Brevet FR2530963A1 — publié le 19840203

Elément de filtre et filtre en faisant application. L'invention est relative aux éléments de filtre et aux filtres eux-mêmes et en propose des perfectionnements qui en améliorent essentiellement l'efficacité, la compacité et la sécurité de fonctionnement. L'invention est donc d'abord relative à un élément de filtre constitué par deux couronnes annulaires délimitées, chacune, par deux faces transversales, une périphérie interne et une périphérie externe, comportant, chacune, des secteurs successifs angulairement régulièrement espacés, et, assemblées entre elles et aux couronnes d'autres éléments de filtre par des tirants ou analogues 9 cependant que les secteurs angulaires des deux couronnes sont disposés en regard les uns des autres par paires ; que chaque secteur d'une couronne est délimité par deux plages radiales d'appui étanche du secteur correspondant de autre couronne et par les portions desdites périphéries interne et externe comprises entre lesdites plages radiales, et, supporte un tamis généralement parallèle aux deux faces transversales de la couronne considérée et écartées de ces deux faces, et qu'en outre, les divers éléments d'un filtre complet étant assemblés, des passages de circulation de fluide sont ménagés entre lesdites périphéries interne et externe , à travers les tamis des divers secteurs. Dans cet élément de filtre, les trous de passage des tirants sont ménagés uniquement dans les zones de plages radiales délimitant chaque secteur. Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées - dans lesdites zones traversées par les trous de passage des tirants, les faces transversales de deux couronnes adjacentes de deux éléments de filtre adjacents sont en appui étanche l'une sur l'autre - lorsque les trous de passage des tirants sont répartis en deux groupes de trous, les trous d'un premier groupe étant mazais de prolongements généralement tubulaires susceptibles de pénétrer dans les trous du deuxième groupe et de réaliser le centrage mutuel des deux couronnes, il est alors avantageux que chaque trou du deuxième groupe soit muni d'une butée qui s'étend radialenent, transversalement, au-delà de la profondeur maximale d'intsouction desdits prolongements tubulaires des trous du prunier groupe, de manière à permettre l'introduction desdits p.olongements tubulaires par une seule des deux faces de la couronne comportant des trous du deuxième groupe de trous - ladite butée est constituée par un voile transversal muni d'un alésage de diamètre inférieur au diamètre du prolonge ment tubulaire. L'invention est également relative à un filtre complet constitué par une pluralité d'éléments de filtre, tels que précé demment définis, et comportant un corps de filtre, à l'intérieur duquel sont ménagées deux zones distinctes de filtration recevant deux empilements d'éléments de filtres de ladite pluralité d'élé- ments de filtre, séparés l'un de l'autre. Dans ce filtre, d'une part, les éléments de filtre des deux empilements sont assemblés par les mêmes tirants, d'autre part, un élément de séparation est disposé entre les deux empilements et. est en contact étanche avec une partie d'une paroi du corps de filtre qui délimite une chambre unique et à l'intérieur de laquelle sont ménagées les deuxdites zones de filtration, elles-memes disposées de part et d'autre de l'élément de séparation. De manière préférée, ladite partie de la paroi du corps de filtre comprend, d'une part, un épaulement de maintien axial en position de l'élément de séparation par rapport au corps du filtre, d'autre part, un alésage dudit épaulement, un joint d'étanchéité étant disposé entre cet alésage et l'élément de séparation situé en regard. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaitront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'èxem- ple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue suivant flèche F de la figure 2, d'un élément de filtre d'un premier type conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe suivant Il-Il de la figure 1; - la figure 3 est une vue suivant flèche G de la figure 4, d'un élément de filtre d'un deuxième type conforme à l'invention - la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3 ; et, - la figure 5 est une coupe axiale d'une partie d'un filtre complet conforme-à l'invention. Deux éléments de filtre d'un premier type, conformes à l'invention, sont représentés sur les figures 1 