WO2010049599A1 - Dispositif de raclage pour installation de filtration sous pression - Google Patents

Dispositif de raclage pour installation de filtration sous pression Download PDF

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WO2010049599A1 PCT/FR2008/001532 FR2008001532W WO2010049599A1 WO 2010049599 A1 WO2010049599 A1 WO 2010049599A1 FR 2008001532 W FR2008001532 W FR 2008001532W WO 2010049599 A1 WO2010049599 A1 WO 2010049599A1
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Guy Gaudfrin
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Gaudfrin
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D33/46—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes nozzles or the like acting on the cake-side of the filtering element
    • B01D33/466—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes nozzles or the like acting on the cake-side of the filtering element scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D33/44—Regenerating the filter material in the filter
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70—Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/76—Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging the filter cake, e.g. chutes

Definitions

  • the present invention relates to a liquid separation device / solid and more particularly to as' pressure disc filtration device.
  • the prior art and, in particular, the FR1215168 discloses a pressure disc filtration device.
  • This device comprises an enclosure formed of a sealed tank in which are housed discs composed of sectors lined with a filter cloth envelope.
  • the sectors are connected to collectors enclosed in a rotary shaft provided with a distributor ensuring the output of the filtrates, the exhaust of the spinning air and the inlet of the blowing air for detaching the dewatered cakes.
  • the discs are arranged vertically so that at least their lower part is immersed in troughs intended to receive the charged liquid.
  • the pressure filtration process requires the use of a sealed and robust enclosure and a device for extracting dewatered deposits or cakes.
  • the jam can cause an accumulation of cakes in the area above the troughs and therefore between the disks themselves thus creating significant overweight which can lead to their deformation or failure.
  • the present invention intends to remedy these technical problems effectively and satisfactorily.
  • said scraping means comprise pivoting blades mounted on a horizontal support axis arranged under the troughs and provided with a connecting rod whose end is connected to a control cylinder.
  • said blades are carried by a cylindrical base provided with a set of two locking lugs and intended to be fixed in tubular sleeves passing through the axis.
  • said lugs are engaged in notches formed in the outer end of the tubular sleeves.
  • said blades are secured in pairs so as to act on the walls facing two adjacent troughs.
  • said support axis is arranged under the troughs in an area outside the passage of the cakes.
  • said cylinder is pneumatic and prints to the blades, via a connecting rod, a movement back and forth along the outer walls of the troughs.
  • the device of the invention makes it possible to ensure a large and efficient filtration capacity in a chamber of restricted volume.
  • the risk of bridging and jamming is eliminated by the action of scraping blades whose reciprocating movement permanently removes solid matter deposits along the walls of the troughs as soon as they appear.
  • FIG. 1 represents a side view of an embodiment of the device of the invention
  • FIG. 2 represents a view from above of the device of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents an enlarged and top view of the device of FIG. 1.
  • the filtration device shown in FIG. 1 comprises an outer enclosure formed here of a vertical vessel 1 whose cylindro-conical structure is sealed and reinforced to withstand internal pressures of the order of 10 barg.
  • the device comprises at least one solid particle-laden liquid supply line and at least one filtrate outlet line (not shown).
  • the lower part of the tank 1 is constituted by a conical hopper Ib receiving the cakes wrung before extraction.
  • the upper part has a dome forming the lid of the tank 1.
  • the dome is likely to be cleared to release access allowing interventions on the internal elements.
  • the tank 1 contains a series of filter discs 2 arranged vertically and parallel to each other.
  • the discs 2 are mounted on a rotating shaft 3 extending horizontally in the vessel 1.
  • the structure of the discs is traditional and consists of sectors 20 delimited by a metal frame, each sector being lined with a filter cloth envelope and being radially connected to a pipe formed inside the shaft 3.
  • the discs 2 are arranged vertically in the tank 1 so that at least their lower part is immersed in troughs 4 containing a liquid bath loaded with solids.
  • the troughs 4 have vertical side walls 41 which border each disc and isolate it from the adjacent disc, as shown in partial view in FIG. 3.
  • the upper edge of the walls of the troughs 4 is surmounted by a deflector 41, without contact with the flank of the discs 2, which covers and partially closes the inner compartment of each trough.
  • the device of the invention comprises means for scraping the deposits as soon as they are formed on the walls of the troughs 4.
  • These scraping means comprise vertical swiveling blades 6 directed upwards along the walls of the troughs 4 and mounted on a horizontal support axis 7.
  • the axis 7 is disposed under the troughs 4 out of the space reserved for the fall of the cakes and is provided with a rod 8 hinged to a cylinder 9 control.
  • the jack 9 is preferably a pneumatic cylinder that can be supplied by the air at overpressure present in the chamber.
  • the blades 6 sweep the space between two troughs 4 and are interconnected at their lower end and fixed to a cylindrical base 60 provided with a set of two lugs 61.
  • the base 60 is engaged by sliding in a tubular sleeve 70 passing through the axis 7 to which it is welded as shown in FIG.
  • the blades 6 are held in place by their own weight and locked in position by the lugs 61 which fit into notches in the tube 70.
  • the blades 6 are secured in pairs so as to act on the facing walls of two adjacent troughs 4, as shown in FIG.
  • each pair of blades 6 is made in one piece by U-shaped shaping of a continuous blade provided with beveled edges on both sides.
  • the blades 6 are thus sharpened, in the manner of a knife, any deposit adhering to the walls of the troughs and prevent the formation of bridges all the more likely that the space between the walls is low.

