Brevet FR2509995A1 — publié le 19830128

EPURATEUR VAIR REMPLACABLE. La présente invention se rapporte au domaine des épurateurs d'air, et plus particulièrement aux épurateurs comportant des éléments de filtra- tion internesqui sont remplaçables - Les épurateurs d'air pour moteurs, et en particulier ceux destinés aux petits moteurs, doivent être fabriqués selon un grand nombre de formes et de dimensions afin de s'adapter aux spécifications des différents fa- bricants de moteurs De nombreux épurateurs d'air de ce type sont conçus avec des éléments de filtration amovibles et remplaçables qui doivent être stockés selon une très grande variété de formes De plus, les éléments de filtration amovibles peuvent être soumis à des fuites car ils contiennent des joints qui sont sensibles au désalignement et à l'usure. Pour éliminer les fuites d'air et fournir un épurateur d'air unique, bon marché et remplaçable destiné à être utilisé sur une grande variété de machines, l'épurateur d'air doit être réalisé à l'aide de matériaux rempla- çables peu onéreux et doit être adapté aux fixations des machines possédant une grande variété de dispositifs de montage On constate malheureusement, cependant, que les épurateurs réalisés à l'aide d'un matériau léger et peu onéreux tel que de simples plastiques ou du papier, ne sont pas suffisam- ment résistants pour faire face aux pressions internes élevées qu'ils ren- contrent en usage Il est nécessaire de fournir des moyens de filtration de résistance suffisante pour maintenir l'intégrité de l'épurateur, et cependant les matériaux appropriés à cette fonction ne sont généralement pas conformes aux exigences de coût, de poids et de possibilité de rempla- cement. Selon la présente invention, les problèmes cités précédemment sont résolus en créant un épurateur d'air remplaçable réalisé de préférence à l'aide d'un matériau léger, peu onéreux et remplaçable en créant des moyens d'adaptation réutilisables qui sont montés de façon permanente sur la machine ou sont fixés à un montage permanent, ces moyens d'adaptation fournissant le support structurel nécessaire pour l'épurateur d'air rem- plaçable et de faible poids. Simultanément, on réduit la probabilité de fuite dans l'épura- teur d'air en éliminant tous les joints, à l'exception de celui qui est nécessaire pour fixer le filtre à l'assemblage d'adaptation. A cet effet, l'épurateur d'air est réalisé avec un tube d'entrée perméable aux fluides et comportant un élément de filtration tubulaire présentant des premières et secondes extrémités et une ouverture inté- rieure de forme adaptée pour recevoir le tube d'entrée, un premier couvercle d'extrémité étant fixé perpendiculairement à cette ouverture pour former une obturation étanche à cette première extrémité, un deuxième couvercle d'extrémité étant fixé à cette ouverture pour former une obtura- tion étanche à cette seconde extrémité, le deuxième couvercle présentant une ouverture alignée avec la première et d'une forme adaptée pour rece- voir le tube d'entrée, un flasque tubulaire s'étendant du second couvercle à la périphérie de l'ouverture intérieure, et des moyens aptes à comprimer le flasque autour du tube d'entrée de façon à réaliser un joint d'étanchéité autour de ce tube. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie perméable à l'air du tube d'entrée présente une pluralité de perforations. