FR2635989A1 - Centrifugal filter with a drum and with automatic unclogging (decaking) and ejection - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a continuous centrifugal filter having a drum with automatic unclogging (decaking) and ejection, comprising a perforated drum 2 driven in rotation about a horizontal shaft, this drum including, in succession, a frustoconical divergent input wall 5 and then a perforated cylindrical portion 6, then, on the side of the output of the solid matter, a frustoconical output wall 7 and, inside the drum 2, a rotor 8 which includes members 16 in contact with the internal surface of the cylindrical perforated portion 6, this internal rotor 8 being driven in rotation in the same direction as the external drum 2 but at a slightly greater speed. This filter is characterised in that the frustoconical output wall 7 is convergent towards the downstream, that is to say towards the outlet of the solid waste.

Description

La présente invention eoneerne un filtre eerltlifugr à tambour. à ddcolmstage et éjection automatiques. destiné à débourber des liquides comportant peu de matières sèches en sus pension tels que jus de presses continues eaux usées lisier etc. The present invention provides a drum filter filter. with automatic ddcolmstage and ejection. intended for settling liquids containing little dry matter in addition to board such as juice from continuous presses wastewater slurry etc.

On connait déjà des filtres centrifuges à tambour à action continue qui sont destinés à séparer les consti tuants de mstières hétérogènes, se présentant sous forme li- quide. solide ou pâteuse et plus particulièrment à séparer certaines particules solides en suspension dans une masse liquide ou pâteuse. par exemple pour la séparation des grap-pes de raisin du vin résiduel. du son de la moutarde etc. Un tel filtre centrifuge est décrit. par exemple. dans le bre vet FR-9F33.611. There are already known centrifugal filters with continuous action which are intended to separate the constituents of heterogeneous materials, appearing in liquid form. solid or pasty and more particularly to separate certain solid particles suspended in a liquid or pasty mass. for example for the separation of grape buns from residual wine. mustard bran etc. Such a centrifugal filter is described. for example. in bre vet FR-9F33.611.

Un tel filtre centrifuge continu comprend un tambour rotatif ajouré dans lequel on introduit la masse de matière dont les constituants doivent être séparés. et qui doit tre soumise à la centrifugation. Cette masse de matière est introduite dans le tambour à travers la petite base d'une paroi tronconique d'entrée divergente (dans le sens de l'écoulement de la matière). raccordée elle même à une paroi cylindrique ajourée. laquelle peut se prolonger. du coté de la sortie des matières solides. par une paroi tronconique divergente. Dans la partie cylindrique ajourée le liquide est forcé vers l'extérieur à travers les ouvertures, sous l'effet de la force centrifuge. et ce liquide est recueilli et évacué par une goulotte de sortie. les résidus solides. Such a continuous centrifugal filter comprises a perforated rotary drum into which the mass of material is introduced, the constituents of which must be separated. and which must be subjected to centrifugation. This mass of material is introduced into the drum through the small base of a frustoconical wall of divergent entry (in the direction of flow of the material). itself connected to an openwork cylindrical wall. which can be extended. on the side of the solids outlet. by a divergent frustoconical wall. In the perforated cylindrical part the liquid is forced outward through the openings, under the effect of centrifugal force. and this liquid is collected and discharged through an outlet chute. solid residues.

quant à eux. sortent du filtre et sont projetés à ]'exté- rieur le long du bord constituant la grande base de la paroi tronconique divergente de sortie.as far as they are concerned. exit the filter and are projected outside along the edge constituting the large base of the divergent frustoconical outlet wall.

A l'intérieur du tambour est logé un rotor solidaire d'un arbre coaxial à 1 arbre creux d'entraînement du tambour et qui comporte des organes en contact avec la surface in terne de la partie ajourée cylindrique Ce rotor interne est entrainé en rotation dans le même sens que Ic tambour externe mais à une vitesse légèrement supérieure si bien que Ica orgunco du rotor ont un mouvement relatif Gr rapport à la partie ajourée cylindrique. dans le sens de la rotation de celle ci. Inside the drum is housed a rotor integral with a shaft coaxial with 1 hollow shaft driving the drum and which comprises members in contact with the internal surface of the cylindrical perforated part. This internal rotor is driven in rotation in the same direction as Ic external drum but at a slightly higher speed so that Ica orgunco of the rotor have a relative movement Gr compared to the cylindrical perforated part. in the direction of rotation of this one.

