"Perfectionnements aux filtres à cellules".
La présente invention a pour objet des filtres industriels comprenant des cellules filtrantes et un distributeur récol tant et répartissant des fluides provenant des cellules, ce distributeur comportant essentiellement une partie distributrice et une partie collectrice glissant l'un par rapport à l'autre en un mouvement cyclique, la partie collectrice étant divisée en chambres et compartiments délimités par des cloisons, les compartiments communiquant avec un ou des dispositifs d'aspiration et d'évacuation des gaz et liquides, les chambres étant isolées et communiquant chacune avec un dispositif d'aspiration ou de pression, la partie distributrice comportant, en correspondance avec chacune des cellules, des alvéoles débouchant successivement,au cours du mouvement cyclique,en regard de chacun des compartiments et chambres, de manière que, au cours de chaque cycle,
chaque cellule soit mise successivement en communication avec chacun des compartiments et chambres.
La partie distributrice susdite répartit ou distribue les fluides provenant des cellules dans les compartiments et chambres successifs de la partie collectrice où ils se rassemblent pour être dirigés vers différents circuits d'évacuation.
Dans les filtres à cellules connus du type précité, par exemple les filtres faisant l'objet des brevets aux EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 2.684.158 et 3.072.136, lors de la filtration de certaines bouillies, d'importantes cristallisations et incrustations peuvent être formées dans les circuits des filtrats et éventuellement des eaux de lavage, ce qui nécessite des arrêts et nettoyages fréquents des filtres.
Un des buts essentiels de la présente invention consiste à remédier à cet inconvénient.
A cet effet, suivant l'invention, chacun des compartiments précités présente, d'une part, à sa base au moins un orifice d'évacuation de liquide situé sensiblement sous le niveau où débouchent les alvéoles et, d'autre part, au-dessus du niveau maximum des liquides au moins un passage vers un dispositif d'aspiration des gaz de manière à soutirer ces derniers en permettant aux gaz et aux liquides de se séparer et de suivre des chemins différents dans les compartiments, des moyens étant prévus pour ramener vers le compartiment d'origine, les liquides qui se seraient engagés dans les passages susdits de façon, d'une part, à soutirer à la sortie du distributeur des gaz débarrassés de liquide et, d'autre part,
à récolter à travers les orifices d'évacuation uniquement
les liquides sensiblement exempts de gaz non dissous.
La présente invention a encore pour objet des perfectionnements aux cellules des filtres à surface de filtration horizontale pour assurer la filtration, l'écoulement et l'évacuation rapides et uniformes des liquides et gaz recueillis dans ces cellules, ceci en vue d'améliorer l'efficacité des lavages aussi bien du gâteau que du lit filtrant et des cellules mêmes et d'éviter ou au moins de minimiser ainsi les incrustations également dans ces parties des filtres.
Ces filtres comprennent une série de cellules filtrantes dont chacune présente un lit filtrant constitué essentiellement d'une toile filtrante reposant sur un support ajouré rigide
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un espace libre pour l'écoulement des fluides traversant ladite toile, ce fond étant incliné vers un canal de drainage
qui récolte ces fluides, ce canal étant lui-même incliné, son extrémité basse débouchant dans une conduite d'évacuation reliée au distributeur,ces filtres étant caractérisés en ce que des organes de guidage sont prévus pour fractionner, répartir et orienter les fluides susdits à leur entrée dans le canal
de drainage en des courants adjacents sensiblement parallèles vers la conduite d'évacuation susdite.
La présente invention- prévoit encore dans les cellules des moyens de fixation particuliers, communs pour la toile filtrante et son support, moyens qui permettent d'augmenter
la surface utile de la toile filtrante, en améliorant également le drainage dés particules du gâteau de filtration si-. tués au long du pourtour du lit filtrant. Ces moyens permettent,en outre, un remplacement rapide et aisé des toiles.
A cet effet, suivant l'invention, les bords de la toile susdite sont repliés à l'intérieur de la cellule et vers le haut contre les parois latérales de cette dernière, des moyens étant prévus pour fixer de manière amovible et étanche au vide lesdits bords de la toile contre les parois intérieures et
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moyens comprenant des barres constituées par deux ailes longitudinales divergentes formant entre elles un angle obtus
et présentant deux bords en saillies continues longitudinales,
ces barres étant disposées à l'intérieur de-chacune des cellu-
les suivant le pourtour de la surface filtrante Je celles-ci,
les bords repliés susdits de la toile étant maintenus entre
deux joints en matière élastomère - les saillies longitudina-
les des barres s'appuyant sur les joints situés, par rapport aux bords repliés de la toile, du côté opposé à celui des pa- rois latérales intérieures - des organes de fixation, tels que
des boulons, agissant sur la partie centrale des barres située
à la jonction des ailes susdites pour serrer la toile et les
joints contre les parois latérales,tout en tendant à écarter élastiquement les saillies en contact avec la toile, de maniè-
re à ce que le bord inférieur s'appuye en même temps sur les
bords du support de toile et immobilise celui-ci dans la cellule.
Les perfectionnements prévus par la présente invention comportent divers dispositifs qui accélèrent très fortement la filtration, l'écoulement et la récolte séparés des différents fluides, permettant de grandes vitesses et de grands débits qui, réduisant les cycles, diminuent les temps de séjour des. fluides dans les filtres-et ses canalisations et. permettent d'appliquer aux organes internes de ces filtres des lavages abondants et efficaces - minimisant donc, d'une part, l'action des facteurs positifs d'incrustation et favorisant, d'autre.part, l'action des facteurs d'élimination de celles-ci.
La production par unité de surface de filtre étant nettement augmentée par rapport aux filtres connus, du fait de la filtration plus rapide,à cycle plus court et des écoulements internes améliorés des filtres aménagés selon l'invention seront plus petits pour une capacité de production donnée,donc
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te une réduction correspondante de ce facteur d'incrustation.
Par ailleurs, l'application de tous les perfectionnements rend possible et économique la construction et l'utilisation
de filtres à cellules basculantes de très grande surface, amenant des économies importantes-dans les investissements pour les unités de production de plus en plus grandes qui caractérisent l'industrie moderne.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après,avec référence aux dessins annexés et à titre d'exemples non limitatifs, de plusieurs formes de réalisati'on de l'objet de l'invention.
La figure lest une vue schématique en perspective d'un filtre rotatif à cellules basculantes présentant un distributeur classique connu. La figure 2 est une vue schématique d'un tel filtre. La figure 3 est une vue en plan partielle du filtre montré à la figure 2. La figure 4 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 5 d'une première forme de réalisation d'un distributeur suivant l'invention destiné à remplacer le distributeur classique des filtres rotatifs à cellules tel que montré à la figure 1 sous les références 100,110 et 111. La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 7 et représente une deuxième forme de réalisation d'un distributeur suivant l'invention.
La figure 7 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une vue en élévation, avec brisures partielles,d'une troisième forme de réalisation d'un distributeur suivant l'invention.
Les figures 9, 10 et 11 représentent des vues en plan partielles successivement suivant les lignes IX-IX, X-X et XI-XI de la figure 8.
<EMI ID=4.1> tielles, d'une quatrième forme de réalisation d'un distributeur suivant l'invention. La figure 13 représente une vue en plan, avec brisures partielles et en coupe,suivant la ligne XIII-XIII de la figure 12. La figure 14 représente une vue en élévation, avec brisures partielles., suivant la ligne XIV-XIV de la figure 15 relative à une quatrième forme de réalisation d'un distributeur suivant l'invention. La figure 15 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne XV-XV de la figure 14. La figure 16 est une vue en élévation et en coupe suivan la ligne XVI-XVI de la figure 17 et montre une sixième forme de réalisation d'un distributeur suivant l'invention. La figure 17 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne XVII-XVII de la figure 16.