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, une coquille cylindrique externe, qui présente des premières et secondes extrémités est logée con- centriquement autour de l'élément de filtration et définit un espace entre elle-même et ledit élément de filtration; au moins une ouverture d'entrée est ménagée dans au moins l'un desdits couvercles d'extrémité disposés de façon à placer en relation avec l'air extérieur à l'épuration, L'espace défini, un flasque tubulaire s'étend depuis ledit second couvercle d'ex- trémité jusqu'à la périphérie de l'ouverture du second couvercle d'extrémité et des moyens de compression sont prévus pour comprimer ledit flasque et pour en réduire le diamètre Au moins l'une des ouvertures d'entrée peut être située dans ledit second couvercle d'extrémité. Selon un autre mode de réalisation encore de l'invention, au moins une ouverture d'entrée comporte une pluralité d'ouvertures également réparties autour du centre dudit couvercle d'extrémité. Le tube d'entrée peut comporter un coude d'entrée à angle droit de telle façon que l'élément de filtration puisse être positionné verti- calement et le flasque de montage est fixé audit tube à-oson extrémité la plus éloignée de l'élément de filtration. Selon un autre mode de réalisation de l'épurateur d'air, plu- sieurs aubages déflecteurs s'étendent radialement vers l'extérieur et sont disposés dans l'espace défini en principe à proximité du second couvercle d'extrémité qui comporte-l'ouverture d'entrée, lesdits aubages étant orientés de façon à dévier le flux d'air entrant et non filtré de façon à provoquer la séparation des particules par centrifugation et à empêcher les particules les plus lourdes d'atteindre l'élément de filtration. Un couvercle collecteur de poussière, fixé audit épurateur, sur la pre- mière extrémité de la coquille peut comporter un passage entre l'espace défini et le couvercle à poussière de telle façon que les particules séparées par centrifugation soient collectées dans ce couvercle. L'épurateur d'air selon l'invention peut comporter un matériau support rigide sous la forme d'un cylindre perforé s'étendant autour de l'élément de filtration entre les deux couvercles d'extrémité et le flasque cylindrique peut être réalisé en un matériau compressible s'étendant autour de l'un des couvercles d'extrémité pour former une surface d'étanchéité autour de l'entrée de ce couvercle d'extrémité, et ce flasque cylindrique peut comporter des moyens pour le comprimer de façon amovible sur le tube d'entrée. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'épurateur peut comporter un élément de sécurité en forme de manchon qui est monté à l'une des extrémités du tube d'entrée entre ledit tube et l'élément de filtration. Le tube d'entrée peut être plié sensiblement à 90 de telle façon que l'épurateur puisse être orienté verticalement, tandis que le tube d'entrée est fixé sur le coté d'une machine à alimenter en air épuré telle qu'un moteur thermique. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 est une vue en élévation latérale de l'épurateur d'air selon l'invention fixé sur un petit moteur thermique. La Figure 2 est une vue de côté en élévation et en coupe partielle de l'épurateur d'air selon la Figure 1. La Figure 3 est une vue en coupe transversale selon les lignes 3-3 de la Figure 2. La Figure 4 est un autre mode de réalisation préféré de l'épurateur d'air selon l'invention représenté en position de service sur un moteur thermique. La Figure 5 est une vue de côté en coupe partielle de l'épurateur d'air représenté à la Figure 4. La Figure 6 est unevue en coupe transversale selon la ligne 6-6 de la Figure 5. La Figure 7 est une vue de côté en coupe partielle d'un troisième mode de réalisation de l'invention; et la Figure 8 est une vue identique à la Figure 7 d'une-autre forme de réalisation de l'invention. La Figure 1 montre un mode de réalisation préféré de l'épurateur 10 réalisé selon la présente invention et fixé à un petit moteur 12 à l'aide d'un tube d'entrée 14 et de moyens de montage. Ce mode de réalisation est représenté plus en détail sur la Fig 2 o l'on peut voir le tube 14 qui comporte une partie rigide 14 a et une partie perméable à l'air 14 b qui s'étend à l'intérieur de l'épurateur d'air 10 La partie 14 b,selon le mode de réalisation préféré de l'invention, est rendueperméable aux fluides à l'aide d'une pluralité d'ouvertures 16. Dans ce mode de réalisation préféré, et d'une façon optionnelle, la partie 14 b est une gaine perméable aux fluides ou un élément en forme de