Brevet FR2623726A1 — publié le 19890602

La présente invention concerne un module enroulé filtrant comportant une bande plate filtrante, avec une bande drainante de support et d'écartement, enroulée au- tour d'un noyau central creux formant drain, bandes dont les bords longitudinaux sont, à l'état déroulé, sertis dans un élément d'étanchéité, comme cela est connu d'après l'état de la technique, conformément au document US-A- 2 647 637 par exemple. Dans ce module enroulé connu, les deux faces sont fermées par des coiffes d'extrémité et le fluide à filtrer se répartit dans le sens de la spirale à l'intérieur de celle-ci, la couche support drainante abou- tissant dans le noyau central creux. On trouve un élément filtrant construit de manière semblable dans les documents DE-U 80 26 874, US.A- 3 367 504 et DE-C 24 62 882. On connaît également des modules enroulés (US-A- 3 801 400), dans lesquels, au lieu d'une bande plate fil- trante, des fils plus ou moins épais sont enroulés en forme de bobine autour d'un noyau creux, ces fils sont le cas échéant réticulés ensemble par effet thermique et agissent comme un filtre à lit profond à travers toute l'épaisseur de la couche. Ce type manque cependant trop de souplesse pour résoudre les différentes catégories de problèmes que l'on rencontre dans des industries très di- verses ainsi que pour le filtrage des différents fluides (gaz et/ou fluides) et ne peut permettre d'être optimali- sé à nouveau pour résoudre ces problèmes. Par rapport à des éléments filtrants de type plissé comportant un plissage placé autour d'un noyau cylindri- que creux, de tels modules enroulés offrent d'une part l'avantage de donner, grâce à l'épaisseur du cylindre en- roulé à effet filtrant, une forte efficacité en profondeur qui, par exemple, conduit à une structure désirée d'un gâ- teau de filtre à effet filtrant en soi et à des temps de contact plus élevés. D'autre part, les modules enroulés usuels ont, vis-à-vis d'éléments filtrants de type plissé le désavantage d'une surface librement accessible, et partant d'une surface à effet filtrant, notablement plus faible. Le but de la présente invention revient donc & créer avec des moyens simples un module enroulé filtrant, qui en raison de son principe de construction corresponde mieux aux exigences les plus diverses de la technique du filtrage, notamment en ce qui concerne la possibilité de variantes, l'efficacité comme filtre A lit profond, les surfaces filtrantes libres efficaces et la combinaison des couches spécifiques filtrantes. Ce but est obtenu conformément A l'invention en ce que la bande filtrante et la bande d'écartement, coinci- dant l'une au-dessus de l'autre, sont reliées par leurs deux extrémités en une bande sans fin, qui entoure avec sa face interne un noyau central creux ou un noyau de fil- tre, autour duquel elle est enroulée en spirale. Chaque nouvelle bande filtrante sans fin comportant une bande d'écartement entoure respectivement la bande filtrante constituée précédemment et est enroulée autour de celle-ci. De la sorte, les matières filtrantes les plus diverses sont utilisées de manière optimale à l'inté- rieur d'un ensemble filtrant et les surfaces s'harmonisent l'une au-dessus de l'autre pour pouvoir obtenir une struc- ture optimale complète pour résoudre les problèmes de fil- trage les plus divers. Avec cette structure particulière, l'élément filtrant peut être traversé aussi bien transver- salement que tangentiellement, c'est-à-dire dans le sens de la spirale. On traite de la sorte, dans l'industrie des boissons notamment, de grosses quantités de fluides et on obtient des durées de service importantes. Le concept inventif de la présente invention est ex- plicité plus à fond dans un exemple de réalisation à l'ai- de des dessins amiexés. La figure 1 présente en coupe schématique une bande sans fin constituée de trois couches; la figure 2 montre schématiquement une bande sans fin comportant un prolongement non fermé; la figure 3 représente une première bande posée autour d'un noyau; la figure 4 montre l'enroulement, qui en résulte; la figure 5 présente une autre bande, qui entoure la bande précédente; la figure 6 montre l'élément filtrant réalisé avec la deuxième bande; la figure 7 représente une troisième bande, qui entou- re l'élément filtrant réalisé auparavant; la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un -élément filtrant comportant une dernière bande sans fin et une bande non fermée et la figure 9 représente une coupe longitudinale à tra- vers un module enroulé filtrant prêt à un raccordement dans un bâti. La bande B constituée de trois couches, conformément à la figure 1, se compose d'une première couche 1 sous forme d'un voile de carde drainant par exemple, d'une deu- xième couche 2 sous forme par exemple d'une membrane mi- croporeuse, d'un voile de carde à effet filtrant et d'une troisième couche 3 sous forme d'un préfiltre, d'un voile de carde par exemple, offrant des propriétés drainantes. Ces couches 1-3, qui coïncident l'une au-dessus de l'autre, sont reliées à leurs extrémités en une bande B fermée, c'est-à-dire sans fin, par soudage aux ultrasons, soudage thermique ou par collage. Les bandes B1 à Bn sont consti- tuées de manière analogue. Conformément à la figure 2, la bande Bn est en outre reliée à l'emplacement de jonction 8 à une section de bande extérieure B', dont la longueur correspond à un multiple du périmètre de l'élément fil- trant réalisé avec le dernier enroulement Bn et constitue un enroulement, qui garantit l'élément filtrant contre un reflux de fluide en provenance