Brevet FR2595054A1 — publié le 19870904

L'invention concerne une cartouche déshydratante conçue pour être vissée comme' un composant complet sur un déshydrateur de gaz et qui contient une charge de produit déshydratant dans un corps constitué d'un pot et d'un couvercle d'extrémité délimitant le pot par rapport au déshydrateur, le courant gazeux à déshydrater pénétrant dans le corps de la cartouche à travers au moins une ouverture d'entrée dans le couvercle et sortant du corps à travers au moins une ouverture de sortie dans le couvercle, lequel présente un filetage pour visser la cartouche sur le déshydrateur. Une telle cartouche déshydratante est connue par le document DE 32 32 742 Ai. Comme le corps de cette cartouche est en une seule pièce, il n'est pas possible de l'ouvrir sans l'endommager. Cette cartouche connue a l'avantage d'être compacte, de permettre un approvisionnement simple et de pouvoir être maniée simplement dans les rudes conditions de travail dans un atelier. Lorsque la charge de déshydratant placée dans le corps est consommée, on remplace toute la cartouche. Bien que cette solution offre l'avantage d'éviterque du produit déshydratant ne soit répandua des endroits non prévus pour cela, le fait que le corps de la cartouche est remplacé en même temps, alors qu'il n'en est nul besoin, représente une dépense sup plémentaire considérable. Par le document DE 30 11 725 Al, on connaît un déshydrateur de gaz où la charge de déshydratant est placée dans un pot formant un corps ouvert qui est disposé directement sur le déshydrateur et est fixé à celui-ci. Bien que cette solution connue permette le remplacement de la seule charge de déshydratant, on ne dispose plus, après l'enlèvement du pot du déshydrateur, d'un ensemble compact, mais d'une série de pièces qui risquent facilement de se perdre compte tenu des conditions de travail dans les ateliers. Cette solution présente également le risque considérable, lors de l'entretien du déshydrateur, que du produit déshydratant soit répandu en dehors des endroits prévus à cet effet. Enfin, la présence de la série de pièces entraine un coût accru pour le magasinage. Le but de l'invention est de perfectionner une cartouche déshydratante du type mentionné au début, par des moyens simples, de manière qu'elle possède non seulement une forme compacte,facile à magasiner et d'un maniement simple dans les ateliers, mais qu'elle permette aussi de remplacer la seule charge de déshydratant, diminuant ainsi le coût de l'entretien du déshydrateur. A cet effet, selon l'invention, le pot et le couvercle d'ex trémité du corps de la cartouche sont assemblés de façon détachable. La liaison détachable entre le pot et le couvercle de la cartouche peut être réalisée de n'importe quelle manière adéquate, par vissage par exemple. Selon un mode de réalisation économiquement avantageux, cette liaison est réalisée au moyen d'Ln élément d'arrêt qui fixe le couvercle axialement par rapport au pot. Cet élément d'arrêt peut former une butée axiale disposée amovible dans le pot et contre laquelle le couvercle est appliqué par un ressort. Cette solution a l'avantage de permettre une conformation simple du couvercle puisqu'il vient seulement en contact avec L'élément d'arrêt dans un sens ; il n'est donc pas nécessaire que le couvercle présente des contours compliqués, de fabrication coûteuse, tels qu'une gorge par exemple. La butée axiale peut être constituée de façon simple par un élément essentiellement de forme annulaire, un jonc par exemple, qui est monté dans Le pot en étant précontraint radialement. Dans certains cas, le produit déshydratant de la charge doit être immobilisé afin qu'il conserve toutes ses fonctions en service. Il en est ainsi, par exemple, lorsque le produit est en grains, lesquels risquent d'être réduits en poudre sous t'effet de forces produites lors de l'utilisation. Dans une telle application, la charge de déshydratant peut être placée, dans le sens de l'axe de la cartouche, entre le couvercle d'extrémité et le ressort. Ainsi, le ressort presse le couvercle contre la butée et immobilise en même temps le déshydratant dans la charge. Ce mode de réalisation répond donc à plusieurs besoins et constitue de ce fait une solution particulièrement économique. La charge de déshydratant peut être placée dans un récipient intérieur particulier prévu dans le corps de la cartouche. Le maniement de la cartouche dans l'atelier et le remplacement de