La présente invention concerne des perfectionnements apportés h ce type de filtre dans le but d'améliorer son efficacité et de permettre son emploi avec des matières très diverses et notamment du lisier. The present invention relates to improvements made to this type of filter in order to improve its efficiency and to allow its use with very diverse materials and in particular slurry.

A cet effet ce filtre centrifuge continu à tambour. For this purpose this continuous centrifugal drum filter.

à décolmatage et éjection automatiques, comprenant un tambour ajouré entrainé en rotation autour d'un axe horizontal.with automatic unclogging and ejection, comprising an openwork drum driven in rotation about a horizontal axis.

ce tambour comportant successivement dans le sens de l'écoulement de la matière à filtrer. une paroi tronconique d'entrée divergente b travers la petite base de laquelle est introduite la matière à filtrer. puis une partie eylintriquc ajourée, et du côté de la sortie des matières solides, une paroi tronconique de sortie et. à l'tntérieur du tambour. un rotor solidaire d'un arbre coaxial à l'arbre creux d'n- trainement du tambour et qui comporte des organes différents et adaptés cn contact avec la surface interne de la partie ajourée cylindrique. ce rotor interne étant entrainé en rotation dans le me me sens que le tambour externe mais à une vitesse légèrement supérieure. est caractérisé en ce que la paroi tronconique de sortie est convergente vers l aval. this drum comprising successively in the direction of flow of the material to be filtered. a tapered inlet wall diverging through the small base from which the material to be filtered is introduced. then an openworked part, and on the side of the solids outlet, a frustoconical outlet wall and. inside the drum. a rotor secured to a shaft coaxial with the hollow shaft for driving the drum and which comprises different members adapted to contact with the internal surface of the cylindrical perforated part. this internal rotor being rotated in the same way as the external drum but at a slightly higher speed. is characterized in that the frustoconical outlet wall converges downstream.

c' est-à-dire vers la sortie des déchets solides. that is to say towards the exit of solid waste.

Suivant une caractéristique complémentaire de lin- vention une vis d'Archimède conique peut être logée dans la paroi tronconique de sortie convergente et être solidaire de l'cntrainement du rotor interne. According to an additional characteristic of the invention, a conical Archimedes screw can be housed in the frustoconical wall of converging outlet and be integral with the drive of the internal rotor.

Le filtre suivent l'invention offro l'avantage que,' du fait que la paroi tronconique de sortie est convergente et contient éventuellement une vis d'Archimède conique, la matière solide restant à l'intérieur du tambour, à la sortie de la partie ajourée cylindrique, est freinée dans son écoulement, ce qui contribue à retenir plus longtemps la matière à filtrer dans la partie ajourée cylindrique où elle est soumise à la centrifugation et par conséquent à améliorer l'efficacité de la filtration.  The filter according to the invention offers the advantage that, owing to the fact that the frustoconical outlet wall is convergent and possibly contains a conical Archimedean screw, the solid material remaining inside the drum, at the outlet of the part perforated cylindrical, is braked in its flow, which helps to retain longer the material to be filtered in the cylindrical perforated part where it is subjected to centrifugation and therefore to improve the efficiency of filtration.

On décrira ci-nprès. à titre d' exemple non limita- tif. une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel I
La figure 1 est une vue en coupe axiale et verticale d'un filtre à tambour à décolmatage et éjection automatiques suivant l'invention.We will describe below. by way of nonlimiting example. an embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawing in which I
Figure 1 is an axial and vertical sectional view of a drum filter with automatic unclogging and ejection according to the invention.

La figure 2 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 1I-II de la figure 1. Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line 11I-II of Figure 1.

