Brevet FR2656541A1 — publié le 19910705

La présente invention concerne d'une façon générale le domaine de la filtration de gaz, et notamment la filtration d'air à des fins de purification. De façon maintenant classique, des filtres de purification d'air se présentent sous forme de cassettes comprenant une ossature métallique, de contours généraux parallélépipédiques, sur laquelle est fixé un moyen de filtration. De façon maintenant bien connue, un tel moyen filtrant peut consister en une structure de filtration unitaire dite en nid d'abeille, selon laquelle une membrane semi-rigide unique en un matériau de filtration est conformée par pliages de façon à présenter un grand nombre de poches de filtration juxtaposées. Un tel filtre en cassette connu présente cependant un certain nombre d'inconvénients En particulier, les nombreux plis et recoins engendrés lors de la mise en forme du nid d'abeilles constituent autant de pièges pour la poussière ou autres particules extraites de l'air. Ainsi lorsque l'on procède au nettoyage du filtre, réalisé de façon classique par inversion du flux d'air dans celui-ci et récupération des poussières séparées de la membrane, le colmatage de certaines régions est tel que le désencrassement du filtre dans ces régions d'avère impossible. Un second inconvénient des filtres en cassette à nid d'abeille connus réside en ce qu'une détérioration du matériau filtrant nécessite le remplacement de l'ensemble de celui-ci Cette solution est bien évidemment d'autant plus coûteuse que le prix du matériau de filtration est élevé. Enfin les structures à nid d'abeille, qui nécessitent des machines de conformation spéciales, ajoutent au coût de revient global de tels filtres en cassette. 2 - La présente invention vise à pallier ces inconvénients de la technique antérieure et à proposer un filtre en cassette qui soit simple et économique à réaliser, dont le nettoyage soit extrêmement facile et efficace et dont les temps et coût de maintenance en cas de défaillance du matériau filtrant soient minimisés. A cet effet la présente invention concerne un dispositif de filtration d'un gaz, du type comportant une ossature sur laquelle est fixé un moyen filtrant, caractérisé en ce qu'il comprend: une plaque faisant partie de l'ossature et comportant une pluralité d'ouvertures, une pluralité de sacs de filtration individuels allongés s'étendant sensiblement parallèlement entre eux au sein de l'ossature à partir des ouvertures respectives de ladite plaque, des moyens pour l'assemblage étanche de chaque sac par une extrémité ouverte sur une ouverture associée de la plaque, et des moyens de maintien prévus sur l'ossature dans une région opposée à la plaque pour maintenir les sacs dans leur relation de parallélisme. Des aspects préférés, mais non limitatifs, du dispositif de l'invention sont les suivants: la forme desdites ouvertures et de la section transversale des sacs est essentiellement oblongue. il est prévu à l'intérieur de chaque sac une armature de maintien en forme. les m(oyens d'assemblage étanche comprennent, en association avec chaque sac, une platine comportant un collet engagé dans l'extrémité ouverte du sac et dans l'ouverture associée, le matériau du sac dans la région de son extrémité ouverte étant emprisonné entre la platine le bord de l'ouverture lors de la mise nri place de la platine sur la plaque. 3 - le matériau du sac dans la région de son extrémité ouverte est emprisonné entre la face extérieure du collet et le bord de l'ouverture associée. le sac comporte au niveau de son extrémité ouverte un bourrelet qui est emprisonné entre une plaque de la platine, débordant vers l'extérieur par rapport à la base du collet, et la plaque de l'ossature. le collet de chaque platine présente sur sa face extérieure une couche d'un matériau élastiquement déformable. les moyens de maintien comprennent en associa- tion avec chaque sac un berceau pour recevoir l'extrémité fermée du sac et l'extrémité associée de l'armature. une pluralité de berceaux correspondant à une pluralité de sacs disposés en une même rangée sont définis par un fil rigide en serpentin. les sacs filtrants sont réalisés à partir d'une membrane filtrante en polytétrafluoréthylène expansé. le bord de chaque ouverture de la plaque comporte un élément de protection du matériau du sac au niveau de ladite ouverture. il est prévu à l'extrémité fermée de chaque sac un capuchon de protection. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'ensemble d'un filtre en cassette selon la présente invenrtt Iran, dont certaines parties ont été omises, la figure 2 est une vue en coupe lhntlititdinale d'une partie du filtre de la figure 1. la figure 3 est une vue partielle en coupe illustrant une première variante de réalisation de l'invention, et la figure 4 est une vue partielle en coupe illustrant une seconde variante de réalisation de l'invention. On notera tout d'abord que, d'une figure à l'autre, des éléments ou parties identiques ou similaires sont désignés par les mêmes références. On notera en outre que, par souci de clarté, un certain nombre d'éléments ont été omis sur la figure 1. En référence aux dessins, un filtre en cassette selon la présente invention comprend une ossature 10, par exemple métallique, comprenant à une première extrémité une plaque 12 essentiellement rectangulaire et à l'extrémité opposée