Brevet FR2173829A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne la protection des dispositifs qui traitent des fluides, par exemple des pompes, contre les matières contaminantes transportées par les fluides, et elle concerne plus particulièrement la filtration. Elle est particulièrement utile pour les dispositifs d'alimentation en carburant des aéronefs, pour la protection de la pompe principale de carburant, et supprime la nécessité d'un réservoir destiné a' contenir les impuretés piégées du carburant. Plus précisément, l'invention concerne dispositif, par exemple un dispositif d'limentation en carburant d'un aé- ronef, assurant la protection continue des appareils, par exemple des pompes, contre l'action nuisible des impuretés, qui ne nécessite pas de réservoir pour contenir les impuretés piégées, ni le remplacement d'un élément de filtra tion et qui assure une perte,de#c.harge constante. L'invention concerne un élément de filtration tournant de façon continue et recoupant les passages d'entrée et d'évacuation de l'appareillage de traitement de fluide, par exemple d'une pompe,à protéger. Les particules d'impuretés du fluide passent de l'entrée à la sortie de l'appareil protégé sans que les particules ne passent dans l'appareil. Du fait de la rotation du milieu de filtration, les particules sont retirées du fluide pénétrant dans l'appareil et entraSnées ensuite, en sens inverse, par le fluide quittant l'appareil. Le filtre rotatif continu est de préférence disposé entre l'étage centrifuge et étage à engrenage à haute pression de la pompe d'un dispositif d'alimentation en carburant d'un aéronef à réacteur. Le filtre est de préférence entrafné par une prise mécanique de la pompe. Lorsqu'une partie localisée-du milieu de filtration retire les impuretés du fluide circulant dans un sens, une autre partie localisée du milieu de filtration est lavée par le fluide circulant en sens inverse, et simultanément, le milieu de filtration tourne de manière à faire avancer progressivement les parties contaminées de l'airWde lavage, en faisant passer des parties propres dans la zone de filtration. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma d'un dispositif selon ltin- vention, montrant le filtre rotatif disposé entre l'étage centrifuge et étage à engrenage à haute pression d'un dispositif d'alimentation en carburant d'un réacteur ; la figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation assurant l'entratnement du filtre rotatif, dans un dispositif d'alimentation en carburant tel que représenté sur la figure 1 la figure 3 est une coupe verticale d'un filtre rotatif selon l'invention ; et la figure 4 est une coupe transversale du filtre suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Sur la figure 1, la référence 10 désigne un dispositif de traitement de fluide selon l'invention. Dans le dispositif 10, un carburéacteur provenant d'un réservoir 11 parvient à une pompe 12 comportant un étage centrifuge 13 et un étage à engrenage 14 ou à haute pression. Le filtre rotatif continu 15 de l'invention est disposé entre l'étage 13 et l'étage 14 de la pompe 12, le carburant passant de l'étage 13 à l'entrée 16 du filtre 15, circulant dans le filtre puis dans l'étage 14 à partir duquel il passe dans le côté 17 de sortie de l'ensemble 15, qui est opposé à l'entrée 16. Le fluide traverse à nouveau le filtre 15, dans le sens opposé à celui du premier passage, et parvient à l'appareillage 18 de commande dlécoule- ment puis à l'injecteur 19 du réacteur. La figure 1 montre clairement que le filtre 15 retire les impuretés du carburant près à pénétrer dans l'étage 14 de la pompe, et les réintroduit dans le carburant quittant cet étage. Comme le montre la figure 2, la pompe 12, y compris les deux étages, est entratnée par une prise 20 d'énergie du réacteur (non représenté) et le filtre rotatif 15 est lui-même entratné par une prise 21 de l'étage 14. La prise 21 comprend un pignon externe 22 coopérant directement avec l'étage 14 et entratuant à son tour un pignon 23 à denture interne associé à un arbre 24 du filtre 15. Comme le montrent clairement les figures 3 et 4, le filtre rotatif 15 comprend un bottier 25 de forme générale circulaire comprenant deux moitiés coopérantes 26 et 27 en forme de coupelles, qui sont associées par des boulons 28. La moitié 26 comprend un moyeu central 28 dont l'extrémité fermée se trouve en face d'un moyeu central 29 de la moitié 27, le moyeu 29 ayant une extrémité ouverte. Les moyeux 28 et 29 portent des paliers 30 assurant le montage de l'arbre rotatif 24. Cet