Brevet FR2673120A1 — publié le 19920828

Filtre réutilisable pour fluide ayant une fonction de f il- trage et une fonction d'introduction d'additifs L'invention concerne une unité de filtre réutili- sable, qui pourrait être utilisée par exemple dans des mo- teurs à combustion interne, comme par exemple des moteurs diesels ou des moteurs à essence, ou dans des applications de chauffage central pour des bâtiments ou analogues, le filtre assumant à la fois une fonction de filtrage et une fonction d'introduction d'un additif Le filtre peut être utilisé pour une variété de milieux fluides bien que la forme de réalisation préférée décrive un filtre destiné à réaliser le filtrage d'un fluide (qui peut être de l'eau), utilisé dans le système de refroidissement d'un moteur. Les filtres ayant à la fois une fonction de f il- trage et une fonction d'introduction d'un additif sont connus dans la technique De tels filtres comportent une partie filtrage qui peut inclure un milieu filtrant en pa- pier, et une partie logeant un additif, qui peut, de façon classique, contenir des additifs pouvant être utilisés pour traiter le fluide filtré, comme par exemple des additifs anticorrosifs ou antipiqûre. Ces filtres à deux fonctions de l'art antérieur présentent cependant un certain nombre d'inconvénients Ils possèdent un agencement relativement complexe, comprenant un grand nombre de pièces les rendant difficiles et onéreux à fabriquer De même, ces filtres à deux fonctions ne sont pas réutilisables Lorsque le milieu f iltant situé dans le filtre est pollué par des saletés éliminées et/ou lorsque l'additif chimique est épuisé, il faut jeter le filtre ou quasiment le reconstruire En outre, étant donné la com- plexité des unités de l'art antérieur, il faut les fabri- quer en grande partie avec un métal afin qu'ils résistent aux pressions d'utilisation. Un but de la présente invention est de fournir un filtre éliminant les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. De façon spécifique, un but de la présente inven- tion est de fournir un filtre assumant à la fois une fonc- tion de filtrage et une fonction d'introduction d'un addi- tif et peut être réutilisé dans la mesure o le milieu fil- trant et l'additif peuvent être remplacés aisément et de façon appropriée sans aucun démontage ou remontage du dis- positif. En outre un but de la présente invention est de fournir un filtre qui soit relativement simple et bon mar- ché à construire et qui soit particulièrement adapté pour être formé de composants en matière plastique. La figure 1 représente une unité de filtre à deux fonctions de l'art antérieur. La figure 2 représente une vue en élévation laté- raie et en coupe du filtre conforme à l'invention. La figure 3 représente une vue en coupe et en perspective du filtre conforme à l'invention. Les figures 4 et 5 sont des vues en perspective de la partie de filtrage du filtre conforme à l'invention. La figure 6 représente une vue de dessous de la partie de filtrage. La figure 7 est une vue en coupe et en perspec- tive du milieu filtrant utilisé dans le filtre conforme à l'invention. La figure 1 représente un filtre typique de l'art antérieur, qui inclut à la fois une partie de filtrage et une partie logeant un additif Un tel filtre est utilisé par exemple dans le système de refroidissement d'un moteur diesel pour réaliser un filtrage du fluide de refroidisse- ment. Le filtre est raccordé au système fluidique de telle sorte que, comme représenté sur la figure 1, sa par- tie supérieure est montée sur des moyens de réception ap- propriés situés dans le système fluidique Le milieu devant être filtré, qui peut être de l'eau ou un autre fluide, quitte le système fluidique et pénètre dans la partie ou- verte supérieure du filtre, comme représenté par la flèche sur la figure 1 Le fluide traverse alors l'ouverture ( 1) et pénètre dans le corps du filtre, o il rencontre le mi- lieu filtrant ( 2) De façon classique, le milieu filtrant ( 2) est constitué par du papier plissé disposé autour d'un tube de manière à former une étoile ou un cylindre en pa- pier traité, qui, de façon typique, est chauffé ou polymé- risé avant son utilisation Le milieu filtrant ( 2) est fixé à une plaque d'extrémité inférieure ( 3) métallique Le mi- lieu filtrant ( 2) est maintenu en place sur l'extrémité in- férieure de la plaque ( 3) au moyen d'un adhésif ( 4) La plaque métallique supérieure ( 5) est fixée à l'extrémité supérieure du milieu filtrant ( 2), qui est également main- tenue en place par un adhésif. En