Le filtre suivant l'invention comprend à l'intérieur d'une enceinte 1 un tambour 2 d axe horizontal, solidaire d'un arbre creux 2a s'étendant à l'extérieur de l'enceinte 1 où il est solidaire d'une cloche coaxiale 3. Lc tambour 2 est entraîné en rotation par un moteur 4, par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement approprié par exemple un dispositif de transmission à courroies entre le moteur 4 et la cloche externe 3. The filter according to the invention comprises, inside an enclosure 1, a drum 2 of horizontal axis, integral with a hollow shaft 2a extending outside of the enclosure 1 where it is integral with a bell. coaxial 3. The drum 2 is driven in rotation by a motor 4, by means of a suitable coupling device, for example a belt transmission device between the motor 4 and the external bell 3.

Le tambour 2 a une forme générale cylindroconique et il comprend successivement. de la gauche vers la droite, c'est-à-dire dans le sens d'écoulement du liquide chargé à filtrer, une paroi tronconique divergente 5. ajourée ou non. The drum 2 has a generally cylindroconical shape and it comprises successively. from left to right, that is to say in the direction of flow of the charged liquid to be filtered, a divergent frustoconical wall 5. perforated or not.

suivie d'une partie centrale cylindrique ajourée 6 et enfin.followed by a perforated cylindrical central part 6 and finally.

d'une paroi tronconique 7 convergeant vers la sortie des déchets solides. La partie cylindrique 6 est constituée par une tôle très finement ajourée, ce qui permet de supprimer la toile filtrante utilisée habituellement dans les appareils connus antérieurement.of a frustoconical wall 7 converging towards the outlet of solid waste. The cylindrical part 6 is constituted by a very finely perforated sheet, which makes it possible to eliminate the filter cloth usually used in previously known devices.

A l'intérieur du tambour 2 est logé un rotor 8 so-- lidaire d'un arbre 9 s'étendant intérieurement à l'arbre creux 2a du tambour 2. Cet arbre 9 est entraîné. à son ex trématé gauche. par un motoréducteur 11 situé à l'intérieur d'une enceinte elle-même entrainée en rotation, par l'intermédiaire d'un autre mécanisme d'entrainement. dans le même sens que le tambour 2. L'arbre 9 est donc entrainé à une vitesse supérieure à celle du tambour 2. Des dispositifs extérieurs appropriés peuvent alors permettre de modifier la vitesse différentielle durant le fonctionnement en continu de la machine.  Inside the drum 2 is housed a rotor 8 integral with a shaft 9 extending internally to the hollow shaft 2a of the drum 2. This shaft 9 is driven. to his left ex-tremat. by a geared motor 11 located inside an enclosure itself driven in rotation, by means of another drive mechanism. in the same direction as the drum 2. The shaft 9 is therefore driven at a speed higher than that of the drum 2. Appropriate external devices can then make it possible to modify the differential speed during the continuous operation of the machine.

Le rotor 8 comprend deux parties, à savoir une partie amont 12, considérée dans le sens de l'écoulement du liquide chargé de la gauche vers la droite, laquelle forme un dispositif de décolmatage automatique. et une partie aval 13 constituée par une vis d'Archimède conique. logée dans la paroi tronconique de sortie convergente 7 et constituant un dispositif d'évacuation des boues. Toutefois cette vis d'Ar chimède 13 qui sert essentiellement à retenir la matière en aval et à freiner par conséquent son écoulement de la gauche vers la droite. n'est pas indispensable. The rotor 8 comprises two parts, namely an upstream part 12, considered in the direction of flow of the charged liquid from the left to the right, which forms an automatic unclogging device. and a downstream part 13 constituted by a conical Archimedes screw. housed in the frustoconical converging outlet wall 7 and constituting a sludge removal device. However, this screw of Ar chimède 13 which essentially serves to retain the material downstream and consequently to slow its flow from the left to the right. is not essential.