La figure 18 est une vue en élévation et en coupe suivan la ligne XVIII-XVIII de la figure 19 d'une première forme de réalisation d'un détail particulier d'un distributeur suivant l'invention. La figure 19 est une vue en plan et en coupe suivant la lign� XIX-XIX de la figure 18 du même détail. La figure 20 est une vue en élévation et en coupe, suivant la ligne XX-XX de la figure 21, d'une deuxième forme de réalisation du même détail du distributeur suivant l'invention. La figure 21 est une vue en plan partielle, suivant la ligne XXI-XXI de la figure 20. La figure 22 est une vue schématique et en coupe.en élévation, suivant la l�gne XXII-XXII de la figure 23 et représente une cellule perfectionnée par des organes de fractionnement et de guidage pour l'écoulement des filtrats.
La figure 23 est une vue en plan suivant la ligne XXIIIXXIII de la figure 22. La figure 24 est une section suivant la ligne XXIV-XXIV de la figure 22. La figure 25 est une vue en élévation et en coupe d'un détail de la cellule montrée aux figures 22 à 24. La figure 26 est une vue schématique partielle et en coupe suivant la ligne XXVI-XXVI de la figure 27 et représente une première forme de réalisation particulière de moyens de fixation de la toike filtrante et du support de cette dernière dans une cellule d'un filtre suivant l'invention. La figure 27 est une vue latérale suivant la ligne XXVII-XXVII de la figure 26. La figure 28 est une vue partielle et en coupe suivant <EMI ID=5.1>
deuxième forme de réalisation d'une cellule d'un filtre présentant des moyens de fixation particuliers de la toile filtrante et du support.de celle-ci dans la cellule.
La figure 29 est une vue latérale suivant la ligne XXIXXXIX de la figure 28.
Dans les différentes'figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments analogues ou identiques.
Bien que la présente invention concerne, en ses parties les plus essentielles, des filtres à cellules dans le sens
le plus large, elle vise plus particulièrement, dans son ensemble, des perfectionnements aux filtres rotatifs à cellules dont les surfaces filtrantes doivent être planes et horizontales pendant les opérations d'alimentation, de filtration
et de lavage et notamment de tels filtres dont les cellules filtrantes basculent en fin de cycle de filtration pour laisser choir,par gravité;le gâteau formé sur la surface filtrante.
Le principe général de tels filtres est connu et a fait l'objet de plusieurs brevets tels que par exemple 1" brevets français 999.442 et aux Etats-Unis d'Amérique 2.684.158.
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tion appelées généralement "cellules" qui subissent séparément, d'une façon discontinue, les opérations successives
de filtration, lavages, traitement spéciaux divers, déchargement du gâteau formé sur la surface filtrante, lavage et séchage des cellules et de la toile filtrante. L'ensemble de ces
- diverses opérations se reproduit au cours de chacun des cycles du mouvement, l'ensemble des cycles constituant un processus global continu, intégré en une chaine de filtration.
Un exemple d'une telle chaîne de filtration est schématisé à la figure 1, alors que d'autres détails d'un filtre y correspondant ont été schématisés aux figures 2 et 3.
Un tel filtre comporte essentiellement :
a) un châssis tournant 300, composé de membrures circulaires
310 solidarisées par des bras de liaison radiaux 320, portant des cellules 200, par l'intermédiaire de paliers 230, ces membrures tournant sur deux séries de galets 410 fixés aux fondations et disposés en deux cercles concentriques, le mouvement restant centré par l'action de galets de centrage non représentés; b) un groupe moteur non représenté qui transmet le mouvement au châssis tournant par une crémaillère dentée, fixée à l'une des membrures circulaires 310; c) des leviers de guidage des cellules 213 portant deux galets
211, 212 qui roulent sur des rails 710-720 attachés à une ossature périphérique 600; d) des auges de répartition 810 et 820, suspendues à l'ossature 600 <EMI ID=7.1>
à filtrer et les liqueurs de lavage; e) un distributeur central 100, constitué essentiellement, d'une part, par une tête distributrice circulaire rotative
111, qui comporte des alvéoles 118 disposées en cercle, reliées respectivement aux cellules 200 par des tuyaux souples
216 et qui tourne de concert avec le chassis 300 et les cellules 200, et, d'autre part, par une base collectrice circulaire fixe 110 qui comporte des chambres 114 et des compartiments 112-113 délimités par des cloisons radiales 120, la tête rotative 111 glissant en rotation sur la base fixe 110 par l'intermédiaire d'un joint de friction plan étanche 117.
Les auges de répartition 810-820, situées en correspondance avec les cloisons 120, délimitent des secteurs successifs de filtration et de lavage, les liquides et gaz ayant traversé les lits filtrants des cellules de chacun de ces secteurs étant récoltés séparément, chacun dans un des compartiments 112-113, puis évacués par des tuyauteries correspondantes 108, vers des séparateurs 160, d'où les liquides sont déchargés par des tuyaux barométriques 59, dans des bacs de récolte 70, ou, comme montré en pointillé à la figure 1,
par des tuyaux 59, vers des pompes d'aspiration 80, les gaz
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cuit de vide 90 à travers un collecteur 88-89.
Les séparateurs 60 sont de préférence installés directement sous la partie centrale du filtre, sous le distributeur, de façon à ce que les tuyaux de décharge 108 du distributeur
100 vers les séparateurs 60 soient aussi courts que possible et présentent une inclinaison aussi forte que possible. La hauteur de décharge barométrique qui conditionne l'écoulement par gravité des filtrats, séparés de leur gaz, vers des bacs de récolte 70, est à mesurer à partir du niveau de base des séparateurs 60, cet impératif déterminant donc le niveau d'installation du filtre.
Dans les filtres à cellules connus, les liquides et les gaz soutirés au travers des lits filtrants des cellules et
les gaz formés à l'intérieur des filtres restent mélangés et sont brassés d'une façon turbulente dans les circuits d'écoulement généralement inadéquats^ jusqu 'aux séparateurs 60, donnant lieu à des pertes de charges importantes, ne permettant que des débits réduits, et provoquant généralement un refroidissement important et des cristallisations et incrustations très gênantes allant jusqu'à rendre impraticables certaines filtrations.
Par ailleurs les lits filtrants connus présentent une résistance trop élevée au passage des filtrats et gaz, ne permettent donc que des capacités de filtration relativement réduites par unité de surface filtrante et sont aussi mal adaptés à des lavages à action intense.
Les dispositifs de fixation des toiles et lits filtrants sont généralement peu pratiques et d'une étanchéité aléatoire et empiètent sur le pourtour de la surface filtrante utile.
Un autre filtre connu par le brevet aux Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.072.136 se différencie du filtre montré aux figures 1 à 3 essentiellement par la construction et la disposition du distributeur.
En effet, ce distributeur présente, dans chacun des compartiments de la partie collectrice, deux subdivisions dont
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Une cloison de séparation de hauteur réduite entre ces deux subdivisions permet aux gaz ainsi qu'au trop plein de liguide de la première de passer dans la:-seconde. Le tuyau de décharge de la première subsivision évacue de celle-ci uniquement
- du liquide tandis que celui de la seconde doit évacuer tous les fluides restants, c'est-à-dire tous les gaz ainsi qu'une fraction de liquides comportant :
a) le liquide déchargé des cellules par les alvéoles à l'aplomb de cette seconde subdivision, b) le trop plein ayant débordé de la première subdivision et c) les éclaboussures et gouttelettes entraînées par les gaz venant de celle-ci.
Le brassage des gaz avec les liquides subsiste donc dans la seconde subdivision et dans tout son circuit d'évacuation,seule la quantité de liquide intéressée dans ce brassage est réduite et les incrustations s'y produisent encore.
Dans le distributeur de filtre suivant l'invention,.-en particulier dans les formes de réalisation décrites ci-après et
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et entièrement séparé des gaz non dissous dans le corps même du distributeur, évitant les brassages causant les incrustations dans les circuits des fluides" mixtes.
De plus, le filtre perfectionné suivant l'invention permet des écoulements accélérés,des cycles courts et des vitesses de rotation élevées réduisant fortement ou supprimant les incrus-
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ficacité accrue et d'exploitation plus pratique et permet d'appliquer dans les meilleures conditions, des lavages externes et internes intenses tels que ceux prévus notamment aux brevets français 7.220.473 et britannique 1.376.383.
