Brevet FR2666028A1 — publié le 19920228

L'invention concerne un tube porteur central servant de composant pour des modules de filtres et comprenant des adaptateurs ou raccords disposés aux deux extrémités Elle concerne également un module de filtre5 dans lequel est incorporé un tel tube porteur. Par le document DE-OS 3741552, on connaît un module de filtre possédant un tube porteur central sur lequel sont fixées un certain nombre de cellules fil- trantes en forme de couronne circulaire et qui sont10 empilées les unes sur les autres L'intérieur du tube porteur communique à travers des ouvertures de passage ménagées dans la paroi périphérique du tube avec l Tes- pace intérieur de chacune des cellules filtrantes et constitue ainsi un canal collectif d'évacuation du15 filtrat pour l'ensemble des cellules filtrantes. Pour que ces tubes porteurs garnis de cellules filtrantes puissent être montés dans des dispositifs de filtration, ou puissent être reliés à des tubes porteurs supportant d'autres cellules filtrantes, les extrémités20 de chaque tube doivent être munies d'adaptateurs ou raccords adéquats. Selon le document DE-OS 3741552, on fixe d'abord les cellules filtrantes sur un tube porteur en une seule pièce Ensuite, on comprime les cellules et on25 fixe les raccords aux deux extrémités du tube Le fait que les raccords doivent être soudés sur le tube porteur alors que les cellules filtrantes sont comprimées, représente un inconvénient sérieux. Un autre inconvénient est que, dans le cas d'un système comprenant plusieurs de ces modules de filtre, lesquels sont généralement comprimés au moyen d'un ressort, les différentes cellules filtrantes ne s'appliquent plus de façon étanche les unes contre les autres au bout d'un certain temps de fonctionnement, ce qui est dû à des ramollissements du matériau des cel- lules. Partant de ce module de filtre connu, l'in- vention vise d'une part à simplifier la fabrication du tube porteur, donc aussi la fabrication du module de filtre dans son ensemble, en ce sens que l'on puisse se5 dispenser de la mise en place ultérieure difficile des raccords et, d'autre part, à conformer le tube porteur de manière que même pendant le fonctionnement, il n'y ait pas de défauts d'étanchéité entre les cellules filtrantes.10 A cet effet, selon l'invention, un tube porteur comme défini au début est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un premier tronçon de tube et d'un second tronçon de tube pouvant être reliés l'un à l'autre et présentant au moins une mobilité axiale l'un15 par rapport à l'autre après la liaison, le raccord ayant été fixé préalablement à chaque tronçon de tube corres- pondant. Selon un autre aspect de l'invention, un module de filtre comprenant une pluralité de cellules filtrantes en forme de couronne circulaire, qui sont enfilées en une pile sur un tube porteur pourvu d'ou- vertures de passages et sont maintenues comprimées axialement de manière étanche par rapport aux cellules filtrantes voisines, est caractérisé en ce que le tube porteur est constitué de deux parties ou tronçons de tube comme indiqué ci-dessus. Il s'est avéré que l'assemblage du module de filtre peut être simplifié de manière avantageuse lorsqu'on remplace le tube porteur en une seule pièce par un tube porteur en deux parties ou tronçons qui sont réalisés de manière qu'ils puissent être reliés l'un à l'autre. L'emploi de deux tronçons de tube, devant être réunis ensuite, pourrait paraître moins avantageux que l'utilisation d'un tube porteur en une seule pièce, connue par le document DE-OS 3741552 Toutefois, l'exécution en deux parties permet la mise en place des raccords aux extrémités appropriées des tronçons de tube avant que le module de filtre ne soit assemblé Il est donc possible de former les raccords en question d'un seul tenant sur les tronçons de tube La fabrication de raccords séparés, qu'il faut souder sur le tube porteur par une opération supplémentaire, est par conséquent supprimée. Pour l'assemblage du module de filtre, il s'est révélé avantageux de mettre d'abord les cellules filtrantes en place sur les tronçons de tube et de relier ensuite les deux tronçons l'un à l'autre. Afin que les tronçons de tube portant les cellules filtrantes puissent être reliés de façon simple l'un à l'autre, il est préférable qu'ils présentent, sur les