Brevet FR2556231A1 — publié le 19850614

L'invention concerne une membrane filtrante qui est placée, de manière étanche sur une ou plusieurs de ses zones périphériques, et de façon amovible ou non amovible, entre des parties fixes d'un filtre. L'invention concerne en outre la production de membranes filtrantes équipées de dispositifs d'étanchéité. On sait appliquer de manière étanche des membranes filtrantes entre des parties fixes d'un filtre en plaçant une bague torique entre la membrane filtrante et chacune des parties fixes. La membrane filtrante est ainsi serrée ou coincée et elle est maintenue de manière étanche entre les bagues toriques et les parties fixes du filtre, par exemple de l'enveloppe de celui-ci. Ce mode d'étanchement entraîne une grande complexité lors du montage -des modules ou d'un échange de membranes de filtres plats car il faut utiliser, et regrouper lors du montage, un plus grand nombre de pièces détachées. Comme les bagues toriques doivent être placées en une position précise lors du montage, on augmente ainsi les risques d'apparition d'erreurs de montage malgré tout le soin apporté. La présence des bagues toriques accroIt le nombre de pièces détachées et augmente en outre, dans le cas d'une filtration de stérilisation, le risque, pendant la manutention et l'ajustage, que des pièces sortant de l'autoclave ne deviennent à nouveau non stériles du fait de leur contact avec les mains. Cela vaut en particulier pour l'introduction de la bague torique dans la gorge annulaire lorsqu'on ne prend pas les plus grands soins pendant l'expé- dition et le montage. Le nettoyage des bagues toriques et des gorges annulaires d'une enveloppe constitue des travaux supplémentaires exigeant de grands soins, en particulier dans le cas d'une filtration de stérilisation. Il ne faut pas oublier encore de mentionner qu'en cas d'opérations multiples de mise en place, les bagues toriques tendent à se fragili- ser. Pour écarter le risque d'une défaillance de bagues toriques provoquant un passage brusque rendant le filtrat inutilisable, il faut changer fréquemment de telles bagues toriques. 2 2556231 On sait en pratique aussi, dans le cas des envelop- pes de filtres en matière plastique, souder la membrane au boîtier de manière étanche et fixe. Ce mode d'étanchement ne permet cependant absolument pas en pratique de changer la membrane filtrante dans le boîtier du filtre, car on ne peut plus garantir un étanchement sûr et complet lors de la répétition des soudures de la membrane filtrante. Ce mode d'étanchement n'est donc à considérer en pratique que lors- que le boîtier du filtre est à jeter, ou encore quand la membrane filtrante est usagée. On connaît par la demande de brevet DE-A-3 200 443 un appareil de filtration destiné à utiliser des éléments filtrants plats et dans lequel l'élément filtrant plat est monté entre deux plaques perforées. A la périphérie de chaque plaque perforée est formée une pièce moulée en PFA ou PTFE (polytétrafluororéthylène) en forme de U et profilée en une forme convexe correspondant à l'élément filtrant plat de manière à constituer un étanchement annulaire entourant complètement l'élément filtrant. Ce dispositif connu n'est cependant utilisable que sous réserve avec des-- membranes filtrantes,car de telles membranes filtrantes n'offrent pas, pour chaque pièce moulée en matière plastique annulaire formée sur chaque plaque perforée, la profondeur de pénétration nécessaire pour un étanchement sûr. En prati- que, donc, on n'obtient alors pas un étanchement sûr ou bien la membrane filtrante est écrasée par endroits. Des difficultés analogues apparaissent aussi dans le cas du mode d'étanchement proposé dans la demande anté- rieure de brevet allemand n P 32 39 687.2, selon laquelle il faut placer sur la zone périphérique externe et la zone périphérique interne des plaques de support de membrane filtrantesdes bagues de montage et d'étanchement de forme torique. La présente invention vise au contraire à fournir un mode d'étanchement de membranes filtrantes entre des parties fixes d'un filtre, par exemple une enveloppe de filtre, pour lequel il n'y a absolument aucun risque 3 2556231 d'endommagement de la membrane filtrante cependant que l'on