la charge de déshydratant sont ainsi facilités en ce sens que même si la cartouche est ouverte, le déshydratant est maintenu dans un emballage fermé, lequel est seulement ouvert sur le lieu même où est déposé le produit déshydratant usagé. Le récipient intérieur mentionné peut être de forme stable, auquel cas il peut être fabrique en métal ou matière plastique, mais il est possible aussi de le réaliser sous forme d'un sachet fermé, d'une matière textile qui ressemble au feutre par exemple, qui est perméable au courant gazeux à déshydrater.Il est possible encore que la charge de produit déshydratant soit emballé dans un sachet de forme stable, ou dans un sachet fait d'un matériau n'ayant pas de rigidité à la flexion propre, un matériau du type mentionné par exemple, et que la charge ainsi emballée soit placée dans le récipient intérieur précité. Bien entendu, le sachet doit, dans ce cas également, être fermé et perméable au courant gazeux à déshydrater. L'ensemble de la charge peut être réparti sur plusieurs sachets qui sont chacun fermés et perméables. Ces sachets peuvent avoir la même grandeur ou des grandeurs différentes. La disposition de la charge de déshydratant dans un ou plusieurs sachets facilite le remplacement de la charge et l'entretien du déshydrateur.D'une part, le ou les sachets peuvent être remplacés avec leur contenu et, d'autre part, la charge de déshydratant peut être préconfectionnée sous sachet(s), ce qui permet d'obtenir toujours une quantité uniforme de déshydratant dans le déshydrateur. La facilité de remplacement de la charge de déshydratant et donc l'entretien du déshydrateur peuvent être améliorés plus encore par un mode de réalisation où le#couvercle d'extrémité présente au moins une partie conformée en vue de l'application d'un outil pour visser la cartouche sur le déshydrateur ou la dévisser de celui-ci. Ainsi, la cartouche déshydratante peut être dévissée ou vissée en place au moyen d'un outil agissant sur le couvercle d'extrémité de la cartouche. Dans l'état de la technique, le dévissage ou le vissage de la cartouche s'effectue par son pot, ce qui implique, soit l'application d'un important effort, soit l'utilisation d'un outil spécial, tel qu'une clé à bande par exemple. Au lieu de cela, la conformation prévue par l'invention pour l'ap- plication d'un outil au couvercle peut être constituée, par exemple, par un six pans, une ou plusieurs encoches pour une clé à ergot et un ou plusieurs trous transversaux pour l'engagement d'une tige servant à la rotation, ce qui permet donc l'emploi d'outils habituellement utilisés dans les ateliers. De plus, cette solution favorise aussi la possibilité de détachement du pot et du couvercle l'un de l'autre en ce sens qu'il n'est pas nécessaire que la liaison entre eux résiste à la rotation ou soit bloquée en rotation, ce qui permet un montage et un démontage faciles. Selon un autre perfectionnement de l'objet de l'invention, le couvercle d'extrémité présente, en aval de l'orifice ou des orifices d'entrée du courant gazeux à déshydrater, au moins un canal de mise en tourbillonnement, que le courant gazeux à déshydrater (pénétrant en service normal par ces orifices) doit traverser. Ce canal confère au courant gazeux, à son écoulement à travers lui, une composante de vitesse qui est essentiellement orientée tangentiellement par rapport à la paroi du pot. Les particules liquides contenues dans le courant gazeux sont ainsi soumises à une force centrifuge qui les éjecte hors du courant, ce qui se traduit par une capacité de déshydratation accrue. Cet effet essentiel - même pris isolément - contribue à la facilité de remplacement, visée par l'invention, de la charge de produit déshydratant, donc aussi à la simplification de l'entretien du déshydrateur. Cela provient d'une part du fait que le temps d'utilisation de la charge est ainsi accru et d'autre part parce que, du fait que la présence de liquide est diminuée, la liaison détachable entre le pot et le couvercle est moins exposée à la corrosion et à des dépôts, de sorte qu'elle reste aisément détachable. Dans un mode de réalisation où, en aval du canal de mise en tourbillonnement précité, le courant gazeux à déshydrater s'écoule le long de la paroi interne du pot, la composante de vitesse tangentielle mentionnée apporte un avantage supplémentaire. En effet, la composante tangentielle augmente la vitesse du courant gazeux par rapport au pot, ce qui se traduit par