Brevet FR2490735A1 — publié le 19820326

L'invention concerne d'une manière générale des dispositifs de filtration de fluides, et plus particulière- ment des dispositifs perfectionnés de filtration de fluides comportant un milieu filtrant plissé qui présente une sur- face filtrante importante et qui est d'une longue durée de vie. Des dispositifs de filtration comportant des milieux filtrants plissés sont utilisés depuis longtemps et sont donc bien connus de l'homme de l'art. Des disposi- tifs de filtration de ce type présentent l'avantage parti- culier d'offrir une grande surface de filtration dans un boîtier ou un logement relativement petit. Par conséquent, de tels filtres ont une longue durée de vie et ne demandent donc pas de fréquents remplacements. L'automobile constitue une application à laquelle les filtres plissés sont particulièrement adaptés. En rai- son de leur longue durée de vie, l'utilisation de filtres plissés dans des automobiles correspond à l'objectif des constructeurs d'automobiles qui est d'allonger les inter- valles de révision. Malheureusement, les filtres plissés de l'art antérieur ne conviennent pas à toutes les opérations de filtration effectuées dans une automobile. Par exemple, il est apparu que les filtres plissés de l'art antérieur ne permettent pas de retirer par filtration de grandes quantités d'eau d'un carburant du type auquel de l'alcool a été ajouté à titre d'économie d'énergie. Les milieux filtrants plissés de l'art antérieur sont constitués de papier qui se détériore rapidement en présence d'alcool et d'eau. Par conséquent, on-a essayé d'utiliser des milieux filtrants réalisés en matières autres que le papier. Cepen- dant, ces essais ont été rapidement abandonnés car il est apparu qu'il n'était pas possible de les appliquer à l'échelle industrielle, soit en raison du coût élevé du milieu filtrant, soit en raison du coût élevé des enve- loppes demandées pour de telles matières. L'invention a donc pour objet un dispositif per- fectionné de filtration de fluides comportant un milieu filtrant plissé qui ne se détériore pas en présence d'alcool et d'eau. Le dispositif de filtration selon l'invention est peu coûteux à fabriquer. L'invention a également pour objet une cartouche filtrante destinée à un tel dispositif et comprenant une structure d'une seule pièce. L'invention concerne donc un dispositif de fil- tration de fluides qui comporte un boîtier présentant une entrée de fluide, une sortie de fluide et une cavité des- tinée à recevoir une cartouche filtrante entre l'entrée et la sortie. La cartouche filtrante est conçue pour être logée à l'intérieur de la cavité et elle comporte un milieu fil- trant plissé et une structure de support de ce milieu. Le milieu filtrant plissé comporte des bords marginaux moulés et encastrés dans la structure de support afin que cette dernière soutienne le milieu filtrant. Le dispositif de filtration comporte en outre des moyens dirigeant la tota- lité du fluide à filtrer à travers le milieu filtrant plissé. L'invention concerne également une cartouche filtrante comprenant un milieu filtrant plissé et un élé- ment de support de ce milieu. L'élément de support est moulé autour du milieu filtrant, le long des bords péri- phériques de ce dernier, lesdits bords périphériques étant encastrés dans l'élément de support pour former un ensemble d'un seul bloc. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation d'une première forme de réalisation du dispositif de filtration de fluides selon l'invention; la figure 2 est une vue en bout du dispositif de filtration représenté sur la figure 1; la figure 3 est une coupe à échelle agrandie sui- vant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'une cartouche filtrante selon l'in- vention, pouvant être utilisée dans le dispositif de fil- tration de fluides représenté sur la figure 1; la figure 6 est une élévation d'une deuxième forme de réalisation du dispositif de filtration de fluides selon l'invention; la figure 7 est une coupe longitudinale du dis- positif de filtration représenté sur la figure 6; la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 6; la figure 9 est une vue en perspective, avec arrachement partiel et à échelle agrandie, d'une cartouche filtrante selon l'invention pouvant être utilisée dans le dispositif de filtration représenté sur la figure 6; la figure 10 est une coupe longitudinale d'une troisième forme de réalisation du dispositif de filtration de fluides selon l'invention; et la figure 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 10. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, une première forme de réalisation du dispositif 10 de fil- tration de fluides selon l'invention, représentée sur les figures 1 à 5, comprend un boîtier 12 constitué d'une cuve 14 et d'un couvercle 16. La cuve 14 du boîtier 12 présente une entrée 18 de fluide par laquelle un fluide à filtrer arrive, et une sortie 20 de fluide par laquelle le fluide filtré s'écoule. Comme montré sur les figures 3 et 4, on peut noter que la cuve 14 du boîtier 12 présente une cavité 22 destinée à recevoir une cartouche filtrante 24 qui est disposée à l'intérieur de cette cavité 22, entre l'entrée 18 et la sortie 20. Comme montré sur les figures 3 et 5, la cartouche filtrante 24 comprend un milieu filtrant plissé 26 et une structure 28 de support qui comporte deux parois latérales 30 et 32, un rebord périphérique 34 qui est fixé aux parois latérales 30 et 32, et plusieurs nervures 36 de support. Le milieu filtrant plissé 26 est constitué de préférence de matière plastique et il se présente sous la forme d'une toile ou d'un tissu de matière plastique. De plus, pour des raisons indiquées ci-après, la structure 28 de support du milieu filtrant 26 est également réalisée en matière plastique pouvant être moulée afin que la fabrication de la cartouche filtrante 24 donne pour résultat un ensemble d'un seul bloc. Comme mieux montré sur la figure 5, le milieu filtrant 26 comprend plusieurs plis formés suivant des lignes 40 qui s'étendent entre les parois latérales 30 et 32 de la structure 28 de support. Les nervures 36 de support s'étendent également entre les parois latérales 30 et 32 auxquelles elles sont à peu près perpendiculaires. Lors de la fabrication de la cartouche filtrante 24, le milieu filtrant ondulé peut être placé dans un moule convenable o la cartouche filtrante finie 24 est formée. Pendant l'opération de moulage, la structure 28 de support est moulée autour du milieu filtrant plissé 26 afin que les bords marginaux ou périphériques 38 de ce milieu 26 soient moulés et encastrés dans les parois latérales 30 et 32 de la structure 28 de support. De plus, pendant l'opé- ration de moulage, les nervures 36 de support sont formées de manière que les lignes 40 de pliage du milieu filtrant plissé 26 soient également moulées et encastrées dans les nervures 36 de support. Il est évident que le rebord péri- phérique 34 de la structure de support est également réalisé pendant l'opération de moulage afin que la structure 28 de support et le milieu filtrant plissé 26 forment un ensemble d'un seul bloc à cartouche filtrante. On peut voir sur les figures 3 et 4 que la car- touche filtrante 24 est logée dans la cavité 22 du bottier 12. La cuve 14 de ce dernier présente un évidement périphé- rique intérieur 42 qui est dimensionné pour établir un contact de surface étanche avec le rebord 34 de la cartouche 24. Le rebord 34 peut être fixé dans l'évidement 42 par tout moyen bien connu de l'homme de l'art, par exemple par soudage aux ultrasons. Le couvercle 16 est conçu pour être placé sur la cuve 14 avec laquelle il réalise un contact étanche sur une grande surface et avec une partie importante du rebord 34 de la cartouche 24. De même que précédemment, le couvercle 16 peut être fixé à la cuve 14 par tout moyen connu, par exemple par soudage aux ultrasons. La cartouche filtrante 24 est logée dans la cavité 22 de manière que la paroi latérale 30 soit espacée de l'entrée 18 pour former un premier canal 44. Etant donné que la paroi latérale 30 est réalisée