Le dispositif de décolmatage 12 comporte deux ensembles transversaux de bras radiaux 14, parallèles les uns aux autres. et entre lesquels s'étendent des rompes 15 sur chacune desquelles est montée une succession d'organes eentri- fugés 16. Chaque succession d'organes 16, montés sur une même rampe 15. s'étend sur toute la longueur de la pâtie cylindrique ajourée 6. Chaque organe 16 peut être articulé autour de la rampe associée 15. constituée par un arbre longitudinal s'étendant entre deux bras radiaux parallèles 14. Chacun de ces organes peut avoir n'importe quelle forme conventionnelle et notamment il peut être profilé sous la forme d'une petite aile marine. en toutes matières (pl asti- que. acier, inoxydable). The unclogging device 12 comprises two transverse sets of radial arms 14, parallel to each other. and between which extend ruptures 15 on each of which is mounted a succession of centrifugal organs 16. Each succession of organs 16, mounted on the same ramp 15. extends over the entire length of the perforated cylindrical pulley 6. Each member 16 can be articulated around the associated ramp 15. constituted by a longitudinal shaft extending between two parallel radial arms 14. Each of these members can have any conventional shape and in particular it can be profiled under the shape of a small marine wing. in all materials (plastic, steel, stainless).

Le liquide chargé à débourber est introduit dans le filtre suivant l'invention par un tube d' entrée 17 raccordé à la paroi verticale gauche de l'enceinte 1 et débouchant à l'intérieur de cette dernière en un point correspondent à la partie la plus haute de la petite base de la paroi tronconique divergente 5. A l'intérieur de cette partie 5 est disposé un déflecteur transversal 18, plan ou tronconique, dont le bord circulaire est distant de la paroi tronconique 5 de manière à laisser. à la périphérie. un passage annulaire pour le liquide chargé. Ce déflecteur 18 qui est de préférence légèrement conique avec une conicité dirigée vers l'extérieur. c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 1.  The liquid charged with settling is introduced into the filter according to the invention by an inlet tube 17 connected to the left vertical wall of the enclosure 1 and emerging inside the latter at a point corresponding to the most high of the small base of the divergent frustoconical wall 5. Inside this part 5 is disposed a transverse deflector 18, flat or frustoconical, whose circular edge is distant from the frustoconical wall 5 so as to leave. on the outskirts. an annular passage for the charged liquid. This deflector 18 which is preferably slightly conical with a taper directed towards the outside. i.e. to the left in Figure 1.

est solidaire de la paroi tronconique divergente 5. par l'intermédiaire de bras 19 reliés à un moyeu central 21. is integral with the divergent frustoconical wall 5. by means of arms 19 connected to a central hub 21.

On décrirn maintenant i e fonct i onnemcnt dtB Itnpy reil qui vient d'être décrit. We now describe the function i onnemcnt dtB Itnpy reil which has just been described.

Le liquide chargé à débourber est introduit dans le tambour 2 en s'écoulant dans le tube d'entrée 17 Le liquide pénètre alors dans le tambour 2 en s'écoulant à travers la petite base de la paroi tronconique divergente 5. il vient frapper le déflecteur 18 entraîné en rotation et il est centrifugé par celui-ci. Par conséquent le liquide chargé de corps solides forme. sous l'effet de la force centrifuge. The liquid charged with settling is introduced into the drum 2 by flowing into the inlet tube 17 The liquid then enters the drum 2 by flowing through the small base of the divergent frustoconical wall 5. it strikes the deflector 18 driven in rotation and it is centrifuged by it. Consequently the liquid charged with solid bodies forms. under the effect of centrifugal force.

