Brevet FR2546415A1 — publié le 19841130

La présente invention se rapporte à un élément tubu- laire de filtration pour filtrer des fluides, dont la garniture souple filtrante, comportant au moins une seule couche, est agencée selon un grand nombre de plis dont les extrémités sont reliéesd'une-manière étanche aux fuites pour former un cylindre creux supporté par une grille externe de support et par un noyau interne de support qui est percé d'évidements, est fabriqué en matière plastique, contre la face externe duquel les bords des plis de ladite garniture souple filtrante sont en appui, et dont les ex- trémités sont emprisonnées par des capuchons annulaires qui, à leur tour, entourent hermétiquement les faces extrêmes de ladite garniture souple filtrante annulaire. De tels éléments de filtration sont connus, par exemple, d'après les documents DE-A-3 128 546, DE-A-2 102 510 et DE-U-81 33 548 2 Dans des éléments de filtration connus de ce type, le noyau de support proprement dit consiste en une grille de configuration cylindrique qui est percée d'évidements présentant des arêtes relativement vives, et qui comporte des nervures de support s'étendant dans le sens circonférentiel Au cours de la filtration, par suite de la baisse de pression, le grand nombre des bords des plis s'applique contre ces nervures de support de la face externe à la face interne de l'élément de filtration de réalisation cylindrique creuse Si l'on utilise des matières filtrantes sensibles, il est alors à craindre que ces matières soient endommagées sur le noyau de support. Pour tenter d'y remédier, les matières de filtration sensi- bles sont soutenues et stabilisées de part et d'autre par un ouvrage réticulaire fin En plus de sa fonction de sou- tien du filtre, le noyau de support a également pour objet, en présence des bords des plis de la garniture de filtration pressés étroitement les uns contre les autres, de former un drainage pour le filtrat qui traverse ladite garniture. Aussi bien la grille externe de support que le noyau interne de support sont encapsulés à leurs extrémités par des capuchons annulaires qui emprisonnent simultanément et de manière hermétique les bords extrêmes de l'élément tubulaire de filtration Par conséquent, la liaison entre les deux capu- chons annulaires est établie par l'intermédiaire de l'élément tubulaire de filtration relié à ces capuchons, et le plus souvent, par l'intermédiaire d'au moins l'un des deux supports Par suite des forces dynamiques qui agissent sur l'ensemble de l'élément filtrant au cours de la filtration et à cause des fluctuations extrêmes de tempé- rature (par exemple en cas de passages répétés de cet élément de filtration à l'autoclave à des fins de stérili- sation), les éléments constitutifs reliés les uns aux autres subissent des forces de dilatation supplémentaires, si bien qu'il faut également prendre ces forces en considération dans la conception et la conformation de l'élément filtrant. A cet égard, les éléments de filtration connus de ce type sont encore susceptibles de nombreuses améliorations. L'invention a par conséquent pour objet d'améliorer le système de soutien et d'emprisonnement d'une garniture souple filtrante de configuration cylindrique ainsi que son drainage du c 8 té du filtrat et, en plus, d'améliorer la stabilité de la liaison des éléments individuels consi- dérés. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que la face externe du noyau de support soute- nant les bords des plis présente, dans le sens longitudinal, une section ondulée à crêtes d'ondulations arrondies, les évidements étant élaborés dans les creux desdites ondula- tions Selon d'autres perfectionnements avantageux, la structure ondulée peut s'étendre en longueur dans le sens longitudinal, être réalisée relativement aplatie et effec- tuer un tour complet dans le sens circonférentiel Aux extrémités de l'élément de support, cette structure ondulée peut être remplacée par un tronçon tubulaire creux ne com- portant pas d'évidements, ce tronçon tubulaire pouvant être entouré de part et d'autre (intérieurement et extérieurement) par un tronçon cylindrique creux du capuchon annulaire associé Une encoche annulaire peut être pratiquée dans le fond du capuchon en étant abritée dans le prolongement axial direct du tronçon cylindrique creux de ce capuchon annulaire logeant la région extrême cylindrique du noyau de support, en vue de recevoir une garniture annulaire_. élastique d'étanchement qui agit dans le sens axial Ledit tronçon tubulaire cylindrique peut présenter aux extrémités de l'organe de support, sur ses faces externe et/ou interne, des striures ou cannelures qui s'étendent en direction de