Brevet FR2584619A1 — publié le 19870116

Appareil de filtrage évolutif à ouverture totale, notamment pour filtrer les liquides et les gaz. L'invention concerne un appareil de filtrage destiné à filtrer des liquides ou des gaz, du type constitué d'un réceptacle fermé comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie du liquide ou du gaz à filtrer, et au moins une cartouche filtrante amovible et remplaçable interposée dans les circuits intérieurs de circulation du fluide. Dans les appareils de filtrage de ce type connus, les cartouches 1, sont le plus souvent, introduites àl'intérieur de l'appareil par l'ouverture supérieure du réceptacle 2, qui est ensuite fermé de manière étanche au moyen d'un couvercle 3, comme représenté en figure 1. En conséquence, dans ces dispositifs connus, le positionnement de chaque cartouche filtrante 1 sur le socle 4 au fond du réceptacle 2 est extrêmement malaisé dans la mesure où l'opérateur ne peut pas constater de visu le positionnement de la cartouche. Or, un positionnement précis est essentiel car les cartouches filtrantes utilisées sont conçues de façon à présenter une zone 5 de rétention des impuretés très délimitée, qui doit obligatoirement être parcourue par le fluide à filtrer. Dans le cas d'un mauvais centrage, comme représenté en figure 2, le fluide peut être amené à circuler en dehors de cette zone de rétention (partie gauche du filtre) et à n'être donc soumis qu'à un filtrage incomplet.L'opération de centrage du filtre 1 sur les sièges 4 est d'autant plus difficile que la longueur de la cartouche est plus importante (jusqu'à 1 mètre), les risques de filtrage incomplet étant alors très grands. D'autre part, les appareils de filtrage connus sont généralement conçus pour un débit de fluide donné, et leurs différents éléments sont spécifiquement dimensionnés pour cette utilisation particulière. En conséquence, il est nécessaire de changer tout l'ensemble lorsqu'on souhaite affecter l'appareil de filtrage à une utilisation différente, ou, tout simplement, lorsqu'il est nécessaire de passer à un débit supérieur pour le même fluide. L'objectif de l'invention est de pallier notamment ces inconvénients des appareils connus. Plus précisemment, un premier objet de l'inve > - tion est de fournir un appareil de filtrage pour fluide qui offre une excellente accessibilité des cartouches filtrantes, et permetLe ainsi une meilleure mattrise de leur positionnement aux deux bouts et notamment sur les sièges-supports. Un autre objet de l'invention est de fournir un appareil de filtrage qui soit configurable et adaptable à l'utilisation particulière qu'on souhaite en faire, en permettant un remplacement aisé des différents constituants critiques (plaque-support des cartouches, cartouches filtrantes,moyens de fixation des cartouches, cloche de recouvrement des cartouches). Un objet complémentaire de l'invention est de fournir un appareil de filtrage évolutif, de façon qu'on ne soit pas obligé de remplacer l'ensemble lors d'une augmentation du débit du fluide à filtrer, par exemple. Cet objectif est atteint à l'aide d'un appareil de filtrage caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un socle composé d'une cuve inférieUre staibrd plAsnt sur sa face supérieure une plaque-support d'au moins une cartouche filtrante et d'autre part une cloche de recouvrement étanche des dites cartouches montée amovible sur ledit socle, et s'étendant sur au moins toute la hauteur des cartouches. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la plaque-support des cartouches filtrantes est interchangeable et indépendante de la cuve inférieure, et vient reposer avec joint sur le rebord supérieur évasé de ladite cuve. De manière avantageuse, Chaque cartouche filtrante est plaquée contre un siège monté sur la plaque-support amovible au moyen d'une coupelle serrée par un écrou vissé sur un tirant fixé dans la cuve et s'étendant à travers ledit siège et l'évidement central pratiqué à l'.in- trieur de la cartouche pour l'évacuation du fluide filtré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invent ion apparattront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention donnée à titre d'illustration, et des dessins annexés dans lesquels : - la Figure 1 représente un schéma d'un appareil de filtrage connu. - la Figure 2 illustre le danger résultant d'un mauvais positionnement de la cartouche filtrante sur son siège. - la Figure 3 représente un mode de réalisation préférentiel de l'appareil de filtrage selon l'invention, tel que complétement monté. - la Figure 4 représente une vue éclatée de 1'appareil de filtrage selon l'invention illustrant son excellente accessibilité et la facilité de remplacement de ses 6 ments critiques. - les figures Sa, Sb et 5c représentent différents types de plaques-supports des cartouches filtrantes, utilisables et interchangeables dans l'appareil de filtrage selon l'invention. Comme on peut