une meilleure transmission de chaleur entre le courant gazeux et le pot de la cartouche. Le courant gazeux étant ainsi refroidi plus intensément, la condensation de la vapeur contenue dans le courant gazeux est augmentée également. Comme le condensat produit est éjecté du courant par la force centrifuge mentionnée, le canal de mise en tourbillonnement produit aussi, en fin de compte, l'élimination de L'humidité contenue sous forme de vapeur dans le courant gazeux. Le pot de la cartouche peut être constitué par une pièce de tôle emboutie ou une pièce extrudée ou coulée sous pression, de tous les matériaux adéquats, en particulier d'alliages de fer ou d'aluminium. En cas de fabrication du pot d'un matériau à base d'aluminium, on obtient une très bonne dissipation de la chaleur par le pot. Il est préférable de fabriquer le couvercle d'extrémité sous forme d'une pièce moulée ou coulée (y compris sous forme d'une pièce coulée sous pression) ou extrudée, également des matériaux précités. Avec un tel procédé de fabrication, le canal de mise en tourbillonnement peut être formé pratiquement sans augmentation du coût. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe axiale d'une cartouche déshydratante selon l'invention ; et - la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne I-I de la figure 1. Les figures montrent une cartouche déshydratante qui peut être vissée comme un composant complet sur un déshydrateur de gaz non représenté. De tels appareils sont utilisés à grande échelle comme des déshydrateurs ou dessiccateurs d'air dans les installations à air comprimé à bord de véhicules automobiles. Comme on peut le voir sur la figure 1, la cartouche possède un corps constitué d'un pot et d'un couvercle d'extrémité 3. Le pot 6 est ouvert à une extrémité, celle qui est dirigée à l'état monté vers le déshydrateur de gaz, et est délimité à cette extrémité par le couvercle 3. Dans ce corps 6, 3 est placée une charge de produit déshydratant qui sera décrite plus en détail par la suite. Cette charge de produit déshydratant est traversée en service par un courant gazeux à déshydrater dont l'humidité est absorbée au moins en majeure partie par cette charge. Le couvercle 3 présente un ou plusieurs orifices d'entrée 2 et un orifice de sortie 19. Exception faite de ces orifices, le corps 6,3 est fermé. Pendant le fonctionnement, le courant gazeux à déshydrater, entrant par les orifices 2, traverse l'intérieur du corps et la charge de déshydratant, pour sortir de la cartouche par l'orifice 19. Dans une phase de régénération, une partie du courant gazeux préalablement déshydraté reflue, sous une pression réduite par rapport à la pression d'entrée, et régénère ainsi la charge de déshydratant. Le couvercle d'extrémité 3 présente en outre un filetage 1 au moyen duquel la cartouche peut être vissée sur le déshydrateur. Le filetage 1 de cet exemple est constitué par un filetace intérieur concentrique à l'orifice de sortie 19 ; cependant, il peut aussi être prévu à un autre endroit du couvercle et être constitué par un filetage extérieur, suivant la conformation de l'about antagoniste du déshydrateur. Dans sa face d'extrémité 18 dirigée vers l'exté- rieur du corps de la cartouche, le couvercle 3 porte un joint d'extrémité circonférentiel 17 qui, lorsque la cartouche est vissée à l'aide du filetage 1 sur le déshydrateur, s'applique de façon étanche contre ce dernier. Le pot 6 et le couvercle 3 sont assemblés de façon étanche et détachable. La liaison détachable entre ces deux parties du corps de la cartouche est obtenue à l'aide d'un élément d'arrêt qui immobilise le couvercle 3 dans le sens axial par rapport au pot 6 L'élément d'arrêt forme une butée 5 disposée amovible dans le pot 6. Le couvercle 3 est pressé contre cette butée 5, de l'intérieur vers l'extérieur du corps de la cartouche, par un ressort 10. La fixation axiale du couvercle 3 dans le pot 6 s'effectue par conséquent mécaniquement par application depuis L'intérieur du corps de la cartouche contre la butée 5 et par la force du ressort 10 en sens inverse. Pour la formation de la butée axiale 5, le pot 6 présente une gorge ci rconférentiet le dans laquelle est logé un élément amovible 4, ayant essentiellement une forme annulaire et qui est précontraint radialement à l'état monté. Cet élément est constitué de préférence par un jonc. Le ressort 10 déjà mentionné n'agit pas directement sur le couvercle 3, mais avec interposition de la