Brevet FR2138713A1 — publié le 19730105

La présente invention a pour objet un filtre rotatif qui en général s'applique à toutes sortes de dispositifs, fonc tionnant en milieu poussiereux, où ltair provenant d'une atmosphère poussiéreuse doit passer par des ouvertures plutôt fines dans un élément fonctionnel et où les ouvertures susvisées risquent de se boucher si l'on ne prend pas de précautions spéciales pour s'opposer à de telles obstructinns. Plus spécialement un pareil filtre d'air, rotatif, s'applique par exemple à des groupes de refroidissement, tels qu'entre autres des installations de refroidissement, servant à refroidir les moteurs à explosion et à combustion, des installations de refroidissement, servant à refroidir l'huile industriellement utilisée pour faire fonctionner des équipements oléohydrauliques. On peut voir une application de l'invention dans les moissonneuses, par exemple dans les moissonneuses-batteuses puisque ces machines travaillent toujours en atmosphère très poussiéreuse puisque la moisson ne peut se faire efficacement que si les fruits de la terre sont bien m & s et bien secs, ce qui implique que pendant le travail il est déplacé dans les environs de la machine une quantité considérable de poussière, de balles et de petits bouts de paille, qui, si l'on ne prend aucune précaution pour les éliminer, bouchent les passages libres entre les éléments de refroidissement du groupe de refroidissement ou le radiateur (ainsi appelé) du moteur et/ou le refroidisseur d'huile. Ainsi la chaleur ne s'évacue pas et le moteur se surchauffe. Afin que dans une telle atmosphère poussiereuse, le filtre d'air puisse fonctionner d'une manière efficace, on a déjà proposé de monter devant le groupe de refroidissement de tels filtres d'air, rotatifs, parce qu'un filtre d'air, stationnaire, serait très rapidement bouché par les grosses particules de poussières, flottant dans l'air tout autour de la machine et telles que par exemple des balles, de petits bouts de paille et éléments analogues. Dans de tels filtres d'air, on a souvent prévu des dispositions qui permettent de s'opposer à toute aspiration d'air à un endroit déterminé du filtre de sorte que les particules de poussières et autres éléments analogues aspirés peuvent revenir du filtre pour se rendre à cet endroit. Tous ces dispositifs bien connus ont toutefois comme inconvénient principal que de grosses particules de poussières comme par exemple des balles et/ou de petits bouts de paille peuvent encore arriver dans le filtre et être aspirés dans la direction du groupe refroidisseur parce que le grand problème à résoudre dans pareils filtres d'air, rotatifs,est de-réaliser une étanchéité parfaite entre le chapeau pare-poussière rotatif et la partie fixe du support en face duquel est monté le chapeau pare-poussière rotatif. L'invention a pour objet un filtre rotatif, à savoir un chapeau pare-poussière servant à maintenir exempt de poussière l'air de refroidissement qui doit passer par le groupe de refroidissement d'un moteur ou d'un équipement hydraulique, ladite invention permettant en ordre principal d'éliminer totalement l'inconvénient précité des dispositifs rotatifs de filtrage bien connus tout en obtenant le refroidissement optimal tandis qu'un tel filtre peut être confectionné à un prix exceptionnellement bas à cause de la simplicité de sa construction. L'originalité du filtre d'air, rotatif, conforme à l'invention et présentant les caractéristiques précitées ainsi que bien d'autres encore3 réside en ordre principal dans le fait qu'entre le bord libre périphérique du panier de filtre et la partie fixe le long de laquelle ce panier de filtre tourne on a conservé une fente ouverte, tandis que le ventilateur qui déplace l'air de refroidissement à travers le groupe de refroidissement est placé devant la fente ouverte précitée, cela de telle manière que cette fente se trouve du côté où l'air est refoulé sous pression par le ventilateur précité. Afin de mieux montrer les caractéristiques de l'invention, on a montré ci-après en se référant aux dessins ci-annexés quelques formes d'exécution de l'invention, ayant reçu la préfé- I rence, celles-ci étant uniquement données à titre d'exemple et n'ayant en aucune manière un caractère restrictif quelconque. La figure 1, montre en coupe axiale le montage schématique d'un filtre d'air rotatif, conforme à l'invention et placé en face d'un groupe de refroidissement à moteur ainsi que d'une commande d'un tel filtre d'air. la figure 2, une vue suivant la flèche F2 de la f-gurclf; la figure 3, reproduit à plus grande échelle et plus en détail la partie indiquée sur la