Brevet FR2582961A1 — publié le 19861212

L'invention concerne un petit filtre à jeter pour le filtrage de fluides avec un corps de filtre en matière plastique en au moins deux parties assemblé par ses bords périphériques, avec des tubulures de raccordement pour ame- ner le fluide dans le corps de filtre et l'évacuer et avec un élément filtrant plat intégré de façon étanche aux fuites aux surfaces d'étanchéité du corps de filtre situées du cô- té du bord, qui sépare les espaces pour le fluide entre les deux tubulures de raccordement, de telle façon que le flui- de ne peut passer qu'à travers l'élément filtrant. Un tel petit filtre est décrit dans l'état de la tech- nique illustré par le DE-A-32 02 330. Dans les petits fil- tres de ce genre, la surface filtrante est prédéfinie par la section transversale du corps de filtre. L'augmentation de la surface filtrante en vue d'augmenter la durabilité ou pour filtrer de plus grandes quantités de fluide par unité de temps avec une pression donnée, s'effectue en général en augmentant la section transversale du corps de filtre. On désigne sous le nom de petits filtres, également lorsqu'il s'agit de filtres à jeter, d'habitude des filtres dont la 2 2 surface filtrante est comprise entre 10 cm et 300 cm et dont le diamètre du corps de filtre est compris entre 20 mm et 150 mm. Lorsqu'on augmente la section transversale du corps de filtre il faut obligatoirement, pour pouvoir supporter les pressions qui s'additionnent, augmenter l'épaisseur des pa- rois en matière plastique du corps de filtre ou les renfor- cer par des nervures de renforcement, ou alors diminuer fortement la pression de travail. En outre les corps de fil- tre de plus grande dimension sont moins faciles à manipuler et sont plus encombrants en corrélation avec d'autres dispo- sitifs de filtrage. D'une façon générale, on sait augmenter la surface fil- trante par pliage, comme le fait connaître par exemple le DE-A-30 07 065. La surface filtrante devient ainsi plusieurs fois plus grande que la surface du corps de filtre propre- ment dite mais cela oblige à prévoir des étanchements coû- teux sur le paquet de plis aux deux faces frontales et aux extrémités des plis afin de séparer parfaitement l'un de l'autre les deux espaces pour fluide séparés par l'élément filtrant. En particulier avec de petites surfaces filtrantes, le pourcentage de surface filtrante qui n'est plus efficace en raison de l'étanchement des surfaces frontales est considérable. On n'a un rendement acceptable que si le rapport entre surface non efficace et surface efficace est de 1 pour 5. Mais, avec les appareils de filtrage connus, cela nécessi- te des corps de filtre volumineux, voir par exemple DE-C- 21 62 060 et DE-C-26 53 875 dans lesquels on utilise des pla- ques filtrantes garnies des deux côtés. L'invention a pour but, grâce à des moyens simples, d' augmenter de une à quatre fois la surface filtrante d'un filtre-presse avec une surface de corps de filtre prédonnée, et de créer un élément filtrant relativement plat dont la forme des bords permet un assemblage de construction simple avec les parties du corps en matière plastique, môme lorsque la surface filtrante est augmentée. Grâce a l'invention, la perte en surface filtrante représentée par la part nécessai- re d'étanchéité doit être aussi réduite que possible et la partie de surface libre du corps nécessaire pour la stabili- té de pression du corps doit elle aussi être aussi réduite que possible. Ce résultat est obtenu par un petit filtre à jeter pour le filtrage de fluides avec un corps de filtre en matière plastique en au moins deux parties assemblé par ses bords périphériques, avec des tubulures de raccordement pour ame- ner le fluide dans le corps de filtre et l'évacuer et avec un élément filtrant plat intégré de façon étanche aux fuites aux surfaces d'étanchéité du corps de filtre situées du côté du bord, qui sépare les espaces pour le fluide entre les deux tubulures de raccordement, de telle façon que le fluide ne peut passer qu'à travers l'élément filtrant, caractérisé