Brevet FR2620948A1 — publié le 19890331

UNITE FILTRANTE POUR INSTALLATION DE FILTRATION D'EAU, NOTAMMENT D'UN AQUARIUM La présente invention concerne une unité filtrante pour installation de filtration d'eau, notamment d'un aquarium, comportant au moins un filtre interposé dans un circuit d'eau entre un conduit d'entrée et un conduit de sortie, et un organe d'obturation permettant d'obturer à volonté ce circuit. Dans les installations utilisées pour filtrer l'eau des aquariums, on utilise habituellement une ou plusieurs unités filtrantes renfermant une cartouche de matière filtrante logée dans un boîtier généralement cylindrique. Ces cartouches doivent être périodiquement nettoyées ou remplacées, et pour cela il est nécessaire de découpler l'unité filtrante des conduites de circulation d'eau, puis de l'ouvrir pour en extraire la cartouche. Cette opération est désagréable à deux titres, spécialement dans une habitation. D'une part, de l'eau est souvent répandue au démontage de l'unité filtrante, soit à partir des conduites, soit à partir de cette unité ellemême. Il faut alors prévoir un bac de récupération de l'eau spécialement pour cette opération. D'autre part, les cartouches filtrantes chargées de déchets sont malodorantes, de sorte que l'ouverture de l'unité filtrante et l'extraction de la cartouche provoque du dégoût chez beaucoup d'utilisateurs. D'une manière générale, il faut relever que le remplacement ou le nettoyage des filtres d'aquarium représente, surtout dans les utilisations domestiques, une opération assez longue, peu hygiénique, et délicate dans certains cas en raison du risque de mauvais remontage et de défauts d'étanchéité. De plus, le réamorçage de la pompe peut présenter des difficultés. Une tentative pour remédier à certains de ces problèmes est décrite dans le certificat d'utilité français No. 2'431'253. Il s'agit d'une unité filtrante comprenant un boîtier en forme de pot retourné qui renferme la cartouche filtrante et qui est obturé à sa base par un ensemble amovible équipé des raccords d'amenée et d'évacuation de l'eau, ainsi que d'un organe d'obturation sous forme d'un tiroir rotatif obturant des conduits périphé- riques d'entrée de l'eau. Cependant, avec ce système, le conduit de sortie de l'eau n'est pas obturé et il permet tout de même une certaine émission d'eau quand on découple les raccords d'entrée et de sortie. Par ailleurs, le problème des odeurs au changement de la cartouche n'est pas résolu, puisqu'il faut tout de même enlever le couvercle du boîtier pour cette -2opération. La présente invention a donc pour but de fournir une unité filtrante permettant d'éviter les problèmes mentionnés ci-dessus. Dans ce but, l'unité filtrante selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un bloc filtrant contenant la cartouche filtrante, et un bloc de distribution pourvu d'un organe d'obturation, d'un raccord d'arrivée et d'un raccord de départ de l'eau, d'un premier orifice de liaison communiquant avec le conduit d'entrée du bloc filtrant et d'un second orifice de liaison communiquant avec le conduit de sortie du bloc filtrant, en ce que l'organe d'obturation est agencé pour obturer simultanément le premier et le second orifice de liaison, et en ce que le bloc filtrant et le bloc de distribution comportent des organes mutuels de raccordement assurant à la fois une fixation démontable du bloc filtrant au bloc de distribution et l'étanchéité du circuit d'eau. De préférence, l'organe d'obturation est une vanne à quatre voies ayant un boisseau rotatif cylindrique. Dans une forme de réalisation avantageuse, une première paire de voies de la vanne, comprenant le raccord d'arrivée et le premier orifice de liaison, se trouve dans un premier plan perpendiculaire à l'axe du boisseau, et une seconde paire de voies, comprenant le second orifice de liaison et le raccord de départ, se trouve dans un autre plan perpendiculaire à cet axe. Le boisseau peut être logé, à l'intérieur d'un corps de vanne monobloc en manière synthétique, dans un logement cylindrique ouvert à une seule extrémité, l'étanchéité de ce logement du côté de son ouverture étant assurée par un joint torique logé dans une gorge circonférentielle du boisseau. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le bloc filtrant est du type à jeter après usage, et lesdits organes de raccordement comportent des organes de fixation du type à vis ou à balonnette. De préférence, le bloc filtrant comporte une enveloppe périphérique pourvue d'au moins une ouverture supérieure, un tube central perforé à sa base, et une ou plusieurs masses filtrantes logées entre l'enveloppe périphérique et le -3- tube central. Une pièce de répartition en forme de bobine à joues perforées peut être insérée entre le bloc de distribution et la face supérieure du bloc filtrant. L'invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux -dessins annexés, dans lesquels: la figure I est une vue générale schématique d'une installation de filtration de l'eau d'un aquarium, comprenant deux unités filtrantes selon la présente invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe verticale d'une forme de réalisation d'une unité filtrante de cette installation, composée d'un bloc filtrant et d'un bloc de distribution, la figure 3 représente le bloc de distribution, vu par dessous après enlèvement du bloc filtrant, et la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2. La figure 1 montre schématiquement un aquarium I équipé d'une installation de filtration du type externe, c'est-à-dire dans laquelle la pompe et les organes filtrants se trouvent à l'extérieur de l'aquarium. Dans cet exemple, le circuit d'eau comprend en série une crépine d'aspiration 2, deux unités filtrantes 3 et 4, une unité de pompage 5, un tube 6 de restitution de l'eau dans l'aquarium, et des conduites 7 à 10 reliant les éléments successifs 2 à 6. A l'exception des unités filtrantes 3 et 4 selon la présente invention, tous les autres éléments de l'installation sont connus et n'ont pas besoin d'être décrits ici en détail. On notera toutefois que l'unité de pompage 5 représentée ici est une unité du type classique composée d'une pompe électrique 12 et d'une cuve de filtration 13 dans laquelle l'eau circule comme l'indiquent les flèches, mais qu'elle pourrait être constituée uniquement par une pompe. D'autre part, au lieu de deux unités filtrantes 3 et 4 montées en série en amont de la pompe, on peut en prévoir une seule ou plus de deux, avec un montage en série ou en parallèle, ainsi qu'une ou plusieurs unités filtrantes montées en aval de la pompe 12. Par ailleurs, les deux unités 3 et 4 peuvent être identiques ou différentes, notamment -4- renfermer des filtres de nature différente en fonction des conditions particulières de l'aquarium et de l'installation. Les figures 2 à 4 illustrent une forme de réalisation avantageuse de l'unité filtrante 3 ou 4. Celle-ci est composée d'un bloc de distribution 20 et d'un bloc filtrant 21 fixé de manière amovible sous le bloc 20. Le bloc de distribution 20 comporte un corps monobloc en matière synthétique 22, équipé d'un raccord 23 pour l'arrivée de l'eau et d'un raccord 24 pour le départ de celle-ci, ces raccords étant par exemple du type à emboîtement, pour leur raccordement aux conduites respectives 7, 8 ou 9. Dans le cas présent, les raccords 23 et 24 se trouvent sur des faces opposées du corps 22, mais on peut aussi prévoir des réalisations dans lesquelles ils se trouvent sur la même face, par exemple la face supérieure. A l'intérieur du corps 22, un logement cylindrique 25 contient un boisseau rotatif 26 formant avec le corps 22 une vanne à quatre voies qui permet de mettre sélectivement en communication le raccord d'arrivée 23 avec un premier orifice 27 de liaison au bloc 21, et le raccord de départ 24 avec un second orifice 28 de liaison au bloc 21. Ces deux orifices 27 et 28 débouchent l'un à côté de l'autre dans la face inférieure du corps 22, l'orifice 27 étant décentré et évasé en 27a. A travers le boisseau 26 et dans la position ouverte de la vanne, la circulation de l'eau s'effectue simultanément dans deux passages coudés 29 et 30, comme on le voit sur les figures. Il suffit de faire tourner d'un angle suffisant le boisseau 26, par exemple de 1800, pour obturer simultanément les quatres orifices de la vanne à quatre voies que constitue l'unité 20. La forme du boisseau 26 et sa disposition dans le corps 22 apparaissent particulièrement sur la figure 4. Le logement cylindrique 25 prévu dans le corps est borgne, étant ouvert uniquement sur une face frontale 32 du corps, ce qui permet d'assurer facilement l'étanchéité de la vanne au moyen d'un seul joint torique (non représenté) logé dans une gorge circulaire 33 du boisseau. En effet, l'ajustage du boisseau dans le logement 25 assure une étanchéité relative suffisante entre des alésages 34 et 35 dans lesquels sont fixés les raccords respectifs 23 et 24, tandis que le joint placé dans la gorge 33 garantit une parfaite étanchéité vis-à-vis de