Les figures 4 et 5 représentent une première forme de réalisation d'un distributeur collecteur central 100 perfectionné selon l'invention.
Ce distributeur comporte les mêmes éléments principaux
que le distributeur classique décrit ci-dessus tête distributrice 111 comportant autant d'alvéoles 118 qu'il y a
de cellules filtrantes, ces alvéoles recevant,par leurs extré-
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126 (selon figures 1 à 3") les fluides soutirés de celles-ci et les déchargeant successivement par leurs extrémités 118 B dans les compartiments 112-113 et chambres 114 de la base collectrice 110, à travers le joint de friction 117. Les compartiments 112-113 et les chambres 114 forment ensemble une auge périphérique circulaire ouverte vers le haut, la position des cloisons de séparation 120, qui délimitent les compartiments et chambres l'un par rapport à l'autre, étant réglable dans cette auge.
Par leur ouverture vers le haut, les compartiments et chambres communiquent chacune avec une ou plusieurs cellules par les extrémités 118 B des alvéoles correspondantes.
L'application d'une aspiration motrice à l'intérieur des compartiments détermine une succion à l'intérieur des cellules par l'intermédiaire des alvéoles 118 et des tuyaux 216.
Inversement, une pression dans une chambre se transmet par la même voie à l'intérieur des cellules en correspondance,
Les alvéoles 118 se déplacent au-dessus des chambres
114 et compartiments 112-113 et communiquent chacune successivement avec chacun de ceux-ci.
Les compartiments ont,de préférence dans leur fond, tous au moins un orifice de décharge 109 orienté vers le bas et
relié à un tuyau de décharge 59 (figure 1), lequel est de préférence barométrique et décharge le liquide dans un bac de garde 70, à la pression atmosphérique d'où il déborde ou est aspiré par une pompe 80(figure 1), par exemple.vers un bac de stockage de filtrat 70.
En variante, une pompe 80 peut aspirer le liquide sous une pression inférieure à la pression atmosphérique. Dans chaque cas, le circuit d'évacuation est réglé pour aspirer uniquement du liquide exempt de phase gazeuse.
Les orifices de décharge 109' des chambres 114 sont, par des tuyaux 108', reliés à des sources individuelles d'aspiration ou de pression de fluides, selon les opérations que l'on désire appliquer sur les cellules ou dans le distributeur.
Les chambres 114 sont complètement fermées latéralement par les parois circulaires intérieures 133 A et extérieures
133 B de l'auge susdite, ainsi que par les cloisons radiales de séparation 120. Elles communiquent vers le bas chacune avec un tuyau 108' et vers le haut avec les alvéoles qui passent respectivement à leur aplomb.
Les compartiments sont délimités de la même façon et communiquent avec les tuyaux de décharge et avec les alvéoles. Toutefois, la paroi circulaire intérieure 133 A ne s'étend que sur une faible hauteur au-dessus du niveau maximum atteint par le liquide qui s'écoule sur le fond, et laisse au-dessus, pour le dégagement des gaz, de larges passages 131 vers l'espace intérieur du distributeur.
Des plaques verticales radiales 132 supportent le bord intérieur de la surface de' glissement 117, n'empiétant que d'une iaçon négligeable sur les passages de dégagement 131 offerts aux gaz; ces passages peuvent par ailleurs être agrandis en fonction du débit de gaz, tandis que la hauteur de l'auge
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Dès l'entrée dans un compartiment du mélange gaz-liquide provenant de l'une quelconque des cellules, le liquide tombe par inertie et par gravité, sur le fond du compartiment puis s'engouffre par l'orifice de décharge 109, tandis que les gaz, soumis d'emblée à la dépression causée par un dispositif d'aspiration, se déchargent latéralement par les passages 131 vers l'espace vide ménagé dans la partie centrale de la base fixe du distributeur et prolongé vers le haut dans l'espace circulaire libre dans la tête rotative 111, l'ensemble de ces espaces constituant une chambre séparatrice 115 pour les gouttelettes de liquide entraînées par les gaz. Le fond incliné 134 de cette chambre renvoie vers le fond des compartiments d'origine les gouttelettes qui s'y déposent.
Les gaz, essentiellement débarrassés des gouttelettes entraînées sont soutirés par l'orifice 141 de la partie supérieure de la chambre 115.
Pour autant que de besoin, la chambre de séparation peut être divisée par des cloisons 138 en des secteurs respectivement en correspondance avec un ou une série de compartiments successifs.
La chambre séparatrice 115 peut être tronçonique, comme montré à la figure 4, cylindrique ou en forme de bulbe et comporter, si nécessaire, des formes spéciales de cloisons
138, des chicanes ou tous autres moyens nécessaires à l'abattement désiré des gouttelettes.
Un séparateur additionnel final, non représenté, externe au distributeur peut, pour autant que de besoin, parfaire la <EMI ID=14.1>
par source d'aspiration étant requis, contrairement aux séparateurs multiples 60 de la figure 1 utilisés avec un distributeur classique.
Remarquons que les fines particules liquides, qui atteignent la chambre 115 et/ou le séparateur final, ne correspondent qu'à une fraction négligeable des liquides entrant
au distributeur et les cristallisations ou incrustations auxquelles elles peuvent donner lieu sont donc minimes, sans commune mesure avec celles qui peuvent provenir de l'ensemble des liquides.
La chambre séparatrice 115 peut être divisée en deux ou plusieurs enceintes isolées l'une de l'autre et communiquant chacune avec une source séparée d'aspiration des gaz.
Dans l'exemple des figures 4 et 5, deux enceintes 115'
et 115" séparées par une cloison 139 communiquent par des orifices de sortie 141, 141' et des tuyaux 116 et 116' avec des sources séparées d'aspiration.
La cloison 139 est reliée d'une façon étanche avec la cloison 120 qui y correspond.
La combinaison de plusieurs sources d'aspiration avec
de telles enceintes séparées permet d'appliquer des intensités d'aspiration différentes aux différents groupes de cellules filtrantes en correspondance avec les diverses enceintes, ces enceintes étant graduées selon la meilleure convenance de chacune des phases de la filtration et des lavages et permet en particulier d'effectuer un drainage final poussé du gâteau avant' décharge, sous une aspiration qui n'affecte pas la ou les aspirations appliquées aux secteurs des filtrations et lavages.
La base fixe 110 est supportée, par exemple, par une colonne 99. la tête rotative 111 forme à son contact avec
la base fixe un joint 117 étanche sous l'effet de la gravité et de la dépression intérieure et est maintenue centrée dans sa rotation, par exemple par des bagues de centrage concentriques 142 et 143, solidaires l'une de la base fixe et l'autre de la tête rotative.
Avantageusement, le joint 117 est constitué par le contact d'un anneau en résine tendre 124 formant la surface frottante de la tête rotative et d'un anneau en métal qui constitue la face supérieure frottante de la base fixe. L'usure régulière de la résine tendre sur le métal dur maintient la bonne étanchéité.
Au lieu de se faire, comme dans la figure 4, par des tuyaux
116-116' raccordés aux orifices 141-141' dans le plafond de la chambre séparatrice, le soutirage des gaz peut se faire par des tuyaux traversant la partie centrale de la base fixe et dont l'embouchure est située à l'intérieur de la chambre séparatrice à proximité du plafond, comme dans le cas de la forme ce réalisation montrée à la figure 6.
L'entraînement de gouttelettes avec les gaz impose /dans
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de ceux-ci de l'ordre de 3,5 m/sec. et de préférence 3 m/sec., pour une viscosité des liquides de l'ordre de 2 centipoises,correspondant à une section de passage Sp minimum de 0,6 dm2 et
de préférence de 0,75 dm2 par m2 de surface filtrante active, ces chiffres pouvant varier en fonction de la viscosité. La section de passage offerte au courant ascendant au bas de la chambre séparatrice,Se, selon la flèche 136, doit être au minimum de 0,8 dm2 et de préférence 1,25 dm2 et les orifices de
sortie 141-141' de 0,15 dm2 et de préférence 0,25 dm2,le
tout par m2 de surface filtrante.
