Brevet FR2354120A1 — publié le 19780106

L'invention est relative à un filtre notamment destiné à des liquides, dans lequel, entre la paroi latérale d'une enveloppe cylindrique, à axe géométrique dispose verticalement, et un corps filtrant, disposé coaxialement dans cette enveloppe, de forme cylindrique et creux, fermE suivant ses surfaces d'extrémités, est forme un espace annulaire dans lequel le liquide, qui arrive par un conduit l'arrivée débouchant tangentiellement dans l'espace annulaire, s'écoule vers le bas suivant des lignes de courant helicoIdales entourant le corps filtrant, un conduit de départ part de la cavite du corps filtrant, la partie inférieure de l'enveloppe constitue un espace collecteur pour les résidus de filtrage et, dans le fond de 1 ' enveloppe, est prévue une ouverture d'évacuation, susceptible d'être obturée, pour les résidus de filtrage. Dans les filtres de ce genre, les particules de substances solides contenues dans le liquide qui arrive sont repoussées par la force centrifuge à partir du corps filtrant, le long des lignes de courant hélicoidales du liquide, de sorte que les pores du corps filtrant se colmatent peu. De ce fait, la durée de service du corps filtrant jusqu'à son remplacement ou son nettoyage se trouve augmentée. Dans un filtre connu de ce genre (brevet frangais n 2 189 097) une partie inférieure, non limitée vers le haut, de l'espace an nulaire constitue l'espace annulaire destine aux résidus de filtrage. Une ouverture, pour ces résidus, part tangentiellement de ltespace annulaire, immédiatement au-dessus du fond de l'en- veloppe. Le conduit de depart du liquide part axialement, de la cavité du corps filtrant, en dessous de celui-ci. Dans un autre filtre connu de ce genre (brevet US n l 822 006), la surface d'extrémité inférieure du corps filtrant se trouve à une certaine distance du fond de 1 ' enveloppe . Dans ce cas, 1 ' es- pace intermédiaire compris entre cette surface d'extremite du corps filtrant et le fond de l-'enveloppe sert d'espace collec- teur pour les résidus de filtrage. Le fond de 1 ' enveloppe est muni d'une ouverture d'évacuation des résidus de filtrage. Le conduit de départ du liquide part axialement de la cavité du corps filtrant, à la partie supérieure de celui-ci.Une bande, en forme de surface helicoldale à plusieurs spires est disposée autour du corps filtrant et va de l'extrémité supérieure à l'ex trEmite inférieure de celui-ci. Le bord extérieur de cette banda est fixe d'une manière étanche à la paroi latérale de ltenveloppe; son bord intérieur s'applique contre le corps filtrant. Le corps filtrant est monté de manière à pouvoir tourner autour de son axe. Au cours de cette rotation du corps filtrant, les particules de substances solides qui adhèrent à celui-ci sont enlevées, par raclage, du corps filtrant. L'espace collecteur communique, par un passage annulaire, avec ltespace annulaire qui se trouve audessus.Ce passage est déiimité, extérieurement, par la surface intérieure de la paroi latérale de l'enveloppe et, intérieure- ment, par le bord inférieur du corps filtrant ; il-présente donc la même section que l'espace annulaire. La bande ne sert par ailleurs qu'S guider le liquide autour du corps filtrant suivant des lignes de courant helicoSdales. Dans les filtres de ce genre circule non seulement le liquide à filtrer, qui s'écoule autour du corps filtrant, mais encore le liquide enrichi de particules de substance solide, qui s'écoule dans ltespace collecteur des résidus de filtrage. Ceci est, il est vrai, avantageux, du fait que la formation d'une masse compacte de résidus de filtrage, qui serait difficile a extraire par une ouverture d'évacuation de faible section, se trouve empêchée.Mais, jusqu'à présent, ceci entraIne l'inconve- nient qu'une fraction des particules solides qui circulent dans l'espace collecteur de résidus de filtrage revient dans le liquide situe au-dessus dans l'espace annulaire, car la composante dirigée vers le bas du mouvement hélicoïdal diminue jusqu't s'annuler dans l'espace collecteur de résidus de filtrage où il se produit ainsi une action de barrage, tandis gue la composante de rotation subsiste. L'invention a donc pour but d'empêcher les particules de substances solides qui se trouvent dans ltespace collecteur de résidus de filtrage de parvenir dans le liquide a filtrer qui arrive au-dessus de l'espace collecteur. Ce résultat est obtenu, conform8ment à l'invention, par le fait que le conduit d'arrive est dirigé obliquement vers le bas et que