manchon 18 qui se comporte comme un élément de sécurité Cet élément, réalisé en matériau fibreux, est maintenu en place par une bande 15 réalisée préfé- rablement en un matériau élastique. Dans un autre mode de réalisation, on peut utiliser un écran ou un élement en forme de tamis 119, représenté sur la Figure 5 et réalisé en un matériau plastique Il est possible de fixer ce tamis 119 au tube d'entrée ou à la périphérie intérieure de l'élément de fixation Dans ce dernier cas, le tamis est changé en même temps que l'élément de filtration. L'élément de filtration 20 représenté de façon plus explicite à la Figure 3,est aligné de façon coaxiale avec la partie 14 b et le manchon 18 et est réalisé sous forme d'un élément plié en accordéon, de préférence en un matériau non-tissé et flexible, qui présente en général une résistance insuffisante pour faire face aux différences de pressions rencontrées au cours de l'opération de filtration Une coquille cylindrique 22 est,de mêmealignée coaxialement avec la partie tubulaire 14 b et 1 'élément 20. Un organe d'extrémité 24, constituant un joint d'étanchéité à l'air et un organe d'extrémité structurelle, forme une jonction étanche à l'air avec la coquille cylindrique 22, l'élément 20, le manchon 18 et le tube d'entrée 14 à une extrémité Bien que les organes d'extrémité puissent être constitués en tout matériau léger convenable, en uréthane moulé présentant une dureté d'environ 90 shores A au duromètre, ce qui est suf- fisamment rigide et suffisamment flexible pour maintenir une étanchéité adéquate, est utilisé de préférence. La paroi cylindrique extérieure 22 peut être réalisée en papier imprégné de résine phénolique ou, le cas échéant, en plastique ou en acier si on le désire L'autre organe d'extrémité 26 est formé de la même façon que l'organe 24 et crée un joint étanche entre la paroi cylin- drique 22 et l'élément de filtration 20 Pour permettre l'insertion de l'entrée 14 dans l'épurateur d'air, l'organe 26 comporte une ouverture 28. Un organe 30-formant flasque et s'étendant à l'extérieur de l'organe 26, en général à l'ouverture 28, est préférablement moulé en une seule pièce avec l'organe 26 Pour maintenir un joint étanche entre l'épurateur d'air et l'entrée 14, des moyens de compression et de fixation sont appliqués sur le matériau flexible utilisé pour le flasque 30. Selon le mode de réalisation préféré, on utilise une bande de fixation 32 serrée par une vis Pour réaliser l'entrée d'air de l'épurateur 10, au moins une ouverture est formée à l'un de ses organes d'extrémité. De préférence, quatre rainures courbes 36 sont formées dans l'organe 26 représenté à la Figure 3 o les rainures 36 sont disposées de façon à permettre à l'air d'entrer dans l'espace 23 défini entre la paroi cylindrique 22, l'élément de filtration 20 et l'organe d'extrémité 24. Selon un autre mode de réalisation, la rainure 36 peut être ménagée dans l'organe 24 pour autant que le filtre ne soit pas orienté d'une façon telle que les dépôts qu'il recueille aient tendance à tomber dans le filtre sous l'effet de la gravité. En position d'utilisation, le tube d'entrée 14 muni d'un flasque peut être fixé à une machine 12, le flasque étant réalisé selon les exigences spécifiques de la machine Dés que le tube d'entrée convenable a été installé, et en admettant qu'un nombre suffisant de dimensions soit disponible, un seul type d'épurateur 10 peut être utilisé pour différentes applications Comme l'épurateur d'air 10 est destiné à être entièrement remplaçable, il est réalisé de préférence en un matériau peu onéreux et léger Pour éviter l'écrasement du tube sur lui-même, la partie perméable à l'air 14 b du tube d'entrée 14, qui est reçue dans l'ouverture 28, est munie d'un support mécanique intérieur Le tube d'entrée est naturellement réutilisable de telle façon que les parties les plus résistantes et les plus onéreuses du système soient maintenues en place. Les Figures 4, 5 et 6 montrent un autre