Brevet FR2206114A1 — publié le 19740607

La presente invention concerne un filtre destiné srécialement-aux huiles de moteurs d'automobiles, et autres types liquides. On sait que les filtres en usage sont généralement constitués par une cartouche filtrante, réalisée à l'aide d'une feuille de matières poreuse et filtrante, repliée on forme de soufflet fermé en anneau. Grâce à ce plissa go, on obtient une surface filtrante appréciable, tout en maintenant des di mensions d'encombrement modérées de la cartouche filtrarte. L'objectif de l'invention consiste à accroître fortement la surface de la matière filtrante pour un meme volume occupé par cette matière, ce qui donne une amélioration sensible de la capacité filtrante et de la durée de service de la matière filtrante, avec une grande simplicité de fabrication et un pris réduit de fabrication. Le filtre, selon l'invention, comprend une enveloppe pourvue d'ouverture d'arrivée et de sortie du fluide à filtrer et, entre cette entrée et cette sortie, des organes filtrants à travers lesquels le fluide doit passer en cours de fonctionnement, et ce filtre est caractérisé en ce que les organesfiltrants comprennent deux ou plusieurs éléments filtrants espacés entre eux de façon à réserver entre oui un ou plusieurs intervalles, le premier élément filtrant, qui est on amont dans le sens de la circulation étant on communication hydraulique directe avec l'entrée du filtre, et le dernier élément filtrant, qui est en aval, étant en communication hydraulicue directe avec la sortie du filtre, et qu'en outre on prévoit des dispositifs structurels qui, en fonctionnement, maintiennent une communication hydraulique directe entre le ou les intervalles intermédiaires et la dite entrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré mais non exclusif, et en se référant aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif sur lesquels La fig. 1 représente une élévation avec coupe partielle du filtre, suivant une forme préférée de réalisation, comprenant seulement deux éléments filtrants ; La fig. 2 représent une vue du filtre regardée par le bas. L'enveloppe extérieure est constituée par une cloche 11 de forme à peu près cylindrique, dont la face ouverte est fermée par une plaque 12 percée de trous d'accès 4 à la chambre 6 du fluide qui doit etre filtré. Une membrane élastique 5 permet le passage du fluide dans un seul sens, en maintenant ce fluide à l'intérieur de la cloche quand le débit d'entrée cesse. Chaque élément filtrant est constitué par une feuille de matière poreuse plissée en forme de soufflet et disposéeannulairement, de façon que ses plies qui rayonnent autour de l'axe de la cuvette,fcrment une étoile. Comme le nombre des plis de la feuille de matière poreuse cui peuvent etre disposés cte-à-côte sans gêner ou empêcher le passage du fluide ne doit pas dépasser une valeur bien de terminée qui est en fonction de la matière employee, pour chaque diamètre intérieure de l'élément filtrant, il en résulte que l'étoile constituant un élément filtrant de plus grand diamètre comporte un nombre de rayons plus grands, et par suite une plus grar- de surface filtrante. les éléments filtrants en forme d'étoile sont maintenus en position par deux plaques 9 et 10 de forme appropriée. Pour permettre à l'élément filtrant de petit diamètre d'assurer sa fonction de filtration, le compartiment d'entrée 6 du liquide à filtrer est mis en communication avec lrespace intermédiaire 3 par des ourvertures de type calibré 13 disposés quand il y a plus d'une suivant une s > metrie polaire relativement à l'axe de la forme cylindrique de la cuvette. Par suite de la chute de pression qui se produit pendant le passage du fluide dans l'espace intermédiaire 3 entre les deux éléments filtrants 1 et 2, ces trous forment une dépression relativement au compartiment 6. Cette dépression permet à l'élément filtrant extérieur i d'assurer sa fonction filtrante sur la partie du fluide à filtrer qui n'est pas entrée dans l'espace intermédiaire. Dans