La présente invention concerne les appareils pour séparer une liqueur trouble que, pour simplifier, l'on appellera "suspension" dans le
cours du présent mémoire, en un filtrat clair et un résidu déshydraté.
On connaît actuellement de nombreux types de filtres industriels mais, pour diverses raisons, on donne la préférence aux filtres dits "rotatifs" qui fonctionnent en filtres-presses à immersion. La présente invention a pour but de perfectionner ce type de filtre, afin de remédier à des inconvénients, jusqu'à présent inévitables, qu'ils présentent, et, plus particulièrement, de réaliser un filtre-presse automatique continu et à grand rendement. D'autres particularités de l'invention se rapportent à la conception particulièrement avantageuse de ce filtre automatique.
Par rapport aux dispositifs analogues connus, le filtre de l'invention allie à un contrôle automatique de la formation des dépôts, un traitement ultérieur à très grande efficacité et une régénération complète
des éléments filtrants à un degré jamais atteint jusqu'ici.
Les éléments filtrants connus en matières solides poreuses, par exemple en céramique, quartz,porcelaine, verre ou carbone ont une meilleure neutralité chimique que tous les éléments de filtre présentement connus en matières synthétiques ou autres. Toutefois, jusqu'à présent la généralisation de leur emploi dans l'industrie était entravée par les grandes difficultés que présente leur régénération, ce qui empêchait notamment l'utilisation par la grande industrie de corps de filtre en céramique ou en matières métalliques poreuses résistant aux acides. Actuellement, il n'est pratiquement possible de régénérer qu'à 60% environ la surface et les pores de filtration des éléments utilisés dans les filtre-presses et dans les filtres
à vide. La présente invention permet de réaliser à 90% une régénération automatique de la surface et des pores des éléments filtrants. Ce fait a une grande importance lors de la filtration de produits ayant une forte tendance à l'incrustation, notamment dans l'industrie de l'aluminium, dans l'électrolyse du zinc, dans l'industrie des colorants et du sucre, etc...
La technique actuelle du filtrage ne permet pas de contrôler de l'extérieur les divers processus se déroulant à l'intérieur d'un filtre hermétiquement clos travaillant sous pression, et d'adapter ces processus aux propriétés du produit traité par un réglage rapide du filtre. Selon l'invention, tous les processus sont immédiatement mesurés dans l'espace sous' pression et la mesure s'inscrit ou est, le cas échéant, communiquée à l'extérieur. Un dispositif automatique à fonctionnement continu mesure la quantité de dépôt ou de résidu, de sorte que le traitement subi par toute la charge est immédiatement connu et enregistré extérieurement, ou le cas échéant, se règle automatiquement au rendement optimum en fonction des propriétés du produit traité.
Par ailleurs,un dispositif automatique de mesure de la densité du liquide détermine dans la chambre sous pression du filtre, le degré de lavage le plus favorable pour le résidu qui, le cas échéant, est réglé et maintenu automatiquement à ce degré. En outre, un appareil mesurant le débit de l'air comptimé contrôle le degré de déshydratation du résidu
dans la chambre sous pression, ce qui permet de porter de l'extérieur le degré de siccité du résidu à la valeur voulue.
Le filtre-presse de l'invention, se classe dans la catégorie des filtres à immersion, et comprend essentiellement un cylindre poreux travaillant en position horizontale. Ce dernier est entouré par l'atmosphère d'un gaz sous pression, généralement de l'air comprimé. C'est dans cette atmosphère sous pression, séparée de l'air libre, que se déroulent successivement le long de ce cylindre en rotation et en des stations déterminées du pourtour de celui-ci, tous les traitements que subissent la suspension, le résidu et la surface de filtrage. Selon l'invention, toutes les stations peuvent être équipées de dispositifs actifs de caractère nouveau, travaillant soit en continu, soit par intermittence sous le contrôle d'un organe automatique.
Selon l'invention, tous les processus importants se déroulant à l'intérieur du filtre-presse sont concrétisés extérieurement directement sur le filtre ou à une distance quelconque de celui-ci, ou sont rendus visibles, audibles, mesurables ou lisibles, ce qui, en permettant d'adapter le traitement aux propriétés multiples du produit, réalise un filtre-presse à rendement élevé.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une section d'un filtre-presse près de sa paroi antérieure du côté de la tête de commutation. La figure 2 est une coupe longitudinale de la -bête de commutation du filtre. La figure 3 est une section macroscopique d'une cellule de filtrage en céramique ou matière similaire. La figure 4 est une coupe longitudinale d'un dispositif d'étanchéité. <EMI ID=1.1> que cellule de travailler sous une pression différente de celle régnant dans l'enceinte commune. La figure 6 représente un exemple de montage de soupapes réductrices dans les tubulures d'évacuation. La figure 7 montre le dispositif d'actionnement de la fraise à résidu. La figure 8 représente un élément de compression à régulation manométrique.
En service, le cylindre Z du filtre est animé d'un mouvement de rotation continu ou intermittent. La surface du cylindre Z est divisée en secteurs ou cellules, par exemple en cellules 1 à 18. La circonférence du cylindre Z est divisée en fonction des diverses phases de traitement, c'est ainsi que les sept cellules 1 - 7 sont réservées à la filtration, les quatre cellules 8 - 11 au lavage du résidu, les trois cellules suivantes 12 -
14 à la déshydratation du résidu et la cellule 15 qui suit à l'éjection du résidu traité et déshydraté 23. La largeur de la cellule suivante 16 fait fonction de cloison entre le résidu compact déshydraté 23 et la chambre de régénération de l'élément filtrant R. C'est dans la chambre R qu'a lieu la régénération de la surface et des pores du filtre. La largeur de la cellule suivante 18 forme la cloison G qui s'étend de la chambre de régénération
R jusqu'à la chambre de filtration F. Sur la fig, 1, les stations où s'opèrent les divers traitements sont référencées F, W, E, A, T, R et G et sont représentées à l'instant de la commutation des moyens de toutes les stations.
La liqueur trouble ou suspension 22 pénètre dans le filtre-presse par le bas à travers un robinet 19 au moyen d'une ou de plusieurs conduites et gagne la chambre de filtration F de la cellule 1, traverse à faible profondeur la chambre F jusqu'à la cellule 7, Dans cette dernière, des conduits
de trop-plein 20 assurent un écoulement constant de l'excès de suspension
22 que des tubulures ramènent vers un réservoir d'agitation, non représenté.
La filtration et toutes les opérations connexes s'effectuent dans une chambre sous pression Ho Les divers traitements s'y déroulent dans une atmosphère d'air comprimé ou d'un autre gaz inerte, toute cette chambre étant sous pression, par exemple sous une pression relative de 6 kg/cm<2>. La cham-
<EMI ID=2.1>
de préférence en son milieu, un générateur d'ultra-sons U à actionnement électro-mécanique ou à air comprimé, agissant sur la suspension 22 et le résidu 23. Ceci permet de renforcer la filtration dans la chambre F au moyen d'ultra-sons. Des ultra-sons de fréquence appropriée assurent la dégazéification de la suspension. Lors d'un filtrage sous pression, les ultra-sons provoquent un ralentissement de l'absorption des gaz par la suspension 22. En même temps, des ultra-sons de fréquence appropriée assurent, selon la structure des particules solides de la suspension, la formation d'une galette de résidus 23 moins ferme à la surface de contact poreuse du filtre que lors d'un traitement exécuté sous la même pression sans ultra-sons.
Cet effet se traduit globalement par une augmentation du volume de filtrat traversant les pores du résidu, c'est-à-dire, par un accroissement de rendement du filtre, ce qui est très important lorsqu'il s'agit de particules fines.
Le filtrat s'insinue à travers les pores de l'élément filtrant K. Les éléments filtrants K ont la forme de segments de cercle et sont en céramique, par exemple. Ensuite, le filtrat s'écoule dans les canaux 24 concourant axialement au cylindre Z et, de là, vers la paroi antérieure de la tête de commutation S, (cf. Fig. 2), dans les tubulures collectrices 25
pour gagner l'extérieur par les canaux 26 de l'arbre 27 de la tête S.
La chambre à ultra-sons U, ainsi d'ailleurs que tous les espaces creux du filtre qui renferment des organes actifs, sont raccordés à la conduite d'arrivée et de compensation 28 amenant l'air comprimé, de sorte qu'une pression uniforme règne dans tout le filtre, quoique de l'air comprimé gagne constamment ou par intermittence certaines chambres (éjection du résidu) et s'en écoule (déshydratation). Il est avantageux d'adjoindre au filtre proprement dit un ou plusieurs réservoirs auxiliaires raccordés à la source de pression et destinés à renfermer les moyens de traitement, du fait que la plupart de ces moyens circulent en circuit fermé à l'intérieur du filtre.
Lors de la rotation lente du cylindre Z du filtre, dont la vitesse est réglable à volonté, le résidu commence à se déposer en fonction de la structure des particules solides, sur la cellule de filtrage 1, et son épaisseur croît lentement, pour atteindre l'épaisseur maximum voulue à la hauteur
<EMI ID=3.1>
pe de filtre à immersion pour assurer un bon lavage et un traitement satisfaisant du résidu.
<EMI ID=4.1>
ge passe, avec le résidu qui s'y est accumulé, devant une fraise à résidu
29 qui égalise la surface de celui-ci pendant qu'il se déplace encore dans
la suspension 22, préparant ainsi sa surface aux traitements ultérieurs, tels que lavage et deshydratation, de façons qu'elle soit aussi uniforme que possible. Immédiatement au-dessus de la fraise à résidu, plusieurs conduits
de trop-plein 20 reliés entre eux sont aménagés le long de la paroi du cylindre 30, afin de maintenir une circulation de la suspension vers le réservoir d'agitation.
L'intervalle existant dans la suspension 22 pour la formation du résidu 23 est faible. La suspension circule continuellement en direction des conduits de trop-plein 20. La trajectoire qu'elle parcourt est constamment soumise à l'action de sons de fréquence appropriée, par exemple, d'ultrasons. Si,- pour des raisons particulières, l'intervalle de la suspension 22 était choisi plus grand, sensiblement à proximité de la référence 22, et
si, en outre, par suite du traitement d'une suspension à particules de plus grandes dimensions, on faisait abstraction des dispositifs à ultra-sons, il y aurait lieu d'agencer un ou plusieurs organes de brassages connus pour éviter la décantation de la suspension.
