Brevet FR2553675A1 — publié le 19850426

L'invention se rapporte à des filtres de puits et particulièrement à des filtres de puits d'eau pour utilisation résidentielle dans des endroits o une dépense pour des filtres sophistiqués et en acier inoxydable durables ayant un fil métallique enroulé et soudé sur un certain nombre de tiges de support internes ne peut être justifiée économiquement. Typiquement, les filtres utilisés dans une telle situation ont été réalisés en enroulant une gaze ou 10 toile de cuivre autour d'un tuyau en plastique ou en acier qui a été percé par perforation ou par découpage Les filtres ainsi produits sont généralement fragiles du fait de l'exposition de la toile sur la surface Ils sont également inefficaces, du 15 fait qu'ils ont une surface ouverte par unité de longueur très petite Il est parmi les objets de la présente invention de constituer un filtre de puits qui peut être vendu pour un prix relativement faible mais qui 20 a plus de surface ouverte par unité de longueur que les filtres de la technique antérieure Un autre objet de l'invention est de constituer un filtre de puits qui utilise un ruban en maille de fil métallique enroulé comme milieu de filtrage mais qui 25 est beaucoup moins fragile et structurellement beaucoup plus solide que les filtres actuellement disponibles. Les objectifs et avantages cités ainsi que d'autres sont atteints par le filtre perfection30 né de la présente invention, dans lequel un ruban de matériau en fil métallique tissé tel que du cuivre étamé est hélicoldalement enroulé autour d'un réseau annulaire de tiges métalliques de support. Le ruban est enroulé avec un pas légèrement plus large que la largeur du ruban afin de définir un espace ouvert étroit Simultanément, au moins une longueur continue de fil d'enroulement est hélicoldalement enroulée avec le même pas que pour le ruban autour des tiges de support et est intégralement attachée à chaque tige à chacune de ses intersections avec elle, comme par soudage par résistance Ladite longueur de fil d'enroulement est placée de sorte qu'au moins une partie de la largeur de sa section transversale recouvre partiellement un bord de ruban, et une autre partie de sa largeur recouvre partiellement l'espace ouvert entre les spires adjacentes du ruban Il serait indésirable que le fil recouvre le ruban complètement car la présence du ruban interférerait avec la capacité du fil et des tiges à être soudés l'un aux autres De préférence, les tiges et les fils sont formés d'acier de cémentation galvanisé et sont attachés l'un à l'autre par soudage par résistance Le filtre de puits perfectionné 20 peut être fabriqué avec un agencement légèrement modifié d'un appareil d'assemblage de tige et de fil métallique conventionnel du type représenté dans le brevet E E Johnson N O 2 046 460 Cependant, au lieu de guider un fil métallique unique dans le 25 chemin d'une roue de soudage rotative, il est préférable de guider simultanément une paire de fils métalliques et le ruban, celui-ci étant situé au- dessous et entre les fils métalliques La roue de soudage est de préférence constituée avec des 30 rainures espacées sur sa surface périphérique externe, afin de maintenir un espacement exact entre la paire de fils métalliques qui feront que les côtés vers l'intérieur effilés de chaque fil métallique butent contre, et retiennent, les bords - 3 extérieurs du ruban Les bords latéraux vers l'intérieur de chaque fil métallique peuvent aussi recouvrir légèrement une fine partie du bord extérieur du ruban, de façon à retenir le ruban sans 5 empêcher les fils métalliques d'être soudés aux tiges Les côtés des fils métalliques d'enroulement sont de préférence effilés de manière à être plus étroits en section transversale près de l'endroit o ils retiennent le ruban et o ils sont soudés aux 10 tiges La section transversale effilée étroite augmente aussi leur capacité à être soudé Les parties, les plus à l'extérieur, plus larges des fils d'enroulement sont de préférence assemblées'aux tiges d'une manière telle que les fils se touchent l'un l'autre, mais elles peuvent aussi être espacées d'une distance pas plus grande que la largeur des ouvertures d'écoulement dans le ruban De manière évidente, du fait que les fils métalliques sont espacés les uns des autres par le ruban, c'est le 20 bord amont du fil aval qui est en contact avec le bord aval du ruban Pour aider à retenir le ruban en place lorsque les fils d'enroulement sont soudés aux tiges, le ruban est de préférence enroulé sous tension La Fig 1 est une vue en perspective partiellement brisée d'une courte longueur d'un filtre de puits selon l'invention; La Fig 2 est une vue agrandie prise dans un plan transversal aux