Pour des filtrations à très forts ou très faibles débits
de gaz, les valeurs courantes ci-dessus des sections de passage seraient augmentées ou diminuées en rapport avec ces débits.
Les cloisons 120 et 139 sont de position réglable en correspondance avec le découpage des divers secteurs que l'opérateur veut réserver aux filtrations des liquides successifs.
Les figures 18 et 21 montrent, à titre d'exemples, deux formes
de réalisation des cloisons réglables.
Dans les figures 18 et 19, chaque cloison comporte deux demi cloison 120A et 120B assemblées par un boulon 120C à faces inclinées, qui par son serrage presse les deux demi-cloisons 120A et 120B contre les parois 133A et 133B de l'auge.
Dans la forme de réalisation montrée aux figures 20 et 21,des évidements 120 F permettent aux cloisons de coulisser sur des rails 120 D, les cloisons étant coincées sur ces rails par des vis de pression 120 E.
Les cloisons 139 peuvent par exemple pivoter autour d'un arbre central vertical 137 et être fixées par tous moyens classiques, boulons ou goupilles par exemple.
L'assèchement final du gâteau en fin de cycle avant sa décharge peut être réalisé par l'action d'une des chambres
114 raccordée à un dispositif séparé d'aspiration aspirant un important débit d'air au travers d'un séparateur de gouttelettes particulier, réservant la chambre séparatrice aux débits
de gaz relativement faibles des filtrations proprement dites.
Le soutirage direct,au travers de ce séparateur particulier -,de l'air ayant traversé le gâteau déjà dégorgé de son liquide-,ne risque plus de provoquer les incrustations
que la présente invention a pour but d'éviter.
Quelques autres variantes d'exécution du nouveau distributeur suivant l'invention sont décrites ci-après dans leurs caractéristiques essentielles qui les différenciant de la première forme de réalisation montrée aux figures 4 et 5.
Dans une deuxième forme, schématisée aux figures 6 et 7, l'ensemble rotatif 111, 118, 124 fait corps avec la partie supérieure de la chambre séparatrice 115 qui tourne avec elle, tandis que la partie inférieure de celle-ci constitue la partie centrale de la base fixe 110, l'aspiration des gaz se
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l'embouchure se trouve près du plafond de la chambre séparatrice.
Dans une troisième forme, schématisée aux figures 8, 9,
10 et 11, la partie mobile 111 avec les alvéoles 118, tourne entre deux joints de friction 117 et 117', entre la chambre séparatrice fixe 115 et la base fixe 110 avec les compartiments et chambres. Les alvéoles sont à deux sorties, l'une 118 A vers le haut pour les gaz, vers la chambre séparatrice, et l'autre 118 B, vers le bas, pour les liquides, vers les compartiments et chambres de la base fixe.
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essentiellement dans les alvéoles, pour être parfaite ensuite dans la chambre séparatrice. La face glissante de celle-ci
est ouverte au-dessus des compartiments mais est obturée audessus des chambres 114 et 114'.
La partie rotative présente un noyau 125 auquel aboutissent des rayons 126 et qui tourne autour d'un pivot central 127 de la base fixe 110.
Dans une quatrième forme-de réalisation, schématisée aux figures 12 et 13, le joint de glissement 117 est tronco-
-- nique et .la tête rotative 111 tourne-, avec ses alvéoles 118, autour d'une surface conique de la base fixe 110, pourvue d'ouvertures en correspondance avec les chambres 114 et 114' et. compartiments 112-113, dans lesquèls les-fluides entrent latéralement,.les gaz se dégagent vers le haut, et les liquides s'écoulent par les orifices 109 et 109' du fond.
La chambre séparatrice 115 fixe surmonte la base fixe
110 et fait corps avec elle. La tête rotative 111 tourne sur un chemin de roulement 121: -
Dans une cinquième variante, schématisée aux figures 14 et
15, la tête rotative 111 tourne autour de l'ensemble formé par la base fixe 110 et la chambre séparatrice 115,. en glissant sur une surface de _frottement 117 cylindrique verticale, et en roulant sur des galets 121 tout en étant guidé par des galets de centrage 122.
Dans une sixième variante, schématisée aux figures 16 et
17, la chambre séparatrice 115 et la tête rotative 111 forment un seul ensemble qui.tourne en glissant sur un joint annulaire horizontal 117 formant le contact avec la base fixe 110.
Contrairement aux variantes précédentes, le joint de glissement ne comporte aucune ouverture pour le passage des fluides de la partie mobile à la partie fixe. Les alvéoles 118 sont situées tout autour de la partie inférieure de l'ensemble tournant, les gaz se dégagent vers le haut dans la partie chambre séparatrice et les liquides tombent dans les compartiments de la base,tandis que'les chambres 114 et 114' forment des conduits coudés traversant la base fixe et, en communication avec les orifices_118 par des joints 129,réalisant le .contact sur la surface de frottement cylindrique. A titre-d'exemple, ces joints sont réalisés en résine et appliqués contre les alvéoles par des poches à air comprimé 130, comme-montré à la figure 11, ou par des moyens analogues, tels que ressorts non représentés.
Les avantages essentiels du nouveau type de distributeur selon l'invention qui peut s'appeler "distributeur-séparateur" sont les suivants, par rapport aux distributeurs classiques:
1) il supprime pratiquement ou tout au moins, dans les cas les
plus graves, réduit fortement,les incrustations,tant dans le distributeur lui-même que dans les tuyauteries et appareils qui se trouvent en aval dans les circuits de filtrats;
2) il permet d'éliminer de l'installation de filtration, les
séparateurs multiples internes avec leur réseau complexe de tuyauteries de liaison au distributeur et au circuit de vide;
<EMI ID=18.1>
par rapport au cas classique où des séparateurs externes sont installés sous le centre du filtre;
4) il permet de réduire fortement ou de supprimer la formation de mousses causées par les mélanges turbulents gaz-
<EMI ID=19.1>
et les meilleurs écoulements de. fluides;
5) il permet de réduire considérablement et d'uniformiser les
pertes de charge dans les circuits des filtrats et du vide, d'où résulte une meilleure utilisation du vide.
Le nouveau type de distributeur-séparateur, suivant l'invention, peut s'appliquer à tout filtre à cellules, que cellesci soient fixes ou mobiles/suivant un mouvement de rotation ou de translation.
Un autre perfectionnement suivant l'invention, qui
peut s'appliquer aux filtres à cellules en combinaison
ou non avec le distributeur-séparateur décrit ci-dessus, concerne des moyens qui assurent un écoulement et une évacuation rapides des filtrats et des gaz soutirés dans les cellules.
La cellule perfectionnée 200 de forme trapézoïdale est schématisée aux figures 22, 23, 24. Elle comporte un fond 201 à au moins deux plans inclinés, de préférence de 4[deg.] à 8[deg.] par rapport à l'horizontale, vers un canal 203 de drainage s'étendant
<EMI ID=20.1>
incliné de 1[deg.]à 4[deg.] vers une embouchure 204 raccordée à un tuyau
216 pour la sortie et l'évacuation des gaz et des liquides vers le distributeur.
Ce canal est pourvu.d'organes de guidage, de fractionnement et de répartition des.fluides, avantageusement constitués par des plaquettes déflectrices 205 disposées dans le haut du canal et
<EMI ID=21.1>
dans le canal, sur toute sa longueur, et guidant les fluides vers l'embouchure.
Suivant l'invention, la section totale du passage au travers du réseau de plaquettes est égale à 1,5 à 6 fois, de préférence 1,5 à 3 fois, la section minimum de l'embouchure
204, laquelle est proportionnée à la surface filtrante de la cellule et atx débits. de fluides caractéristiques de la filtra-
<EMI ID=22.1>
Les avantages des plaquettes sont les plus marqués pour les filtrations courantes lorsqu'elles ont une inclinaison de
2 à 20[deg.],de préférence de 3 à 12[deg.], par rapport-au plan horizontal, la plaquette extrême opposée à l'embouchure allant jusqu'à
20[deg.] voire 30[deg.].