mode préféré de réalisa- tion de l'invention. Chaque fois que l'épurateur d'air 110 de la Figure 4 comporte les mêmes éléments que l'épurateur 10 de la Figure 1, ces éléments sont désignés par les mêmes chiffres de repères, augmentés du chiffre 100 et diffèrent des éléments correspondants seulement lorsqu'il en est fait mention dans le texte. Sur la Figure 4, on peut voir que le tube d'entrée 114 qui correspond au tube 14, est un tube droit et qui ne présente pas de partie courbée. Si l'on revient à la Figure 5, une grille 119 est utilisée à la place du manchon 18, bien que celle-ci soit également acceptable. L'organe d'extrémité 124 diffère de l'organe d'extrémité 24 en ce qu'il comporte un passage 150 pour établir une communication entre l'espace 123 et l'espace 152, qui est défini entre l'organe d'extrémité 124 et un couvercle d'extrémité amovible, collecteur de poussière 154. Le filtre 110 est orienté de telle façon que le passage 150 soit situé à la partie supérieure du filtre dans le but qui va être explicité ci-après. Le couvercle 154 est préférablement réalisé à l'aide d'un matériau plastique relativement dur présentant un encliquetage au moyen d'un organe en forme de crochet 156 qui vient s'engager sur une lèvre 158 formée dans l'organe d'extrémité 124 à cette extrémité. Le crochet et les moyens de lèvre sont formés autour de la circonférence à la fois de l'organe d'extrémité 124 et du couvercle 154 La légère flexibilité du couvercle 154 permet à l'utilisateur de dégager le crochet et la lèvre en quelques points autour de la circonférence et d'enlever ainsi le couvercle de l'épurateur d'air. Une série d'aubages déflecteurs d'airen saillie et s'étendant radialement vers l'extérieur est interposée dans l'espace 123, de préférence au voisinage de l'extrémité 126 et vient au contact de la paroi cylindrique 122, tout en étant fixée à l'organe support cylindrique 162 Les aubages 160 sont du type décrit dans le brevet américain No. 3 078 650 au nom d'Anderson et al, et qui est cité ici comme référence. A l'exception de ce qui va suivre, ce mode de réalisation fonctionne d'une manière similaire à celle du premier mode préféré de réalisation explicité ci-dessus L'addition des aubages 160 permet la séparation centrifuge des particules les plus lourdes à partir de l'air entrant de façon à éviter leur entraînement sur l'organe de filtration. L'air traversant le passage d'entrée 136 tel que représenté par les flèches 170,entre dans l'espace 123 L'air traverse les aubages 160 qui provoquent la séparation centrifuge des particules les plus lourdes et leur transport dans la direction de la flèche 172 à l'intérieur du couvercle collecteur de poussière 154 o elles se déposent. Le passage 150 doit être orienté vers la partie supérieure du filtre de façon que les particules soient arrêtées dans le couvercle collecteur de poussière 154. Les Figures 7 et 8 représentent un troisième mode de réalisation préférentiel de l'invention selon deux formes de réalisation différentes. Chaque foisque l'épurateur d'air 210 de la Figure 7 comporte les mêmes éléments que l'épurateur d'air 10 de la Figure 1, ces éléments sont désignés avec les mêmes repères augmentés du nombre 200 et diffèrent seulement de l'élément correspondant pour autant qu'il en est fait mention dans le texte. De façon plus significative, la Figure 7 diffère de la Figure 2 en ce que l'élément extérieur 22 de la Figure 2 n'est généralement pas u- tilisé, ce qui fait que l'élément de filtration 220 est directement exposé à l'air à épurer De préférence, une grille extérieure 221 est située autour du bord périphérique extérieur de l'élément 220 de façon à aug- menter sa rigidité et à le protéger des chocs divers Ce tamis addi- tionnel n'est cependant pas essentiel. En variante, le tube 214 peut être représenté comme un tube droit, fixé lui-même à un autre tube d'entrée qui est fixé à la machine ou, alternativement, peut être du même type que le tube 14 de