fonctionnement, le fluide traverse le milieu filtrant ( 2) en direction du centre du filtre La paroi in- térieure du milieu filtrant ( 2) est en appui contre un tube central perforé ( 6) incluant une pluralité de trous permet- tant au fluide de pénétrer dans la partie centrale du filtre ou partie du filtre logeant l'additif Dans la par- tie du filtre logeant l'additif, est disposé un produit ad- ditif ( 7) qui peut être solide, sous forme de granulés ou de pâte Le fluide traverse le produit additif et entraîne une certaine quantité de cet additif, qui est alors répar- tie dans l'ensemble du système fluidique. L'additif ( 7), habituellement désigné sous le terme de "additif chimique de complément" (SCA) ou "additif chimique sec" (DCA), peut être utilisé pour une variété de buts, comme par exemple empêcher la corrosion ou la forma- tion de piqûres dans un système de refroidissement. Après avoir traité avec l'additif, le fluide tra- verse une ouverture centrale (non représentée) ménagée dans la plaque d'extrémité supérieure ( 5) et pénètre dans le système fluidique. A la partie inférieure de la figure 1, on a re- présenté un ressort ( 8) qui agit sur la plaque d'extrémité inférieure ( 3) de manière à repousser l'ensemble de la par- tie centrale du filtre vers le haut de manière que la cou- ronne ( 9) ménagée sur la plaque métallique supérieure ( 5) s'applique contre le support fileté métallique ( 10), une garniture ou un joint d'étanchéité étant intercalé entre la couronne ( 9) et le support ( 10) Cette fermeture empêche le fluide introduit d'être transféré directement à la sortie du filtre sans traverser la partie filtrante et la partie logeant l'additif L'ensemble de l'unité de filtre est logé à l'intérieur d'une coque métallique ( 11). La structure de l'art antérieur décrite précédem- ment présente un certain nombre d'inconvénients Le dispo- sitif est relativement lourd étant donné qu'il doit être réalisé en métal, pour une bonne résistance mécanique, et possède une constitution complexe En outre, le dispositif est une structure "à usage unique", c'est-à-dire qu'il est agencé avec le filtre et l'additif montés à demeure et que, lorsque ces éléments sont hors service, le filtre n'est pas réutilisable, et doit au contraire être jeté et remplacé par un nouveau filtre contenant un nouveau milieu filtrant ( 2) et un nouvel additif ( 7). Le filtre conforme à l'invention est représenté sur les figures 2 à 7. La partie de filtrage de l'unité de filtre est la partie supérieure visible en ( 30) sur la figure 2, et la partie logeant l'additif est visible au-dessous en ( 29). L'écoulement du fluide à travers le filtre est repéré par la flèche sur les figures 2 et 3. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, le fluide pénètre dans le filtre par une ouverture ( 14) d'en- trée du fluide et pénètre dans un élément plastique en forme de tore ( 15), qui constitue un moyen permettant de retenir le milieu filtrant ( 16), que le fluide rencontre. La pièce ( 15) forme une cavité de forme toroïdale ( 22) ou- verte au niveau de la surface supérieure et possédant des parois intérieures coniques ou cylindriques ( 17) qui, comme cela est visible sur la figure 3, sont raccordées par l'élément ( 26) qui est moulé d'un seul tenant en tant que partie de la pièce ( 15) pour former un élément monobloc, comme cela est visible sur les figures 4,5 et 6. Le milieu filtrant ( 16) se présente sous la forme d'un cône ouvert à ses deux extrémités et possédant une surface extérieure comportant une pluralité de parties saillantes comme cela est visible sur la figure 2 Le mi- lieu filtrant ( 16) est de préférence un élément solide formé de fibres (naturelles, synthétiques ou mélangées) ag- glomérées les unes aux autres par des résines, des liants ou d'autres moyens comme par exemple par thermofusion. Le milieu filtrant ( 16) réalise un centrage et l'étanchéité automatiques dans la pièce ( 15) entre la paroi extérieure ( 24) et la paroi intérieure ( 17) de la chambre formée. En fonctionnement, le fluide traverse le milieu filtrant ( 16) et descend entre la paroi intérieure du mi- lieu filtrant ( 16) et la paroi intérieure ( 17) de la pièce ( 15) Le fluide alors filtré passe au-dessous du milieu filtrant pour pénétrer dans la partie inférieure de la pièce ( 15). Le fluide filtré traverse alors l'ouverture ( 18) et pénètre dans la partie inférieure ou partie ( 29) du filtre, servant à loger l'additif La partie ( 29) du filtre servant à loger l'additif contient un produit additif ( 19). Ce produit