Brevet FR2613953A1 — publié le 19881021

Elément plan de filtrage et de séparation La présente invention concerne un élément plan pour filtrer différentes substances et séparer des particules. Des éléments plans classiques bien connus de ce type présen- tent généralement une structure comportant des trous de filtrage sembla- bles à ceux d'un filet ou d'un treillis; On a développé récemment des éléments formant plaques poreux uti- lisant une matière céramique. Cependant, la première structure qui comporte des trous de filtrag- ponctuels se traduit par une zone de filtrage peu importante, ce qui entrarn- un phénomène de colmatage considérable. Un problème réside en ce que plus la taille des particules à filtrer est faible, plus ce phénomène est sensible. D'autre part, la seconde structure oblige l'élément poreux à effectuer un filtrage en trois dimensions, même s'il présente une struc- ture plane, si bien que des corps étrangers imperméables s'accumulent dans la structure poreuse sous la forme d'un encrassement, ce qui se tra- duit par une réduction inévitable de la quantité de filtrage. Il faut donc procéder fréquemment à une élimination complète des corps étrangers présents dans la structure poreuse par un nettoyage. La présente invention a été réalisée en tenant compte des pro- blèmes ci-dessus. Elle a pour but de proposer un élément plan pour fil- trer différentes substances et séparer des particules, dans lequel un fil métallique est enroulé d'une manière planaire sous la forme d'un vortex, en vue de définir une fente tourbillonnaire entre les bords périphériques adjacents du fil, pour ainsi augmenter au maximum la zone de traitement de filtrage ou de séparation correspondant à ce que l'on appelle des trous de traitement linéaires, afin d'améliorer le rendement de filtrage ou de séparation. En raison de la construction de forme planaire, un fluide à traiter, tel qu'un liquide ou un gaz, est soumis à un traitement de fil- trage et de séparation uniforme et global, sans que le fluide soit dévié en ce qui concerne son écoulement. Du fait que les trous destinés à un traitement de filtrage ou de séparation sont des trous formant fentes tourbillonnaires, on définit ce que l'on appelle des trous de traitement linéaires pour augmenter le débit de filtrage. If est possible de réaliser le processus de traitement d'une 26 1 3953 -2- manière régulière, car tous les résidus, tels que des déchets filtrés> peuvent être éliminés en une seule opération,telle qu'un lavage à contre- courant ou un grattage. Ces buts, avantages et caractéristiques, et bien d'autres, de la présente invention apparaîtront plus.clairement à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle- ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en plan avec arrachement partiel, mon- trant un mode de réalisation de l'élément plan de filtrage et de sépara- tion de la présente invention; la Figure 2 est une vue en perspective, réalisée à une échelle agrandie, de la partie centrale de l'élément plan de la Figure 1; la Figure 3 est une vue en perspective, partielle et à une échelle agrandie, montrant un état dans lequel le fil métallique de la partie centrale est oté; la Figure 4 est une vue en plan, partielle et à une échelle agrandie, de la périphérie extérieure de l'élément; et la Figure 5 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne V-V de la Figure 4. En référence aux dessins, une plaque d'armature plane 1 pré- sentant une face plane comporte un organe central 2, un organe annulaire 3 situé sur la périphérie extérieure de l'armature plane 1, et un certain nombre d'armatures de support 4 disposées entre les deux organes 2 et 3. Des gorges de blocage tourbillonnaires distinctes 5 sont découpées avec précision et suivant un pas déterminé depuis le centre de la plaque d'armature plane 1 en direction de la périphérie extérieure de celle-ci. Un fil métallique 6 est enroulé d'une manière tourbillonnaire le long des gorges de blocage 5, tout en étant en prise avec celles-ci. Les deux ex- trémités du fil métallique 6 sont en prise avec des gorges concaves 7 perforées dans l'organe annulaire 3 et l'organe central 2, et sont assu- jetties à ceux-ci au moyen d'un dispositif de blocage 8, tel qu'une vis, pour pouvoir ainsi y être fixées. Le fil métallique a une section transversale en forme de tri- angle équilatéral et les gorges d'encastrement 5 sont perforées en forme -3- de V conformément à la forme de la partie supérieure du fil métallique 6, de manière à permettre l'obtention d'une configuration tourbillonnaire. Les surfaces adjacentes du fil métallique 6 enroulé sont formées dans le même plan pour permettre la définition d'une surface plane P. Des trous formant fentes tourbillonnaires 9 présentant des in- tervalles réguliers peuvent être définis entre les bords périphériques adjacents du fil métallique 6 enroulé d'une manière tourbillonnaire. La précision des trous formant fentes 9 est déterminée tout d'abord par la précision de fabrication du fil métallique 6 ainsi que par la précision de découpage des gorges d'encastrement tourbillonnaires 5 dans la plaque d'armature plane 1, et enfin par l'opération d'enroulement du fil