l'espace intermédiaire3, le fluide déjà filtré par l'élément filtrant 1 se mélange avec le fluide à filtrer qui provient du compartiment 6. Ce mélange passe à travers l'élément 2. Le liQuide filtré peut ainsi sortir du filtre à travers la sortie 8.Dans un élément filtrant, selon l'invention, avec plus de deux stades, les diamètres des trous 13 diminuent de section entre un stade et l'autre et de l'extérieur vers l'intérieurs Sn effet, en diminuant la surface filtrante dans les stades plus voisins de l'axe du filtre, il est évident que le débit du fluide à filtrer dans le stade correspondant, doit diminuer en proportion et par conséquent doit diminuer aussi le diamètre du trou 13 correspondant, er proportion égale avec la différence de pression. La caloulation du diamètre du trou 13 exige l'exécution d'un grand nombre de preuves et mesures. Pendant ces preuves, on a put constater, que les variables qiii définissent les dimensions des diamètres des trous 13 entre un stade et l'autre, à conditions égales, sont 1. la surface filtrante 2. le débit 3. la viscosité du fluide à filtrer 4. la température 5. la perméabilité, majeure ou mineure, du matériel ernploye dans l'élé ment filtrant un un filtre pour bulle avec une surface filtrante de 3550 om#, avec un débit d'huile de 16,7 lit/min., une viscosité de l'huile SAE 30, une température habituelle de 830C - 3#C, et avec une perméabilité du matériel de l'élément filtrant-de 20 micron, le diamètre de l'unique trou optime, il en résultera entre 2 et 2,5 mm. le filtre fonctionne de la façon suivante Le dispositif est fixé de la façon habituelle sur la bride correspondante du moteur, qui n'est pas représentée; il est ainsi inséré dans le circuit de graissage du moteur. le lubrifiant à filtrer entre à l'intérieur du filtre en traversant les trous 4, puis soulève la membrane élastique 5 qui joue le rSle d'une soupape de retenues et pénètre ainsi dans le compartiment 6. Une partie du lubrifiant passe ensuite dans l'espace annulaire compris entre la cloche et l'élément filtrant extérieur 1 traverse cet élément filtrant en abandonnant ses impuretés, et arrive ensuite dans l'espace annulaire intermédiaire 3. L'autre partie du lubrifiant traverse les trous 13 et passe également dans l'espace annulaire intermédiaire 3, où se produit donc le mélange entre le lubrifiant déjà filtré de l'élément filtrant 1 et le lubrifiant à filtrer arrivant à travers les trous 13. le mélange ainsi obtenu traverse ensuite l'élément filtrant intérieure 2, dépose sur lui les impuretés qu'il contient, puis, par la sortie 8, peut rentrer dans le circuit de graissage du moteur. Ce qui précède montre l'importance des trous 13 qui font ccmmuniquer le compartiment 6 avec l'espace annulaire 3. En effet, l'aire de la section totale de passage des trous 13 détermine la valeur de la pression du. liquide dans le compartiment 3, et par suite la différence de pression esi- stant entre la région amont et la région aval de l'élément filtrant 1. fla faisant varier cette différence de pression, ce qu'on obtient par la variation de l'aire totale de la section de passage formée par les trous 13 on fait varier les conditions de débit et les forces d'équilibre mécanique de la matière qui constitue l'élément filtrant. En outre, par les trous 13, on peut obtenir des conditions de fonotionnement optimales, en règlant le débit de liquide arrivant a chaque élément filtrant de façon que le débit de ce liquide à travers les éléments fil- trants, c'est à dire la quantité d'impuretés déposée par unité de temps et unité de surface de chaque élément filtrant ait une valeur telle que la durée de fonctionnement efficace de chaque élément filtrant soit la meme. Si, par suite de l'obstruction de l'élément filtrant 1 eu 2 la diffa rince de pression entre le compartiment 6 et la sortie dêvient#excossive, on ouvre la soupape 7, déjà connue, qui permet une sortie du liquide, si bien que celui-ci passe en de#ors des éléments 1 et 2 sans interrompre le circuit de graissage au-délà de la