additif se présente, de façon typique, sous la forme d'une pâte, de granulés ou d'un liquide L'additif décrit précédemment est utilisé pour traiter le fluide par exemple avec des produits chimiques anticorrosifs ou anti- piqûre. Le fluide traverse l'additif et se déplace dans une direction ascendante comme cela est visible sur les fi- gures 2 et 3 et traverse une ouverture de sortie ( 20) et pénètre à nouveau dans le système fluidique L'ouverture de sortie ( 20) est située dans l'élément de raccordement ( 26) qui raccorde les parois intérieures ( 17) de la pièce ( 15). La coque extérieure ( 27) est de préférence une unité en matière plastique monobloc La coque extérieure ( 27) est raccordée à demeure à la pièce ( 15) au niveau d'un joint ( 28) par exemple par soudage par fusion La pièce ( 15), comme la coque, sont de préférence formées d'une unité en matière plastique monobloc et par conséquent le filtre peut être constitué de seulement deux éléments, ré- unis en permanence. Comme cela est mieux visible sur la figure 3, un f iletage est prévu en ( 21) dans la partie centrale inté- rieure de la pièce ( 15) Ce filetage est vissé sur un élé- ment correspondant du système fluidique de manière à fixer l'unité de filtre au système fluidique. Il est également prévu une garniture d'étanchéité ( 23) garantissant une étanchéité au fluide sur le pourtour extérieur du filtre. Les figures 4 et 5 montrent deux vues en perspec- tive de la pièce ( 15). La figure 4 représente l'ouverture ( 14) d'entrée du fluide, dans laquelle le fluide provenant du système fluidique pénètre dans la pièce ( 15) Le milieu filtrant ( 16) (non représenté sur la figure 4) est inséré dans la cavité de forme toroïdale ( 22) en glissant sur la partie centrale ( 13) La partie supérieure de l'ouverture de sor- tie, par laquelle le fluide retourne dans le système flui- dique, est représentée en ( 20) Des nervures de renforce- ment en matière plastique, qui sont de préférence moulées d'un seul tenant avec la pièce ( 15), sont visibles en ( 12). La figure 5 montre une autre vue en perspective de la pièce ( 15) montrant une autre vue des nervures de renforcement ( 12) Une ouverture d'introduction de l'additif est visible en ( 18); de préférence, il est prévu une pluralité d'ouvertures d'introduction de l'additif, à savoir par exemple une ouverture entre deux nervures de renforcement successives ( 12). La figure 6 représente une vue de dessous de la pièce ( 15), dans laquelle une pluralité d'ouvertures de passage de l'additif sont visibles en ( 18) entre les ner- vures de renforcement ( 12). La figure 7 représente le milieu filtrant rempla- çable ( 16) retiré du filtre Le milieu filtrant ( 16) est un élément solide possédant une surface extérieure ( 24) à pro- fil en dents de scie, qui est prévu de manière que le mi- lieu filtrant possède la surface extérieure maximale Le milieu filtrant est de préférence formé de fibres acry- liques agglomérées réunies entre elles par une résine phé- nolique. De préférence le milieu possède ce qu'on appelle une "porosité croissante", ce qui signifie que la porosité est réduite depuis la surface extérieure du filtre en di- rection de la surface intérieure, ce qui garantit que les particules sont piégées à l'intérieur du milieu. La conception décrite précédemment fournit des avantages importants. L'unité possède une constitution fixe en ce que la pièce ( 15) est soudée à demeure à la coque extérieure ( 27), ce qui conduit à une fabrication aisée et bon marché de l'unité. En dépit de cette constitution fixe, le filtre est entièrement réutilisable. Après que l'unité a fonctionné pendant un certain intervalle de temps et que le milieu filtrant est pollué et/ou que l'additif est épuisé, on peut le remplacer sans jeter le filtre dans sa totalité et sans démonter et remon- ter le filtre. Ceci est obtenu conformément à l'invention, de la manière indiquée ci-après. On dévisse le filtre du système fluidique au moyen du filetage ( 21) Le filtre étant retiré du système, le milieu filtrant solide ( 16) est dégagé comme cela est représenté sur la figure 3 L'opérateur soulève alors sim- plement ce milieu filtrant solide ( 16) et le jette Une fois que le milieu filtrant ( 16) est retiré, les ouvertures ( 18) d'introduction de l'additif situées dans le fond de la pièce ( 15), sont visibles L'opérateur peut alors simple- ment introduire un additif restant en retournant le filtre de haut en bas, puis en ajoutant un nouvel additif liquide ou sous forme de granulés ou d'une pâte dans la