Brevet FR2398254A1 — publié le 19790216

La présente invention concerne des récipients sous pression pour filtres, filtres/régulateurs, graisseurs et autres applications semblables pour le traitement de l'air comprime ou autres fluides et pour de telles applications . Dans le cas des filtres, par exemple, les récipients sous pression sont habituellement prévus avec une entrée et une sortie disposées coaxialement l'une a l'autre et selon des rayons du carter pour faciliter le montage du carter sur une conduite sous pression. La partie du carter qui comprend ltentree et la sortie est normalement fabriquée en utilisant des outils de moulage par injection ou par coulée d'un complexe. Le moulage ou coulée donne une gaine qui conduit, dans le sens radial vers l'intérieur, au centre du montage, depuis l'orifice d'entrée et par son bord inférieur, ce moulage est engagé de façon étanche avec l'extremité supérieure d'un élément filtrant tubulaire dont l'intérieur communique avec l'orifice d'entrée, en traversant la gaine.L'espace annulaire situé entre ltexterieur de l'élément filtrant et le carter communique avec la sortie par un conduit annulaire partiel. Le récipient principal du carter luimême est une piece relativement simple en forme de coupelle, mais le fait de constituer un composant distinct ajoute considérablement au cout global du carter. Ce type de carter a une utilisation limitée et ne pourrait pas par exemple etre utilisé pour filtre/régulateur ou un graisseur. Le premier objet de l'invention est de fournir un récipient sous pression dans lequel les problemes ci-dessus soient éliminés ou réduits, La principale caracteristique de l'invention est que le carter présente une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie a travers sa paroi latérale à des emplacements disposés de part et d'autre d'une circonférence, les orifices étant décalés selon l'axe du carter d'une distance suffisante pour permettre de disposer une surface continue d'étanchéité annulaire, a l'intérieur du carter, entre les orifices, Avec cette fabrication, les moulages par injection ou coulées compliquées mentionnées ci-dessus sont évités et de plus la conception d'un récipient sous pression standardisé pour s'adapter à toute une variété d'utilisations est largement facilitée, Bien que les orifices d'entrée et de sortie soient décalés selon l'axe, ils sont de préférence munis de parties extérieures radiales de section élargie, les a x e s de ces portions étant alignés l'un avec l'autre pour permettre des raccordements en ligne des conduites extérieures, De façon commode, ces raccordements en ligne sont facilités par la fixation au carter de blocs distincts de raccordement, a trous taraudés en communication avec les orifices pour é'îiter le besoin de mouler, couler ou usiner les trous filetés dans le carter du récipient. Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, la zone d'étanchéité est constituée par un redan annulaire faisant face vers le haut Ceci facilite en aide simple et fiable des montages et des réalisations d'étanchéité à l'interieur du carter pour les éléments filtrants ou d'autres accessoires internes qui peuvent facilement s'introduire et s'enlever par l'extremité supérieure ouverte du carter. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels La Figure 1 est une perspective éclatée en demi-coupe d'un filtre a air comprimé comprenant le carter selon l'invention, La Figure 2 est une section partielle montrant une variante, La Figure 3 est une section axiale d'un module régulateur, La Figure 4 est une section axiale d'un module graisseur, La Figure 5 est une vue perspective éclatée d'une autre forme du filtre selon l'invention, et La Figure 6 est une vue perspective, partiellement en coupe, d'une autre forme du filtre selon l'invention L'unité filtrante représentee sur la Figure I comporte un carter 1 de forme tubulaire, fermé à son extrémité inférieure, a l'exception d'une vidange d'huile 2 et d'un petit orifice latéral pour une supape d'essai 3 dont la fonction est décrite ci-dessous. Le carter est en forme dans sa région supérieure, avec un redan faisant face vers le haut 4 et à son extremîté supérieure, avec un filetage extérieur pour recevoir un chapeau taraude 5, le bord supérieur présentant une rainure 6 pour un joint torique 7, Un orifice d'entrée de l'air 8 et un orifice de sortie 9 conduisent a l'intérieur du carter respectivement au-dessus et en dessous du redan 4, Ces orifices'conduisent à des parties extérieures élargies dans le sens radial IO, dont les axes sont alignés et qui s'ouvrent a l'exté- rieur par des faces planes de montage Il formées avec des rainures 12 pour joint torique entourant les portions 10. On se rendra compte que le carter est formé facilement par moulage par injection ou par coulée en matrice en utilisant un noyau principal simple et deux noyaux latéraux disposés radialement pour former les orifices, la transition entre les parties extérieures élargies 10 et les orifices respectifs 8 et 9 étant en forme pour réduire la turbulence, Pour réaliser les raccordements de# conduites en