Brevet FR2758999A1 — publié le 19980807

"Ensemble de filtration comportant un élément filtrant plissé" L'invention concerne un ensemble de filtration comportant un élément filtrant plissé, destiné à la filtration de fluide, présentant une structure extrêmement compacte. Elle peut être utilisée pour des travaux de filtration dans le domaine de la biotechnologie, de la technique génique, de la pharmacie, de la chimie, de l'industrie des boissons et des produits alimentaires, ainsi que dans le domaine de la protection de l'environnement. L'ensemble de filtration est particulièrement approprié, en raison de sa compacité, du rapport favorable entre sa surface de filtration et le volume du corps, et de son faible volume mort, en tant que produit jetable destinés aux laboratoires, mais également pour des travaux destinés à une augmentation de l'échelle de concentration (scale-up) dans le cas d'équipement au moyen d'éléments adsorbants à membrane destinés à la séparation des matériaux précieux. Le document CH-A-568 761, ou le document DE-A-2 444 224 C3, par exemple, ont fait connaître des ensembles de filtration compacts comportant des éléments filtrants plissés. C'est ainsi que le document CH-A-568 761 décrit un ensemble de filtration compact de ce genre devant être utilisé en tant que filtre pour le sang, qui est constitué d'un corps rectangulaire comportant plusieurs parties, muni de raccords coaxiaux pour fluides, qui sont séparés l'un de l'autre par un élément filtrant plissé à plusieurs couches, de façon telle qu'un fluide devant être filtré ne peut parvenir à la sortie pour fluide en provenant de l'entrée pour fluide qu'en traversant l'élément filtrant. L'élément filtrant plissé est pincé par chacune des deux extrémités des bords des plis qui se terminent, entre des zones de paroi, présentant une conformation spéciale, de la moitié supérieure et de la moitié inférieure du corps, et soudé avec celles-ci, et est fermé, sur chacun des deux côtés frontaux, avec une masse de matériau composite, chacun au moyen d'une fermeture latérale. Des liaisons étanches aux fluides correspondantes existent entre les quatre parties constitutives du corps. Le document DE-A-2 444 224 C3 rend public un ensemble de filtration comportant un élément filtrant plissé qui est composé de 5 éléments constitutifs en forme de plaques alignés. L'élément filtrant plissé est soutenu du côté du filtrat, par un support poreux, disposant de nervures qui pénètrent dans les plis du plissage. L'élément filtrant plissé est reçu, en tant que support de membrane, par une échancrure en forme de plaque de l'élément constitutif central. Le grand nombre d'éléments constitutifs et de zones dans lesquelles les éléments constitutifs individuels de l'ensemble de filtration sont reliés entre eux avec étanchéité aux fluides constitue un inconvénient. En plus du coût technologique élevé de la fabrication de tels éléments filtrants, les liaisons représentent surtout des sources de défauts considérables entraînant des fuites qui peuvent fréquemment conduire à des défaillances prématurées des ensembles de filtration, en cours d'utilisation. Un autre inconvénient consiste dans le fait que les ensembles de filtration comportent un volume mort relativement important du côté arrivée de l'écoulement et du côté sortie de l'écoulement, qui est formé entre les plis de l'élément filtrant plissé, ainsi qu'entre l'élément filtrant et les parties du corps. Ceci constitue un inconvénient pour la filtration de fluides dangereux, ou celle de fluides qui contiennent des matériaux précieux affinés à un degré élevé. En outre, les éléments filtrants plissés peuvent être détruits par des pulsations des fluides, ou par des rincages à contre- courant car ils ne disposent pas d'un appui pour le filtre, ou ils en disposent seulement d'un côté. L'objet de l'invention consiste à créer un élément filtrant pour fluides comportant un élément filtrant plissé qui soit robuste à l'encontre des chocs de pression et des rinçages à contre-courant, qui