Le filtrat limpide qui résulte de la séparation consécutive à la filtration, s'insinue à travers les interstices du résidu 23 et à travers les pores de l'élément de filtration K et, circulant par les canaux 24, s'écoule dans les canaux radiaux 25 et gagne les canaux 26 de l'arbre 27, d'où il passe, en vue de subir le traitement suivant le filtrage, par l'extérieur, vers un réservoir à filtrat, après avoir traversé d'une manière convenablement contrôlée et commandée la tête de commutation S.
LAVAGE DU DEPOT DE FILTRAGE.
Après la filtration, chaque cellule de filtrage se déplace à son tour et pénètre dans la chambre W où s'effectue le lavage du résidu à l'eau ou au moyen d'un autre liquide. La chambre W s'étend de la cellule 7 à la cellule 11 inclusivement. La chambre 7 est également reliée par un conduit
28 à la chambre sous pression commune H. La station de lavage de résidus
de deux ou trois cellules peut, en outre - et avantageusement - comporter
un générateur d'ultra-sons dont l'action est analogue à celle qu'il exerce lors du filtrage sous pression. Un lavage très efficace du résidu 23 consiste à couvrir toute sa surface composée de particules solides d'une couche liquide et à maintenir celle-ci. Du point de vue technique, une couche liquide de 10 à 20 mm par exemple est la plus avantageuse. L'immersion complète et persistante du résidu 23 dans un liquide se traduit par un lavage rapide et efficace sous pression et action des ultra-sons avec une faible quantité d'eau non saline, contrairement aux filtres à immersion connus où des grandes quantités de liquider de lavage peuvent s'enrichir de façon nuisible de sels et de particules résiduelles provenant de.la suspension 22.
La caractéristique essentielle de ce lavage réside en ce que le liquide de lavage non salin peut constamment traverser les interstices du résidu 23
en circulant autour des particules solides et est entièrement utilisé. Le liquide non salin couvre constamment toute le résidu 23 d'une couche d'épaisseur uniforme dans la chambre sous pression W, le cas échéant, sous l'action d'ultra-sons. Le liquide de lavage retourne en circuit fermé au réservoir, mais ne vient plus en circulant au contact du résidu 23.
Le circuit de la suspension et celui du liquide de lavage peuvent
<EMI ID=5.1>
bre en forme de cuve der condensation où un flotteur règle son évacuation vers l'atmosphère et son renvoi au réservoir d'alimentation.
La circulation de la suspension en circuit fermé a l'avantage de lui conserver son homogénéité et que la partie du résidu 23 enlevée par la fraise 29 se trouve ré-entraînée dans le réservoir d'alimentation, et également, le cas échéant, d'en maintenir la température uniforme.
Lors de la présence d'un dispositif à flotteur, il n'est pas nécessaire que les réservoirs d'alimentation soient reliés à la chambre sous pression commune H. Dans cette éventualité, des flotteurs spéciaux maintiennent un niveau constant en agissant sur l'évacuation par le trpp-plein 20 et par un réglage indirect de l'arrivée en 19 (non représenté).
Dans la chambre de lavage W règne la pressipn commune de la chambre H à laquelle s'ajoute la pression du liquide de lavage qui est de l'ordre
de 0,07 kg/om2. Cette dernière pression est supportée par les organes d'é-c' tanchéité lisses, élastiques semi-circulaires 31, de sorte que le liquide de lavage ne peut s'échapper vers les chambres adjacentes.
Le raccordement de la chambre de lavage W, quelle que soit l'épaisseur du résidu 23 aux organes d'étanchéité 31, s'effectue pneumatiquement ou hydrauliquement sous une pression légèrement plus élevée que celle
<EMI ID=6.1>
antérieure du cylindre 30, dont la surface augmente sous l'action de moyens pneumatiques ou hydrauliques, comporte une surface de glissement supplémentaire 47 formée,par 'exemple, de fibres de graphite-amiante et plomb comprimés à la manière d'un feutre et liés par du caoutchouc où similaire. Ceci permet aux organes d'étanchéité 31 de la chambre W de se conformer d'eux-mêmes à un résidu dont l'épaisseur est inférieure à l'épaisseur de réglage initiale.
Une pompe de circulation refoule le liquide de lavage dans une cuve cylindrique N à niveau constant. Cette cuve est raccordée par une conduite 32 à la chambre commune H, de sorte qu'il y règne la même pression que dans cette dernière. Le liquide de lavage pénètre dans la cuve N en 33, y maintient le niveau correspondant à la conduite 34, et l'excès passe par la conduite 35 et regagne le réservoir d'alimentation d'eau de lavage. Une crépine 45 protège le résidu contre les effets nuisibles d'un courant trop
<EMI ID=7.1>
bord brisé ou divisé par la crépine 45 avant d'être guidé vers la surface
du résidu.
Ainsi qu'il a déjà été mentionné, on peut également utiliser un flotteur pour maintenir un niveau de liquide constant dans la cuve N. Au lieu de se servir d'un flotteur, on peut également maintenir un niveau constant dans la cuve N au moyen d'un appareil de mesure volumétrique connu,
ou encore au moyen d'une sonde thermique connue (jauge d'épaisseur de résidu commandée indirectement par l'intermédiaire d'un relais).
La chambre de lavage W s'étend de la cellule 8 à la cellule 11 inclus. Le liquide de lavage s'infiltre sous l'action de la pression générale et aidé, le cas échéant, par l'action des ultra-sons, dans les intervalles entre les particules peu tassées du résidu, en refoulant devant lui
la solution saline concentrée qui s'y trouve encore et baigne chaque parti-. cule du résidu jusqu'à ce qu'on constate (par une mesure aérométrique ou
une analyse chimique) que la teneur en sel du filtrat de lavage a la dilution voulue-.. Le filtrat de lavage pénètre constamment dans les cellules poreuses se trouvant dans la chambre de lavage, traverse horizontalement
les canaux 24 et les conduits radiaux 25 fixés à la paroi frontale de la tête de commutation, ainsi que les canaux d'évacuation 26 traversant les régions S, P et D de la tête de commutation, et gagne l'extérieur, le cas échéant, sous un contrôle et un réglage appropriés.
Dans les filtres à tambour connus, le'lavage du résidu s'exécute généralement au moyen de lances de pulvérisationo Une telle pulvérisation est toujours imparfaite et le résultat laisse à désirer. Un lavage rapide
et efficace et une bonne adaptation auxpropriétés physiques et chimiques
des divers résidus constitue l'un des processus les plus difficilesde la technique de la filtration. Le dispositif de lavage de l'invention permet de mettre en oeuvre n'importe quel procédé de mouillage ou d'humidification des
<EMI ID=8.1>
DESHYDRATATION DU RESIDU.
Après le lavage, s'effectue la deshydration de la galette résiduelle 23 jusqu'à obtention du degré de siccité voulu. La chambre où s'effectue le traitement du résidu 23 par de l'air ou des gaz sous pression s'étend de la cellule 12 à la cellule 14. Le degré de siccité pouvant être obtenu dépend de la nature des particules solides. La machine à filtrer de l'invention permet de réaliser une dessication poussée du fait qu'elle permet de traiter le résidu 23 au moyen d'air comprimé froid ou chaud, d'ultra-sons ayant la fréquence voulue et simultanément sous une pression mécanique. La pression mécanique vise à empêcher, au cours de dessication du résidu, la formation de craquelures en mosaïque grâce à une pression et un massage exercés au moyen d'un organe lisse semi-cylindrique 31.
Ceci permet à l'air comprimé sec froid ou chaud servant à la dessication d'agir pleinement et de façon économique.
L'air comprimé ou un autre gaz, traverse positivement la galette
de résidu sans fissures, en balaie toutes les particules solides et chasse l'humidité qui se trouve entre les particules du résidu 23 en direction de l'élément de filtrage K. Plus tard, l'absorption de l'humidité par l'air comprimé concourt à la dessication du résidu. L'air comprimé circule le long des canaux 24 du cylindre de filtrage, traverse les conduits radiaux
25 et le conduit 26 de l'arbre 27 et gagne l'extérieur en passant à travers
<EMI ID=9.1>
La compression mécanique du résidu s'effectue au moyen d'un organe lisse mobile et élastique 31 de-forme semi-circulaire. Dans la chambre de deshydratation E, on peut également traiter le résidu par de la vapeur ou d'autres gaz ayant un effet positif sur celui-ci. Au cas où un traitement par des gaz doit avoir lieu, celui-ci s'exécute de la même manière que les traitements de la chambre de lavage W ou de la chambre de deshydratation E. Le cloisonnement avec les autres chambres de traitement est assuré par des organes 31 semi-circulaires, élastiques ou cylindriques à la fois rotatifs et élastiques, comportant une surface lisse mollement élastique qui s'applique en se conformant à la surface d'appui en formant joint. La pression élastique des organes 31 est réglable de l'extérieur.
Dans la chambre de deshydratation E, le premier organe métallique ou en matière synthétique 31 s'applique contre la galette résiduelle humide. L'effet du second organe élastique est accru par l'utilisation d'ultra-sons. Dans ce cas, l'action des oscillations ultra-sonores agit en profondeur sur le résidu et accroît l'efficacité des courants.d'air ou de gaz dessicant, assurant ainsi une deshydratation rapide et intense du résidu 23 sans qu'il présente de fêlures.
EJECTION DU RESIDU.
L'opération suivante consiste à détacher le résidu 23 de la surface du filtre et à l'évacuer hors de la chambre sous pression 4 vers l'air libre ou dans un récipient à la même pression que la chambre 4.
L'air comprimé assurant la poussée qui détache le résidu possède une pression supérieure à celle qui règne dans la chambre 4 et traverse les
<EMI ID=10.1>
sidu se trouve soulevé par un coussin d'air et, après avoir vibré.quelques instants dans l'air, tombe dans la trémie de la vis transporteuse 36. Cette dernière est conçue en vis transporteuse pour des résidus séchés. Le résidu est transporté horizontalement de l'une des parois frontales du filtre jusqu'en son milieu où un dispositif d'évacuation à pistons rotatifs l'extrait par paquets de la chambre H du filtre.
<EMI ID=11.1>
par la poussée exercée, comme il vient d'être dit, par de l'air comprimé, mais également par un râcloir mécanique 37. Pour les galettes résiduelles ayant une forte adhérence, on accroît l'efficacité de l'air ou des gaz comprimés par l'addition 4'une faible quantité de vapeur. La petite quantité de vapeur ajoutée formé un brouillard qui concourt à détacher la galette résiduelle dans la région des pores, en formant un voile de condensation inoffensif.
REGENERATION DES PORES DU FILTRE,.