le remarquer en figures 3 et 4, l'appareil de filtrage selon l'invention se compose d'une cuve inférieure 11 sur laquelle vient reposer une plaquesupport 12 des cartouches filtrantes 19, l'ensemble étant recouvert par une cloche 17. Comme on peut le noter, dans le mode de réalisation représenté, chaque ctouche filtrante 19 est du type tubulaire dont l'axe longitudinal 30 est vertical lorsqu'elle est placée dans l'appareil de filtrage. Dans ce type de cartouche filtrante, le fluide à filtrer est introduit de façon àpénétrer dans la cartouche filtrante 19 à partir de sa surface extérieure périphérique 31. Le fluide traverse alors les zones filtrantes de la cartouche et aboutit à l'alésage 33 formé dans l'épaisseur meme de la cartouche filtrante fg, sur toute sa hauteur. Cet alésage 33 n'a bien évidemment aucune communication avec la zone d'introduction du fluide à filtrer, de sorte que le fluide doit obligatoirement traverser la cartouche filtrante 19 pour aboutir dans l'alésage 33, et etre ensuite acheminé vers la sortie de l'appareil de filtration. Le mode de réalisation de l'appareil de filtrage représenté est particulièrement adapté pour recevoir des cartouches filtrantes de ce type. A cet effet, la cuve inférieure 1 est munie latéralement d'un orifice d'entrée 41 du fluide à filtrer, prolongé intérieurement par un conduit d'admission étanche 42, cintré vers le haut de l'appareil,et etdébouchant de manière centrale, légèrement en saillie: par rapport au plan de la face supérieure de la cuve 11. Le fluide à filtrer introduit par l'orifice d'entrée 41 est donc canalisé vers le haut de l'appareil. A l'opposé de l'orifice 41, se trouve l'orifice de sortie # a3 dont l'ouverture intérieure est en communication directe avec le volute inscrit dans la cuve 11, qui sert donc à recueillir le fluide filtré avant son évacuation. On pourra noter que la cuve 11 comporte également une purge intérieure 44 permettant une évacuation complète du fluide qu'elle contient, le cas échéant. De manière avantageuse, la cuve inférieure il est réalisée en acier inoxydable, sous forme d'un corps de révolution, matricé ou équivalent, dans lequel on vient rapporter et souder une plaque de base 45. Les deux orifices d'entrée 41 et de sortie 43 sont réalisés sous forme de tronçons tubulaires, taraudés, et soudés dans des orifices usinés sur les flancs du corps de révolution. Bien entendu, d'autres modes de réalisation sont également envisageables. La plaque-support 12 de la cartouche filtrante 19 est ici représentée indépendante de la cuve inférieure 11, et vient reposer sur la face supérieure de la cuve 11, en appui sur les rebords latéraux évasés 46. La plaque-support 12, comme il apparaît clairement en figure 4 ou en figure 5a, est une plaque de sec- tion sensiblement circulaire, pourvue d'une ouverture centrale 50. Cette ouverture centrale est conçue de façon à pouvoir recevoir la tête supérieure 51 du conduit d'admission 42 du fluide à filtrer, lors du montage de la plaquesupport 12 sur la cuve 11. De manière avantageuse, la tête 51 du conduit d'admission 42 est filetée de manière à pouvoir recevoir un écrou 52 de serrage étanche de la plaque-support 12 sur la cuve 11. En outre, la plaque-support 12 présente également des sièges 53 de réception des cartouches filtrantes 19. Comme on le voit en figure sauces sièges 53 sont par exemple au nombre de 6 répartis régulièrement le long d'un cercle imaginaire concentrique à l'ouverture centrale 50 de la plaque-support 12. La plaque-support 12 est également munie d'encoches annulaires 54 destinées à recevoir des joints annulaires 55 assurant l'étanchéité de la liaison plaquesupport 12 -cve 1 d'une part et plaque-support 12 - cloche 17 d'autre part,lors du montage de l'appareil. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la cloche 17 vient reposer sur la plaque-support 12, et s'étend sur toute la hauteur de la cartouche filtrante 19. Ceci a pour conséquence que, lorsqu'on démonte la cloche 17, on libère complètement l'accès aux cartouches, et on obtient une vision directe sur leur positionnement par rapport aux sièges 53 de la plaque-support 12. De manière avantageuse, la cloche 17 est réalisée en acier inoxydable, et est constituée d'une part d'un troncon de cylindre s'étendant sur toute la hauteur des cartou che 19, et portant à son ouverture inférieure un rebord évasé 60, l'ouverture supérieure étant fermée par un couvercle soudé portant à son fatte, un évent 61. La cloche 17 est munie à sa base d'un dispositif de fixation sur la cuve 1, par exemple des attaches rapides 62 du type des sauterelles . Ces attaches rapides sont conçues de façon à présenter un bec 63 venant se rabattre sous le rebord 46 de l'ouverture supérieure de la cuve 11, en pressant les uns contre les autres, successivement le bord évasé inférieur 60 de la cloche 17, un joint 55, la plaque-support 12, un second joint 55, et le rebord 46 de la cuve 