Brevet FR2882661A1 — publié le 20060908

SYSTEME DE FILTRATION DE LIQUIDE COMPORTANT UN OBTURATEUR DE VIDANGE La présente invention se rapporte aux systèmes de 5 filtration de liquide comportant un obturateur de vidange. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de filtration de liquide comportant: - un carter délimitant un volume intérieur dans lequel est disposé un élément filtrant qui délimite une zone d'amont communiquant avec une entrée de liquide et une zone d'aval communiquant avec une sortie de liquide, le carter étant pourvu, d'une part, dans sa partie inférieure d'une conduite d'évacuation de fluide résiduaire issu de la filtration, et d'autre part, dans sa partie supérieure d'un orifice supérieur disposé en regard de la conduite d'évacuation, - et un obturateur qui s'étend entre les parties supérieure et inférieure du carter et qui est logé dans la conduite d'évacuation et l'orifice supérieur du carter. De tels systèmes de filtration sont notamment connus de la demande FR 2 829 704 qui décrit un obturateur de vidange qui est adapté pour être monté mobile entre la position de fonctionnement dans laquelle il obture de manière étanche l'orifice supérieur et la conduite d'évacuation du carter et une position de vidange du fluide résiduaire dans laquelle l'obturateur libère à la fois la conduite d'évacuation ainsi que l'orifice supérieur du carter de manière à permettre une mise à l'air libre du carter et donc une vidange du fluide résiduaire via la conduite d'évacuation. Néanmoins, dans ces systèmes de filtration, il s'avère que le couple de revissage de l'obturateur à l'intérieur de l'orifice supérieur peut s'avérer relativement élevé après une utilisation relativement longue du système de filtration, dû au vieillissement du joint d'étanchéité qui vient au contac,, du taraudage de l'orifice supérieur du carter. Par ailleurs, des risques de pollution existent également du fait de l'usure du joint d'étanchéité sur sa portée et notamment sur le taraudage de l'orifice supérieur du carter lors du dévissage de l'obturateur vers sa position de vidange du fluide résiduaire. La présente invention a notamment pour but de 10 pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, selon l'invention, un système de filtration du genre en question est essentiellement caractérisé en ce que l'obturateur est monté mobile entre une position de fonctionnement dans laquelle l'obturateur obture de manière étanche l'orifice supérieur et la conduite d'évacuation du carter, et une position de vidange du fluide résiduaire dans laquelle l'obturateur obture toujours de manière étanche l'orifice supérieur du carter et libère la conduite d'évacuation. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours, en outre, à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le système comprend des moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire qui sont indépendants de l'obturateur; - les moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire sont formés par des moyens de mise à l'air libre du carter; - les moyens de mise à l'air libre du carter comprennent un deuxième orifice réalisé sur la partie supérieure du carter et un bouchon qui est monté mobile entre une première position dans laquelle le bouchon obture de manière étanche le deuxième orifice et une deuxième position dans laquelle le bouchon autorise l'entrée d'air dans le carter pour permettre l'évacuation du fluide résiduaire par la conduite d'évacuation; - les moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire sont formés par des moyens de mise sous pression 5 du liquide à l'entrée du carter; - les moyens de mise sous pression du liquide à l'entrée du carter sont formés par une pompe disposée en amont de l'entrée de liquide du carter; - l'obturateur comprend des moyens de retenue par rapport à l'orifice supérieur du carter pour assurer toujours un contact étanche entre l'orifice supérieur et ledit obturateur lorsque ce dernier est en position de vidange du fluide résiduaire; - les moyens de retenue sont formés par au moins un doigt flexible réalisé sur la partie supérieure de l'obturateur, le doigt flexible étant adapté pour venir en contact de butée contre une portion d'arrêt réalisée sur le carter; - l'obturateur s'étend entre des extrémités supérieure et inférieure qui sont chacune pourvues d'un joint d'étanchéité apte à coopérer de manière étanche respectivement avec l'orifice supérieur et la conduite d'évacuation; et le joint d'étanchéité de l'extrémité supérieure de