arbre est associé de façon étanche à la face ouverte du moyeu 29 par un joint 31. L'arbre 24 comporte une partie 32 de grand diamètre sur laquelle est fixé un disque 33 formant filtre rotatif, radial à l'arbre dans la partie centrale a'une chambre circulaire 34 formée par le bottier 25. Le disque 33 est réalisé comme représenté par deux plaques 35 d'extrémité comportant chacune une série de trous circulaires 36. Des éléments tubulaires 38 relient ces trous et maintiennent l'ensemble. Ces éléments tubulaires comprennent des milieux de filtration tels que des rondelles de toile métallique empilées. Ces rondelle Xeuvent être de plus'en plus fines de l'entrée à la sortie des tubes 38 (du haut en bas sur la figure 3).Le disque 33 est sous forme dtu- ne plaque ou dtun tambour cylindrique ayant des faces planes d'extrémité et une périphérie circulaire dont le diamètre est inférieur à celui du boîtier 25, si bien que le disque est disposé librement dans la chambre 34. Les plaques 35 peuvent entre en métal, en matière plastique rigide ou analogue, les 36 trous formant une série circulaire/entourant la partie centrale 32 et une partie périphérique pleine est disposée entre les plaques. La série de trous 36 comprend des rangées circulaires en face des milieux 37 de filtration. La moitié 26 comporte des saillies 39 et 40 tournées vers l'extérieur et taraudées, de part et d'autre du moyeu 28. La moitié 27 a des saillies taraudées analogues 41 et 42 tournées vers 11 extérieur, la saillie 41 se trouvant en face de la saillie 39 et la saillie 42 en face de la saillie 40. Chaque moitié 26 et 27 comporte un flasque cylindrique 43 dirigé vers l'intérieur en face de chaque saillie 39-42 et dépassant en coopérant de façon étroite avec les faces du disque 33. Les flasques 43 comportent une gorge externe dans laquelle se loge un joint torique 44. Des anneaux rigides cylindriques 45 dtétanchéité entourent les flasques 43 et assurent l'étanchéité contre les joints toriques 44. Des ressorts 46 placés entre les moitiés du boîtier et ces anneaux 45, par exemple des rondelles ondulées, repoussent les anneaux 45 contre les faces du disque 33. La série de trous 36 du disque 33 a une largeur radiale égale ou inférieure au diamètre interne des anneaux 45, si bien que ceux-ci dépassent des rangées de trous comme représenté sur la figure 5. Les flasques 43 et les amneaw: 45 coopèrent de manière à délimiter des zones localisées dans lesquelles se trouvent les trous 36, au voisinage du passage 16 d'entrée et du passage 17 de sortie, comme représenté sur la figure 1. Ainsi, comme le montre la figure 3, la saillie 39 communique avec une zone circulaire à l'intérieur du flasque 43 et le fluide pénétrant par cette saillie traverse cette zone localisée, par les trous 36 placés en face, puis sort dans une zone analogue de l'autre c8té du disque 33, en communication avec la saillie 41.. De manière analogue, la saillie 42 débouche dans une zone localisée de l'autre côté du bottier et communique avec un anneau localisé de trou diamétralement opposé au trou correspondant à l'entrée, et ces trous débouchent dans la saillie 40. Sur la figure 4, la zone localisée de trous 36 placés en face de l'entrée 16 porte la référence 47, alors que la zone localisée disposée en face de l'orifice 17 porte la référence 48. Il faut cependant noter que lorsque le disque 33 est entratné par arbre 24, les trous 36 passent successivement en face des zones 47 et 48 et le. fluide circulant par l'entrée 16 est filtré, les impuretés étant-retenues par la matière 38 du filtre dans les trous. Seul du carburant propre et filtré peut pénétrer dans l'étage 14 de la pompe. Le carburant sortant de l'étage 14 de la pompe pénètre dans le passage 17 et revient dans le filtre 33 en sens opposé à celui de son premier passage. Il assure ainsi le nettoyage de la. matière 38 du filtre et retire les impuretés.-les parties propres du filtre reviennent à 11 entrée 16. La description qui précède montre que le disque 33 tourne constamment et place des parties propres à l'entrée, les parties contaminées étant nettoyées simultanément. Toutes les impuretés sont réintroduites dans le fluide préalablement filtré, et l'élément de filtration ne se bouche jamais et ne crée pas de perte de charge variable dans le filtre. Comme le disque 33 tourne constamment, les particules de glace ou de givre qui ont tendance à se former sont brisées et travaillées de manière qu'elles ne bouchent pas 11 entrée. Ce travail sur les particules de glace a tendance à les faire fondre, et si certaines des particules atteignent sortie du filtre, elles en sont entratnées par le carburant sous pression élevée provenant de l'étage à engrenage de la pompe. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'a titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1.. Filtre comportant un circuit de dérivation des im pureté s, caractérisé en ce qu il comprend un ponduit ayant une entrée et une sortie destinées à coopérer respectivement avec une entrée et une sortie d'un dispositif, un bottier comportant un premier passage d'écoulement dans le conduit en amont de l'entrée dudit dispositif et un second passage d'écoulement dans le conduit au-delà de la sortie dudit dispositif, un élément rotatif de filtration logé dans le bottier, recevant le fluide circulant dans un sens par le premier passage et destiné à retirer les impuretés du fluide, ledit élément recevant en sens opposé le fluide circulant dans le second passage du bottier, ce fluide étant destiné à entratner les impuretés, et un dispositif d'entratnement en rotation de l'élément de filtration logé dans le bottier, destiné à exposer simultanément des zones propres du filtre au premier passage d'écoulement et des zones contaminées au second passage. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif associé à l'entrée et à la sortie du conduit est un ensemble de pompage comprenant une première pompe placée dans ledit conduit et recevant le fluide provenant de l'entrée et une seconde pompe placée dans le conduit, recevant le fluide de la première pompe et l'évacuant à la sortie, l'élément de filtration étant sous forme d'un disque, ledit filtre étant destiné à retirer les impuretés du fluide dirigé vers la seconde pompe et à les introduire dans le second courant provenant de la seconde pompe, le filtre comprenant de plus un dispositif d'étanchéité placé dans chaque passage dXécoulementt agissant sur le disque de manière à délimiter le courant à travers le disque aux zones localisées successives du disque exposées au trajet d'écoulement. 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité comprend des anneaux repoussés contre les deux faces du disque. 4. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque formant filtre est un ensemble composite comprenant des éléments tubulaires contenant des matières de filtra tion. 5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que les matières de filtration sont des rondelles de toile mé- tallique empilées, de plus en plus fines depuis l'entrée vers la sortie. 6. Application d'un filtre selon l'une quelconque des revendications précédentes à un dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comprend une pompe entratnée par le moteur et ayant un étage centrifuge et un étage à engrenage sous pression élevée, un conduit ayant une entrée destinée au passage du carburant dirigé vers l'étage centrifuge et une sortie recevant le carburant de l'étage à engrenage, un filtre ayant un bottier comprenant un premier passage d'écoulement entre lté- tage centrifuge et étage à engrenage et recevant le carburant de l'étage centrifuge dans un sens .en évacuant le carburant vers l'étage à engrenage, et un second passage dtécoule- ment recevant le carburant en sens opposé de l'étage à engrenage, dirigé vers la sortie du conduit, un élément rotatif de filtration logé dans leyboStier et entratné par l'étage à engrenage, ledit élément présentant des zones propres de filtration au fluide pénétrant dans l'étage à engrenage et présentant simultanément des zones c~ontaminées au refoulement de l'étage à engrenage dont le fluide nettoie l'élément de filtration. 7. Application selon la revendication 6, caractérisée en ce que ltélément de filtration est monté à rotation dans le bottier et est associé à l'étage à engrenage de manière à tourner avec lui en exposant successivement des zones localisées au premier passage puis au second passage, les impuretés du carburant à basse pression provenant de l'étage centrifuge étant retirées du carburant destiné à pénétrer dans l'étage à engrenage, les impuretés étant simultanément réintroduites par le filtre dans le carburant à pression élevée fourni par l'étage d engrenage qui est ainsi protégé des impuretés qui ne s'accumulent pas dans le filtre. 8. Application selon la revendication 7, caractérisée en ce que le bottier du filtre comprend des flasques cylin driques retournés vers l'intérieur/sur les deux c8tés de l'ensemble de filtration et des joints circulaires entourant les flasques et coopérant avec l'ensemble de filtration de manière à délimiter des zones entrée et de sortie.