une couche qui est représentée en hachures sur la figure l et qui s'étend sur toute la surface interne de la paroi tronconique divergente 5. Cette couche pénètre ensuite dans la partie cylindrique ajourée 6 du tambour 2 avec une dpais- seur qui peut atteindre plusieurs centimètres en raison du seuil formé par la paroi tronconique convergente de sortie 7. Cette épaisseur. multipliée par une faible accélération centrifuge (50 à 1009), permet d'obtenir un débit consid- rable du liquide extrait.Le liquide s écoule, sous l'effet de la force centrifuge. à travers un tamis filtrant éventuel logé à l'intérieur de la partie cylindrique perforée 6 et il est recueilli dans la partie inférieure de l'enceinte l-h partir de laquelle il s'écoule à travers une goulotte de sortie 22.a layer which is shown in hatched lines in FIG. 1 and which extends over the entire internal surface of the divergent frustoconical wall 5. This layer then enters the perforated cylindrical part 6 of the drum 2 with a thickness which can reach several centimeters due to the threshold formed by the converging frustoconical outlet wall 7. This thickness. multiplied by a low centrifugal acceleration (50 to 1009), makes it possible to obtain a considerable flow rate of the extracted liquid. The liquid flows, under the effect of centrifugal force. through a possible filter screen housed inside the perforated cylindrical part 6 and it is collected in the lower part of the enclosure l-h from which it flows through an outlet chute 22.

Du fait que le rotor interne 8 est entraîné à une vitesse V2 un peu supérieure à celle V1 du tambour 2. dans le même sens, les organes 16 avancent lentement sur la face interne de la partie cylindrique ajourée 6. en étant maintenus au contact de celle-ci sous l'effet de la force centrifuge. Ces organes 16 décollent ainsi les boues lourdes du tamis filtrant tandis que les boues légères restent à la surface du liquide la plus proche de l'axe du tambour. Cette rupture de Frottement, due à l'action des organes 16, jointe à la poussée développée dans la paroi tronconique d'entrée 5, permet aux boues lourdes de progresser lentement vers l'extrémité droite de la partie ajourée cylindrique 6. Because the internal rotor 8 is driven at a speed V2 slightly higher than that V1 of the drum 2. in the same direction, the members 16 advance slowly on the internal face of the perforated cylindrical part 6. while being kept in contact with this under the effect of centrifugal force. These members 16 thus take off the heavy sludge from the filter screen while the light sludge remains on the surface of the liquid closest to the axis of the drum. This friction break, due to the action of the organs 16, joined to the thrust developed in the frustoconical inlet wall 5, allows the heavy sludge to progress slowly towards the right end of the cylindrical perforated part 6.