et 2, et sont constitués, chacun, par deux couronnes annulaires 1 et 2. La couronne 1 est délimitée par une face transversale externe 3 et une face transversale interne 4, repérées par les plans extremes entre lesquels elles sont disposées et par une périphérie interne 5 et une périphérie externe 6 De même, la couronne 2 est délimitée par une face transversale externe 7 et une face transversale interne 8, repérées également par les plans extrêmes entre lesquels elles sont disposées et par une périphérie interne 9 et une périphérie externe 10. Les couronnes 1 et 2 sont assemblées avec leurs faces transversales internes respectives 4 et 8 disposées en regard l'une de l'autre. Chacune comporte huit secteurs angulaires de 450 d'étendue, séparés l'un du suivant par une nervure radiale Il ou 12. Ces nervures ont des épaisseurs Ell et E12 égales à l'épaisseur complète de la couronne et sont dressées planes selon des plans confondus avec les plans 3, 7, perpendiculaires à l'axe 13 de la couronne concernée. Un cordon périphérique externe 14 relie toutes les nervures dans la zone de la périphérie externe 6, 10, et a sa face externe 14a contenue dans le plan des faces transversales externes 3, 7.Ainsi, un élément de filtre (1, 2) peut être assemblé à un autre élément de filtre (1, 2) par mise en appui étanche des nervures 11 de la couronne 1 d'un élément de filtre sur les nervures 11 de la couronne 2 de l'autre élément de filtre, et par mise en appui étanche analogue des nervures 12 et des cordons périphériques externes 14. On note qu'il y a autant de nervures 11 que de nervures 12, les nervures des deux types se succédant l'une après l'autreS et que, par ailleurs, chaque nervure 11 présente un renflement lla traversé par un trou 15. Un sur deux de ces trous 15 est muni, du côté de la face transversale interne 4, 8, d'un petit prolongement tubulaire 16, dont la face externe 16a est tronconique de plus petit diamètre D16a. Ce prolongement 16 peut pénétrer dans un élargissement 17 d'un trou 15 de l'autre couronne, lui-même non muni de prolongement 16, élargissement réalisé seulement du coté de la face transversale interne 4, 8 de cette autre couronne. Un voile 18 subsiste au fond de chaque élargissement 17, et affleure la face transversale externe3, 7 de la couronne concernée.Le trou traversant ce voile est un des trous 15 lui-même, et a un diamètre DIS inférieur au diamètre D16a. Entre deux nervures 11 et 12 successives, les épaisseurs des périphéries interne et externe de chaque couronne sont inférieures à l'épaisseur complète de la couronne (= Ell = E12). Ainsi, dans la zone de la périphérie interne, chaque cordon 19 reliant les nervures successives, a sa face transversale interne 19a confondue avec le plan extrême 4, 8 de la face transversale interne de la couronne, mais sa face transversale externe 19b est hors du plan extrême 3, 7 de la face transversale externe de la couronne, ce qui ménage un passage 20 entre, d'une part, les deux nervures 11, 12, d'autre part, les faces 19b et plans 3, 7. Les faces 19a des deux couronnes 1, 2 d'une même élément de filtre sont en appui étanche l'une sur l'autre tout le long de la périphérie interne de cet élément.De manière analogue dans la zc.ne de la périphérie externe, chaque cordon a sa face transversale interne 13d hors du plan extrême 4, 8 de la face transversale interne Je la couronne, ce qui ménage un passage 21 entre, d'une part, les deux nervures 11, 12, d'autre part, les faces 14b et plans 4, 8. On note encore qu'un tamis 22 est tendu entre les cordons 14 et l9 Q et, les nervures 11, 12 successives, noyé dans ces cordons et nervures à leur niveau. En outre, des nervures auxiliaires 23 prennent appui entre deux nervures Il, 12 successives, et, entre les cordons 14, 19 Les faces transversales 23a et 23b de ces nervures 23 sont écartées des.plans extrêmes 3, 4, 7, 8, aussi bien des faces transversales externes, qu'internes des couronnes 1, 2 D Ainsi, des passages 24 sont ménagés entre les faces 23a et les plans extrêmes 39 7 disposés en regard, de même que des passages 25 ld sont entre les faces 23b et les plans extrêmes 4, 8 disposés en regard. En raison des passages qui viennent d'être mentionnés, le fonctionnement suivant est obtenu. Les divers éléments de filtre étant empilés les uns sur les autres, de maniera à superposer, d'une part, les divers secteurs, d'autre part, les trous 15 de ces éléments, on note qu'un fluide chargé