique recouverte de la ma- tière filtrante se déplace en glissant au-dessus de ce bac.
Il s'agit donc là d'une pure et simple étanchéité assurée par contact de surfaces, qui est obtenue - sans qu'il soit néces- saire d'employer des mesures ou des dispositifs d'étanchéité spéciaux - d'une manière extrêmement simple, parfaite contre toute attente, et satisfaisant à toutes les exigencas, par le fait que la bande support est guidée par sa face inférieu- re lisse sur les bords d'appui également lisses (par exemple faits d'ébonite ou de métal) des bacs d'aspiration, l'adhéren- ce entre la bande et les bords d'appui étant parfaite.
Entre la bande support élastique et l'agent filtrant ou la toile filtrante constituée, par exemple, par de la lai- ne, du coton, de la soie, etc..., on peut interposer, avec avantage une autre bande sans fin spéciale, également élasti- que, cette bande spéciale étant poreuse, perforée, ou rendue perméable verticalement de toute autre f.açon;
cette bande spé- ciale'peut également posséder des rugosités ou analogues, de telle façon qu'il existe entre elle et la bande support des espaces vides permettant le passage du liquide. cette bande intermédiaire peut être constituée aussi, par exemple, de caoutchouc ayant à peu près le degré de dureté d'un caout- chouc de pneumatique, ou de toute autre matière élastique appropriée ayant une résistance suffisante et présentant, le cas échéant, des insertions en tissu ou analogue qui la ren- forcent; d'ailleurs le caoutchouc est une substance qui con- vient particulièrement à l'objet que l'on se propose, en par- ticulier dans le cas où l'on opère avec des solutions acides.
A cet égard, les bandes de caoutchouc poreuses ont donné d'ex- cellents résultats comme agents de filtration.
Les rugosités ou les canaux du genre indiqué ci- @
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dessus seront prévus de préférence sur la face supérieure de la bande-support elle-même, tandis que la bande intermé- diaire est maintenue lisse sur les deux faces, en sorte que les espaces vides ou les cellules, se produisent au dessous de cette bande intermédiaire.
Dans le cadre du présent procédé, il est également possible, sans aucune difficulté et sans dispositifs spé- ciaux compliqués, de laver, sans interrompre l'opération, l'agent filtrant disposés sur la bande-support, ou, le cas échéant, sur la bande intermédiaire. Ce lavage peut s'effec- tuer d'une manière très simple en opérant pendant le trajet de retour de la bande sans fin, avec de l'eau ou tout autre liquide approprié que l'on projette sur la face postérieure. de la bande-support ou contre l'agent filtrant lui-même.
D'autre part, on peut aussi procéder en donnant à l'agent de filtration, qui forme lui-même une bande sans fin, une longueur supérieure à celle de la bande-support et, le cas échéant, de la bande intermédiaire, et en lavant, lors du trajet de retour, cet agent filtrant à part, c'est-à-dire une fois séparé de la bande-support et de la bande inter- médiaire.
Dans certains cas, il est également avantageux, et possible sans difficulté, d'avoir une bande intermédiaire placée, le cas échéant, entre l'agent de filtration et la bande-support, plus longue que cette bande-support mais plus courte que la bande filtrante, ce qui permet de laver aussi cette bande intermédiaire commodément à part et à volonté.
Un avantage très important de l'invention consis- te dans la possibilité remarquable qu'elle offre de changer à chaque instant la toile filtrante en cours de fonctionne- ment, sans la moindre interruption de l'opération. Cette possibilité n'existait dans aucune autre construction de
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filtre connue jusqu'ici, et elle représente, pour le procédé et l'appareillage conformes à la présente invention, un pro- grès industriel tout spécial. Dès que l'on désire, pour une raison quelconque, changer la toile de filtration, on la cou- pe, pendant le trajet de retour, et on agrafe la nouvelle toi- le à l'extrémité de l'ancienne toile qui continue à marcher.
De cette façon la nouvelle toile est attirée automatiquement sur le ou les bacs d'aspiration et sous le gâteau de filtrage.
Une fois que l'extrémité antérieure de la nouvelle toile a dépassé le bac d'aspiration et se trouve sur le trajet de re- tour, on la sépare de l'ancienne toile et on relie cette extré- mité antérieure à l'extrémité postérieure de la nouvelle toileo Les vitesses de circulation sont réglées de telle façon que ces opérations puissent être effectuées facilement, sans que l'on soit obligé d'interrompre le fonctionnement.