d'une seule pièce avec le rebord 34, la totalité du fluide arrivant par l'entrée 18 se dirige vers le bas en passant dans ce premier canal 44. Le fond de la cartouche filtrante 24 est également espacé du fond 15 de la cuve 14 de manière à ménager avec lui un espace 46 dans lequel le fluide s'écoule vers l'intérieur de la cartouche filtrante 24. Etant donné que le rebord périphérique 34 de la cartouche dépasse des parois laté- rales 30 et 32 et du milieu filtrant plissé 26, et que ce rebord 34 est en contact étanche et continu avec l'évide- ment 42, la totalité du fluide s'écoulant dans l'entrée 18, par le canal 44 et dans l'espace 46 passe à travers le mi- lieu filtrant 26. Le couvercle 16 du bottier est situé à une cer- taine distance au-dessus du rebord 34 afin de former un second canal 48 par lequel le fluide filtré sort de la cartouche filtrante 24. Un canal latéral 50, sensiblement vertical, dirige ensuite le fluide filtré du canal 48 vers la sortie 20. La cuve 14 et le couvercle 16 du bottier 12 sont de préférence réalisés en matière plastique afin de faci- liter la liaison, réalisée par soudage aux ultrasons comme indiqué précédemment, pour l'assemblage final du dispositif de filtration de fluides. Etant donné que la cartouche filtrante 44 est moulée d'une seule pièce et que le boîtier 12 peut être réalisé en matière plastique, le dispositif 10 de filtration de fluides peut être fabriqué à bon marché. En outre, étant donné que le milieu filtrant 26 n'est pas réalisé en papier, il ne se détériore pasen présence d'alcool et d'eau, comme c'est le cas des filtres plissés en papier de l'art antérieur. Les figures 6 à 9 représentent une deuxième forme de réalisation de l'invention, à savoir un dispositif 60 de filtration de fluides qui, comme représenté, comprend un boîtier 62 à peu près cylindrique comportant deux parties 64 et 66 qui présentent une entrée 68 de fluide et une sortie 70 de fluide, respectivement, et un plan de joint 72 orienté transversalement à l'axe longitudinal du boîtier 62. Chacune des parties 64 et 66 du boîtier comporte un rebord extérieur circonférentiel ou annulaire 74 ou 76, ces rebords pouvant être liés l'un à l'autre pour maintenir le dispositif 60 à l'état assemblé. La figure 9 représente une cartouche filtrante pouvant être utilisée dans le dispositif 60 montré sur la figure 6. La cartouche filtrante 78 représentée sur cette figure comprend un milieu filtrant plissé 80 et une struc- ture 82 destinée à le supporter.Cette structure 82 de support comprend deux parois latérales 84 et 86, un rebord périphé- rique 88 et plusieurs nervures 90 de support. La cartouche filtrante 78 montrée sur la figure 9 est de préférence réalisée de la même manière que la car- touche filtrante de la figure 5, décrite précédemment. Cependant, il convient de noter que le milieu filtrant plissé 80 montré sur la figure 8 comprend un premier groupe de lignes 92 de pliage et un second groupe de lignes 94 de pliage qui s'étendent entre les parois latérales 84 et 86, à peu près perpendiculairement à ces dernières. Les lignes 92 de pliage du premier groupe sont situées sensiblement dans le même plan, de même que les lignes 94 de pliage du second groupe. Cependant, seules les lignes 92 de pliage du premier groupe sont encastrées dans un nombre correspon- dant de nervures 90 de support, contrairement à la structure de la cartouche 24 montrée sur la figure 5 qui comporte des nervures de support pour les deux groupes de lignes de pliage. Comme décrit plus en détail ciaprès, les nervures de support et les lignes 92 de pliage sont situées en amont du second groupe de lignes 94 de pliage par rapport au sens d'écoulement du fluide à travers le dispositif de filtration. On peut voir sur la figure 9 que les bords margi- naux ou bords périphériques 95 du milieu filtrant plissé 80 Z4907. sont encastrés dans les parois latérales 84 et 86 de la structure 82 de support de la cartouche.De plus, les lignes 92 de pliage sont moulées et encastrées dans les nervures de support. Par conséquent, étant