Brevet FR2672511A1 — publié le 19920814

CARTOUCHE FILTRANTE La présente invention concerne des cartouches filtrantes utilisables notamment dans des aspirateurs à air domestiques ou industriels. Dans le domaine de la filtration, il s'avère souvent intéressant d'augmenter la surface de filtration d'un filtre en vue notamment de réduire les pertes de charge au niveau de ce dernier On connait en particulier des cartouches filtrantes à surface filtrante cylindrique constituée de papier filtrant plissé en accordéon Toutefois, cette solution n'est pas applicable à tous les types de papiers ou tissus filtrants, certains d'entre eux étant susceptibles de déchirures au niveau des pliures. L'invention a pour objet un nouveau type de cartouche filtrante à grande surface de filtration Selon l'invention, la cartouche filtrante du type à surface filtrante cylindrique comporte une pluralité de surfaces filtrantes disposées coaxialement pour définir au moins une surface filtrante périphérique et une surface filtrante centrale. Ainsi donc, grâce à l'invention, il est possible d'utiliser des matériaux filtrants (tissus, feutres, membranes) présentant des caractéristiques de filtration améliorées, notamment vis-à-vis de la résistance au colmatage, mais qui par ailleurs ne résistent pas ou résistent mal au pliage. Avantageusement, selon un mode de réalisation de l'invention, les surfaces filtrantes cylindriques sont réalisées à partir d'une membrane présentant une couche microporeuse, de préférence en polytétrafluoréthylène expansé, ladite couche étant disposée côté entrée du filtre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la cartouche filtrante comporte un anneau de butée d'étanchéité solidaire d'une des extrémités de la surface filtrante périphérique pour y définir une ouverture axiale d'évacuation du fluide après filtration, un disque formant cloison monté à une des extrémités de la surface filtrante centrale, chaque surface filtrante étant de plus solidarisée à la surface filtrante adjacente par une plaque radiale de liaison fixée à une de ses extrémités, ledit anneau, la ou les plaques(s) radiale(s) et le disque définissant ainsi des éléments de cloisonnement de la cartouche montés de façon alternée aux extrémités des surfaces filtrantes, chaque extrémité des surfaces filtrantes coopérant avec un seul élément de cloisonnement Avantageusement, la cartouche filtrante comporte des grilles de maintien pour les surfaces filtrantes disposées entre les deux éléments de cloisonnement associés à la surface filtrante concernée, de préférence du côté évacuation du fluide après filtration Cet agencement de structure simple est intéressant du point de vue des coûts de fabrication. Selon une variante du mode de réalisation de l'invention précédent la cartouche est destinée à être montée dans une conduite de fluide par l'intermédiaire de moyens de fixation agissant sur le disque pour solliciter l'anneau de butée en appui étanche sur la paroi de ladite conduite. Avantageusement, les grilles de maintien ne sont prévues que pour les surfaces filtrantes travaillant en compression. Cette disposition permet encore de simplifier la structure de la cartouche filtrante et d'améliorer la résistance au colmatage (par élimination de la grille de soutien pour les surfaces filtrantes travaillant en traction). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un aspirateur du type "seau dans lequel est montée une cartouche filtrante selon l'invention. la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'une cartouche filtrante selon l'invention. la figure 3 représente une vue schématique en coupe axiale de la cartouche filtrante de la figure 2. et la figure 4 représente une vue schématique en coupe axiale d'un autre modèle de cartouche filtrante selon l'invention. L'aspirateur de type "seau" illustré à la figure 1 comporte un corps cylindrique 10 pourvu d'une chambre 11 réceptacle dé poussière 12 alimentée en air à filtrer à partir d'une conduite 14 L'air est filtré au travers d'une cartouche filtrante selon l'invention 16 par aspiration à l'aide d'une turbine 18 entraînée par un moteur électrique 20 La circulation d'air classique pour un aspirateur du type "seau" est illustrée par un parcours de flèches montrées à la figure 1. Un premier mode de réalisation d'une cartouche filtrante selon l'invention est illustrée schématiquement en perspective à la figure 2 et en coupe à la figure 3 La cartouche 16 comporte une pluralité de surfaces filtrantes cylindriques (en l'espèce deux) disposées coaxialement par rapport à l'axe XX' pour définir une surface filtrante périphérique 22 et une surface filtrante centrale 24 La surface filtrante périphérique 22 porte à une de ses extrémités 25, un anneau 26 de butée d'étanchéité susceptible de venir en appui étanche par l'intermédiaire d'un joint 28 sur la paroi 30 de la conduite d'entrée 32 de la turbine de l'aspirateur, ledit anneau 26 définissant ainsi une ouverture axiale 34 d'évacuation du fluide après filtration L'autre extrémité 27 de la surface filtrante périphérique 22 porte une plaque radiale de liaison avec l'extrémité voisine 29 de la surface filtrante adjacente (en l'espèce la surface filtrante centrale 24) Enfin l'extrémité libre 31 de la surface filtrante centrale 24 est fermée par un disque formant cloison 38 Comme illustrés sur la figure 3, l'anneau 26, le disque 38 et la plaque radiale 36 définissent des éléments de cloisonnement de la cartouche montés de façon alternée aux extrémités des surfaces filtrantes, chaque extrémité des surfaces