ne soit constitué que de peu de pièces et qui comporte un faible volume mort. Ce problème est résolu au moyen d'un élément filtrant pour fluides doté d'un élément filtrant plissé comportant au moins une couche, qui est disposé dans un corps rectangulaire constitué de seulement deux parties de corps en matière de synthèse, comportant des raccords pour fluide côté entrée et côté sortie, les plis ouverts ainsi que les dos des nervures de l'un des côtés de l'élément filtrant plissé étant orientés vers le côté entrée et les plis ouverts, ainsi que les dos des nervures de l'autre côté de l'élément filtrant plissé étant orientés vers le côté sortie. Sur leur côté orienté vers l'élément filtrant plissé, les deux parties de corps en matière de synthèse présentent une surface de pincement s'étendant à la périphérie sur tout le tour, entre lesquelles surfaces sont pincés les côtés frontaux et les extrémités des bords des plis de l'élément filtrant plissé qui se terminent. La surface de pincement à la périphérie sur tout le tour s'étend sur la zone marginale des parties de corps en matière plastique, à l'exception d'une largeur d'environ 0,1 à environ 2 cm, de préférence de 0,3 à 1 cm. Grâce à une injection de matière de synthèse sur leur périphérie, les deux parties de corps en matière de synthèse sont reliées de façon étanche à l'encontre des fuites, en enserrant l'élément filtrant plissé dans le corps, de façon étanche aux fluides. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'élément filtrant plissé est à peine plus grand que les parties de corps en matière de synthèse, si bien qu'il dépasse aux bords d'environ jusqu'à 1 mm, de préférence entre 0,2 et 0,5 mm. Cette partie qui dépasse est intégrée de façon étanche aux fuites dans l'enveloppe injectée en matière de synthèse. Les deux parties de corps en matière de synthèse présentent, sur leur côté orienté vers l'élément filtrant plissé, des nervures qui pénètrent des deux côtés dans les plis de l'élément filtrant. De ce fait, d'une part elles jouent un rôle de soutien du filtre des deux côtés, et d'autre part, elles empêchent la formation d'un volume mort entre les plis du plissage. De préférence les nervures ont un relief tel qu'elles remplissent les plis du plissage. Leur forme peut être quelconque. Pour obtenir une surface de filtre optimale pour préserver les matériaux de filtration, elles devraient cependant, de préférence, avoir une forme allant de celle d'un triangle à celle d'un trapèze, avec des arêtes arrondies et une pente ascendante des surfaces d'environ 20 à 70 , de préférence de 30 à 40 . Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les surfaces de pincement s'étendant sur tout le tour à la périphérie ont une conformation surélevée d'environ 0,01 à 1 mm, de préférence de 0,05 à 0, 2 mm. La surélévation des surfaces de pincement provoque du côté entrée et du côté sortie la formation d'un intervalle entre le matériau de filtration et les nervures. Dans ce cas, la hauteur de l'intervalle correspond approximativement à la hauteur de la surélévation. Pour garantir un volume mort extrêmement réduit, I'élément filtrant plissé est revêtu, côté entrée ou côté sortie, ou des deux côtés, d'un matériau plat plissé compressible qui remplit simultanément une fonction de préfiltrage et de drainage. En tant que matériau plat, on peut par exemple employer un voile de microfibres. En vue d'une meilleure conformation des canaux d'écoulement pour le fluide qui doit être filtré et pour le filtrat qui doit être recueilli, les nervures peuvent avoir une conformation comportant des discontinuités sur les deux parties de corps en matière de synthèse. L'invention est expliquée plus en détail dans ce qui suit en relation avec les figures. La figure 1 est une coupe d'un ensemble de filtration selon l'invention, et la figure 2 est une vue en éclaté, des deux parties de corps en matière de synthèse et de l'élément filtrant plissé de l'ensemble de filtration selon l'invention. Comme représenté sur les figures 1 et 