11 , l'ensemble étant étanche. Comme on peut le noter en figure 3, chaque cartouche filtrante 19 est engagée par sa base, en position d'utilisation, sur un siège 53. Plus précisemment, la plaque-support 12 est munie d'un nombre de sièges 53 correspondant au nombre de cartouches filtrantes 19, et on vient positionner chaque cartouche de façon que sa cavité interne viennent cotncider avec l'orifice du siège 53 correspondant. Chaque cartouche 19 est fixée sur le siège 53 où elle est engagée par l'intermédiaire d'une coupelle 15;pressée sur la partie supérieure de la cartouche de façon à obturer l'alésage 33 de la cartouche. A cet effet, des tirants 16 sont fixés rigidement dans la cuve 11, par exemple par vissage de leur extrémité inférieure filetée dans une douille taraudée soudée sur la plaque de base 45 de la cuve 11. Ces tirants 16 s'étendent verticalement sur toute la hauteur de l'appareil, en traversant chacun un siège 53 de la plaque-support 12. Lors du montage des cartouches 19, on enfile donc chaque cartouche sur un tirant 16, de façon que l'extrémité supérieure de chaque tirant dépasse légèrement de la cartouche lorsqu'elle est en position. On visse alors un écrou papillon 20 sur le tirant de façon à bloquer chaque coupelle 15 contre la face supérieure de la cartouche 19. De manière avantageuse, une rondelle frein etlou un joint 18 sont intercalés entre l'écrou papillon 20 et la coupelle 15. Le nombre et la longueur des cartouches filtrantes 19 utilisées dans chaque appareil sont fonction du débit à assurer dans l'installation. En conséquence, de façon à assurer une grande souplesse d'utilisation de chaque appareil de filtrage notamment de façon à en éviter le démontage et le remplacement systématique en cas de changement de débit dans la canalisation où elle est insérée, il est possible de remplacer la plaque-support 12 amovible, pour lui substituer une plaque-support présentant un nombre de sièges de réception de cartouches inférieur ou supérieur. On a représenté en figure Sa, 5b et 5c plusieurs modèles différents de plaques-sup#orts 12, présentant respectivement 6, 4 et 3 sièges pour un nombre de cartouches correspondant.Il est clair qu'en fonction des besoins, un nombre de sièges différent ou mtme un arrangement des sièges selon d'autres configurations peuvent être envisagés, par exemple le long de plusieurs cercles imaginaires concentriques, dans le cas où de nombreuses cartouches sont nécessaires du fait de débits importants à filtrer. De la même manière, dans la mesure où la longueur des cartouches est également variable en fonction des débits, il suffit de remplacer la cloche 17 par une autre cloche de longueur appropriée, ainsi qu'éventuellement les tirants 16, de façon à en ajuster la longueur à celle des nouvelles cartouches 19. L'utilisation de l'appareil de filtrage selon l'invention est donc extrêmement souple et évolutive, dans la mesure il est extrèmement simple d'adapter l'appareil à un débit de fluide à filtrer différent. En effet, la cuve ìnfé- rieur 11 standard qui est mcatde etvissée dans la canalisation du fluide à filtrer n'a pas b entre démontée. Il suffit en effet d'isoler l'appareil, de le purger et de retirer la cloche 17, la plaque-support 12, et les tirants 16 de façon les remplacer par les éléments dont la dimension correspond au nouveau débit de fluide.. On peut noter que les attaches 62 sont avantageusement réalisées de façon complètement amovibles et indépendantes de l'appareil de filtrage, de façon à pouvoir etre rapportées chacune indépendamment, à la demande, sur la cloche 17 et le socle de l'appareil. Il est ainsi possible de disposer sur le pourtour de la cloche 17 et du socle le nombre d'attaches 62 convenant à chaque utilisation particulière de l'appareil. Il est également possible de réunir les attaches 62 sur un collier enserrant la base de la cloche 17, juste au dessus du rebord 60. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et comme on peut le noter dans les dessins, l'orifice central pratiqué dans chaque siège 53 de la plaque-support 12 est d'un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage 33 de la cartouche filtrante 19 qui y repose. Ceci a pour avantage de permettre un passage sans entrave du fluide filtré de l'alésage 33 de la cartouche filtrante vers la cuve inférieure 11, sans que le positionnement, ni l'étanchéité de la cartouche soient affectés. En outre, de façon à faciliter encore davantage le positionnement de chaque cartouche 19, des ailettes de centrage 70 sont avantageusement disposées concentriquement à chaque siège 53 dadxxnd dans la plaque-support 12, pour former une couronne divergente permettant le guidage par tâtonnement de la cartouche 19 vers le siège 53. Les ailettes 70 peuvent former soit une couronne continue, soit une couronne interrompue par place, (comme représenté), cette dernière solution facilitant le nettoyage ainsi que la vérification du