en ce que, le long d'au moins un axe du corps de filtre situé dans le plan de surface de l'élément filtrant, ou parallèle- ment à cet axe, un flan de bande de filtre plat prolongé dans l'axe qui se croise avec lui est plié, les surfaces de filtre formées par les plis qui sont superposées au moins au nombre de deux étant reliées l'une à l'autre par soudage ou par collage de façon étanche aux fuites par leurs bords di- rigés transversalement par rapport aux axes des plis, et que ceux-ci, en même temps que le bord d'étanchéité périphéri- que de l'élément filtrant ainsi formé par les deux extrémi- tés de la bande de filtre, sont assemblés par collage, sou- dage et/ou serrage avec les surfaces d'étanchéité du côté du bord du corps de filtre. Grâce à la disposition, au di- mensionnement et à l'étanchement spéciaux des plis, il est possible à l'aide du nombre de plis et de leur extension, de loger dans un seul et même corps de filtre au choix des surfaces filtrantes dont le diamètre va de une fois à quatre fois le diamètre de la boite (mesure effectuée dans le plan de filtrage), et ceci avec un mode d'étanchement unitaire. Des caractéristiques secondaires et d'autres-avantages ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés simpli- fiés, dans lesquels: la figure la montre en vue par-dessus un élément fil- trant carré; la figure lb est une coupe transversale effectuée sui- vant la ligne 1-1 de la figure la; la figure 2a montre un autre mode de réalisation d'élé- ment filtrant carré; la figure 2b est une coupe transversale de l'élément filtrant effectuée suivant la ligne 2-2 de la figure 2a; la figure 3a montre en vue par-dessus un élément fil- trant de forme rectangulaire oblongue; la figure 3b est une coupe transversale effectuée sui- vant la ligne 3-3 de la figure 3a; la figure 4 représente en vue perspective un élément filtrant suivant les figures la et lb avec les zones d'étan- chéité; la figure 5 est une vue de détail en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4 dans la zone du bord de l'élément filtrant; la figure 6 est une coupe partielle effectuée suivant la ligne 6-6 de la figure 4 à la périphérie des bords de pliage jointifs; la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un corps de filtre avec un élément filtrant selon les figures la, lb, 4;- la figure 8 montre un tel filtre en vue perspective; la figure 9 est une vue de détail en coupe transversa- le suivant la ligne 9-9 des figures 3a, 3b dans la-zone du bord de l'élément filtrant; la figure l0a est une vue par-dessus d'un élément fil- trant rond; la figure lO0b est une coupe de l'élément filtrant ef- fectuée suivant la ligne 10-10 de la figure 10a; - la figure 11 est une coupe de l'élément filtrant selon les figures 10a, lO0b effectuée suivant la ligne 11-11 des figures 10a, lob; la figure 12 est une vue de détail en coupe d'une struc- ture de filtre A renforcement par tissu prise come exemple; la figure 13 est une vue par-dessus d'un autre élément filtrant rond; la figure 14 est une vue en coupe transversale d'un corps de filtre rond avec un élément filtrant selon la figu- re 13; la figure 15 est une vue perspective d'un petit filtre selon la figure 14; la figure 16 est une vue de détail de la structure du bord de l'élément filtrant selon la figure 13 montrée en coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 13; la figure 17 est une vue par-dessus d'un élément fil- trant hexagonal dont la section transversale présente une structure analogue à celle de la figure 14. L'élément filtrant 1 a par exemple une structure de section transversale telle que celle qui est représentée à la figure 12, c'est-à-dire qu'il est constitué par une mem- brane 19 microporeuse et par un tissu ou voile de fibres 20 inséré dans cette membrane qui, d'une part, confère à l'élé- ment filtrant une bonne solidité intrinsèque et, d'autre part, forme du côté du filtrat F2 une surface drainante,tan- dis que la surface de la membrane 19 tournée du côté de la pression ou du liquide non filtré F1 est relativement lisse. Au lieu d'inclure