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"PERFCJ. IONNMENT8 AUX APPAREILS BE FILTRATION "
L'invention est relative aux appareils de filtration et concerne ceux au type dans lequel du sable fin, ou e toute autre substance finement divisée qui constitue l'a- gent de filtration, est maintenu dans la chambre de fil- tration d'une manière telle que la totalité du lit filtrant puisse être épuré en évacuant, de temps à autre, de pe- tites quantités du sable d'une des parties au système fil- trant, ramenées, après épuration dans une chambre de lava- ge appropriée, dans une autre partie du système filtrante comme par exemple par soustraction au point le moins élevé du lit filtrant et dépota après lavage, à la sur- face de ce lit
L'un des objets de l'invention consiste à empêcher la formation de tous dépôts de sable dans le lit filtrant,
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et à assurer l'agitazioih de 1"ensemb.Leu lit et son lava- ge efficace au cours de la phase d'épuration, sans qu'il soit nécessaire d'imprimer un mouvement de rotation à la chambre de filtration ou de faire traverser le lit filtrant par un contre-courant,
Un autre objet de l'invention est d'assurer la meil- leure utilisation possible de la matière ou de l'agent de
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filtration et de prévenir les pertes par entraînement de l'agen avec le courant de la liqueur filtrée, et pour ce, ce. ou ces courants sont amenés à se séparer de l'agent de iltration alors qu'ils q'écoulent en direction ascendante.
L'invention a encore pour objet l'élimination des plaques perforées destinées à supporter l'agent de fil- tration, ou celle de conduits ot d'ajustages agences dans la chambre de filtration pour y recueillir la sub- stance filtrée et distribuer l'eau de lavage.
Conformément à la présente invention,on réalise un agencement tel que le liquide à filtrer s'écoule sui- vant des lignes de courants pratiquement verticales en traversant la portion active du lit filtrant, et la li- queur filtrée se sépare du lit filtrant en un courant de direction ascendante, la masse de matière filtrante de la chambre de filtration s'y soutenant d'elle-même d'une manière telle que l'on puisse totalement l'évacuer au point le plus bas de la chambre de filtration pour subir l'épuration, la matière filtrante épurée étant ultérieure- menu ramenée au système filtrant.
Pour recueillir la liqueur filtrée à la partie infé- rieure du lit filtrant, on prévoit, en remplacement du plateau usuel et d'ajutages ou de plaques perforées et de treillis, ou de conduits perforés, une chambre collec- trice annulaire ménagée, autour de la partie constituant le corps de la chambre de filtration, par une paroi plon- geante.
se raccordant à la paroi du filtre en fermant au sommet cette chambre annulaire qui reste ouverte à sa par- tie inférieure.L'eau en se séparant de la matière fil- utile trante, après avoir parcouru la hauteur du lit filtrant, laquelle peut avantageusement s'étendre de la surface supérieure jusqu'à la naissance de la portion inclinée de la paroi de la chambre de filtration., remonte dans la
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chambre annulaire, dont la section de passage est suffi- sante pour que la vitesse du courant de liqueur filtrée en ce point soit relativement faible. La liqueur filtrée se séparait uu sable en un courant ascendant, et à une vitesse relativement, faible, aucune particule de l'agent de filtration ne peut être entraînée avec la liqueur filtrée.
L'évacuation du sable à la partie inférieure de la chambre, et son transfert à un appareil de lavage, peut être effectué, ou facilité par un jet d'eau, utilisé sous forme d'uinjectoin à la manière connue, la chambre de lavage étant avantageusement située à la partie supérieure ou au voisinage de la partie supérieure du filtre, de sor- te que le sable lavé puisse se déposer directement à la surface du lit filtrant.
Au lieu de ramener le sable lavé à la même chambre, on peut prévoir une chambre auxiliaire ou additionnelle, qui peut. être ou non l'une des chambres de filtration, dans laquelle s'effectue la séparation du sable lavé et de leau de lavage, et de laquelle il peut être renvoyé, soit à la chambre de filtration dont il provient, soit à une autre chambre de filtration; ou bien encore la chambre additionnelle, remplie de sable lavé, peut elle-même être mise en service comme chambre ae filtration.
Il est donc possible de disposer d'un certain nombre d'éléments filtrants avec une chambre commune de lavage et de sépara- tion du sable et de l'eau*
L'invention sera ci-après plus explicitement décrite, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Les figso 1 à 6 sont des dessins schématiques d'un mode de réalisation de l'invention; et,
Les figures 7 à 13 sont des dessins schématiques d'un autre mode de réalisation.