ligne, des blocs de raccordement 13 sont boulonnés sur les faces de montage il avec interpositien de joints d'étanchéité 14. Ces blocs ont des alésages à simple filetage pour s'adapter aux conduites extérieures a recevoir. L'unité filtrante est complétée par l'introduction d'un élément filtrant primaire 15 et d'un élément filtrant principal I6, ce dernier étant de forme connue en soi, 'est-à-dire en forme tubulaire, fermée à son extrêmité inférieure et ayant une paroi latérale de structure complexe comprenant un milieu filtrant de nature fibreuse supporté à l'intérieur et å l'extérieur par des supports tubulaires perforés. L'élément filtrant 16 à son extremite supérieure ouverte et reliée de façon étanche à un flasque de montage 17 situe sur le redan du carter 4, un joint torique d'étanchéité 18 étant prévu pour réaliser l'étanchéité entre le redan et le flasque. Le filtre primaire 15 est un corps annulaire prévu pour filtration grossière et son étanchéité à l'égard de la surface supérieure du flasque 17 se réalise par 11 intermédiaire d'une garniture d'étanchéité d'extremité 19 et il comporte une garniture tubulaire d'étanchéité 20 à son extromité supérieure. Les éléments filtrants sont simplement chargés dans le carter ltextrêmite supérieure du carter et fixés en position par ajustage du chapeau fileté 5 qui vient brider les éléments du filtre primaire et le flasque 17 contre le redan 4 et assurent ainsi l'étanchéité à l'égard de la garniture d'étanchéité 20. Dans le fonctionnement du filtre, de l'air comprimé pénètre radialement à travers le bloc 13 raccordé à l'entrée et à travers l'entrée 8 en direction de l'espace annulaire formé entre la paroi de carter et le filtre primaire, puis cet air passe dans le sens radial et vers l'intérieur à travers le filtre primaire, puis vers le bas dans l'élément principal de filtre, puis radialement et vers l'extérieur dans l'espace annulaire situé entre l'élément principal et la paroi de carter, puis vers le haut et vers l'extérieur à travers l'orifice de sortie 9. La soupape-d'essai 3 est une soupape Schrader simple que l'on peut manoeuvrer manuellement pour vérifier le niveau de l'huile accumulé dans le fond du carter pour vérifier que la vidange d'huile 2 fonctionne correctement. Si c'est le cas, le fait d'appuyer sur le plongeur de la soupape va dégager de l'air comprimé, mais dans le cas contraire, c'est de l'huile qui se déchargera sous pression. On pense que cette installation d'essai est nouvelle et utile en soi et peut évidemment s'appliquer aux filtres de forme conventionnelle, de même qut ceux de l'invention. La Figure 2 représente une fabrication variante, dans laquelle le filtre primaire 15 a une extrémité supérieure fermée 15h et ou le chapeau entête 5 porte une simple bague de compression 5A, ce qui évite le besoin d'une garniture d'étanchéité relativement complexe 20, De même, la garniture d'étanchéité de l'extrémité inférieure 19 est remplacée par un simple chapeau d'extrémité métallique 19A portant une garniture d'étanchéité distincte (non représentée). Les éléments filtrants eux-mêmes peuvent également être modifiés de différentes façons. Par exemple, nous pouvons utiliser un filtre en métal fritté comme filtre primaire 15, pour agir en tant qu'élément de filtre principal, le filtre secondaire 16 comprenant simplement un support métallique tubulaire perforé et une barrière anti-réentraînement formée par un manchon de matériau en mousse synthétique, convenablement revêtu li nécessaire pour résister à une attaque chimique. L'homme de l'art comprendra facilement que l'unité filtrante décrite ci-dessus est considérablement plus simple et moins coûteuse à fabriquer que les unités conventionnelles précédemment mentionnées et que son controle et son entretien sont également largement facilités. Par exemple la dépose des éléments filtrants pour contrôle ou remplacement est extrêmement simple. De plus, le carter lui-méme est naturellement adapté à toute une variété d'applications d'ou résulte une rationalisation de la production et du stockage. Par exemple, on peut utiliser le même carter avec une large variété d'éléments filtrants ou d'autres composants internes. Le filtre primaire peut être omis, Si on le désire, et remplacé par une entretoise perforée pour assurer la fonction de bridage, L'un ou l'autre des éléments filtrants peut betre échangé pour un autre de caractéristiques opérationnelles différentes. Le carter peut également recevoir un régulatetir de pression en plus des filtres ou peut loger un graisseur. Le carter sous pression peut être modifié en pression et garder encore tous ses avantages. Par exemple, les orifices d'entrée et de sortie peuvent avoir la forme d'alésages lisses et simples, décales dans leur axe l'un et l'autre et l'un ou les deux des blocs de raccordement 13 être munis d'alésages de forme dont les extrémités inférieures coïncident avec les entrée et sortie décalées et dont les extrémités extérieures donnent des douilles de raccordement filetées et à axes alignés pour les conduites, il est également possible de St poser du redan interne 4 