l'axe longitudinal et s'engagent dans des striures ou canne- lures de configuration correspondante élaborées sur le tron- çon cylindrique creux du capuchon annulaire La paroi dudit tronçon cylindrique creux de ce capuchon annulaire, orientée vers le centre, peut être plus haute dans le sens axial que l'autre paroi circonférentielle dudit tronçon cylin- drique, et constituer un système de guidage et de centrage des extrémités insérées de l'organe de support Le capuchon annulaire peut former, par sa paroi externe, un manchon destiné à recevoir une zone de guidage de l'extrémité de la grille externe de support et comporter des moyens de retenue qui agissent dans la direction périphérique et viennent en prise dans des moyens de retenue correspondants de ladite grille de support Ces moyens de retenue peuvent être formés par des tétons ou des nervures et par des fentes des éléments constitutifs mutuellement en prise Ledit man- chon du capuchon annulaire peut être séparé du fond de ce capuchon par une barrière d'étanchementqui fait saillie vers l'intérieur et sépare ledit manchon dudit fond du capuchon logeant la masse d'étanchement Les bords externes des plis de la garniture souple de filtration peuvent s'appliquer sur la barrière d'étanchement ou être guidés sur cette dernière Le fond du capuchon peut être formé d'une chambre qui est destinée à recevoir la masse d'étan- chement et qui consiste en des nervures agencées concentri- quement La garniture annulaire d'étanchement,maintenue à demeure dans l'encoche du fond dudit capuchon,peut être de section en L, la branche libre de ce L pouvant recouvrir partiellement dans le sens radial la face externe dudit fond du capuchon Enfin, la structure ondulée peut être dotée de gorges arrondies qui s'étendent à l'oblique par rapport aux bords des plis, en vue d'assurer une meilleure répartition de l'écoulement. La structure ondulée permet, d'une part, d'obtenir un bon drainage et, d'autre part, d'éviter la présence d'arêtes vives en tant que surfaces de soutien des bords des plis de l'élément de filtration Le guidage, du type manchon, des extrémités du noyau de support dans les capu- chons annulaires, ainsi que leur verrouillage en rotation offrent d'une part la possibilité d'une dilatation en lon- gueur dudit noyau de support à l'intérieur desdits capuchons annulaires et, d'autre part, une rigidité suffisante empê- chant un gauchissement est assurée par les cannelures mutuellement en prise de ces deux éléments constitutifs. Il en va de même pour la rigidité empêchant un gauchissement de la grille externe de support à l'aide des moyens de retenue De préférence, cette grille externe de support est fixée rigidement aux capuchons annulaires. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe verticale d'un élément de filtration, la partie de droite de cette figure illustrant la liaison durable à l'état déjà établi, tandis que sa partie de gauche illustre ladite liaison avant son assemblage; et la figure 2 est une vue fragmentaire en plan du capuchon annulaire sans élément de filtration. Un élément de filtration 1 se compose pour l'essen- tiel d'une garniture souple filtrante 2 à une ou plusieurs couches-, d'un noyau de support 3 percé d'évidements 4, de capuchons annulaires 7 placés aux deux extrémités et présen- tant des garnitures annulaires d'étanchement 10 et 18, ainsi qu'une grille externe de support 19. La garniture filtrante 2 est agencée selon plusieurs plis et elle est conformée en un cylindre creux, les plis extrêmes étant reliés les uns aux autres d'une manière étanche aux fluides, comme cela est bien connu dans l'art antérieur précité En fonction de la baisse-de pression, des bords 2 ' et 2 " des plis, s'étendant en direction des génératrices, s'appliquent contre des crêtes 3 ' des ond la- tions du noyau de support 3, ou bien contre les surfaces de la grille de support 19, respectivement D'une manière générale, le fluide devant être filtré traverse de part en part la garniture de filtration 2 à partir de la face externe et en direction du noyau de support 3, de sorte que ce noyau est soumis à la plus forte contrainte de pres- sion et doit par conséquent présenter la stabilité néces- saire Cette stabilité est favorisée par la structure ondu- lée,et l'effet de drainage favorable est atteint par le fait que les évidements 4 sont pratiqués dans des creux 3 " des ondulations La structure ondulée s'étend en lon- gueur dans le sens longitudinal, elle est relativement plate et effectue un tour complet dans le sens circonféren- tiel Pour améliorer davantage encore l'effet de drainage, des gorges 23 de section arrondie, s'étendant à l'oblique par rapport aux bords 2 ' des plis (ou agencées hélicoïdale- ment), sont élaborées dans la structure ondulée 3 ', 3 ". A ses deux extrémités, le noyau de support 3 se prolonge par un tronçon tubulaire fermé 6 dont la face externe com- porte des striures ou cannelures longitudinales 6 '. La section du capuchon annulaire 7 est sensiblement conformée en U,,et ce capuchon comporte un tronçon tubulaire creux 8 dont la paroi 13 présente des striures ou cannelures correspondantes 8 ' qui s'engagent dans les cannelures 6 ' du tronçon tubulaire 6 du noyau de support 3 Le tronçon 8 du capuchon annulaire 7 entoure un orifice de sortie 22 de l'élément de filtration 1, destiné à évacuer le filtrat. L'étanchéité de cet orifice de sortie 22 par rapport à un bottier non représenté est assurée, à l'aide des garnitures annulaires d'étanchement 10 et 18, de telle façon que l'espace externe qui entoure ledit élément de filtration 1 soit séparé de l'espace interne d'une manière étanche aux fuites, et que le fluide devant être filtré ne puisse par conséquent traverser de part en part que la garniture filtrante 2 En fonction de la réalisation du boîtier, il peut être renoncé à l'une des garnitures d'étanchement 10 et 18. Une encoche 9, ménagée dans le prolongement axial direct du tronçon cylindrique 8 dans un fond 11 du capuchon, sert à recevoir la garniture annulaire d'étanchement 10 qui accuse une saillie,et exerce son action, dans le sens axial Dans l'exemple représenté, cette garniture annulaire est de section en L, une branche libre 10 ' du L coiffant partiellement dans le sens radial la face externe du fond 11 du capuchon Ce fond 1 i présente sur sa face interne des cannelures formées par des nervures annulaires 17 agen- cées concentriquement, qui constituent la chambre destinée à recevoir une masse d'étanchement 5, au moyen de laquelle les extrémités frontales de la garniture tubulaire filtrante 2 sont reliées hermétiquement audit fond 11 Cette masse d'étanchement peut consister en une colle thermofusible ou en une résine coulée, ou bien encore être formée par le matériau fondu de ladite garniture 2 ou dudit fond 11, res- pectivement. Pour éviter que, lors de l'immersion des faces extrêmes de la garniture filtrante 2, la masse d'étanchement s'élève trop haut et réduise ainsi la surface filtrante effective, une partie du capuchon annulaire 7, formant un manchon 14 loge une barrière périphérique d'étanchement 16 contre laquelle les bords externes des plis de ladite garniture 2 s'appliquent eux aussi ou par-laquelle ils sont guidés La barrière d'étanche- ment 16 fait saillie vers l'intérieur et sépare dudit manchon 14 le fond 11 du capuchon recevant la masse d'étanchement 5. Dans l'exemple de réalisation illustré, le noyau de support 3 n'est pas relié par conformation au capuchon annulaire 7 dans je sens longitudinal, mais sa rotation est seulement interdite dans le sens circonférent:iel par les cannelures associées 6 ' et 8 ' Par conséquent, ce noyau de support-3 re- lativement massif peut se dilater dans le sens longitudinal en cas de fortes fluctuations de température, sans pour autantque les forces qui en résultent soient répercutées aux autres parties de l'élément de fil- tration. La rotation de la grille externe de support 19 est également interdite dans le sens périphérique par plusieurs nervures de retenue 15 (ou des tétons 15) façonnées dans le mancho 14, et par des fentes de retenue 21 pratiquées dans une-zone de guidage de ladite grille de support (l'agencement inverse est également possible) Si l'on souhaite renforcer davantage encore la liaison axiale existante des deux capuchons annu- laires 7 par l'intermédiaire des faces frontales de la garni- ture de filtration 2 et de la masse d'étanchement 5, il est possible de solidariser par collage ou par soudage la grille de support 19 avec le tronçon du capuchon annulaire 7 formant le manchon 14 - On voit par ailleurs, sur la figure 1 que la paroi 12 du tronçon cylindrique creux du capuchon annulaire 7, tournée vers le centre, est réalisée plus haute dans le sens axial que l'au- tre paroi périphérique 13, de ce tronçon cylindrique 8 et forme ainsi un système de centrage et de guidage des extrémités insé- rées du tronçon tubulaire 6 de l'organe de support. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'élément de filtration décrit et représenté. REVENDICATIONS 1 Elément tubulaire de filtration pour filtrer des fluides, dont la garniture souple filtrante, comportant au moins une couche, est agencée en un grand nombre de-plis dont les plis extrêmes sont reliés d'une manière étanche aux fuitesafin de former un cylindre creux supporté par une grille externe de support et par un noyau interne de support qui est percé d'évidements, consiste en une matière plastique, sur la face externe duquel les bords des plis de ladite garniture sont en appui et dont les extrémités sont emprisonnées par des capuchons annulaires qui, à leur tour, cernent hermétiquement les faces extrêmes de ladite garniture filtrante annulaire, élément de filtration carac- térisé par le fait que la face externe du noyau de support ( 3), soutenant les bords ( 2 ') des plis, présentedans le sens longitudinalune section ondulée dont les crêtes ( 3 ') des ondulations sont arrondies, les évidements ( 4) étant élaborés dans les creux ( 3 ") desdites ondulations. 2 Elément de filtration selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure ondulée ( 3 ',3 ") s'étend en longueur dans le sens longitudinal, est relati- vement plate et effectue un tour complet dans le sens cir- conférentiel. 3 Elément de filtration selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la structure ondulée ( 3 ',3 ") est remplacée, aux extrémités de l'organe de support, par un tronçon tubulaire cylindrique ( 6) ne comportant pas d'évidements, ce tronçon tubulaire ( 6) étant entouré de part et d'autre (intérieurement et extérieurement) par un tronçon cylindrique creux ( 8) du capuchon annulaire associé ( 7). 4 Elément de filtration selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'une encoche annulaire ( 9) est élaborée, en étant protégée, dans le fond ( 11) du capuchon et dans le prolongement axial direct du tronçon cylindrique creux ( 8) de ce capuchon annulaire ( 7) logeant la région extrême cylindrique du noyau de support, en vue de recevoir une garniture annulaire élastique d'étanchement ( 10) qui agit dans le sens axial. Elément de filtration selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le tronçon tubulaire cylin-, drique ( 6) présente aux extrémités de l'organe de support, sur sa face externe et éventuellement, ou en variante, sur sa face interne, des striures ou cannelures ( 6 ') s'étendant en direction de l'axe longitudinal et s'engageant dans des striures ou cannelures ( 8 ') de configuration correspondante élaborées sur le tronçon cylindrique creux ( 8) du capuchon annulaire ( 7). 6 Elément de filtration selon les revendications 3 et 5, caractérisé par le fait que la paroi ( 12) du tronçon cylindrique creux ( 8) du capuchon annulaire ( 7), tournée vers le centre, est réalisée plus haute dans le sens axial que l'autre paroi périphérique ( 13) dudit tronçon cylin- drique ( 8), et forme un système de guidage et de centrage des extrémités insérées du tronçon tubulaire ( 6) de l'organe de support. 7 Elément de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le capu- chon annulaire ( 7) forme, par sa paroi externe, un manchon ( 14) destiné à recevoir une zone de guidage ( 20) pour l'extrémité de la grille externe de support ( 19), et compor- te des moyens de retenue ( 15) qui agissent circonférentiel- lement et viennent en prise avec des moyens de retenue complémentaires ( 21) de ladite grille de support ( 19). 8 Elément de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens de retenue ( 15,21) sont formés par des tétons ou des nervu- res ( 15) et par des fentes ( 21) des éléments constitutifs ( 7,19) mutuellement en prise. 9 Elément de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le manchon ( 14) du capuchon annulaire ( 7) est séparé du fond ( 11) de ce capuchon par une barrière d'étanchement ( 16), qui fait saillie vers l'intérieur et qui sépare dudit manchon ( 14) ledit fond ( 11) du capuchon recevant la masse d'étanchement ( 5). Elément de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le" bords externes ( 2 ") des plis de la garniture souple filtrante ( 2) prennent appui contre la barrière d'étanchement ( 16) ou sont guidés par cette dernière. 11 Element de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 103 caractérisé par le fait que le fond ( 11) du capuchon forme une chambre qui reçoit la masse d'étanchement ( 5) et qui est formée par des nervures ( 17) agencées concentriquement. 12 Elément de filtration selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la garniture annulaire d'étanchement ( 10) maintenue à demeure dans l'encoche ( 9) du fond ( 11) du capuchon est réalisée de section en L, la branche libre ( 10 ') de ce L coiffant partiellement dans le sens radial la face externe dudit fond ( 11) du capuchon. 13 Elément de filtration selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la structure ondulée ( 3 ',3 ") est dotée de gorges arrondies ( 23) s'étendant à l'oblique par rapport aux bords ( 2 ') des plis, en vue d'assurer une meilleure répartition de l'écoulement.