Brevet FR2788447A1 — publié le 20000721

Etat de la technique: La présente invention concerne une cartouche de filtre notamment pour filtrer des liquides comprenant un agent filtrant de forme annulaire, notamment du papier filtre plié en étoile avec, au moins l'une des faces frontales de l'agent filtrant reliée solidairement à une rondelle d'extrémité par une matière de remplissage, notamment une masse de colle, et comprenant pour l'agent filtrant, un tube de support dont les bords plongent dans la matière de rem- plissage, L'invention concerne également un boîtier de fil- tre pour recevoir une telle cartouche de filtre. On connait de telles cartouches de filtre utili- sées notamment pour filtrer des liquides. Il est nécessaire d'avoir un tube de support, car la différence de pression ap- pliquée à la cartouche de filtre peut atteindre des niveaux très importants. Une cartouche de filtre équipée d'un tube de support est par exemple connue selon le document US 5 302 284. Lorsque la cartouche est mise en pression, le point faible d'une telle cartouche de filtre est le collage du papier filtre sur les rondelles d'extrémité ainsi que la liaison entre les rondelles d'extrémité et le tube central. Ce problème est résolu selon le document rappelé ci-dessus en ce que le tube de support fait partie intégrante des rondel- les d'extrémité. Cette liaison est ainsi en mesure d'absorber les différences de pression appliquées à la cartouche et de soutenir en même temps, suffisamment le papier filtre pour éviter également une défaillance de cette partie. Toutefois, la réalisation décrite de la cartouche de filtre nécessite la mise en oeuvre de moyens techniques im- portants, car la géométrie des rondelles d'extrémité inté- grant le tube de support ou d'appui est très difficile à réaliser. Une autre possibilité consisterait à relier le tube de support et les rondelles d'extrémité après leur fabrica- tion. Mais cela nécessite une étape de fabrication supplémen- taire pour la cartouche, ce qui se répercute également de manière négative sur les coûts de fabrication. Partant de cet état de la technique, la présente invention a pour but de développer une cartouche de filtre de fabrication peu coûteuse et supportant les différences de pression imposées entre le côté de la matière filtrée et ce- lui de la matière non filtrée. A cet effet, l'invention concerne une cartouche de filtre définie ci-dessus, caractérisée en ce que le tube de support présente des passages dans une zone en liaison avec la matière de remplissage. L'invention concerne également un filtre recevant une telle cartouche. Avantages de l'invention: La cartouche de filtre selon l'invention présente un agent filtrant de forme annulaire relié à au moins une rondelle d'extrémité avec l'aide d'une matière de remplis- sage. Ainsi la face frontale de l'agent filtrant pénètre dans la matière de remplissage qui peut être de la colle ou une mousse. La même remarque s'applique à un tube de support pré- vu au voisinage direct de la surface enveloppe extérieure ou intérieure de l'agent filtrant. L'agent filtrant peut par exemple être un papier filtre ou encore une matière non tis- sée ou une combinaison de ces matières. Les bords d'extrémité du tube de support pénètrent dans la matière de remplissage. Pour que la liaison réalisée uniquement par la matière de remplissage, notamment une liaison collée soit aussi solide que possible, le tube de support comporte des passages au ni- veau de la matière de remplissage dans lesquels la matière de remplissage coule au moment de la fabrication de la cartouche de filtre. Cela réalise une liaison par la forme en plus de la liaison de collage par la matière de remplissage; après prise de la matière de remplissage, on arrive à une résis- tance plus élevée de la cartouche de filtre vis-à-vis de la différence de pression possible. Le tube de support peut éga- lement être réalisé pour être perméable au fluide à filtrer. Cela peut s'obtenir par exemple par une structure en forme de réseau. L'introduction du tube de support dans la matière de remplissage crée une liaison entre ces pièces qui, du fait des orifices évoqués ci-dessus est très solide. Comme l'introduction d'une matière de remplissage est tout aussi nécessaire pour réaliser l'étanchéité entre l'agent filtrant et les rondelles d'extrémité, il n'est pas nécessaire de pré-5 voir des étapes de fabrication supplémentaires, ce qui sim- plifie la fabrication de la cartouche de filtre et permet ainsi une économie. Grâce aux passages ou orifices, on arrive pour la liaison collée à une résistance très grande vis-à-vis des différences de pression appliquées à la cartouche de fil- tre. Cela présente l'avantage que pour des applications ap- propriées, on peut choisir une très grande finesse de filtre, pour pouvoir séparer à un degré suffisant les particules pro- duites, par exemple lorsque la cartouche de filtre est utili- sée dans des machines à érosion. Une autre possibilité résultant de l'élévation ainsi rendue possible des différen- ces de pression est la réduction de la surface du filtre. Ce- la peut être avantageux dans des applications pour lesquelles il faut gagner de l'encombrement pour la cartouche de filtre. On peut obtenir la capacité de filtre dans