Brevet FR2587233A1 — publié le 19870320

APPAREIL DE FIlTRATION ET DE TRAITEMENT DE FLUIDES LIQUiDE Ct' GAZEUX L'invention concerne un appareil de traitement etlou de filtration dc liquides ou de gaz LompoItint une cartouche jetable j'une d'une couche de charbon, d'une couche d'anticolloïde et d'une membrane retenant les microorganismes et les virus . Cette cartouche jetable peut coopérer avec une pompe aspirante refoulante et former ainsi un appareil destiné à la purification d'eau notamment et pouvant être utilisé pour rendre potable une eau polluée.La cartouche jetable peut aussi coopérer avec une conduite d'arrivée et une conduite de sortie d'eau et peut donc être utilisée pour l'épuration d'une eau courante sortant d'un robinet à usage domestique. On sait que dans les pays chauds, des problèmes d'épuration d'eau sont fréquents. En effet, l'eau qui est dite potable contient encore de nombreux germes, bactéries, virus qui sont sources de maladie telles que l'amibiase, la dysenterie, la colibacillose, le choléra, la typhoïde, l'impétigo, etc. Aussi, les consommateurs de cette eau sont amenés le plus souvent à la faire bouillir. Mais, il reste encore des germes qui sont facteurs de maladies. Les consommateurs boivent donc de l'eau minérale importée. Mais cette eau est chère et en quantité limitée. On sait aussi que lors de grandes randonnées, pendant des manoeuvres militaires, les soldats sont amenés à consommer de l'eau existant dans la nature, telle que de l'eau de rivière. Là encore, il existe un besoin - de purification de cette eau. On a donc conçu de petits appareils destinés à purifier de l'eau qui est pompée ou des petits appareils destinés a être branchés sur des conduits d'eau, par exemple sur des robinets domestiques. Ces appareils connus comportent un élément amovible filtrant et/ou de traitement constitué d'une première plaque formant son côté d'entrée et d une deuxieme plaque formant son côté de sortie entre lesquelles une couche de traitement et/ou de filtration est disposée. Un tel élément amovible est décrit et revendiqué dans le brevet français n 2 218 128. La première plaque comporte une face extérieure pratiquement plane et une face intérieure à canaux ayant une première d sposition qui répartit le fluide sur pratiquement toute la surface active de la couche filtrante. La deuxième plaque a aussi une face extérieure pratiquement plane et une face intérieure qui comporte des deuxièmes canaux ayant une deuxième disposition, de façon à recueillir le fluide qui sort de la couche filtrante. L'une de ces plaques au moins comporte sur sa face intérieure, extérieurement aux canaux, des éléments de compression qui compriment la couche filtrante de façon à empêcher le fluide de passer dans la zone périphérique de cette dernière. La couche filtrante est disposée entre les plaques qui comportent des nervures de diamètres différents et décalées. Elle forme dans la couche lorsque les plaques sont assemblées, un rétrécissement dans lequel la masse filtrante est fortement comprimée de sorte que le liquide peut passer difficilement vers le bord de la couche. De plus des bossages prévus sur les plaques compriment le troisième périphérique de la couche. Les plaques sont reliées par le rebord dont l'extrémité est soudée par laser. Un dispositif de ce genre ne donne pas entière satisfaction. En effet, la masse filtrante bien que comprimée laisse passer de l'eau polluée sur les bords de cette masse filtrante et à la sortie du dispositif il exite des germes et bactéries. L'invention vise donc à pallier ces inconvénients. L'invention concerne donc une cartouche jetable pour appareil de filtration et/ou de traitement de fluides liquides ou gazeux comportant une première plaque formant son côté d'entrée, une deuxième plaque formant son côté de sortie, entre lesquelles est disposée une couche filtrante et/ou de traitement, caractérisé par le fait qu'une membrane filtrant les germes est placée directement sur une première plaque et que les bords périphériques de la membrane sont maintenus par une pièce Intermédiaire comprimée par la seconde plaque emboîtée à force dans la première plaque. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la première plaque a, en coupe transversale la forme d'un pseudo-U, l'amie du U constituant le côté de sortie, la pièce intermédiaire ayant une forme de pseudo-L, la première branche du L reposant sur l'âme de la première plaque, la seconde branche du L étant parallèle à l'aile du U et disposée à l'intérieur de la première plaque, tandis que la partie extrême de la seconde branche du L pénètre à force dans une rainure disposée sur la face interne de la seconde plaque. La première plaque est telle que l'âme du U est circulaire, la seconde plaque étant circulaire, et la pièce intermédiaire étant pseudo-cylindrique munie d'une lèvre interne. Enfin, la rainure prévue sur la face interne de la seconde est circulaire. Selon l'invention, on place entre la première et la seconde plaque, un élément sandwich constitué d'une première couche anticolloide et d'une seconde couche de carbone pur, l'élément sandwich étant distant de la première et de la seconde plaque par un premier et un second espace vide, c'est-à-dire rempli d'air