Brevet FR2631850A1 — publié le 19891201

ELEMENT FILTRANT TUBULAIRE L'invention concerne un élément filtrant tubulaire, en particulier un filtre en forme de bougie, présentant un cadre support qui porte le corps filtrant proprement dit et qui possède au moins un tube muni d'ouvertures de passage et s'étendant sensiblement sur la longueur axiale de l'élément filtrant, et des capuchons d'extrémité qui ferment l'élément filtrant sur les côtés frontaux. Dans les éléments filtrants tubulaires, en particulier les filtres en forme de bougie, de ce type, le corps filtrant proprement dit est réalisé sous la forme d'une couche filtrante enroulée ou plissée et il est appliqué de façon rigide et étanche sur les faces inté- rieures des deux capuchons d'extrémité, pour forcer la matière à filtrer à passer exclusivement à travers la couche filtrante et non pas à pouvoir pénétrer entre la couche filtrante et les capuchons d'extrémité. Dans les éléments filtrants tubulaires connus jusqu'à maintenant, en particulier dans les filtres-en forme de bougie, de ce type, le tube, ou la paire de tubes, muni d'ouvertures de passage, prévu dans le cadre support, est - réalisé tout le long, de capuchon d'extrémité à capuchon d'extrémité, sans flexibilité axiale, des filtres en forme de bougie étant connus dans lesquels le tube central (-tube intérieur) d'une paire de tubes est introduit par ses extrémités dans des logements annulaires correspondants pratiqués sur les faces intérieures des capuchons d'extrémité, alors que le tube support de protection (tube extérieur) est lié rigidement, par ses deux extrémités, avec les capuchons d'extrémité. Le cadre support des éléments filtrants tubulaires connus ou bougies filtrantes, est en matière plastique inerte vis-à-vis de la matière à filtrer, ladite matière plastique présentant un degré d'extension ou un degré de rétrécissement différent pour chaque corps filtrant, par suite de l'influence de facteurs extérieurs comme dans le cas de la filtration ou la stérilisation par la vapeur etc. Il en résulte que le corps filtrant proprement dit, ou la couche filtrante enroulée ou plissée, est dilaté ou comprimé axialement sous de telles influences. Comme il est apparu dans la pratique, par cette contrainte, des détériorations mécaniques se produisent sur le filtre, lesquelles se traduisent par le fait que la couche filtrante reçoit par endroits des microfissures, par lesquelles la matière non filtrée peut s'échapper. Ceci a lieu en particulier dans des installations de filtration sensibles, en particulier des membranes de filtration. Le problème qui est à la base de l'invention est, face à cela, de protéger suffisamment, dans les éléments filtrants du type indiqué précédemment, le corps filtrant ou la couche filtrante, ou les couches filtrantes, maintenue(s) dans le cadre support, contre l'influence des efforts de traction axiaux et des déformations sous pression axiales, pour éviter une détérioration mécanique provoquée par cela du corps filtrant. Ce problème est résolu conformément à l'invention par le fait que le tube prévu dans le cadre support de l'élément filtrant présente au moins une section de tube s'étendant sur toute la périphérie du tube, déformable en direction axiale, mais sensiblement rigide dans les directions radiales. Par l'invention, on obtient que le cadre support offre, d'une part, au corps filtrant proprement dit, un support suffisant, mais que des dilatations axiales différentes et rétrécissements axiaux différents du corps filtrant et du cadre support puissent s'équilibrer par flexibilité axiale du cadre support. Les efforts de traction et les efforts de rétrécissement axiaux agissant alors encore le cas échéant sur le corps filtrant peuvent être absorbés également par des couches filtrantes très sensibles, par exemple des membranes de filtration, sans le risque d'une détérioration mécanique. La section de tube déformable en direction axiale peut être formée par le fait que, là, les branches axiales disposées entre les ouvertures de passage du tube sont réalisées de façon étirable et comprimable élastiquement selon l'axe. Ceci a l'avantage particulier que la section de tube déformable présente, en direction axiale, une propriété de rappel élastique propre. A titre d'exemple, pour la formation d'une telle