extrémités situées à l'opposé des raccords, des éléments de verrouillage qui s'encliquettent les uns dans les autres lors de la jonction des tronçons de tube Il suffit par conséquent de presser les deux tronçons axialement l'un contre l'autre, bout à bout, jusqu'à ce que les éléments de verrouillage s'interpé- nètrent. Comme les cellules filtrantes sont comprimées élastiquement lors de l'assemblage du module de filtre, ce qui conduit à des forces de rappel considérables lorsque l'effort de compression cesse, les éléments de verrouillage sont réalisés avec la robustesse requise. Dans le but de réduire ces forces de rappel, pouvant atteindre de l'ordre de 1300 da N, on a prévu des évidements dans la zone de verrouillage de chacun des tronçons de tube, dans lesquels pénètrent les éléments de verrouillage de l'autre tronçon Ces évidements sont conformés de manière que lors de l'assemblage du module de filtre, les deux tronçons puissent être comprimés au-delà de la position finale relative qu'ils occuperont ensuite l'un par rapport à l'autre On obtient ainsi l'avantage que le matériau élastique des cellules filtrantes est soumis en partie à une déformation plastique, avec la conséquence que les forces de rappel peuvent être abaissées à des valeurs inférieures à 500 5 da N Il en résulte l'avantage que les éléments de verrouillage doivent encaisser des forces nettement plus faibles L'épaisseur de tout le tube porteur peut également être diminuée en conséquence. Un avantage supplémentaire de ce mode de réalisation se manifeste surtout lorsque plusieurs modules sont empilés et comprimés On utilise pour cela des tiges de traction et des ressorts qui maintiennent les modules ensemble Avec les tubes porteurs employés jusqu'ici, il pouvait arriver, au cours du fonctionne-15 ment, que les différentes cellules filtrantes ne s'ap- pliquaient plus de manière étanche les unes contre les autres en raison du ramollissement des matériaux Grâce aux évidements prévus selon l'invention, dans lesquels pénètrent les éléments de verrouillage, les tronçons de tube conservent une certaine mobilité axiale l'un par rapport à l'autre, de sorte que le ressort comprimant les modules est en mesure, en cas de ramollissement des cellules filtrantes, de comprimer le tube porteur davantage, avec le résultat que l'étanchéité optimale entre les éléments filtrants continue à être assurée Il est possible en plus d'améliorer l'étanchéité par un resserrement mécanique. Il est préférable que les éléments de ver- rouillage soient des parties de la paroi des tronçons de tube et soient formés les uns à côté des autres à la périphérie des tronçons. Pour ce qui concerne la conformation des éléments de verrouillage, il y a lieu de faire en sorte qu'ils ne puissent pas s'écarter radialement vers l'extérieur lors de l'assemblage des tronçons de tube, en raison des cellules filtrantes déjà mises en place sur les tronçons Un autre point à surveiller est que, après la jonction bout à bout des deux tronçons de tube, les éléments de verrouillage ne doivent pas faire saillie radialement vers l'intérieur puisque le tube5 porteur doit être enfilé autour d'un tube tamiseur dont le diamètre extérieur est adapté au diamètre intérieur du tube porteur. Il est avantageux que les éléments de ver- rouillage affectent une forme en T définie par une branche longitudinale et une branche transversale pour chaque élément, les branches longitudinales étant parallèles à l'axe du tube et les branches transversales étant conformées en arc de cercle Deux éléments de verrouillage voisins d'un tronçon de tube renferment chaque fois un évidement destiné à recevoir un élément de verrouillage de l'autre tronçon de tube. La longueur axiale des évidements d'un tronçon doit être choisie pour qu'elle soit au moins égale à l'épaisseur des branches transversales de l'autre tronçon, si bien que, à la jonction des deux tronçons de tube, ceux-ci puissent être comprimés sur une certaine distance au-delà de leur position finale Ceci est également nécessaire pour que les deux tronçons soient ultérieurement déplaçables axialement l'un par rapport à l'autre. La longueur axiale des évidements est de préférence au moins égale au double de l'épaisseur des branches transversales des éléments de verrouillage de l'autre tronçon de tube Afin d'éviter autant que