un cadre 14 sensiblement de mêmes dimensions que la plaque 12 Des montants 16 s'étendent entre coins de la plaque 12 et ceux du cadre 14 On définit ainsi une cassette parallélépipédique apte à venir se loger de façon amovible dans un emplacement associé. La plaque 12 comporte un réseau d'ouvertures 18 qui sont toutes de forme identiques et disposées dans le présent exemple selon un motif régulier de lignes et de colonnes Dans cette réalisation, les ouvertures sont de forme oblongue, et comportent deux grandes faces rectilignes parallèles et deux extrémités semi- circulaires Dans le présent exemple, on trouve trente ouvertures disposées en trois rangées et dix colonnes. Par ailleurs, entre les branches du cadre 16 qui s'étendent parallèlement au grand axe des ouvertures sont prévues, en un nombre égal au nombre de rangées d'ouvertures (ici trois), des traverses 20 Chaque traverse est conçue pour définir, en vis-à-vis de chaque ouverture, un berceau dont l'utilisé sera décrite plus loin. Dans le présent exemple, les berceaux sont définis à l'aide d'un fil métallique rigide 22 en forme de serpentin, dont le pas est égal au pas d'espacement des ouvertures 18 dans chacune rangée, qui est soudé sur le bord intérieur de chaque traverse 20 Les rentrés successifs en forme générale de "U" de chaque fil rigide 22 définissent autant de berceaux 24. La structure décrite ci-dessus est conçue pour reçevoir un ensemble de sacs de filtration individuels 26 (dont un seul est représenté sur la figure 1 par souci de clarté) Chaque sac se présente sous la forme d'une manche allongée qui est fermée à l'une de ses extrémités, par exemple par couture, et ouverte à l'autre extrémité. Chaque sac reçoit une armature intérieure 28, réalisée par exemple en grillage métallique, dont la section est de forme oblongue et voisine de la forme de chaque ouverture 18 Du côté de l'extrémité fermée du sac, l'armature 28 est également fermée tandis qu'elle est ouverte du côté de l'extrémité ouverte du sac. Chaque sac 26 et son armature intérieure associée 28 sont fixés du côté de l'extrémité ouverte à une platine 30 Une telle platine est représentée partiellement arrachée sur la figure 1, au droit d'une ouverture associée 18 Cette platine 30 est constituée par une plaque rectangulaire 32, par exemple en métal, dont les dimensions sont de préférence légèrement inférieures aux pas des ouvertures 18 dans les rangées et dans les colonnes Au centre de cette plaque 32 est ménagée une ouverture 34 de forme semblable mais de dimensions légèrement inférieures à celles des ouvertures 18, et un collet 36 s'étend vers l'intérieur tout autour de l'ouverture 34 De façon préférée, ce collet 36 est légèrement évasé vers l'ouverture de la plaque Il est prévu par ailleurs un élément d'étanchéité, réalisé avantageusement sous la forme d'une couche de caoutchouc 6 - 38 ou analogue rapportée sur la face extérieure du collet 36. Enfin, il est avantageux de prévoir, du côté de l'extrémité fermée de chaque sac 26, à l'extérieur de celui-ci, un capuchon de protection 40 qui épouse intimement sur une longueur déterminée la forme de ladite extrémité Ce capuchon peut être réalisé avantageusement en matière plastique. La mise en place d'un sac filtrant 26 sur l'ossature 10 est effectuée en introduisant l'armature 28 à l'intérieur du sac, en plaçant le capuchon de protection 40 sur l'extrémité fermée, puis en venant fixer l'extrémité ouverte du sac 26 autour du collet 36 et de l'élément d'étanchéité 38. Lorsque le matériau utilisé pour réaliser les sacs filtrants 26 présente une certaine élasticité, le dimensionnement des divers éléments est choisi pour que soit créée dans le sac lors de cette opération une certaine tension, propre à assurer de façon s re et étanche l'assemblage entre ledit sac et la platine 30. Ensuite, l'ensemble ainsi obtenu peut être introduit dans l'espace intérieur de l'ossature 10 à travers l'une des ouvertures 18, avec une orientation essentiellement perpendiculaire au plan de la plaque 12. A la fin de cette mise en place, le capuchon 40 abritant l'extrémité fermée du sac 26 et de l'armature 28 vient s'engager dans un berceau associé 24, pour ainsi immobiliser ladite extrémité Le capuchon 40 a pour objet essentiel d'éviter tout frottement ou analogue entre la matière du sac 26 à son extrémité fermée et le berceau 24, de manière à supprimer tout risque d'usure, de déchirement, etc du matériau filtrant. En outre, à la fin de cette mise en place, la platine 30 vient se placer au voisinage de la plaque 12, et elle peut éventuellement y être fixée par tout moyen approprié A la fin de la mise en place, la position de 7 - la platine par rapport à la plaque doit être telle que le matériau filtrant du sac 26 soit pincé avec une fermeté suffisante entre l'élément d'étanchéité 38 et le bord de l'ouverture 18. De façon optionnelle, l'assemblage sûr et étanche du sac 26 sur la platine 30, est renforcé ou assuré en exerçant sur ladite platine une poussée appropriée depuis l'extérieur de la cassette de telle sorte que le collet 36, l'élément d'étanchéité 38 et la matière du sac 26 soient simultanément engagés à force depuis l'extérieur, sur une distance substantielle, dans l'ouverture 16 La matière élastique de l'élément 38, se dilatant après son passage dans l'ouverture 18, vient assurer un assemblage très ferme Il est à noter qu'une