section de tube élastiquement déformable en direction axiale, les branches axiales disposées entre les ouvertures de passage peuvent présenter une configuration en arc. De façon correspondante, il est également possible de réaliser les branches axiales disposées entre les ouvertures de passage dans une conformation angulaire ou en zig-zag. Une autre possibilité pour former une section de tube élastiquement déformable en direction axiale réside dans le fait que les branches axiales disposées entre les ouvertures de passage sont disposées dans les rangées axialement voisines de façon alternée et avec un intervalle suffisant entre elles, et que les branches s'étendant dans le sens périphérique sont réalisées déformables en direction axiale du tube. Il en résulte que les branches axiales disposées de façon alternée font entrer chacune la partie qui leur est liée de la branche périphérique axialement dans l'ouverture de passage respective voisine, ou bien tirent chacune la partie qui leur est liée de la branche - périphérique à peu près axialement à partir de l'ouverture de passage. Tant que ces déformations flexibles de la branche périphérique sont faibles, ceci n'a pas d'influence sur le diamètre du tube, par conséquent n'a aucune répercussion dans les directions radiales. Cependant, lorsqu'il faut s'attendre à des courses plus importantes de déformation élastique de la branche périphérique, il peut être paré à la survenue de la déformation radiale de la section de tube élastique par le fait que les branches s'étendant dans le sens périphérique, disposées entre les ouvertures de passage, sont élastiquement étirables dans le 263 1850 sens périphérique du tube. Ceci peut être obtenu par une conformation en arc ou une conformation angulaire des branches s'étendant dans le sens périphérique du tube. Une autre possibilité pour former au moins une section de tube s'étendant sur toute la périphérie du tube, déformable en direction axiale, mais sensiblement rigide dans les directions radiales, réside dans le fait que le tube prévu dans le cadre support se compose de deux parties tubulaires ou davantage, disposées l'une à la suite de l'autre selon l'axe, deux parties de tube respectives voisines étant montées ensemble de façon télescopique en se chevauchant par leurs extrémités, alors que les autres extrémités sont liées rigidement, par exemple sont soudées ou collées de façon rigide, aux capuchons d'extrémité. Dans une telle formation d'une section de tube déformable en direction axiale, également de grandes différences de la course de déformation axiale du corps filtrant proprement dit et du cadre support peuvent s'équilibrer simplement, le corps filtrant proprement dit devant bien entendu fournir la force de rappel et devant éventuellement absorber les forces de maintien axiales s'exerçant sur l'élément filtrant tubulaire dans l'appareil de filtration. Cependant, de préférence, dans cette réalisation télescopique du tube se trouvant dans le cadre support, une rotation réciproque des parties de tube devrait être évitée pour exclure une distorsion du corps filtrant lors des dilatations et rétrécissements qui se produisent. Ceci peut être obtenu d'une façon particulièrement simple par le fait que les extrémités montées ensemble de façon télescopique des parties de tube s'engrènent avec des éléments de guidage empêchant une rotation réciproque pour le mouvement relatif axial réciproque. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, dans laquelle le cadre support de l'élément filtrant comprend un tube support de protection (tube extérieur) et un tube central (tube intérieur), le tube support de protection présente au moins une, de préférence deux, sections'de tube déformables-axialement avec des branches axiales, élastiquement étirables et comprimables, disposées entre les ouvertures de passage, alors que le tube central est formé de deux parties de tube, dont les extrémités tournées l'une vers l'autre se chevauchent et sont placées l'une dans l'autre de façon à être déplaçables axialement de manière télescopique. De cette façon, la force de rappel nécessaire pour l'adaptation axiale constante du cadre support sur le corps filtrant est appliquée par le tube support de protection, alors que, sur le tube central, est prévue la liaison télescopique soustraite à l'action de forces lors d'une déformation linéaire axiale.