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La présente invention est relative à un dispositif pour la filtratio des liquides, destiné, en particulier, à la fabrication de boissons. Ce disposi-. tif comporte, de manière connue en soi, au moins un élément filtrant, sur lequel= peut se déposer un gâteau de filtrage, et il est caractérisé essentiellement par le fait que l'élément filtrant est monté sur un arbre tournant relié à un méca- nisme d'entraînement capable d'imprimer un mouvement de rotation audit élément filtrant, l'enveloppe entourant ce dernier étant munie d'au moins un ajutage diri- gé vers l'élément filtrant et au moyen duquel, lors de la rotation dudit élément, celui-ci peut être débarrassé des résidus de filtration par un jet de liquide.
Le mécanisme d'entraînement est avantageusement une turbine hydrauli- que du type à action, disposés dans l'enveloppe qui renferme également l'élément. filtrant. Il peut être prévu plusieurs éléments filtrants, montés de manière amo- vible sur le même arbre et dans la même enveloppe, et à chacun de ces éléments peut être adjoint au moins un ajutage servant à son nettoyage.
D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre d'exe- ple illustratif seulement, et dans lequel : la Fig. 1 représente une partie du dispositif de filtration, en coupe verticale suivant l'axe de 1.'arbre, au moyen duquel les éléments filtrants peuvent être mis en rotation; la Fig. 2 représente, à plus grande échelle, un détail de la Fig. 1.
Dans l'exemple représenté à la Fig. 1, le dispositif de filtration comporte une enveloppe 11, en forme de tambour, munie à sa partie supérieure d'un couvercle amovible 12. L'enveloppe 11 est supportée et fixée de manière non représentée.-Tans un évidement central du fond de l'enveloppe 11 est emmanché, de. façon étanche au liquide, une crapaudine 13, prolongée par un moyau 14, dans le-, quel est,disposé un tube vertical 15, susceptible de coulisser longitudinalement.' Un ergot 16, solidaire du moyeu 14, s'engage dans une courte rainure 17 du tube 15, de manière à empêcher celui-ci de tourner. L'extrémité inférieure du tube 15 prend appui, dans la position représentée,par l'intermédiaire de la collerette d'une bague 18, sur un épaulement du moyen 14.
L'extrémité supérieure du tube 15 est obturée par un élément 19, qui présente un évidement conique, ouvert vers le, haut, dans lequel s'engage la pointe conique correspondante d'une bague 20. Les ; éléments 15,'19 et 20 constituent ensemble une colonne-support, entourée par un ' arbre coaxial creux 21, dont l'extrémité inférieure est fixée dans un manchon 22 la face inférieure de l'arbre 21 venant s'appuyer contre un rebord intérieur du manchon 22. Ce dernier est monté tournant et coulissant axialement dans une feuil- lure correspondante de la crapaudine 13. Dans la position représentée du manchon.
22, la collerette 23 de celui-ci s'appuie, par l'intermédiaire d'une bague d'é- tanchéité 24, sur la face supérieure de la crapaudine 13. Entre le manchon 22 et le tube 15 est disposé un coussinet 25. L'extrémité supérieure de l'arbre creux ; 21 est fermée par un bouchon vissé 26, dont la partie inférieure présente une saillie conique. Dans la bague 20, tourillonne, grâce à un palier à rouleaux coni- ques 27, un support 28, muni d'un évidement conique ouvert vers le haut, qui sert de siège à la saillie conique du bouchon vissé 26, lorsque la colonne-support 15, 19, 20 est relevée d'une quantité suffisante.
L'extrémité, tournée vers le bas, du moyeu 14 forme une portion d'en veloppe 31 à paroi cylindrique, obturée vers le bas, de manière étanché aux li- quides, par un fond 32. A l'intérieur de l'enveloppe 31 se trouve un piston 33, susceptible de coulisser verticalement et qui s'engage, par un téton central 34, dans la bague 18. Au fond 32 est raccordée une conduite 35, à travers laquelle un liquide sous pression, par exemple de l'eau, peut être admis dans la chambre située sous le piston 33, ou en être évacué, afin de soulever ou d'abaisser ce piston. L'ensemble des éléments 31 à 34 constitue un dispositif hydraulique de levage, qui permet de faire coulisser axialement la colonne-support 15, 19, 20.