donné que la cartou- che 78 est réalisée au cours d'une opération de moulage durant laquelle le milieu filtrant 80 est placé dans un moule convenable et durant laquelle également la structure 82 de support est moulée autour et sur ce milieu filtrant , on obtient un ensemble à cartouche d'un seul bloc. Les figures 7 et 8 représentent la cartouche 78 logée dans une cavité 96 du boîtier 62. Chacune des parties 64 et 66 du boîtier présente une rainure intérieure péri- phérique 98 dimensionnée pour recevoir le rebord périphéri- que 88 de la cartouche 78. Par conséquent, lors de l'as- semblage du dispositif 60 de filtration de fluides, la cartouche 78 est d'abord glissée dans l'une des parties 64 et 66 du boîtier, le rebord 88 étant logé dans la rai- nure intérieure 98 de cette partie. Ensuite, l'autre partie peut être glissée sur la moitié apparente de la cartouche filtrante 78 de manière que sa rainure 98 reçoive également le rebord 88. Les parties 64 et 66 du boîtier peuvent en- suite être appliquées l'une contre l'autre, les rebords extérieurs 74 et 76 étant appliqués l'un contre l'autre pour être soudés aux ultrasons. La rainure 98 peut avoir une dimension légèrement inférieure à celle du rebord 88 afin que ce dernier puisse s'y loger de façon étanche. Par conséquent, le rebord 88 et le boîtier 62 réalisent un joint périphérique autour du milieu filtrant plissé 80. Comme mieux montré sur la figure 7, la cartouche filtrante 78 est suspendue à l'intérieur du boîtier 62 de manière que ses parois latérales 84 et 86 soient espacées du boîtier et que le fond 67 de ce dernier soit espacé du fond de la cartouche 78. La totalité du fluide à filtrer s'écoulant dans l'entrée 68 est ainsi dirigée à travers le milieu filtrant plissé 80. De plus, la totalité du fluide filtré s'écoule ensuite par la sortie 70. L'écoulement du fluide à travers le filtre est indiqué par des flèches appropriées. Les figures 10 et 11 représentent une autre forme de réalisation d'un filtre à fluide renfermant un milieu filtrant plissé et réalisé conformément à l'invention. Le dispositif 100 de filtration de fluide représenté sur ces figures comprend un boîtier 102 qui comporte une partie principale 104 et une partie 106 d'extrémité. Cette der- nière présente une entrée 108 de fluide et la partie prin- cipale 104 présente une sortie 110 de fluide. Une cartouche filtrante 112, disposée à l'inté- rieur du boîtier 102, comporte un rebord périphérique 114 et deux parois latérales 116. Le rebord 114 est conçu pour se loger dans des évidements périphériques 116 et 118 de la partie principale 104 du boîtier et de la partie 106 d'ex- trémité, respectivement. Le rebord 114 peut être scellé à l'intérieur de l'évidement formé par la jonction des parties 104 et 106 du boîtier afin de définir une ouver- ture dans le milieu filtrant plissé 120. Ce milieu 120 ne comporte qu'un pli, comme représenté, et ses bords margi- naux 122 sont encastrés dans la paroi latérale 116. L'extré- mité ouverte du milieu filtrant plissé 120 est également encastrée dans le rebord 114. De même que précédemment, la cartouche filtrante 112 est de préférence réalisée par une opération de moulage au cours de laquelle le milieu filtrant est placé dans un moule convenable afin que le rebord 114 et les parois latérales 116 soient moulés autour du milieu filtrant 120 pour former une structure d'un seul bloc. Etant donné que le rebord 114 est en contact étanche avec le boîtier 102, la totalité du fluide à fil- trer arrivant par l'entrée 108 doit s'écouler par l'ouver- ture 130 formée par le rebord 114 et à travers le milieu filtrant plissé 120. Le fluide filtré s'écoule ensuite vers l'extérieur en passant par la sortie 110. De même que précédemment, les parties 104 et 106 du boîtier peuvent être réalisées en matière plastique afin de faciliter le soudage aux ultrasons de brides périphéri- ques extérieures 132 et 134. Il ressort de la description précédente que l'in- vention concerne un dispositif perfectionné de filtration de fluides, du type à milieu filtrant