- Pour compléter et développer encore l'invention, une forme de réalisation particulièrement avantageuse est proposée pour l'élément de guidage en forme de cône, lequel présente trois bandes de guidage, présentant une section transversale en forme de S, s'équilibrant en direction radiale, et décalées l'une de l'autre dans le sens périphé- rique de 120 , lesdites bandes étant liées l'une à l'autre rigidement dans la zone axiale centrale de l'élément de guidage par l'une des boucles de leur S et formant, avec l'autre boucle de leur S, trois éléments de paroi périphériques en forme de bande de l'élément de guidage. Dans ce mode de réalisation, l'élément de guidage présente une stabilité élevée et d'excellentes propriétés de guidage, de même qu'un appui sûr de l'élément filtrant dans la direction radiale pour une réalisation simple du dispositif de maintien dans l'appareil de filtration. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué de façon détaillèe dans ce qui suit avec référence au dessin. Sur ce dessin: - la Figure 1 représente un filtre en forme de bougie réalisé conformément à l'invention, partiellement en élévation latérale et partiellement en coupe axiale; 263 1850 - la Figure 2 représente le filtre-en forme de bougie selon la Figure 1 en coupe transversale selon la ligne 2-2, un peu agrandie; - rla Figure 3 représente une partie de la Figure 2, agrandie encore une fois.; - la Figure 4 représente la partie supérieure du filtre en forme de bougie selon l'invention dans une variante par rapport à la Figure 1 de la section de tube supérieure, deformable en direction axiale, du tube support de protection; - la Figure 5 représente la partie supérieure d'un filtre en forme de bougie selon l'invention dans une autre variante de la section de tube supérieure, déformable en direction axiale, du tube support de protection; - la Figure 6 représente la partie supérieure d'un filtre en forme de bougie selon l'invention avec une troisième variante de la section de tube supérieure, déformable en direction axiale, du tube support de protection; - la Figure 7 représente une vue en élévation latérale, agrandie par rapport à la Figure, 1 de l'élément de guidage sur la face supérieure du capuchon d'extrémité supérieur; et - la Figure 8 représente en plan l'élément de guidage de la Figure 7. Le filtre en forme de bougie 10, représenté sur les Figures 1 à 3, présente un corps filtrant proprement dit 11, qui consiste, par exemple, en une couche filtrante plissée ou enroulée, ou, de préférence, en une membrane filtrante plissée. Le corps filtrant proprement dit 11 est maintenu dans un cadre support qui, dans l'exemple représenté, est formé d'un tube support de protection 12, d'un tube central 13a, 13b, d'un capuchon d'extrémité inférieur 14, présentant un raccord 15 à placer dans le fond de l'appareil de filtration (filtre), et des éléments d'étanchéité 16, de même qu'un capuchon d'extrémité supérieur 17 présentant un élément de guidage 18 en forme de 263 1850 cône disposé sur sa face supérieure. Le tube support de protection 12 présente des ouvertures de passage 22, qui conduisent de l'extérieur au corps filtrant 11. Ces ouvertures de passage sont délimitées par des branches axiales 21 et par des branches 20 s'étendant dans le sens périphérique du tube-support de protection 12. Le tube central 13a, 13b présente des ouvertures de passage 13c, qui conduisent du corps filtrant proprement dit 11 au canal d'évacuation du filtrat, formé à l'intérieur du filtre en forme de bougie 10. Le tube central est, dans l'exemple représenté, formé par les deux sections de tube 13a et 13b, disposées à la suite l'une l'autre selon l'axe, qui se chevauchent au niveau de leurs extrémités 23a et 23b tournées l'une vers l'autre et sont montées l'une dans l'autre de façon télescopique, pour former une section de tube 24 que l'on peut allonger et raccourcir dans la direction axiale. Comme le montrent les Figures 2 et 3, sur la face extérieure de l'extrémité de tube 23b et sur la face intérieure de l'extrémité de tube 23a, sont formés des éléments de guidage 25 s'étendant axialement et s'engrenant de façon réciproque, sous la forme de nervures axiales 25a et 25b, de section transversale