Brevet FR2238518A1 — publié le 19750221

La présente invention concerne un élément filtrant comportant une cage cylindrique perforée d'orifices sur laquelle est logé, à la partie extérieure un corps constitué par un fil enroulé en hélice à spires jointives soudé aux extrémités à la cage cylindrique obturée aux deux extrémités par deux bouchons immobilisés par des moyens appropriés. Un tel élément filtrant est destiné à la filtration des fluides, notamment des gaz sous pression et plus spécialement de l'oxygène sous forte pression. On connatt déjà de tels éléments filtrants qui présentent toutefois certains inconvénients. Les éléments filtrants connus de ce type ne peuvent que difficilement résister à des pertes de charge s'élevant jusqu'à 3#o bars, égales à la pression totale du circuit lors du colmatage complet de l'élément. Or; une telle résistance est une condition de sécurité essentielle dans une instal-- lation d'alimentation en oxygène. La construction de ces éléments filtrants connus à partir de fils enroulés sur une cage cylindrique perforée est compliquée. Les passages de filtration ménagés pour laisser circuler le fluide à filtrer en retenant les impuretés sont irréguliers, ce qui cause une filtration insatisfaisante. La préparation préliminaire du fil enroulé en hélice par tissage ou par enroulement d'un premier fil sur un second est difficile et onéreuse. La présente invention a pour but de pallier tous ces inconvénients en proposant un élément filtrant de ce type caractérisé en ce que le fil constituant le corps filtrant est pourvu de bossages transversaux présentant du côté opposé au fil des are tes de manière que des passages de filtration, en communication, d'un coté, avec les orifices de la cage cylindrique et, de l'autre coté, avec l'extérieur de l'élément filtrant, soient ménagés entre les spires jointives par les bossages transversaux. Un tel élément filtrant présente de nombreux avantages,. En effet, la construction de l'élément filtrant selon l'invention est des plus sinoples. Le fil à enrouler est préparé à sa forme d'utilisation par un simple façonnage tel que moletage, formage à chaud, extrusion, etc. L'enroulement sur le corps cylindrique et le soudage des extrémités sont des opérations très simples et courantes. La dimension des passages de filtration est facilement calculable à partir de données constantes et connues, car elle ne dépend pas des conditions fortuites de l'enroule ment du fil sur la cage cylindrique. Elle est constante pour un me me filtre, pour le me motif, ce qui fournit un appareil à performances de filtration constantes en tous ses points, donc à filtration dans des conditions optimales. L'élément filtrant suivant la présente invention présente la meilleure fiabilité de résistance à des pressions élevées, même à colmatage complet. En effet, il se compose d'éléments solides et la pression différentielle appliquée directemvent au fil est retransmise à la cage cylindrique, principal organe de résistance de l'élément filtrant, Il est donc spécialement approprié à l'utilisation sur une installation industrielle et plus spécialement d'oxygène. L'invention sera bien comprise d'après la description de deux formes d'exécution préférées, mais non limitatives, ainsi que le dessin annexé dont La figure 1 est une vue schématique partielle, moitié en élévation, moitié en coupe axiale d'une forme d'exécution préférée d'un élément filtrant suivant la présente invention. La figure 2 est une vue schématique en élévation, à plus grande échelle, de trois spires adjacentes du fil constituant le corps filtrant. La figure 3 est une vue schématique en coupe selon la ligne 111-111 de la figure 2. La figure 4 est une vue schématique en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue schématique analogue à celle de la figure 4 suivant une seconde forme d'exécution préférée du fil constituant un corps filtrant selon la présente invention. La figure 6 est une demi-vue en coupe axiale partielle d'une variante d'exécution du mode de fixation du fil à ltextrémité. L'élément filtrant suivant la présente invention et la figure 1 comporte une cage cylindrique 1 perforée, par exemple en to le, constituant le support de résistance de l'élément filtrant formant cartouche. Ce cylindre, ouvert aux deux extrémités, est obturé au montage par deux bouchons 2 immobilisés par des moyens appro#priés tels quss par exemple, une tige 3 filetée aux extrémités pour recevoir des écrous 4 de serrage. L'un des bouchons 2 est pourvu d'un orifice de sortie du fluide à filtrer qui passe àstravers un corps filtrant 9. Ce corps filtrant, retenant les impuretés entrai nées par le fluide à filtrer, est constitué selon la présente invention par un fil à bossa ges5 enroulé en hélice à spires jointives, ménageant des passages de filtration 7 entre ces spires par lesquels le fluide à filtrer peut passer, tandis que les grains dtimpuretés sont retenus dans ces passages. Le fil à bossages5 cons tituant le corps filtrant de la cartouche est soudé à ses extrémités, à la cage cylindrique 1 par des soudures 6. La surface extérieure de la cage cylindri que 1 est entièrement recouverte par les spires jointives du fil à bossages5. Suivant une première forme d'exécution de la présente inven tion et la figure 3, le fil à bossage 5 constituant le corps filtrant présente une section carrée délimitée par des arêtes 