la Figure 2. Le dispositif représenté à la Figure 7 ne comporte pas de carter séparé et l'élément de filtration 220 est fixé au tube 214 à l'aide du collier à vis 232 sur l'embout flexible 230. Selon un autre mode de réalisation, il est possible de tronquer le tube 14 de telle façon qu'il s'étende seulement sur une courte distance à l'intérieur des filtres 10, 110 ou 210 Un tel arrangement est représenté à la Figure 8 o, comme àla Figure 7, les mêmes éléments sont représentés avec des repères dans la série 300 La courte distance qui vient d'être mentionnée peut être telle que le tube 14 débouche juste à l'extrémité de l'organe d'extrémité 226 de la Figure 7 Une telle structure est utile dans les filtres qui ne présentent qu'une faible longueur et qui n'exigent pas que la résistance structurelle de l'organe 214 ( 314 dans la Figure 8) soit augmentée Avec ce tube tronqué, les ouvertures 16, 216 ne sont pas indispensables car le filtre peut être complètement ouvert sur ses surfaces intérieures Une grille de sécurité peut être prévue de la façon représentée et doit être préférablement suffisamment rigide pour se soutenir elle-même de façon à-ne pas s'écraser à l'in- térieur du tube-d'entrée 314. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applica- tions envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Epurateur d'air destiné à être utilisé avec un tube d'entrée perméable aux fluides et rigide, présentant une partie perméable à l'air, caractérisé en ce qu'il comporte: un élément tubulaire de filtration ( 20) doté d'une première et d'une seconde extrémité et d'une ouverture centrale adaptée pour rece- voir ladite partie perméable à l'air ( 14 b) dudit tube d'entrée ( 14 I; un premier couvercle d'extrémité ( 24) fixé perpendiculairement à celleci pour former une obturation étanche à la première extrémité dudit élément; un second couvercle ( 26) fixé à la seconde extrémité pour former une obturation étanche à ladite seconde extrémité, ledit second couvercle ( 26) présentant une ouverture ( 28) alignée avec l'ouverture centrale et adaptée à recevoir ledit tube d'entrée; un flasque tubulaire ( 30) s'étendant depuis ledit second couvercle d'extrémité à la périphérie de ladite ouverture ( 28) du deuxième cou- vercle d'extrémité ( 26); et des moyens de compression ( 32) aptes à comprimer ledit flasque tubulaire ( 30) pour en réduire le diamètre. 2 Epurateur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie perméable à l'air ( 14 b) dudit tube d'entrée ( 14) présente une pluralité de perforations ( 16). 3. Epurateur d'air destiné à être utilisé avec un tube d'entrée rigide, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de filtration tubulaire ( 20) doté d'une première et d'une seconde extrémité et d'une ouverture centrale; une coquille extérieure ( 22), dotée d'une première et d'une seconde extrémité, ladite coquille ( 22) étant disposée concentriquement autour de l'élément de filtration ( 20) en définissant un espace ( 23) entre ladite coquille et ledit élément de filtration ( 20); un premier couvercle d'extrémité ( 24) fixé à chacune des premières extrémités dudit élément de filtration et de ladite coquille ( 22) pour former une obturation étanche; un second couvercle d'extrémité ( 26) fixé à chacune desdites secondes extrémités pour former une obturation étanche, ledit second couvercle présentant une ouverture ( 28) alignée avec ladite ouverture centrale et adaptée pour recevoir ledit tube d'entrée ( 14); au moins une ouverture d'entrée ( 36) ménagée dans au moins l'un desdits couvercles d'extrémité ( 24, 26) disposés de façon à placer l' espace défini ( 23, 123) en relation avec l'air extérieur à l'épurateur; un flasque tubulaire ( 30) s'étendant depuis ledit second cou- vercle d'extrémité à la périphérie de ladite ouverture du second couvercle d'extrémité; et des moyens de compression ( 32) aptes à comprimer ledit flasque ( 30) et à en réduire le diamètre. 