d'impuretés et destiné à être filtré, baignant les périphéries internes 5, 9 des couronnes 1, 2, est véhiculé (flèches H) entre deux éléments adjacents à travers les passages 20 et 24. Ce fluide, situé du côté des faces externes des tamis 22, ne peut s'échapper qu'en traversant ces tamis, car les cordons 14, jointifs (14a) dans cette zone, interdisent l'échappement direct de ce fluide. Celui-ci traverse donc les tamis 22, qui en réalise la filtration, et, débarrassé de ses impuretés, traverse les passages 25 et 21 séparant les deux couronnes d'un même élément de filtre et ressort, filtré, aux périphéries externes 6 et 10 de ces couronnes. On constate également qu'en raison des appuis étanches, d'une part, des plans d'appui 4 et 8 des deux couronnes d'un même élément de filtre dans la zone des trous 15, ainsi que des prolongements tubulaires 16 dans les élargissements 17 des trcus 15, d'autre part, de la face 14a d'un élément de filtre sur la face 14a de l'élément adjacent, le fluide non filtré qui baignez les périphéries internes 5 et 9, ne peut pas pénétrer dans les trous 15, et ne risque donc pas de polluer un autre fluide susceptible de se trouver dans ces trous 15, tel qu'un fluide déjà filtré. Cet avantage sera mieux compris ultérieurement on regard de la figure 5. Enfin, compte tenu des conformations très particulières des faces transversales externe et Interne de chaque couronne 1, 2, il est nécessaire d'éviter de monter incorrectement les couronnes, par exemple en plaçant la face transversale interne 4 de la couronne 1 en regard de la face transversale externe 7 de la couronne 2. Les voiles 18 interdisent l'introduction des prolongements tubulaires 16 dans les trous 15 du coté opposé aux élargissements 17. Ainsi, seul le montage correct est possible. Le deuxième type d'élément de filtre est représenté en regard des figures 3 et 4. Sa description sera réduite par rapport à celle du premier type des figures 1 et 2, car relativement analogue. On note qu'un élément de filtre de ce deuxième type comporta deux couronnes annulaires 26, 27, qui sont munies de trous 15 de passage de tirants d'assemblage, un trou 15 sur deux de chaque couronne étant muni d'un prolongement tubulaire 16 et un trou sur deux d'un élargissement 17 de réception des prolongements 16. Ces trous, comportant un élargissement 17, sont également munis du voile 18 précédemment défini. Des nervures radiales 28, 29 délimitent, dans chaque couronne, huit secteurs angulaires égaux de 450 chacun, les trous 15 traversant uniquement les nervures 28, élargies dans la zone desdits trous. Les nervures 28, 29 d'une couronne 26 ont leurs faces internes 28a, 29a planes et an appui étanche sur les faces internes des nervures 27 de l'autre couronne du même élément de filtre. On observe qu'un cordon périphérique interne, circulaire 30 relie les diverses nervures dans la zone de la périphérie interne 31 des couronnes, et a sa face externe 30a contenue dans le plan extrême externe 32 de chaque couronne 26, 27. Ainsi, un élément de filtre peut-il être en appui étanche sur l'élément adjacent.Par contre, dans la zone de la périphérie externe 33 des couronnes, seules des plages discontinues 34 sont placées dans la zone des nervures 28, 29 et ont leurs faces 34a contenues dans~lesdits plans extrêmes externes 32. En outre, des nervures intermédiaires 35 s'étendent entre les nervures radiales 28, 29 et entre le cordon périphérique externe 36, qui relie les diverses plages d'appui 345 et le cordon périphérique interne 30. Bien entendu, des tamis 22 sont supportés par ces divers nervures et cordons, noyés en leurs âmes dans leurs zones.Finalement, lorsque deux ou plusieurs éléments de filtre sont assemblés, les passages suivants sont ménagés - passages 37 entre les faces internes non jointives 30b des cordons 30 des deux couronnes 26, 27 d'un même élément de filtre, - passages 38 entre les faces internes non jointives 35b des nervures intermédiaires 35 des deux couronnes d'un meme élément de filtre, - passages 39 entre les faces externes non jointives 35a des nervures intermédiaires 35 des deux couronnes en appui l'une sur l'autre de. deux éléments de filtre différents, - passages 40 entre les faces externes non jointives 36a des cordons 36 de deux couronnes en appui l'une sur l'autre de deux éléments de filtre différents. Compte tenu de ces divers passages, le fluide à filtrer, chargé d'impuretés, qui, dans ce type de