axes des fils d'enroulement 30 montrant la relation entre le ruban tressé, les tiges et les fils d'enroulement après la soudure; La Fig 3 est une vue en perspective illustrant la relation entre le ruban tressé, les tiges et les fils d'enroulement avant la soudure; -4 La Fig 4 est une vue similaire à la Fig 2 mais montrant la relation du double rouleau de soudure entaillé aux fils d'enroulement et au ruban tressé; La Fig 5 est une vue en perspective illustrant les parties principales de l'appareil de soudure et d'assemblage, et La Fig 6 est une section transversale prise suivant la ligne 6-6 de la Fig 2. En se référant à la Fig 1, le filtre perfectionné est généralement indiqué en 10 et peut être vu comme comprenant un réseau annulaire de tiges de support circonférentiellement espacées 12 qui assure une-force de tension au filtre Une paire de fils métalliques 15 d'enroulement 14, 16 sont soudés par résistance à chacune des tiges 12 qu'ils croisent afin de maximiser la résistance du filtre 10 et d'augmenter sa capacité à résister aux efforts de charge en compression et en torsion Un ruban ou bande de matériau en maille 20 de fil métallique tissé 20 comprenant des fils longitudinaux 22 et des fils transversaux 24, 26 est de préférence placé à chacun de ses bords latéraux ' et retenu, comme le montre mieux la Fig 2, en un contact serré avec un certain nombre de tiges 12 par 25 les parties latérales vers l'intérieur en forme de coin se rétrécissant 14 ', 16 ' des fils métalliques d'enroulement effilés 14,16 Le ruban 2 Q est de préférence enroulé sous légère tension de manière à toucher fermement les tiges 12 Il est aussi de préférence attaché aux tiges à chaque extrémité du filtre par un petit point de soudure ou un joint de soudure (non représenté) La tension d'enroulement et les côtés de fils effilés 14 ', 16 ' coopèrent pour retenir fermement le ruban 20 dans sa position relative avec les tiges 12 et les fils 14,16 représentée sur la Fig 2, par laquelle une petite partie de la largeur des fils 14, 16 recouvre le ruban Il serait aussi possible d'utiliser un ruban 20 légèrement plus large ou un pas d'enroulement plus petit pour les fils 14, 16 de telle sorte qu'une partie étroite des bords du ruban 20 seraient en contact avec une partie latérale étroite 16 '' de la pointe du fil 16, par exemple Il serait cependant nécessaire d'empêcher 10 les bords du ruban 20 de se trouver sous la partie centrale 16 ''' de la section transversale du fil 16 du fait que cela interférerait avec la capacité à avoir une soudure ferme entre le fil 16 ou le fil 14 et les tiges 12. La Fig 3 illustre les positions relatives des fils d'enroulement 14, 16 et du ruban en maille et des tiges 12 pendant l'opération d'enroulement et de soudure et les Figs 4 et 5 illustrent le procédé et l'appareil par lesquels le filtre 10 peut être produit La machine d'enroulement et de soudure 30 est d'une construction dans l'ensemble conventionnelle et comprend une plaque frontale rotative 32 ayant un certain nombre de cercles d'ouvertures 34 afin d'ajuster sélectivement les 25 tiges de support 12 pour produire des filtres de diamètres-différents Les extrémités de droite des tiges 12 sont longitudinalement avancées et tournées par un chariot et une vis d'entraînement (non représentés) en synchronisation avec la rotation 30 de la plaque frontale 32, de-telle sorte que les fils d'enroulement 14, 16, qui sont guidés par un guide fixe 38, sont soudés aux tiges 12 avec un pas précis qui est indiqué par la dimension R de la Fig 4. Le pas ? est plus grand que la largeur m du ruban de 35 la largeur d'un espace g Ainsi, les fils 14, 16 i 553675 peuvent être soudés aux tiges 12 dans la région de l'espace g sans interférence de la part du ruban La soudure est faite par une roue de soudage rotative 42 ayant des encoches 43, 44 afin de recevoir et de guider les fils 14, 16 En se référant de plus à la Fig 5, les fils de section transversale effilée 14, 16 sont alimentés sous tension depuis une bobine d'alimentation (non représentée) par l'intermédiaire de rouleaux d'alignement 46 et du guide fixe 38 Le ruban 20 est aussi alimenté depuis une bobine d'alimentation (non représentée) par le fond du guide fixe 38 de telle sorte qu'il s'enroule autour des tiges 12 sous tension jusqu'à ce qu'il soit capturé par les fils d'enroulement 14, 16. Comme il a été précédemment noté, les bords latéraux du ruban 20 peuvent buter contre les fils 14, 16 et être retenus par leurs surfaces inclinées 14 ', 16 ' (Fig 2) En variante, l'espace g peut être légèrement plus petit de telle sorte que la partie 16 " du fil 16, par exemple, recouvre un bord du ruban 20. Dans chacune des situations, une partie étroite de la largeur