l'obturateur reste en contact étanche sur la même portée cylindrique de l'orifice supérieur du carter lorsque l'obturateur est dans sa position de vidange ou dans sa position de fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de l'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue schématique du système de filtration conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe verticale et partielle du carter du système de filtration conforme à l'invention, lorsque l'obturateur est dans sa position de vidange du fluide résiduel; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 lorsque l'obturateur est dans sa position de fonctionnement du système de filtration; et - la figure 4 est une vue en coupe verticale et 10 schématique de l'obturateur conforme à l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un système de filtration de liquide 1 qui forme une partie d'un dispositif d'alimentation en liquide 2, par exemple tel que du gazole pour un moteur à combustion interne. Le dispositif d'alimentation en gazole 2 comporte: - un réservoir de carburant 3, - le système de filtration 1 qui comporte lui-même une entrée de gazole 4 reliée au réservoir 3 par un circuit d'aspiration 5, une sortie de gazole 6, une zone d'amont 7 communiquant avec l'entrée de gazole 4, une chambre d'aval 8 communiquant avec la sortie de gazole 6, un élément filtrant 9 interposé entre la zone d'amont 7 et la zone d'aval 8; - un ensemble de pompage 10 qui, dans l'exemple considéré ici, comporte, en série, une pompe basse pression 12 dite pompe de transfert 12 puis une pompe haute pression 13 (le cas échéant, ces deux pompes pourraient être intégrées dans un même dispositif), la pompe de transfert 12 comprenant une entrée 14 qui communique avec la sortie de gazole 6 du filtre et une sortie de gazole en excès 15, tandis que la pompe haute pression 13 comporte une sortie haute pression 16; - au moins un dispositif d'injection de gazole 17 alimenté par la sortie haute pression 16, ce dispositif d'injection 17 comportant, dans l'exemple considéré ici, une rampe commune 18 qui alimente en parallèle plusieurs injecteurs 19, ces injecteurs étant eux- mêmes reliés à une conduite d'évacuation de gazole en excès 19a; et - un circuit de retour de gazole 20 qui est alimenté d'une part par la sortie de gazole en excès 15 de la pompe de gavage 12, et d'autre part, par la conduite d'évacuation de gazole en excès 19a reliée aux injecteurs 19, ce circuit de retour de carburant 20 débouchant dans le réservoir 3 pour y renvoyer le gazole en excès non consommé dans le moteur alimenté par les injecteurs 19. Comme on peut le voir plus en détail sur les figures 1 à 4, le système de filtration de liquide 1 comprend un carter 21 formé par une cuve 22 qui présente un fond 22a s'étendant vers le haut par une paroi cylindrique 22b dont l'extrémité supérieure est solidaire d'un couvercle 23 de manière à former le carter 21. Ce carter 21 délimite donc un volume intérieur dans lequel est disposé l'élément filtrant 9 qui délimite la zone d'amont 7 qui communique avec l'entrée de gazole 4 et la zone d'aval 8 qui communique avec la sortie de gazole 6. Par ailleurs, le carter 21 ou plus exactement la cuve 22, présente au niveau de son fond 22a une conduite d'évacuation 24 permettant d'évacuer le fluide résiduaire issu de la filtration, ce fluide résiduaire lors du fonctionnement du système de filtration étant collecté dans une zone de collecte 25 délimitée par le fond 22a de la cuve 22. Par ailleurs, la partie supérieure du carter 21 ou plus exactement son couvercle 23 est également pourvue d'un orifice supérieur 26 qui est disposé sensiblement en regard de la conduite d'évacuation 24. Le système de filtration 1 comprend également un obturateur 27 qui s'étend entre le fond 22a de la cuve 22 et l'orifice 26 du couvercle 23. Comme on peut le voir sur les figures 2 à 4, cet obturateur 27 s'étend entre une extrémité supérieure 27a et une extrémité inférieure 27b qui sont chacune pourvues de moyens d'étanchéité qui sont formés dans l'exemple considéré ici par des joints d'étanchéité 28 et 29. Ces joints d'étanchéité 28 et 29 permettent, lorsque l'obturateur est en position de fonctionnement tel que représenté sur la figure 3, d'assurer l'étanchéité entre l'obturateur, l'ouverture 26 du couvercle 23 et la conduite d'évacuation 24 de la cuve 22. L'obturateur 27 peut être déplacé depuis sa position de fonctionnement représentée sur la figure 3 vers une position de vidange de fluide résiduaire stocké dans la zone