On a représenté sur le dessin, d'une manière schéma- tique, à titre d'exemple plusieurs modes d'exécution d'un dis- positif convenant à la mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention. a désigne une bande-support élastique sans fin, par exemple en caoutchouc, présentant des ouvertures et des bords surélevés formés de la même matière élastique. cette bande se déplace dans le plan horizontal, suivant le sens indiqué par les flèches, autour des rouleaux b et b2, L'un de ces rou- leaux au moins est relié à un dispositif de commande approprié.
± désigne le bac d'aspiration, avec ses rebords rendus lisses c1, sur lesquels la bande sans fin glisse, avec une étanchéité assurée d'une manière intégralement automatique. Surla bande- support a est disposée la toile filtrante qui forme égale- ment bande sans fin, et qui circule, par conséquent, à la même vitesse que la bande-support élastique, sur laquelle elle est collée par aspiration, en défilant sur le bac. Entre la bande- /
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support et la toile' filtrante on peut avantageusement placer encore aussi une bande intermédiaire perforée de façon à ob- tenir, sur la surface de la bande-support, la formation de cellules ou d'espaces creux et réaliser ainsi une réparti- tion régulière du vide sous l'agent de filtration, et en même temps une étanchéité latérale remarquable contre les pertes par le vide.
Le retour de la toile ou de la bande filtrante peut se faire soit dans la direction de la flèche P1, soit dans la direction, par exemple, de la flèche P2, en se sépa- rant alors de la bande a. Dans le premier cas, la bande fil- trante ou la bande intermédiaire reste, également pendant le retour, collée étroitement à la bande-support, et le lavage peut se faire soit, par exemple, au moyen des tuyères f1 et f2, soit encore par dessous. Dans le second cas, qui sera en général le plus avantageux, la bande ou la toile filtrante e, dont la longueur est plus grande, se sépare, dans la partie inférieure de l'installation, de la bande-support a, et peut être lavée ainsi directement de haut en bas au moyen de la tuyère E.
Le gâteau de filtrage h se forme sur la bande fil- trante au-dessus du bac d'aspiration; la masse à filtrer ou à épuiser par lavage étant amenée en k. L'épuisement par lava- ge du gâteau de filtrage, le cas échéant par fractions sépa- rées, est assuré, par exemple, à l'aide des tuyères il à i3.
Le filtrat primaire, et, le cas échéant, les diverses frac- tions du filtrat, sont aspirés hors du bac par les tubulures 11 à 14; Le gâteau de filtrage une fois épuisé est rejeté automatiquement en m. Des trous ou des orifices n sont prévus dans la bande-support élastique a, ces trous, comme le montre la figure, n'étant de préférence prévus que sur la région de la bande qui passe au-dessus de l'enceinte du bac d'aspira- tion c.
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La bande-support élastique sera avantageusement, comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, pourvue de rebords suré- levés a1 et a2, entre lesquels l'agent de filtration, et, le cas échéant, la bande intermédiaire sont placés et entre les- quels le gâteau de filtrage peut prendre place totalement ou partiellement.
Dans un mode d'exécution spécial, on peut prévoir dans le bac d'aspiration ± des cloisons transversales, par exemple dl à c3, qui seront de préférence déplaçables ou rabattables, par exemple de telle façon que l'on puisse, de l'extérieur, par un simple mouvement de rotation, les amener en position horizontale ou verticale, et régler ainsi, à volonté la longueur des diverses périodes de lavage. De cha- cune des chambres ouvertes par le haut ainsi obtenues, le liquide qui a été aspiré hors du gâteau de filtrage peut être évacué par des tubulures spéciales, par exemple 11 à 14.
Cet- te possibilité de séparer les'divers filtrats ou les diverses fractions de lavage, d'une manière absolument automatique, et même pendant le fonctionnement, sans avoir à utiliser un distributeur, (ce qui permet de rendre plus longues ou plus courtes les,diverses périodes de lavage et d'aspiration, qua- lité très désirable quand on a à faire à une matière de con- sistance variable), constitue une simplification notable par rapport à tous les filtres à cellules qui ne peuvent fonction- ner sans distributeur. Cet avantage est tout particulièrement important dans le cas de liquides corrosifs, car alors les distributeurs, dont la matière s'attaque, sont rapidement une source de perturbations fort désagréables.
