Brevet FR2430784A1 — publié le 19800208

La presente invention concerne un ensemble filtrant comportant une fine couche de filtration composée de micro fibres en verre de borosilicate. Ces ensembles filtrants sont bien connus en soi et ont été utilisés avec grand succes pour la filtration de gaz et liquides pour en extraire de tres petites particules y compris des particules de dimension inferieure au micron. Les couches filtrantes ont habituellement la forme de manchons cylindriques ou plissés obtenus par enroulement d'une feuille souple de matériau filtrant pour former un tube. Pour certains usages, par exemple filtration de l'air comprime, on enroule sur elles-mêmes plusieurs couches du matériau en spirale. Pour emploi dans des filtres sujets à des pressions relativement élevées et/ou a des efforts provenant de chocs, le manchon est supporte à l'interieur et/ou ltexterieur par une grille support au contact intime du manchon filtrant et les extrêmités du manchon doivent être réalisées de façon étanche pour eviter que le fluide ne puisse s'écouler sans traverser le manchon filtrant. Les techniques de realisation de l'étanchéité des extrêmités de manchons sont decrites dans les specifications de Brevets Britanniques 1041882 et 1345155. L'invention a pour objet de réaliser une nouvelle forme d'ensemble filtrant dans laquelle le problème de réaliser de façon satisfaisante l'etan- chiite de l'élément filtrant à l'yard du risque de déroutement du fluide soit reduit et ou la fabrication de l'ensemble filtrant soit simplifiée. Selon une caractéristique de l'invention il est prévu un ensemble filtrant comprenant un élément filtrant en micro fibres de verre de borosilicate fabriqué sous forme entièrement creuse, ne présentant quune seule ouverture demandant une Etancheite ltegard du détournement de circuit du fluide, la totalité de la surface interieure etlou extérieure du corps étant essentiellement supportée intimement par un élément ou deux elements support. Dans une forme simple et actuellement préférée de l'ensemble filtrant, selon l'invention, le corps du filtre a la forme d'une coupelle cylindrique, ouverte par une extrémité et fermée à son extrêmité oppose par une paroi d'extrêmite continue faisant partie intégrante de la paroi latérale de la coupelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un-exesple de realisation et en se referait au dessin annexé qui repreente une demi coupe axiale de l'ensemble filtrant, L'ensemble filtrant represente sur le dessin comporte un élément filtrant en forme de coupelle 1 comportant une paroi latérale cylindrique ouverte a son extrêmité supérieure et une paroi d'extresite continue faisant partie intégrante de la paroi latérale et fermant l'extrêmité inférieure de l'élément. L'élément I est loge dans une coupelle-support extérieure 2 à paroi laterale poreuse et à base fermée, qui peut, commodément, presenter une jupe d'appui crenelee 7. Des flasques espaces selon l'axe sur la coupelle 2 reçoivent et logent un manchon extérieur en mousse de plastique à cellule ouverte 3, ajouté pour éviter que les liquides combinés ne soient réentraînés lorsque l'on utilise le filtre. pour séparer un liquide d'un courant d'air. La surface interne de l'élément filtrant est supportée par une coupelle-support interne 4 dont les parois de base et latérales sont perforees. L'ensemble filtrant est fermé et rendu tanche à l'aide d'un chapeau d'extrêmité annulaire 5 qui, dans ce cas, est soudé par ultrasons en 6 à la face supérieure du flasque adjacent de la coupelle-support extérieure 2. Au cours de l'opération de soudage, l'extrêmité adjacente de l'élément filtrant 1 est comprimée de façon contrôlée pour constituer une étanchéité hermetique contre la face interne conique 8 du chapeau d'extrêmité. L'extrêmité supérieure du chapeau d'extrêmité comporte un raccord fileté 9 et un joint d'étanchéité torique 10 pour assurer la liaison avec une partie supérieure 11 du carter du filtre, L'élément en micro fibres de verre de borosilicate est produit par des techniques connues en soi, De façon typique, cette technique implique une dispersion des micro fibres en vrac en une solution acqueuse dont le pH est ajuste pour aider a la dispersion optima. De façon connue, on fait passer cette solution à travers un moule poreux de la forme necessaire, les fibres se dosant sur la paroi de ce moule. Lorsque l'on a obtenu l'épaisseur de paroi desiree, on arrête le debit et on enlève l'exces de liquide libre.Une fois partiellement seche, la forme moulu possède une résistance suffisante pour être manipulée et on peut la sortir du moule et la sécher completement. Le bord de l'extrêmité ouverte de l'élément entièrement seche possede une aptitude limitez pour recouvrer sa forme moulée a la suite d'une compression et d'une détente. On peut accroître largement ce degré de recouvrement de forme par imprégnation dedl'élément aux résines, comme des résines epoxy ou silicone. Cette impregnation s'effectue faisant en plongeant l'élément dans un fluide acqueux ou dans un solvant liquide dans lequel est dispersee la réalae. Le trempage oblige l'air a sortir de la masse des fibres et permet 8 la résine de eatr aubstantiellement an contact de toutes le fibres. On enlise alors ltélément et on