4. Epurateur d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des ouvertures d'entrée ( 36) est située dans ledit second couvercle d'extrémité ( 26). 5. Epurateur d'air selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une ouverture d'entrée munie d'une pluralité d'ouvertures ( 36) également réparties autour du centre dudit couvercle d'extrémité ( 26). 6. Epurateur d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit tube d'entrée ( 14) comporte un coude plié sensiblement à angle droit, de telle façon que l'élément de filtration( 20) puisseêtre positionné verticalement, et en ce que ledit flasque de montage ( 30) est fixé audit tube ( 14) à son extrémité la plus éloignée dudit élément de filtration. 7. Epurateur d'air selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'aubages déflecteurs ( 160) s'étendant radialement vers l'extérieur et disposés dans ledit espace défini ( 23, 123), en principe à proximité dudit second couvercle d'extrémité qui comporte ladite ouverture d'entrée ( 36, 136), lesdits aubages ( 160) étant orientés de façon à dévier le flux d'air entrantetnonfiltrédefaçonà provoquer la séparation des particules par centrifugation et à empêcher les particules les plus lourdes d'atteindre ledit élément de filtration ( 20); en ce qu'un couvercle collecteur de poussière ( 154) est fixé audit épura- teur sur ladite première extrémité de la coquille ( 122); et en ce que ledit premier couvercle d'extrémité ( 124) comporte un passage( 150) entre ledit espace défini ( 23, 123) et ledit couvercle à poussière ( 154) de telle façon que les particules séparées par centrifugation puissent être collectées dans ledit couvercle à poussière ( 154). 8 Epurateur d'air caractérisé en ce qu'il comporte: un tube d'entrée rigide ( 14) présentant une première extrémité ouverte, une seconde extrémité adaptée pour être reliée à une entrée d'air sur une machine requérant de l'airfiltré ledit tube présentant une première partie ( 14 b) perméable à l'air et adjacente à ladite première extrémité et une deuxième partie non-perméable à l'air et adjacente à l'autre deuxième extrémité; et en ce qu'il comporte un épurateur d'air proprement dit ( 10) constitué: d'un élément de filtration cylindrique ( 20) en accordéon constitué d'un matériau flexible non-tissé, présentant des premières et secondes extrémitéset une ouverture axiale conformée pour recevoir de façon amovible ladite première partie du tube d'entrée ( 14); des premiers moyens d'obturation pour créer une barrière étanche perpendiculairement audit élément de filtration ( 20) à- ladite première extrémité de façon que l'épurateur d'air soit fermé à une extrémité; des seconds moyens pour créer une barrière étanche per- pendiculaire audit élément de filtration à ladite seconde ex- trémité, ladite seconde barrière comportant une ouverture ( 28) alignée avec ladite ouverture dans ledit élément de filtration pour permettre le passage de l'air dans le tube d'entrée ( 14); un matériau de support rigide cylindrique et perforé s'étendant autour dudit élément de filtration ( 20) entre lesdits premiers et seconds moyens; un flasque cylindrique ( 30) en un matériau compressible s'éte dant de la deuxième barrière à ladite ouverture ( 28) pour former une surface d'étanchéité à ladite deuxième barrière par rapport audit tube d'ouverture d'entrée ( 14) ; et des moyens ( 32) situés sur ledit flasque ( 30) pour comprimer de façon amovible ledit flasque ( 30) sur ledit tube d'entrée ( 14). 9 Epurateur d'air selon la revendication 3 ou 8, caractérisé en ce qu'un élément de sécurité en forme de manchon ( 18) est monté sur ladite première extrémité dudit tube entre ledit tube et ledit élément de fil- tration ( 20). 10. Epurateur d'air selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ledit tube d'entrée ( 14) est plié sensiblement à 90 de façon que ledit épurateur d'air puisse être orienté verticalement, tandis que ledit tube d'entrée ( 14) est fixé sur le coté d'une machine ( 12).