Brevet FR2614216A1 — publié le 19881028

Elément cylindrique de filtrage et de séparation La présente invention concerne un élément cylindrique pour filtrer différentes substances et séparer des particules. Des éléments cylindriques classiques bien connus de ce type présentent généralement une structure comportant des trous de filtrage semblables à ceux d'un filet ou d'un treillis. On a développé récemment les éléments poreux utilisant une matière céramique. Cependant, la première structure qui comporte des trous de filtrage 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 élimi- nation 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 cylindrique pour filtrer différentes substances et séparer des particules, dans le- quel un fil métallique est enroulé d'une manière cylindrique sous la forme d'un vortex, en vue de définir une fente tourbillonnaire entre les bords périphériques adjacents du fil, pour ainsi augmenter au maxi- mum 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 cylindrique, un fluide à traiter, tel qu'un liquide ou un gaz, doit circuler de l'intérieur vers l'extérieur de la zone de traitement, plus importante que pour des éléments planaires, 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. 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 opération, telle qu'un lavage à contre- courant à l'aide d'un fluide à traiter de l'extérieur vers l'intérieur, ou un grattage au moyen d'un dispositif de 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 avec arrachement partiel, montrant un mode de réalisation de l'élément cylindrique de filtrage et de séparation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective, partielle et à une échelle agrandie, d'une partie principale de l'élément cylindrique de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe transversale, partielle et à une échelle agrandie, montrant un état dans lequel le fil métallique de la partie principale est Sté; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne IV-IV de la figure 3. En référence aux dessins, une plaque d'armature cylindrique 1 présentant une surface sensiblement cylindrique,comporte des organes annulaire. 2 et 3.de forme identique et situés au niveau de ses deux extrémités, et plusieurs armatures de support 4 disposées entre ceux-ci. Des gorges de blocage tourbillonnaires distinctes 5 sont découpées avec précision et suivant un pas déterminé depuis un cSté de la plaque d'armature cylindrique 1 en direction de l'autre cSté de celle-ci. Un fil métalli- que 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 respectivement en prise avec des gorges con- caves 7 perforées dans les organes annulaires2 et 3, et sont assujet- ties à ceux-ci au moyen d'un dispositif de blocage 8, tel qu'une vis mécanique, pour pouvoir ainsi y être fixées. 2614 2 1 6 Le fil métallique 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 tourbillonnaire. Les surfaces adjacentes du fil métallique 6 enroulé sont conformées suivant la même surface courbe cylindrique 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 cylindrique 1, et enfin par l'opération d'enroulement du fil métallique 6. Lorsque l'on utilise le fil métallique 6 présentant une section 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 cylindrique 1 peuvent être non seulement des métaux mais également d'autres matériaux préférés, tels qu'une matière plastique ou céramique. Le fonctionnement de l'élément cylindrique de filtrage et de séparation selon la présente invention va être décrit sur la base de la structure ci-dessus. La surface courbe régulière P définie intérieurement par le fil métallique tourbillonnaire 6 est dirigée vers le côté primaire, comme illustré sur la figure 2, et fixée à un tuyau à l'aide des organes annulaires 2 et 3, sur sa périphérie extérieure, 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 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 sépara- tion. Les résidus filtrés et séparés du fluide sont accumulés sur la surface courbe regulière P de la face cylindrique interne définie par la fil métallique 6, mais peuvent être nettoyés facilement et avec préci- sion par le fluide venant en sens inverse (du cSté secondaire) grâce à un lavage à contre-courant ou à un dispositif de grattage (non repré- senté), de sorte que l'on peut, si on le désire, procéder à des opera- tions 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 cylindrique 1 ci-dessus peut comporter une plaque plane sur laquelle sont prévus un certain nombre de trous, une plaque formant filet en treillis, et un égouttoir (non représenté), tous conformés pour présenter une configura- tion en forme de cylindre, 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 transversale du fil métal- lique 6 enroulé d'une manière tourbillonnaire, la forme de la section transversale de celui-ci pouvant être circulaire, elliptique ou trapé- zoldale. Des moyens pour fixer et assujettir la plaque d'armature cy- lindrique 1 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 réalisa- tion ci-dessus, ou à la place de deux fixations d'extrémités. Selon la présente invention, des trous formant fentes peuvent être définis sur la plaque d'armature cylindrique grâce au fil métalli- que tourbillonnaire disposé dans un état cylindrique, pour ainsi augmen- ter considérablement le volume de traitement d'un filtrage ou d'une séparation, par exemple, correspondant à ce que l'on appelle des trous de traitement linéaires. Les trous formant fentes proprement dits peu- vent être définis d'une manière tourbillonnaire par les écartements entre les bords adjacents du fil entouré 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 pré- cision. Du fait que l'élément constitue la surface courbe de la totalité de la face interne et qu'un liquide à traiter peut circuler de l'inté- rieur vers l'extérieur, on peut l'utiliser avec une grande interchan- geabilité comme élément de filtrage et de séparation permanent pour rem- placer différents filtres à jeter. REVENDICATIONS 1. Elément cylindrique pour filtrer différentes substances et séparer des particules, caractérisé en ce qu'il comporte des gorges de blocage tourbillonnaires distinctes (5) dirigées depuis un c8té de la partie interne d'une plaque d'armature cylindrique (1) pourvue d'une structure poreuse, vers la périphérie extérieure de celle-ci, gorges de blocage dans lesquelles le bord de la périphérie extérieure d'un fil métallique (6) conformé pour présenter une configuration voulue en sec- tion transversale, est encastré et bloqué pour définir des trous formant fentes tourbillonnaires (9) entre les bords périphériques adjacents du fil métallique. 2. Elément cylindrique pour filtrer différentes substances et séparer des particules selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque d'armature cylindrique (1) pourvue d'une structure poreuse comporte deux organes annulaires (2, 3), et un certain nombre d'arma- tures de support (4). 3. Elément cylindrique 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.