Brevet FR2550709A1 — publié le 19850222

La présente invention concerne un filtre, comprenant une tête ayant un taraudage et un récipient destiné à loger un élément de filtration, le récipient étant fixé de façon étanche mais amovible sur la tête, à proximité du taraudage. Dans de nombreuses constructions de filtre, l'ensemble formé comprend un bottier amovible qui loge l'élément de filtration Dans les applications industrielles de filtration, la pression dans le filtre peut souvent 10 atteindre 140 bars et plus Le bottier doit donc être maintenu fermement et de façon étanche sur la tête du filtre afin que le filtre soit protégé contre les fuites dans la région de raccordement du bottier à la tête ou au corps Une solution courante du problème de la formation 15 d'un ensemble étanche et fixe empêchant les fuites comporte l'utilisation de joints en compression ou d'autres organes d'étanchéité du type des garnitures, entre le bottier et la tête. Un fonctionnement convenable du filtre nécessite 20 le respect d'un programme d'entretien périodique Différents mécanismes d'accouplement de la tête et du boîtier ont déjà été suggérés pour la conservation de l'intégrité des joints, à la suite de multiples démontages destinés au remplacement de l'élément de filtration Le brevet des 25 Etats-Unis d'Amérique n 4 316 801 décrit un tel accouplement comprenant un raccord vissé entre la tête et le boîtier L'usure du joint forméeentre la tête et le bo tier est réduite au minimum car le boîtier ne tourne pas par rapport à la tête lors de son enlèvement et de son rempla30 cement Au contraire, le boîtier est repoussé contre la tête et à distance de celle- ci par l'organe vissé qui est monté afin qu'il tourne sur le bottier. Malheureusement, même lors de l'utilisation d'un arrangement du type décrit dans le brevet précité des 35 Etats-Unis d'Amérique n 4 316 801, de nombreux facteurs combinés peuvent contribuer à la création d'une condition dans laquelle l'enlèvement du boîtier de la tête est difficile L'un des facteurs est la coopération étroite entre le boîtier et la tête, nécessaire pour la suppression des fuites lors d'un fonctionnement à haute pression En outre, le filtre est souvent exposé à des conditions 5 qui provoquent une corrosion formant une accumulation au niveau du raccord du boîtier et de la tête La pression interne élevée du fluide est un autre facteur qui peut contribuer à la difficulté de l'extraction du boîtier par dilatation des organes d'étanchéité, provoquant une 10 coopération encore plus intime entre la tête et le boîtier. Enfin, dans certaines applications, le filtre peut subir des cycles thermiques qui provoquent une dilatation et une contraction d'éléments qui coopèrent d'une manière encore plus étroite qu'à l'origine. Etant donné ces difficultés, l'entretien périodique à parfois été ignoré En conséquence, le filtre s'est trop bouché pour transmettre du fluide, provoquant l'ouverture d'une soupape de décharge de sécurité et permettant au fluide de passer en dérivation par rapport à l'élément 20 de filtration Bien que le système de filtration continue à fonctionner, le fluide n'est plus débarrassé des impuretés En conséquence, la durée utile du système comprenant le fluide est raccourcie et son intégrité est compromise. On a déjà utilisé des opérations particulières, 25 telles que la mise en vibration de la région du raccord entre la tête et le bottier, par application de chocs fermes sur le filtre, afin d'essayer de dégager une connexion paraissant bloquée entre le boîtier et l'élément de filtration L'utilisation répétée de telles opérations 30 peut détériorer la structure du filtre En outre, des outils spéciaux, tels que des clés à bandes sont souvent nécessaires au serrage et au desserrage d'un boîtier d'un filtre, ou d'un organe de vissage tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 316 801 préci35 té La difficulté de l'utilisation d'outils particuliers et leur nécessité pour le desserrage du boîtier créent des conditions qui découragent le démontage périodique du filtre afin que l'élément de filtration soit remplacé. L'invention concerne la résolution de ce problème, par réalisation d'un filtre qui peut être facilement monté et démonté, sans outils spéciaux comme dans le cas habituel. Plus précisément, l'invention met en oeuvre un organe annulaire fileté vissé sur le taraudage de la tête et ayant des dispositifs distants de butée, la tête ayant aussi une butée, la butée de la tête et les disposi10 tifs de butée de l'organe étant destinés à être au contact d'un organe allongé permettant l'application d'un couple à l'organe annulaire afin que celui-ci se déplace circonférentiellement par rapport à la tête et permette un déplacement relatif du récipient suivant l'axe des filets. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation en coupe partielle 20 et avec des parties arrachées d'un filtre selon l'invention; la figure 2 est une élévation latérale partielle du filtre de la figure 1, suivant les flèches 2; et la figure 3 est une vue en plan d'une bague filetée d'un filtre selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un filtre qui comporte une tête 11, un boîtier ou récipient 13 d'un autre type et une bague filetée 15 ou un autre organe annulaire fileté destiné à accoupler le boîtier et la tête en coopération intime La bague filetée 15 30 est montée sur la face externe du boîtier 13 et est libre de tourner autour de ce boîtier mais n'est pas libre de se déplacer longitudinalement par rapport au bo tier afin que le bottier 13 puisse être introduit à force en coopération avec la tête 11 La bague filetée 15 a une 35 forme générale annulaire, son diamètre interne étant suffisamment grand pour qu'elle puisse tourner librement autour du boîtier cylindrique 13 et ayant un bord évasé 15 a qui forme une saillie radiale dépassant vers l'extérieur. La surface annulaire externe de la bague 15 est filetée afin qu'elle puisse coopérer avec la tête 11 Le filetage de la bague 15 coopère avec le taraudage d'une cavité 5 de la partie inférieure de la tête 11 Dans une variante qui n'est pas préférée, la bague 15 peut avoir un taraudage et la tête 11 un filetage, comme dans l'arrangement du brevet précité des Etat-Unis d'Amérique n 4 316 801. Un anneau 17 de retenue est fixé, par vissage 10 ou par tout autre procédé convenable, sur le boîtier juste au-dessous du bord évasé 15 a de la bague filetée afin que cette dernière ne puisse pas se déplacer suivant l'axe longitudinal du boîtier 13 L'anneau 17 forme aussi une surface contre laquelle la bague filetée 15 peut 15 être en appui afin qu'une force descendante puisse être appliquée sur le boîtier Une nervure 13 a formée à la partie supérieure du boîtier, au-dessus de la bague 15, a un diamètre supérieur au diamètre interne de la bague filetée et cette dernière peut venir en appui contre cette 20 nervure afin qu'une force vers le haut puisse être exercée sur le boîtier Ainsi, la bague 15 est non seulement libre de tourner autour du boîtier 13, comme une roue tournant autour de son essieu, mais encore elle est proche des surfaces supérieure et inférieure d'appui afin qu'elle 25 assure un effet de vérin comme décrit dans la suite. Lorsque le boîtier 13 vient d'abord au contact à l'intérieur de la tête 11, la nervure 13 a-guide les filets de la bague 15 en coopération convenable avec ceux de la tête 11, si bien que le montage est simplifié et que 30 les risques de vissage incliné sont réduits, surtout dans le cas de filtres de grandes dimensions Lorsque les deux parties filetée et taraudée sont mises en prise, la bague 15 est vissée dans la tête 11 afin que le boîtier 13 soit repoussé en coopération intime avec la tête. 35 Une garniture 19 est placée dans la paroi latérale de la cavité circulaire de la tête logeant le bottier 13 et la bague 15 afin que la coopération étanche soit encore améliorée et que les fuites n'existent pas Comme le boîtier 13 n'est pas entraîné en rotation lorsqu'il est mis en coopération avec la tête 11, la garniture 19 forme un bon joint durable qui peut supporter un entretien répété du filtre. Un ressort hélicoïdal 21 est monté entre la tête et l'élément 23 de filtration afin qu'il repousse ce dernier contre la partie inférieure 13 b du boîtier, si bien que l'élément 23 de filtration est stabilisé pendant 10 le fonctionnement et est libéré automatiquement lorsque la bague filetée 