L'existence du second vide permet au fluide, par exemple l'eau de se répartir uniformément sur la surface du sandwich et donc la seconde plaque est dépourvue de canaux de circulation. La première plaque comporte sur sa face interne des canaux circulaires concentriques. D'une manière connue, la première et la seconde plaques comportent des orifices d'entrée et de sortie du fluide. La première plaque comporte un cache qui touche les orifices de sortie. Ce cache est emboîté sur une protubérance circulaire centrale de la première plaque et dans le cas où la cartouche est reliée à une pompe, ou à un robinet, si le cache est#disposé sur la protubérance et que de l'eau à purifier circule, le cache s'en va de lui-m~me par l'effet de la simple pression du fluide. Enfin, un joint torique est disposé entre la première plaque et la pièce intermédiaire, pour parfaire ltétanchéité. L'invention concerne en outre, un appareil constitué d'une cartouche jetable du genre mentionné ci-dessus et d'une pompe aspirante refoulante constituée d'un piston, d'une conduite d'entrée et d'une conduite de sortie reliée à l'orifice d'entrée de la seconde plaque, la cartouche jetable coopérant avec la pompe au moyen d'un quart de tour baillonnette. L'invention concerne aussi un appareil constitué de la cartouche et d'un organe de branchement de la cartouche sur un robinet ou une arrivée d'eau. La description suivante, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettra de comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue en coupe d'une cartouche selon l'invention reliée à une pompe. La figure 2 est une vue agrandie des plaques et de la pièce intermédiaire. La figure 3 est une vue de dessus de la face interne de la première plaque. La cartouche jetable 1 selon l'invention comporte une première plaque 2 et une seconde plaque 3. La plaque 2 est selon le mode de réalisation représenté, en forme de U, en coupe transversale. Elle comporte une âme 4 qui est circulaire et deux ailes mais en fait il s'agit de la coupe transversale du cylindre 5 dont la base 4 est circulaire. Cependant, on pourrait prévoir une base 4 carrée ou rectangulaire et quatre côtés 5. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, toutes les pièces sont circulaires ou cylindriques de révolution autour de l'axe XX de symétrie. Bien entendu, on peut aussi prévoir que les pièces sont elliptiques. La seconde plaque 3 est circulaire à sa base 6 et possède un organe 7 de raccordement avec une pompe 8. Cette pompe 8 est de type classique et comporte une tirette 9 à laquelle on confère un mouvement de va et vient, une tige 10 qui coulisse dans un carter 11.L'arrivée d'eau polluée se fait par la conduite d'entrée 12 et la sortie d'eau polluée se fait par la conduite de sortie 13 qui est en communication directe avec l'orifice d'entrée 14 de la seconde plaque 3. La première plaque 2 forme le côté d'entrée de l'eau polluée, tandis que la seconde plaque 3 forme le côté de sortie de l'eau épurée. L'eau polluée arrive donc dans la conduite 14 et ressort par le ou les conduites 15 qui sont réalisées dans la première plaque 2. De préférence, la première plaque 2 est plus loin-de la pompe 8 tandis que la seconde plaque 3 est la plus éloignée de la pompe 8. La première plaque 2 comporte par exemple trois conduites 15 de sortie placées à 120' l'une de l'autre en coupe longitudinale (perpendiculaire au plan de la figure). Les conduites 14 et 15 sont dans un plan transversal et parallèle à l'axe XX. Selon l'invention, on place une couche filtrante et/ou de traitement 16 entre la première plaque 2 et la seconde plaque 3. Cette couche 16 est un sandwich constitué d'une membrane 17, d'une couche d'air 18, d'une couche anticolloide 19, d'une couche de charbon 20 et d'une couche d'air 21, la membrane 17 étant disposée directement sur la face interne 22 de la plaque 2. Les bords périphériques 23 de la membrane 17 sont maintenus par une pièce intermédiaire 24 comprimée par la seconde plaque 3 emboîtée à force dans la première plaque 2. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la pièce intermédiaire 24 a en section transversale une forme de pseudo-L. Ainsi cette pièce 24 est pseudo-cylindrique et possède une lèvre 25 rentrante, dirigée vers l'axe XX. Cette lèvre 25 s'appuie contre et sur la membrane 17 et exerce sur les bords périphériques de cette dernière une force suffisante pour la maintenir contre la face interne 22 de la plaque 2. Ainsi le flux de liquide, représenté parla flèche F1, coule le long de la pièce 24, du côté interne et ne peut fuir par les bords périphériques 23 de la membrane 17. Il n'y a donc aucun flux, selon la flèche F2, à l'extérieur des bords périphériques 22, de la membrane 17 et toute l'eau polluée est obligée de passer à travers la membrane 17. Ainsi l'eau épurée ne contient pratiquement pas de germes, microbes, virus. La première branche 25 du L repose sur l'âme ou base 4 de la première plaque 2, tandis que la seconde branche 26 pseudo-cylindrique est concentrique à l'aile 5 du U, du côté intérieur. La partie extrême 27 de la seconde branche 26 du L pénètre à force dans une rainure 28 disposée sur la face interne 29 de la seconde plaque 3. Selon l'invention la rainure 28 est