En se référant à la figure 1, la chambre de filtration
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est constituée d'un corps principal A, de forme cylindri- que ou quadrangulaire, fermé ou ouvert au sommet, tandis que le fonc présente la. forme d'un cône ou d'une pyramide inversé, B, muni d'une sortie,disposée au sommet au cône, pour l'évacuation du sable et de l'eau. Une paroi plon- geante, c est fixée à la partie supérieure de la chambre de filtration, et libre à sa partie inférieure, à l'effet de former une chambre annulaire, ménagée entre la paroi de la chambre de filtration et la dite paroi plongeante, pour le passage et l'évacuation de la liqueur filtrée en un courant de direction ascendante.
D désigne la chambre de lavage du sable, située au-dessus de la chambre de fil- tration et en communication avec cette dernière.J, J1
J2 Je J4 désignent des valves eu robinets contrôlant les conduits d'entrée et d'évacuation du système filtrant.
En fonctionnement, et pendant la filtration de l'eau, les valves J et J1 sont ouvertes, et toutes les autres valves sont fermées. De l'eau pénètre dans le conduit E, se déver- se au-dessus du sable dans la chambre A, et traverse le lit filtrant suivant des lignes de courants pratiquement verticales.
L'eau qui se sépare du lit filtrant après en avoir traversé la partie active,/ce qui a lieu de préfé- rence. lorsqu'elle atteint l'extrémité de la paroi C, -- remonte dans la chambre annulaire ménagée par cette paroi, et s'évacue par le conduit C,
Lorsqu'il est nécessaire d'épurer le sable, la valve 1..1 est fermée, et les Salves J2, J3 et J4 sont ouvertes De l'eau propre est injectée par le uonuuit F, et sous une pression suffisante, dans le sable qui occupe la conduite partant du sommet du cône D, et sa force vive agit pour agiter, laver et entraîner le sable par le conduit H dans le laveur ou séparateur D, ou s'effectue la sépara- tion du sable et de l'eau,
le sable épuré étant ramené dans la chambre de filtration tandis que l'eau trouble est en- voyée, par le conduit I, soit à l'égout, soit dans un bassin
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de décantation ou les impuretés se déposent et sont évacuées à l'état de boues, l'eau décantée étant utilisée à nouveau pour le lavage. Durant- l'opération de lavage, la valve J est maintenue partiellement ouverte à l'effet de maintenir la pression dans la cnambre de filtration.
Pour déterminer dans le lit filtrant des lignes de courant plus ou moins verticales, on peut y disposer des chicanes ou parois plongeantes. Une construction de ce genre est indiquée à la figure 2, dans laquelle le lit filtrant est divisé en sections verticales par des chicanes K Le fonctionnement de cet appareil est analogue à celui représenté à la figure 1, le sable lavé et séparé de l'eau étant ramené à la chambre de filtration par un conduit M et une chicane L étant prévue, si c'est nécessaire, à l'effet de provoquer la dérivation de l'eau qui pénètre dans l'appareil vers les lits filtrants extérieurs.
La liqueur filtrée se séparant du eable en n courant de direction ascendante, et à une vitesse rela- tivement faible, aucune particule de sable n'est entraînée par le courant de liqueur filtrée. Si toutefois les ouver.. tures ae sortie sont situées à un niveau peu élevé, comme dans l'exemple de la figure 2, on empêche l'entraînement du sable en prévoyant des plaques perforées ou des t&iles métalliques N disposées devant les ouvertures de sortie, ou en tout autre point entre le sable du lit et les ou- vertures ae sortie.
Lorsque l'on fait usage de ces plaques perforées ou treillis filtrant, elles ne supportent @ aucune charge de sable, mais agissent principalement pour empêcher l'entraînement de celui-ci avec la liqueur fil- trée
Dans la figure 3, outre la chambre annulaire qui mène à lasortie de la liqueur filtrée, on prévoit une conduite centrale 0 s'ouvrant par le bas dans le lit fil- trant, soit au même niveau ou à un niveau différent de ce- lui de l'ouverture de la chambre annulaire, et s'élève
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verticalementen traversant le sommet de la chambre de filtration si ceto dernière est fermée, pour rejoindre la conduite d'évacuation G de la liqueur filtrée, Si c'est nécessaire, on peut prévoir plus d'une de ces condui- tes C
Dans la figure 4,
au lieu de faire comprendre à la chambre de filtration un seul fond conique ou pyramidal, chacune des chambres A est pourvue de deux cônes ou pyrami- des D, bien que l'on puisse en prévoir plus de deux si c'est nécessaire. Chacun de ces cônes est pourvu d'un éjecteur à sable F, et le sable provenant des différentes ,sorties est de préférence évacué dans un laveur à sable ou séparateur unique, duquel il est ramené et distribué à la surface supérieure du lit filtrant, grâce à un cer- tain nombre de conduits ae décharge M partant de la chambre de lavage D.
