PROCEDE ET DISPOSITIF DE SEPARATION AU MOYEN DE FILTRES A TAMBOUR DES
MATIERES SOLIDES EN SUSPENSION DANS DES LIQUIDES.
La présente invention a pour objet un procédé de séparation
des matières solides et liquides. notamment de fibres des liquides en contenant, par exemple de l'industrie de la cellulose et du papier, dans le
but de la concentration ou de la récupération des fibres ou pour l'épuration de l'eau de fabrication.
Les machines actuellement les plus en usage pour le filtrage de liquides contenant des fibres sont des filtres à tambour, des filtres à vide ou des tamis en bande- sans fin. Pour des raisons techniques,
ces machines comportent le plus souvent des tamis à mailles relativement
larges. C'est pourquoi le filtrage proprement dit n'a lieu que lorsque les grosses particules solides en suspension ont formé sur le tamis un feutrage imperméable aux matières solides suivantes. Ceci signifie qu'en règle générale le tamis ne sert dans ce cas que de tissu de support, tandis que
les particules solides retenues forment la couche filtrante proprement dite.
Les matières solides retenues par le tamis sont alors le plus souvent évacuées de celui-ci sous forme de bande sans fin ou par des dispositifs particuliers, tels que grattoirs, cylindres d'enlèvement, etc..
Mais il subsiste le fait que la perméabilité de la couche filtrante au liquide porteur diminue considérablement lorsque la\quantité
de matière solide retenue sur le tamis propre est plongé dans le liquide
à filtrer, la vitesse de filtrage est très grande, ce qui fait qu'au début celles des particules solides qui sont plus petites que l'ouverture
des mailles, passent à travers le tamis. Dès qu'une couche imperméable également aux petites particules s'est formée sur le tamis, le rendement du filtrage diminue aussi considérablement..
Un autre inconvénient des dispositifs cités réside en ce que notamment dans le traitement de liquides contenant des fibres de l'industrie du papier et de la cellulose, les tamis s'encrassent très rapidement.
Cet encrassage provoque souvent des diminutions considérables
du rendement des filtres. C'est pourquoi les tamis doivent être fréquemment nettoyés, ou il faut placer des dispositifs spéciaux de nettoyage pour assurer une propreté continue du tamis.
Ces deux inconvénients, la formation de la couche de-matières solides et l'encrassage rapide portent tous les deux de graves préjudices au rendement du filtre. Ceci produit des effets particulièrement désavantageux quand il s'agit de traiter de grandes quantités de liquide comportant une faible teneur en matières solides. Cela nécessite le plus souvent des surfaces filtrantes extraordinairement grandes.
L'objet de la présente invention est donc un procédé qui tend
à remédier à ces inconvénients. Il est caractérisé en ce que lorsqu'on travaille avec des filtres à tambour, on utilise des filtres de ce type dont les ouvertures de passage sont prévues en accord avec la grandeur des particules de la matière à retenir, de manière que les particules de grandeur désirée soient retenues et que l'on dirige le liquide porteur à séparer en au moins un point à l'intérieur du tambour, contre la paroi intérieure de celui-ci et suivant un angle déterminé formé par la direction de projection du liquide porteur et
la tangente au point d'impact, en ayant soin de laisser constamment une surface de tamisage propre à la matière projetée, les matières solides tamisées quittant le tambour à sa partie inférieure.
Du fait que les boues fibreuses se présentant dans l'industrie du papier et de la cellulose sont constituées le plus souvent par des mélanges de diverses fibres et d'autres matières d'accompagnement qui se différencient dans la grandeur de leurs particules, il est souvent important de séparer les grosses ou les petites particules de mélanges fibreux de ce genre. C'est ainsi qu'il faut par exemple séparer fréquemment des branches, des éclats, des morceaux d'écorce, des fibres agglutinées et d'autres matières dites grossières des fibres proprement dites; ou bien il est désirable d'en-
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sine des filaments de moelle de la boue fibreuse. Dans d'autres cas, on doit séparer des boues fibreuses par fractions de grandes, moyennes et petites longueurs de fibres.