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Sur l'arbre creux 21 sont enfilés plusieurs éléments filtrants coa- . xiaux 40 en forme de disques et un élément filtrant 40a, entre lesquels sont dis- posées des bagues d'écartement 41. Chacun des éléments filtrants 40 et 40a est un corps creux qui est muni d'un plateau central 42 portant une plaque circulaire 43, comme le montre plus clairement la Fig. 2. Un peu au-dessus de la plaque 43 est disposé un tamis 44, muni d'un grand nombre de petites ouvertures 45, desti- nées à laisser passer le produit filtré. Sur leurs bords extérieurs, les-plaques 43 et 44 sont assemblées de manière étanche au liquide et munies d'un anneau de rigidité 46.
Pour la traversée de l'arbre 21, les deux plaques 43 et 44 sont mu- nies d'un orifice central, dont la périphérie s'appuie en haut et en bas contre une bague 47 et est appliquée contre ce dernier par le plateau central 42 et la bague d'écartement 41. La bague 47 porte un certain nombre de rainures radiales 48. Entre cette bague et l'arbre 21 subsiste un espace annulaire 50.L'arbre creux 21 est muni de plusieurs orifices radiaux 51, qui débouchent, par groupe de deux diamétralement opposés, dans l'espace annulaire 50 de chaque élément filtrant 40; à l'exception de l'élément inférieur 40a. Il en résulte que la chambre intérieu- re 52 des éléments filtrants 40 communique, par les rainures 48, l'espace annu- laire 50 et les orifices 51, avec l'intérieur de l'arbre 21.
Entre l'arbre creux 21 et la colonne-support 15, 19, 20 est ménagée également une chambre annulaire 55 qui communique par plusieurs orifices radiaux 56 et 57, avec la cavité 58 du tube 15 de la colonne-support. A cette chambre an- nulaire 58 est raccordée, par une ouverture radiale 59 de l'extrémité inférieure du tube 15, une tubulure d'évacuation 60, fixée au prolongement 14 de la crapau- dine 13 et qui est reliée, par une conduite 61, à une vanne 62 à trois voies, grâce à laquelle la conduite 61 peut être isolée, ou mise en communication soit avec la conduite 63, soit avec la conduite 64. Le fond de l'enveloppe 11 porte également un raccord 66, sur lequel est branchée, par l'intermédiaire d'une vanne d'arrêt 67, une tubulure 68.
La chambre intérieure 52 de l'élément inférieur 40a ne communique pas avec l'intérieur de l'arbre 21, ni avec la chambre annulaire 58 de la colonne- support. Par contre, le plateau central 42 de l'élément filtrant 40a présente plusieurs découpes axiales 80, qui font communiquer les rainures 48 de la bague 47 avec une gorge annulaire 81, pratiquée sur la face supérieure terminale du manchon 22 (voir lignes en traits mixtes à la Fig. 2). De la gorge 81 partent des canaux axiaux 82, qui traversent la paroi du manchon 22. Dans le moyeu 14 de la crapaudine 13 se trouvent d'autres canaux 83, raccordés à une conduite 84, mu- nie d'un organe d'arrêt 85.
La chambre intérieure 52 de l'élément filtrant infé- rieur 40a est donc en communication avec la donduite 84 par les rainures 48, les découpes 80, les canaux 82 et les canaux 83.
Sur l'extrémité supérieure filetée de l'arbre creux 21 est vissé un chapeau amovible 70, qui permet de serrer, contre la collerette 23 du manchon 22, l'empilage d'éléments filtrants 40 et de bagues d'écartement 41. Le chapeau 70 sert également de moyeu à une roue 71, dont la périphérie est munie d'une,cou- ronne de pales en forme d'augets 72. La roue 71 est la roue à augets d'une turbine hydraulique du type à action, qui sert à entraîner en rotation l'arbre 21 et les éléments filtrants 40. L'ajutage 73 coopérant avec la roue 71 est formé sur la chape 74 d'un tube vertical 75, qui est disposé dans l'enveloppe 11, entre la pa- roi extérieure de celle-ci et le pourtour des éléments filtrants 40. La direction de sortie de l'ajutage 73 est tangentielle à la circonférence de la couronne d'au- gets 72.
Le tube 75 porte, de plus, une série d'orifices de sortie radiaux 76, qui forment également des ajutages. A chacun des éléments filtrants 40 correspond l'un des ajutages 76, dont la direction de sortie forme un angle aigu sensible- ment parallèle à la face supérieure, c'est-à-dire au tamis 44 des éléments fil- trants 40, comme représenté en traits mixtes à la fig. 1. L'extrémité inférieure du tube 75 est raccordée, par une conduite 78 et un organe d'arrêt non représenté, à une source de liquide sous pression, par exemple à une conduite d'eau sous pres- sion.