La régénération complète et continue des surfaces et pores des filtres a une importance primordiale. Après le traitement complet d'une charge (comprenant la filtration, le lavage, le traitement, le détachement et l'évacuation du résidu), il est très important de prévoir une phase de régénération des surfaces et pores du filtre, s'effectuant mécaniquement en continu pendant que le cylindre tourne. Cette régénération a pour effet d'empêcher une altération des surfaces du filtre et des incrustations de particules solides sur les parois rugueuses des pores, ou des actions superficielles nuisibleso
Selon l'invention, une régénération constante s'effectue dans la
<EMI ID=12.1>
surface du cylindre rotatif Z, d'une part, par un bloc réglable T qui se compose de la réunion d'un tissu métallique et d'une matière synthétique faiblement élastique indifférente à la chaleur et aux substances chimiques. Ce bloc frotte légèrement contre la surface du cylindre de filtrage. Au commencement de la cellule 15, la partie supérieure du bloc T forme un râcloir
à résidu 48. Simultanément, le:dispositif transportant le résidu, par exemple, la vis sans fin 36, se déplace dans la trémie semi-circulaire.
Dans la chambre de régénération, se trouve un arbre rotatif 37 formant une brosse en métal ou en matière synthétique appropriée. L'arbrebrosse rotatif 37 touche légèrement la surface du filtre. On obtient également une régénération complète en munissant l'arbre 37 de la chambre R d'ailettes et en le faisant tourner rapidement. Ceci a pour effet d'imprimer un violent tourbillonnement, générateur de friction, au liquide, sans
que la surface du filtre subisse de contact direct. On peut souvent utiliser la suspension traitée comme moyen de régénération. Dans ce cas, on peut écarter la cloison G séparant la chambre R de la chmabre F, ou du cylindre
de filtrage Z. Les particules solides en suspension exercent alors une action détergente sur la surface poreuse du cylindre. Au cas où cette solution ne saurait être adoptée pour une raison quelconque, on peut prévoir à cette fin un circuit de pompage spécial faisant circuler un liquide approprié et délimiter la chambre de régénération R de part et d'autre.
Lorsque le résidu est sans valeur et n'est pas appelé à subir un traitement ultérieur, on peut additionner au liquide circulant en circuit fermé de la chambre cloisonnée R des particules abrasives, par exemple de quartz, de corindon, de carbure de silicium ou similaires.
La pression dans la chambre R est la même que dans les autres chambres raccordées à la chambre H, de sorte que l'isolement du liquide de régénération dans la chambre R ne présente aucune difficulté. Dans chacune des cellules 1 à 18 qui tour à tour défilent devant la chambre de régénération
R, la tête de commutation S, P, D (voir fig. 2), envoie des impulsions d'air comprimé traversant les pores de la surface de filtrage. Il en résulte que, pendant l'intervalle qui sépare deux impulsions d'air comprimé, le liquide
de régénération traverse en tant que filtrat les pores de la cellule, dont
il est refoulé, lors de l'impulsion d'air suivante dirigée d'arrière en avant, mélangé à de l'air, et suivi d'air comprimé seul. Le liquide ainsi refoulé possède, par suite de l'accélération que lui imprime l'air comprimé, un effet de régénération, comparable à un jet de sable, agissant sur les particules solides qui adhèrent aux orifices des pores du filtre. Cette alternance d'air comprimé et de liquide assure une régénération sûre qui maintient les pores débouchés.
Il ne saurait se produire de surpression dans la chambre R car
une pompe reliée à un réservoir est insérée dans le circuit qui l'-évite, ou bien du fait que le circuit est réglé par des flotteurs spéciaux (- à la manière d'un séparateur), qui assurent l'équilibre de sa pression, soit encore èn ce que tout le circuit de régénération est raccordé et à la pression de la chambre H.
Etant donné que le maintien de l'ouverture des pores est l'une des conditions les plus importantes exigées par la technique du filtrage,
il est avantageux d'améliorer le traitement au moyen de plusieurs générateurs d'Ultra-sons U disposés longitudinalement sur le pourtour 30 du filtre.
Lorsqu'elles ont la fréquence appropriée, les oscillations ultrasonores continues ou intermittentes ainsi engendrées libèrent partiellement les particules solides. Ceci permet en combinant le tourbillonnement du liquide de lavage, le brossage mécanique et la transfusion intermittente d'air comprimé et de liquide à travers les pores du filtre, à l'action desquels s'ajoute celle des ultra-sons, de réaliser une régénération sûre des surfaces et des pores du filtre.
Lors de la filtration de certains produits, on utilise initialement des éléments ou tissus filtrants à grande porosité puis, au bout d'un certain temps, après le dépôt d'une couche d'épaisseur croissante de résidus, ces derniers servent de surface de filtrage finale, sans qu'ait lieu une régénération constante des pores et de la surface de filtrage. Ce mode d'exploitation favorise la formation d'incrustations entre le résidu
<EMI ID=13.1>
rendement du filtre, et ne permet souvent pas d'obtenir de filtrat limpide. Dans le filtre-presse de l'invention, on peut également exécuter ces traitements spéciaux, et il suffit pour cela d'écarter le bloc de séparation G
de la surface du cylindre de filtrage et d'utiliser la chambre R comme chambre de filtrage. Dans ce cas, l'arbre-brosse 37 peut tourner dans la suspension.
Il a été exposé ci-dessus que le nettoyage des surfaces de filtrage et des pores du filtre pouvait souvent s'effectuer à l'aide de la suspension à traiter. Il est des produits exigeant l'apposition d'une mince couche de particules solides plus grosses, de nature différente, pour que
le filtrat obtenu ensuite ne soit pas trouble. Il existe des produits dont le résidu est dépourvu de valeur mais qui, par nature, sont difficiles à filtrer. Dans cette éventualité, on utilise la chambre de régénération R comme chambre de dépôt en utilisant une suspension spéciale appropriée (contenant par exemple du Kieselguhr, du carbone ou de la cellulose). Le dépot ainsi formé sur les pores régénérés permet d'obtenir dès la cellule 1 de la chambre de filtrage F un filtrat limpide. Malgré les différentes propriétés inhérentes à la structure des particules solides, il est nécessaire de perturber énergiquement ces dernières pendant un court instant, afin de prévenir leur incrustation et maintenir le rendement du filtre.
Ne font en général exception à cette règle que les solutions salines acides, les électrolytes et similaires, et notamment les suspensions renfermant de l'acide chlorhydrique libre. Les. solutions alcalines, par contre, notamment celles utilisées dans l'industrie de l'aluminium, ont une tendance marquée à l'incrustation.
Le filtre-presse de l'invention permet de réaliser une filtration aseptique. A cet effet, on remplit tout le filtre d'une manière connue d'une suspension de kieselguhr et on applique cette dernière pendant un court laps de temps contre les surfaces de filtrage. Le résidu ainsi formé dont l'épaisseur est de l'ordre de 20 à 30 mm, assure l'aseptisation de la suspension qui filtre à travers lui. Pour un grand nombre de produits à structure cristalline ou amorphe, on peut supprimer le dispositif ultra-sonore
de la chambre de filtrage F et de la chambre de lavage W, car les suspensions de ces matières filtrent et se lavent en général rapidement. Les dispositifs ultra-sonores de la chambre de deshydratation E et de la chambre de régénération R sont très avantageux dans tous les cas.
On peut augmenter le nombre et la durée des traitements en fonction du diamètre du cylindre Z du filtre, en même temps que le traitement
de chacune des cellules 1 à 18 peut avoir une durée différente et s'effec-
<EMI ID=14.1>
re des particules solides du résidu de filtrage.
En deux points de la chambre de filtrage F, approximativement près de la cellule 2 et de la cellule 5, sont installés des appareils connus pour mesurer l'épaisseur du résidu, par exemple, des sondes thermo-électriques M. Ces jauges d'épaisseur du résidu coopèrent avec la tête de commutation pour agir sur la vitesse de rotation du cylindre Z et la régler automatiquement au moyen d'un dispositif de commande à relais en fonction de la rapidité du filtrage ou de la croissance du résidu sur les surfaces
de filtrage. Si des raisons d'exploitation ou de rendement ne permettent pas d'adapter cette solution, on fait agir la tête de commutation S sur
la pression (d'environ 6 kg/cm<2>) qui règne dans une ou plusieurs cellules, la tête S libérant une contrepression qui ralentit automatiquement la
<EMI ID=15.1>
L'appareil thermo-électrique mesurant l'épaisseur de la couche de résidu doit, en raison de la surface de filtrage tournante, posséder un tâteur en forme de lame, afin de couper le résidu sans l'écarter.. En raison
<EMI ID=16.1>
de la jauge d'épaisseur M affecte la forme d'une chaussure et présente un prolongement plat en forme de lame, afin que le résidu 23 en lente translation soit maintenu compact au point de mesure, de manière que ses variations de température puissent immédiatement se répercuter sur la vitesse du cylindre de filtrage, par l'intermédiaire d'un relais.
ELEMENT DE FILTRAGE.
Il est à tous égards avantageux d'utiliser dans le filtre de l'invention des éléments de filtrage en céramique ou en matière synthétique dont la porosité est adaptée au produit à traiter. Pour certaines applications particulières, on peut choisir des éléments de filtrage en céramique ou en matière synthétique dont la porosité est trop forte, qui ne font alors fonction que de surfaces portantes. Dans ce cas, on entoure tout le cylindre
Z d'un tissu métallique ayant la finesse voulue, de façon que le résidu se forme sur les pores de ce dernier. En raison de l'action des cellules des chambres A et R, il faut que le tissu métallique soit entouré en spirale par un fil métallique afin de résister aux sollicitations appliquées du dedans vers l'extérieur. Les éléments filtrants K en céramique ont une longue durée utile qui, comme l'expérience l'a-démontré, s'élève de deux à quatre ans, même lorsqu'ils sont soumis à une action constante de régénération. On obtient une longue durée utile en utilisant des alliages chimiques poreux, chimiquement indifférents, ou des lamelles métalliques à surface rugueuse.
Les éléments de filtre en matières synthétiques organiques ont une très longue durée de service à condition que la température de la suspension et celle des divers stades opératoires ne soient pas trop élevées.