Jusqu'ici, la séparation des matières solides en suspension dans le-liquide suivant la grandeur des particules est produite par exemple en retirant les parties fibreuses longues au moyen de dispositifs particuliers ou par passage de la boue à travers des filtres, les filtres étant constitués par des tôles fendues ou perforées ou par des toiles de tamisage. La largeur d'ouverture de ces filtres est choisie le plus souvent de façon que seules les particules solides de là grandeur désirée puissent passer. De tels dispositifs sont utilisés tant sous forme de tamis plats que de cylindres tournants ou fixes.
Afin d�empêcher la formation sur le tamis d'une couche de-matière solide qui empêcherait la séparation.,, les dispositifs de ce genre sont le plus souvent animés d'un mouvement de vibrations ou de secousses, ou la boue est maintenue continuellement en mouvement par agitation ou pulsation.
Suivant une variante de la présente invention, on peut encore effectuer cette séparation du fait que l'on travaille avec plusieurs fil-
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tances les uns des autres telles que la traversée de l'enveloppe de tamisage placée la plus près de l'axe du tambour, est toujours dirigée vers le côté intérieur de l'enveloppe suivante, les tambours présentant des ouvertures de passage de plus en plus petites au fur et à mesure que la distance au tambour central augmente, et on amène la boue à séparer à la paroi intérieure du tambour central au moins en un point sous un angle déterminé compris entre 0[deg.] et 90[deg.], qui est formé par la direction de projection de la boue et la tangente au point d'impact.
Deux formes de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention sont représentées schématiquement, à <EMI ID=3.1>
La fig. 1 montre schématiquement le travail avec un seul tambour.
La fig. 2 montre schématiquement le travail avec trois tambours
<EMI ID=4.1>
On utilise un tambour' cylindrique ou conique dont l'enveloppe est construite sous forme de surface filtrante au moyen d'un tamis. Le mélange liquide-matière solide à filtrer:est conduit-sur la face intérieure du tambour fil-
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angle est déterminé par la direction de projection du liquide et la tangente au point d'impact sur le tamis; il peut être compris entre 0[deg.] et 90[deg.]. On introduit de préférence le mélange liquide-matière solide à filtrer symétriquement des deux côtés de la moitié intérieure supérieure du tambour filtrant, par exemple dans la-direction des flèches a et b (fig. 1), ou dissymétriquement par un ou plusieurs dispositifs d'amenée appropriés, un ou plusieurs de ces dispositifs pouvant amener de l'eau. De plus, de l'eau amenée de l'extérieur peut être projetée en jet sur le tamis en un ou plusieurs points quelconques du tambour dans la direction de la flèche.[pound].. Le filtrage du mélange liquide-matière solide peut être produit aussi bien sur la longueur totale de tamisage du tambour qu'également aussi sur une partie de celle-ci.
La vitesse et la quantité du mélange liquide-matière solide arrivant en flux sur la surface de tamisage,
de même que la vitesse de rotation du tambour sont choisies de façon que le liquide d'accompagnement puisse passer à travers le tamis, la séparation en matière solide et en liquide d'accompagnement s'opérant �ainsi. De cette manière, la matière solide retenue par le tamis, s'accumulant à la partie inférieure du tambour, sort de celui-ci dans un état plus ou moins consistant
à volonté. La largeur des mailles du filtre à utiliser est fixée suivant les propriétés de la matière à utiliser et suivant les effets désirés.
Il est clair que le procédé empêche aussi la formation sur le tamis d'une couche de matière solide diminuant le rendement du filtre, du
fait que les matières solides retenues sont tout de suite enlevées de la zone de filtrage proprement dite. Dans ce cas, ce n'est donc pas la matière solide retenue par le tamis qui sert de couche filtrante, mais le tamis même. En outre, l'encrassage ou le colmatage du tamis est en pratique complètement
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Suivant la fig. 2, le dispositif utilisé se compose d'un tambour cylindrique ou conique dont l'enveloppe est constituée par une toile filtrante, par un tissu à tamis, par une tôle forée ou fendue, servant de surface de tamisage, deux autres enveloppes tamisantes du même genre étant disposées à certaines distances de manière que le passage se fasse toujours de l'enveloppe placée la plus près du tambour vers la suivante. Les diverses enveloppes de tamisage peuvent être de même largeur ou de largeurs différentes. La grandeur des mailles, des fentes ou des trous est choisie,. en règle générale, de façon que le tamis placé le plus près de l'axe du tambour retienne des particules solides plus grosses que le suivant.
