Brevet FR2414941A1 — publié le 19790817

L'invention se rapporte à des éléments filtrants à masse filtrante pulvérulente ou granulée utilisés soit en plaque soit en bougie ou cartouche et aux filtres en comportant application. Il est bien connu que dans la plupart des cas de tels éléments filtrants doivent être remplacés bien avant la saturation de la masse filtrante parce que leur paroi perméable placée du côté de l'entrée du fluide, se colmate par dépôt de particules solides. C'est pourquoi depuis un certain temps on cherche à augmenter la surface des éléments filtrants ce qui entrain par voie de conasquence la section des filtres. On est néanmoins limité dans les dimensions non seulement par des questions d'encombrement mais aussi de résistance mécanique des "ossatures des éléments filtrants. Le problème est surtout crucial dans le cas des filtres à cartouche ou bougie car dans de tels filtres la surface d'entrée du fluide à traiter est très réduite par rapport à l'importance de la masse filtrante, notamment lorsque l'admission de ce fluide se fait selon l'axe longitudinal. La présente invention vise en premier lieu des moyens permettant d'augmenter la surface d'entrée sans augmenter l'encombre- ment. Elle vise en outre à réaliser des cartouches ou bougies de diamètres différents selon celui du filtre récepteur, à partir d'une meme bande de cellules filtrantes contigues. Pour des cartouches ou bougies ainsi conçues, il est indispensable que la masse filtrante pulvérulente ou granulée soit parfaitement immobilisée dans chaque cellule et ne puisse par tassement laisser la partie haute inefficace. Pour ce, les éléments filtrants, selon l'invention sont réalisés par le procédé décrit dans les brevets du Demandeur n0 71.38401 ou nt 73.257.83 respec vivement des 26 Octobre 1971 et 13 Juillet 1973 comme il sera décrit plus loin. D'autres particularités et avantages apparaitront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, lesquelles sont faites en regard des dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente en perspective une plaque filtrante dans la position préconisée par l'invention. La figure 2 montre en perspective une bande constituant un élément filtrant avant d'être enroulée pour constituer une cartouche ou bougie. La figure 3 est une coupe transversale fragmentée et à grande échelle. La figure 4 est une 1/2 coupe en plan. La figure 5 est une coupe selon Iv-rv de la figure 4. Comme on le voit à l'examen de la figure 1 une plaque-élément filtrant P constituée par deux parois PE et Ps perméables au fluide à traiter, sont soudées l'une à l'autre. La paroi PE tournée vers 11 admission du fluide comporte une pluralité de co q,#illes C1 C2 etc., tandis que les parties marginales M ou sépa atives S sont rendues imperméables. La masse filtrante pulvérutente par exemple de la poudre de charbon actif est enfermée dans les coquilles C1-C2 etc. Pour ce on utilise la technique décrite dans le brevet n0 71.384au c'est-à-dire en constituant les parois PE et PS en fibres nonttissées d'un composé vinylique thermorétractable. Dans lavnappo constituant la paroi PE on moule des alvéoles qui du coté extérieur forment des coquilles. On remplit ras bord ou mieux avec un léger excédent les dites alvéoles avec le produit pulvérulent. On place la paroi P8 que l'on soude aux parties en contact de la plaque PE. Puis on termine en soumettant le tout à la chaleur qui provoque la rétraction des filtres et par conséquent une diminution de volume des alvéoles. De ce fait la poudre est compressée entre les deux parois, aucun tassement ne peut alors se produire tant la diminution de volume a été importante. En principe la simple soudure suffit pour rendre imperméable les parties autres que PE. Il est évident que si la plaque P est placée dans le filtre telle que la paroi PE se trouve c6té amont c'est-à-dire tournée vers l'admission du fluide, la surface perméable par laquelle celui-ci peut atteindre la masse filtrante est considérablement agrandie comparativement à celle que serait cette surface d'entrée si elle était plane, comme il est habituel de le faire par exemr ple en collant marginalement les éléments filtrants décrits dans le brevet n0 71.38.401. Il s'ensuit que cette paroi PE se colmatera beaucoup moins rapidement et par conséquent la plaque, ainsi réalisée, aura une longévité bien supérieure à celle des plaques qui sont utilisées face plate placée du côté entrée. L'avantage de l'invention est beaucoup plus sensible avec les filtres à cartouche ou bougie. On sait que dans ces filtres qui comprennent un corps tubulaire extérieur fermé aux deux extrémités par un flasque étanche le fluide à traiter entre soit par l'intérieur soit par l'extérieur de la bougie qui est un sac ou une enveloppe enfermant le produit filtrant pulvérulent. L'examen de ce produit après usage montre qu'il est loin d'8tre saturé au moment où la bougie doit être remplacée parce que ayant sa paroi d'entrée complètement colmatée. L'invention est particulièrement efficace avec ce type de filtre car elle permet d'augmenter la surface d'entrée tout en ré disant la masse filtrante à un volume tel que sa saturation correspond ou voisine dans le temps, le colmatage de cette surface. Ainsi avec une économie sensible de matière filtrante on obtient des résultats sensiblement meilleurs et plus longs. Comme on le voit sur les figures 2 à 5 l'élément filtrant est d'abord réalisé sous la forme d'une bande P constituée par deux parois PE et Psen fibres vinyliques thermorétractables