possible la rotation des tronçons de tube l'un par rapport à l'autre, la distance circonférentielle entre deux branches transversales d'un tronçon est au moins égale à l'épaisseur de la branche longitudinale de l'autre tronçon. Les éléments de verrouillage d'au moins un tronçon sont élastiques dans le but de garantir une jonction simple et un verrouillage sûr des deux tronçons de tube Comme les éléments de verrouillage ne peuvent pas effectuer un mouvement élastique radialement vers l'extérieur du fait que les cellules filtrantes ont déjà été mises en place sur les tronçons de tube, il faut faire en sorte que les éléments de verrouillage élas- tiques puissent s'écarter radialement vers l'intérieur. Dans ce but, il est préférable que les branches trans- versales des éléments de verrouillage s'écartant radia- lement vers l'intérieur, présentent une face de glisse- ment dirigée obliquement vers l'extérieur et qui, lors de l'assemblage des tronçons de tube, coopère avec des faces de glissement complémentaires, dirigées vers l'intérieur, des branches transversales de l'autre15 tronçon de tube Les faces de glissement ont de préf é- rence une inclinaison de 450. Au cours de l'assemblage des tronçons de tube, les éléments de verrouillage glissent-les uns à côté des autres par leurs faces de glissement, jusqu'à ce qu'ils aient atteint l'évidement qui leur est coordonné dans l'autre tronçon de tube A ce moment, les éléments de verrouillage reprennent élastiquement leur position de départ, de sorte que le diamètre intérieur du tube porteurt n'est pas diminué après l'assemblage des deux tronçons Il est particulièrement avantageux, pour réunir les deux tronçons, de les orienter l'un par rapport à l'autre de manière que les éléments de ver- rouillage se trouvent en face des évidements dans lesquels ils doivent s'encliqueter Si l'on ne procède pas ainsi, la jonction axiale demande en plus une rotation des tronçons l'un par rapport à l'autre pour que les éléments de verrouillage puissent prendre leurs positions finales dans les évidements correspondants. Quand les deux tronçons de tube ont été réunis, les éléments de verrouillage sont pressés les uns contre les autres par leurs côtés inférieurs ou côtés arrière sous les forces de rappel produites par les cellules filtrantes Une branche transversale d'un élément de verrouillage s'applique alors par son côté arrière contre deux branches transversales de deux éléments de verrouillage de l'autre tronçon de tube. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels:10 la figure l est une vue de côté partielle- ment en coupe d'un module de filtre après l'assemblage; la figure 2 est une vue de côté de la zone de verrouillage des tronçons de tube faormant le tube porteur, avant la jonction;15 la figure 3 montre la zone de verrouillage des deux tronçons de tube après leur jonction; et la figure 4 est une représentation à plus grande échelle, partiellement en coupe, de deux éléments de verrouillage pendant la jonction des tronçons de- tube. La figure l représente, partiellement en coupe, un module de filtre 10 Il comprend un tube porteur l central, aux deux extrémités duquel sont formés, d'un seul tenant, des raccords 2 et 3 Ainsi que le montre la figure 1, on a prévu ici deux raccords différents, l'un en forme de cloche et l'autre de forme tubulaire Il est possible aussi de prévoir deux rac- cords 2, 3 identiques, annulaires, comme représenté sur la figure 3 Le tube porteur et les raccords sont fabriqués d'une matière plastique qui résiste au milieu à filtrer, en particulier d'une polyoléfine, de polypro- pylène par exemple. Au tube porteur 1 sont fixées en outre des cellules filtrantes 9 en forme de couronne circulaire, constituées de plusieurs couches La structure de telles cellules filtrantes est décrite dans le document DE- OS 37 41 552 Pour l'écoulement du filtrat depuis l'inté- rieur des cellules 9, le tube porteur est pourvu d'ou- vertures de passage 6 à travers desquelles le filtrat peut pénétrer à l'intérieur du tube 1 et être évacué à travers lui. Le tube porteur 1 est constitué d'un premier tronçon 4 et d'un second tronçon 5; ceux-ci ont la même longueur dans cet exemple, mais il est possible aussi de leur donner des longueurs différentes Pour réunir les 1 O deux tronçons de tube 4 et 5, leurs extrémités opposées aux