obtient une liaison intime et étanche entre la membrane filtrante et les parties fixes du filtre, cette étanchéité devant être réalisée facilement, à peu de frais et de manière sûre et ne devant donner lieu à aucune usure. On atteint le but visé par l'invention du fait que la membrane filtrante comporte, dans la ou les zones d'étan- chement, au moins sur une face au moins une bande de matière d'étanchéité appliquée de façon durable, faisant saillie à la surface de la membrane filtrante et s'étendant sur la totalité de la longueur à étancher. Cette bande de matière d'étanchéité forme donc une partie durable de la membrane filtrante et ne demeure en service que pendant la durée d'utilisation de la membrane filtrante. La liaison de l'élément d'étanchéité, c'est-à- dire la bande de matière d'étanchéité, avec la membrane filtrante simplifie fondamentalement la manutention. On rend plus sûr le processus de filtration. Comme, avec chaque nouvelle membrane filtrante, de nouveaux éléments d'étan- chéité sont également introduits, on exclut les risques dus à un veillissement des éléments d'étanchéité. Dans une forme préférée de réalisation de l'inven- tion, la bande de matière d'étanchéité est appliquée et enfoncée sur au moins une surface de la membrane filtrante. Comme, lors de son application, la matière d'étanchéité est liquide à pâteuse et molle, elle pénètre dans les pores de la membrane et forme une liaison intime entre la membrane et la bande de matière d'étanchéité. En même temps, la matière d'étanchéité enfoncée dans les pores de la membrane augmente aussi nettement la résistance à la compression de la membrane dans la zone d'étanchement, cependant que la bande de matière d'étanchéité en saillie sur la surface de la membrane filtrante offre au contre-élément d'étanchement une profondeur appréciable de pénétration. La bande de matière d'étanchéité peut être disposée à une certaine distance de la périphérie de la membrane fil- trante,de sorte que la membrane filtrante traverse entière- 4 2556231 ment la zone d'étanchement. Mais il est possible aussi de disposer la bande de matière d'étanchéité immédiatement à la périphérie de la membrane filtrante de manière que cette bande entoure au moins partiellement le bord ou la périphé- rie de la membrane filtrante. Dans le cadre de l!nvention, la bande de matière d'étanchéité peut être appliquée sur une face, c'est-à-dire sur une surface de la membrane. Mais il est possible aussi d'appliquer la bande de matière d'étanchéité sur les deux faces opposées de la membrane filtrante. Cette dernière forme de réalisation convient en particulier dans les cas o les membranes filtrantes sont à placer plus ou moins librement entre deux éléments, en forme de plaque ou autre, d'un filtre ou d'une enveloppe de filtre. La disposition des deux côtés de la bande de matière d'étanchéité peut se combiner avec le placement direct à la périphérie de la membrane filtrante de manière que les deux bandes de matière d'étanchéité fassent saillie sur la périphérie de la mem- brane filtrante et soient liées l'une à l'autre dans la zone en forme de bande située en face de la périphérie avec juxtaposition des racines de leurs bourrelets qui entourent des deux côtés la membrane filtrante. De préférence, la bande de matière d'étanchéité a un profil torique convexe. On peut obtenir de façon particu- lièrement avantageuse un tel profil par application sous une certaine pression de la bande de matière d'étanchéité. Cela présente aussi l'avantage d'éviter des arêtes et gorges vives constituant des inconvénients pour le rinçage et le nettoyage. La bande de matière d'étanchéité est de préférence constituée d'une matière élastomère, par exemple à base de caoutchouc de silicone, de résine époxyde, de résine d'uréthanne ou analogues. Des mesures simples, par exemple l'incorporation d'un plastifiant et d'autres mesures appli- quées lors de la formulation de la matière permettent d'a- juster de manière sûre, facile et reproductible, la dureté Shore d'une telle matière élastomère. La bande de matière 2556231 d'étanchéité consiste de préférence en une matière d'étanché- ité que l'on applique à l'état de matière liquide à pâteuse et molle et qui se transforme sur l'élément