et d'utiliser l'angle conique normal de coulée de l'alésage du carter en collaboration avec une garniture d'étanchéité circonférencielle à la périphérie d'un flasque de montage modifié 4 pour obtenir le Joint d'étanchéité interne nécessaire à un niveau situé entre les orifices d'entrez et de sortie. La Figure 3 montre le carter I de la Figure 1 incorporé dans un module de regulateut, sans les filtres décrits ci-dessus et avec mise en place d'un régulateur 30 et d'un dispositif de séparation par filtration 31. La Figure 4 montre le carter de la Figure I adapte à un graisseur 32 pour constituer un module graisseur. Dans ce cas la partie inférieure du carter forme puisard d'huile. On notera que dans ces réalisations, l'orifice supérieur 8 joue le râle dIentree et l'orifice inférieur 9 celui de sortie, soit l'inverse de ce qui a été décrit en relation avec la Figure 1. La Figure 5 représente un autre type suivant le carter de la Figez Cette unité est conçue pour emploi sous forme de filtre d'usage général pour filtration de l'air comprimé. Les filtres connus pour cet usage sont conçus de sorte que l'air d'entrée est recueilli dans la partie inférieure principale du carter tubulaire et tourbillonne dans cette région de façon que se séparent par centrifugation les grosses particules et les gouttelettes. Toutefois, les grosses particules encrassent fréquemment la vidange automatique pouvant ajuster à la partie inférieure du carter aux fins de vidange de l'huile accumulée, de l'eau et des particules en suspens. Dans cette réalisation de l'invention, qui est de façon générale, semblable a celle de la Figure 1, le filtre comporte un manchon tubulaire non perforé qui présente à son extrêmicé supérieure un flasque extérieur qui s'engage de façon étanche avec la zone réalisant l'etancheite du carter, ce manchon supportant à son extrémité inférieure à la fois l'extrémité inférieure du filtre primaire et l'extrémité supérieure du filtre secondaire. Avec cette disposition, le filtre primaire agit pour interdire aux grosses particules d'atteindre la partie inférieure du carter et à une surface relativement étendue pour fournir une surface de filtration correcte. En comparaison aux types connus mentionnés ci-dessous > ces filtres donnent une surface filtrante considérablement plus importante pour une taille donnée de ltensemble, et en plus, évitent les problèmes de la contamination du mécanisme de vidange automatique. La modification principale, Si l'on compare avec l'ensemble de la Figure 1, réside en le fait que le flasque de montage 17 qui repose sur le redan du carter 4 est nettement forme à l'extrémité superieure du manchon tubulaire non perforé 40 qui, son extrémité inférieure, présente un redan 41 pour supporter l1extrémité inférieure d'un filtre primaire 42t lequel peut être en métal fritté, en plastique poreux ou peut comporter une masse fibreuse convenablement supportée psr un manchon interne et sur option un manchon perforé externe tnQg repré#euté). S'accrochant au manchon non perforé, une coupelle d'une pièce présente une paroi latérale perforée 43 et un fond plein 44, Un manchon filtrant secondaire 46 en mousse plastique revêtue, est supporté le long de la paroi latérale 43 et agit essentiellement pour arrêter les fines gouttelettes et les transformer en gouttes plus grosses qui forment une "bande humide" à l'extrémité inférieure du manchon 46, d'ou ces grosses gouttes gouttent dans le fond du carter. On voit évidemment à partir du dessin que l'air d'entrée doit tout d'abord passer en direction radiale et vers l'intérieur à travers le filtre primaire qui interdit la contamination du carter intérieur par de grosses particules. Puis l'air s'écoule vers le bas et vers l'extérieur à travers la paroi latérale perforée 43 et le manchon 46 dans lequel les fines gouttelettes sont piégées et grossies comme décrit ci-dessus. Puis l'air propre passe dans le sens ascendant en direction de la sortie du carter. La vidange automatique 2 peut être manoeuvrée manuellement si on le désire en la faisant tourner pour la dégager de son siege en la levant. Le carter principal pourra etre beaucoup plus court que celui représenté et la structure du filtre secondaire pourra être distincte si on le désire, du manchon non perforé, plutôt que de lui etre relié en formant une seule pièce comme représenté. La Figure 6 représente une autre forme modifiée d'un filtre d'usage général selon l'invention. Dans ce cas, l'élément primaire de filtre 42' prend la forme d'une coupelle inversée reposant par sa couronne sur le flasque de montage 17du manchon imperméable 40 du filtre secondaire 46. La base du filtre en forme de coupelle a une forme qui présente des éléments rentrants de façon à présenter une surface filtrante essentiellement étendue par comparaison à une coupelle lisse de méme dimensions hors tout. La coupelle est pressée de façon a stengager de façon étanche avec le flasque de montage 17, par le chapeau de fermeture 5' qui dans ce cas forme un raccordement mâle dans l'extrémité supérieure ouverte du carter I et y est retenu par des boulons (non