l'extérieur. Une seconde gorge circulaire 36 est ménagée sur le pourtour du boisseau pour permettre son maintien dans le corps 22 par une goupille tangentielle 37. Du côté de la face frontale 32 du corps, le boisseau 26 présente une poignée de commande 38. Dans le cas présent, on a prévu dans le boisseau une petite cavité borgne 39 (fig. 2) qui se trouve dans le même plan radial que l'orifice 27 (ou 28 si la circulation d'eau est prévue dans le sens contraire) et qui est accessible, dans la position normale illustrée en fig. 2, par un orifice 39a du corps 22. Ceci permet d'insérer dans la cavité 39 une pastille d'un produit actif et de faire tomber cette pastille dans le bloc filtrant 21 grâce à une rotation du boisseau 26. Bien entendu, le boisseau 26 peut aussi comporter un conduit faisant communiquer directement le raccord d'arrivée 23 avec le raccord de départ 24 dans une position o les orifices 27 et 28 sont obturés, de manière à permettre à la pompe de faire circuler l'eau pendant que le bloc filtrant est mis hors circuit. Par ailleurs, il est évident que l'on pourrait faire circuler l'eau à travers toute l'unité dans le sens contraire à ce qui est décrit ici, notamment selon le type de filtre utilisé. Les raccords 23 et 24 sont coudés à 90 et sont montés d'une façon pivotante dans les alésages 34 et 35 du corps 22, o ils sont retenus chacun par une vis ou goupille tangentielle 60 engagée dans une gorge circulaire 61 du raccord. Une seconde gorge est prévue pour un joint torique d'étanchéité 62. La possibilité de pivotement des raccords facilite leur raccordement aux conduites de liaison et permet d'orienter ces conduites à volonté. Dans la réalisation illustrée particulièrement par la figure 2, le bloc filtrant 21 comporte une enveloppe cylindrique 40 en forme de pot, dont le bord supérieur 41 est pourvu d'un filetage extérieur pour être vissé de manière amovible dans une bague filetée 42 fixée au corps 22, ou éventuellement dans un filetage ménagé directement dans ce corps. Le bord 41 se presse contre un joint d'étanchéité 43. Un tube central 44, ayant des perforations 45 à sa base, est solidaire du fond 46 de l'enveloppe 40 et d'une paroi transversale ayant des perforations 47. L'espace entourant le tube central 44 est rempli d'une ou de plusieurs masses filtrantes 48, 49, 50 que l'eau traverse successivement avant de ressortir par le tube 44. Dans cet exemple, il est prévu, entre la face inférieure du corps 22 et la face supérieure du bloc filtrant, une pièce de répartition 52 en forme de bobine, ayant deux joues parallèles perforées 53 et 54 et un orifice central 55. Autour de cet orifice, la pièce 52 présente un emboîtement femelle -6- légèrement conique s'adaptant de manière relativement étanche sur un embout conique 56 du corps 22, et à l'opposé un embout conique 57 s'emboîtant de la même manière dans l'extrémité évasée du tube 44. L'espace libre 58 situé entre les joues 53 et 54 garantit une répartition uniforme de l'eau dans la matière filtrante à partir de l'orifice décentré 27 (figure 3). Hormis les matières filtrantes, la totalité de l'unité filtrante 21 peut être réalisée en matière synthétique, d'une façon peu coûteuse. De plus, un aspect particulièrement avantageux de l'invention consiste à réaliser cette unité sous forme "jetable", c'est-à- dire à jeter après usage, si bien que l'utilisateur n'a plus besoin d'ouvrir ni de laver le filtre. Le changement du filtre se résume alors aux opérations suivantes: - faire pivoter le boisseau 26 de manière à obturer les deux orifices 27 et 28; - dévisser le bloc filtrant 40 et le jeter après avoir récupéré la pièce 52; - adapter la pièce 52 dans un nouveau bloc filtrant 40 et revisser ce bloc sous le bloc de distribution 20; - rétablir le circuit d'eau dans le filtre en ramenant le boisseau 26 dans sa position initiale. Comme le bloc filtrant 21 se trouve sous le bloc 20, on peut effectuer toutes ces opérations sans répandre de l'eau. Le changement du bloc 21 est extrêmement rapide et facile. Enfin, l'utilisateur ne touche pas à la matière filtrante et n'a pas à ouvrir le bloc, donc il ne subit pas d'odeurs nauséabondes. Il peut simplement refermer le bloc au moyen d'un bouchon fileté fourni avec chaque bloc neuf. La forme de réalisation décrite ci-dessus peut faire l'objet de multiples modifications ou variantes, sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier, le bloc filtrant peut avoir toute forme appropriée à l'application prévue et contenir différents filtres. Sa