l'espace collecteur de résidus de filtrage est forme entre le fond de l'enveloppe et une paroi séparatrice, de laquelle part obliquement vers le bas un passage dirige suivant la direction de rotation du liquide, laquelle direction est déterminée par la direction tangentielle du conduit d'arrivez de liquide. Du fait que le passage est dirigé vers le bas suivant la direction de rotation, déterminée par la direction tangentielle du conduit d'arrivée, du liquide, les particules de substances solides parviennent sans difficulté dans l'espace collecteur situé en dessous de la paroi séparatrice. Toutefois, les particules solides qui continuent de tourner dans le même sens a l'in- trieur de l'espace collecteur ne peuvent se diriger vers le haut travers le passage qui, dans cette direction, est incliné vers le bas. Pour cela, elles devraient tourner dans la direction opposée, ce qui n'est pas possible. Le Progrès technique apporté par l'invention consiste essentiellement en un allongement considérable du temps au bout duquel le corps filtrant doit être remplacé ou nettoyé en raison du colmatage de ses pores. Ceci proviens du fait que le liquide qui circule hélicoidalement autour du corps filtrant, au-dessus de la paroi séparatrice, ne contient que les particules solides ini- tialement contenues dans le liquide qui arrive dans le filtre, et pas de particules provenant des résidus de filtrage, circulant en dessous de la paroi séparatrice. L'invention est expliquée plus en détail ci-aprds a l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris a titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexes dans lesquels : - la figure 1 est une vue latérale, en coupe partielle, d'un filtre eau, et - la figure 2 est une vue en plan, de dessus, du filtre de la figure 1 en coupe partielle suivant la ligne II-II de cette figure. Le filtre représente ici comporte une enveloppe cylindrique comprenant une paroi latérale 1, un fond 2 et un couvercle 3. Cette enveloppe doit être montée avec son axe geomEtrique 4 disposé verticalement. A l'interleur de cette envelopper coaxiale- ment par rapport a l'axe 4, est monté un corps filtrant cylindrique creux 5, qui, dans la partie su périeure de la figure 1 et dans la moitie inférieure de la figure 2, a ete représenté en coupe. Le corps filtrant 5 s'applique, d'une manière étanche, à sa partie supérieure, contre le couvercle 3 et, a sa partie infErieure, contre le fond 2 de l'enveloppe , de cette manière, il est fermé à ses extrémités supérieure et inférieure. Son diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur de la paroi latérale 1, de sorte qutentre l'enveloppe 1 et le corps filtrant 5 est formé un espace annulaire 6. Un conduit d'arrivée 7 de- bouche, a la partie supérieure, tangentiellement, dans l'espace annulaire 6, avec une certaine inclinaison vers le bas.L'obliquité de cette direction tanzennplle d'mivdedel'eaudans le filtre a pour effet que cette eau tourne, a l'intérieur de l'espace annulaire 6, autour du corps filtrant, suivant des lignes de courant hélicoSdales, en se dirigeant vers le bas, comme le montrent les flèches 8 et 9 (tout a fait en bas, la composante verticale de l'écoulement est plus petite qu'en haut). Le sens de rotation est déterminé par la direction tangentielle d'arrivée. Celle-ci se trouve en arrière du plan de la figure let sur la partie supérieure de la figure 2 , est orientée de gauche à droite, ce qui correspond sur la figure 2, a un mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans la partie inférieure de l'espace annulaire 6, entre le fond 2 de l'enveloppe et une paroi séparatrice 10, est formé un espace collecteur 11 destine i recueillir les résidus de filtrage (particules de substances solides). A travers la paroi séparatrice 10 est prévu un passage 12 qui, suivant la direction de rotation du liquide (flèches 8, 9) est dirigé obliquement vers le bas et débouche dans l'espace collecteur 11 de résidus de filtrage.La paroi séparatrice 10 présente la forme d'une couronne circulaire fendue radialement, dont le pourtour extérieur s'applique, d'une manière etanche,contre la paroi latérale 1 de l'enveloppe,et le pourtour intérieur s'applique, d'une manière étanche, contre le corps filtrant 5, et dont les extrémités 13 et 14 sont decaldes suivant la verticale pour former le passage 12, la couronne circulaire fendue radialement étant ainsi déformée suivant une spire de surface hXlicoSdale, dirigez vers le bas dans le même sens de rotation (flèches B,9) que le conduit d'arrivée 