figure l par F3; la figure 4 est une vue avec coupe partielle, suivant la ligne IV-IV de la figure 3; j la figure 5, montre à plus grande échelle la partie indiquée dans la figure 3 par F5; la figure 6, montre à plus grande échelle la partie indiquée par F6 à la figure 3; la figure 7, est une coupe passant par la ligne VII VII dans la figure 3; la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII dans la figure 3 la figure 9 reproduit à plus grande échelle la partie indiquée par F9 à la figure 3;; la figure 10, est une coupe (semblable à celle de la figure 3) d'un filtre d'air rotatif suivant une variante de l'in vention. Les figures 1 et 2 représentent d'une manière schémati que un groupe de refroidissement 1 à travers lequel s'écoule le fluide de refroidissement du moteur 2. Suivant la présente inven tion, ce groupe de refroidissement est fixé par exemple au moyen de boulons ou d'éléments analogues respectivement 5-6 (schémati quement représentés) à une boîte 3 elle-même fixée au bâti de la machine 4. Cette bofte 3, dans laquelle le groupe de refroidisse ment 1 est de préférence suspendu par des blocs de caoutchouc 7 pour éviter que d'éventuelles déformations de la bote soient transmises au groupe 1 de refroidissement, forme de cette manière un tout fermé dans lequel il est prévu à l'avant une ouverture t circulaire 8, limitée par un collet 9. Dans la boite 3 précitée, il est fixé des supports dans le présent cas, au nombre de trois respectivement désignés par les chiffres 10-11 et 12 auxquels est relié un arbre 13 immobile, situé à peu près au milieu du groupe de refroidissement 1 et diri gé perpendiculairement à celui-ci. Sur cet axe 13, il est monté de manière à ne pouvoir se déplacer axialement et par l'intermédiaire de roulements à billes respectivement 14-15, le moyeu 16 d'un ventilateur 17, dont le diamètre extérieur formé par les extrémités libres des ailettes 18 est de préférence quelque peu plus grand que le diamètre de l'ou verture 8, pratiquée dans la boîte 3 précitée et qui est placé sur l'axe 13 de manière à se trouver devant l'ouverture précitée 8 de la boîte 3, c'est-à-dire en d'autres mots à l'extérieur de la boite 3. Sur le moyeu précité 16, il est encore fixé une poulie 19 susceptible d'être commandée par une courroie trapézoidale 20 par exemple. Autour du ventilateur précité 17, est placé un anneau 21 dont les bords latéraux sont repliés (22 et 23) afin de donner à cet anneau une robustesse suffisante. Le diamètre de l'anneau 21 est choisi de telle manière qu'un des bords, dans le présent cas, le bord 22, se place devant l'ouverture 8 de la boite 3 et plus spécialement dans le collet 9,précité de sorte que de cette manière, l'anneau 21 recouvre l'ouverture 8 de la boîte 3 tandis qu'entre cet anneau et le collet 9 qui délimite l'ouverture 8 i précitée, il est conservé une fente 24 de forme circulaire. t Dans ce cas, l'anneau 21 précité est fixé sur des rais ou organes analogues 25, qui à leur autre extrémité sont reliés à des brides, respectivement 26 et 27, à leur tour fixées à un moyeu 28 qui au moyen de paliers à billes, respectivement 29 et 30 est monté sur l'axe précité 13 de manière à pouvoir tourner librement sans pouvoir toutefois se déplacer axialement. A la périphérie de l'anneau 21 il est fixé un anneau conique 31, par exemple par une soudure par points, tandis que le bord libre de cet anneau 31 est replié vers l'avant afin de former, comme on va le montrer dans le texte qui suit un bord de centrage 32 pour le panier de filtre. proprement dit ou chapeau pare-poussière 33. Ce dernier est en ordre principal formé par une partie cylindrique 34 qui, sur toutesa surface, est pourvue de perfora tions et dont le bord libre 35, dirigé vers l'arrière, est replié et peut coopérer avec l'espace précité formé par la partie repliée 32 de l'anneau conique 31. Au bord (dirigé vers l'arrière) de la partie cylindrique 34 il est relié une plaque de fond 36 qui à un endroit déterminé est pourvue d'un ou plusieurs renfoncements circulaires 37 afin de donner à cette plaque 36 une robustesse déterminée,celle-ci présentant un trou central 38- et étant prolongée dans ce trou vers l'intérieur par une partie conique 39. il va sans dire que le panier de filtre précité ou pare-poussière 33 sera réalisé en une ou plusieurs pièces et que dans ce dernier cas, les différentes pièces peuvent être reliées l'une à l'autre de toute manière appropriée par exemple par rivetage, soudage par points. L'extrémité, ayant le plus petit diamètre de. la partie conique 39 dirigée vers l'intérieur est par exemple fixée au moyen de boulons appropriés 40 à une bride 41 qui