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif de filtration sous pression comprenant; une cuve étanche (1) dans laquelle sont logés des disques (2) composés de secteurs filtrant (20) portés par un arbre rotatif (3) et raccordés à des collecteurs logés à l'intérieur dudit arbre, un distributeur (10) assurant la sortie des filtrats, l'échappement de l'air d'essorage et l'entrée de l'air de soufflage destiné au décollement des gâteaux essorés, au moins une conduite d'arrivée de liquide chargé en particule solides, au moins une conduite de sortie des filtrats et une trémie (Ib) de récupération des particules solides, caractérisé en ce que les disques ( 2 ) sont disposés verticalement de telle sorte que leur partie inférieure plonge dans des auges (4) recouvertes par des déflecteurs (41) et comportant des moyens de raclage des dépôts de matière solide sur leurs parois extérieures.

Description

Dispositif de raclage pour installation de filtration sous pression
La présente invention se rapporte à un dispositif de séparation liquide/solide et plus particulièrement à un dispositif de filtration à disques sous 'pression.
L'art antérieur et, notamment, le FR1215168 divulgue un dispositif de filtration à disques sous pression. Ce dispositif comprend une enceinte formée d'une cuve étanche dans laquelle sont logés des disques composés de secteurs garnis d'une enveloppe en toile filtrante.
Les secteurs sont connectés à des collecteurs enfermés dans un arbre rotatif doté d'un distributeur assurant la sortie des filtrats, l'échappement de l'air d'essorage et l'entrée de l'air de soufflage destiné au décollement des gâteaux essorés.
Les disques sont disposés verticalement de telle sorte qu'au moins leur partie inférieure plonge dans des auges destinées à recevoir le liquide chargé.
Le procédé de filtration sous pression impose l'utilisation d'une enceinte étanche et robuste ainsi qu'un dispositif d'extraction des dépôts ou gâteaux essorés.
Mais, en contrepartie, il permet d'augmenter le rendement de séparation, de réaliser un meilleur essorage des gâteaux et de traiter les suspensions volatiles ou celles à température élevée. Une application des dispositifs de ce type se trouve plus particulièrement dans le domaine de l'industrie sucrière et de l'industrie minérale.
Cependant, ces industries réclament des installations de filtration de très grandes capacités ce qui nécessite de loger des surfaces filtrantes importantes dans des enceintes de faible volume pour limiter l'encombrement. Or, la surface filtrante est proportionnelle au nombre de disques utilisés et l'optimisation du dispositif conduit donc à rapprocher les disques au maximum.
Pour une enceinte donnée, plus le nombre de disques augmente plus l'espace intercalaire entre les auges des disques, qui est nécessaire à l'évacuation des gâteaux essorés, diminue et plus les risques de bourrage sont élevés du fait, notamment, de la formation de ponts de matière solide entre les flancs des auges.
De surcroit, le bourrage peut engendrer une accumulation des gâteaux dans la zone située au-dessus des auges et donc entre les disques eux-mêmes créant ainsi une surcharge pondérale importante qui peut conduire à leur déformation voir à leur rupture.
La présente invention entend remédier à ces problèmes techniques de manière efficace et satisfaisante.
Ce but est atteint, conformément à la présente invention, au moyen d'un dispositif dans lequel les disques sont disposés verticalement de telle sorte que leur partie inférieure plonge dans des auges recouvertes par des déflecteurs et comportant des moyens de raclage des dépôts de matière solide sur leurs parois extérieures .
Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de raclage comprennent des lames pivotantes montées sur un axe horizontal de support disposé sous les auges et doté d'une bielle dont l'extrémité est reliée à un vérin de commande.
Selon une autre caractéristique, lesdites lames sont portées par une embase cylindrique munie d'un jeu de deux ergots de calage et destinée à être fixée dans des manchons tubulaires traversant l'axe.