raccords-2,-3 portent des éléments de verrouillage 7 qui s'interpénètrent au moment o les deux tronçons 4 et sont assemblés bout à bout. Les éléments de verrouillage 7 font partie de la paroi du tube et sont formés d'un seul tenant avec les tronçons 4 et 5, pourvus des ouvertures 6 Les éléments de verrouillage 7 sont juxtaposés en une couronne à la périphérie de chacune des extrémités dirigées l'un vers l'autre des tronçons de tube 4 et 5. Les figures 2 à 4 montrent de façon détaillée la conformation des éléments de verrouillage. La figure 2 représente à plus grande échelle les deux portions extrêmes des tronçons 4 et 5 avant leur assemblage On voit que les éléments de verrouil- lage 7 des deux tronçons 4 et 5 ont une forme en T et sont constitués chacun d'une branche longitudinale 12 et d'une branche transversale 11 Les branches longitudi- nales 12 sont parallèles à l'axe 17 du tube, tandis que les branches transversales 11 sont conformées en arcs de cercle et sont situées ensemble sur le cercle circonfé- rentiel au bout du tronçon de tube 4 ou 5 concerné. Deux éléments de verrouillage 7 voisins renferment chaque fois entre eux un évidement 8 dans lequel peut pénétrer une branche transversale Il d'un des éléments de verrouillage 7 de l'autre tronçon de tube, ainsi que cela est représenté sur la figure 3. Les évidements 8 ont une dimension axiale qui dépasse l'épaisseur d'une branche transversale 11 et correspond de préférence au double au moins de cette épaisseur Dans la représentation selon la figure 3, l'étendue axiale d'un évidement 8 correspond à peu près au triple de l'épaisseur d'une branche transversale 11. Ainsi, les deux tronçons de tube assemblés restent axialement déplaçables l'un par rapport à l'autre dans le sens de la flèche 18.10 Dans la représentation selon la figure 2, les deux tronçons de tube 4 et 5 sont mutuellement orientés de manière que les éléments de verrouillage 7 opposés soient disposés en quinconce On obtient ainsi l'avan- tage qu'il suffit de comprimer les deux tronçons 4 et 515 axialement pour que les éléments de verrouillage pénè- trent dans les évidements 8 coordonnés. Les éléments de verrouillage 7 du tronçon de tube 4 possèdent des faces de glissement 13 dirigées vers l'intérieur et situées sur les branches transver- sales 11 Les branches transversales 11 des éléments de verrouillage 7 du tronçon 5 présentent des faces de glissement 14, d'inclinaison analogue, qui sont dirigées vers l'extérieur. La distance circonférentielle entre les branches transversales 11 des éléments de verrouillage 7 est légèrement plus grande, dans la représentation selon la figure 3, que l'épaisseur des branches longitudinales 12 La distance entre deux branches transversales 11 voisines est de préférence adaptée à l'épaisseur de la branche longitudinale 12 devant pénétrer dans cet intervalle de l'autre tronçon de tube, afin qu'une rotation mutuelle des tronçons 4 et 5 soit si possible exclue. La figure 4 montre en détail la coopération des surfaces de glissement 13 et 14 au cours de la jonction des deux tronçons de tube 4 et 5 L'élément de verrouillage 7 du tronçon 4 en haut est appliqué par sa face de glissement 13, dirigée vers l'intérieur, contre la face de glissement 14 de l'élément de verrouillage 7, situé en face, du tronçon 5 Lorsque les deux tronçons 45 et 5 sont comprimés en direction axiale, l'élément de verrouillage 7 du bas s'écarte vers l'intérieur, dans le sens de la flèche A, en raison de son élasticité La branche transversale 11 de l'élément de verrouillage 7 du tronçon 5 peut ainsi glisser, dans le sens de la1 O flèche B, le long du côté intérieur de la branche transversale 11 de l'élément de verrouillage corres- pondant du tronçon 4, jusqu'à ce qu'elle atteigne l'évidement 8 situé au-dessus de la branche transversale il mentionnée en dernier Grâce à son élasticité,15 l'élément de verrouillage 7 pénètre alors brusquement dans cet évidement 8 et assure un verrouillage ensemble avec la branche transversale 11 de l'élément 7 du tronçon de tube 4, du fait de l'application l'une contre l'autre des faces arrière 15 et 16 des branches trans-20 versales 11. il REVENDICATIONS 1 Tube porteur central servant de composant pour modules de filtres et comportant des adaptateurs ou raccords disposés aux deux extrémités, caractérisé en ce5 qu'il est constitué d'un premier tronçon de tube ( 4) et d'un second tronçon de tube ( 5) pouvant être reliés l'un à l 'autre et présentant au moins une mobilité axiale l'un par rapport à l'autre après la liaison, le raccord ( 2, 3) ayant été fixé préalablement à chaque tronçon de tube ( 4, 5) correspondant. 