laisse egoutter dans le réservoir l'exces de fluide. Puis on laisse l'élément sécher doucement pour évaporer l'eau ou le solvant et pour laisser une fine couche de résine autour de chaque fibre et finalement on chauffe ltelément pour faire prendre la résine.Il est possible, en variante, mais moins commode, d'utiliser des résines prenant a froid ou prenant aux rayons ultraviolets. L'imprégnation aux résines et leur prise rend l'élément filtrant substantiellement rigide et facile a manipuler et les fibres sont liées ensemble par la résine. Bien entendu l'element filtrant est-ensuite renforce dans l'ensemble filtrant par les coupelles-support intérieure et extérieure 2 et 4, qui sont commodément en me tau ou en plastique et dont les perforations sont dimensionnées de façon connue pour interdire la migration des fibres au moment de chocs importants ou de faux débits de liquide a travers l'élément filtrant. Le filtre représenté par le dessin est supporté, intérieurement et extérieurement, pour permettre a I'élement filtrant de résister à la charge provenant du débit et des chocs dans l'une et l'autre direction, à travers sa paroi latérale. Dans certaines applications toutefois, il n'est pas necessaire de supporter les deux surfaces de l'élément et on peut donc se passer de la coupelle-support amont. Dans chaque cas toutefois la (ou chaque) coupelle-support a un contact intime pour soutenir la surface adjacente de llelement filtrant. Au lieu de l'étanchéité par compression obtenue dans l'exemple représenté, l'élément filtrant peut être rendu étanche à son extrémité ouverte à l'égard des coupelles-supports intérieure et/ou exterieure par de la colle ou de la résine et/ou ltélément et les coupelles peuvent avoir leurs portions d'extrêmité encapsulées pour assurer l'étanchéité. Une autre variante possible réside en l'interposition d'une couche d'un tissu support entre les surfaces adjacentes de l'élément filtrant et la ou les coupelles-supports, pour interdire la migration des fibres et permettre d'avoir dans les coupelles-supports des perforations de plus grande taille, ce qui simplifie la fabrication. Bien que l'imprégnation aux résines de l'élément filtrant soit avantageuse dans de nombreux cas, on peut eviter son emploi si l'on utilise des joints d'étanchéité mis 8 la pompe ou un encapsulage pour realiser l'étanchéité de l'extrêmite ouverte de ltelement, il semblera evident que bien que l'ensemble filtrant soit représente avec le courant dirige de l'intérieur vers 'extErieur > un courant inverse est également possible. L'element filtrant pourrait avoir d'autres formes que la forme simple cylindrique et lisse decrite et representee. Il pourrait par exemple avoir la forme d'un tronc de cône ouvert a une extrêmite et ferme l'autre, ou pourrait être moule pour avoir une section transversale plissee ou ondulee en direction axiale pour donner une surface utile plus importante. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportees par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'etre décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Ensemble filtrant comprenant un arment a micro fibres en verre de borosilicate intimement supporte a l'interieur etlou a ltexterieur par un ou des éléments supports, caractérisé en ce que l'élément filtrant est fabriqué sous forme d'un corps creux d'une seule piece, ne presentant qu'une seule ouverture necessitant une etancheite a l'egard de la possibilite de detournement du cours du fluide et en ce qu'ainsi le dit ou les dits supports supportent substantiellement la totalite de la surface interne etfou externe du corps. 2. Ensemble filtrant selon revendication 1, caracterise en ce que l'élément filtrant a la forme d'une coupelle cylindrique ouverte a une estremite et fermee a son extrêmité opposee par une paroi d'extrêmite continue d'une seule pièce avec la paroi laterale de la coupelle, 3. Ensemble filtrant selon revendication 2, caractérisé par un support interne en forme de coupelle s'adaptant étroitement dansltelement filtrant et comportant des parois laterale et de fond perforees. 4. Ensemble filtrant selon une quelconque des revendications 2 ou 3, caracterise par une coupelle support exterieure à paroi latérale perforee et à paroi d'extremite non perforée, voisine de la paroi d'extrêmité et de ltéle- ment filtrant. 5. Ensemble filtrant selon une quelconque des revendications précé- dentes, caracterise en ce que la region de bordure de l'élément filtrant qui entoure la dite ouverture est rendue etanche au fluide le long de la surface voisine d'une partie fixée à l'un des dits supports. 6. Ensemble filtrant selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élément filtrant a la forme d'un tronc de cône ouvert à une extrêmite et ferme a l'autre. 7. Ensemble filtrant selon revendication 1, caractérise en ce que l'élément filtrant a une section transversale plissée ou ondulée. 8, Ensemble filtrant selon une quelconque des revendications prece- dentes, caractérisé en ce que l'élément filtrant est imprégné aux résines. 9. Ensemble filtrant selon une quelconque des revendications pr'ea- dentes, caracterise en ce qu'une couche de tissu perméable est interposée entre les surfaces voisines de l'élément filtrant et du ou des supporta.