2, I'ensemble de filtration 1 est constitué des deux parties 2 et 3 de corps en matière plastique, comportant chacune un embout de raccordement 4 et 5 pour fluides, et de l'élément filtrant plissé 6. Si l'on fait fonctionner l'ensemble de filtration 1 du haut vers le bas, la référence 4 désigne l'embout de raccordement côté entrée et la référence 5, I'embout de raccordement côté sortie. Si l'on fait fonctionner l'ensemble de filtration 1 dans le sens inverse, la référence 5 désigne l'embout de raccordement côté entrée et la référence 4, I'embout de raccordement côté sortie. Les plis ouverts 7 et les dos 8 de nervures de l'une des faces de l'élément filtrant plissé 6 sont orientés vers le côté d'entrée, et les plis ouverts 7', ainsi que les dos 8' de nervures de l'autre face de l'élément filtrant plissé 6 sont orientés vers le côté de sortie. Les parties 2, 3 de corps en matière de synthèse portent, sur leur côté orienté vers l'élément filtrant plissé 6, des nervures 9, 9' dont la forme et la dimension sont, de préférence, adaptées aux plis 7, 7' du plissage. Afin d'économiser la matière, les parties 2, 3 de corps en matière de synthèse ont un contour se présentant comme un plissage, grâce auquel sont formées les nervures. Sur leur côté orienté vers l'élément filtrant plissé 6, les deux parties 2, 3 de corps en matière de synthèse disposent d'une surface de pincement 10 sur tout le tour à leur périphérie, entre lesquelles surfaces sont pincés les côtés frontaux (non représentés), et les extrémités 11 des bords des extrémités des plis de l'élément filtrant plissé 6 qui se terminent. Les deux parties 1, 2 de corps en matière de synthèse sont réunies à leur périphérie de façon étanche aux fluides par une enveloppe injectée 12 en matière de synthèse, en enserrant l'élément filtrant plissé 6 dans le corps, de façon étanche. Revendications 1. Ensemble de filtration (1) pour fluides comportant un élément filtrant plissé constitué d'au moins une couche, qui est disposé dans un corps rectangulaire constitué de deux parties de corps (2, 3) en matière de synthèse dotées d'embouts de raccordement (4, 5) pour fluides du côté entrée et du côté sortie, les plis ouverts (7) et les dos (8) de nervures de l'une des faces de l'élément filtrant plissé (6) étant orientés vers le côté d'entrée, et les plis ouverts (7'), ainsi que les dos (8') de nervures de l'autre face de l'élément filtrant plissé (6) étant orientés vers le côté de sortie, caractérisé en ce que les deux parties (2, 3) de corps en matière de synthèse sont réunies sur leur périphérie par une enveloppe injectée (12) en matière de synthèse pour former le corps et portent sur leur côté orienté vers l'élément filtrant plissé (6) des nervures (9, 9') qui pénètrent dans les plis (7, 7') du plissage de l'élément filtrant (6) et comportent une surface de pincement (10) sur tout le tour à leur périphérie, entre lesquelles surfaces sont pincés les côtés frontaux et les extrémités des bords des plis (1 1) de l'élément filtrant plissé (6) qui se terminent. 2. Ensemble de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de pincement (10) est surélevée. 3. Ensemble de filtration selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surélévation de la surface de pincement (10) a une hauteur comprise entre 0,01 et 1 mm. 4. Ensemble de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures (9, 9') remplissent complètement les plis (7, 7') du plissage de l'élément filtrant (6). 5. Ensemble de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures (9, 9') comportent des discontinuités en vue de la réalisation de canaux d'écoulement destinés au fluide qui doit être filtré et au filtrat. 6. Ensemble de filtration selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément filtrant plissé dépasse aux bords des deux parties de corps en matière de synthèse d'environ jusqu'à 1 mm, de préférence d'environ 0,2 à 0,5 mm, et en ce que l'enveloppe injectée en matière de synthèse intègre cette partie qui dépasse de façon étanche aux fluides.