Les inclinaisons sont les plus fortes pour les débits
des fluides les plus importants.-
En variante aux plaquettes, le fractionnement et la répartition des fluides peuvent être obtenus,cependant avec des effets généralement moins favorables, par un plafond de canal percé d'une série d'orifices calibrés échelonnés sur sa longueur et croissant en section, à partir de l'embouchure 204. Une telle variante n'a cependant pas été représentée.
Avantageusement,le fractionnement réalisé à l'entrée du canal 203 est prolongé dans tout l'espace compris entre le
fond de cellule et le lit filtrant par des nervures 206 sensiblement perpendiculaires au canal/qui divisent cet espace
en compartiments d'écoulement, ces nervures servant aussi de support pour le lit filtrant.
Chaque plaquette 205 se raccorde par son arête supérieure à l'une des nervures 206, l'ensemble, formé par les plaquettes et les nervures, réalise, pour l'écoulement des fluides, une série de chenaux parallèles dans lesquels est créée une même aspiration motrice qui s'étend jusque sous la toile filtrante. Le nombre de plaquettes est avantageusement compris entre 1,5
et 10, de préférence 2 à 4 par mètre courant de longueur de canal,
<EMI ID=23.1>
Les nervures prévues entre deux nervures raccordées à des plaquettes peuvent être ajourées.
Les figures 22, 23, 24 montrent une cellule basculante munie d'un arbre 220 et de paliers 230, nais l'invention s'applique aussi aux cellules filtrantes non basculantes.
L'invention concerne encore des perfectionnements à la fixation de la toile filtrante et de son support, en particulier dans des cellules de filtres à cellules basculantes, tel-
<EMI ID=24.1>
Les figures 26 et 27 montrent une première forme de réalisation de tels moyens de fixation selon lesquels le bord
207A de la toile 207 est replié contre la paroi latérale 200A, l'ensemble toile 207 et support 208 est pressé au fond de la cellule contre les nervures 206-et contre des épaulements périphériques 200B par un jeu de barres 242 présentant deux ailes longitudinales divergentes dont les bords longitudinaux libres présentent des saillies 242A et 242B.
Ces barres 242 sont combinées avec un jeu de profilés 241 en forme d'U de grande raideur, appliqués horizontalement contre
la face extérieure de la paroi 200A.
Les barres 242 sont disposées sur la face intérieure de la paroi
200A en correspondance avec le bord de toile et les profilés extérieurs 241. Le bord 207A est pincé entre la barre 242; d'une part, et la paroi 220A et le profilé 241, d'autre part, par deux joints en caoutchouc ou matière analogue 245A et
245B, l'étanchéité étant facilement obtenue par l'appui linéaire des saillies longitudinales 242A et 242B des barres 242 pressant joints et toiles contre les profilés raides 241.
Le pressage mutuel de tout cet ensemble est obtenu par exemple par des boulons 243 espacés de 20 à 40 cm, introduits par la face intérieure du bord de la cellule et vissés au travers des barres,des joints 245 A et 245 B de la paroi
200 A et d'un profilé 241 dans un écrou fixé à ce dernier,
Cet agencement permet un remplacement aisé et rapide de la toile ne nécessitant que la manipulation d'un nombre réduit de tiges de boulons 243.
Les bords longitudinaux libres des barres 242 présentent
<EMI ID=25.1>
207 et le support 208 pour appliquer ces derniers dans une position immobile contre l'épaulement 200 B s'étendant sur le
<EMI ID=26.1>
contre des nervures 206 s'étendant transversalement au fond des cellules 200.
<EMI ID=27.1>
très faiblement saillie à l'intérieur de la cellule, empiètent très peu sur la surface filtrante, permettent à la succion créée dans la cellule de soutirer les fluides de façon plus régulière et efficace le long du périmètre de la cellule, améliorent par là l'efficacité de lavage de la frange marginale du gâteau, réduisent son humidité finale et favorisent
la chute nette du gâteau sur tout son pourtour lorsque la cellule se retourne.
"Improvements to cell filters".
The present invention relates to industrial filters comprising filter cells and a distributor collecting and distributing fluids coming from the cells, this distributor essentially comprising a distributor part and a collector part sliding with respect to each other in a movement. cyclic, the collecting part being divided into chambers and compartments delimited by partitions, the compartments communicating with one or more devices for suction and discharge of gases and liquids, the chambers being isolated and each communicating with a suction device or pressure, the dispensing part comprising, in correspondence with each of the cells, alveoli opening successively, during the cyclic movement, facing each of the compartments and chambers, so that, during each cycle,
each cell is successively placed in communication with each of the compartments and rooms.
The aforementioned distributing part distributes or distributes the fluids coming from the cells in the successive compartments and chambers of the collecting part where they come together to be directed to different evacuation circuits.
In known cell filters of the aforementioned type, for example filters forming the subject of patents in the United States of America n [deg.] 2,684,158 and 3,072,136, during the filtration of certain slurries, significant crystallizations and encrustations can be formed in the circuits of the filtrates and possibly of the washing water, which necessitates frequent stopping and cleaning of the filters.
One of the essential aims of the present invention is to remedy this drawback.
For this purpose, according to the invention, each of the aforementioned compartments has, on the one hand, at its base at least one liquid discharge orifice located substantially below the level where the cells open and, on the other hand, at its base. above the maximum level of the liquids at least one passage to a gas suction device so as to withdraw the latter by allowing the gases and liquids to separate and to follow different paths in the compartments, means being provided for returning towards the original compartment, the liquids which would have entered the aforementioned passages so, on the one hand, to withdraw gases from the distributor free of liquid and, on the other hand,
to be collected through the drainage holes only
liquids substantially free of undissolved gas.
The present invention also relates to improvements to the cells of filters with a horizontal filtration surface to ensure the rapid and uniform filtration, flow and evacuation of the liquids and gases collected in these cells, with a view to improving the efficiency of the cells. efficiency of the washings of both the cake and the filter bed and the cells themselves and thus avoid or at least minimize encrustations also in these parts of the filters.
These filters include a series of filter cells, each of which has a filter bed consisting essentially of a filter cloth resting on a rigid perforated support.
<EMI ID = 1.1>
a free space for the flow of fluids passing through said canvas, this bottom being inclined towards a drainage channel
which collects these fluids, this channel itself being inclined, its lower end opening into a discharge pipe connected to the distributor, these filters being characterized in that guide members are provided for fractionating, distributing and directing the aforementioned fluids to their entry into the canal
of drainage in adjacent streams substantially parallel to the aforesaid discharge pipe.
The present invention also provides in the cells particular fastening means, common for the filter cloth and its support, means which make it possible to increase
the useful surface of the filter cloth, also improving the drainage of the particles of the filter cake si-. killed around the perimeter of the filter bed. These means also allow quick and easy replacement of the fabrics.
To this end, according to the invention, the edges of the aforesaid fabric are folded inside the cell and upwards against the side walls of the latter, means being provided for fixing the said cells in a removable and vacuum-tight manner. edges of the canvas against the interior walls and
<EMI ID = 2.1>
means comprising bars formed by two divergent longitudinal wings forming an obtuse angle between them
and having two edges in longitudinal continuous projections,
these bars being arranged inside each of the cells.
following the periphery of the filtering surface I these,
the aforesaid folded edges of the fabric being held between
two elastomeric gaskets - the longitudinal projections
the bars resting on the joints located, with respect to the folded edges of the canvas, on the side opposite to that of the inner side walls - fixing members, such as
bolts, acting on the central part of the bars located
at the junction of the aforesaid wings to tighten the canvas and the
joints against the side walls, while tending to elastically separate the projections in contact with the canvas, so
re that the lower edge rests at the same time on the
edges of the canvas support and immobilizes it in the cell.
The improvements provided for by the present invention include various devices which very greatly accelerate the filtration, flow and separate collection of the various fluids, allowing high speeds and high flow rates which, reducing cycles, reduce the residence times. fluids in filters and its pipelines and. make it possible to apply abundant and effective washes to the internal organs of these filters - therefore minimizing, on the one hand, the action of positive incrustation factors and, on the other hand, promoting the action of elimination factors of these.