Les figures 5 et 6 montrent respectivement, en élé- vation et en plan, un élément de filtre dans lequel la chambre de lavage et de séparation durable est constituée par une portion de la chambre de filtration grâce à une cloison perforée p qui ménage au sommet de la chambre de filtration un laveur et séparateur de sable. Le sable et l'eau de lavage s'écoulent par la conduite H vers le dit compartiment en passant par un conduit ± débouchant dans le flanc de celui-ci, en communiquant ainsi au sable et à l'eau un mouvement giratoire.
Bien que l'on puisse réaliser le lavage de la totali- té au lit filtrant en l'évacuant de façon continue ou in- termitente au point le plus bas, et en le transférant à une chambre de lavage et de séparation, indépendamment de toute circulation d'eau à contre-courant dans des conduits, ajutagesou plaques perforées à la partie infé- rieure du lit filtrant, il peut quelquefois être avanta- guer de prévoir l'évacuation des impuretés accumulées à la
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surface supérieure du lit filtranb. cette épuration peut être réalisée en faisant circuler un contre-courant decoe- dant dans la chambre annulaire, en ouvrant, par exemple, la valve J1,
et un courant ascendant à travers le lit de fil*- tration tandis que simultanément on brise la surface de ce dernier par des râteaux tournants, l'eau souillée s'évacuant par une sortie ménagée dans l'espace d'eau au voisinage du sommet de la chambre de filtration.
Les figures 7 à 13 montrent une autre réalisation de l'invention, dans laquelle au lieu de ramener le sable lavé dans la même chambre, on prévoit une ou plusieurs chambres additionnelles formant un élément filtrant dans lequel chaque chambre peut être utilisée comme chambre de filtration et comme séparateur d'eau souillée.
Les figures 7 et 8 qui sont des dessins schématiques, respectivement en élévation et en plan, montrent un agen- cement dans lequel on a prévu deux chambres de filtration fonctionnant d'une manière analogue à celle décrite en se référant aux autres figures, mais au lieu d'y ramener le sable à la même chambre, par exemple la chambre n 1, il est injecté dans la chambre vide N 2. et, lorsque tout le sable a été lavé et envoyé dans cette dernière chambre, celle-ci revient la chambre de filtration. Le même proces- sus se répète lorsqu'il est nécessaire de ramener le sable de la chambre n 2 dans la chambre n 1
Dans la figure 9 on a représenté un agencement dans lequel trois cnambres sont utilisées en association.
Lors- qu'on opère avec trois chambres, si par exemple à un moment donné la chambre nd3 est vide, et le contenu des chambres N s 1 et 2 nécessite une épuration, la matière filtrante est amenée, à la manière décrite, de la chambre n 2 à la chambre n 3 et épurée, en laissant la chambre n 2 vide pour recevoir la matière filtrante de la chambre nOl lorsque le contenu de cette dernière nécessitera une épuration. La chambre n 1 est alors disponible pour recevoir le sable de
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la cliambro nOS4
Dans chacune des variantes représentées aux figures 7 à 9, la conduite par laquelle le sable est amené de la chambre qui est pleine à celle qui est vide, forme le laveur à sable.
Lorsque le sable tombe dan- la chambre, l'eau souillée déborde à l'égout, et un faible courant d'eau claire est envoyé dans la chambre pendant que le sabla s'y dépose, à l'effet de' le débarrasser de routes les impuretés. Chaque chambre devient ainsi à tour de rôle
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ure c =Prübra ue filtration et un séparateur de sable et d'oau souillée
La figure 10 indique le fonctionnement d'un appareil utilisant deux chambres. Lorsque la filtration s'effectue
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dans la chambre nOI,. les valves R1 et R9 sont ouvertes, Comme dans les autres cas, de l'eau est amenée par la con-
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duite E au-dessus du bable, s'épure en descendant le lit filtrant, reconte dans l'espace annulaire, et se déverse dans la conduite G.