pièce ( 15), ce nouvel additif descendant par les ouvertures ( 18) d'introduction de l'additif, dans la partie ( 29) du filtre, logeant l'additif. Une fois que le nouvel additif a été introduit dans le filtre, l'opérateur introduit alors en le faisant glisser un autre élément formant milieu filtrant ( 16), et le filtre est alors dans un état entièrement régénéré. Par conséquent, on dispose d'un filtre réutili- sable, qui possède à la fois la fonction de filtrage et la fonction d'introduction d'un additif, et dans lequel le mi- lieu filtrant et l'additif peuvent être remplacés sans dé- montage et remontage de l'unité qui possède en outre un agencement extrêmement simple comprenant essentiellement deux éléments en matière plastique monobloc bon marché, à savoir la pièce ( 15) et une coque extérieure ( 27), qui sont fixés à demeure l'une à l'autre de manière à former5 une unité de filtre qui, bien que réutilisable, n'a jamais besoin d'être démontée. REVENDICATIONS 1 Filtre réutilisable pour un système f luidique du type utilisé avec un moteur à combustion interne ou un système de chauffage central, ce filtre incluant une partie de filtrage ( 30) et une partie ( 29) logeant un additif, la partie de filtrage étant adaptée pour recevoir un milieu filtrant jetable ( 16) et la partie logeant l'ad- ditif étant adaptée pour recevoir des additifs chimiques remplaçables ( 19); la partie de filtrage ( 30) incluant une pièce ( 15) pour re- tenir le milieu filtrant ( 16), la pièce incluant une ouver- ture d'entrée ( 14) servant à recevoir le fluide devant être filtré, provenant du moteur et une ouverture de sortie ( 20) servant à ramener le fluide filtré au moteur une fois qu'il a traversé le milieu filtrant ( 16) et la partie ( 29) lo- geant l'additif; le milieu filtrant ( 16) étant amovible et remplaçable, par l'intermédiaire de ladite ouverture ( 14) d'entrée du fluide, lorsque le filtre est retiré du moteur; la pièce ( 15) incluant les moyens ( 18) formant ouverture de passage de l'additif, permettant à un fluide filtré de pé- nétrer dans la partie ( 29) logeant l'additif après qu'il a traversé ledit milieu filtrant ( 16), lesdits moyens ( 18) formant ouverture de passage de l'additif étant également adaptés pour permettre à un additif de remplacement d'être ajouté à la partie ( 29) logeant l'additif lorsque le filtre est retiré du moteur et que le milieu filtrant ( 16) a été retiré de la pièce ( 15) avant le remplacement. 2 Filtre selon la revendication 1, dans lequel la pièce ( 15) inclut une cavité de forme toroïdale ( 22), l'ouverture d'entrée ( 14) étant située d'une manière géné- rale à l'opposé des moyens ( 18) formant ouverture de pas- sage de l'additif, un milieu filtrant ( 16) s'étendant dans ladite cavité ( 22) entre l'ouverture d'entrée ( 14) et l'ouverture ( 18) de passage de l'additif. il 3 Filtre selon la revendication 2, dans lequel le milieu filtrant ( 16) inclut des fibres agglomérées et une résine et forme un seul élément remplaçable possédant une surface extérieure complexe augmentant l'étendue exté- rieure de ladite surface extérieure. 4 Filtre selon la revendication 3, dans lequel le milieu filtrant réalise un centrage automatique et une étanchéité automatique dans la pièce ( 15) entre la paroi extérieure et la paroi intérieure ( 17) d'une chambre. 5 Filtre selon la revendication 4, dans lequel la coque extérieure ( 27) et la pièce ( 15) sont constitués chacun par une pièce en matière plastique monobloc et sont réunis à demeure par soudage par fusion. 6 Filtre selon la revendication 2, dans lequel la pièce ( 15) comprend une paroi extérieure ( 24) et une pa- roi intérieure ( 17) situées des deux côtés desdits moyens ( 18) formant ouverture de passage de l'additif et de ladite ouverture ( 14) et incluant un élément de raccordement ( 26) servant à raccorder les parois intérieures ( 17) de la pièce ( 15). 7 Filtre selon la revendication 6, dans lequel ladite ouverture de sortie ( 20) est située dans ledit élé- ment de raccordement ( 26) de la pièce ( 15). 8 Filtre selon la revendication 1, dans lequel la pièce ( 15) possède la forme générale d'un tore compor- tant une extrémité ouverte servant à recevoir une entrée pour un fluide non filtré et la surface située à l'opposé de ladite extrémité ouverte contenant les moyens ( 18) de passage de l'additif fluide, et dans lequel ledit milieu filtrant ( 16) et ledit additif ( 19) sont remplaçables sans démontage de l'unité de filtre, au niveau de ladite surface ouverte, lorsque le filtre est retiré du moteur.