As the production per unit of filter area is significantly increased compared to known filters, due to the faster filtration, shorter cycle and improved internal flows of the filters fitted according to the invention will be smaller for a given production capacity ,so
<EMI ID = 3.1>
te a corresponding reduction in this incrustation factor.
In addition, the application of all the improvements makes possible and economical the construction and the use
of tilting-cell filters with a very large surface area, leading to significant savings in investments for the increasingly large production units that characterize modern industry.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below, with reference to the accompanying drawings and by way of non-limiting examples, of several embodiments of the object of the invention.
The figure is a schematic perspective view of a rotary tilting cell filter having a known conventional distributor. FIG. 2 is a schematic view of such a filter. Figure 3 is a partial plan view of the filter shown in Figure 2. Figure 4 is an elevational view in section taken on the line IV-IV of Figure 5 of a first embodiment of a following dispenser the invention intended to replace the conventional distributor of rotary cell filters as shown in Figure 1 under the references 100, 110 and 111. Figure 5 is a sectional view along the line VV of Figure 4. Figure 6 is a view in elevation and in section along the line VI-VI of FIG. 7 and shows a second embodiment of a dispenser according to the invention.
FIG. 7 is a plan view in section taken along line VII-VII of FIG. 6. FIG. 8 is an elevational view, with partial breaks, of a third embodiment of a dispenser according to the invention .
Figures 9, 10 and 11 represent partial plan views successively along lines IX-IX, X-X and XI-XI of figure 8.
<EMI ID = 4.1> tials, of a fourth embodiment of a dispenser according to the invention. Figure 13 shows a plan view, with partial breaks and in section, taken along line XIII-XIII of figure 12. Figure 14 shows an elevational view, with partial breaks, along line XIV-XIV of figure. 15 relating to a fourth embodiment of a dispenser according to the invention. Figure 15 is a plan and sectional view taken along the line XV-XV of Figure 14. Figure 16 is an elevation and sectional view along the line XVI-XVI of Figure 17 and shows a sixth embodiment of a dispenser according to the invention. Figure 17 is a plan view in section along the line XVII-XVII of Figure 16.
Figure 18 is an elevational view in section along the line XVIII-XVIII of Figure 19 of a first embodiment of a particular detail of a dispenser according to the invention. Figure 19 is a plan view in section along the line � XIX-XIX of figure 18 of the same detail. FIG. 20 is a view in elevation and in section, taken along line XX-XX of FIG. 21, of a second embodiment of the same detail of the dispenser according to the invention. Figure 21 is a partial plan view, taken along the line XXI-XXI of Figure 20. Figure 22 is a schematic and sectional view in elevation, taken along line XXII-XXII of Figure 23 and represents a cell perfected by fractionation and guide members for the flow of filtrates.
Figure 23 is a plan view taken along line XXIIIXXIII of Figure 22. Figure 24 is a section taken along line XXIV-XXIV of Figure 22. Figure 25 is an elevational view in section of a detail of the cell shown in Figures 22 to 24. Figure 26 is a partial schematic view in section along the line XXVI-XXVI of Figure 27 and shows a first particular embodiment of the means for fixing the filter toike and the support of the latter in a cell of a filter according to the invention. Figure 27 is a side view along the line XXVII-XXVII of Figure 26. Figure 28 is a partial view in section along <EMI ID = 5.1>
second embodiment of a cell of a filter having particular means for fixing the filter cloth and the support of the latter in the cell.
Figure 29 is a side view taken along line XXIXXXIX in Figure 28.
In the various'figures, the same reference numerals designate similar or identical elements.
Although the present invention relates, in its most essential parts, to cell filters in the sense
broadest, it aims more particularly, as a whole, improvements to rotary cell filters whose filtering surfaces must be flat and horizontal during the operations of feeding, filtration
and washing, and in particular such filters, the filter cells of which tilt at the end of the filtration cycle to allow the cake formed on the filter surface to fall, by gravity.
The general principle of such filters is known and has been the subject of several patents such as, for example, French patents 999,442 and in the United States of America 2,684,158.
<EMI ID = 6.1>
tion generally called "cells" which undergo separately, in a discontinuous manner, the successive operations
filtration, washing, various special treatments, unloading of the cake formed on the filtering surface, washing and drying of the cells and the filter cloth. All of these
- various operations are reproduced during each of the cycles of the movement, all the cycles constituting a continuous global process, integrated into a filtration chain.
An example of such a filtration chain is shown schematically in Figure 1, while other details of a corresponding filter have been schematized in Figures 2 and 3.
Such a filter essentially comprises:
a) a rotating frame 300, composed of circular members
310 secured by radial connecting arms 320, carrying cells 200, by means of bearings 230, these members rotating on two series of rollers 410 fixed to the foundations and arranged in two concentric circles, the movement remaining centered by the action centering rollers not shown; b) a motor unit, not shown, which transmits the movement to the rotating frame by a toothed rack, fixed to one of the circular members 310; c) cells for guiding the cells 213 carrying two rollers
211, 212 which run on rails 710-720 attached to a peripheral frame 600; d) distribution troughs 810 and 820, suspended from the frame 600 <EMI ID = 7.1>
to filter and wash liquors; e) a central distributor 100, consisting essentially, on the one hand, of a rotary circular distributor head
111, which comprises cells 118 arranged in a circle, respectively connected to the cells 200 by flexible pipes
216 and which rotates in concert with the frame 300 and the cells 200, and, on the other hand, by a fixed circular collecting base 110 which comprises chambers 114 and compartments 112-113 delimited by radial partitions 120, the rotary head 111 sliding in rotation on the fixed base 110 by means of a sealed flat friction seal 117.
The distribution troughs 810-820, located in correspondence with the partitions 120, delimit successive filtration and washing sectors, the liquids and gases having passed through the filter beds of the cells of each of these sectors being collected separately, each in one of the compartments 112-113, then evacuated by corresponding pipes 108, to separators 160, from where the liquids are discharged through barometric pipes 59, into collection tanks 70, or, as shown in dotted lines in Figure 1,
through pipes 59, to suction pumps 80, the gases
<EMI ID = 8.1>
vacuum fired 90 through a manifold 88-89.
The separators 60 are preferably installed directly under the central part of the filter, under the distributor, so that the discharge pipes 108 from the distributor
100 towards the separators 60 are as short as possible and have as strong an inclination as possible. The barometric discharge height which conditions the flow by gravity of the filtrates, separated from their gas, towards collecting tanks 70, is to be measured from the base level of the separators 60, this requirement therefore determining the level of installation of the filtered.
In known cell filters, the liquids and gases withdrawn through the filter beds of the cells and
the gases formed inside the filters remain mixed and are stirred in a turbulent manner in the generally inadequate flow circuits up to the separators 60, giving rise to significant pressure drops, allowing only reduced flow rates, and generally causing significant cooling and very troublesome crystallizations and incrustations, going so far as to make certain filtrations impracticable.
Furthermore, known filter beds have too high a resistance to the passage of filtrates and gases, therefore only allow relatively reduced filtration capacities per unit of filtering surface and are also poorly suited to intense action washing.
The devices for fixing the filter cloths and beds are generally impractical and of random sealing and encroach on the periphery of the useful filtering surface.
Another filter known from US Pat. No. 3,072,136 differs from the filter shown in Figures 1 to 3 primarily by the construction and arrangement of the distributor.
In fact, this distributor has, in each of the compartments of the collecting part, two subdivisions of which
<EMI ID = 9.1>
A partition wall of reduced height between these two subdivisions allows the gases as well as the overflow of liquid from the first to pass into the: -second. The discharge pipe of the first subdivision drains from it only
- liquid while that of the second must evacuate all the remaining fluids, that is to say all the gases as well as a fraction of liquids comprising:
a) the liquid discharged from the cells by the cells directly above this second subdivision, b) the overflow having overflowed from the first subdivision and c) the splashes and droplets entrained by the gases coming from the latter.