charge de produit déshydratant. Ainsi, le ressort 10 presse le couvercle d'extrémité 3 contre la butée 5 et fixe en même temps la charge de déshydratant. Comme la butée 5 de l'exemple représenté est formée sur l'élément annulaire 4, on peut également considérer qu'elle est coniposée d'un nombre infini de butées distinctes Il va de soi qu'à la place de cela, on pourrait également insérer une ou plusieurs butées séparées dans le pot. Du côté dirigé vers le déshydrateur, le couvercle d'extrémité 3 présente une partie 16 conformée pour l'application d'un outil servant à visser la cartouche sur le déshydrateur ou à la dévisser de celui-ci. Dans l'exemple représenté, cette partie 16 affecte la forme de plusieurs encoches réparties circonférentiellement et servant à l'engagement d'une clé à ergot. Le couvercle peut cependant être pourvu également de toute autre partie conformée en vue de l'application d'un outil, par exemple d'un six pans pour l'application d'une clé plate ou d'un ou plusieurs trous transversaux pour l'engagement d'une tige servant à la rotation de la cartouche par son couvercle 3 pour le vissage ou le dévissage du déshydrateur. Du fait que l'effort de vissage ou de dévissage est appliqué par le couvercle, il n'est pas nécessaire que la liaison détachable décrite plus haut entre le pot 6 et le couvercle 3 résiste à la rotation ou soit bloquée en rotation, ce qui permet un montage et un démontage simples des deux parties du corps de la cartouche. Le couvercle 3 de l'exemple représenté porte des aubes inclinées 14 à son pourtour - situé à l'intérieur du corps de la cartouche - qui, comme le montre la figure 2, renferment entre elles des canaux 20 de mise en tourbillonnement, situés en aval des orifices'd'entrée 2. Le courant gazeux à déshydrater, pénétrant par les orifices 2, doit traverser les canaux 20, ce qui lui confère une composante de vitesse qui est essentiellement orientée tangentiellement par rapport à la paroi du pot 6. Sous l'effet de la force centrifuge ainsi excercée sur les particules liquides contenues ou produites - voir plus haut - dans le courant gazeux, ces particules sont éjectées du courant, de sorte que celui-ci pénètre à l'état préséché dans la charge de déshydratant et que la capacité de déshydratation de la cartouche est globalement accrue.Il est possible aussi de prévoir un seul canal de mise en tourbillonnement (de dimensions suffisantes). Ce mode de réali sation ntest pas représenté mais permet d'obtenir un résultat semblable. La charge de déshydratant est formée d'un produit déshydratant du type à adsorption et/ou à absorption. Une coupe partielle de la figure 1 montre quelacharge de l'exemple représenté est en grains 11. Le déshydratant 11 se trouve dans un récipient intérieur 8 qui est appliqué de façon étanche contre un bord conformé en conséquence du couvercle d'extrémité 3. Le récipient intérieur 8 est dimensionné de manière qu'un canal d'écoulement 13, ayant essentiellement la forme d'un cylindre creux, soit délimité entre la paroi externe du récipient intérieur et la paroi interne du pot 6, canal par lequel le courant gazeux à déshydrater, après son entrée par les orifices 2 et après voir parcouru les canaux de mise en tourbillonnement 20, est amené au côté entrée de la charge de déshydratant.Comme le canal d'écoulement est étroit, de par sa réalisation à la façon d'une fente annulaire, il produit également une élévation de la vitesse, avec des conséquences comme celles décrites plus haut en relation avec le canal de mise en tourbillonnement. La charge de déshydratant est enfermée, dans le récipient intérieur 8, entre un couvercle 9 formant tamis du côté de l'entrée et un couvercle 7 formant tamis du côté de la sortie. En l'absence d'autres mesures, comme par exemple la prévision du sachet décrit par la suite, ce sont les couvercles 7 et 9 qui fixent le déshydratant 11 dans l'espace, en empêchant la sortie donc la perte de déshydratant. Le ressort 10 agit également sur le déshydratant Il par l'intermédiaire du couvercle 9 formant tamis à L'entrée, si bien que ce couvercle agit aussi comme un élément de répartition de la force du ressort. Dans l'exemple représenté, le déshydratant 11, contenu dans le volume délimité par le récipient ou la chemise intérieur 8 et les couvercles-tamis 7 et 9, est contenu en plus dans un sachet fermé, indiqué schématiquement par la hachure croisée 12, qui est perméable au courant gazeux à déshydrater. Le