non tis- sées. La paroi PE est déformée pour présenter des coquilles C1-C2 etc. dont la saillie est prismatique ou hemi-cylindrique. Dans le cas de saillie prismatique, la hauteur est avantageusement égale à la largeur. Camme dans#le cas précédent ces coquilles sont remplies ras bord avec le produit filtrant pulvérulent puis la paroi Ps est soude selon M et S Ensuite on produit la rétraction, ce qui provoque la compression de la poudre et la déformation de la paroi Psr comme on peut le voir en PSB. Pour réaliser une bougie ou cartouche, on enroule la bande P sur elle-même en plaçant la paroi PE à #1intérieur. On soude les deux extrémités A.B. pour constituer un tube. Cette bougie est alors mise dans un filtre constitué par un corps tubulaire C fermé de façon étanche à ses deux extrémités par des flasques F1 et F2. L'un des flasques par exemple F1 est pourvu d'une alimentation TA, tandis que le corps C comporte un collecteur annulaire CA en coemunication avec la tubulure de sortie TS du fluide traité. La bougie est placée dans le corps C de manière que les partien bombées PSB soient en contact avec son intérieur. De ce fait entre chaque cellule il existe un canal s'étendant d'un flasque à l'autre, débouchant à la partie inférieure dans le collecteur annulaire CA. Le fluide chemine depuis TA par le canal axial K, traverse la paroi PE, la masse filtrante G, la paroi P81 s'écoule ensuite par CB - CA et TS. Bien entendu les marges M sont fixées entre C et les flasques ou par toute autre manière. Comme dans le cas précédent la surface d'entrée de la paroi est considérablement augmentée, il en est de meme de la vitesse d'écoulement du fluide traité. Bien entendu pour éviter un passage trop court au travers d'une épaisseur insuffisante de masse filtrante les cellules représentées aux fig. 1 et 2 peuvent avoir la partie de leur paroi PE, adjacente aux marges M ou aux séparations S, rendue imperméable par exemple par imprégnation. Par ailleurs les plaques représentées à la fig. 1 sont douées d'une flexibilité en tout sens, ce qui permet de les déformer pour constituer la coquille d'un masque respiratoire. REVEND ICAT I #S 1 - Elément filtrant formé par juxtaposition de cellules placées côte à cte les unes aux autres, chacune étant constituée de deux parois perméables au fluide à traiter, une paroi d'en trée tournée vers l'alimentation du dit fluide et une paroi de sortie, ces deux parois étant faites chacune d'une nappe de tex til non tissé, solidaires l'une de l'autre et enfermant entre elles un produit pulvérulent ou granuleux filtrant caractérisé en ce que la paroi d'entrée de chaque cellule a la forme d'une coquille sphérique ou prismatique ou hemi-cylindrique. 2 - Elément filtrant selon la revendication 1 caractérisé en ce que au voisinage du plan de jonction des deux parois la base de la dite coquille est un rectangle très allongé dont le rapport de la largeur à la longueur est inférieur à 1/4. 3 - Elément filtrant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la hauteur des coquilles est sensiblement égale à leur largeur. 4 - Elément filtrant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les parties séparant deux cellules voisines sont, ou sont rendues imperméable au fluide à traiter. 5 - Elément filtrant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi de sortie est transversalement bombée. 6 - Procédé d'obtention d'élément filtrant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on moule la paroi d'entrée pour réaliser des alvéoles prismatiques parallèles dans une nappe de fibres vinyliques rétractables non tissées, que l'on remplit ces alvéoles ras bord avec le produit pulvérulent filtrant, que l'on soude une seconde nappe de même matériau sur les parties marginales des alvéoles puis que l'on soumet L'ensem- ble & une action thermique provoquant la rétraction des fibres vinyliques. 7 - Cartouche ou bougie annulaire pour filtre obtenue selon le procédé de la revendication 6 caractérisé en ce que l'on soude les deux marges extrêmes d'une bande comportant une pluralité de cellules allongées cdte à côte de manière à former un élément tubulaire dans lequel les coquilles prismatiques de toutes les cellules sont tournées vers l'intérieur. 8 - Filtre comportant une enceinte extérieure tubulaire fermée d'une manière étanche à ses deux extrémités par deux flasques, l'un recevant une canalisation centrale d'alimentation de gaz à traiter, caractérisé en ce que la bougie annulaire réalisée selon la revendication 7 est placée concentriquement audit filtre de manière que sa partie centrale soit en co:n#rnunication avec la dite canalisation d'alimentation en gaz. 9 - Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties bombées des surfaces extérieures de la bougie sont en contact avec la paroi interne de l'enceinte extérieure de manière à ménager selon les lignes de soudures imperméables des canaux s'étendant d'un flasque à 11 autre. 10 - Filtre selon les revendications 7 et 3 caractérisé en ce que des canaux allant d'un flasque à l'autre sont ménagés -entre chaque coquille de la paroi d'entrée 11 - A titre d'application de l'élément filtrant selon l'une des revendications précédentes, un masque respiratoire dont la coquille appliquée contre le visage de l'utilisateur est constituée par une plaque formant élément filtrant déformée pour appliquer contre le faciès de l'utilisateur caractérisé en ce que cette plaque comporte du cSté extérieur une pluralité de coquilles sphériques ou prismatiques placées côte à cote.