filtrant pour passer à l'état de gomme élastique ou d'élastomère. Pour fabriquer une membrane filtrante selon l'inven- tion munie d'une bande de matière d'étanchéité, convient en particulier un procédé selon lequel on applique sous une certaine pression, dans la zone d'étanchéité prévue sur la membrane filtrante, la matière d'étanchéité sous forme de bande, non vulcanisée ou incomplètement vulcanisée, ou bien monomère ou qui n'est que peu polymérisée, par exemple une matière à base de caoutchouc de silicone, de résine époxyde, de résine d'uréthanne ou analogues, sous forme liquide à pâteuse et molle et, par refoulement partiel dans les pores de la membrane filtrante, on provoque la vulcanisation ou la polymérisation de la matière sous l'effet de l'humidité et de l'air et éventuellement de la chaleur. Cette vulcanisa- tion ou polymérisation peut être réalisée par exemple dans un four en présence d'air légèrement chauffé et partiellement saturé en eau. Avant son application sur la membrane fil- trante, on peut ajuster à la dureté Shore voulue à atteindre par la vulcanisation ou la polymérisation la composition de la matière de la bande d'étanchéité. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention seront maintenant décrits plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe partielle schématique d'une membrane filtrante placée entre deux parties fixes d'un fil- tre et revêtue d'un côté par une bande de matière d'étan- chéité; la figure 2 est une coupe schématique d'une membrane filtrante introduite entre deux parties fixes d'un filtre et comportant, de chaque côté, une bande de matière d'étan- chéité; la figure 3 est une coupe partielle schématique d'une autre forme de réalisation de l'étanchement selon la figure 2 6 2556231 la figure 4 est une coupe partielle schématique d'une membrane filtrante introduite entre deux parties fixes d'un filtre et munie, immédiatement à sa périphérie, d'une bande de matière d'étanchéité placée des deux côtés de cette membrane; et la figure 5 est une coupe partielle schématique montrant une forme modifiée de réalisation de l'étanchement selon la figure 4. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, on prévoit une membrane filtrante 3 revêtue sur une face d'une bande 2 de matière d'étanchéité. Lors de l'application de la matière d'étanchéité, celle-ci pénètre dans les pores de la membrane filtrante 3, comme représenté schématiquement en 13. On réalise ainsi une liaison intime solide entre la bande 2 de matière d'étanchéité et la membrane filtrante 3, ce qui permet en même temps d'obtenir une augmentation supplémentaire de la résistance à la compression de la membrane filtrante 3 dans la zone d'étanchement. Le tronçon formé par l'application de la bande 2 de matière d'étanché- ité sur la membrane filtrante 3 peut présenter n'importe quelles formes et grosseurs correspondant à l'utilisation prévue dans chaque cas. C'est ainsi que de tels tronçons peuvent être destinés à l'utilisation dans tous les modules de filtre, comme par exemple les bougies filtrantes, les disques et plaques filtrantes ou autres à utiliser dans les dispositifs plats de filtration. Dans l'exemple de la figure 1, le tronçon formé par la membrane filtrante 3 sur laquelle est appliquée une bande 2 de matière d'étancheité est placé sur une partie 4 fixe, par exemple en forme de plaque ou de disque, cependant qu'une seconde partie fixe 1 du filtre est disposée à une certaine distance au-dessus de la mem- brane filtrante 3 et présente un bourrelet 14 d'étanchéité venant en contact serré avec la bande 2 de matière d'étan- chéité. Les parties 1 et 4 de filtre peuvent par exemple être des parties d'enveloppe de filtre ou des éléments modu- laires de structures extrêmement diverses qu'on trouve sur le marché. 