sachet 12 est fabriqué de préférence d'une matière textile qui ressemble au feutre et peut avoir en lui-même une forme stable ou ne pas avoir une rigidité à la flexion propre. Dans le dernier cas, il épouse la forme définie par le récipient intérieur 8 en combinaison avec les couvercles 7 et 9. La cartouche contient, en plus, sur le trajet d'ecoulemént du courant gazeux à déshydrater, entre les ouvertures d'entrée 2 et les aubes 14 de mise en turbulence, une garniture filtrante 15 qui élimine surtout des impuretés mécaniques susceptibles d'être entraînées par le courant gazeux. L'exemple de réalisation qui vient d'être décrit représente une cartouche déshydratante, pouvant être vissée à la façon d'un composant complet sur un déshydrateur de gaz, qui possède une forme compacte, facile à magasiner et d'un maniement simple dans les ateliers, et permet, en raison de la liaison détachable entre le pot 6 et le couvercle d'extrémité 3, le remplacement de la seule charge de déshydratant, ce qui procure une économie consi dérable dans le coût de la maintenance du déshydrateur. La solution représentée pour la liaison détachable entre le pot 6 et le couvercle 3 permet un montage et un démontage simples des parties du corps de la cartouche dans son ensemble. La disposition décrite du déshydratant 11 dans le sachet 12 procure en même temps les effets avantageux - mentionnés au début de la description - en ce qui concerne la facilité de remplacement de la charge de déshydratant et l'entretien du déshydrateur. Quant aux avantages réalisables par la prévision sur le couvercle 3 d'une partie 16 conformée en vue de l'application d'un outil, ainsi que par les canaux de mise en tourbillonnement 20, on peut se reporter également aux explications données à leur sujet au début de la description. Il est évident que L'exemple de réalisation décrit ne limite pas le domaine d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cartouche déshydratante conçue pour être vissée comme un composant complet sur un déshydrateur de gaz et qui contient une charge de produit déshydratant dans un corps constitué d'un pot et d'un couvercle d'extrémité délimitant le pot par rapport au déshydrateur, le courant gazeux à déshydrater pénétrant dans- le corps de la cartouche à travers au moins une ouverture d'entrée dans le couvercle et sortant du corps à travers au moins une ouverture de sortie dans le couvercle, lequel présente un filetage pour visser la cartouche sur le déshydrateur, caractérisée en ce que le pot (6) et le couvercle d'extrémité (3) de la cartouche sont assemblés de façon détachable. 2. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison détachable est réalisée au moyen d'un élément d'arrêt qui fixe le couvercle (3) axialement par rapport au pot (6). 3. Cartouche selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément d'arrêt forme une butée axiale (5) disposée amovible dans le pot (6) et contre laquelle le couvercle (3) est appliqué par un ressort (10). 4. Cartouche selon la revendication 3, caractérisée en ce que la butée axiale (5) est constituée par un élément (4) essentiellement de forme annulaire et qui est monté dans le mot (6) en étant précontraint radialement. 5. Cartouche selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la charge de produit déshydratant est disposée entre le couvercle (3) et le ressort (10) dans le sens de l'axe de la cartouche. 6. Cartouche selon l'une quelconque des renvendications précédentes, caractérisée en ce que la charge de produit déshydratant est placée dansaumoinsunsachet fermé (12) qui est perméable au courant gazeux à déshydrater. 7. Cartouche selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée en ce que le couvercle d'extrémité (3) présente au moins une partie (16) conforméeen vue de l'application d'un outil pour visser la cartouche sur le déshydrateur ou pour la dévisser du déshydrateur, par exemple un six pans, une ou plusieurs encoches pour une clé à ergot, ou encore un ou plusieurs trous transversaux pour l'engagement d'une tige servant d'outil pour la rotation. 8. Cartouche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couvercle d'extrémité (3) présente, en aval de l'orifice d'entrée (2), au moins un canal de mise en tourbillonnement(20)qui confère au courant gazeux à déshydrater, à son écoulement à travers ce canal, une composante de vitesse qui est essentiellement orientée tangentiellement par rapport à la paroi du pot (6).