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certain angle en un ou plusieurs points quelconques sur la face intérieure de
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axe de ce dernier. L'angle de projection est déterminé par la direction de projection du mélange liquide-matière solide et la tangente au point d'impact sur le tamis; il peut être compris entre 0[deg.] et 90[deg.]. On introduit de préférence le mélange liquide-matière solide à séparer dans le tambour filtrant au moyen d'un ou plusieurs dispositifs appropriés, dans la direction des flèches a et b (fig.2), un ou plusieurs de ces dispositifs d'introduction pouvant amener de l'eau. On peut en outre projeter de l'eau ne contenant pas de matière solide en un ou plusieurs points quelconques d'une ou plusieurs enveloppes filtrantes, aussi bien sur les parois intérieures qu'également sur les parois ex-
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liquide-matière solide sur le tamis peut être produit aussi bien sur toute la largeur utile du tambour que seulement aussi sur une partie de celui-ci. La vitesse et la quantité du mélange liquide-matière solide arrivant en flux sur
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de fagon que les particules solides puissent traverser le tamis correspondant
ou soient retenues par lui selon leur grosseur. Les particules solides retenues
par un ou plusieurs des tamis s'accumulent alors à la partie inférieure des diverses enveloppes tamisantes et sortant de celles-ci à un état plus ou moins
consistant.
Le procédé empêche la formation sur le tamis d'une couche de
matière solide empêchant la séparation et on obtient en même temps le tourbillonnement de la boue de matière solide, nécessaire à un bon effet séparateur,
Les matières solides retenues par les tamis sont tout de suite enlevées.avec
précautions de la zone de tamisage proprement dite. Le dispositif peut être
avantageusement utilisé dans l'industrie de la cellulose et du papier comme
appareil de retrait des branches et des noeuds du bois et pour la séparation
d'éclats, de morceaux d'écorce et de fibres agglutinées. Le dispositif sert
en outre à la séparation de mélanges de fibres par fractionnement selon différentes longueurs moyennes de fibres, notamment aussi pour enlever des sus-
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le riches en résine. Le dispositif peut être utilisé par exemple avec une
seule enveloppe de tamisage pour la mise en oeuvre de l'un des procédés de
traitement cites.
L'utilisation du dispositif avec plusieurs enveloppes tamisantes permet la .
mise en oeuvre en une passe de travail de plusieurs procédés de traitement,
la longueur de mailles par exemple de l'enveloppe tamisante la plus à l'extérieur pouvant être choisie de façon que cette enveloppe serve de filtre.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé de séparation au moyen de filtres à tambour de matières solides en suspension dans un liquide, caractérisé en ce qu'on utilise
des filtres à tambour dont les ouvertures de passage sont prévues en accord
avec la grandeur des particules de la matière à retenir de manière que les
particules de grandeur désirée soient retenues et que l'on dirige le liquide
porteur à séparer en au moins un point à l'intérieur du tambour, contre la
paroi intérieure de celui-ci et suivant un angle déterminé formé par la direction de projection du liquide porteur et la tangente au point d'impact,
en ayant soin de laisser constamment une surface de tamisage propre à la matière projetée, les matières solides tamisées quittant le tambour à sa partie
inférieure.
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING BY MEANS OF DRUM FILTERS
SOLID SUSPENSION IN LIQUIDS.
The present invention relates to a separation process
solids and liquids. especially of fibers of liquids containing them, for example from the cellulose and paper industry, in the
purpose of concentration or recovery of fibers or for purification of manufacturing water.