représentés) avec possibilité de l'en retirer. Cette forme d'ajustement du chapeau pourra également bien entendu, être utilisée dans l'autre réalisation décrite ici. Selon une autre caractéristique de l'invention, nous pouvons prévoir un collecteur, non représenté, pour le montage en parallele de deuxfou plus ) unités de filtration (ou autres) pour accroitre la capacité du débit d'une installation basée sur l'utilisation de carters standardises. L'invention a été décrite en se référant particulierement à l'appareil de traitement de l'air comprimé, mais il apparaît à lthomme de l'art que l'appareil peut également être utilise et facilement modifié pour utilisation en liaison avec le traitement d'autres fluides, Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs#qui viennent d'entre décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de ltinvention. REVENDICATIONS 1. Récipient sous pression pour le traitement de fluides sous pression comportant un carter construit d'une seule pièce et de forme tubulaire fermé à son extrémité inférieure et ouvert à son extrémité supérieure, pouvant se fermer par un chapeau amovible, caractérisé en ce que le carter comprend un orifice d'entrée et un orifice de sortie traversant sa paroi latérale et situés à des emplacements w5 5sur la circonférence, les orifices étant décalés, dans le sens de l'axe du carter, d'une distance suffisante pour permettre de disposer d'une surface continue d'étanchéité annulaire à l'intérieur du carter entre les orifices, 2.Récipient sous pression selon revendication 1, caractérise en ce que les orifices présentent chacune une partie extérieure, dans le sens radial par rapport au carter, de section élargie, les axes de ces parties extérieures étant alignés l'un avec l'autre. 3. Récipient. sous pression selon revendication 2, caractérisé en ce que des blocs distincts de raccordement sont fixés sur le carter au-delà des parties extérieures des orifices et présentent des trous taraudés en communication avec les orifices pour recevoir les raccords respectifs des conduites d'entrée et de sortie. 4. Récipient sous pression selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dite zone d'etancheite est formée par un redan annulaire dirigé vers le haut et placé entre les deux orifices dans le sens de l'axe du carter. -5. Récipient sous pression selon une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un élément de filtration primaire et un élément de filtration secondaire, l'un et l'autre de forme creuse, avec leurs interieursen communication libre l'un avec l'autre, caractérisé en ce que les deux éléments sont raccordes de façon étanche selon leur périphéries à la surface d'étanchéité du récipient sous pression, la disposition étant telle que l'air pénétrant par l'entrée soit guidé pour pénétrer à travers la paroi du filtre primaire en direction de l'intérieur du filtre secondaire et pour sortir à travers la paroi du filtre secondaire en direction de la sortie du récipient sous pression. 6. Récipient sous pression selon revendication 5 caractérisé en ce que le filtre secondaire est de forme tubulaire, fermé à son extrémité inférieure, et présentant a son extrémité extérieure ouverte un flasque de montage qui repose sur cette extrémité et assure l'étanchéité contre un redan annulaire qui constitue la zone d'etanchéite du carter et en ce que le filtre primaire est de forme tubulaire reposant par son bord inférieur sur le flasque de montage et soit maintenu de façon # qengager de façon étanche avec le flasque de montage sous l'action du capot amovible du récipient. 7. Récipient sous pression selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un régulateur de pression ou une unité de graissage y est logé avec son corps disposé de façon étanche à l'égard de la dite zone. 8. Récipient sous pression selon revendication 5, caractérisé par un manchon tubulaire non perforé qui comporte à son extrémité supérieure un flasque extérieur qui s'engage de façon étanche avec la zone d'étancheite du carter, le manchon supportant à son extrémité inférieure à la fois l'extrémité inférieure du filtre primaire et l'extrémité supérieure du filtre secondaire. 9. Récipient sous pression selon une quelconque des revendications 1 à 6, comportant une vidange automatique à la partie inférieure du carter pour évacuer les liquides accumulés sans air comprimé, caractérisé en ce qu'une soupape d'essai manoeuvrable manuellement est ajustée dans la paroi latérale du carter à une position correspondant au niveau maximum désiré de liquide accumulé dans le carter, cette soupape étant normalement fermée, mais pouvant se manoeuvrer à la main pour s'ouvrir et mettre ainsi en liaison l'intérieur du carter et l'atmosphere. 10. Récipient sous pression selon revendication 6, caractérisé en ce que le filtre primaire à la forme d'une coupelle inversée reposant, avec étanchéité, par sa couronne ouverte inférieure, contre le flasque de montage du filtre secondaire et dont la forme de la paroi fermée en extrémité supérieure comporte des éléments rentrants, fournissant ainsi une surface filtrante étendue.