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Le fonctionnement du dispositif de filtration décrit ci-dessus est le suivant :
Le liquide à filtrer, auquel peut être mélangé un agent de filtration auxiliaire, par exemple sous forme de grains de kieselguhr, est introduit sous pression dans le récipient 11, par la conduite 68, ou par un autre orifice d'ad- mission. Ne pouvant s'échapper par ailleurs, le liquide pénètre, à travers les petits orifices 45, dans la chambre intérieure 52, la chambre annulaire 55 et les orifices 56 et 57, dans la cavité 58 du tube 15, d'où le produit filtré s'écoule dans la conduite 61, 63. L'élément filtrant inférieur 40a n'est pas pour le moment en service, car l'organe d'arrêt 85 est maintenu fermé.
Les matières solides contenues dans le liquide à filtrer et , en par- ticulier l'agent auxiliaire de filtration ne peuvent pas traverser les orifices
45 des tamis 44 et se déposent ainsi sur la face supérieure de ces derniers, de sorte qu'il se forme un gâteau, qui assure ensuite le filtrage des produits bou- eux, c'est-à-dire des particules étrangères les plus fines, du liquide. Pendant cette opération de filtration, l'admission de liquide sous pression au tube 75 muni des ajutages 73 et 76 est interrompue et le piston 33 est abaissé dans la position représentée, de sorte que la colonne-support 15, 19 20 et l'arbre 21 prennent la position représentée à la Fig. 1.
Lorsque les gâteaux de filtrage sont colmatés après une certaine pé- riode de fonctionnement, le dispositif décrit peut être nettoyé de manière simple.
Dans ce but, on interrompt tout d'abord l'arrivée du liquide à filtrer et on fer- me la vanne 67. Par un orifice d'admission non représenté, on fait pénétrer un gaz sous pression, par exemple du gaz carbonique, dans l'enveloppe 11, afin de chasser dans toute la mesure du possible le liquide se trouvant encore dans le récipient à travers les conduites 61, 63 ou 84. Lorsque le niveau du liquide dans l'enveloppe 11 s'est abaissé jusqu'à la hauteur de l'élément filtrant supé- rieur 40, le gaz comprimé peut s'échapper à travers ce dernier dans la conduite d'évacuation 61, 63. On ferme alors la vanne 62, afin d'isoler complètement la conduite 61. On peut ensuite poursuivre l'action du gaz comprimé sur le liquide, qui n'est plus maintenant filtré qu'à travers l'élément filtrant inférieur 40a, l'organe d'arrêt 85 étant ouvert.
De la chambre intérieure de l'élément filtrant inférieur 40a,le produit filtré s'écoule à travers les rainures 48, les découpes
80, la gorge annulaire 81 et les cannaux 82 et 83, dans la conduite 84, qui dé- bouche avantageusement dans la conduite 63, en aval de la vanne 62. Lorsque le niveau du liquide dans l'enveloppe 11 s'est abaissé jusqu'à l'élément filtrant 40a, la filtration ne peut plus être effectuée. La quantité relativement faible de liquide restant encore non filtré dans l'enveloppe 11 peut être évacuée à tra- vers la conduite 68 après ouverture de la vanne 67. Ce liquide restant peut être ensuite traité soit dans un filtre distinct, soit dans le dispositif filtrant, après son nettoyage.
L'enveloppe 11 ayant été vidangée, on amène la vanne 62 dans la posi- tion voulue pour introduire de l'eau sous pression à travers les conduites 64 et
61. L'eau sous pression pénètre alors dans les cavités des éléments filtrants 40 et s'échappe à travers les ouvertures des tamis 45 dans l'enveloppe 11, ce qui disloque les gâteaux. On introduit alors également un liquide sous pression dans la conduite 35, ce qui entraîne le soulèvement du piston 33. Par l'intermédiaire de la bague 18, le piston 33 repousse vers le haut la colonne-support 15, 19, 20, dont l'extrémité supérieure soulève, par l'intermédiaire du palier à rouleaux co- niques 27 et du support 28, le bouchon 26 ainsi que l'arbre creux 21 avec les or- ganes qu'il porte.
La collerette 23 du manchon 22 se déplace ainsi que quelques millimètres vers le haut, et le serrage sur la bague de freinage 24 cesse. L'arbre
21 peut alors tourner librement sans effort notable de friction. Par le tube 75 on admet de l'eau sous pression, qui s'échappe par les ajutages 73 et 76. Le jet d'eau sortant à travers l'ajutage 73 vient frapper tangentiellement la couronne à augets 72, de sorte que la roue 71 est misaen rotation avec l'arbre 21 et les éléments filtrants 40. Les jets d'eau sortant des ajutages 76 rencontrent les gâ-
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teaux qui se sont déposés sur la face supérieure des éléments filtrants 40 et qui sont ainsi détachés et entraînés'par les jets d'eau.