pseudo-circulaire. Elle a une forme qui correspond à la forme de la pièce intermédiaire 24. Mais on ne peut prévoir aussi qu'elle a une forme d'ellipse à la pièce 24 est pseudo-ellipstique. Ainsi, l'existence du second vide 21 à savoir, un espace pseudo-cylindrique rempli d'air, permet une répartition correcte du fluide à l'entrée et évite de prévoir des canaux sur la face interne de la seconde plaque 3. Par contre la première plaque 2 comporte des canaux circulaires 30 sur sa face interne. Ces canaux 30 sont représentés plus particulièrement sur la figure 3. On peut prévoir aussi des dispositions autres en arcs de cercle comme sur la figure 3a. Une telle disposition permet une répartition correcte du liquide épuré. La première plaque 2 comporte en outre, une protubérance 31 et un cache 32 est disposé sur cette protubérance 31 centrale. Le cache 32 est emboîté et si on pompe avec la tirette 9 de l'eau polluée qui rentre par le canal 12 et sort par les orifices 15, le cache 32 s'en va de lui-même sous l'effet de la pression du liquide. Enfin, un joint torique 33 est disposé entre la première plaque 2, du côté interne et la pièce intermédiaire 24 pour parfaire l'étanchéité. L'appareil représenté sur la figure 1 est constitué d'une pompe 8 et d'une cartouche jetable 1 coopérant avec la pompe au moyen d'un quart de tour baîllonnette 34. Mais, la cartouche jetable 1 peut aussi faire partie d'un appareil (non représenté) comportant en outre un organe de branchement de la cartouche sur un robinet ou une arrivée d'eau. La première couche anticolloide a une épaisseur d environ 2 à 5 mm, la couche de charbon actif sur support a une épaisseur de 2 à 5 mm, tandis que la membrane a une épaisseur de quelques microns et le diamètre des pores est de 0,2 pm. Au dessus de la membrane, on place un média de fibres de verre. La couche antîcollolde combine l'absorption électrocymétique et le tamisage. La membrane retire les mîcroorganismes, les matières pyrogènes les virus. Le charbon actif retire le chlore et les particules colorées et les matières organiques. On peut adjoindre en amont un boîtier contenant des résines anioniques permettant d'éliminer les nitrates. REVENDICATIONS 1. Cartouche (1) jetable pour appareil de filtration et/ou de traitement de fluides liquides ou gazeux comportant une première plaque (2) formant son côté d'entrée, une deuxième plaque (3) formant son côté de sortie, entre lesquelles est disposée une couche filtrante etlou de traitement (16), caractérisé par le fait qu'une membrane (22) filtrant les germes est placée directement sur la première plaque (2) et que les bords périphériques (23) de la membrane (22) sont maintenus par une pièce intermédiaire (24) comprimée par la seconde plaque (3) emboîtée à force dans la première plaque (2). 2. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la première plaque (2) a, en coupe transversale la forme d'un pseudo-U, l'ame (4) du U constituant le côté de sortie, la pièce intermédiaire (24) ayant une forme de pseudo-L, la première branche (25) du L reposant sur l'ame (4) de la première plaque (2), la seconde branche (26) du L étant parallèle à l'aile (5) du U et disposée à l'intérieur de la première plaque (2), tandis que la partie extrême (27) de la seconde branche (26) du L pénètre à force dans une rainure (28) disposée sur la face interne de la seconde plaque (3). 3. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'âme (4) du U de la première plaque (2) est circulaire, la seconde plaque (3) étant circulaire, et la pièce intermédiaire (24) étant pseudo-cylindrique munie d'une lèvre interne. 4. Cartouche selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisée par le fait qu'entre la première et la seconde plaque (2, 3) est placé un élément sandwich (16) constitué d'une première couche anticolloide (19) et d'une seconde couche (20) de carbone pur, l'élément sandwich (16) étant distant de la première (2) et de la seconde (3) plaque par un premier (18) et un second (21) espace, rempli d'air. 5. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la première plaque (2) comporte un cache (32) qui touche les orifices de sortie (15) et emboîté sur une protubérance (31) circulaire centrale de la première plaque (2). 6. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'un joint torique (33) est disposé entre la première plaque (2) et la pièce intermédiaire (24), pour parfaire l'étanchéité. 7. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la face interne de la seconde plaque (3) ne comporte pas de canaux sur sa face interne, par contre la première plaque (2) comporte des canaux circulaires (30) ou en arcs de cercle sur sa face interne. 8. Appareil constitué d'une cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et d'une porte aspirante refoulante 8 constituée d'un piston (35), d'une conduite d'entrée (12) et d'une conduite de sortie (13) reliée à l'orifice d'entrée (14) de la seconde plaque (3), caractérisée sur le fait que la cartouche jetable (1) coopère avec la pompe (8) au moyen d'un quart de tour baillonnette (34). 9. Appareil constitué d'une cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et d'un organe de branchement de la cartouche sur un robinet ou une arrivée d'air.