de collecte 25 par déplacement vers le haut de l'obturateur 27 tel que représenté sur la figure 2. Dans cette position de vidange, l'obturateur 27, ou plus exactement le joint d'étanchéité 29 disposé sur son extrémité inférieure 27b, libère la conduite d'évacuation 24 tandis que le joint d'étanchéité 28 disposé sur sa partie d'extrémité supérieure 27a continue d'obturer l'ouverture 26 du couvercle 23. Dans cette configuration, le fluide résiduaire peut s'écouler de la zone de collecte 25 selon un débit plus ou moins lent. Afin d'accélérer l'évacuation du fluide résiduaire de la zone de collecte 25, le système de filtration 1 conforme à l'invention peut également comprendre des moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire. Ces moyens d'évacuation rapide peuvent par exemple comprendre un deuxième orifice réalisé dans la partie supérieure du carter 21 ainsi qu'un bouchon (non représenté) qui est monté mobile entre une première position dans laquelle ce bouchon obture de manière étanche le deuxième orifice et une deuxième position dans laquelle le bouchon autorise l'entrée d'air dans le carter 21 pour permettre donc l'évacuation du fluide résiduaire par la conduite d'évacuation 24. Selon une autre forme de réalisation des moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire de la zone de collecte 25, le système de filtration peut également comporter une pompe d'amorçage 30 (voir figure 1) disposée au niveau de la conduite d'aspiration 5 et en amont de l'entrée de gazole 4 du système de filtration. Le dispositif d'alimentation en gazole peut également comporter un dispositif de réchauffage par recirculation du gazole présent dans le circuit de retour 20. Cette recirculation est commandée par une vanne thermostatique 31, cette vanne thermostatique présentant une entrée reliée au circuit de retour de carburant 20 ainsi qu'une première sortie reliée directement au réservoir 3 et une deuxième sortie reliée à la zone d'amont 7 du carter 21. Cette vanne thermostatique peut par exemple s'ouvrir lorsque la température du gazole est inférieure à une température prédéterminée, par exemple de l'ordre de 20 C ou alors être en position fermée lorsque la température du gazole est à une température supérieure à cette température prédéterminée de 20 C. Ainsi, lorsque la température du gazole est inférieure à 20 C, la vanne thermostatique 31 étant ouverte, il suffit de déplacer l'obturateur 27 vers sa position de vidange tel que représenté sur la figure 2, puis d'actionner la pompe d'amorçage 30 de telle sorte que la pression à l'intérieur du filtre augmente et permette l'évacuation du fluide résiduaire par l'orifice d'évacuation 24. A l'inverse, lorsque la température du gazole est supérieure par exemple à 20 C, la vanne thermostatique étant fermée, à l'arrêt du moteur, l'intérieur du filtre est alors en dépression de par la hauteur de carburant Ah (voir figure 1) entre l'extrémité inférieure 27b de l'obturateur 27 et le réservoir 3. Il suffit alors de déplacer l'obturateur 27 vers sa position de vidange tel que représenté sur la figure 2 de telle sorte que de l'air soit aspiré à l'intérieur du filtre pour provoquer la vidange de la conduite de retour 32 puis la mise à l'atmosphère du système de filtration 1 via cette même conduite de retour 32, ce qui permet alors d'évacuer le fluide résiduaire par l'orifice d'évacuation 24. Selon encore une autre forme de réalisation des moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire de la zone de collecte 25, le système de filtration peut comporter une pompe basse pression disposée au niveau ce la conduite 5 et en amont de l'entrée de gazole 4. Cette pompe basse pression dite pompe de gavage peut alors être actionnée à l'arrêt du moteur et lorsque l'obturateur 27 est en position de vidange de manière à augmenter la pression à l'intérieur du filtre et permettre l'évacuation du fluide résiduaire par la conduite d'évacuation 24. Comme on peut le voir sur la figure 4, l'obturateur 27 comprend également des moyens de retenue 33 par rapport à l'orifice supérieur 26 du carter 21 de manière à assurer toujours un contact étanche entre l'orifice supérieur 26 et le joint d'étanchéité 28 de l'obturateur 27 lorsque ce dernier est en position de vidange tel que représenté sur la figure 2. Dans l'exemple considéré ici, ces moyens de retenue 33 sont formés par des doigts flexibles 34 qui s'étendent vers le bas et qui sont destinés à coopérer avec un épaulement 26b réalisé sur la paroi cylindrique formant l'orifice