11, 12,13, 14 et des faces planes 15, 16, 17, 18. Ce fil porte également de place en place, à intervalles réguliers (figure 2), des bossages transversaux 8.Chaque bossage 8 de section trian gulaire est relié aux faces 15, 16, 17, 18 par sa base et présente, du coté opposé à cette base, des arêtes 21, 22, 23, 24 réunies deux à deux par des faces inclinées 25, 26, 27, 28, formant ainsi un octogone en coupe transver sale Tel quton le remarque sur la figure 3, deux spires jointives du fil à bossage 5 ne peuvent jamais se toucher par deux arêtes telles que 21 et 23 par exemple, car la surface de contact étant trop réduite, les spires glissent sur les faces du bossage triangulaire et elles viennent se placer comme fi guré.Du fait que deux arêtes telles que 21 et 23 viennent en contact avec deux faces planes en regard telles que 17 et 15, un passage de filtration v de seuil de filtration constant égal à la hauteur des bossages triangulaires 8, est toujours ménagé entre deux spires jointives du fil à bossages 5. Ce pas sage de filtration 7 est en communication d'une part avec les orifices 31 de la cage perforée I et, d'autre part, . du côté opposé, avec ltextérieur, tel que montré par les flèches 32 sur la figure 4. Ces passages de filtration 7 constituent des canaux par lesquels passe le fluide à filtrer et qui retiennent les grains d'impuretés Il est à remarquer que, quelle que soit la distance, dans le sens axial du fil 5, entre deux bossages triangulaires 8, la somme des lar geurs de deux passages de filtration 7 successifs dans ce même sens est constante, car suivant la position relative de ces bossages, si l'une des lar geurs augmente, l'autre diminue d'autant. De ce fait, la résistance de passage à travers le filtre est facile à déterminer. Elle ne dépend pas de la manière dont le fil a été placé sur la cage cylindrique 1 mais uniquement des dimension du fil et des bossages, du nombre de spires, etc... On obtient aisément un fil à bossages 5 du type de celui qui vient d'être décrit, en partant d'un fil normal à section circulaire, en le faisant passer entre deux paires de molettes placées deux à deux, face à face, les deux paires ayant leurs axes placés à 90 . Pour donner au fil la section carrée, on effectue quatre moletages à 900. Les molettes portent également l'empreinte des bossages 8 que le fil doit porter tel que décrit. On peut également obtenir le fil à bossages 5 par tout autre procédé de façonnage, par exemple par formage à chaud ou extrusion sur machine spéciale d'un fil en matière plastique. Le fil 5 peut avoir une section droite quelconque, autre que carrée. Les bossages 8 peuvent avoir également une forme trapézoidale ou semicirculaire. Suivant une seconde forme d'exécution illustrée sur la figure 5, on peut obtenir un élément filtrant selon la présente invention en enroulant parallèlement sur la cage cylindrique 1 perforée un fil à bossages 5 tel que déjà décrit et un fil normal 33 de section circulaire adjacente. On obtient ainsi alternativement des spires jointives du fil à bossages 5 et du fil rond 33 se touchant par des arêtes 21, 23 pour ménager également des passages de filtration 7. Dans la variante d'exécution représentée sur la figure 6, la partie extrê me du fil à bossages 5 peut ê tre maintenue par soudure des spires extrêmes entre elles et enveloppée par une coupelle annulaire 34 recouvrant une partie de ces-spires. Cette coupelle 34 à section droite en U, chevauche à la fois la cage perforée 1 et les spires jointives du fil 5 et maintient ces dernières sur la cage. REVENDICATIONS 1. - Elément filtrant comportant une cage cylindrique perforée d'orifices sur laquelle est logé, à la partie extérieure, un corps filtrant constitué par un fil enroulé en hélice à spires jointives soudé aux extrémités à la cage cylindrique, caractérisé en ce que le fil 5 constituant le corps filtrant 9 est pourvu de bossages transversaux 8 espacés longitudinalement de manière que des passages de filtration 7, en communication, d'un coté avec les orifices 31 de la cage cylindrique 1 et, de l'autre côté, avec l'extérieur de l'élément filtrant, soient ménagés entre les spires jointives par les bbssages transversaux. Z - Elément filtrant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bossages 8 ont une section droite triangulaire, trapézoldale ou semi circulaire. 3.- Elément filtrant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fil à bossages 5 présente une section polygonale, par exemple carrée, dont les faces planes 15, 16, 17, 18 portent des bossages transversaux 8 de section triangulaire reliés au fil par leur base, les arêtes 21, 22, 23, 24 de ces bossages étant réunies deux à deux par des faces inclinées 25, 26, 27, 28. 4. - Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bossages transversaux 8 sont placés le long du fil à bossages 5 à intervalles réguliers. 5. - Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que le corps filtrant est composé d'une alternance de spires d'au moins un fil ~à bossages 5 et un fil normal, sans bossages, de section quelconque, adjacent au précédent. 6. - Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les spires extrêmes du fil 5 à bossages sont soudées entre elles et sont enveloppées par une coupelle annulaire 34, à section en U, chevauchant à la fois la cage perforée et les spires jointives et maintenant ces dernières sur la cage.