15 écarte le boîtier de la tête 11 Une plate-forme annulaire 25 coopère avec le ressort hélicoïdal 21 et avec la partie supérieure de l'élément de filtration 23 et elle comprime le ressort 21 lorsque le bottier 15 13 et I'élément de filtration sont repoussés dans la tête. Lors du fonctionnement, le fluide à filtrer passe par un canal 27 d'entrée et dans un passage 30 de circulation d'entrée puis à l'intérieur 32 du boîtier Lorsque l'élément 23 de filtration est en cours de remplacement 20 ou lors de l'entretien d'autres parties du circuit de fluide, un bouchon 33 peut être retiré, et il expose alors le passage 30, si bien que du fluide peut être introduit ou que de l'air peut s'échapper Le fluide traverse l'élément 23 de filtration et pénètre dans la 25 région centrale 34 Pendant la traversée de l'élément 23 de filtration, les impuretés se déposent dans celui-ci, laissant le fluide qui quitte l'élément dans la région centrale 34 sous une forme épurée. Le fluide, à partir de la région centrale 34, 30 remonte par une soupape circulaire 36 destinée à empêcher la décharge et comprenant un siège 36 a, un obturateur 36 b et un ressort hélicoïdal 36 c de compression La pression du fluide maintient la soupape 36 en position ouverte pendant le fonctionnement Lorsque le filtre doit être 35 entretenu, la contrepression ferme la soupape et empêche la perte du fluide par le canal 21 de sortie A partir de la soupape circulaire 36, le fluide pénètre dans le passage 38 de circulation de sortie et quitte le filtre par le canal 21 de sortie. Lorsque la pression différentielle dans l'élément de filtration, à la suite du bouchage par des impuretés, dépasse une valeur minimale prédéterminée, une soupape 5 40 de dérivation, rappelée par un ressort et reliant le passage 30 d'entrée au passage 38 de sortie, s'ouvre en permettant la circulation du fluide dans le filtre sans traverser l'élément de filtration Cette soupape 40 de dérivation constitue une caractéristique de sécurité 10 qui empêche une élévation excessive de la pression Malheureusement, elle réduit aussi l'incitation à l'enlèvement du boîtier 13 en vue du remplacement de l'élément 23 de filtration puisque le fluide continue à circuler normalement même lorsque l'élément de filtration est bouché Le 15 manque de conséquences sérieuses immédiates du bouchage du filtre, lorsqu'il s'ajoute à la difficulté et au peu de commodités de l'enlèvement des bottiers de filtres des types connus, conduit souvent à l'absence de remplacement périodique de l'élément de filtration. Selon une caractéristique importante d'un mode de réalistion avantageux, une encoche 44 ou un autre organe de butée au moins, solidaire de la tête 11, coopère avec la zone évasée 15 a de la bague filetée 15 en formant un arrangement à pivot et point d'application d'un levier 25 du second type, tel que représenté sur la figure 2 qui représente un tournevis constituant le levier, ou un autre organe allongé L'encoche 44 peut être formée par usinage ou moulage dans la tête 11, ou elle peut être formée dans un bloc boulonné à la tête du filtre ou fixé 30 fermement d'une autre manière sur cette tête La dernière possibilité peut être utilisée pour l'adaptation de matériel existant Le levier du second type met en oeuvre son facteur multiplicateur mécanique pour l'application d'un couple élevé à la bague filetée 15 lors du serrage et 35 du desserrage du raccord de la tête 11 et du boîtier 13 La possibilité de l'utilisation d'un tournevis comme levier supprime la nécessité d'un outil spécial pour l'enlèvement du boîtier, comme dans les montages connus. Souvent, dans ces dispositifs connus, même lorsque l'outil spécial est disponible, le bottier est fixé si fermement ou coincé par la corrosion et/ou la rouille que l'enlèvement 5 du bottier nécessite une série d'opérations alternées de traction continue, de traction d'un coup sec et de choc créant des vibrations, appliquées au boîtier afin que le joint bloqué formé entre le boîtier et la tête puisse être libéré Cependant, lors de la mise en oeuvre de 10 l'invention, à l'aide d'un levier et du facteur multiplicateur mécanique associé, un bottier dont l'enlèvement se révélerait autrement difficile peut