7= 2556231 Par une compression l'une vers l'autre, assurant un genre de rôle de moulage par compression, on forme une liaison étanche entre la membrane filtrante 3 et les parties 1 et 4 du filtre. Cette compression d'un élément vers l'autre est assurée à l'aide d'organes amovibles ou inamovibles, chaque fois en fonction de l'application précise en cause. Dans l'exemple de la figure 2, on prévoit une mem- brane filtrante 7 revêtue sur chaque face par une bande, 6 et 8, de matière d'étanchéité. Lors de cette application, la matière des deux bandes 6 et 8 pénètre des deux côtés, comme indiqué en 13, dans les pores de la membrane filtrante 7 et forme une liaison intime entre la membrane filtrante 7 et les bandes 6 et 8 tout en assurant un renforcement avan- tageux de la membrane filtrante 7, c'est-à-dire une élévation de la résistance à la compression dans la zone d'étanchement. De tels tronçons revêtus des deux côtés par de la bande, 6 et 8, de matière d'étanchement peuvent servir dans tous les modules d'éléments filtrants, par exemple des bougies fil- trantes, des filtres à disques ou plaques, etc., et dans les filtres plats. Dans l'exemple de la figure 2, la membrane filtrante 7 est placée entre deux parties fixes 5 et 9 de filtre, dont chacune porte un bourrelet d'étanchéité dirigé vers la membrane filtrante 7 et qui atteint et serre l'une des bandes 6 et 8 d'étanchéité. Dans l'exemple de la figure 3, on place entre deux parties planes 10 de filtre, un tronçon de membrane filtrante revêtu des deux côtés par de la bande, 6 et 8, de matière d'étanchéité, comme dans le cas de l'exemple de la figure 2, de sorte que les deux bandes 6 et 8, en saillie sur la surface de la membrane filtrante 7, coopèrent chacune avec une surface correspondante des parties 10 du filtre pour assurer une étanchéité. Dans l'exemple de la figure 2, comme dans celui de la figure 3, on obtient une étanchéité sûre et pressant ensemble l'une contre l;autre les parties 5 et 9 ou 10 du filtre. Pour main- tenir l'étanchéité, il faut donc fixer ou assurer le maintien à l'état pressé ensemble des parties 5 et 9 ou bien 10 du 8 2556231 filtre. Dans l'exemple de la figure 4, on prévoit une mem- brane filtrante 7, qui est revêtue des deux côtés d'une bande de matière d'étanchéité. Mais, dans cet exemple et contraire- ment aux exemples correspondant aux figures 2 et 3, les bandes 6 et 8 de la matière d'étanchéité sont disposées immé- diatement à la périphérie 15 de la membrane filtrante 7, de manière que les deux bandes 6 et 8 fassent saillie de la périphérie 15 de la membrane filtrante et qu'ainsi, par la base de leur renflement, elles se superposent en partie dans une zone 11 de forme annulaire, cependant que, par le reste, elles entourent des deux côtés le bord ou la périphérie de la membrane filtrante 7. La superposition de la base des bourre- lets donne, lors de la réaction de vulcanisation ou de polyméri- sation, une liaison des deux plans. Dans l'exemple de la figure 4, la membrane filtrante 7 est introduite entre deux parties planes 10 du filtre (comme à l'exemple de la figure 3). Les bandes 6 et 8 unies l'une à l'autre et qui entourent des deux côtés le bord ou la périphérie de la membrane fil- trante 7 coopèrent avec les surfaces des parties planes fixes du filtre pour former une étanchéité sûre quand ces par- ties 10 sont pressées l'une contre l'autre. Pour maintenir cette étanchéité, il suffit de maintenir à l'état pressé l'un contre l'autre, à l'aide d'organes amovibles ou inamovi- bles, les parties 10 du filtre. La figure 5 montre également un exemple de réalisa- tion dans lequel, comme dans le cas de l'exemple de la figure 4, la membrane filtrante 7 est revêtue immédiatement à sa périphérie, des deux côtés, des bandes 6 et 8 de matière d'étanchéité. A la différence de l'exemple de la figure 4, les parties fixes 10 du filtre selon la figure 5 comportent à leur périphérie des saillies 16 dirigées l'une vers l'autre. Ces saillies 16 peuvent être de forme annulaire ou avoir également un profil de came et servir de butées limitant le déplacement lors de la compression, l'une vers l'autre, des parties fixes 10 du filtre. Pour éviter que les bandes 6 et 8 de la matière 9 2556Z31 d'étanchéité ne viennent au contact des saillies 16 des parties fixes 10 du filtre et qu'elles puissent gêner ainsi la compression précise, l'une vers l'autre, des parties 10 du filtre, les bandes 6 et 8 de la matière d'étanchéité ont été découpées en 12 à leur extrémité externe. Comme dans le cas également des autres exemples, il faut maintenir sûrement dans leur position, après la com- pression l'une vers l'autre, les parties 10 du filtre à l'aide