filtrantes en ne coooérant qu'avec un seul élément de cloisonnement Par ailleurs, la surface filtrante centrale 24 présente une longueur axiale réduite par rapport à la surface filtrante périphérique 22 pour dégager un libre passage d'évacuation 35 de l'air filtré vers l'ouverture 34 Les surfaces filtrantes sont réalisées à partir d'une membrane telle que par exemple un tissu ou un feutre recouvert d'une couche microporeuse de polytétrafluoréthylène (PTFE) expansé, la couche étant disposée côté entrée du filtre (chambre 11) pour éviter son colmatage interne Dans un mode de réalisation ici décrit les surfaces filtrantes 22 et 24 sont constituées d'une membrane filtrante commercialisée sous la marque GORE-TEX par la société "W L GORE & ASSOCIES" bien adaptée au domaine de la filtration en particulier pour le dépoussiérage. La cartouche est plaquée en appui étanche sur la paroi 30 par l'intermédiaire d'un tirant 40 solidaire du bâti de l'aspirateur L'extrémité libre du tirant 40 se projette au travers du disque 38 pour recevoir un écrou de montage 42 comme illustré sur la figure 3 On peut remarquer que l'agencement de montage de la cartouche filtrante sur la paroi 30 est tel que la surface filtrante centrale (ou membrane) 24 est soumise à des efforts axiaux de traction (auxquels la membrane 24 résiste sans l'aide de dispositif de maintien particulier) tandis que la surface filtrante périphérique 22 est soumise à des efforts axiaux de compression, ce qui nécessite pour cette dernière seulement la présence d'une grille de maintien ajourée 44. Il est à noter la grande simplicité de construction de la cartouche filtrante selon l'invention, les disque, plaque radiale et anneau étant réalisés en métal ou en matériaux plastiques (PVC) solidarisés aux surfaces filtrantes par thermosoudage. La figure 4 illustre un autre mode de réalisation d'une cartouche filtrante selon l'invention dans laquelle on a prévu trois surfaces filtrantes cylindriques coaxiales par rapport à l'axe Y,Y' Cette cartouche qui est de construction très semblable à celle de la cartouche illustrée aux figures 2 et 3 ne sera décrite à nouveau en détails. La cartouche de la figure 4 présente trois surfaces filtrantes cylindriques H 10, 112 et 114 réalisées en membranes de marque "GORE-TEX" présentées ci-avant La surface périphérique 110 porte à ses extrémités l'anneau d'appui 116 et la plaque radiale 118 la reliant à la surface filtrante intermédiaire 112 Cette dernière surface filtrante 112 porte à son autre extrémité la plaque radiale 120 la reliant à la surface centrale 114 Enfin, la plaque centrale 122 est fermée à son extrémité libre par le disque 122 La cartouche est maintenue en appui étanche sur la paroi 124 de l'aspirateur par l'intermédiaire du tirant 126 et de l'écrou 128 agissant sur le disque 122 On peut remarquer que les deux surfaces filtrantes cylindriques 110 et 114 sollicitées -en compression sont doublées par des grilles de maintien 130 et 132 comme illustré sur la figure 4. Bien entendu, l'utilisation des cartouches filtrantes, selon l'invention, n'est pas limitée aux aspirateurs à air industriels et/ou domestiques et s'étend au domaine de la filtration de fluides en général gazeux et/ou liquides, en particulier aux filtres pour moteurs à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles et engins de travaux publics. REVENDICATIONS 1 Cartouche filtrante du type à surface filtrante cylindrique caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de surfaces filtrantes ( 22-24, 110-112-114) disposées coaxialement pour définir au moins une surface filtrante périphérique ( 22-110) et une surface filtrante centrale ( 24- 114). 2 Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface filtrante est réalisée à partir d'une membrane présentant une couche microporeuse de préférence en polytétrafluoréthylène (PTFE) expansé, ladite couche étant disposée côté entrée du filtre. 3 Cartouche selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un anneau de butée d'étanchéité ( 26, 116) solidaire d'une des extrémités de la surface filtrante périphérique ( 22-110) pour y définir une ouverture axiale d'évacuation du fluide après filtration, un disque formant cloison ( 38, 122) monté à une des extrémités de la surface filtrante centrale ( 24, 114), chaque surface filtrante étant de plus solidarisée à la surface filtrante adjacente par une plaque radiale de liaison ( 36, 118-120) fixée à une de ses extrémités, ledit anneau, la ou les plaque(s) radiale(s) et le disque définissant ainsi des éléments de cloisonnement de la cartouche montés de façon alternée aux extrémités des surfaces filtrantes, chaque extrémité des surfaces filtrantes coopérant avec un seul élément de cloisonnement. 4 Cartouche selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des grilles de maintien ( 44, 130-132) pour les surfaces filtrantes disposées entre les deux éléments de cloisonnement associés à la surface filtrante concernée, de préférence du côté évacuation de fluide. Cartouche selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la cartouche est destinée à être montée dans une conduite de fluide ( 32) par l'intermédiaire de moyens de fixation ( 4042, 126-128) agissant sur ledit disque ( 38-122) pour solliciter ledit anneau de butée ( 26, 116) en appui étanche sur la paroi ( 30, 124) de ladite conduite. 6 Cartouche selon les revendicationss 4 et 5 prises en combinaison, caractérisée en ce que les grilles de maintien ( 44, 130132) ne sont prévues que pour les surfaces filtrantes travaillant en compression.