positionnement des cartouches par l'utilisateur. En conseguence, l'ensemble de ces caractéristiques de l'invention permet à la fois une excellente sécurité de fonctionnement et une standardisation des différents éléments permettant d'en abaisser les coûts. La cuve Il est donc standard, et la plaque-support 12 est également de fabrication standardisée, dans la mesure où son diamètre et son épaisseur sont constants ainsi que le diamètre de son ouverture centrale de centrage 50, seul le nombre de sièges 53 étant variable. En outre, le démontage total de l'appareil, qui est possible du fait que la plaque-support 12 est amovible; permet le nettoyage approfondi de l'intérieur de la cuve 11. Selon une application préférentielle de l'invention, les filtres sont d'un diamètre constant, et ont une hauteur pouvant varier de 10 pouces à 50 pouces, par exemple. On a donc déjà pu réaliser ainsi des appareils de filtrage opérant pour des débits de 3 m3 l'heure à 24 m3 à l'heure, en faisant varier la dimension et le nombre des cartouches filtrantes 19. Mais il est clair qu'il est tout à fait possible de réaliser l'appareil selon l'invention avec des cartouches filtrantes de dimensions différentes, pour des débits de fluides et des natures de fluides différents. REVENDICATIONS 1) Appareil de filtrage notamment pour filtrer les fluides (liquides et/ou gaz), du type constitué d'un réceptacle comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie du fluide à filtrer et au moins une cartouche filtrante remplaçable interposée dans le circuit intérieur de circulation dudit fluide, caractérisé en ce que ledit appareil est constitué d'une part d'un socle composé d'une cuve inférieure(11) standard portant sur sa face supérieure une plaquesupport (12) des cartouches filtrantes (19), et d'autre part une cloche (17) de recouvrement étanche desdites cartouches (19), montée amovible sur ledit socle et s'étendant sur au moins toute la hauteur desdites cartouches (19). 2) Appareil de filtrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite cloche (17) est fixée sur ledit socle au moyen d'au moins une attache rapide (62) dont le bec de serrage (63) vient en prise sous un rebord évasé (46) dudit socle, i'6bas*dité entre la cloche et le socle étant assurée par joint(55). 3) Appareil de filtrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cuve inférieure (11) comporte d'une part l'orifice d'entrée (41) du fluide à filtrer, prolongé par un conduit d'admission (42)-cintré vers le haut et débouchant en saillie de manière centrale sur la face supérieure de la cuve (11), et d'autre part l'orifice de sortie (43) du fluide filtré dont l'ouverture interne donne directement l'intérieur de la cuve (11). 4) Appareil de filtrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plaque-support (12) des cartouches filtrantes (19) présenteune ouverture de centrage(50) destinée à recevoir l'extrémité supérieure (51) dudit conduit d'admission (42), et au moins un siège (53) de réception d'une cartouche filtrante tubulaire (19), l'alésage (33) de la cartouche (19) venant en coincidence avec un orifice central pratiqué dans le siège (53) correspondant, de façon à assurer l'évacuation du fluide filtré vers l'orifice de sortie (43). 5) Appareil de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice central pratiqué dans chaque siège (53) est d'un diamètre supérieur au diamètre de l'alésage (33) de la cartouche filtrante (19) qui y repose. 6) Appareil de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que des ailettes (70) de centrage des cartouches filtrantes (19) sont disposées en couronne divergente sur la plaque de base, autour de chaque siège (53). 7) Appareil de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plaque-support (12) des cartouches filtrantes (19) est amovible, interchangeable et indépendante de la cuve inférieure (11), et vient reposer avec joint (55) sur le rebord supérieur évasé (46) de ladite cuve (11). 8) Appareil de filtrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque cartouche filtrante (19) est plaquée de manière étanche contre le siège (53) correspondant de la plaque-support (12) sous l'action d'une coupelle de serrage (20) coopérant avec un écrou (15) vissé sur un tirant fileté (16 > , chaque tirant fileté (16) étant fixé par liaison démontable dans la cuve (11) et s'étendant sur toute la hauteur de l'appareil en traversant le siège (53) de la plaque-support et l'alésage (33) de la cartouche (19) correspondante. 9) Appareil de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloche (17) est munie dans sa partie supérieure d'un évent (61). 10) Utilisation d'un appareil de filtrage selon l'une quelconque des revendications de 1 à 9, caractérisée en ce que l'on monte et/ou remplace sur la cuve standard (11) sélectivement les tirants (16) et/ou la plaque-support (12) et/ou la cloche (17) en fonction de la nature et du débit du fluide à filtrer.