La rotation des éléments filtrants 40 a pour conséquence que toute la périphérie de chacun des éléments filtrants passe plusieurs fois devant le jet de l'ajutage 76 correspondant et que 1 s parties détachées des gâteaux sont projetées vers l'extérieur par la force centrifuge. L'eau servant au nettoyage est évacuée à travers la vanne 67 ouverte par la conduite 68,'qui sert en même temps à l'évacuation des résidus de filtration. Une petite partie du liquide de nettoyage traverse les éléments filtrants 40 et parvient dans la chambre intérieure 58 du tube 15. C'est pourquoi, pour-'l'opération de nettoyage, la vanne 62 est mise dans une position telle que la partie précitée du liquide de nettoyage s'écoule par la conduite 64 et non pas par la conduite 63 du produit filtré.
Lorsque le nettoyage est terminé, on coupe de nouveau l'admission d'eau au tube 75 et on laisse le liquide sous pression s'échapper de la chambre située sous le piston 33, ce qui entraîne la descente de la colonne-support 15, 19, 20 et de l'arbre 21. Après avoir ramené la vanne 62 dans la position voulue, on peut poursuivre la filtration de la manière déjà décrite.
Le nettoyage peut être exécuté commodément et dans .un temps relativement court et il n'est pas nécessaire, comme dans les appareils de filtration connus jusqu'à présent, de retirer les'divers éléments filtrants. Un autre avantagea du dispositif de filtration selon l'invention réside dans le fait qu'il n'y a ' pratiquement aucune porte du liquide à filtrer au cours du nettoyage. Le cas échéant, il est possible de retirer ensemble tous les éléments filtrants 40 et 40a de l'enveloppe 11 après enlèvement du couvercle 12. Dans ce but, un crochet porteur, ou organe similaire, est fixé par un filetage 90 sur le chapeau 70 et l'en, semble constitué par le tube 21, le manchon 22, les éléments filtrants 40 et 40a les bagues d'écartement 4le le bouchon 26, le chapeau 70 et la turbine 71, est enlevé de la colonne-support.
Après desserrage du chapeau 70, il est possible de retirer ensuite les éléments filtrants du tube 21.
Le dispositif de filtration selon l'invention est applicable, de manière particulièrement avantageuse à la fabrication de boissons, et notamment à la filtration des solutions de 'moûts.
Il est possible également de concevoir une forme de réalisation du dispositif de filtration selon l'invention ne comportant qu'un seul élément fil-, trant. Celui-ci ne présente pas nécessairement la forme d'un plateau et pourrait, par exemple, être constitué par un tambour à la périphérie duquel pourraient se déposer les résidus de filtration. Quelle que soit la forme de l'élément filtrant, le chambre intérieure de l'arbre creux qui porte l'élément filtrant communique toujours avec le c8té non pollué de ce dernier lorsque l'ajutage servant au net-. toyage est disposé en dehors de l'élément filtrant.
A un seul et même élément filtrant peuvent être adjoints, le cas écheant, deux ou plusieurs ajutages. Il est possible également de prévoir deux ou plusieurs ajutages pour l'entraînement de la roue de turbine 71. Dans de nombreux cas il peut être avantageux de disposer, pour l'admission de l'eau sous pression aux ajutages de nettoyage et aux ajutages d'entraînement de la roue de turbine, ' des conduites séparées, munies d'organes d'arrêt distincts. Les ajutages servant ,au nettoyage des éléments filtrants sont avantageusement conformés de manière à pouvoir être réglés et fixés en direction, ce qui permet, par un réglage convenable, d'augmenter leur action de nettoyage.
Il est possible et avantageux, pour la commande de l'admission d'eau sous pression au dispositif hydraulique de levage 31-34, à la conduite 64, aux : ajutages de nettoyage des éléments filtrants et aux ajutages d'entraînement de la roue de turbine, de prévoir un organe de commande unique, établi sous la forme d'un robinet à plusieurs voies, susceptible d'être amené successivement dans ses différentes positions, de manière à assurer obligatoirement l'ordre correct d'ou-'verture et de fermeture des divers circuits.
Dans une autre variante d'exécution, non représentée, du dispositif de
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filtration, la colonne-support 15, 19, 20 peut être soutenue complémentairement sur le couvercle 12 de l'enveloppe 11, mais de manière à autoriser le coulisse- ' ment axial indispensable de la colonne-support, même lorsque le couvercle 12 est' fermé.