Les éléments filtrants en matières synthétiques doivent posséder des parois assez épaisses pour résister aux tractions périodiques qu'elles subissent dans les chambres A et Ro Cette épaisseur n'empêche pas le passage du filtrat, mais il ne faut pas que le freinage exercé sur le mélange
6.'air comprimé et de liquide qui gicle à travers les pores du filtre au cours de la régénération nuise à son effet de "jet de sable". Du point de vue technique, deux points sont à considérer, à savoir que la filtration exige des pores fins et étroits et que, de ce fait, l'élément filtrant doit être mécaniquement rigide, et d'autre part, que la régénération demande des pores à travers lesquels l'énergie de régénération subisse un freinage minimum.
<EMI ID=17.1>
sur les pores et l'incrustation reste la même quelles que soient les dimensions de celles-ci. En raison de cette tendance à l'incrustation, il faut que l'énergie de régénération soit freinée le moins possible pour que le mélange de liquide et d'air comprimé atteigne avec efficacité la zone d'incrustation. Le procédé de régénération de l'invention permet maintenant
à la grande industrie d'utiliser des éléments filtrants en matières synthétiques rigides.
L'élément filtrant du filtre-presse de l'invention doit être réalisé conformément aux exigences de la technique de la filtration. C'est ainsi qu'il est avantageux que les canaux 24 traversés par le filtrat et par tous les agents de traitement soient ménagés à l'intérieur d'une épaisse plaque en arc de cercle K, parallèlement à la surface de cette dernière, comme
<EMI ID=18.1>
exemple, sera couverte sur cinq faces, par pulvérisation, par exemple, d'une solution visqueuse résistante aux acides et aux bases, par exemple, de caoutchouc ou de matière synthétique, de silicate de soude, d'émail ou de métal, appliquée sous pression et à chaud et qui bouche les pores. Dans les éléments en céramique, les canaux peuvent être ménagés en insérant dans le moule des noyaux fondants ou qui se subliment, avant de former la plaque à la presse et de la cuire.
Une fois terminés, les éléments filtrants sont encastrés profondément au moyen d'un mastic résistant aux acides et aux bases dans les renforcements en forme de tranchée du cylindre Zo Aux deux côtés longitudinaux de l'élément filtrant, la couche 49 qui obstrue les pores ne s'étend pas jusqu'à la surface de l'élément, de sorte qu'aucun pore filtrant n'est obstrué latéralement. Afin de renforcer la surface de filtrage, le cylindre Z com-
<EMI ID=19.1>
Les éléments filtrants K en matière synthétique ou en céramique sont sollicités intérieurement à se déchirer de façon uniforme lors de la pression d'éjection qu'ils subissent dans la chambre A ou de la pression
de nettoyage dirigée du dedans vers l'extérieur de la chambre R, car la cou-
<EMI ID=20.1>
de l'intérieur vers l'extérieur sur la paroi métallique du cylindre Z et,
par suite, de solliciter par instants toute la surface en céramique de la cellule, dont les pores se trouvent du côté où s'effectue le filtrage, à
la flexion, et à la chasser simultanément vers l'extérieur hors de son logement en forme de tranchée. Il serait peu économique de retenir les éléments poreux K contre les pressions élevées qui les sollicitent de l'intérieur
vers l'extérieur au moyen de vis, de bandes de feuillard ou similaires, car, outre l'augmentation de prix qui en résulterait, cette solution aurait pour effet de réduire les surfaces de travail et d'augmenter la corrosion. Un agencement consistant à prévoir sur les côtés des éléments K des tenons en queue d'aronde venant s'insérer dans des rainures longitudinales correspondantes du cylindre Z aurait effectivement pour résultat de réduire la corrosion, mais ne supprimerait pas les fortes sollicitations à la flexion. De plus, le remplacement éventuel des éléments K en deviendrait très difficile.
Il est avantageux de constituer la surface de filtrage d'une très mince couche 51 (fig. 3) d'une épaisseur de 0,5 mm formée d'un corps filtrant cristallin ou amorphe projeté à chaud et sous pression. L'avantage
de cet agencement réside en ce que l'élément filtrant peut présenter des pores sensiblement plus grands et de ce fait faciles à régénérer, tandis que la couche où se forme le résidu, dont les pores sont petits, est très mince. Du fait de leur faible longueur, ces pores étroits ne freinent que faiblement l'énergie de régénération.
Il existe quelques produits qu'il est désirable de laver selon le procédé connu d'enrichissement. Ce processus peut également être réalisé
en continu dans le filtre de l'invention.
Dans ce cas, il suffit de prévoir une seconde chambre de lavage W sur le pourtour du cylindre Z.
Lors du filtrage d'une suspension renfermant très peu de particules solides, ou dont le faible résidu est sans valeur, de sorte qu'il n'implique pas ou peu de lavage, la chambre de lavage W peut servir jusqu'à la cellule 11 inclus de chambre de filtration F et être commandée par la tête D. On divise alors la chambre de déshydratation E à la cellule 12 en une courte chambre de lavage. Comme on peut le voir, le filtre-presse de l'invention s'adapte au traitement des suspensions de composition très différente.
Lorsqu'il s'agit de filtrer une suspension ne renfermant que des traces de particules solides, comme c'est le cas, par exemple, dans l'industrie de l'aluminium, l'utilisation du filtre de l'invention s'avère encore rentable. Dans ce cas, la formation de résidu est négligeable. Il faut assez longtemps pour qu'un léger résidu se dépose sur les surfaces de filtrage. Dans toutes les situations de ce genre, le filtre de l'invention peut être adapté aux conditions d'exploitation et travaille avantageusement. Dans ces cas, le cylindre Z du filtre reste immobile et on utilise toute
sa surface comprenant les chambres F, W, E, A et R pour des filtrations périodiques durant 6 à 12 heures par exemple.
Ensuite, une opération rapide permet d'exécuter tous les traitements voulus..
<EMI ID=21.1>
tion des pores du filtre.
La souplesse d'utilisation du filtre de l'invention est telle que l'on peut, pour exécuter des filtrages comme ceux mentionnés ci-dessus, régler la vitesse de rotation du cylindre Z à un tout par 12 heures par exemple. Dans ce cas, la régénération des pores s'effectue en continu dans
<EMI ID=22.1>
tion de particules solides. Les schlamms visqueux qui se présentent après
un temps assez long dans la chambre A peuvent être évacués périodiquement, ou lors d'une forte obstruction, de façon continueo Ainsi le filtre-presse de l'invention travaille à la fois comme filtre et comme concentrateur sous pression.
REGENERATION CHIMIQUE.
Les filtres connus où la régénération des pores n'est pas continuelle, mais ne s'effectue mécaniquement que trois fois par jour, doivent être entièrement soumis à une régénération chimique à des intervalles de 6 à 10 jours. Celle-ci consiste à dissoudre toutes les particules solides qui se sont incrustées au moyen d'un agent chimique, par exemple, par l'acide sulfurique ou la lessive sodique. Avec le procédé de régénération continu décrit ci-dessus, la régénération chimique peut, le plus souvent, être supprimée
vu l'absence d'incrustations même après un service prolongé. Lorsque, malgré tout, une régénération chimique est nécessaire, on immobilise tous les organes de filtrage et de traitement, et la chambre R, restant seule en action, régénère automatiquement, au moyen d'une circulation d'acide ou de lessive, pendant 10 minutes environ, toutes les surfaces et tous les pores du filtre. Après cette régénération chimique a lieu un lavage automatique à l'eau, afin d'éliminer toute trace de l'agent de régénération. Après ces traitements automatiques de très courte durée, le filtre est pratiquement rénové et prêt à reprendre son service.
On va décrire maintenant le dispositif d'entraînement et le processus de commande du filtre-presse de l'invention.
Le cylindre Z du filtre comporte un arbre 27,qui fait saillie à l'une ou à ses deux faces frontales. De préférence, cet arbre porte à l'une de ses extrémités une tête de commutation tripartite S, P et D, comme le montre la fig. 2. L'arbre 27 comporte encore une roue hélicoïdale 39 qu'entraînent une ou, le cas échéant, par commutation, plusieurs vis sans fin ayant un rapport réducteur convenable. Le filtre doit tourner à une vitesse de rotation déterminée quelconque, par exemple effectuer dans un cas un tour en douze minutes et, dans un autre cas, un tour en douze heures.
Cette condition est avantageusement remplie par un moteur à piston rotatif comportant des palettes à étanchéité élastique, ou par deux cylindres déphasés (non représentés) à piston et entraînement à rochet. Le moteur 40
ou les cylindres, sont alimentés par de l'air comprimé, de la vapeur, de l'eau, de l'huile, etc....
La tête de commutation comprend trois parties principales. Une partie S reliée directement au filtre à l'extrémité de l'abre 27, une partie P, qui se déplace rapidement selon une succession périodique, tournant pendant une période conjointement au cylindre Z en reliant pendant ce temps des canaux aux canaux respectifs d'une cellule, assurant ainsi l'alimentation et l'évacuation de tous les agents de traitement, puis le déclenchement d'un contact de la roue 39 la fait revenir rapidement en arrière et l'arrête à son point de départ précédent (mouvement à pas de pèlerin), de sorte qu' elle alimente de façon similaire la cellule suivante. Ce cycle se répète sans fin. La vitesse de ce mouvement périodique est fonction de la vitesse de rotation du cylindre Z du filtre qui peut être réglée automatiquement au
<EMI ID=23.1>
tifs d'enregistrement,de contrôle et de signalisation sont également reliés à cette partie de la tête.
La liaison entre la partie D et la partie P de la tête est assurée par des tuyaux 42 armés, supportant la pression et ayant une liberté de mouvement suffisante pour s'étendre sur une rangée de cellules. Le procédé
de commutation qui vient d'être décrit augmente la sécurité fonctionnelle du filtre et permet d'exécuter un grand nombre de traitements du fait que dans la tête de commutation, chaque largeur de cellule ne représente qu'un court parcours, de sorte que le temps de commutation est bref.
L'étanchéité entre les canaux 26 et la tête à mouvement alternatif périodique P est assurée par des tuyaux ou des manchons, sous pression pneumatique ou hydraulique, entourant chaque canal 26. Chaque étanchéité (manchon) comporté à celle de ses faces qui glisse contre la surface en mouvement un dépôt formant surface de glissement 47, formé par exemple de graphite et de matière synthétique. Pour renforcer les surfaces de glissement, de fortes bagues 41 en un conglomérat dur de graphite et de matière synthétique ou similaire sont encastrées dans la partie S de la tête. On peut, en outre,entretenir dans cette région une lubrification sous pression au moyen de graphite et de graisse.