elle-même est fixée à l'arbre 43 par l'intermédiaire d'un palier à billes 42 de manière à pouvoir tourner librement. Cet arbre présente à une extrémité une partie filetée 44, qui peut coopérer avec une partie filetée 45, disposée axialement à l'extrémité de l'arbre précité 13, tandis que l'autre extrémité de cet arbre 43 est pourvue d'un volant à main 46. Enfin, il est fixé sur l'arbre précité 13, entre les brides précitées 27 et 41 et par l'intermédiaire d'étriers, respectivement 47-48 un support 49 auquel sont soudées deux paires de barres ou éléments analogues, respectivement 50 et 51. Ces barres sont, à leur autre extrémité, reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une plaque 52 qui présente une partie 53, pliée vers le haut, tandis que les plaques 52-53 sont respectivement placées en face d'une partie en segment de la pièce cylindrique 34 et de la paroi avant 36 du panier de filtre ou du chapeau pare-poussière 33. A une extrémité il est fixé à la plaque 53 une bande de matériau 54, dirigée vers la plaque 36 et se terminant à faible distance de cette dernière. Dans une autre forme d'exécution, une telle bande 54 peut être formée par une brosse qui se pose contre la paroi intérieure de la plaque 36 mais cela est à éviter si possible puisque de cette manière il est engendré un contact mécanique. Le fonctionnement de cette disposition,telle qu'elle a été décrite ci-avant,est très simple et peut s'expliquer comme suit. Le ventilateur 17 précité est actionné d'une manière continue par l'intermédiaire de la courroie 20 précitée ,tandis que le chapeau pare-poussière 33 est actionné d'une manière continue par l'intermédiaire d'une courroie 55 qui passe sur l'anneau 21 précité. Il s'ensuit donc que d'une manière connue de grands bouts de paille tels que des balles, des bouts de paille ou matériaux analogues qui arrivent contre le panier de filtre à l'endroit ou se trouvent les plaques précitées 52 et 53 reviennent détachés du panier 33 parce qu'à cet endroit il ne se produit aucune aspiration. Grâce à la présence de la bande 54 précitée, on obtient un tourbillonnement d'air accessoire qui a pour conséquence que les petits bouts précités se détachent encore mieux dudit panier. Comme on le sait,ces particules de poussières ou matériaux analogues peuvent encore être également libérés du panier 3 de filtre par le fait du mouvement de rotation même de ce panier, cela parce que la poussière a ainsi moins de chances de passer à travers les perforations et également parce que les particules de poussières et matériaux analogues qui arrivent contre le chapeau pare-poussières 33 sont soumises à une force centrifuge qui aide à les évacuer. C'est également pour cette raison que la partie 39 du panier n'avait pas été perforée,car à cet endroit la force centrifuge est trop faible pour éloigner du panier les particules de poussières. En donnant une forme conique à cette partie 39,on arrive encore à ce résultat que l'air affluant à l'intérieur est dirigé d'une manière appropriée vers le groupe de refroidissement 1 tandis que la fixation du chapeau pare-poussières 33, et plus spécialement le volant à main 46 peut être placé à un endroit bien protégé. Toutefois le but de la présente invention est de réaliser sans aucun contact mécanique une liaison étanche entre le panier de filtre 33 rotatif et la partie fixe de la machine, dans le présent cas, la boîte 3, cela sans qu'il y ait une possibilité quelconque que la poussière ou autres matériaux quelconques puissent pénétrer dans le filtre. A cette fin, le ventilateur 17 est placé devant la fente cylindrique 24 forméeentre le bord replié 22 de l'anneau 21 et le collet 9 de la boîte 3, de telle manière que la fente se trouve dans la zone où l'air est refoulé sous SOUS I pression par le ventilateur, de sorte qu'à cet endroit la pous- sière et tous autres matériaux analogues ~,nt toujours maintenus à l'extérieur de l'installation. En plaçant le ventilateur devant le groupe de refroidissement,on arrive à ce résultat que le ventilateur provoque des tourbillons devant l'arête antérieure du groupe de refroidissement, ce qui empêche également ce dernier de se boucher. Le montage et le démontage d'un tel élément de filtre est très simple puisqu'il suffit de dévisser complètement au moyen du volant à main 46, l'arbre 43 précité, après quoi le panier de filtre 33 peut être entevee Au remontage le bord de posltinne- ent 23 et le be-r de eentrage 32 de l'anneau 31 permettent de remettre exactement en place le panier de filtre avec son bord replié 35, sans que cette opération présente la moindre difficulté, Les figures 1 et 2 représentent encore