métal- lique 6. Lorsque l'on utilise le fil métallique 6 présentant une sec- tion transversale en forme de triangle équilatéral illustrée par le mode de réalisation représenté sur les dessins, la précision de la largeur des trous formant fentes est inférieure à 1 micron, sans parler de celle qui va de quelques microns à de multiples microns. Les éléments constitutifs du fil 6 et de la plaque d'armature plane 1 peuvent être non seulement des métaux mais également d'autres ma- tériaux préférés, tels qu'une matière plastique ou céramique. Le fonctionnement de l'élément plan de filtrage et de sépara- tion selon la présente invention va être décrit sur la base de la struc- ture ci-dessus. La surface plane P du fil métallique tourbillonnaire 6 est dirigée vers le c8té primaire, comme illustré sur la Figure 2, et fixée à un tuyau à l'aide de l'organe annulaire 3, sur sa périphérie exté- rieure, et l'on fait circuler un fluide à traiter voulu (un liquide ou un gaz) en direction des trous formant fentes 9 dans le sens des flèches. Les résidus dont la taille est supérieure à la largeur des trous formant fentes 9 conçus pour filtrer et séparer ceux-ci, sont éli- minés du fluide, en vue de filtrer différentes substances et de séparer des particules, tandis qu'un fluide contenant des particules d'une taille inférieure à la largeur des trous formant fentes 9 peut passer à travers ceux-ci, pour permettre ledit filtrage et ladite séparation. Les résidus filtrés et séparés du fluide sont accumulés sur la 26 1 3953 -4- surface plane P définie à la surface du fil métallique 6, mais peuvent être nettoyés facilement et avec précision par le fluide venant en sens inverse (du côté secondaire) grâce à un lavage à contre-courant ou à un dispositif de grattage (non représenté), de sorte que l'on peut, si on le désire, procéder à des opérations de filtrage et de séparation successives. Bien qu'un seul mode de réalisation de la présente invention soit décrit, il va sans dire que la plaque d'armature plane 1 ci-dessus peut comporter une plaque plane sur laquelle sont prévus un certains nom- bre de trous, une plaque formant filet en treillis, et un égouttoir (non représenté) à la place des armatures de support 4, les gorges de blocage pouvant être définies sous la forme de gorges aptes à épouser une forme quelconque de la section transversale du fil métallique 6 enroulé d'une manière tourbillonnaire, la forme de la section transversale de celui-ci pouvant être circulaire, elliptique ou trapézoïdale. Des moyens pour fixer et assujettir la plaque d'armature plane i au fil métallique 6 destiné à être enroulé,peuvent faire appel à des méthodes préférées, par exemple par enfoncement à l'aide d'une vis sans tête, par fusion par points, et par adhérence à l'aide d'un adhésif au niveau de chaque partie, en plus de la fixation des deux extrémités à l'aide du dispositif de blocage 8 du mode de réalisation ci-dessus, ou à la place des deux fixations d'extrémités. Selon la présente invention, des trous formant fentes peuvent être définis sur la plaque d'armature plane grâce au fil métallique tour- billonnaire disposé dans un état plan, pour ainsi augmenter considérable- ment le volume de traitement d'un filtrage ou d'une séparation, par exem- ple, correspondant à ce que l'on appelle des trous de traitement linéai- res. Les trous formant fentes proprement dits peuvent être définis d'une manière tourbillonnaire par les écartements entre les bords adjacents du fil enroulé d'une manière tourbillonnaire, de sorte qu'il est possible de déterminer exactement la largeur des trous pour permettre des opérations de filtrage et de séparation de haute précision. Du fait que l'élément est totalement plan, on peut l'utiliser avec une grande interchangeabilité comme élément de filtrage et de sépa- ration permanent pour remplacer différents filtres à jeter. 2 6 1 3 9 5 3 -5- REVENDICATIONS 1. Elément plan pour filtrer différentes substances et séparer des particules, caractérisé en ce qu'il comporte des gorges de blocage tourbillonnaires distinctes (5) dirigées depuis le centre de l'un des c8- tés d'une plaque d'armature plane (1) pourvue d'une structure poreuse, vers la périphérie extérieure de celle-ci, gorges de blocage dans les- quelles le bord de la périphérie extérieure d'un fil métallique (6) con- formé pour présenter une configuration voulue en section transversale, est encastré et bloqué pour définir des trous formant fentes tourbillon- naires (9) entre les bords périphériques adjacents du fil métallique. 2. Elément plan pour filtrer différentes substances et séparer ces particules selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque d'armature plane (1) pourvue d'une structure poreuse comporte un organe central (2), un organe annulaire (3), et un certain nombre d'armatures de support (4). 3. Elément plan pour filtrer différentes substances et séparer des particules selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gorges de blocage tourbillonnaires (5) présentent des sections transversales en forme de V et correspondent à la partie supérieure du fil métallique (6) dont la section transversale a la forme d'un triangle équilatéral.