De préférence, lesdits ergots sont engagés dans des encoches ménagées dans l'extrémité externe des manchons tubulaires .
Selon une variante avantageuse, lesdites lames sont solidarisées par paire de façon à agir sur les parois en regard de deux auges adjacentes.
Il est prévu que ledit axe de support soit disposé sous les auges dans une zone située hors du passage des gâteaux.
Selon une autre variante, ledit vérin est pneumatique et imprime aux lames, via une bielle, un mouvement de va et vient le long des parois extérieures des auges.
Le dispositif de l'invention permet d'assurer une capacité de filtration importante et performante dans une enceinte de volume restreint. Les risques de formation de ponts et de bourrages sont supprimés par l'action des lames de raclage dont le mouvement alternatif élimine en permanence les dépôts de matière solide le long des parois des auges dès leur apparition.
En outre, la maintenance des moyens de raclage est aisée du fait que les lames sont retenues sur l'axe de support par leur propre poids. Ainsi, leur montage et leur remplacement occasionnel est-il très rapide.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles:
- La figure 1 représente une vue latérale d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, - la figure 2 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1,
- la figure 3 représente une vue de détail agrandie et de dessus du dispositif de la figure 1.
Le dispositif de filtration représenté sur la figure 1 comprend une enceinte extérieure formée ici d'une cuve verticale 1 dont la structure cylindro-conique est étanche et renforcée pour résister à des pressions internes de l'ordre de 10 barg.
Le dispositif comprend au moins une conduite d'arrivée de liquide chargé en particules solides et au moins une conduite de sortie du filtrat (non représentées). La partie inférieure de la cuve 1 est constituée par une trémie conique Ib recevant les gâteaux essorés avant leur extraction.
La partie supérieure comporte un dôme la formant le couvercle de la cuve 1. Le dôme la est susceptible d'être dégagé pour libérer un accès permettant des interventions sur les éléments internes.
La cuve 1 renferme une série de disques filtrants 2 disposés verticalement et parallèlement entre eux.
Les disques 2 sont montés sur un arbre rotatif 3 s 'étendant horizontalement dans la cuve 1.
La structure des disques est traditionnelle et est constituée de secteurs 20 délimités par une ossature métallique, chaque secteur étant garni d'une enveloppe en toile filtrante et étant raccordé radialement à une conduite ménagée à l'intérieur de l'arbre 3.
Les disques 2 sont disposés verticalement dans la cuve 1 de telle sorte qu'au moins leur partie inférieure plonge dans des auges 4 contenant un bain de liquide chargé en matières solides.
Les auges 4 présentent des parois latérales verticales 41 qui bordent chaque disque et qui l'isolent du disque adjacent, comme représenté en vue partielle sur la figure 3.
Le bord supérieur des parois des auges 4 est surmonté par un déflecteur 41, sans contact avec le flanc des disques 2 , qui recouvre et obture partiellement le compartiment intérieur de chaque auge.
Les auges 4, qui sont situées du côté du déchargement des gâteaux, communiquent avec un bac unique 5 situé de l'autre côté comme représenté sur la figure 2 et qui reçoit le liquide chargé appelé aussi suspension ou encore « bouillie » .
Du fait du différentiel de pression existant entre l'intérieur de la cuve 1 et donc des auges 4 et du bac 5, d'une part, et le volume interne des secteurs 20 des disques 2 en rotation, d'autre part, le liquide présent dans la suspension, appelé aussi filtrat, est poussé au travers de la toile des secteurs immergés tandis que la matière solide séparée forme un gâteau qui reste appliqué sur les flancs des disques lorsque les secteurs 2 sortent du bac 5.
L'établissement, au moyen du distributeur 10, d'une contre-pression à l'intérieur des secteurs se trouvant, lors de leur rotation, au-dessus des déflecteurs 41 et avant que ces secteurs ne replongent dans la suspension, permet de décoller les gâteaux qui sont dirigés par les déflecteurs 41 dans l'espace compris entre les auges 4.