The machines most in use today for filtering liquids containing fibers are drum filters, vacuum filters or endless belt screens. For technical reasons,
these machines most often include mesh screens relatively
wide. Therefore, the actual filtering takes place only when the large suspended solid particles have formed a felting impermeable to the following solids on the screen. This means that as a rule the sieve only serves in this case as a support fabric, while
the solid particles retained form the filter layer itself.
The solids retained by the sieve are then most often removed from the latter in the form of an endless belt or by special devices, such as scrapers, removal cylinders, etc.
But there remains the fact that the permeability of the filter layer to the carrier liquid decreases considerably when the quantity
of solid material retained on the clean sieve is immersed in the liquid
to be filtered, the filtering speed is very high, so that at the beginning those of solid particles which are smaller than the opening
mesh, pass through the sieve. As soon as a layer which is also impermeable to small particles has formed on the sieve, the filtration efficiency also drops considerably.
Another drawback of the devices cited resides in that, in particular in the treatment of liquids containing fibers from the paper and cellulose industry, the sieves become clogged very quickly.
This clogging often causes considerable reductions
filter efficiency. This is why the screens must be cleaned frequently, or special cleaning devices must be placed to ensure continuous cleanliness of the screen.
These two drawbacks, the formation of the solids layer and the rapid fouling both seriously damage the performance of the filter. This produces particularly disadvantageous effects when it comes to handling large quantities of liquid having a low solids content. In most cases, this requires extraordinarily large filter surfaces.
The object of the present invention is therefore a method which aims
to remedy these drawbacks. It is characterized in that when working with drum filters, filters of this type are used, the passage openings of which are provided in accordance with the size of the particles of the material to be retained, so that the particles of size desired are retained and that the carrier liquid to be separated is directed at at least one point inside the drum, against the interior wall thereof and at a determined angle formed by the direction of projection of the carrier liquid and
tangent to the point of impact, taking care to constantly leave a clean sieving surface for the projected material, the sieved solids leaving the drum at its lower part.
Since the fibrous sludge occurring in the paper and cellulose industry most often consists of mixtures of various fibers and other accompanying materials which differ in the size of their particles, it is often It is important to separate large or small particles from such fibrous mixtures. It is thus necessary, for example, to frequently separate branches, fragments, pieces of bark, agglutinated fibers and other so-called coarse materials from the fibers proper; or it is desirable to
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sine of the marrow filaments of the fibrous mud. In other cases, fibrous sludge must be separated into large, medium and small length fractions of fibers.
Heretofore, the separation of the solids in suspension in the liquid according to the size of the particles has been produced, for example, by removing the long fibrous parts by means of special devices or by passing the slurry through filters, the filters being constituted by slit or perforated sheets or by sieving cloths. The opening width of these filters is most often chosen so that only solid particles of the desired size can pass. Such devices are used both in the form of flat screens and of rotating or stationary cylinders.
In order to prevent the formation on the screen of a layer of solid material which would prevent separation. ,, devices of this kind are most often vibrating or shaking, or the mud is kept continuously in motion by agitation or pulsation.
According to a variant of the present invention, this separation can also be carried out due to the fact that one works with several threads.
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tances from each other such that the crossing of the screening casing placed closest to the axis of the drum, is always directed towards the inner side of the next casing, the drums having more and more passage openings small as the distance to the central drum increases, and the sludge to separate at the inner wall of the central drum is caused to at least at one point at a determined angle between 0 [deg.] and 90 [deg.] , which is formed by the direction of projection of the mud and the tangent at the point of impact.
Two embodiments of the device for implementing the method according to the invention are shown diagrammatically, at <EMI ID = 3.1>
Fig. 1 schematically shows the work with a single drum.