2 Tube porteur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les raccords ( 2, 3) sont formés d'un seul tenant avec les tronçons de tube ( 4, 5). 3 Tube porteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les tronçons de tube ( 4, 5) présentent des éléments de verrouillage ( 7) situés aux extrémités opposées aux raccords ( 2, 3) et s'interpéné- trant lors de la liaison des tronçons de tube ( 4, 5). 4 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage ( 7) sont des parties de la paroi des tronçons de tube ( 4, 5) et sont formés les uns à côté des autres à la périphérie des tronçons de tube. 5 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tronçons de tube ( 4, 5) présentent des évidements ( 8) situés aux extrémités opposées aux raccords ( 2, 3) et dans lesquels pénètrent les éléments de verrouillage ( 7) de l'autre tronçon de tube ( 4 ou 5), les évidements ( 8) étant conformés de manière que les éléments de verrouillage ( 7) restent axialement mobiles après leur pénétration dans les évidements ( 8). 6 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage ont un forme en T définie par une branche longitudinale ( 12) et une branche transversale ( 11) pour chaque élément de verrouillage, les branches longitudinales ( 12) étant parallèles à l'axe ( 18) du tube et les branches transversales ( 11) correspondant à des arcs de cercle. 7 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque fois deux éléménts de verrouillage ( 7) voisins d'un tronçon de tube ( 4 ou 5) renferment entre eux un évidement ( 8) destiné à recevoir un élément de verrouillage ( 7) de10 l'autre tronçon de tube ( 5 ou 4). 8 m Tube porteur selon la revendication 7, carac- térisé en ce que la longueur axiale des évidements ( 8) d'un tronçon de tube ( 4 ou 5) est au moins égale à l'épaisseur des branches transversales ( 11) de l'autre tronçon de tube ( 5 ou 4). 9 Tube porteur selon la revendication 8, carac- térisé en ce que la longueur axiale des évidements ( 8) est au moins égale au double de l'épaisseur des branches transversales ( 11). 10 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la distance circonférentielle entre deux branches transversales ( 11) d'un tronçon de tube ( 4 ou 5) est au moins égale à l'épaisseur des branches longitudinales ( 12) de l'autre tronçon de tube ( 5 ou 4). 11 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que les élé- ments de verrouillage ( 7) d'au moins un tronçon de tube ( 4 ou 5) sont élastiques. 12 -Tube porteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage ( 7) élastiques d'un des deux tronçons de tube ( 4, 5) sont réalisés pour que, lors de la jonction des tronçons de tube ( 4, 5), ils s'écartent radialement vers l'inté- rieur. 13 Tube porteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les branches transversales ( 11) des éléments de verrouillage ( 7) s'écartant radialement vers l'intérieur, présentent une face de glissement ( 14)5 dirigée obliquement vers l'extérieur et coopérant avec des faces de glissement ( 13) dirigées vers l'intérieur des branches transversales ( 11) de l'autre tronçon de tube ( 4 ou 5) lors de la jonction des tronçons. 14 Tube porteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les faces de glissement ( 13, 14) ont une inclinaison de 45 . Tube porteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les rac- cords ( 2, 3) sont identiques et ont une forme annulaire. 16 Tube porteur selon l'une quelconque des revendications I à 14, caractérisé en ce que l'un des raccords ( 2 ou 3) est en forme de cloche et l'autre raccord ( 3 ou 2) est tubulaire. 17 Module de filtre comprenant une pluralité de cellules filtrantes ( 9) en forme de couronne circulaire, qui sont enfilées en une pile sur un tube porteur pourvu d'ouvertures de passage et sont maintenues comprimées axialement de manière étanche par rapport aux cellules filtrantes voisines, caractérisé en ce que le tube porteur ( 1) est constitué de deux parties ou tronçons de tube ( 4, 5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.