le tissu ou voile de fibres dans la mem- brane, la structure de renforcement peut également être ap- pliquée par stratification sur la membrane ou rester sans liaison avec celle-ci. Comme le montrent les figures la, lb, l'élément fil- trant 1 fini est formé par une bande filtrante en une seule pièce de forme allongée qui est pliée en carré, les bords de pliage 17 tournés l'un vers l'autre étant pour le moins jointifs de façon si serrée qu'au moins selon les figures 4 et 6 la zone périphérique de ces bords 17 peut, en fondant ensemble, donner naissance à une collerette étanche 15. De préférence les matériaux du filtre sont choisis tels que, sous l'effet de la pression et de la chaleur, ils peuvent fondre ensemble et former des bords d'étanchéité 15, 16. On peut obtenir le même résultat par collage. Le bord d'étanchéité 15, 16 périphérique ainsi formé par soudage ou scellement sur une des parties du corps de filtre, par exemple sur les surfaces d'étanchéité 12 côté bord du plateau de filtre 8, comme il est représenté aux fi- gures 4, 6, 7 et 9. De plus, le bord périphérique 15, 16 de l'élément filtrant 1, 2 ou 3 peut encore être coincé par un bord de serrage 21 de l'autre partie du corps de filtre,par exemple du couvercle de filtre 9, comme il est montré aux figures 5 et 7. Toutefois le but recherché n'est pas de pro- duire un effet d'étanchéité mais d'empêcher le bord d'étan- chéité de se déchirer lorsque l'élément filtrant peut être débordé alternativement de chaque côté. Les deux parties du corps de filtre sont assemblées de façon durable et étanche aux fuites par collage, soudage haute fréquence, soudage par ultra-sons ou, à la figure 15, soudage par friction. Le bord d'étanchéité 15, 16 périphérique peut avoir des épaisseurs différentes sur son pourtour suivant le nombre et la structu- re des feuilles de plis superposés. Toutefois un côté du bord d'étanchéité 15, 16 se trouve dans un même plan et sert à établir une liaison étanche et étalée en plan avec le bord d'étanchéité 12 de la partie de corps de filtre correspondan- te. Dans le mode de réalisation selon les figures 2a, 2b, l'élément filtrant est agrandi en ce qui concerne sa surface grâce a un pliage supplémentaire mais il est par ailleurs constitué de la même façon qu'il a été décrit précédemment. Il en est de même pour le mode de réalisation de l'élément filtrant 3 selon les figures 3a, 3b, pour lequel le pourtour de l'élément filtrant 3 fini est en forme de rectangle oblong ce qui agrandit encore la surface filtrante. Dans tous les modes de réalisation, les bords de pliage extérieurs 18 for- ment des poches ouvertes dans lesquelles le fluide F1l peut pénétrer, traverser l'élément filtrant et le quitter sous forme de filtrat F2. Le corps représenté aux figures ? et 8 est constitué par deux demi-coques avec soutien de filtre 22 intégré à effet de drainage. L'arrivée et le départ des fluides F1,F2 s'effectuent par les tubulures de raccordement 10, 11. L'élément filtrant 4 selon les figures 10a, lob et 11 présente analogiquement la même structure que l'élément fil- trant 1 et possède une section transversale circulaire de sorte qu'on se reportera aux explications précédentes en ce qui concerne l'étanchéité et la structure. En ce qui concer- ne l'élément filtrant 5 selon les figures 13, 14 et 16, cet élément est constitué par trois flans ronds 5a, 5b et 5c.Les deux flans 5a, 5b sont pliés par le milieu et, selon la fi- gure 14, recouverts par le flan 5c avec lequel ils sont réu- nis par les bords. Dans une structure analogue à celle qui est représentée aux figures 13 et 14, comportant au lieu de 3 flans circulaires, 5 flans circulaires également pliés par le milieu, le 4- et le 5- flans sont de préférence décalés de 90- afin de créer des conditions optimales d'étanchéité des bords de pliage. Les bords libres 16 des deux flans 5a, b sont reliés de façon étanche au plateau de filtre 8. Des parties de corps de filtre 8, 9, s'engageant télescopique- ment l'une dans l'autre, permettent d'adapter le dispositif à l'épaisseur totale de l'élément