Lors du traitement de suspensions renfermant des hydrocarbures comme le benzène, le toluène, le xylène ou autres, qui ont pour effet de faire se gonfler le caoutchouc ou les matières synthétiques,ou, lorsque le traite-
<EMI ID=24.1>
joints sûrs comme suit: Dans ùn canal 52 de profondeur convenable se trouve une capsule (barométrique) 53 formée d'une série d'anneaux élastiques reliés entre eux, hermétiquement clos. Cette capsule est alimentée périodiquement en gluide sous pression. Une bague 54, conique par exemple, exerce une pression contre un élément souple 55 qui épouse le profil des parois, formée d'une composition de fils de plomb, de silicium, d'amiante et de graphite, et l'ensemble exerce une pression convenable contre la bague de glissement dure et lisse 47 en matière synthétique carbonée. On réalise ainsi une étanchéité sûre sur tous les réservoirs sous pression ou autres appareils dont les surfaces sont immobiles ou qui ne tournent pas à une vitesse excessive.
<EMI ID=25.1>
par l'intermédiaire des tuyaux 42. Des organes automatiques de contrôle peuvent être reliés à chaque canal, par exemple pour contrôler le filtrat des cellules 1 à 3, une cellule photo-électrique et, pour le filtrat de lavage dans la cellule 11, une jauge d'épaisseur automatique" Le plus souvent, on connaît la teneur en particules solides de la suspension par analyse. Dans ces conditions, un débitmètre détermine le rendement du filtre en filtrat et, par suite, en particules solides. Le résidu peut, en outre, être mesuré à la sortie. De plus, on peut mesurer la consommation du liquide de lavage en circulation au moyen d'un débit-mètre comparatif. Le point de commutation et la vitesse de rotation du cylindre Z seront indiqués par un index 43 parcourant un cadran portant indication de toutes les opérations, index qui,
le cas échéant, peut être associé à un dispositif d'enregistrement.
D'une manière analogue, on enregistre le nombre de rotations journalier du cylindre Z au moyen d'un compteur 44. On peut ainsi enregistrer, en partie compartivement, le rendement global de l'appareil et la qualité du produit. Les dispositifs de mesure mentionnés sont reliés respectivement à des avertisseurs qui émettent un signal sonore ou lumineux lors d'un dérangement
de l'appareil.
Les traitements, notamment la filtration, le lavage du résidu et la déshydratation, diffèrent d'un produit à l'autre. Il en résulte que la durée de traitement à chaque stade diffère également selon le traitement ultérieur ou la composition chimique du produit. Le procédé qui vient d' être décrit permet d'adapter l'exploitation en son entier et chaque stade opératoire en particulier aux exigences d'un produit quelconque. Toutes
les conditions ci-dessus peuvent être satisfaites à condition que les
<EMI ID=26.1>
règne une pression différente correspondante.
En supposant que la pression de service générale soit de 6 kg/cm2, on applique une contre-pression de 5 kg/cm2 à la cellule 1, de sorte que
le résidu ne se dépose que faiblement sur les pores de la cellule fraîchement régénérée. A la cellule 2 on applique une contre-pression de 2 kg/cm2 eff,
à la cellule 3 une contre-pression de 3 kg/cm2 eff et, à partir de la cellu-
<EMI ID=27.1>
chambre F peut être commandé d'une manière différente quelconque par la tête D. Il est cependant préférable d'adopter l'agencement représenté sur les figs. 5 et 6, où des manomètres 60 sont prévus pour la lecture des pressions.
Chaque produit, qu'il soit alcalin ou acide, demande un temps et
un degré de lavage qui lui est propre. A cet effet, les cellules 8 à 11 peuvent être raccordées sous une pression différente à la partie D de la tête de commutation, ou bien on peut, pour chaque produit, établir, dans toutes ces cellules, la même pression modérée que la jauge d'épaisseur de la tête
11 enregistrera automatiquement dans la partie � de la tête. Un réglage similaire détermine l'exécution de la déshydratation dans la chambre E.
Les opérations se déroulent dans des conditions d:'adaptation si-
<EMI ID=28.1>
tions et de la durée des traitements à la vitesse de rotation du cylindre
Z du filtre, confèrent au filtre-presse de l'invention la propriété de s'adapter au traitement des produits industriels les plus variés dans des conditions économiques et avec une production de très haute qualité.
Le filtre-presse de l'invention peut également travailler, avec
un débit beaucoup moins élevé, en cylindre à vide, pour le traitement de
particules solides de structure plus grossière.
La figure 7 représente le dispositif d'actionnement de la fraise
29. L'arbre de la fraise 29 traverse l'enveloppe du cylindre et porte extérieurement une roue hélicoïdale 61 qui est entraînée par le moteur 63,
par l'intermédiaire de la vis sans fin 62.
La figure 8 montre, à titre d'exemple, un dispositif permettant de régler la pression d'entraînement des organes 31. Le réglage de cette pression s'effectue pneumatiquement à travers la tubulure d'air comprimé 28,
qui agit par l'intermédiaire d'un cylindre 64 sur la crémaillère 66 solidaire du piston 64 logé dans le cylindre. La crémaillère engrène avec un
segment denté 67 solidaire de l'organe 31. Le cylindre pneumatique comporte
un manomètre 65.
Lorsqu'il est nécessaire que tous les organes intérieurs de la
machine soient facilement accessibles, on peut supprimer le couvercle à vis
49 en prévoyant d'autres voies pour les raccords qu'il porte. On peut, dans
ce cas, entourer le cylindre d'une chemise obturée par pression ou mécaniquement de manière à enclore tout l'intérieur du filtre, d'une manière analogue
au filtre-presse connu du type Kelly. Dans ce cas, la chemise amovible facilement enlevable constitue le cylindre sous pression entourant la chambre
H portée à la pression générale.
Le filtre-presse de l'invention a l'avantage que l'on peut normale-
<EMI ID=29.1>
assure un déroulement précis d'un grand nombre de phases de traitement.
Dans certains cas particuliers, on peut réaliser les filtres-presses à grand diamètre de manière que tous les processus se déroulant à la
surface extérieure du cylindre se répètent à sa surface intérieure, de sorte
que les mêmes opérations et traitement se déroulent pratiquement deux fois,
une fois de l'intérieur vers l'extérieur et, une autre fois, dé l'extérieur
vers l'intérieur.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution
de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de
la présente invention.
The present invention relates to apparatus for separating a cloudy liquor which, for simplicity, will be called a "suspension" in the liquid.
herein, to a clear filtrate and a dehydrated residue.
Many types of industrial filters are currently known but, for various reasons, preference is given to so-called "rotary" filters which operate as immersion filter presses. The object of the present invention is to improve this type of filter, in order to remedy the drawbacks, until now inevitable, which they present, and, more particularly, to produce a continuous automatic filter press with high efficiency. Other features of the invention relate to the particularly advantageous design of this automatic filter.
Compared to known similar devices, the filter of the invention combines automatic control of the formation of deposits, subsequent treatment with very high efficiency and complete regeneration.
filter elements to an unprecedented degree.
Known filter elements made of porous solids, for example ceramic, quartz, porcelain, glass or carbon have better chemical neutrality than all presently known filter elements made of plastics or the like. However, until now the generalization of their use in industry has been hampered by the great difficulties presented by their regeneration, which in particular prevented the use by large industry of filter bodies made of ceramic or porous metallic materials resistant to water. acids. Currently, only about 60% of the surface area and filtration pores of elements used in filter presses and filters are practically possible to regenerate.
empty. The present invention makes it possible to achieve 90% automatic regeneration of the surface and the pores of the filter elements. This fact is of great importance when filtering products with a strong tendency to incrustation, especially in the aluminum industry, in the electrolysis of zinc, in the dyestuff and sugar industry, etc. ..
The current technique of filtering does not make it possible to control from the outside the various processes taking place inside a hermetically sealed filter working under pressure, and to adapt these processes to the properties of the product being treated by a rapid adjustment of the filter. . According to the invention, all processes are immediately measured in the pressurized space and the measurement is inscribed or is, if necessary, communicated to the outside. A continuously operating automatic device measures the amount of deposit or residue, so that the treatment undergone by the entire load is immediately known and recorded externally, or if necessary, automatically adjusts to optimum performance based on the properties of the product being processed .
In addition, an automatic device for measuring the density of the liquid determines in the pressurized chamber of the filter the most favorable degree of washing for the residue which, if necessary, is automatically adjusted and maintained at this degree. In addition, a device measuring the flow of the computed air controls the degree of dehydration of the residue.
in the pressure chamber, which allows the degree of dryness of the residue to be brought to the desired value from the outside.
The filter press of the invention falls into the category of immersion filters, and essentially comprises a porous cylinder working in a horizontal position. The latter is surrounded by the atmosphere of a pressurized gas, generally compressed air. It is in this pressurized atmosphere, separated from the free air, that take place successively along this rotating cylinder and in determined stations around it, all the treatments that the suspension, the residue and the filtering surface. According to the invention, all the stations can be equipped with active devices of a new character, working either continuously or intermittently under the control of an automatic device.
According to the invention, all the important processes taking place inside the filter press are concretized externally directly on the filter or at any distance from it, or are made visible, audible, measurable or readable, which, by allowing the treatment to be adapted to the multiple properties of the product, achieves a high efficiency filter press.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of said invention.
Figure 1 is a section of a filter press near its front wall on the switch head side. Figure 2 is a longitudinal section of the switching -beast of the filter. Figure 3 is a macroscopic section of a ceramic or similar filter cell. Figure 4 is a longitudinal section of a sealing device. <EMI ID = 1.1> that cell to work under a pressure different from that prevailing in the common enclosure. FIG. 6 shows an example of the mounting of reducing valves in the discharge pipes. Figure 7 shows the actuator of the residue bur. FIG. 8 represents a pressure-regulated compression element.
In service, the filter cylinder Z is driven by a continuous or intermittent rotary movement. The area of cylinder Z is divided into sectors or cells, for example, cells 1 to 18. The circumference of cylinder Z is divided according to the various processing phases, so the seven cells 1 - 7 are reserved for the filtration, the four cells 8 - 11 washing the residue, the next three cells 12 -
14 to the dehydration of the residue and the cell 15 which follows to the ejection of the treated and dehydrated residue 23. The width of the following cell 16 acts as a partition between the dehydrated compact residue 23 and the regeneration chamber of the filter element A. The regeneration of the filter surface and pores takes place in chamber R. The width of the next cell 18 forms the partition G which extends from the regeneration chamber
R to the filtration chamber F. In fig, 1, the stations where the various treatments take place are referenced F, W, E, A, T, R and G and are represented at the time of switching means of all stations.