ces conditions en utilisant des papiers filtres plus épais. Selon une réalisation particulière de l'inven- tion, le tube de support est une tôle perforée refermée en anneau. Celleci doit être réalisée pour que les trous de la tôle arrivent également dans la zone mouillée par la matière de remplissage. Les trous à cet endroit assurent alors la fonction des passages décrits ci-dessus, c'està-dire qu'ils réalisent une liaison par la forme avec la matière de rem- plissage. Cette variante présente l'avantage d'une fabrica- tion simple du tube de support. Les passages nécessaires à la réalisation décrite avec la matière de remplissage existent déjà dans la matière première. Selon un autre mode de réalisation en plus des trous existant dans la tôle perforée, on peut prévoir d'autres passages dans la zone correspondante du tube de sup- port. On augmente ainsi d'autant la solidité de la liaison entre la matière de remplissage et le tube de support. Cela est particulièrement important si le tube de support ne com- porte que peu d'orifices à cause des faibles débits au niveau de la garniture de filtre. Ainsi les orifices au niveau de la matière de remplissage ne sont pas suffisants pour augmenter la solidité de la liaison. De plus, ce moyen permet également d'utiliser des tôles perforées ayant des orifices plus5 grands. Pour réaliser la liaison entre le tube de support et la matière de remplissage, on peut prévoir des passages plus petits qui se trouvent complètement dans la zone de la ma- tière de remplissage. Les orifices plus grands ne peuvent pas remplir cette fonction s'ils ne sont pas complètement empri- sonnés dans la matière de remplissage. Selon une autre variante de l'invention, les ron- delles d'extrémité de la cartouche de filtre ont en coupe, une paroi latérale profilée. Le profil de la paroi latérale est conçu pour que le tube de support adjacent forme une ca- vité avec la paroi latérale. La matière de remplissage peut couler alors à travers les passages dans la cavité pour per- mettre le collage du tube de support sur les deux faces de sa paroi. Cela renforce encore plus la liaison. De plus, un tel profil de la paroi latérale produit également une liaison par la forme entre la matière de remplissage et la rondelle d'extrémité. Ce moyen renforce d'autant la résistance à la pression de la cartouche de filtre. Pour arriver à une plus grande solidité de la liaison entre le papier filtre et la rondelle d'extrémité, selon un autre mode de réalisation de l'invention, le fond de la rondelle d'extrémité est muni d'organes d'écartement. Ceux-ci évitent que la face frontale de l'agent filtrant ne touche le fond de la rondelle d'extrémité. Cela permet à la matière de remplissage de mieux se répartir; du reste, la face frontale de l'agent filtrant peut ainsi être mieux mouillée. Il en résulte une plus grande solidité de la liai- son entre l'agent filtrant et la rondelle d'extrémité, ce qui augmente d'autant les pressions possibles dans cette zone. Cela est surtout important, car une défaillance de la cartou- che de filtre se produit toujours à l'endroit le plus fra- gile. Cette mesure permet ainsi d'adapter le collage de l'agent filtrant aux pressions acceptables par le tube de support. Les organes d'écartement peuvent être des pièces in- sérées, de forme annulaire ou encore une partie des rondelles d'extrémité comme par exemple un décrochement dans la paroi latérale de la rondelle d'extrémité. Il est avantageux de découper les organes d'écartement dans la direction radiale. On évite que ceux-ci ne présentent une structure annulaire au niveau de la ron- delle d'extrémité. Cette structure annulaire constituerait alors une barrière vis-à-vis de la matière de remplissage qui s'écoule. Si toutefois on les découpe dans la direction ra- diale, cela permet à la matière de remplissage de mieux se répartir au niveau de la rondelle d'extrémité. Selon un développement avantageux de l'invention, la rondelle d'extrémité de la cartouche de filtre est une pièce en tôle matricée. Les organes d'écartement peuvent être réalisés sous la forme de souillures dans la pièce matricée, par exemple obtenue par emboutissage profond. La même remar- que s'applique à la paroi latérale qui forme la cavité du tube de support. On peut également réaliser de la même ma- nière une paroi latérale sans cavité. L'une des rondelles d'extrémité de la cartouche de filtre peut avantageusement être fermée, c'est-à-dire qu'elle recouvre le volume intérieur dans la cartouche de filtre. Sur ce côté de la cartouche de filtre, il n'est pas nécessaire dans ces conditions de réaliser l'étanchéité vis- à-vis du boîtier, ce qui permet également d'augmenter les différences de pression possibles. Le côté en regard est ou- vert, car le volume intérieur fonctionne comme côté de ma- tière filtrée ou de matière non filtrée et doit ainsi être relié à une entrée de matière ou une sortie de matière. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins annexés, dans les- quels:35 la figure 1 est une coupe transversale schématique d'un boîtier dans lequel est monté une cartouche de filtre, - la figure 2 montre le détail X de la figure 1, la variante de la figure 2 donnant les détails de forme au niveau de la rondelle d'extrémité. Description des exemples de réalisation: La figure 1 montre schématiquement un filtre. Ce filtre se compose d'un boîtier 10 en forme de pot et d'un couvercle 11. Après ouverture du couvercle 11, on peut placer la cartouche de filtre 12 dans le boîtier 10 et après ferme- ture du boîtier, on retient la cartouche à l'aide des sup- ports 13. Le boîtier comporte une entrée 14 débouchant dans le volume intérieur 15 de la cartouche de filtre. Le côté 16 du filtre correspondant au côté de la matière non filtrée est séparé du côté 18 du filtre correspondant à la matière fil- trée par un joint 17. Du côté de la matière filtrée 18, il y a un tube de support 19. Celui-ci est placé avec un papier filtre 20 plié en étoile et des rondelles d'extrémité 21 pour être relié de manière étanche à l'aide d'une masse de colle 22. Le boîtier comporte en outre une sortie 23 pour évacuer le fluide filtré. La figure 2 montre la coupe radiale à travers l'une des rondelles d'extrémité 21; le filtre en papier 20 et le tube de support 19 sont à ce moment mis en place. Le tube de support est formé d'une tôle perforée munie d'orifices 24 la rendant perméable au fluide. Le bord 25 pé- nètre dans la masse de colle 22. Dans la zone 26 adjacente au bord 25 et qui est définie par la surface de mouillage de la masse de colle 22, le tube de support 19 comporte des passa- ges 27 supplémentaires. La masse de colle non encore durcie peut traverser ces passages pour arriver dans la cavité 28 formée par la paroi extérieure du tube de support et par une paroi latérale profilée 29. Du côté intérieur 15 de la car- touche de filtre, la rondelle d'extrémité comporte une autre paroi latérale 29a qui débouche dans un segment de couvercle fermant un côté de la cartouche de filtre. Le fond 31 de la rondelle d'extrémité 21 porte des organes d'écartement 32. Ces organes sont concentriques au volume formé par les parois latérales 29, 29a. Les organes d'écartement 32 sont des bossages annulaires en forme de bourrelets prévus sur le fond 31 de la rondelle d'extrémité; dans cet exemple de réalisation, ces bossages sont répartis sur un anneau intérieur et un anneau extérieur. La coupe ra- diale représentée de la rondelle d'extrémité passe par une5 découpe 33 de l'organe d'écartement annulaire intérieur. Les découpes 33 de l'anneau extérieur sont décalées, de sorte que l'anneau extérieur de l'organe d'écartement est coupé par la coupe radiale telle que représentée. Dans cette fabrication de la cartouche de filtre, on place le papier filtre 20 avec10 une face frontale 34 sur l'organe d'écartement 32. La masse de colle peut couler et se répartir au niveau de la rondelle d'extrémité en traversant les passages 33. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Cartouche de filtre notamment pour filtrer des liquides comprenant un agent filtrant de forme annulaire, notamment du papier filtre (20) plié en étoile avec, au moins l'une des faces frontales (34) de l'agent filtrant reliée solidairement à une rondelle d'extrémité (21) par une matière de remplis- sage, notamment une masse de colle (22), et comprenant pour l'agent filtrant, un tube de support (19) dont les bords (25) plongent dans la matière de remplissage, caractérisée en ce que le tube de support (19) présente des passages (27) dans une zone (26) en liaison avec la matière de remplissage. 2 ) Cartouche de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tube de support est formé d'une tôle perforée et les pas- sages (27) dans la zone (26) du tube de support sont réalisés par la partie correspondante des orifices de la tôle perfo- rée. 3 ) Cartouche de filtre selon la revendication 2, caractérisée par d'autres passages supplémentaires dans la zone (26) du tube de support. 4 ) Cartouche de filtre selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce qu' une paroi latérale (29) de la rondelle d'extrémité (21) adja- cente au tube de support (19) présente en coupe radiale, un profil formant une cavité (28) entre le tube de support (19) et la paroi latérale (29). ) Cartouche de filtre selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que des organes d'écartement (32) pour la face frontale (34) de l'agent filtrant sont prévus au niveau du fond (29) de la rondelle d'extrémité (21). 6 ) Cartouche de filtre selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que les organes d'écartement (32) sont traversés dans la direc- tion radiale par des découpes (33). 7 ) Cartouche de filtre selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la rondelle d'extrémité (21) est une pièce matricée, la paroi latérale (29) qui forme la cavité (28) et les organes d'écartement (32) étant réalisés par mise en forme de la pièce matricée. ) Cartouche de filtre selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que l'une des rondelles d'extrémité (21) ferme un volume inté- rieur (15) de la cartouche de filtre, formé par l'agent fil- trant. 9 ) Filtre comprenant un boîtier (10) avec une entrée (14), une sortie (23) et un logement (13) pour recevoir une cartou- che de filtre qui sépare de manière étanche le côté de la ma- tière non filtrée (16) et le côté de la matière filtrée (18) dans le filtre, caractérisé par une cartouche de filtre selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8.