filtrant. L'élément filtrant hexagonal 6 selon la figure 17 pré- sente une structure analogue. De la même façon que la forme rectangulaire, cette forme hexagonale permet de diminuer la surface des déchets de découpure des matériaux filtrants coûteux. Selon un mode de réalisation non représenté permettant d'augmenter encore et même de doubler les surfaces filtran- tes, un élément filtrant selon la description précédente est fixé par scellement dans chacune des deux coques du corps de filtre et l'alimentation en fluide Fl ou l'évacuation du fluide F2 s'effectuent par au moins un raccordement médian dirigé dans le sens radial, et l'évacuation du filtrat F2 ou l'arrivée du fluide F1 à partir des deux espaces exté- rieurs pour fluide reliés entre eux ou court-circuités par exemple par des trous s'effectuent par un raccordement cor- respondant. De la même façon, dans une forme de réalisation non représentée, le corps de filtre comprend trois parties et, sur la partie intermédiaire médiane de forme annulaire com- portant au moins une tubulure de raccordement radiale, un élément filtrant est scellé sur chacune des deux faces,comme il a été décrit, et désigné par 1, 2, 3, 4 ou 5. Cette par- tie médiane possède une jonction de fluide pour l'entrée ou la sortie du fluide, par exemple grâce à des trous ou à des conduites court-circuitées entre les deux parties extérieu- res du corps de filtre raccordées des deux côtés. Celles-ci comportent au moins un raccordement pour l'alimentation ou l'évacuation des espaces de fluide. La partie médiane permet en même temps de relier entre elles de façon étanche aux fuites les trois parties du corps de filtre. Avec ces deux variantes de réalisation, il est possible, en faisant varier le nombre des raccordements, de réaliser des modifications géométriques de la largeur de fente, même dans les filtres à jeter à grande surface, pour une techni- que de surcharge. La forme représentée du pliage et de l'étanchementdes éléments filtrants permet, tout en conservant la même cons- truction de principe et la même dimension des parties du corps de filtre, de faire varier dans de fortes proportions la surface du filtre disponible pour le filtrage, et ceci en gardant petites la perte en surface de filtre provoquée par la part de surface prévue pour l'étanchéité, et la surface intérieure (élément décisif pour la stabilité de pression), et par conséquent aussi la dimension totale des filtres à jeter. Pour illustrer ce qui vient d'être dit par des données numériques, on se reportera aux valeurs indiquées ci-après en référence aux figures 1Oa, lob, 11, 15, et accessoirement & la figure 2b. L'exemple pris-est celui d'un filtre rond selon la figure 15 ayant un diamètre extérieur D de 65 mm, et une épaisseur de corps à l'extérieur H égale à 13 mm, ainsi qu'un filtre rond selon la figure l0a avec un diamètre total extérieur F0A de 52 mm et un diamètre de filtre effec- tif FOE de 50 mm. Structure de Variation de la Surface de l'élément filtrant largeur de plissage PB filtre Fig. l0a Filtre rond --- 19,6 cm sans piissage Filtre rond + Largeur de plissage 46 cm une couche de 28 mm -plissage -A 56 % du diamètre du filtre rond Fig. lOa mm =70 % 51 cm 40 mm = 80 % 0 54,8 cm Filtre rond + 28 mm 72,5 cm 2 couches de plissage 35 0mm 8,4 cm comme fig. 2b 40 mm 90 cm2 REVENDICATIONS 1. Petit filtre à jeter pour le filtrage de fluides avec un corps de filtre en matière plastique en au moins deux parties assemblé par ses bords périphériques, avec des tubulures de raccordement pour amener le fluide dans le corps de filtre et l'évacuer et avec un élément filtrant plat intégré de façon étanche aux fuites aux surfaces d'étan- chéité du corps de filtre situées du côté du bord, qui sépa- re les espaces pour le fluide entre les deux tubulures de raccordement, de telle façon que le fluide ne peut passer qu'à travers l'élément filtrant, caractérisé en ce que, le long d'au moins un axe du corps de filtre situé dans le plan de surface de l'élément filtrant (1 à 6), ou parallèlement à cet axe, un flan de bande de