la commande d'un tel filtre de poussières. A cette fin, les courroies 20 et 55 coopèrent avec les poulies 56-57 fixées sur un arbre 58.Par l'in- térmédiaire de paliers appropriés, ce dernier arbre qui peut tourner est monté dans des boites respectivement 59 et 60 passant à travers des ouvertures ovales respectivement 61, 62, prévues à cette fin dans les parois de la boite 3, tandis qu'en face de ces rainures 6l, 62 il est disposé sur les boites 59 et 60, des plaques d'étanchéité respectivement 63, 64 qui, par le moyen de res- i sorts, respectivement 65 et 66,sont constamment pressés contre la paroi intéressée de la boite 3. Il est en outre fixé sur l'arbre 58 une poulie 67, qui par l'intermédiaire d'une courroie 68 est reliée à une poulie 69 qui elle-même est actionnée par le moteur 2.Les boites 59 et 60 sont finalement reliées au moyen de ressorts, respectivement 70 et 71, à une partie fixe de la machine afin de tendre ainsi constamment les courroies 20-55 et 68 et ceci, sans que les ouvertures 61 et 62 soient libérées, de telle manière qu a cet endroit il ne se produise aucune perte de pression ou presque aucune. Dans une variante d'exécution telle que celle représenie à la figure 10, le chapeau pare-poussière 33 est actionné par l'air de refroidissement lui-même qui est aspiré par le ventilateur 17 à travers le panier de filtre 33. A cette fin,il est monté sur l'axe 13 (qui dans ce cas est construit d'une autre manière que celui représenté dans l'exemple précédent) par l'intermédiaire d'un palier 72, un ventilateur 73 dont les ailettes 74 sont d'une manière appropriée reliées à la paroi cylindrique 34 du panier de filtre. Il est clair que, si de l'air est aspiré à travers le panier de filtre par le fait que le ventilateur 17 tourne, cet air prend lui-même un mouvement de rotation du fait que l'air aspiré exerce une action sur les ailettes 74 du ventilateur 73.Dans ce cas, tout comme dans l'exemple précédent,il se forme entre le panier de filtre 33 proprement dit et la boite ou organe 3 analogue, une fente cylindrique 24, qui se trouve du coté où l'air est refoulé sous pression par le ventilateur 17. On obtient ainsi un filtre d'air que l'air aspiré dégazasse de grosses particules de poussières telles que par exemple des balles, petits bouts de paille et matériaux analogues et dans lequel l'étanchéité peut être obtenue sans devoir recourir à aucun contact mécanique, de sorte qu'il ne se produit aucune perte par frottement ou par usure. L'invention ne se limite nullement aux formes d'exécution décrites ci-dessus et illustrées dans les dessins ciannexés. Un tel filtre de poussières peut être réalisé en toutes formes et dimensions sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS l.- Filtre d'air rotatif d'un type dans lequel un panier de filtre est monté de manière à pouvoir tourner, carac térisé par le fait qu'entre le bord périphérique libre du panier de filtre et la partie immobile le long de laquelle ce panier tourne, il est conservé une fente ouverte, tandis que le ventila teur,qui déplace à travers le filtre d'air l'air à filtrer est placé devant la fente ouverte précitée, cela de telle manière que celle-ci se trouve du côté où l'air est refoulé sous pression par le ventilateur précité. 2.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le panier de filtre est monté devant un groupe de refroidissement de manière à pouvoir tourner et qu'entre le bord libre périphérique du panier de filtre et la par tie immobile le long de laquelle ce panier tourne il est conservé une fente ouverte, tandis que le ventilateur qui déplace l'air de refroidissement à travers le groupe de refroidissement est placé devant ladite fente, de telle manière que cette fente se trouve du côté où l'air est refoulé sous pression par le venti lateur précité. 3.- Filtre d'air. rotatif, selon la revendication 2, dans lequel le ventilateur est placé devant le groupe de refroi dissement de telle manière que celui-ci se trouve du côté où l'air est refoulé sous pression par le ventilateur précité. t 4.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le groupe de refroidissement est suspendu dans une boîte étanche à la poussière et reliée au bâti de la machine ou à un élément analogue, dans lequel il est placé des supports qui soutiennent l'arbre rotatif du panier de filtre précité, tandis que dans la paroi avant de cette boite et concentriquement à l'axe précité, il est prévu une ouverture cylindrique limitée par un collet périphérique. 5.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'arbre rotatif précité est placé horizontalement devant le groupe de refroidissement, l'axe longi tudinal de cet arbre étant dirigé perpendiculairement par rapport audit groupe de refroidissement. 