The stirring of the gases with the liquids therefore remains in the second subdivision and throughout its evacuation circuit, only the quantity of liquid involved in this stirring is reduced and encrustations still occur there.
In the filter dispenser according to the invention, .- in particular in the embodiments described below and
<EMI ID = 10.1>
and completely separated from the undissolved gases in the body of the distributor, avoiding stirring causing encrustation in the circuits of the "mixed fluids".
In addition, the improved filter according to the invention allows accelerated flows, short cycles and high rotational speeds greatly reducing or eliminating increments.
<EMI ID = 11.1>
Increased efficiency and more practical operation and allows the application under the best conditions, intense external and internal washing such as those provided in particular in French patents 7,220,473 and British patents 1,376,383.
Figures 4 and 5 show a first embodiment of an improved central collecting distributor 100 according to the invention.
This dispenser has the same main parts
that the conventional distributor described above distributor head 111 comprising as many cells 118 as there are
filter cells, these alveoli receiving, through their
<EMI ID = 12.1>
126 (according to Figures 1 to 3 ") the fluids withdrawn therefrom and discharging them successively through their ends 118 B into the compartments 112-113 and chambers 114 of the collecting base 110, through the friction seal 117. The compartments 112-113 and the chambers 114 together form a circular peripheral trough open upwards, the position of the partition walls 120, which delimit the compartments and chambers with respect to one another, being adjustable in this trough.
By their upward opening, the compartments and chambers each communicate with one or more cells via the ends 118B of the corresponding cells.
The application of motive suction to the interior of the compartments determines suction to the interior of the cells through the cells 118 and the pipes 216.
Conversely, a pressure in a chamber is transmitted by the same route inside the corresponding cells,
The alveoli 118 move above the chambers
114 and 112-113 compartments and each communicate successively with each of these.
The compartments have, preferably in their bottom, all at least one discharge port 109 oriented downwards and
connected to a discharge pipe 59 (figure 1), which is preferably barometric and discharges the liquid into a guard tank 70, at atmospheric pressure from which it overflows or is sucked by a pump 80 (figure 1), by example. to a filtrate storage tank 70.
Alternatively, a pump 80 can suck the liquid under a pressure lower than atmospheric pressure. In each case, the evacuation circuit is set to suck only liquid free of gas phase.
The discharge ports 109 'of the chambers 114 are, by pipes 108', connected to individual sources of suction or pressure of fluids, depending on the operations which it is desired to apply on the cells or in the distributor.
The chambers 114 are completely closed laterally by the inner circular walls 133 A and outer
133 B of the aforementioned trough, as well as by the radial dividing partitions 120. They each communicate downwards with a pipe 108 ′ and upwards with the cells which pass respectively plumb.
The compartments are delimited in the same way and communicate with the discharge pipes and with the cells. However, the inner circular wall 133 A extends only a small height above the maximum level reached by the liquid flowing over the bottom, and leaves above, for the release of gases, wide passages. 131 towards the interior of the distributor.
Radial vertical plates 132 support the inner edge of the sliding surface 117, encroaching only insignificantly on the clearance passages 131 offered to the gases; these passages can also be enlarged depending on the gas flow, while the height of the trough
<EMI ID = 13.1>
As soon as the gas-liquid mixture coming from any one of the cells enters a compartment, the liquid falls by inertia and by gravity, on the bottom of the compartment and then rushes through the discharge port 109, while the gas, immediately subjected to the depression caused by a suction device, are discharged laterally through the passages 131 towards the empty space provided in the central part of the fixed base of the distributor and extended upwards in the circular space free in the rotary head 111, all of these spaces constituting a separating chamber 115 for the liquid droplets entrained by the gases. The inclined bottom 134 of this chamber returns the droplets which are deposited there towards the bottom of the original compartments.
The gases, essentially freed from the entrained droplets, are withdrawn through the orifice 141 in the upper part of the chamber 115.
If necessary, the separation chamber can be divided by partitions 138 into sectors respectively in correspondence with one or a series of successive compartments.
The separator chamber 115 can be sectional, as shown in Figure 4, cylindrical or bulbous and include, if necessary, special forms of partitions.
138, baffles or any other means necessary for the desired reduction of the droplets.
A final additional separator, not shown, external to the distributor can, if necessary, complete the <EMI ID = 14.1>
per suction source being required, unlike the multiple separators 60 of Figure 1 used with a conventional dispenser.
Note that the fine liquid particles, which reach chamber 115 and / or the final separator, only correspond to a negligible fraction of the entering liquids.
dispenser and the crystallizations or encrustations to which they can give rise are therefore minimal, out of proportion with those which can come from all liquids.
The separating chamber 115 can be divided into two or more enclosures isolated from one another and each communicating with a separate source of suction of the gases.
In the example of Figures 4 and 5, two enclosures 115 '
and 115 "separated by a bulkhead 139 communicate by outlet ports 141, 141 'and pipes 116 and 116' with separate sources of suction.
The partition 139 is connected in a sealed manner with the partition 120 which corresponds to it.
The combination of several suction sources with
such separate enclosures make it possible to apply different suction intensities to the different groups of filtering cells in correspondence with the various enclosures, these enclosures being graduated according to the best suitability of each of the filtration and washing phases and in particular allows to 'perform a thorough final drainage of the cake before' discharge, under a suction which does not affect the suction (s) applied to the filtration and washing sectors.
The fixed base 110 is supported, for example, by a column 99. the rotating head 111 forms in its contact with
the base fixes a watertight seal 117 under the effect of gravity and internal depression and is kept centered in its rotation, for example by concentric centering rings 142 and 143, integral with one of the fixed base and the other of the rotating head.
Advantageously, the seal 117 is formed by the contact of a soft resin ring 124 forming the rubbing surface of the rotary head and a metal ring which constitutes the rubbing upper face of the fixed base. The regular wear of the soft resin on the hard metal maintains the good seal.
Instead of being done, as in figure 4, by pipes
116-116 'connected to the orifices 141-141' in the ceiling of the separating chamber, the gas can be withdrawn by pipes passing through the central part of the fixed base and the mouth of which is located inside the separating chamber near the ceiling, as in the case of the embodiment shown in figure 6.
The entrainment of droplets with the gases imposes / in
<EMI ID = 15.1>
of these of the order of 3.5 m / sec. and preferably 3 m / sec., for a liquid viscosity of the order of 2 centipoise, corresponding to a minimum passage section Sp of 0.6 dm2 and
preferably 0.75 dm2 per m2 of active filtering surface, these figures being able to vary according to the viscosity. The section of passage offered to the ascending current at the bottom of the separating chamber, Se, according to arrow 136, must be at least 0.8 dm2 and preferably 1.25 dm2 and the orifices of
outlet 141-141 'of 0.15 dm2 and preferably 0.25 dm2, the
everything per m2 of filtering surface.
For filtration at very strong or very low flow rates
of gas, the above current values of the passage sections would be increased or decreased in relation to these flow rates.
The partitions 120 and 139 are of adjustable position in correspondence with the division of the various sectors that the operator wants to reserve for the filtration of successive liquids.
Figures 18 and 21 show, by way of example, two forms
of realization of the adjustable partitions.
In FIGS. 18 and 19, each partition comprises two half-partitions 120A and 120B assembled by a bolt 120C with inclined faces, which by its tightening presses the two half-partitions 120A and 120B against the walls 133A and 133B of the trough.
In the embodiment shown in Figures 20 and 21, recesses 120 F allow the partitions to slide on rails 120 D, the partitions being wedged on these rails by pressure screws 120 E.
The partitions 139 can for example pivot around a vertical central shaft 137 and be fixed by any conventional means, bolts or pins for example.
The final drying of the cake at the end of the cycle before its discharge can be achieved by the action of one of the chambers
114 connected to a separate suction device sucking a large flow of air through a special droplet separator, reserving the separating chamber for flow rates
of relatively weak gases from the actual filtrations.
The direct withdrawal, through this particular separator - of the air having passed through the cake already disgorged of its liquid - no longer risks causing encrustation
which the present invention aims to avoid.