partie supérieure peut être agencée de manière à éviter l'emploi d'une pièce intermédiaire (52) et à présenter uniquement deux orifices qui se placent en face des orifices correspondants 27 et 28 du bloc de distribution grâce à un raccordement à baïonnette des deux blocs. Le bloc de distribution peut être intégré dans un ensemble plus complet, comprenant par exemple la pompe de circulation et/ou d'autres blocs similaires associés à une batterie de filtres. -7- Par ailleurs, l'invention peut s'appliquer à bien d'autres installations de filtration que celles des aquariums. La facilité de mise hors circuit et de manutention du bloc filtrant "jetable" présente de l'intérêt également dans toutes les installations o l'on filtre des produits dangereux ou salissants, notamment dans les laboratoires d'analyses chimiques ou médicales. -8- REVENDICATIONS 1. Unité filtrante pour installation de filtration d'eau, notamment d'un aquarium, comportant au moins un filtre interposé dans un circuit d'eau entre un conduit d'entrée et un conduit de sortie, et un organe d'obturation permettant d'obturer à volonté ce circuit d'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend un bloc filtrant (21) contenant le filtre, et un bloc de distribution (20) pourvu dudit organe d'obturation (26), d'un raccord d'arrivée (23) et d'un raccord de départ (24) de l'eau, d'un premier orifice de liaison (27) communiquant avec le conduit d'entrée du bloc filtrant, et d'un second orifice de liaison (28) communiquant avec le conduit de sortie du bloc filtrant, en ce que l'organe d'obturation (26) est agencé pour obturer simultanément le premier et le second orifice de liaison (27 et 28), et en ce que le bloc filtrant et le bloc de distribution comportent des organes mutuels de. raccordement (41 à 43) assurant à la fois une fixation démontable du bloc filtrant au bloc de distribution et l'étanchéité du circuit d'eau. 2. Unité filtrante selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe d'obturation est une vanne à quatre voies ayant un boisseau rotatif cylindrique (26). 3. Unité filtrante selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une première paire de voies de la vanne, comprenant le raccord d'arrivée (23) et le premier orifice de liaison (27), se trouve dans un premier plan perpendiculaire à l'axe du boisseau (26), et qu'une seconde paire de voies, comprenant le second orifice de liaison (28) et le raccord de départ (24), se trouve dans un autre plan perpendiculaire à cet axe. 4. Unité filtrante selon la revendication 3, caractérisée en ce que le boisseau comporte sur sa surface cylindrique une cavité borgne (39) qui est située dans ledit premier plan et qui communique alternativement, par rotation du boisseau, avec le premier orifice de liaison (27) et avec un orifice (39a) d'introduction d'une pastille de produit actif. -9- 5. Unité filtrante selon la revendication 2, caractérisée en ce que le boisseau (26) est logé à l'intérieur d'un corps de vanne monobloc (22) en matière synthétique, dans un logement cylindrique (25) ouvert à une seule extrémité, et en ce que l'étanchéité de ce logement du côté de son ouverture est assurée par un joint torique logé dans une gorge circonférentielle (33) du boisseau. 6. Unité filtrante selon la revendication 5, caractérisée en ce que le corps de vanne (22) comporte deux alésages latéraux (34 et 35) de forme cylindrique pour le montage des raccords d'entrée et de sortie (23 et 24), en ce que chacun de ces raccords est coudé et monté de manière pivotante dans l'alésage cylindrique correspondant grâce à un joint torique d'étanchéité (62) et à une vis ou goupille tangentielle (60) engagée dans une gorge circulaire (61) du raccord. 7. Unité filtrante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bloc filtrant (21) est du type à jeter après usage, et en ce que lesdits organes de raccordement comportent des organes de fixation du type à vis (41 et 42) ou à baïonnette. 8. Unité filtrante selon la revendication 7, caractérisée en ce que le bloc filtrant (21) comporte une enveloppe périphérique (40) pourvue d'au moins une ouverture supérieure (47), un tube central (44) perforé à sa base, et une ou plusieurs masses filtrantes (48 à 50) logées entre l'enveloppe périphérique et le tube central. 9. Unité filtrante selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une pièce de répartition (52) en forme de bobine à joues perforées est insérée entre le bloc de distribution (20) et la face supérieure du bloc filtrant.