plissé. Etant donné que la cartouche filtrante comportant le milieu filtrant plissé peut être réalisée en une seule opération de moulage, on obtient un ensemble réalisé d'un seul bloc et les car- touches peuvent être produites en grande série, à bon marché. En outre, étant donné qu'il n'est pas nécessaire que le milieu filtrant soit du papier, le milieu filtrant plissé prévu dans le dispositif de filtration selon l'invention ne se détériore pas en présence d'alcool.et d'eau. De plus, étant donné que les bottiers dans lesquels les cartouches filtrantes sont logées sont également réalisés en matière plastique, ils peuvent être aisément soudés aux ultrasons ou de toute autre manière afin que l'on obtienne un dispo- sitif de filtration de faible poids et de faible coût de fabrication. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de filtration de fluides, carac- térisé en ce qu'il comporte un bottier (12, 62, 102) qui présente une entrée de fluide (18, 68, 108), une sortie de fluide (20, 70, 110) et une cavité (22, 96) de récep- tion d'une cartouche filtrante, située entre l'entrée et la sortie, une cartouche filtrante (24, 78, 112) conçue pour être logée dans cette cavité et comprenant un milieu filtrant plissé (26, 80, 120) et une structure de support (28, 82) qui supporte ledit milieu filtrant, ce dernier comportant des bords marginaux (39, 95, 122) moulés et encastrés dans la structure de support afin d'être main- tenus par cette dernière, et des moyens destinés à diriger la totalité du fluide à filtrer à travers ledit milieu filtrant plissé. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le bottier et la structure de support sont conçus pour diriger la totalité du fluide à filtrer à travers le milieu filtrant plissé. 3. Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le bottier et la structure de support sont en contact étanche aux fluides autour du milieu filtrant afin de diriger la totalité du fluide à filtrer à travers ledit milieu filtrant plissé. 4. Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la structure de support comporte deux parois latérales (30, 32; 84, 86) et en ce que les bords marginaux du milieu filtrant adjacents auxdites parois latérales sont moulés et encastrés dans ces dernières. 5. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la structure de support comporte plusieurs nervures (36, 90) de support qui s'étendent entre lesdites parois latérales, à peu près perpendiculairement à ces der- nières, le milieu filtrant plissé présentant plusieurs lignes de plissage (40; 92, 94) qui s'étendent entre les- dites parois latérales, à peu près perpendiculairement à ces dernièreset qui sont moulées et encastrées dans les- dites nervures de support. 6. Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les lignes de pliage forment des premier et second groupes (92, 94), seules les lignes de pliage (92) du premier groupe étant moulées dans un nombre corres- pondant de nervures (90) de support. 7. Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les lignes de pliage (92) du premier groupe sont disposées en amont des lignes (94) de pliage du second groupe par rapport au sens d'écoulement du fluide de l'entrée vers la sortie. 8. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la structure de support comporte en outre un rebord périphérique (34, 88) fixé auxdites parois laté- rales, et en ce que le bottier comporte des moyens destinés à recevoir le rebord en contact étanche. 9. Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le bottier (62) comporte deux parties com- plémentaires (64, 66) qui présentent chacune une rainure intérieure (98) destinée à recevoir en contact étanche ledit rebord (88) de la structure de support. 10. Dispositif selon la revendication 9, carac- térisé en ce que le boîtier (62) est sensiblement cylin- drique lorsque les parties (64, 66) de ce boîtier sont assemblées, lesdites parties pouvant être assemblées le long d'un plan (72) de joint orienté transversalement à l'axe longitudinal du boîtier, lesdites parties étant con- çues pour glisser sur la cartouche filtrante (78) alors que ledit rebord est logé dans ladite rainure intérieure, et pour être assemblées en contact l'une avec l'autre suivant ledit plan de joint. 