triangulaire. A leur place, on pourrait prévoir là, comme éléments de. guidage, des nervures et rainures également axiales ayant une autre forme en coupe transversale. Dans l'exemple représenté, le tube support de protection 12 présente deux sections de tube 26a, 26b, déformables en direction axiale, parmi lesquelles la section de tube supérieure 26a est disposée dans le quart supérieur et la section de tube inférieure 26b, dans le quart inférieur du tube support de protection 12. Dans l'exemple de la Figure 1, dans les deux sections de tube 26a et 26b, les branches 21a, disposées axialement entre les ouvertures de passage 22, présentent une configuration angulaire, de telle sorte qu'elles peuvent s'infléchir plus fortement élastiquement par compression axiale du tube support de protection 12 et s'étendre élastiquement par étirage axial du tube support de protection 12. A cette occasion, ces branches 2la à l'état élastiquement déformé excercent une force de rappel qui est bien entendu suffisamment faible pour éviter toute action défavorable sur le corps filtrant 11. Dans l'exemple selon la Figure 1, des sections de tube 26a, 26b, rapportées dans le tube support de protec- tion 12, avec des branches 21a étirables et comprimables élastiquement en direction axiale, sont combinées avec une liaison télescopique disposée dans le tube central 13a, 13b. Etant donné que le sens de traversée de l'élément filtrant 10 est de l'extérieur vers l'intérieur, la liaison télescopique se trouvant dans la section de tube 24 déformable axialement derrière le corps filtrant 11 se trouve protégée contre un pliage et un coincement latéral, alors que les sections de tube 26a, 26b rapportées dans le tube support de protection 12, développant des forces de rappel axiales, sont disposées à la périphérie externe, c'est-à-dire sur le pourtour le plus grand du filtre en forme de bougie. La Figure 4 représente une variante par rapport au mode de réalisation de la Figure 1 dans le fait que le tube support de protection 12 est doté, dans sa section de tube 26c deformable en direction axiale, mais sensiblement rigide dans les directions radiales, de branches axiales 21c, ayant une configuration en zig-zag, avec lesquelles on peut faire varier l'ampleur de la mobilité axiale souhaitée et du développement des forces de rappel par rapport au mode de réalisation selon la Figure 1. Une autre possibilité de variation est représentée sur la Figure 5. Là, des branches axiales 21d en arc sont prévues entre les ouvertures d'entrée 22 dans la section de tube 26d, déformable en direction axiale mais sensiblement rigide dans les directions radiales. Une autre variante est représentée sur la Figure 6. Ici, dans la section de tube 26e déformable en direction axiale mais sensiblement rigide dans les direc- tions radiales, les branches 21e s'étendant axialement entre les ouvertures de passage 22 sont disposées de façon alternée par rapport aux rangées voisines de branches 21 et tombent de ce fait à peu près au milieu sur les ouvertures de passage 22e s'étendant dans la section de tube 26e. Les branches annulaires 20e, délimitées axialement par ces ouvertures de passage 22e, sont réalisées dans cet exemple avec une forme ondulée, de telle sorte qu'elles sont facilement déformables dans la direction axiale de la bougie de filtration 10 ou du tube support de protection 12, sans subir de déformation appréciable dans les directions radiales du filtre en forme de bougie 10. Dans l'exemple représenté, selon les Figures 7 et 8, le capuchon d'extrémité supérieur 17 porte un élément de guidage 18 en forme de cône, présentant trois bandes de guidage axiales 30, décalées entre elles angulairement de , et présentant une section en forme de S. Ces bandes de guidage 30 sont reliées entre elles d'un seul tenant avec l'une (31) des boucles du S dans la zone axiale centrale. de l'élément de guidage 18, alors que les boucles de S extérieures 32 se trouvent chacune dans la zone périphérique de l'élément de guidage 18 en forme de cône, de telle sorte que les trois ailes de S extérieures forment des éléments de paroi périphériques en forme de bandes de l'élément de guidage 18. De ce fait, l'élément de guidage 18, dans l'exemple représenté, reçoit un effet d'équilibrage vers trois directions décalées de 1209. Il en résulte que le filtre en forme de bougie 10 peut être maintenu et guidé de façon sûre au niveau du capuchon d'extrémité supérieur 17 dans un dispositif de maintien en forme de douille ou en forme de trou de l'appareil de filtration. 