6.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, devant le groupe de refroidissement précité et devant l'ouverture cylin drique pratiquée dans la boite précitée, il est placé un ventilateur monté sur l'arbre rotatif précité de manière à pouvoir tourner librement. 7.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le moyeu du ventilateur précité présente, pour la commande du ventilateur, une partie réalisée sous la forme d'une poulie. 8.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur des ailettes du ventilateur précité est de préférence plus grand que le diamètre de l'ouverture cylindrique pratiquée dans la boite précitée. 9.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre, de poussières proprement dit ou chapeau pare-poussières est formé en ordre principal par un panier pourvu de perforations et monté sur l'arbre rotatif précité de manière à pouvoir tourner librement, à savoir par un panier dont le bord libre périphérique se place sans toucher celui-ci, dans le collet qui limite l'ouverture cylindrique, pratiquée dans la boite précitée. 10.- Filtre à air rotatif, selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le filtre de poussières proprement dit ou chapeau pare-poussières se compose de deux parties principales à savoir d'une première partie annulaire, non perforée, placée autour du ventilateur précité et dont un bord latéral se place dans le collet précité, ainsi que d'une deuxième partie pressée contre la première et formée par une paroi cylindrique perforée et un fond au moins partiellement perforé. 11.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la première p-*tie annulaire, non perforée, précitée est formée par un anneau dont les deux bords latéraux sont repliés, cet anneau portant une saillie ou anneau conique dont le bord libre est plié vers l'avant tandis que cet ensemble est monté sur l'arbre rotatif précité, de manière à pouvoir tourner librement. 12.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'une partie du chapeau pare-poussière est réalisée sous la forme d'une surface de roulement pour courroie de commande. 13.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'extrémité libre de la paroi cylindrique de la deuxième partie précitée du chapeau pare-pous- 'sière est repliée et peut coopérer avec le bord replié avant de la saillie conique de la première partie précitée du chapeau pare-poussière. 14.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la deuxième partie du chapeau parepoussière est montée sur l'arbre rotatif précité, de manière à pouvoir être enlevé et à pouvoir tourner librement. 15.- Filtre d'air rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre de poussières proprement dit ou chapeau pare-poussière est relié aux ailettes d'un deuxième ventilateur, monté sur l'arbre rotatif précité, devant le premier ventilateur, cela de manière à pouvoir tourner librement. 16.- Filtre d'air. rotatif, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'arbre rotatif du panier précité de filtre est relié aux supports précités de manière à être immobile. 17.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu une plaque ou organe analogue, en face des parties perforées du filtre de poussières et à l'intérieur de l'installation, cela dans l'étendue d'un angle déterminé, une plaque reliée à l'arbre rotatif immobile précité tandis qu'au moins sur la partie (située en face du fond du chapeau pare-poussières) de cette plaque il est prévu une bande ou saillie, radiale qui est diri- gée vers le fond précité mais ne le touche pas. 18.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la commande du ventilateur précité et éventuellement du chapeau parepoussières s'effectue par l'intermédiaire d'une transmission par courroie en V à partir d'un arbre placé dans la boite précitée et passé à travers les.ouvertures ovales. 19.- Filtre d'air rotatif, selon la revendication 18, caractérisé par le fait que l'arbre précité est monté dans des boites, déplaçables aans les ouvertures ovales précitées, tandis que sur ces boîtes il est fixé une plaque, susceptible de se déplacer axialement et poussée par la pression d'un ressort contre l'ouverture intéressée, afin de fermer cette ouverture d'une manière parfaitement étanche. 20.- Filtre d'air rotatif, selon l'une quelconque des revendications 18 ou 19, caractérisé par le fait que, sous l'action des ressorts, l'arbre précité est continuellement retiré de l'arbre rotatif du panier de filtre afin de maintenir constamment sous tension la courroie d'entraînement.