Pour épurer le sable de la chambre
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110 1, les valves Rl, R2 at Rio sont fermées, et les valves R3 et x4 sont ouvertes, la valve E,5 étant partiellement ouverte suivant la pression requise. Les valves R7e R8 de La chambre n 2 Botiu fermées, et la valve R6eet maintenue légèrement ouverte pour établir un contre-courant ascen- dant dans la chambre N 2. La force vive de l'eau au point
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Bu provoque le mouvement uu sable et lave ce dernier out en l'entraînant par la conduite H à la partie supérieure de la chambre no2. Le sable ombe dani. le fond de cette chambre en la remplissant graduellement, et l'eau qui a été utilisée pour laver et amener le sable de la chambre nOl est évacuée à l'égout par la conduite 1.
Lorsque le
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sable a ainsi été kavé, et transporté de la chambre N l à la chambre n 2 cette dernière devient la chambre de filtration et continue à uravailler comme telle jusqu'au moment ou le lit filtrant est devenu sale et nécessite une épuration, le sable étant alors transféré à la manière
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décrite dans la chambre n 1, et épuré au cours de ce trans- fert.
Si on le aésire, au lieu d'utiliser deux ou plus ue deux chambres analogues comme chambres de filtration et comme séparateurs de sable, une chambre supplémentaire, de forme appropriée, peut être employée comme séparateur pour recevoir le sable eu l'eau évacués des autres chambres, et son contenu est ensuite renvoyé à l'une ou lautre des chambres de filtration aont il provient. Un agencement de ce genre est représenté à la figure 11, dans laquelle S désigne le séparateur de sable et d'eau.
A titre d'exem- ple, après que tout le sable a été envoyé de la chambre de filtration N 1 dans la chambre S, cette dernière étant maintenue pendant l'opération à une pression plus réduite que la pression de la chambre de filtration, et soit fermée soit ouverte à l'atmosphère, le sable est alors ra- mené à la chambre N 1 et, durant cette opération, la pression dans la chambre S est maintenue plus élevée que celle ae la chambre de filtration. Les autres chambres ue filtration pourront subir le même traitement.
Dans pareil agencement, un certain nombre u'éléments filtrants peuvent être utilisés avec une chambre commune de lavage et de séparation de l'eau et uu sable.
Lorsque la section des éléments filtrants est très importante, il est préférable de diviser le lit filtrant en sections, chacune d'elles munie d'un foud conique ou pyramidal inversé, comme il est représenté aux figures 12 et 13. Dans ces figures, chacune des grandes chambres de filtration est représentée circulaire, mais elles pour- paient..'. 'être également quadrangulaires ou posséder toute autre forme convenable.
La figure 12 montre un agencement dans lequel on fait usage de deux éléments filtrants, et dans lequel la portion principale A de chaque chambre est divisée en huit sections et possède huit fonds coniques ou pyramidaux
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TM'<.7 111 122 ... I?, comporte tout 7.9 nombre eec., B , B ou comporte tout aure nombre de sec* tions et de ronds.S désigne le laveur ou le séparateur de sable et d'eau, qui pourra être 'fermé ou ouvert à
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l' a.tJ;1oaphre.
La section assignée par 1$ dann la chambre de filtration N 2 de la fig. 12 est représentée vide, le sable en ayant été évacué dans le séparateur S, d'où il est ramené à la section B16 Pour laver l'ensemble de l'élément filtrant, cnacune des sections est traitée de
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la. même manière.. :±.1, 1:
2 désignent les conduits a'introduc- tion de l'eau à filtrer dans chaque élément filtrant, chaque conçoit communiquant de façon indépendante avec la portion supérieure de sa chambre de filtration particulière.
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VI 3t fS désienent des conduits de sortie venant des cham- bres de filtration et qui communiquent avec l'espace annulai- re formé autour de ces chambras. Le processus consistant à évacuer et à uécharger le sable et l'eau dans une chambre distincte et vide, permet l'emploi d'appareils plus simples pour le transfert du sable de la chambre pleine à la cham- bre vide, et permet,en outre, de travailler à pression considérablement moindre pour l'évacuation du sable de la chambre pleine à la chaire vide,
la chambre de lavage ou de séparation du sable étant ouverte à l'atmosphère et par conséquent sous pression atmosphérique; ou fermée et soumise à une pression quelconque appropriée inférieure
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à celle de la cnaabre don. le sabre doit être évacué.
REVENDICATIONS =====x==*====-==-==#=
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.