Les boues lourdes et légères se présentent alors devant la ou les pales de la vis d'Archimède 13 et cette dernière les fait remonter lentement le long de la paroi tronconique convergente de sortie 7. Au cours de ce moWlve- ment ces boues sont égouttées sous l'effet de la force centrifuge. Les boues ainsi égouttées sont alors projetées dans un capot de déchets 23 situé à l'extrémité droite de I 'n- ceinte 1. et ce sous l'effet de bras radiaux de sortie 24 du tambour 2. Ces bras radiaux peuvent s'étendre entre une partie tronconique divergente 25, de faible extension longitudinale. prolongeant la partie tronconique convergente 7, et un moyeu central 26 porté par l'arbre 9.  The heavy and light sludge is then presented in front of the blade or blades of the Archimedes screw 13 and the latter causes them to rise slowly along the converging frustoconical outlet wall 7. During this movement, this sludge is drained under the effect of centrifugal force. The sludge thus drained is then projected into a waste hood 23 located at the right end of the enclosure 1. This is effected by the output radial arms 24 of the drum 2. These radial arms can extend between a divergent frustoconical part 25, of small longitudinal extension. extending the converging frustoconical part 7, and a central hub 26 carried by the shaft 9.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1.- riltre centrifuge continu à tambour, h décolmatage et éjection automatiques, comprenant un tambour ajotiré (2) entraîné en rotation autour d'un axe horizontal, ce tambour comportant successivement, dans le sens de l'écoulcment de la matière à filtrer, une paroi tronconique d entrée divergente (5) à travers la petite base de laquelle est introduite la matière à filtrer, puis une partie cylindrique ajourée (6). et. du rôté de la sortie des matières solides, une paroi tronconique de sortie (7) et, à l'intérieur du tambour (2), un rotor (B) solidaire d'un arbre (9) coaxial à l'arbre d'entraînement du tambour (2) et qui comporte des organes en contact avec la surface interne de la partie ajourée cylindrique (6), ce rotor interne (8) étant entraîné en rotation dans le même sens que le tambour externe (2) mais à une vitesse légèrement supérieure, caractérisé en ce que la paroi tronconique de sortie (7) est convergente vers l'aval, c' est-à-dire vers la sortie des déchets solides. 1.- continuous centrifugal drum drum, automatic unclogging and ejection, comprising an adjuvanted drum (2) driven in rotation about a horizontal axis, this drum comprising successively, in the direction of flow of the material to be filtered, a frustoconical wall of divergent entry (5) through the small base from which the material to be filtered is introduced, then a perforated cylindrical part (6). and. from the side of the solids outlet, a frustoconical outlet wall (7) and, inside the drum (2), a rotor (B) secured to a shaft (9) coaxial with the drive shaft of the drum (2) and which comprises members in contact with the internal surface of the cylindrical perforated part (6), this internal rotor (8) being rotated in the same direction as the external drum (2) but at a speed slightly higher, characterized in that the frustoconical outlet wall (7) converges downstream, that is to say towards the outlet of solid waste. 2.- Filtre suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'une vis d'Archimède conique (13) est logée dans la paroi tronconique de sortie convergente (7) et est solidaire du rotor interne (8). 2.- Filter according to claim 1 characterized in that a conical Archimedean screw (13) is housed in the frustoconical wall of converging outlet (7) and is integral with the internal rotor (8). 3.- Filtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qui comporte un dispositif de décolmatage (12) comprenant deux ensembles de bras radiaux (14) entre lesquels s'étendent des rampes (15) sur chacune desquelles est montée une succession d'organes centrifugés (16) s'étendant sur toute la longueur de la partie cylindrique ajourée (6). 3.- Filter according to any one of the preceding claims, characterized in which comprises an unclogging device (12) comprising two sets of radial arms (14) between which extend ramps (15) on each of which is mounted a succession centrifugal members (16) extending over the entire length of the perforated cylindrical part (6). 4.- Filtre suivant la revendication 3 caractérisé en ce que chaque organe (16) est articulé autour de la rampe associée (15) constituée par un arbre longitudinal s'étendant entre deux bras radiaux parallèles (14). 4.- Filter according to claim 3 characterized in that each member (16) is articulated around the associated ramp (15) constituted by a longitudinal shaft extending between two parallel radial arms (14). 5.- Filtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un tube (17) d'entrée du liquide chargé à débourber raccordé à une paroi verticale d'une enceinte (1) contenant l'ensemble rototif et débouchant à l'intérieur de cette dernière en un point correspondant à la partie la plus haute de la petite base de la paroi tronconique d'entrée divergente (5). 5.- Filter according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a tube (17) for entering the liquid charged with settling connected to a vertical wall of an enclosure (1) containing the rotary assembly and emerging inside the latter at a point corresponding to the highest part of the small base of the frustoconical wall of divergent entry (5). 6.- Filtre suivant la revendication 5 caractérisé en ce qu'un déflecteur transversal (18), plan ou tronconique, est disposé à l'intérieur de la paroi tronconique d'entrée divergente (5) et son bord circulaire est distant de cotte paroi tronconique (5) de manière à laisser. à la périphérie, un passage annulaire pour le liquide cIarqê. ce déflecteur (18) étant solidaire de la paroi tronconique d'entrée divergente (5). 6.- Filter according to claim 5 characterized in that a transverse deflector (18), plan or frustoconical, is disposed inside the frustoconical wall of divergent inlet (5) and its circular edge is distant from the wall frustoconical (5) so as to leave. at the periphery, an annular passage for the liquid cIarqê. this deflector (18) being integral with the tapered divergent inlet wall (5). 7.- Filtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi tronconique de sortie convergente (7) est prolongée par une paroi tronconique divergente (25), de faible extension longitudi nale et dans laquelle sont logés des bras radiaux de sortie (24).  7.- Filter according to any one of the preceding claims, characterized in that the frustoconical converging outlet wall (7) is extended by a diverging frustoconical wall (25), of small longitudinal extension and in which are housed radial arms of outlet (24).