filtre, baigne la périphérie externe 33 des couronnes 26, 27, est véhiculé suivant les flèches K en traversant successivement : les passages 40 et 39 > les tamis 22, puis une fois filtré, les passages 38 et/ou 37, et ressort à la périphérie interne 31. Dans les deux types de filtres, on aura noté que les trous 15 d'une part, traversent chaque couronne dans la.zone d'une nervure radiale de séparation des secteurs adjacènts, et non entre de telles nervures séparatrices, d'autre part, ne traversent pas toutes les nervures radiales, mais dans les réalisations représentées, seulement une (11, 26) sur deux. Ces dispositions ont pour effet, pour des diamètres intérieur et extérieur déterminés de chaque couronne, d'augmenter la section titille des tamis. En effet, le nombre des trous 15 est limité au strict nécessaire et chaque trou 15 n'empiète que le moins possible sur lessections des tamis adjacents. Les éléments de filtres sont naturellement utilisés pour réaliser des filtres complets, tel que celui partiellement représenté sur la figure 5. Ce filtre comprend un corps de filtre 41 d'axe 13, délimitant une enceinte, dont une extrémité est fermée par un fond 42, l'autre extrémité constituant l'ouverture 43 d'introduction d'un ensemble d'éléments de filtre. Cet ensemble comprend un premier empilement 44 d'éléments de filtre du premier type (1, 2), un deuxième empilement 45 d'éléments de filtre du deuxième type (26, 27), un élément 46 de séparation des deuxdits empilements 44, 45. Des tirants 47 traversent les trous 15 alignés des deux empilements 44 et 45, et de l'élément de séparation 46, et, en coopération avec des pièces d'extrémité 48 maintiennent les éléments de filtre des deux empilements et l'élément de separation 46 assemblés en un seul ensemble. A noter que chaque tirant 47 traverse les deux empilements 44, 45.L'ensemble ainsi réalisé est introduit à l'intérieur du corps 41, et une bride débordante 49, dont est muni l'élément de séparation 46, permet l'appui de cet ensemble sur un épaulement transversal 50 dont est munie la face interne du corps 41. Un joint d'étanchéité 51 est interposé entre un alésage 52 de l'épaulement 50 et l'élé- ment de séparation 46 et sépare en deux chambres 53 et 54, isolées l'une de l'autre, le corps du filtre. Coaxialement aux éléments de filtre, un distributeur de fluide 55 est disposé.Sont également représentés : un raccord d'admission 56 du fluide primaire à filtrer, un raccord d'échappement 57 du fluide primaire filtré, une chambre primaire d'admission 58 communiquant avec le raccord d'admission 56 et, par un conduit 60, avec l'espace 59 ménagé entre le distributeur 55et sept premiers des huit secteurs des éléments de filtre de l'empilenent 44, uXe chambre 61 interne au distributeur 55, qui isole les huitièmes secteurs des él#nents de filtre de l'empilement 44 desdits sept premiers secteurs, et est reliée par des conduits 62 internes au distributeur à la chambre 54.Une plaque dlextrémité 74 délirr.ite l'empilement 45 des couronnes 26-27 et est ajustée avec interposition d'un joint d'étånchéìté 64 avec la partie inferieure 65 du corps 41, définissant avec cette partie 65 une petite rhambre 66 distincte de la chambre principale inférieure 54. Le distributeur 55 a son extrémité 67 conformée en un arbre de guidage traversant un alésage 68 dont est muni le fond de la chambre 66, avec égal en ment interposition d'un joint d'étanchéité 73.A noter que les conduits 62 débouchent dans une gorge circulaire 69 ménagée dans la plaque d'extrémité 74, gorge 69 débouchant elle-même dans la chambre 54 par un conduit 70 ; que les chambres 63 communiquent avec la chambre 66 par un conduit 71 interne a u d i s t r i b u teur 55 ; et, qu'enfin, un conduit 72, interne au corps 41, constitue le conduit d'échappement du fluide filtré hors des chambres 63 et 66. Le filtre qui vient d'être décrit permet, de manière classique, une première filtration, dont le fluide filtré sort en 57, et une deuxième filtration de seulement la partie du fluide à filtrer, admis en 562 qui n'est pas sortie en 57, mais a, au contraire, récup#éré les impuretés issues du décolmatage des tamis 22 desdits huitièmes secteurs des éléments de filtre de l'empilement 44.Deux zones distinctes de filtration 53, 54 sont séparées l'une de l'autre avec étanchéité de manière que le fluide filtre, contenu dans #la chambre 53, et le fluide à filtrer, contenu dans la chambre 54, ne se mélangent