1 0 REVENDICATIONS 1 - Elément filtrant tubulaire, en particulier filtre en forme de bougie, présentant un cadre support qui porte le corps filtrant proprement dit et qui possède au moins un tube muni d'ouvertures de passage, s'étendant sensiblement sur la longueur axiale de l'élément filtrant, et des capuchons d'extrémité qui ferment l'élément filtrant sur les côtés frontaux, caractérisé par le fait que le tube (12; 13a, 13b) présente au moins une section de tube (24; 26a à 26e) s'étendant sur toute la périphérie du tube, déformable en direction axiale, mais sensiblement rigide dans les directions radiales. 2 - Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la section de tube (26a à 26d), déformable en direction axiale, les branches axiales (21a à 21d), disposées entre les ouvertures de passage (22a à 22d) sont réalisées étirables et comprimables élastiquement dans le sens axial. 3 - Elément filtrant selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les branches axiales (21d) disposées entre les ouvertures de passage (22d) présentent une configuration en arc. 4 - Elément filtrant selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les branches axiales (21a, 21c) disposées entre les ouvertures de passage (22a, 22c) présentent une configuration angulaire ou en zig-zag. - Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la section de tube (26e) déformable en direction axiale, les branches axiales (21e) disposées entre les ouvertures de passage (22e) sont disposées dans les rangées axialement voisines de façon à alterner entre elles, et que les branches (20e) s'étendant dans le sens périphérique sont réalisées déformables en direction axiale du tube (12). 6 - Elément filtrant selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les branches (20e) disposées 1 1 entre les ouvertures de passage (22e) , s'étendant dans le sens périphérique, sont élastiquement étirables dans le sens périphérique du tube (12). 7 - Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube (13a, 13b) se compose de deux parties de tube (13a, 13b), ou davantage, disposées l'une à la suite de l'autre axialement, deux parties de tube respectives (13a, 13b) voisines étant montées ensemble de façon télescopique, se chevauchant par leur extrémités (23a, 23b), avec formation d'une section de tube (24) déformable en direction axiale, alors que les autres extrémités sont liées rigidement aux capuchons d'extrémité. 8 - Elément filtrant selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les extrémités (23a, 23k) des parties de tube.(13a, 13b), qui sont montées ensemble de façon télescopique, engrènent avec des éléments de guidage (25) empêchant une rotation réciproque pour le mouvement relatif axial réciproque. 9 - Elément filtrant selon la revendication 1, dont le cadre support comprend un tube support de protection (tube extérieur) et un tube central (tube intérieur), caractérisé par le fait que le tube support de protection (12) présente au moins une, de préférence deux sections de tube (26a à 26e) déformables axialement, avec des branches axiales (20e; 21a à 21d), élastiquement étirables et comprimables, disposées entre les ouvertures de passage (22a à 22e), alors que le tube central (13a, 13b) est formé de deux parties de tube (13a, 13b), dont les extrémités (23a, 23b) tournées l'une vers l'autre se chevauchent et sont montées déplaçables l'une dans l'autre de façon télescopique selon l'axe. - Elément filtrant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'un des capuchons d'extrémité porte un élément de guidage en forme de cône, qui présente trois bandes de guidage (30), présentant une section transversale en forme de S, s'équilibrant en direction radiale, et décalées l'une de l'autre dans le sens périphérique de 1200, lesdites bandes étant reliées l'une à l'autre rigidement dans la zone axiale centrale de l'élément de guidage (18) par l'une (31) des boucles de leur S et formant, avec l'autre boucle de leur S (32), trois éléments de paroi périphériques en forme de bande de l'élément de guidage (18).