cartouche filtrante. On sait que la soupape 7 peut avantageusement être disposée dans la région de la sortie 8 pour éviter que, quand cette dérivation est en service, les impuretés accumulées sur les éléments filtrants puissent entrer dans le circuit de graissage. Ce qui précède montre que tous les objectifs préfixés de l'invention sont atteints d'une façon efficace, et de plus techniquement et economi- quement avantageuse. En particulier, l'objectif consistant à accroître notablement la surface filtrante est obtenu par une solution très avantageuse du problème technique, car pour un meme encombrement global, la somme des aulgacas des éléments filtrants est notablement plus grande que celle de l'élément filtrant unique du type utilisé dans les filtres déjà employés. REVENDICATIONS 1) Philtre destiné plus spécialement aux huiles de moteurs d'automobiles oomprenant une enveloppe pourrie d'ouvertures d'entrée et de sortie du fluide à filtrer et, entre cette entrée et cette sortie, des organes filtrants à travers lesquels le fluide doit passer en cours de fonctionnement, ce filtre étant caractérisé en ce que les organes filtrants comprennent deux ou plusieurs éléments filtrants espacés entre eux de façon à reserver entre eux un ou plusieurs intervalles, le premier élément filtrant, qui est en amont dans le sens de la circulation étant en communication hydraulique directe avec l'entrée du filtre, et le dernieFélément filtrant, qui est en aval, étant en communication hydraulique directe avec la sortie du filtre, et qu'en outre on prévoit des dispositifs structurels qui, en fonctionne ment, maintiennent une communication hydraulique directe entre le ou les intervalles intermédiaires et la dite entrée. 2) Filtre selon la revendication 1), dans lequel la dite enveloppe est en forme de cuvette ou de cloche à peu près cylindrique dont l'extrémité ouverte est obturée par des organes en forme de plateaux ou plaques dans lesquels on prévoit des ouvertures d'entrée et de sortie du liquide à filtrer ainsi que des organes d'étanchéité définissant le parcours du liquide en fonctionnement, le dispositif étant caractérisé en ce que les deux ou plusieurs éléments filtrants sont à peu près annulaires et mutuellement concentriques, et que les dits espaces intermédaires ont également une forse à peu grès annulaire. 3) Filtre selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaoun des éléments filtrants est constitué par une feuille de matière poreuse et filtrante, plissée en forme de soufflet, pour former, avec ses plis disposés radialement autour de l'axe de la forme cylindrique de la cuvette, une étoile å plusieurs rayons, l'étoile de l'élément filtrant amont ayant un diamètre et une surface filtrante plus grands que ceux de l'étoile située en aval. 4) Filtre selon les revendications 1), 2) et 3), caractérise en ce que le nombre de plis de l'étoile amont est supérieur au nombre des plis de l'étoile située en aval. 5) Piltre selon l'ensemble des revendications 1) à 4), caractérisé en ce que tous les éléments filtrants sont constitués par une même matière, qui est de préférence un papier-filtre pourvu de conformations ayant un effet d'espacement entre les faces des plis. 6) Filtre selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce que'dans lasce#ori#ation en étoiles concentriqrles des élnments filtrants, ces étoiles sont maintenues en position par des plaques prévues leur extrémités, 1? plaque côté entrée du filtre étant percée de trous dars les parties qui font face aux espaces intermédiaires. 7) Filtre selon la revendication 6), caractérisé en ce que les trous précités sont de type calibré. R) Filtre selon les revendications 6) et 7) caractérisé en ce eue les trous précités sont disposés suivant une symétfle polaire relativement à l'axe de la forme cylindrique de la cuvette. 9) Filtre selon les revondications 6) et 7), caractérisé en ce oue le ombre et la grandeur des trous pré ci tés sont en rapport avec le débit et la dépression dars ltespece intermédiaire.