pas Ceci a été réalisé non seulement en raison de ] 'étanchéité obtenue dans la zone du joint 51, mais aussi en raison de l'isolement étanche d'es trous 15 de l'empilement 44 par rapport à la chambre E3, ceci ayant été obtenu par les plaques 14a d'appui étanche des éléments de filtre les uns sur les autres, et par l'étanchéìté réalisée entre deux couronnes 1, 2 d'un même élément de filtre, dans la zone des trous 15. Ainsi, le fluide éventuellement contenu dans ces trous @@ et celui filtré, cont@@@ dans la chambre 53, sont-ils en permanence isolées l'un de l'autre. L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite, mais ~:1 couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportée sans sortir de son cadre, #ni de esprit. R E V E N D I C A T I O N S 1. Elément -de filtre constitué par deux couronnes annulaires (1, 2) délimitées, chacune, par deux faces transversales (3, 4 ; 7, 8), une périphérie interne (5, 9) et une périphérie externe (6, 10), comportant, chacune, des secteurs successifs (A) angulairement régulièrement espacés, et, assemblées entre elles et aux couronnes d'autres éléments de filtre par des tirants (47) ou analogues, cependant que les secteurs angulaires des deux couronnes sont disposés en regard les uns des autres par paires, que chaque secteur d'une couronne est délimité par deux plages radiales (11, 12) d'appui étanche du secteur c#orrespondant de l'autre couronne et par les portions desdites périphéries interne et externe comprises entre lesdites plages ràdiales, et, supporte un tamis (22) généralement parallèle aux deux faces transversales de la couronne considérée et écart( de ces deux faces, et qu'en -outre, les divers éléments d'un filtre complet étant assemblés, des passages l20, 24, #25,- 21) de -circulation de fluide sont ménagés entre lesdites périphéries interne et externe, à travers#les tamis (22) des divers secteurs; caractérisé en ce que les trous (15) de passage des tirants sont ménagés uniquement dans les zones de plages radiales (1I) délimitant chaque secteur. 2. Elément de filtre selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, dans lesdites zones traversées par les trous (15) de passage des tirants, les faces transversales (14a) de deux couronnes adjacentes de deux éléments de filtre adjacents sont en appui étanche- l'une sur l'autre. 3. Elément de filtre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, de manière connue en soi, les trous de passage des tirants sont répartis en deux groupes de trous, les trous' d'un premier groupe étant munis de prolon gements (16)- généralement tubulaires susceptibles de pénétrer dans les trous (17) du deuxième groupe et de réaliser le centrage mutuel des deux couronnes, et en ce que chaque trou (17) du deux xième groupe est muni d'une butée (18) qui s'étend radialement, transversalement, au-dela de la profondeur maximale d'introduction desdits prolongements tubulaires (16) des trous du premier groupe, de manière à permettre l'introduction desdits prolongements tubulaires par une seule des deux faces de la couronne comportant des trous du deuxième groupe de trous. 4. Elément de filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite butée est constituée par un voile transversal (18) muni d'un alésage (15) de diamètre inférieur (dûs) au diamètre (D16a) du prolongement tubulaire (16). 5. Filtre complet constitué par une pluralité d'élé- ments de filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, de manière connue en soi, il comporte un corps de filtre (41), à l'intérieur duquel sont ménagées deux zones distinctes de filtration (53, 54) recevant deux empilements (44, 45) d'éléments de filtres de ladite pluralité d'éléments de filtre, séparés l'un de. l'autre, et, en ce que, d'une part, les éléments de filtre#des deux empilements (44, 45) sont assemblés par les mêmes tirants (47), d'autre part, un élément de séparation (46) est disposé entre les deux empilements (44, 45) et est en contact étanche (51) avec une partie (52) d'une paroi (41) du corps de filtre qui délimite une chambre unique et à l'intérieur de laquelle sont ménagées les deuxdites zones de filtration (53, 54), elles-mêmes disposées de part et d'autre de l'élément de séparation (46). 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite partie de la p#aroi du corps de filtre comprend, d'une part, un épaulement (50) de maintien axial en position de l'élément de séparation (46) par rapport au corps