du noyau creux K. L'extré- mité de cette bande B' peut être fixée sur l'enroulement extérieur par un moyen de fixation usuel. Les bandes de support et d'écartement 1,3 peuvent aussi être des grilles ou des tissus en matière synthétique à mailles plus ou moins fines. Les structures des couches isolées 1-3 ou d'autres couches tient compte des fluides A filtrer, la longueur des bandes prend en compte les surfaces à réali- ser et l'obtention de durées de service déterminées. La bande B1 entoure tout d'abord, conformément à la figure 3, le noyau central creux K, qui présente des ouvertures 7 pour le passage du fluide, puis, conformément à la figure 4, l'enveloppe en spirale. L'élément filtrant ainsi ébau- ché peut, conformément à la figure 5, être entouré, de la manière décrite précédemment, par une autre bande B2, de sorte que, conformément à la figure 6, il en résulte un élément filtrant à deux bandes B1 et B2 offrant des pro- priétés filtrantes prédéterminées. De la même manière, une autre bande B3 peut, cf. figure 7, prolonger la struc- ture en couches de l'élément filtrant, qui peut être com- plétée par une bande Bn, cf. figure 8, la bande B', dépas- sant vers l'extérieur au-delà de l'emplacement de jonction 8 du ruban Bn, sert, par enroulement autour de l'élément filtrant complet, de sécurité anti-reflux. Conformément à la figure 9, le module enroulé fil- - trant constitué de plusieurs bandes B1 A Bn autour du noyau creux K est pourvu de coiffes d'extrémité 4,4' pour pouvoir le mettre en place dans un bâti, l'une des coif- fes 4' au moins présentant un adaptateur de raccordement pour le remplissage ou l'évacuation du noyau creux K. L'élément filtrant peut être alimenté en fluide ain- si que vidé aussi bien de l'intérieur vers l'extérieur que vice versa. Les deux coiffes d'extrémité 4,4' sont re- liées hermétiquement aux faces de l'enroulement filtrant par fusion autogène par exemple (jonctions 6) ou au moyen d'une matière synthétique 6 capable de fluage, de sorte qu'un fluide ne peut, selon le résultat visé, se frayer un passage qu'à travers la seule couche filtrante 2 et les couches drainantes 1,3. Le fluide A filtrer, ainsi que le filtrat résultant peut progresser à partir des couches prises isolément aussi bien transversalement que tangen- tiellement en direction des enroulements en spirale pris isolément vers le noyau creux K. Le fluide peut ainsi,en cas de blocage partiel des couches filtrantes par exemple, utiliser, par contournement d'une direction transversale, un cheminement tangentiel. La construction conforme à l'invention offre le grand avantage de pouvoir adapter dans la pratique les caracté- ristiques de séparation aux conditions d'opération les plus diverses. Naturellement, le principe est également valable pour un noyau creux K polygonal. Si l'élément filtrant est utilisé de l'intérieur vers l'extérieur, la sécurité anti-reflux peut, pour d'assez grosses charges de pression, se présenter également sous la forme d'une grille en matière synthétique. REVENDICATIONS 1. Module enroulé filtrant comportant une bande pla- te filtrante (2), avec une bande drainante (1,3) de sup- port et d'écartement, enroulée autour d'un noyau central (K) creux formant drain, bandes dont les bords longitudi- naux sont, à l'état enroulé, sertis dans un élément d' étanchéité, caractérisé en ce que la bande filtrante (2) et la bande d'écartement (1,3), coïncidant l'une au- dessus de l'autre, sont reliées par leurs deux extrémités en une bande sans fin (B,Bl,B2,B3,B4,Bn), qui entoure avec sa fa- ce interne un noyau central creux (K) ou un noyau de fil- tre (K,B), autour duquel elle est enroulée en spirale. 2. Module enroulé filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une autre bande filtrante sans fin (2) comportant une bande d'écartement (1,3) entoure l'élément filtrant (K,B) et est enroulée autour de celui-ci. 3. Module enroulé filtrant selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque nouvelle bande fil- trante sans fin (2) comportant une bande d'écartement (1,3) entoure respectivement l'élément filtrant (K,B) for- mé précédemment et est enroulée autour de celui-ci. 4. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la bande filtran- te (2) et la bande d'écartement (1,3) sont formées en la- minés. 5. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'une bande drainan- te d'écartement (1,3) est placée sur les deux faces de la bande filtrante (2). 6. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la bande support drainante (1,3) possède de soi des propriétés filtrantes. 7. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la bande sans fin enroulée à l'extérieur (Bn) est maintenue en position d' enroulement final par des garnitures ou un enroulement(B') drainants. 8. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la bande d'écar- tement (1,3) est formée d'un voile de carde filtrant. 9. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la bande d'écar- tement (1,3) est constituée par un tissu ou une grille en matière synthétique. 10. Module enroulé filtrant selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'une coiffe d'extré- mité (4,4') &tanchéifie toute la face de l'élément fil- trant (K,B). 11. Module enroulé filtrant selon l'une des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la bande sans fin (B) présente & son emplacement de jonction (8), allant vers l'extérieur, une bande (B') , & plusieurs couches éventuellement, intégrée à la jonction, cette derni&re bande constituant de son côté un enroulement pour la bande sans fin enroulée (Bn).