The cloudy liquor or suspension 22 enters the filter press from below through a tap 19 by means of one or more pipes and reaches the filtration chamber F of the cell 1, crosses at a shallow depth the chamber F up to to cell 7, In the latter, ducts
overflow 20 ensure a constant flow of excess suspension
22 that pipes lead back to an agitation tank, not shown.
The filtration and all the related operations are carried out in a pressure chamber Ho The various treatments take place there in an atmosphere of compressed air or of another inert gas, the entire chamber being under pressure, for example under a pressure relative of 6 kg / cm <2>. The room
<EMI ID = 2.1>
preferably in its middle, an ultrasound generator U with electro-mechanical actuation or compressed air, acting on the suspension 22 and the residue 23. This makes it possible to strengthen the filtration in the chamber F by means of ultra- sounds. Ultrasound of appropriate frequency ensures degassing of the suspension. During filtering under pressure, the ultrasound causes a slowing down of the absorption of gases by the suspension 22. At the same time, ultrasound of appropriate frequency ensures, depending on the structure of the solid particles of the suspension, the formation of a wafer of residues 23 less firm at the porous contact surface of the filter than during a treatment carried out under the same pressure without ultrasound.
This effect is reflected overall by an increase in the volume of filtrate passing through the pores of the residue, that is to say, by an increase in the efficiency of the filter, which is very important in the case of fine particles.
The filtrate seeps through the pores of the filter element K. The filter elements K have the shape of segments of a circle and are made of ceramic, for example. Then, the filtrate flows into the channels 24 which converge axially with the cylinder Z and, from there, towards the anterior wall of the switching head S, (cf. Fig. 2), in the collecting pipes 25.
to reach the outside through the channels 26 of the shaft 27 of the head S.
The ultrasonic chamber U, as well as all the hollow spaces of the filter which contain active components, are connected to the supply and compensation pipe 28 supplying the compressed air, so that a uniform pressure reigns throughout the filter, although compressed air constantly or intermittently gains certain chambers (ejection of the residue) and flows out (dehydration). It is advantageous to add to the filter proper one or more auxiliary reservoirs connected to the pressure source and intended to enclose the treatment means, because most of these means circulate in a closed circuit inside the filter.
During the slow rotation of the cylinder Z of the filter, the speed of which is adjustable at will, the residue begins to deposit depending on the structure of the solid particles, on the filter cell 1, and its thickness increases slowly, to reach l '' maximum thickness desired at the height
<EMI ID = 3.1>
eg immersion filter to ensure good washing and satisfactory treatment of the residue.
<EMI ID = 4.1>
ge passes, with the residue that has accumulated there, in front of a residue bur
29 which smooths the surface of it while it is still moving in
suspension 22, thus preparing its surface for subsequent treatments, such as washing and dehydration, so that it is as uniform as possible. Immediately above the residue cutter, several ducts
overflow 20 interconnected are arranged along the wall of cylinder 30, in order to maintain a circulation of the suspension to the agitation tank.
The interval existing in the suspension 22 for the formation of the residue 23 is small. The suspension circulates continuously in the direction of the overflow conduits 20. The path which it travels is constantly subjected to the action of sounds of appropriate frequency, for example ultrasound. If, - for special reasons, the interval of the suspension 22 was chosen larger, substantially close to the reference 22, and
if, in addition, following the treatment of a suspension with larger particles, ultrasonic devices were disregarded, one or more known stirring devices would have to be arranged to avoid settling of the suspension.
The clear filtrate which results from the separation following filtration, seeps through the interstices of the residue 23 and through the pores of the filter element K and, circulating through the channels 24, flows into the radial channels 25 and gains the channels 26 of the shaft 27, from where it passes, with a view to undergoing the treatment following the filtering, from the outside, to a filtrate tank, after having passed through in a suitably controlled and controlled manner the S.
WASHING OF THE FILTER DEPOSIT.
After filtration, each filter cell in turn moves and enters chamber W where the residue is washed with water or another liquid. Chamber W extends from cell 7 to cell 11 inclusive. Chamber 7 is also connected by a duct
28 to the common pressure chamber H. The residue washing station
of two or three cells can, in addition - and advantageously - comprise
an ultrasound generator whose action is similar to that which it exerts during filtering under pressure. A very effective washing of the residue 23 consists in covering its entire surface composed of solid particles with a liquid layer and in maintaining it. From a technical point of view, a liquid layer of 10 to 20 mm for example is the most advantageous. The complete and persistent immersion of residue 23 in a liquid results in a rapid and efficient washing under pressure and ultrasound action with a small amount of non-saline water, unlike known immersion filters where large amounts of liquid liquid washings can become deleteriously enriched with salts and residual particles from the suspension 22.
The essential characteristic of this washing is that the non-saline washing liquid can constantly pass through the interstices of the residue 23
circulating around the solid particles and is fully utilized. The non-saline liquid constantly covers the entire residue 23 with a layer of uniform thickness in the pressure chamber W, if necessary, under the action of ultrasound. The washing liquid returns in a closed circuit to the tank, but no longer comes into contact with the residue 23.
The suspension circuit and the washing liquid circuit can
<EMI ID = 5.1>
bre in the form of a condensation tank where a float regulates its evacuation to the atmosphere and its return to the supply tank.
The circulation of the suspension in a closed circuit has the advantage of retaining its homogeneity and that the part of the residue 23 removed by the cutter 29 is re-entrained in the supply tank, and also, where appropriate, of maintain a uniform temperature.
When a float device is present, it is not necessary for the supply tanks to be connected to the common pressure chamber H. In this event, special floats maintain a constant level by acting on the discharge by the full trpp 20 and by an indirect adjustment of the arrival at 19 (not shown).
In the washing chamber W reigns the common pressipn of the chamber H to which is added the pressure of the washing liquid which is of the order
of 0.07 kg / om2. This latter pressure is supported by the smooth, elastic semi-circular sealing members 31, so that the washing liquid cannot escape to the adjacent chambers.
The connection of the washing chamber W, regardless of the thickness of the residue 23 to the sealing members 31, is carried out pneumatically or hydraulically under a pressure slightly higher than that
<EMI ID = 6.1>
front of the cylinder 30, the area of which increases under the action of pneumatic or hydraulic means, has an additional sliding surface 47 formed, for example, of graphite-asbestos and lead fibers compressed in the manner of a felt and bonded by rubber where similar. This allows the sealing members 31 of the chamber W to conform on their own to a residue whose thickness is less than the initial adjustment thickness.
A circulation pump delivers the washing liquid to a cylindrical tank N at constant level. This tank is connected by a pipe 32 to the common chamber H, so that the same pressure prevails there as in the latter. The washing liquid enters the tank N at 33, maintains there the level corresponding to the line 34, and the excess passes through the line 35 and returns to the wash water supply tank. A 45 strainer protects the residue from the harmful effects of too much current
<EMI ID = 7.1>
edge broken or divided by strainer 45 before being guided to the surface
of the residue.
As already mentioned, it is also possible to use a float to maintain a constant liquid level in the tank N. Instead of using a float, it is also possible to maintain a constant level in the tank N by means of a known volumetric measuring device,
or again by means of a known thermal probe (residue thickness gauge controlled indirectly via a relay).
The washing chamber W extends from cell 8 to cell 11 inclusive. The washing liquid infiltrates under the action of the general pressure and helped, if necessary, by the action of ultrasound, in the intervals between the loosely packed particles of the residue, pushing back in front of it
the concentrated saline solution that is still there and bathes every parti-. of the residue until it is observed (by an aerometric measurement or
chemical analysis) that the salt content of the washing filtrate at the desired dilution - .. The washing filtrate constantly penetrates the porous cells in the washing chamber, crosses horizontally
the channels 24 and the radial ducts 25 attached to the front wall of the switching head, as well as the exhaust channels 26 passing through the S, P and D regions of the switching head, and reaching the exterior, if applicable , under appropriate control and adjustment.
In known drum filters, the washing of the residue is generally carried out by means of spray nozzles. Such spraying is always imperfect and the result leaves much to be desired. A quick wash
and efficient and good adaptation to physical and chemical properties
of various residues is one of the most difficult processes in filtration technology. The washing device of the invention makes it possible to implement any method of wetting or humidifying the
<EMI ID = 8.1>
DEHYDRATION OF THE RESIDUE.
After washing, the residual cake 23 is dehydrated until the desired degree of dryness is obtained. The chamber where the treatment of the residue 23 is carried out with air or pressurized gases extends from the cell 12 to the cell 14. The degree of dryness that can be obtained depends on the nature of the solid particles. The filter machine of the invention makes it possible to carry out a thorough desiccation owing to the fact that it makes it possible to treat the residue 23 by means of cold or hot compressed air, ultrasound having the desired frequency and simultaneously under mechanical pressure. . The mechanical pressure aims to prevent, during desiccation of the residue, the formation of mosaic cracks thanks to pressure and massage exerted by means of a semi-cylindrical smooth member 31.
This allows cold or hot dry compressed air used for desiccation to work fully and economically.
Compressed air or another gas, positively passes through the cake
of residue without cracks, sweeps away any solid particles and drives the moisture between the particles of residue 23 towards the filter element K. Later, the absorption of moisture by the compressed air contributes to the desiccation of the residue. The compressed air circulates along the channels 24 of the filter cylinder, passes through the radial ducts
25 and conduit 26 of shaft 27 and reaches the exterior by passing through
<EMI ID = 9.1>
The mechanical compression of the residue is carried out by means of a movable and elastic smooth member 31 of semi-circular shape. In the dehydration chamber E, the residue can also be treated with steam or other gases having a positive effect on it. In the event that a gas treatment has to take place, this is carried out in the same way as the treatments of the washing chamber W or the dehydration chamber E. The partitioning with the other treatment chambers is ensured by semi-circular, elastic or cylindrical members 31 which are both rotary and elastic, comprising a smooth, softly elastic surface which is applied conforming to the bearing surface, forming a seal. The elastic pressure of the members 31 is adjustable from the outside.
In the dehydration chamber E, the first metallic or synthetic member 31 is applied against the residual wet wafer. The effect of the second elastic organ is enhanced by the use of ultrasound. In this case, the action of the ultrasonic oscillations acts in depth on the residue and increases the efficiency of the currents of air or desiccant gas, thus ensuring rapid and intense dehydration of the residue 23 without it exhibiting any damage. cracks.
EJECTION OF RESIDUE.
The next operation is to detach the residue 23 from the surface of the filter and to evacuate it out of the pressure chamber 4 into the open air or into a container at the same pressure as the chamber 4.