telle solution permet avantageusement d'assurer non seulement l'assemblage ferme et étanche du sac 26 et de la platine 30, mais également la fixation ferme de ladite platine 30 sur la plaque 12. Comme illustré sur la figure 2, cette poussée pour assemblage à force peut être réalisée à l'aide d'un outil spécial 42 comportant un corps de poussée 44 dont la forme correspond sensiblement à celle de l'espace délimité par le collet 36, un manche 46 et une poignée 48 pour exercer une force manuelle Après la mise en place du sac et de la platine, l'outil 42 est retiré. Dans une autre variante, illustrée schématiquement sur la figure 3, l'extrémité ouverte du sac 26 peut comporter un bourrelet relativement épais 26 a qui, une fois que cette extrémité a reçu intérieurement le collet 3 U 36 et l'élément d'étanchéité 38, ne peut plus traverser l'ouverture 18 Dans ce cas, l'étanchéité est assurée ou renforcée par un emprisonnement du bourrelet 26 a entre la plaque 32 et la surface extérieure de la plaque 12, comme illustré. Afin d'éviter tout risque d'usure ou de déchirement du matériau filtrant du sac 26 au niveau de 8 la plaque 12, on peut prévoir que chaque ouverture 18 comporte un élément de protection du sac, par exemple un boudin en caoutchouc ou analogue, ou encore une bague en un matériau à contours arrondis et à coefficient de frottement réduit, désigné par la référence 18 a sur la figure 4. De préférence, mais non exclusivement, on peut utiliser comme matériau filtrant une membrane de filtration en polytétrafluoréthylène expansé, connue sous la dénomination "Gore-Tex" et commercialisée par la Demanderesse Une telle membrane est connue pour ses qualités supérieures de filtration à surface filtrante égale, et facilite le nettoyage des filtres en limitant considérablement l'adhérence sur elle des particules filtrées. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci- dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. En particulier, les platines individuelles 30 associées à un groupe de sacs ou à la totalité (les sacs peuvent être conçues sous forme d'un élément unique formant une contre-plaque propre à venir s'appliquer contre la plaque 12. Par ailleurs, il est bien entendu que la disposition et les dimensions des divers éléments décrits peuvent largement varier sans sortir du cadre de l'invention Il en est de même des matériaux constituant ces divers éléments. 9 - REVENDICATIONS 1 Dispositif de filtration d'un gaz, du type comportant une ossature ( 10) sur laquelle est fixé un moyen filtrant, caractérisé en ce qu'il comprend: une plaque ( 12) faisant partie de l'ossature et comportant une pluralité d'ouvertures ( 18), une pluralité de sacs de filtration individuels allongés ( 26) s'étendant sensiblement parallèlement entre eux au sein de l'ossature à partir des ouvertures respectives de ladite plaque, des moyens ( 30) pour l'assemblage étanche de chaque sac par une extrémité ouverte sur une ouverture associée de la plaque, et des moyens de maintien ( 24) prévus sur l'ossature dans une région opposée à la plaque pour maintenir les sacs dans leur relation de parallélisme. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme desdites ouvertures ( 18) et de la section transversale des sacs ( 26) est essentiellement oblongue. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est prévu à l'intérieur de chaque sac une armature ( 28) de maintien en forme. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage étanche comprennent, en association avec chaque sac, une platine ( 30) comportant un collet ( 36) engagé dans l'extrémité ouverte du sac ( 26) et dans l'ouverture associée, le matériau du sac dans la région de son extrémité ouverte étant emprisonné entre la platine le bord de l'ouverture ( 18) lors de la mise en place de la platine sur la plaque ( 12). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau du sac dans la région de son extrémité ouverte est emprisonné entre la face extérieure du collet ( 36) et le bord de l'ouverture associée ( 18). 6 Dispositif selon la revendication A, caractérisé en ce que le sac ( 26) comporte au niveau de D son extrémité ouverte un bourrelet ( 26 a)qui est emprisonné entre une plaque ( 32) de la platine, débordant vers l'extérieur par rapport à la base du collet ( 36), et la plaque ( 12) de l'ossature. 7 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le collet ( 36) de chaque platine présente sur sa face extérieure une couche d'un matériau élastiquement déformable ( 38). 8 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent en association avec chaque sac un berceau ( 24) pour recevoir l'extrémité fermée du sac et l'extrémité associée de l'armature. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une pluralité de berceaux ( 24) correspondant à une pluralité de sacs disposés en une même rangée sont définis par un fil rigide ( 22) en serpentin. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sacs filtrants ( 26) sont réalisés à partir d'une membrane filtrante en polytétrafluoréthylène expansé. 11 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord de chaque ouverture ( 18) de la plaque ( 12) comporte un élément ( 18 a) de protection du matériau du sac au niveau de ladite ouverture. 12 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu à l'extrémité fermée de chaque sac un capuchon de protection ( 40).