En outre, on a constaté qu'il était particulière- ment avantageux d'agencer les bacs d'aspiration de façon qu'ils puissent se déplacer dans le plan vertical. Les bacs d'aspiration peuvent alors suivre facilement de petites va- @
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riations éventuelles de la position de la bande sans fin, ce qui donne une sécurité encore plus grande quant à l'étanchéité qui conserve le vide. Les bacs d'aspiration peuvent aussi être agencés de façon à se déplacer ou à se décaler dans le plan horizontal. La possibilité que l'on obtient ainsi de déplacer les bacs suivant l'axe longitudinal de la bande sans fin, per- met de corriger, d'une manière particulièrement pratique la concentration des divers filtrats.
De la sorte on parvient aussi à remplacer les cloisons intermédiaires dont on a parlé, à l'intérieur des bacs, ou à compléter, d'une manière avanta- geuse, leur fonction.
'Enfin, on peut réaliser des subdivisions au-dessus de la bande qui défile sur le bac d'aspiration, par exemple entre les diverses tuyères 1 1 à 13 au moyen d'organes glissant ou roulant sur la surface-dû gâteau filtrant, ces subdivisions consistant par exemple en cloisons de séparation, telles que des plaques de tôle, de caoutchouc, etc. en rouleaux, etc..
De la sorte, on peut séparer les unes des autres les diverses solutions de lavage, ou même épuiser le gâteau de filtration au moyen de diverses fractions, séparément les unes des autres.
Aux figures 3 à 5 on a représenté dans le détail plusieurs des modes d'exécution précédemment décrits.
La fig. 3 montre une coupe transversale à travers la bande transporteuse 0 avec la bande interméciaire P posée sur elle.et perméable dans le' sens vertical et: avec l'agent de filtration proprement dit c. 01 désigne le bord surélevé de la bande transporteuse, 02 les baguettes sur la surface propre- ment dite de la bande,'.23 les trous dans la bande de transport, ces trous passant sur l'ouverture du bac d'aspiration.
Les l'igs. 4a et 4b montrent une coupe transversale à travers le bac d'aspiration, dans laquelle on peut reconnal- tre les dispositifs déplaçables pour le réglage des fractions
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de filtrat.
Dans les deux dessins r désigne le bord supérieur lisse du bac d'aspiration. Sur la figure 4a, s1 et s dési- gnent chacun une cloison de séparation déplaçcable dans le plan horizontal. Ces cloisons sont montées au moyen d'un filetage sur les vis sans fin t1 et t2; et peuvent être dépla- cées vers la droite et vers la gauche par ces vis. Les deux via traversent d'une manière étanche au vide les parois la- térales du bac d'aspiration et sont manoeuvrées au moyen de volants à main.
La fig. 4b montre un dispositif de réglage pour les fractions sous la forme de volets dont les axés de rota- tion traversent d'une manière étanche au vide une paroi lon- gitudinale du bac d'aspiration et qui peuvent être réglés de l'extérieur sous des angles différents par rapport au plan horizontal au moyen de poignées au de volants. De la sorte on peut allonger ou raccourcir les diverses fractions.
Les figs. 5a et 5b montrent des dispositifs pour le réglage des liquides de lavage au dessus du gâteau de fil- trage u. En fig. 5a ces dispositifs consistent en baguettes qui sont disposées transversalement à travers toute la surfa- ce du gâteau de filtrage jusqu'aux bords de la bande de tranE- port et portent.en dessous des rubans de caoutchouc ou de soi- le V1 et V2 qui glissent sur la surface du gâteau de filtrage.
Ces baguettes sont déplaçables verticalement grâce aux vis sans fin wl et W2 et sont guidées aussi par les manchons X1 et X2 de façon à'se mouvoir sur la tige y. Par déplacement de ces manchons sur cette tige on a un décalage horizontal de tout le dispositif et de ce fait un allongement ou un raccourcissement des diverses sections de lavage.
La fig. 5b montre un dispositif analogue, mais ici les rubans de caoutchouc ou de toile V1 et V2 sont remplacés
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par des rouleaux Z1 et Z2.