7. Un conduit de départ 15 d'eau fil- trée est prévu à la partie supérieure de la cavité 16 du corps filtrant 5.L'espace collecteur 11 de résidus de filtrage pré- sente, dans le fond 2 de l'enveloppe, une ouverture d'évacuation 17, munie d'un bouchon à vis 18 qui doit être dévissé de temps en temps pour extraire, par rinçage, les résidus de filtrage. L'inclinaison, par rapport å un plan perpendiculaire à l'axe 4, du conduit d'arrivee 7, est avantageusement inférieure à 45 , par exemple de 30 . Le corps filtrant 5 présente evi- demment moins d'efficacité dans la région de l'espace collecteur 11 de résidus de filtrage et n'a donc pas besoin de s'étendre en dessous de la paroi séparatrice 10 en cet endroit, il peut être remplacé par un cylindre massif ou par un cylindre creux de diamètre extérieur égal å celui du corps filtrant 5. L'ouverture d'évacuation 17 peut être munie, au lieu de bouchon à vis 18, d'un diaphragme et/ou d'une-soupape, afin d'obte- nir une évacuation continue des résidus de filtrage en fonction de l'ouverture de ce diaphragme et/ou du réglage de cette soupape. La soupape peut aussi être fermée au cours du fonctionnement du filtre et ouverte de temps en temps, suivant les besoins, pour soutirer les résidus de filtrage. Dans un autre mode de réalisation, la soupape est constituee par une soupape a commande elec- tromagnétique actionnée périodiquement. Du fait que, grâce à l'invention, le temps au bout duquel le corps filtrant doit être remplacé ou nettoyé en raison du colmatage de ses pores est considérablement augmente, 1'invention permet, dans des conditions de fonctionnement comparables (débit de liquide, concentration et nature des particules solides) d'utiliser des corps filtrant à pores essentiellement plu5 fins que jusqu't présent. Comme il va de soi, et comme il résulte dzailleurs de de ce guiFrecède, 1'invention ne se limite nullement a ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont ete plus spe- cialement envisages elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Filtre, destiné a des liquides, dans lequel, entre la paroi latérale d'une enveloppe cylindrique, à axe géométrique disposé vèrticalement , et un corps filtrant, disposé coaxialement dans cette enveloppe, de forme cylindrique et creux, fermé suivant ses surfaces d'extrémités, est formE un espace annulaire dans lequel le liquide, aui arrive par un conduit d'arrivée débouchant tangentiellement dans l'espace annulaire, s'écoule vers le has suivantvdes lignes de courant hElicoldales entourant le corps filtrant, un conduit de départ part de la cavité du corps filtrant,-la partie inférieure de ltenveloppe constitue un espace collecteur pour les résidus de filtrage et, dans le fond de l'enveloppe, est prévue une ouverture d'évacuation, susceptible d'être obturée, pour les résidus de filtrage, lequel filtre est caractérisé en ce que le conduit d'arrivée (7) est dirigé obliquement vers le bas et que l'espace collecteur (11) de rési- dus de filtrage est forme entre le fond t2) de ltenveloppe et une paroi séparatrice (10), de laquelle part obliquement vers le bas un passage (12), dirigé suivant la direction de rotation du liquide, laquelle direction est déterminée par la direction tangentielle du conduit d'arrivée (7) de liquide 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi séparatrice (10) présente la forme d'une couronne circulaire ouverte radialement dont le pourtour extérieur s'applique, d'une manière étanche, contre la surface intérieure de la paroi latérale (1) de l'enveloppe et le pourtour intérieur s'applique, d'une manière étanche, contre la surface extérieure du corps filtrant (5) et dont les extrFmites (13, 14) sont déca lees l'une par rapport à l'autre suivant la verticale pour former le passage Précite 12). 3. Filtre selon la revendication 2, caracterisé par le fait que la couronne annulaire ouverte radialement (10) est de- formée suivant une spire de surface hélicoldale qui descend dans le meme sens de rotation (8) que le conduit d'arrivée de liquide (7). 4. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée de liquide (7) est dirigé vers le bas sous un angle inférieur à 45 par rapport à un plan perpendiculaire a l'axe géométrique (4) du filtre cylindrique. 5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que d'angle précité est d'environ 30 . 6. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le conduit de départ de liquide filtré (15) part axialement de la partie supérieure de la cavité (16) du corps filtrant (5).