The compressed air providing the thrust which loosens the residue has a pressure greater than that which prevails in chamber 4 and passes through the
<EMI ID = 10.1>
The sidu is lifted by an air cushion and, after having vibrated for a few moments in the air, falls into the hopper of the conveyor screw 36. The latter is designed as a conveyor screw for dried residues. The residue is transported horizontally from one of the front walls of the filter to its middle where a rotary piston evacuation device extracts it in bundles from the chamber H of the filter.
<EMI ID = 11.1>
by the thrust exerted, as has just been said, by compressed air, but also by a mechanical scraper 37. For the residual cakes having a strong adhesion, the effectiveness of the compressed air or gases is increased. by adding a small amount of steam. The small amount of steam added forms a mist which helps loosen the residual cake in the pore area, forming a harmless condensation veil.
REGENERATION OF THE PORES OF THE FILTER ,.
The complete and continuous regeneration of the surfaces and pores of the filters is of paramount importance. After the complete treatment of a load (including filtration, washing, treatment, detachment and evacuation of the residue), it is very important to provide a regeneration phase of the surfaces and pores of the filter, taking place mechanically continuously while the cylinder is rotating. This regeneration has the effect of preventing alteration of the surfaces of the filter and the encrustation of solid particles on the rough walls of the pores, or harmful surface actions.
According to the invention, constant regeneration takes place in the
<EMI ID = 12.1>
surface of the rotary cylinder Z, on the one hand, by an adjustable block T which is made up of the union of a metallic fabric and a weakly elastic synthetic material indifferent to heat and chemical substances. This block rubs lightly against the surface of the filter cylinder. At the beginning of cell 15, the upper part of the T-block forms a scraper
at residue 48. Simultaneously, the device conveying the residue, for example, the worm 36, moves in the semicircular hopper.
In the regeneration chamber, there is a rotating shaft 37 forming a brush made of metal or of suitable synthetic material. The rotating brush shaft 37 lightly touches the surface of the filter. Complete regeneration is also obtained by providing the shaft 37 with the chamber R with fins and by causing it to rotate rapidly. This has the effect of imparting a violent swirl, which generates friction, to the liquid, without
that the surface of the filter is subjected to direct contact. The treated suspension can often be used as a means of regeneration. In this case, we can move away the partition G separating the chamber R from the chamber F, or from the cylinder
filter Z. The solid particles in suspension then exert a detergent action on the porous surface of the cylinder. In the event that this solution cannot be adopted for some reason, a special pumping circuit can be provided for this purpose by circulating an appropriate liquid and delimiting the regeneration chamber R on either side.
When the residue is worthless and is not called upon to undergo further treatment, it is possible to add to the liquid circulating in a closed circuit of the partitioned chamber R abrasive particles, for example of quartz, corundum, silicon carbide or the like. .
The pressure in chamber R is the same as in the other chambers connected to chamber H, so that the isolation of the regeneration liquid in chamber R presents no difficulty. In each of the cells 1 to 18 which in turn scroll past the regeneration chamber
R, the switching head S, P, D (see fig. 2), sends pulses of compressed air through the pores of the filter surface. As a result, during the interval between two pulses of compressed air, the liquid
regeneration passes through the pores of the cell as filtrate,
it is discharged, during the next pulse of air directed from rear to front, mixed with air, and followed by compressed air alone. The liquid thus discharged has, as a result of the acceleration imparted to it by the compressed air, a regeneration effect, comparable to a sand jet, acting on the solid particles which adhere to the orifices of the pores of the filter. This alternation of compressed air and liquid ensures reliable regeneration which keeps the pores open.
There can be no excess pressure in chamber R because
a pump connected to a tank is inserted in the circuit which avoids it, or because the circuit is regulated by special floats (- like a separator), which ensure the balance of its pressure, either that the entire regeneration circuit is connected and to the pressure in chamber H.
Since maintaining the opening of the pores is one of the most important conditions required by the technique of filtering,
it is advantageous to improve the treatment by means of several U ultrasound generators arranged longitudinally on the periphery 30 of the filter.
When at the appropriate frequency, the continuous or intermittent ultrasonic oscillations thus generated partially release the solid particles. This allows, by combining the swirling of the washing liquid, mechanical brushing and the intermittent transfusion of compressed air and liquid through the pores of the filter, to which is added that of ultrasound, to achieve regeneration. safe of filter surfaces and pores.
When filtering certain products, initially high porosity filter elements or fabrics are used and then, after a certain time, after the deposit of a layer of increasing thickness of residues, the latter serve as filtering surface final, without constant regeneration of the pores and filtering surface. This operating mode favors the formation of encrustations between the residue
<EMI ID = 13.1>
filter efficiency, and often does not provide a clear filtrate. In the filter press of the invention, these special treatments can also be carried out, and it suffices for this to remove the separation block G
of the surface of the filter cylinder and use the chamber R as the filter chamber. In this case, the brush shaft 37 can rotate in the suspension.
It has been stated above that the cleaning of the filtering surfaces and of the filter pores could often be carried out using the suspension to be treated. There are products requiring the application of a thin layer of larger solid particles of a different nature so that
the filtrate obtained subsequently is not cloudy. There are products whose residue is devoid of value but which by nature are difficult to filter. In this event, the regeneration chamber R is used as a deposition chamber using a suitable special suspension (eg containing Kieselguhr, carbon or cellulose). The deposit thus formed on the regenerated pores makes it possible to obtain from cell 1 of filtering chamber F a clear filtrate. Despite the different properties inherent in the structure of solid particles, it is necessary to disturb them energetically for a short time, in order to prevent their encrustation and to maintain the efficiency of the filter.
In general, the only exceptions to this rule are acidic saline solutions, electrolytes and the like, and in particular suspensions containing free hydrochloric acid. The. Alkaline solutions, on the other hand, especially those used in the aluminum industry, have a marked tendency to encrustation.
The filter press of the invention enables aseptic filtration to be carried out. For this purpose, the entire filter is filled in a known manner with a suspension of kieselguhr and the latter is applied for a short time against the filter surfaces. The residue thus formed, the thickness of which is of the order of 20 to 30 mm, ensures the sanitization of the suspension which filters through it. For a large number of products with a crystalline or amorphous structure, the ultrasonic device can be omitted.
filter chamber F and washing chamber W, since the suspensions of these materials generally filter and wash off quickly. The ultrasonic devices of the dehydration chamber E and of the regeneration chamber R are very advantageous in all cases.
The number and duration of the treatments can be increased according to the diameter of the cylinder Z of the filter, at the same time as the treatment
of each of cells 1 to 18 can have a different duration and be
<EMI ID = 14.1>
re solid particles from the filter residue.
At two points of the filter chamber F, approximately near cell 2 and cell 5, are installed known devices for measuring the thickness of the residue, for example, thermoelectric probes M. These thickness gauges of the residue cooperate with the switching head to act on the speed of rotation of the cylinder Z and adjust it automatically by means of a relay control device according to the speed of filtering or the growth of the residue on the surfaces
filtering. If operational or efficiency reasons do not allow this solution to be adapted, the switching head S is made to act on
the pressure (about 6 kg / cm <2>) which prevails in one or more cells, the head S releasing a backpressure which automatically slows down the
<EMI ID = 15.1>
The thermoelectric device measuring the thickness of the residue layer must, due to the rotating filtering surface, have a blade-shaped feeler, in order to cut the residue without spreading it.
<EMI ID = 16.1>
of the thickness gauge M affects the shape of a shoe and has a flat blade-shaped extension, so that the slowly translating residue 23 is kept compact at the point of measurement, so that its temperature variations can immediately be observed. reflect on the speed of the filter cylinder, via a relay.
FILTER ELEMENT.
It is in all respects advantageous to use, in the filter of the invention, ceramic or synthetic filter elements the porosity of which is suited to the product to be treated. For certain particular applications, it is possible to choose filter elements made of ceramic or of synthetic material, the porosity of which is too high, which then only function as bearing surfaces. In this case, we surround the whole cylinder
Z of a metallic fabric having the desired fineness, so that the residue forms on the pores of the latter. Due to the action of the cells in chambers A and R, the metallic fabric must be surrounded in a spiral by a metallic wire in order to resist the stresses applied from the inside to the outside. K ceramic filter elements have a long service life which, as experience has shown, amounts to two to four years, even when subjected to a constant regenerating action. Long service life is achieved by using porous, chemically indifferent chemical alloys or rough-surface metal lamellae.
Organic synthetic filter elements have a very long service life provided that the temperature of the suspension and that of the various stages of the operation are not too high.
Synthetic filter elements must have walls thick enough to withstand the periodic traction they undergo in chambers A and Ro This thickness does not prevent the passage of the filtrate, but the braking exerted on the mixture must not be
6. Compressed air and liquid that squirt through the pores of the filter during regeneration impairs its "sandblasting" effect. From a technical point of view, two points are to be considered, namely that the filtration requires fine and narrow pores and that, therefore, the filter element must be mechanically rigid, and on the other hand, that the regeneration requires pores through which the regenerative energy undergoes minimum braking.
<EMI ID = 17.1>
on the pores and the incrustation remains the same regardless of their dimensions. Because of this tendency to encrustation, it is necessary that the regeneration energy is braked as little as possible so that the mixture of liquid and compressed air reaches the encrustation zone efficiently. The regeneration process of the invention now allows
large industry to use filter elements made of rigid synthetic materials.
The filter element of the filter press of the invention should be made in accordance with the requirements of filtration technology. It is thus advantageous that the channels 24 crossed by the filtrate and by all the treatment agents are formed inside a thick plate in the form of an arc of a circle K, parallel to the surface of the latter, as
<EMI ID = 18.1>
example, will be covered on five sides, by spraying, for example, with a viscous solution resistant to acids and bases, for example, of rubber or synthetic material, sodium silicate, enamel or metal, applied under pressure and hot and which clogs the pores. In ceramic elements, the channels can be made by inserting melting or sublimating cores into the mold, before forming the plate in the press and firing it.