11. Dispositif selon la revendication 10, carac- térisé en ce que chacune des parties du bottier comporte un rebord extérieur annulaire (74, 76) qui définit ledit plan de joint, ces rebords pouvant être liés l'un à l'autre afin de maintenir le dispositif à l'état assemblé. 12. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la structure (28) de support comporte un rebord périphérique (34) fixé auxdites parois latérales (30, 32) et faisant saillie vers l'extérieur de ces parois latérales et du milieu filtrant (26), le boîtier (12) présen- tant un évidement périphérique (42) qui entoure la cavité (22) de réception de la cartouche filtrante et qui est disposé pour recevoir de façon étanche ledit rebord de la structure de support. 13. Dispositif selon la revendication 12, carac- térisé en ce que le boîtier (12) comprend une cuve (14) qui présente ladite entrée (18), ladite sortie (20), ladite cavité (22) de réception de la cartouche filtrante et ledit évidement périphérique (42), et un couvercle (16) conçu pour être posé sur la cuve et pour fermer l'évidement périphé- rique et établir un contact de surface avec le rebord péri- phérique (34) de la structure de support pour fixer ferme- ment la cartouche filtrante (24) à l'intérieur de la cavité. 14. Filtre à fluides, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (12) qui présente une entrée (18), une sortie (20) et une cavité (22) de réception d'une cartouche filtrante, s'étendant entre cette entrée et cette sortie, une cartouche filtrante (24) conçue pour être logée à l'in- térieur de ladite cavité et comprenant un milieu filtrant plissé (26) et des moyens (28) de support dudit milieu fil- trant, ces moyens de support étant moulés sur le milieu filtrant pour former un ensemble d'un seul bloc dans lequel les bords périphériques (38) du milieu filtrant sont encas- trés dans les moyens de support, ces derniers et le boîtier étant emboîtés de manière étanche, à leur périphérie, autour du milieu filtrant, afin de diriger la totalité du fluide à filtrer à travers ledit milieu filtrant. 15. Cartouche filtrante, caractérisée en ce qu'elle comporte un milieu filtrant plissé (26) et des, moyens (28) de support de ce milieu filtrant, les moyens de support étant moulés autour du milieu filtrant, le long des bords péri- phériques (38) de ce dernier, lesdits bords périphériques étant encastrés dans les moyens de support pour former un ensemble d'un seul bloc. 16. Cartouche filtrante selon la revendication , caractérisée en ce que les moyens de support compren- nent deux parois latérales opposées (30, 32) et en ce que les bords périphériques du milieu filtrant, adjacents aux parois latérales, sont moulés et encastrés dans ces der- nières. 17. Cartouche filtrante selon la revendication 16, caractérisée en ce que les moyens de support compren- nent plusieurs nervures (36) de support qui s'étendent entre lesdites parois latérales, à peu près perpendiculai- rement à ces dernières, le milieu filtrant plissé présen- tant plusieurs lignes (40) de pliage qui s'étendent entre lesdites parois latérales, à peu près perpendiculairement à ces dernières, ces lignes de pliage étant moulées et encastrées dans lesdites nervures de support. 18. Cartouche filtrante selon la revendication 17, caractérisée en ce que les lignes de pliage forment des premier et second groupes (92, 94) dans chacun des- quels lesdites lignes de pliage sont coplanaires, les lignes de pliage (92) d'un seul desdits groupes étant moulées dans un nombre correspondant desdites nervures (90) de support. 19. Cartouche filtrante selon la revendication 16, caractérisée en ce que les moyens de support compren- nent un rebord périphérique (34) fixé aux parois latérales (30, 32) afin de former avec elles un canal (44) par lequel le fluide à filtrer est dirigé à travers le milieu filtrant.