Fig. 2 shows schematically the work with three drums
<EMI ID = 4.1>
A cylindrical or conical drum is used, the casing of which is constructed as a filter surface by means of a screen. The liquid-solid mixture to be filtered: is led-on the inner face of the wire drum-
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angle is determined by the direction of projection of the liquid and the tangent at the point of impact on the sieve; it can be between 0 [deg.] and 90 [deg.]. The liquid-solid mixture to be filtered is preferably introduced symmetrically on both sides of the upper inner half of the filter drum, for example in the direction of arrows a and b (fig. 1), or asymmetrically by one or more devices d appropriate supply, one or more of these devices being able to supply water. In addition, water supplied from the outside can be sprayed onto the screen at any one or more points of the drum in the direction of the arrow. [Pound]. The filtering of the liquid-solid mixture can be produced both over the entire screening length of the drum and also over part of it.
The speed and quantity of the liquid-solid mixture arriving in flux on the sieving surface,
as well as the rotational speed of the drum are chosen so that the accompanying liquid can pass through the screen, the separation of solid matter and accompanying liquid taking place thus. In this way, the solid material retained by the sieve, accumulating in the lower part of the drum, comes out of the latter in a more or less consistent state.
at will. The mesh width of the filter to be used is fixed according to the properties of the material to be used and according to the desired effects.
It is clear that the process also prevents the formation on the screen of a layer of solid material reducing the efficiency of the filter,
causes the retained solids to be immediately removed from the filtering area itself. In this case, it is therefore not the solid material retained by the sieve that serves as the filter layer, but the sieve itself. In addition, fouling or clogging of the screen is in practice completely
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According to fig. 2, the device used consists of a cylindrical or conical drum, the envelope of which consists of a filter cloth, a sieve cloth, a drilled or slit sheet, serving as a sifting surface, two other sieve envelopes of the same kind being arranged at certain distances so that the passage is always done from the envelope placed closest to the drum to the next. The various sieve envelopes can be of the same width or of different widths. The size of the meshes, slits or holes is chosen. as a rule, so that the sieve placed closest to the axis of the drum retains larger solid particles than the next.
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certain angle at any one or more points on the inner face of
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axis of the latter. The projection angle is determined by the direction of projection of the liquid-solid mixture and the tangent at the point of impact on the sieve; it can be between 0 [deg.] and 90 [deg.]. The liquid-solid mixture to be separated is preferably introduced into the filter drum by means of one or more suitable devices, in the direction of arrows a and b (fig. 2), one or more of these introduction devices being able to bring water. Water containing no solid matter can also be sprayed at any one or more points of one or more filter envelopes, both on the inner walls and also on the outer walls.
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liquid-solid material on the screen can be produced both over the entire effective width of the drum and only also over part of it. The speed and quantity of the liquid-solid mixture flowing through
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so that the solid particles can pass through the corresponding sieve
or be retained by him according to their size. The solid particles retained
by one or more of the sieves then accumulate at the lower part of the various sieve envelopes and leaving them to a more or less state
consistent.
The process prevents the formation on the screen of a layer of
solid material preventing separation and at the same time the swirling of the solid material sludge, necessary for a good separating effect, is obtained,
The solids retained by the screens are immediately removed.
precautions of the sieving area itself. The device can be
advantageously used in the cellulose and paper industry as
device for removing branches and knots from wood and for separating
splinters, pieces of bark and bonded fibers. The device serves
furthermore to the separation of mixtures of fibers by fractionation according to different average lengths of fibers, in particular also for removing sus-
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the rich in resin. The device can be used for example with a
only sieving envelope for the implementation of one of the
treatment quoted.
The use of the device with several screening envelopes allows the.
implementation in one working pass of several treatment processes,
the mesh length, for example of the outermost screening envelope, being able to be chosen so that this envelope serves as a filter.
CLAIMS.
1 - A method of separation by means of drum filters of solids in suspension in a liquid, characterized in that one uses
drum filters, the passage openings of which are provided in accordance
with the size of the particles of the material to be retained so that the
particles of the desired size are retained and the liquid is directed
carrier to be separated at at least one point inside the drum, against the
interior wall thereof and at a determined angle formed by the direction of projection of the carrier liquid and the tangent to the point of impact,
taking care to constantly leave a clean sieving surface for the projected material, the sieved solids leaving the drum at its part
lower.