Brevet FR2614215A1 — publié le 19881028

Elément conique de filtrage et de séparation La présente invention concerne un élément conique pour filtrer différentes substances et séparer des particules. Des éléments coniques 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 coniques poreux utilisant une matière céramique pour des cafetières à écoulement goutte-à-goutte. Cependant, la première structure qui comporte des trous de fil- trage ponctuels se traduit par une zone de filtrage peu importante, ce qui entraîne 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, si bien que des corps étran- gers imperméables s'accumulent dans la structure poreuse sous la forme d'un encrassement, ce qui se traduit 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 problèmes cidessus. Elle a pour but de proposer un élément conique pour filtrer différentes substances et séparer des particules, dans le- quel un fil métallique est enroulé d'une manière conique 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 conique qui crée une sor- te d'effet d'entonnoir, la zone de traitement pour un fluide à traiter, tel liquide ou un gaz est plus importante. En outre, 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. 2 6 1 4 2 1 5 Il est possible de réaliser le processus de traitement d'une manière régulière, car tous les résidus, tels que des déchets filtrés, peuvent être éliminés en une seule operation, 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 latérale montrant un mode de réalisa- tion de l'élément conique de filtrage et de séparation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective, réalisée à une échel- le agrandie, de la partie périphérique extérieure conique de l'élément de la figure 1; - la figure 3 est une vue frontale partielle et à une échelle agrandie, montrant un état dans lequel le fil métallique de la partie périphérique extérieur est 8té; - la figure 4 est une vue en coupe transversale réalisée sui- vant la ligne IV-IV de la. figure 3; et - la figure 5 est une vue en plan, partielle et à une échelle agrandie montrant un état dans lequel le fil métallique de la partie centrale est 8té. En référence aux dessins, une plaque d'armature conique 1 pré- sentant une surface sensiblement conique, comporte un organe central 2, un organe annulaire 3 situé sur la périphérie extérieure de l'armature conique 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 conique 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 extrémités du fil métallique 6 sont en prise avec des gorges concaves 7 perforées dans l'organe an- nulaire 3 et l'organe central 2, et sont assujetties à ceux-ci au moyen d'un dispositif de blocage 8, tel qu'une vis mécanique, pour pouvoir ainsi y être fixées. Le fil métallique 6 a une section transversale en forme de tri- angle équilatéral et les gorges d'encastrement 5 sont perforées en forme de V conformément à la forme de la partie supérieure du fil métallique 6, de manière à permettre l'obtention d'une configuration tourbillon- naire. Les surfaces adjacentes du fil métallique 6 enroulé sont formées suivant la même surface courbe conique pour permettre la définition d'une surface courbe régulière 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 conique 1, et enfin par l'opération d'enroulement du fil métallique 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 lar- geur 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 conique 1 peuvent être non seulement des métaux mais également d'au- tres matériaux préférés, tels qu'une matière plastique ou céramique. Le fonctionnement de l'élément conique de filtrage et de sé- paration selon la présente invention va être décrit sur la base de la structure ci-dessus. La surface courbe régulière P du fil métallique tourbillon- naire 6 est dirigée vers le cSté primaire, comme illustré surles figures 1 et 2, et fixée à un tuyau à l'aide de l'organe annulaire 3, sur sa périphérie extérieure, et l'on fait circuler un fluide à trai- ter voulu (un liquide ou un gaz) en direction des trous formant fentes 9. Les résidus dont la taille est supérieure à la largeur des trous formant fentes 9 conçus pour filtrer et séparer ceux-ci, sont éliminés 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 sé- paration. Les résidus filtrés et séparés du fluide sont accumulés sur la surface courbe régulière P de la face conique définie par le fil métallique 6, mais peuvent être nettoyés facilement et avec précision par un retournement et à l'aide du fluide venant en sens inverse (du cSté secondaire) grâce à un lavage à contrecourant 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 conique 1 ci- dessus peut comporter une plaque plane sur laquelle sont prévus un cer- tain nombre de trous, une plaque formant filet en treillis, et un égouttoir(non représenté), tous conformés pour présenter une configura- tion en entonnoir, à la place des armatures de support 4, les gorges de blocage 5 pouvant être.définies sous la forme de gorges aptes à épouser une forme quelconque de la section tranversale du fil métalli- que 6 enroulé d'une manière tourbillonnaire, la forme de la section transversale de celui-ci pouvant être circulaire, elliptique ou tra- pézoidale. Des moyens pour fixer et assujettir la plaque d'armature conique 1 au fil métallique 6 destiné à être enroulé, peuvent faire appel à des méthodes préférées, par enfoncement à l'aide d'une vis mécanique, 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 conique grace au fil métallique tourbillonnaire disposé dans un état conique, qui définit une surface courbe régulière, pour ainsi augmenter considérablement le volume de 2 6 1 4 2 1 5 traitement d'un filtrage ou d'une séparation, par exemple, correspor.- dant à ce que l'on appelle des trous de traitement linéaires. Les trous formant fentesproprement dits peuvent être définis d'une manière tourbil- lonnaire 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 filtra- ge et de séparation de haute precision. Du fait que l'élément comporte une surface courbée régulière- ment, on peut l'utiliser avec une grande interchangeabilité comme élé- ment de filtrage et de séparation permanent pour remplacer différents filtres à café jetables. REVENDICATIONS 1. Elément conique pour filtrer différentes substances et sé- parer des particules, caractérisé en ce qu'il comporte des gorges de blocage tourbillonnairesdistinctes (5) dirigées depuis le centre de la partie interne d'une plaque d'armature conique (1) pourvue d'une struc- ture poreuse, vers la périphérie extérieure de celle-ci, gorges de blo-. cage dans lesquelles le bord de la périphérie extérieure d'un fil métal- lique (6) conformé pour présenter une configuration voulue en section transversale, est encastré et bloqué pour définir des trous formant fentes tourbillonnaires (9) entre les bords périphériques adjacents du fil métallique. 2. Elément conique pour filtrer différentes substances et sé- parer des particules selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque d'armature conique (1) pourvue d'une structure poreuse com- porte un organe central (2), un organe annulaire (3), et un certain nombre d'armature de support (4). 3. Elément conique pour filtrer différentes substances et sé- parer 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 correspondant à la partie supérieure du fil métallique (6) dont la section transversale a la forme d'un triangle équilatéral.