totale de la section transversale des fils 14, 16 recouvre une partie du bord du ruban. La section de la Fig 6 prise suivant la ligne 6-6 de la Fig 2 illustre l'efficacité du joint entre le ruban 20 et les fils 14, 16 lorsque le ruban bute simplement contre les fils comme le montre la Fig 2. Le ruban 20 doit de préférence être pré-fendu, à partir d'un tissu plus large, le long de chemins situés entre une paire de fils longitudinaux 22, de telle sorte que les fils transversaux 24, 26 coupent, dans un plan commun, les bords du ruban de la même manière que sur la Fig 6 Cependant, une telle orientation n'est pas essentielle du fait que le point e 553675 -7 important est que toute ouverture autre que celles inhérentes au ruban ne sont pas plus grandes en dimension que celles existant dans le ruban La surface ouverte de l'ensemble filtrant 10 est égale à la surface ouverte du ruban 20 moins la surface du ruban qui est bloquée par les tiges 12 Cependant, cette dernière surface serait tout-à-fait petite si, comme le montre la Fig 6, les tiges 12 touchaient seulement le ruban sur une partie de la 10 largeur de leurs pointes d'extrémité étroites et arrondies Bien que la surface ouverte varie bien entendu avec la taille du fil utilisé pour former le ruban 20, un filtre échantillon fait comme montré dans les dessins s'est révélé fournir environ 15 60 % de surface ouverte de plus qu'un filtre à fil enroulé de même diamètre dont la surface de filtrage a été formée uniquement par les fentes existant entre ses spires Bien que le filtre fendu à fil enroulé puisse probablement être produit à moindre 20 coût par unité de longueur que le filtre décrit ici, sa surface d'écoulement plus basse nécessiteraient que des longueurs sensiblement plus grandes en soient utilisées pour satisfaire une caractéristique d'écoulement donnée. e 553675 RE VE N DI CA TI ONS 1 Filtre de puits ( 10) caractérisé en ce qu'il comprend un certain nombre de tiges hongitudinales ( 12), un ruban en maille de fil métallique ( 20) hélicoldalement enroulé sur les tiges ( 12) avec un pas légèrement supérieur 5 à la largeur du ruban ( 20), de manière à définir un espace hélicoïdal entre les tours adjacents du ruban ( 20), au moins un fil ( 14) hélicoldalement enroulé autour de ces tiges ( 12) avec le même pas que le ruban de fil métallique ( 20), au moins un fil ( 14) étant soudé à chaque tige ( 12) à chacune 10 de ses intersections avec elle, et étant placé dans l'espace hélicoïdal de telle sorte qu'une première partie de la largeur étroite du fil ( 14) recouvre une partie de bordure du ruban de fil métallique ( 20) tandis qu'une seconde partie de la largeur qui inclue les intersections avec les tiges ( 12), ne recouvre pas le ruban de fil métallique ( 20). 2 Filtre de puits ( 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un fil ( 14) a des côtés effilés ( 14 ') qui convergent vers une partie de sur20 face d'extrémité étroite du fil qui est soudée aux dites tiges ( 12). 3 Filtre de puits ( 10) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie de bord du ruban de fil métallique ( 20) bute contre un côté effilé ( 14 ') dudit fil 25 ( 14) adjacent à ladite surface d'extrémité étroite. 4 Filtre de puits ( 10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ruban ( 20) est en contact serré avec les surfaces extérieures des tiges ( 12) autour desquelles il est enroulé et est retenu sur ses bords par l'action de 30 calage desdits côtés effilés ( 14 '). Filtre de puits ( 10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ruban ( 20) bute contre ledit fil ( 14 ') à une distance de la surface d'extrémité proche dudit fil ( 14 ') qui est à peu près égale à la distance à laquelle ledit fil est noyé dans les tiges ( 12) pendant la soudure. ú 553675 -9 6 Procédé pour faire un filtre de puits ( 10) à fil enroulé de surface ouverte plus grande que ce qui est possible en enroulant hélicoidalement un fil ( 14) autour d'un certain nombre de tiges ( 12), caractérisé en ce 5 qu'il comprend les étapes d'enroulement d'au moins un fil ( 14) de manière hélicoïdale et avec un espacement beaucoup plus grand que la normale de manière à définir un trou hélicoïdal important, d'enroulement d'un ruban de fil métallique tissé ( 20) dans ledit trou hélicoïdal, et de soudage dudit 10 fil au moins ( 14) auxdites tiges ( 12). 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit ruban ( 20) est enroulé sur les tiges ( 12) entre une paire de fils d'enroulement ( 14, 16). 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé 15 en ce que lesdits fils d'enroulement ( 14, 16) ont des c 6 tés effilés ( 14 ', 16 ') qui bute et coincent les bords du ruban ( 20) vers le bas, en contact avec les tiges ( 12).