filtre plat prolongé dans l'axe qui se croise avec lui est plié, les surfaces de filtre for- mées par les plis qui sont superposées au moins au nombre de deux étant reliées l'une à l'autre par soudage ou par col- lage de façon étanche aux fuites par leurs 6ords (15) diri- gés transversalement par rapport aux axes des plis, et que ceux-ci, en même temps que le bord d'étanchéité (15,16)péri- phérique de l'élément filtrant (1 à 6) ainsi formé par les deux extrémités (16) de la bande de filtre, sont assemblés par collage, soudage et/ou serrage avec les surfaces d'étan- chéité (12) du côté du bord du corps de filtre (8,9). 2. Petit filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords de pliage (17) tournés l'un vers l'autre et situés dans l'un des plans de l'élément filtrant (1 à 6) sont jointifs de façon si serrée que la partie périphérique de ces bords de pliage (17) peut être mise en forme d'une collerette d'étanchéité (15), tandis que les bords de plia- ge (18) opposés l'un à l'autre sont situés à une certaine distance des bords de pliage (17) tournés l'un vers l'autre. 3. Petit filtre selon la revendication 1 et 2, caracté- risé en ce que le contour de l'élément filtrant (1 à 3)dont le pliage est terminé et qui est pourvu du bord d'étanchéité (15,16) est de forme rectangulaire. 4. Petit filtre selon la revendication 1 et 2,caracté- risé en ce que le contour de l'élément filtrant (1 à 3)dont le pliage est terminé et qui est pourvu du bord d'étanchéité (15,16) est rond. 5. Petit filtre selon la revendication 1 et 2,caracté- risé en ce que le contour de l'élément filtrant (1 à 3)dont le pliage est terminé et qui est pourvu du bord d'étanchéité (15,16) est de forme hexagonale. 6. Petit filtre selon la revendication 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que l'élément filtrant (1 à 4) rectangulai- re ou rond, dont le pliage est terminé et qui est pourvu du bord d'étanchéité (15,16), est formé par une bande de filtre plat en un seul morceau prolongée transversalement par rap- port aux bords de pliage (17,18). 7. Petit filtre selon la revendication 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que l'élément filtrant (1,5,6) dont le pliage est terminé et qui est pourvu du bord d'étanchéité (15,16) est formé par au moins deux flans de filtre plat (5a,5b) adaptés au contour de l'élément filtrant (1,5,6) fini qui sont l'un et l'autre pliés dans leur axe médian et sont jointifs l'un à l'autre par ces bords de pliage (17), ainsi que par un flan de filtre plat (5c) adapté au contour de l'élément filtrant fini (1,5,6) qui est relié de façon étanche par son bord (15,16) sur tout le pourtour avec les bords voisins des deux flans (5a,5b) pliés. 8. Petit filtre selon revendications 1 A 7, caractéri- sé en ce qu'un élément filtrant (1 à 6) est intégré au côté intérieur de chacune des deux moitiés de corps de filtre (8,9) et qu'un raccordement relie les deux côtés tournés 1' un vers l'autre des deux éléments filtrants (1 A 6) et cer- ne avec ceux-ci un premier espace de corps de filtre, les deux côtés opposés l'un à l'autre des deux éléments filtranti étant court-circuités par l'autre raccordement et cernant un deuxième espace de corps de filtre. 9. Petit filtre selon la revendication 8,caractérisé en ce que les surfaces filtrantes tournées l'une vers l'autre des deux parties de corps de filtre présentent pour assurer le filtrage dynamique à la fois une entrée et une sortie dans la même chambre du corps de filtre. Petit filtre selon revendications 1 à 9,caract6ri- e que les bords de pliage (18) extérieurs sont en re- )ar rapport à la partie du bord d'étanohéité formant ige et/ou que, pour faire varier la profondeur de plis surface filtrante, ce bord d'étanchéité est situé plus is à la périphérie par rapport à ces bords de pliage térieurs. I. Petit filtre selon une quelconque des revendications caractérisé en ce que les éléments filtrants (1 à 6) orm6s par des voiles de fibres serrés par procédé )lastique, par des membranesmicroporeuses (19) ou des (20) ou des combinaisons de ces matériaux.