C'est alors qu'il est nécessaire de s'assurer que, dans leur chute, les gâteaux n'adhèrent pas aux parois des auges 4 et ne puissent créer des ponts à l'origine des bourrages.
A cet effet, le dispositif de l'invention comporte des moyens permettant de racler les dépôts dès leur formation sur les parois des auges 4. Ces moyens de raclage comprennent des lames pivotantes verticales 6 dirigées vers le haut le long des parois des auges 4 et montées sur un axe horizontal de support 7.
L'axe 7 est disposé sous les auges 4 hors de l'espace réservé à la chute des gâteaux et est doté d'une bielle 8 articulée à un vérin 9 de commande .
Le vérin 9 est, de préférence, un vérin pneumatique qui peut être alimenté par l'air en surpression présent dans l'enceinte.
Les lames 6 balaient l'espace compris entre deux auges 4 et sont reliées entre elles à leur extrémité inférieure et fixées à une embase cylindrique 60 muni d'un jeu de deux ergots 61.
L'embase 60 est engagée par coulissement dans un manchon tubulaire 70 traversant l'axe 7 auquel il est soudé comme représenté sur la figure 3.
Dans cette configuration, les lames 6 sont retenues en place par leur propre poids et calées en position par les ergots 61 venues s'emboiter dans des encoches ménagées dans le tube 70.
Les lames 6 sont solidarisées par paire de façon à agir sur les parois en regard de deux auges 4 adjacentes, comme représentées sur la figure 3.
De préférence, chaque paire de lames 6 est réalisée d'une seule pièce par façonnage en U d'une lame continue pourvue de bords biseautés de part et d'autre. Les lames 6 viennent ainsi araser, à la manière d'un couteau, tout dépôt éventuel adhérant aux parois des auges et préviennent la formation de ponts d'autant plus probable que l'espace entre les parois est faible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de filtration sous pression comprenant ; une cuve étanche (1) dans laquelle sont logés des disques (2) composés de secteurs filtrant (20) portés par un arbre rotatif ( 3 ) et raccordés à des collecteurs logés à l'intérieur dudit arbre, un distributeur (10) assurant la sortie des filtrats, l'échappement de l'air d'essorage et l'entrée de l'air de soufflage destiné au décollement des gâteaux essorés, au moins une conduite d'arrivée de liquide chargé en particule solides, au moins une conduite de sortie des filtrats et une trémie (Ib) de récupération des particules solides, caractérisé en ce que les disques (2) sont disposés verticalement de telle sorte que leur partie inférieure plonge dans des auges (4) recouvertes par des déflecteurs (41) et comportant des moyens de raclage des dépôts de matière solide sur leurs parois extérieures.
2. Dispositif de filtration selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de raclage comprennent des lames pivotantes ( 6 ) montées sur un axe horizontal (7) de support disposé sous les auges et doté d'une bielle (8) dont l'extrémité est reliée à un vérin de commande ( 9 ) .
3. Dispositif de filtration selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dites lames (6) sont portées par une embase cylindrique (60) munie d'un jeu de deux ergots (61) de calage et destinée à être fixée dans des manchons tubulaires (70) traversant l ' axe ( 7 ) .
4. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les dites lames (6) sont solidarisées par paire de façon à agir sur les parois en regard de deux auges (4) adjacentes.
5. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits ergots (61) sont engagés dans des encoches ménagées dans l'extrémité externe des manchons tubulaires (70).
6. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que ledit axe de support (7) est disposé sous les auges (4) dans une zone située hors du passage des gâteaux.
7. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que ledit vérin ( 9 ) est pneumatique et imprime aux lames ( 6 ) , via une bielle ( 8 ) , un mouvement de va et vient le long des parois extérieures des auges ( 4 ) .
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