être dégagé sans difficulté ou frustration Le tournevis courant et presque toujours disponible convient bien comme levier. Comme l'indiquent les figures 2 et 3, l'encoche 44 forme une zone en retrait dans la tête 11 pour le logement du bout ou de la lame 46 a d'un tournevis 46, avec formation d'un pivot pour le levier Le point de résistance auquel est appliqué le levier se trouve entre la tige 46 b du 20 tournevis et les pattes ou autres dispositifs 48 de butée distants dans la zone évasée 15 a de la bague filetée 15 Lors du serrage de cette bague, la force du levier est appliquée à la poignée 46 c du tournevis, comme avec un cliquet, de gauche à droite sur la figure 2 Inversement, 25 le tournevis 46 représenté en traits mixtes sur la figure 2, lorsqu'il est déplacé de droite à gauche comme un cliquet, desserre la bague filetée 15 de sa position de coopération dans la tête 11 Il faut noter que, bien qu'un tournevis soit particulièrement commode comme partie 30 de travail du levier, tout autre dispositif approprié peut le remplacer Par exemple, une simple tige d'acier de longueur et de résistance suffisantes peut être utilisée, pourvu que son extrémité puisse pénétrer dans l'encoche 44. Comme l'indique la figure 2, le levier (par exemple un tournevis) est déplacé en arc de cercle centré sur l'encoche 44 Le couple appliqué à la bague 15 est minimal aux deux points extrêmes du parcours du levier Le couple est maximal lorsque le levier est en position verticale comme indiqué sur la figure 2 ou, de façon plus générale, lorsqu'il occupe une position axiale parallèle à l'axe de rotation de la bague Lorsque le levier est au contact 5 de l'une des pattes-48 qui a une trop grande inclinaison par rapport à la position verticale du levier, le couple est trop faible pour permettre un desserrage ou un serrage efficace de la bague 15 En outre, lorsque l'angle du levier par rapport à la verticale est trop élevé, le 10 raccord fileté entre la bague 15 et la tête 11 peut être détérioré du fait de l'application d'une composante dirigée vers le bas. Ainsi, les pattes 48 représentées sur la figure 3 ne doivent pas être en trop petit nombre et en conséquence 15 ne doivent pas être trop espacées Elles doivent au contraire être suffisamment rapprochées à la périphérie de la bague pour que l'une des pattes se trouve dans l'arc de cercle de déplacement du levier dont les limites externes sont telles que le couple transmis est suffisant 20 pour que la bague 15 tourne effectivement Evidemment, l'espacement des pattes 48 doit être suffisamment grand pour que le levier puisse s'y loger dans toute l'étendue de son pivotement Enfin, la bague et les pattes qu'elle porte doivent évidemment avoir une résistance mécanique 25 suffisante pour supporter les contraintes mécaniques exercées lors du fonctionnement du levier. Des bagues filetées même destinées à des boîtiers de filtre de grande dimension peuvent être fabriquées par estampage plutôt que par le procédé coûteux de moulage 30 qui peut être nécessaire suivant l'arrangement décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n 4316801, grâce à l'utilisation d'un filetage sur la bague comme représenté et par réduction au minimum de son diamètre. On doit aussi noter que l'arrangement de la figure 1 35 permet l'utilisation dans toutes les opérations de procédés peu coûteux de fabrication Ainsi, le boîtier 13 n'a pas un diamètre interne primodial Au contraire, de nom- breux filtres connus, y compris celui décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n 4 316 801, ont des diamètres internes primordiaux dont la réalisation est difficile. La description qui précède indique que le filtre selon l'invention met en oeuvre un mécanisme à levier pour l'application d'un couple puissant à la bague filetée, facilitant le serrage et le desserrage du raccord du boîtier et de la tête Le mécanisme à levier peut être 10 constitué par un tournevis ordinaire qui permet le remplacement de l'élément de filtration sans difficulté et sans outil spécial Etant donné l'entretien très facile du filtre, les programmes d'entretien périodique risquent plus d'être effectivement exécutés. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples ncnlimitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Filtre, du type qui comprend une tête ( 11) ayant un taraudage ou un filetage, et un récipient ( 13) destiné à loger un élément de filtration, le récipient étant 5 fixé de façon étanche et amovible à la tête, prés du taraudage ou filetage, caractérisé par un organe annulaire taraudé ou fileté ( 15) vissé sur le filetage ou taraudage de la tête ( 11) et ayant des dispositifs espacés de butée ( 15 a), la tête ayant aussi une butée ( 44), la butée de 10 la tête et le dispositif de butée de l'organe ( 15) étant destinés à coopérer avec un organe allongé ( 46) permettant l'application d'un couple à l'organe annulaire afin que celui-ci soit déplacé circonférentiellement par rapport à la tête et permette un déplacement relatif du récipient 15 parallèlement à l'axe du filetage et du taraudage. 2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif ( 13 a, 17) placé sur le récipient et destiné essentiellement à empêcher le déplacement de l'organe annulaire parallèlement à l'axe de rotation de 20 cet organe. 3 Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la butée de la tête est formée par une encoche ( 44) destinée à loger une première partie d'extrémité d'un organe allongé ( 46) et' constituant un 25 point de pivotement, et les dispositifsde butée de l'organe annulaire comprennent plusieurs pattes ( 15 a) espacées circonférentiellement à la périphérie de l'organe annulaire de manière que l'une des pattes forme un point d'appui pour une partie intermédiaire de l'organe allongé, une 30 patte subissant la force appliquée par une partie du levier distante de l'encoche avec un facteur mécanique multiplicateur au niveau de la bague si bien qu'un couple est appliqué à l'organe annulaire et provoque sélectivement le vissage ou le dévissage de l'organe annulaire par 35 rapport a la tête du filtre, le boîtier de la tête pouvant alors se déplacer en direction parallèle à l'axe de rotation, lors du rapprochement vers la tête ou de son éloignement. 4 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe annulaire est fileté et coopère avec un trou taraudé de la tête. Filtre selon l'une quelconque des revendications 5 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe allongé est un tournevis. 6 Filtre, du type qui comprend une tête ( 11) de filtration et un bo tier ( 13) destiné à loger un élément de filtration ( 23) passant par une extrémité ouverte 10 du bottier, caractérisé par un anneau ( 15) monté à proximité de l'extrémité ouverte du bottier et libre de tourner à la périphérie de celui-ci, une encoche ( 44) formée rigidement sur la tête, l'anneau comprenant un premier dispositif ( 13 a) d'accouplement de la tête et de l'anneau 15 de manière que le bottier puisse être raccordé à la tête, d'une manière étanche, sans que le boîtier doive tourner par rapport à la tête, et un second dispositif ( 46) de serrage ou de desserrage de l'accouplement de l'anneau ( 15) et de la tête ( 11) assuré par le premier dispositif, 20 le second dispositif étant destiné à coopérer avec l'encoche de la tête en formant un levier du second type dont l'extrémité de pivotement se trouve au niveau de l'encoche et le point d'application se trouve sur le second dispositif. 7 Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second dispositif comporte plusieurs pattes ( 15 a) dépassant radialement à la périphérie de l'anneau et formant chacune un point choisi d'appui sur ledit anneau ( 15) pour le levier du second type. 8 Filtre selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le levier du second type ( 46) est mobile entre au moins une première et une seconde position afin qu'un couple soit appliqué a l'anneau et provoque une rotation de celui-ci. 9 Filtre selon la revendication 8, caractérisé en ce que le couple appliqué à l'anneau ( 15) augmente à partir de la première position, jusqu'à une valeur maximale obtenue lorsque le levier ( 46) est disposé avec son axe longitudinal parallèle à l'axe de rotation de l'anneau. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif 5 élastique ( 21) monté dans la tête ( 11) et destiné à repousser l'élément de filtration ( 23) à distance de la tête.