d'organes mobiles ou immobiles, pour maintenir l'étan- chéité produite. L'invention peut s'appliquer à tous les types de membranes filtrantes. Cela vaut aussi bien pour des membranes filtrantes qui ne nécessitent une zone d'étanchement qu'à leur périphérie externe que pour les membranes filtrantes dont la surface est percée en un ou plusieurs endroits et qu'il faut munir en outre de zones d'étanchement entourant de tels passages. On peut enfin considérer aussi le cas de zones d'étanchement qui subdivisent la surface de la membrane pour former sur une membrane filtrante deux ou plus de deux parties de membrane filtrante séparées l'une de l'autre. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées à la membrane filtrante comportant un dispositif d'étanchement et à son procédé de réalisation, décrits et représentés. O10 2556231 REVENDICATIONS 1. Membrane filtrante à introduire de manière amo- vible ou inamovible, entre des parties fixes d'un filtre de façon à présenter une liaison étanche sur une ou plusieurs de ses zones périphériques, membrane caractérisée en ce qu'elle (3,7) est munie, dans la ou les zones d'étanchement et sur au moins une faced'au moins une bande (2,6,8) de matière d'étanchéité appliquée de façon permanente, faisant saillie à la surface de la membrane filtrante (3, 7) et s'étendant sur la totalité de la longueur à rendre étanche. 2. Membrane filtrante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bande (2,6,8) de matière d'étan- chéité est appliquée sous pression sur au moins une surface de la membrane filtrante (3,7). 3. Membrane filtrante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la bande (6,8) de matière d'étan- chéité est disposée immédiatement à la périphérie de la membrane filtrante (7) et entoure. ou enferme au moins par- tiellement le bord périphérique (15) de cette membrane fil- trante (7). 4. Membrane filtrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bandes (6, 8) de matière d'étanchéité sont appliquées des deux côtés sur la membrane filtrante (7) de manière à être superposées. 5. Membrane filtrante selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les deux bandes (6,8) de matière d'étanchéité font saillie sur le bord périphérique (15) de la membrane filtrante (7) et sont reliées l'une à l'autre, par la base de leurs bourrelets superposés, dans la zone (11) en forme de bande annulaire en saillie en face du bord péri- phérique (15), en entourant des deux côtés la membrane fil- trante (7). 6. Membrane filtrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la bande (2,6,8) de matière d'étanchéité a un profil torique convexe. 7. Membrane filtrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la bande (2,6,8) 11 2556231 de matière d'étanchéité consiste en une matière élastomère, qui est par exemple à base de gomme ou caoutchouc de sili- cone, de résine époxyde, de résine d'uréthanne ou d'une matière analogue. 8. Membrane filtrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la bande (2,6,8) de matière d'étanchéité consiste. en une matière qui est appliquée en un état allant du liquide à la pâte molle, et qui passe, sur l'élément filtrant, à l'état de gomme élastique ou d'élastomère. 9. Procédé de préparation d'une membrane filtrante munie d'une ou plusieurs bandes de matière d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on applique sous pression de la matière d'étan- chéité non vulcanisée ou incomplètement vulcanisée ou bien monomère ou peu polymérisée seulement, par exemple à base de caoutchouc de silicone, de résine époxyde, de résine d'uréthanne ou analogues, sous forme liquide à pâteuse molle, sous forme de bande sur les zones d'étanchement prévues sur la membrane filtrante et, après la pénétration partielle de la matière dans les pores de la membrane filtrante, on provoque la vulcanisation ou la polymérisation de la matière sous l'effet de l'humidité de l'air et éventuellement de la chaleur. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, avant l'application de la matière d'étanchéité sur la membrane filtrante, on règle à la dureté Shore voulue, devant être atteinte à l'aide de la vulcanisation ou de la polymérisation, la composition de la matière de la bande d'étanchéité.