When complete, the filter elements are embedded deeply by means of an acid and base resistant mastic in the trench-shaped reinforcements of the Zo cylinder On both longitudinal sides of the filter element, the layer 49 which clogs the pores does not does not extend to the surface of the element, so that no filter pores are blocked laterally. In order to strengthen the filtering surface, the Z cylinder
<EMI ID = 19.1>
The filter elements K made of synthetic material or ceramic are internally urged to tear evenly during the ejection pressure they experience in the chamber A or the pressure
cleaning directed from the inside to the outside of the chamber R, because the color
<EMI ID = 20.1>
from the inside to the outside on the metal wall of cylinder Z and,
consequently, to stress at times the entire ceramic surface of the cell, the pores of which are on the side where the filtering takes place, to
bending, and simultaneously driving it outward from its trench-shaped housing. It would be uneconomical to retain the porous elements K against the high pressures which stress them from the inside
outwards by means of screws, strips of strip or the like, since, in addition to the resulting price increase, this solution would have the effect of reducing the working surfaces and increasing corrosion. An arrangement consisting in providing on the sides of the elements K dovetail lugs coming to be inserted in corresponding longitudinal grooves of the cylinder Z would effectively result in reducing corrosion, but would not eliminate the strong bending stresses. In addition, the possible replacement of the K elements would become very difficult.
It is advantageous to constitute the filtering surface of a very thin layer 51 (FIG. 3) with a thickness of 0.5 mm formed from a crystalline or amorphous filter body sprayed hot and under pressure. The advantage
of this arrangement is that the filter element can have substantially larger pores and therefore easy to regenerate, while the layer where the residue is formed, the pores of which are small, is very thin. Due to their short length, these narrow pores only weakly slow down the regeneration energy.
There are a few products which it is desirable to wash according to the known method of enrichment. This process can also be carried out
continuously in the filter of the invention.
In this case, it suffices to provide a second washing chamber W around the periphery of the cylinder Z.
When filtering a suspension which has very few solid particles, or whose low residue is worthless, so that it involves little or no washing, washing chamber W can be used up to cell 11 including filter chamber F and be controlled by head D. The dehydration chamber E at cell 12 is then divided into a short washing chamber. As can be seen, the filter press of the invention is suitable for processing suspensions of very different composition.
When it comes to filtering a suspension containing only traces of solid particles, as is the case, for example, in the aluminum industry, the use of the filter of the invention proves to be still profitable. In this case, the residue formation is negligible. It takes long enough for a slight residue to settle on the filter surfaces. In all situations of this type, the filter of the invention can be adapted to the operating conditions and works advantageously. In these cases, the cylinder Z of the filter remains stationary and any
its surface comprising the chambers F, W, E, A and R for periodic filtrations lasting 6 to 12 hours for example.
Then, a quick operation allows to execute all the wanted treatments.
<EMI ID = 21.1>
tion of the filter pores.
The flexibility of use of the filter of the invention is such that it is possible, in order to carry out filtering operations such as those mentioned above, to adjust the speed of rotation of cylinder Z to a whole per 12 hours for example. In this case, the regeneration of the pores is carried out continuously in
<EMI ID = 22.1>
tion of solid particles. The viscous slimes that appear after
a fairly long time in chamber A can be evacuated periodically, or during a severe obstruction, continuously. Thus the filter press of the invention works both as a filter and as a pressurized concentrator.
CHEMICAL REGENERATION.
Known filters where the regeneration of the pores is not continuous, but only takes place mechanically three times a day, must be completely subjected to chemical regeneration at intervals of 6 to 10 days. This consists in dissolving all the solid particles which have become encrusted by means of a chemical agent, for example, by sulfuric acid or sodium lye. With the continuous regeneration process described above, chemical regeneration can most often be suppressed.
given the absence of encrustation even after prolonged service. When, despite everything, a chemical regeneration is necessary, all the filtering and treatment members are immobilized, and the chamber R, remaining alone in action, regenerates automatically, by means of a circulation of acid or lye, for 10 minutes, all surfaces and all pores of the filter. After this chemical regeneration an automatic washing with water takes place in order to remove all traces of the regeneration agent. After these very short automatic treatments, the filter is practically renovated and ready to resume service.
The drive device and control process of the filter press of the invention will now be described.
The cylinder Z of the filter comprises a shaft 27, which projects from one or both of its end faces. Preferably, this shaft carries at one of its ends a three-part switching head S, P and D, as shown in FIG. 2. The shaft 27 also comprises a helical wheel 39 which is driven by one or, where appropriate, by switching, several worms having a suitable reduction ratio. The filter must rotate at any determined rotational speed, for example complete in one case one revolution in twelve minutes and, in another case, one revolution in twelve hours.
This condition is advantageously fulfilled by a rotary piston engine comprising resiliently sealed vanes, or by two phase-shifted cylinders (not shown) with piston and ratchet drive. Engine 40
or the cylinders, are supplied with compressed air, steam, water, oil, etc.
The switching head consists of three main parts. A part S connected directly to the filter at the end of the abbre 27, a part P, which moves rapidly in periodic succession, rotating for a period jointly with the cylinder Z while connecting channels to the respective channels of a cell, thus ensuring the supply and evacuation of all the treatment agents, then the triggering of a contact of the wheel 39 causes it to go back quickly and stops it at its previous starting point (stepped movement pilgrim), so that it similarly feeds the next cell. This cycle repeats itself endlessly. The speed of this periodic movement is a function of the speed of rotation of cylinder Z of the filter which can be automatically adjusted by
<EMI ID = 23.1>
Recording, control and signaling functions are also connected to this part of the head.
The connection between part D and part P of the head is ensured by reinforced pipes 42, supporting the pressure and having sufficient freedom of movement to extend over a row of cells. The process
switching function which has just been described increases the functional safety of the filter and enables a large number of processing operations to be carried out because in the switching head each cell width only represents a short path, so that the time switching is brief.
The seal between the channels 26 and the periodic reciprocating head P is ensured by pipes or sleeves, under pneumatic or hydraulic pressure, surrounding each channel 26. Each seal (sleeve) has that of its faces which slides against the moving surface a deposit forming a sliding surface 47, formed for example of graphite and of synthetic material. To strengthen the sliding surfaces, strong rings 41 made of a hard conglomerate of graphite and synthetic material or the like are embedded in the S part of the head. In addition, pressure lubrication by means of graphite and grease can be maintained in this region.
When treating suspensions containing hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene or others, which have the effect of swelling rubber or synthetic materials, or, when treating
<EMI ID = 24.1>
secure joints as follows: In a channel 52 of suitable depth is a (barometric) capsule 53 formed of a series of elastic rings connected together, hermetically sealed. This capsule is periodically supplied with gluid under pressure. A ring 54, conical for example, exerts a pressure against a flexible element 55 which follows the profile of the walls, formed of a composition of wires of lead, silicon, asbestos and graphite, and the assembly exerts a pressure suitable against the hard and smooth sliding ring 47 of carbonaceous synthetic material. A secure seal is thus achieved on all pressure vessels or other devices whose surfaces are stationary or which do not rotate at an excessive speed.
<EMI ID = 25.1>
via the pipes 42. Automatic control units can be connected to each channel, for example to control the filtrate from cells 1 to 3, a photoelectric cell and, for the washing filtrate in cell 11, a automatic thickness gauge "In most cases, the solid particle content of the suspension is known by analysis. Under these conditions, a flowmeter determines the efficiency of the filter in filtrate and, therefore, in solid particles. The residue can, in In addition, it can be measured at the outlet. In addition, the consumption of the circulating washing liquid can be measured by means of a comparative flow meter. The switching point and the rotation speed of the cylinder Z will be indicated by an index 43 browsing a dial indicating all operations, indexes which,
where appropriate, can be associated with a recording device.
In an analogous manner, the number of daily rotations of the cylinder Z is recorded by means of a counter 44. It is thus possible to record, partly compartmentally, the overall efficiency of the apparatus and the quality of the product. The measuring devices mentioned are connected respectively to warning devices which emit an audible or light signal in the event of a fault.
of the device.
Treatments, including filtration, residue washing and dehydration, differ from product to product. As a result, the processing time at each stage also differs depending on the further processing or the chemical composition of the product. The process which has just been described makes it possible to adapt the entire operation and each operating stage in particular to the requirements of any product. All
the above conditions can be met provided that the
<EMI ID = 26.1>
there is a corresponding different pressure.
Assuming the general working pressure is 6 kg / cm2, a back pressure of 5 kg / cm2 is applied to cell 1, so that
the residue is only weakly deposited on the pores of the freshly regenerated cell. In cell 2 a back pressure of 2 kg / cm2 eff is applied,
at cell 3 a back pressure of 3 kg / cm2 eff and, from cell
<EMI ID = 27.1>
chamber F can be controlled in any different way by the head D. However, it is preferable to adopt the arrangement shown in figs. 5 and 6, where manometers 60 are provided for reading the pressures.
Each product, whether alkaline or acidic, requires time and
a degree of washing of its own. For this purpose, cells 8 to 11 can be connected under a different pressure to part D of the switching head, or else it is possible, for each product, to establish, in all these cells, the same moderate pressure as the gauge d. 'head thickness
11 will automatically register in the part � of the head. A similar setting determines the execution of dehydration in chamber E.
The operations take place under conditions of adaptation if
<EMI ID = 28.1>
tions and duration of treatments at the speed of rotation of the cylinder
Z of the filter, give the filter press of the invention the property of adapting to the treatment of the most varied industrial products under economic conditions and with very high quality production.
The filter press of the invention can also work, with
a much lower flow rate, in vacuum cylinder, for the treatment of
solid particles of coarser structure.
FIG. 7 represents the device for actuating the cutter
29. The shaft of the cutter 29 passes through the casing of the cylinder and externally carries a helical wheel 61 which is driven by the motor 63,
via the worm 62.
FIG. 8 shows, by way of example, a device making it possible to adjust the drive pressure of the members 31. This pressure is adjusted pneumatically through the compressed air pipe 28,
which acts via a cylinder 64 on the rack 66 integral with the piston 64 housed in the cylinder. The rack meshes with a
toothed segment 67 integral with the member 31. The pneumatic cylinder comprises
a manometer 65.
When it is necessary that all the internal organs of the
machine are easily accessible, the screw cover can be removed
49 by providing other channels for the fittings it carries. We can, in
in this case, surround the cylinder with a jacket closed by pressure or mechanically so as to enclose the entire interior of the filter, in a similar manner
the known Kelly type filter press. In this case, the easily removable removable liner constitutes the pressurized cylinder surrounding the chamber.
H raised to general pressure.
The filter press of the invention has the advantage that one can normal-
<EMI ID = 29.1>
ensures a precise sequence of a large number of treatment phases.
In some special cases, it is possible to make the filter presses with a large diameter so that all the processes taking place at the
outer surface of the cylinder are repeated on its inner surface, so
that the same operations and processing take place almost twice,
once from the inside to the outside and another time from the outside
towards the inside.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution.
equivalent technical means, without going beyond the framework of
the present invention.