Some other variant embodiments of the new dispenser according to the invention are described below in their essential characteristics which differentiate them from the first embodiment shown in Figures 4 and 5.
In a second form, shown schematically in Figures 6 and 7, the rotary assembly 111, 118, 124 is integral with the upper part of the separating chamber 115 which rotates with it, while the lower part of the latter constitutes the central part. fixed base 110, the gas suction is
<EMI ID = 16.1>
the mouth is near the ceiling of the separator chamber.
In a third form, shown schematically in Figures 8, 9,
10 and 11, the movable part 111 with the cells 118, rotates between two friction joints 117 and 117 ', between the fixed separating chamber 115 and the fixed base 110 with the compartments and chambers. The cells have two outlets, one 118 A upwards for the gases, towards the separating chamber, and the other 118 B, downwards, for the liquids, towards the compartments and chambers of the fixed base.
<EMI ID = 17.1>
mainly in the cells, to be then perfect in the separating chamber. The slippery face of it
is open above the compartments but is closed above the chambers 114 and 114 '.
The rotating part has a core 125 to which spokes 126 terminate and which rotates around a central pivot 127 of the fixed base 110.
In a fourth embodiment, shown schematically in Figures 12 and 13, the sliding seal 117 is truncated.
- Nic and .the rotary head 111 rotates, with its cells 118, around a conical surface of the fixed base 110, provided with openings in correspondence with the chambers 114 and 114 'and. compartments 112-113, in which the fluids enter laterally, the gases are released upwards, and the liquids flow through the orifices 109 and 109 'at the bottom.
The fixed separator chamber 115 surmounts the fixed base
110 and becomes one with it. The rotary head 111 turns on a raceway 121: -
In a fifth variant, shown schematically in Figures 14 and
15, the rotary head 111 rotates around the assembly formed by the fixed base 110 and the separating chamber 115 ,. by sliding on a vertical cylindrical friction surface 117, and by rolling on rollers 121 while being guided by centering rollers 122.
In a sixth variant, shown schematically in Figures 16 and
17, the separating chamber 115 and the rotary head 111 form a single assembly which rotates by sliding on a horizontal annular seal 117 forming contact with the fixed base 110.
Unlike the previous variants, the sliding seal has no opening for the passage of fluids from the moving part to the fixed part. Cells 118 are located all around the bottom of the rotating assembly, gases escalate upward into the separator chamber portion and liquids fall into the base compartments, while 'chambers 114 and 114' form elbow conduits passing through the fixed base and, in communication with the orifices_118 by seals 129, making the contact on the cylindrical friction surface. By way of example, these seals are made of resin and applied against the cells by compressed air pockets 130, as shown in FIG. 11, or by similar means, such as springs, not shown.
The essential advantages of the new type of dispenser according to the invention which may be called a "dispenser-separator" are as follows, compared to conventional dispensers:
1) it practically or at least eliminates, in the most
more serious, greatly reduced, encrustations, both in the distributor itself and in the pipes and devices located downstream in the filtrate circuits;
2) it eliminates from the filtration installation,
Multiple internal separators with their complex network of connecting pipes to the distributor and the vacuum circuit;
<EMI ID = 18.1>
compared to the classic case where external separators are installed under the center of the filter;
4) it greatly reduces or suppresses the formation of foam caused by turbulent gas mixtures
<EMI ID = 19.1>
and the best flows of. fluids;
5) It can greatly reduce and standardize the
pressure drops in the filtrate and vacuum circuits, resulting in better use of the vacuum.
The new type of distributor-separator, according to the invention, can be applied to any cell filter, whether these are fixed or mobile / following a rotational or translational movement.
Another improvement according to the invention, which
can be applied to cell filters in combination
or not with the distributor-separator described above, relates to means which ensure rapid flow and evacuation of the filtrates and the gases withdrawn from the cells.
The improved trapezoidal cell 200 is shown schematically in Figures 22, 23, 24. It comprises a bottom 201 with at least two inclined planes, preferably 4 [deg.] To 8 [deg.] Relative to the horizontal, to a drainage channel 203 extending
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inclined from 1 [deg.] to 4 [deg.] towards a mouthpiece 204 connected to a pipe
216 for the outlet and discharge of gases and liquids to the distributor.
This channel is provided with members for guiding, fractionating and distributing des.fluides, advantageously constituted by deflector plates 205 arranged in the top of the channel and
<EMI ID = 21.1>
in the canal, along its entire length, and guiding the fluids towards the mouth.
According to the invention, the total section of the passage through the array of platelets is equal to 1.5 to 6 times, preferably 1.5 to 3 times, the minimum section of the mouth
204, which is proportional to the filtering surface of the cell and atx flow rates. fluids characteristic of the filter
<EMI ID = 22.1>
The advantages of platelets are most marked for current filtrations when they have an inclination of
2 to 20 [deg.], Preferably 3 to 12 [deg.], With respect to the horizontal plane, the extreme plate opposite the mouthpiece extending up to
20 [deg.] Or even 30 [deg.].
The inclinations are the strongest for the flows
of the most important fluids.
As an alternative to platelets, the fractionation and distribution of fluids can be obtained, however with generally less favorable effects, by a channel cap pierced with a series of calibrated orifices staggered over its length and increasing in section, from the mouth 204. Such a variant has not however been shown.
Advantageously, the fractionation carried out at the entrance to the channel 203 is extended throughout the space between the
cell bottom and the filter bed by ribs 206 substantially perpendicular to the channel / which divide this space
in flow compartments, these ribs also serving as support for the filter bed.
Each plate 205 is connected by its upper edge to one of the ribs 206, the assembly, formed by the plates and the ribs, produces, for the flow of fluids, a series of parallel channels in which the same suction is created. motor which extends to under the filter cloth. The number of platelets is advantageously between 1.5
and 10, preferably 2 to 4 per running meter of channel length,
<EMI ID = 23.1>
The ribs provided between two ribs connected to the plates may be perforated.
Figures 22, 23, 24 show a tilting cell provided with a shaft 220 and bearings 230, but the invention also applies to non-tilting filter cells.
The invention also relates to improvements in the attachment of the filter cloth and its support, in particular in tilting cell filter cells, such as
<EMI ID = 24.1>
Figures 26 and 27 show a first embodiment of such fixing means according to which the edge
207A of the canvas 207 is folded against the side wall 200A, the canvas 207 and support 208 assembly is pressed at the bottom of the cell against the ribs 206 - and against peripheral shoulders 200B by a set of bars 242 having two divergent longitudinal wings the free longitudinal edges of which have projections 242A and 242B.
These bars 242 are combined with a set of U-shaped profiles 241 of great stiffness, applied horizontally against
the outer face of the wall 200A.
The bars 242 are arranged on the inside face of the wall
200A in correspondence with the edge of the fabric and the outer profiles 241. The edge 207A is clamped between the bar 242; on the one hand, and the wall 220A and the profile 241, on the other hand, by two gaskets of rubber or similar material 245A and
245B, the sealing being easily obtained by the linear support of the longitudinal projections 242A and 242B of the bars 242 pressing the joints and fabrics against the stiff sections 241.
The mutual pressing of all this assembly is obtained for example by bolts 243 spaced 20 to 40 cm apart, introduced by the inner face of the edge of the cell and screwed through the bars, the joints 245 A and 245 B of the wall
200 A and a 241 profile in a nut fixed to the latter,
This arrangement allows easy and quick replacement of the canvas requiring only the handling of a reduced number of bolt shanks 243.
The free longitudinal edges of the bars 242 have
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207 and the support 208 to apply the latter in a stationary position against the shoulder 200 B extending over the
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against ribs 206 extending transversely at the bottom of cells 200.
<EMI ID = 27.1>
very slightly protrusion inside the cell, encroach very little on the filtering surface, allow the suction created in the cell to draw fluids more evenly and efficiently along the perimeter of the cell, thereby improving the washing efficiency of the marginal fringe of the cake, reduce its final humidity and promote
the net fall of the cake all around when the cell turns over.