supérieur 26 du couvercle 23. La distance qui sépare les doigts flexibles 34 de l'épaulement 26b représente la course d'ouverture du joint d'étanchéité 29 de l'extrémité inférieure 27b de l'obturateur 27 pour libérer le conduit d'évacuation 24. Par ailleurs, comme on peut le voir sur cette même figure 4, le joint d'étanchéité 28 disposé dans la partie supérieure 27a de l'obturateur 27 reste toujours en contact étanche sur la même portée cylindrique de l'ouverture 26, et ce que l'obturateur 27 soit dans sa position de fonctionnement (figure 3) ou sa position de vidange (figure 2) . D'autre part, le déplacement de l'obturateur 27 par rapport au carter 21 se fait au moyen d'une partie filetée 27c de l'obturateur 27 qui coopère avec une portion taraudée de l'ouverture 26 du couvercle 23. Bien entendu, cet obturateur 27 permet également, suivant les cas d'utilisation, de vidanger l'ensemble du gazole contenu dans le système de filtration 1 et non pas le fluide résiduaire. REVENDICATIONS 1. Système de filtration de liquide comportant: - un carter (21) délimitant un volume intérieur dans lequel est disposé un élément filtrant (9) qui délimite une zone d'amont (7) communiquant avec une entrée de liquide (4) et une zone d'aval (8) communiquant avec une sortie de liquide (6), le carter (21) étant pourvu, d'une part, dans sa partie inférieure d'une conduite d'évacuation (24) de fluide résiduaire issu de la filtration, et d'autre part, dans sa partie supérieure d'un orifice supérieur (26) disposé en regard de la conduite d'évacuation (24), et -un obturateur (27) qui s'étend entre les parties supérieure et inférieure du carter (21) et qui est logé dans la conduite d'évacuation (24) et l'orifice supérieur (26) du carter, caractérisé en ce que l'obturateur (27) est monté mobile entre: une position de fonctionnement dans laquelle l'obturateur (27) obture de manière étanche l'orifice supérieur (26) et la conduite d'évacuation (24) du carter, et - une position de vidange du fluide résiduaire dans laquelle l'obturateur (27) obture toujours de manière étanche l'orifice supérieur (26) du carter et libère la conduite d'évacuation (24). 2. Système selon la revendication 1, comprenant en outre des moyens d'évacuation rapide (30) du fluide résiduaire qui sont indépendants de l'obturateur (27). 3. Système selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire sont formés par des moyens de mise à l'air libre du carter (21). 4. Système selon la revendication 3, dans lequel les moyens de mise à l'air libre du carter (21) comprennent un deuxième orifice réalisé sur la partie supérieure du carter (21) et un bouchon qui est monté mobile entre une première position dans laquelle le bouchon obture de manière étanche le deuxième orifice et une deuxième position dans laquelle le bouchon autorise l'entrée d'air dans le carter (21) pour permettre l'évacuation du fluide résiduaire par la conduite d'évacuation (24). 5. Système selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'évacuation rapide du fluide résiduaire sont formés par des moyens de mise sous pression (30) du liquide à l'entrée du carter (21). 6. Système selon la revendication 5, dans lequel les moyens de mise sous pression du liquide à l'entrée du carter (21) sont formés par une pompe (30) disposée en amont de l'entrée de liquide (4) du carter. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obturateur (27) comprend des moyens de retenue (34) par rapport à l'orifice supérieur (26) du carter (21) pour assurer toujours un contact étanche entre l'orifice supérieur (26) et ledit obturateur (27) lorsque ce dernier est en position de vidange du fluide résiduaire. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel les moyens de retenue (34) sont formés par au moins un doigt flexible (34) réalisé sur la partie supérieure de l'obturateur (27), le doigt flexible (34) étant adapté pour venir en contact de butée contre une portion d'arrêt (26b) réalisée sur le carter. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obturateur (27) s'étend entre des extrémités supérieure (27a) et inférieure (27b) qui sont chacune pourvues d'un joint d'étanchéité (28,29) apte à coopérer de manière étanche respectivement avec l'orifice supérieur (26) et la conduite d'évacuation (24). lO.Système selon la revendication 9, dans lequel le joint d'étanchéité (28) de l'extrémité supérieure (27a) de l'obturateur (27) reste en contact étanche sur la même portée cylindrique de l'orifice supérieur (26) du carter (21) lorsque l'obturateur (27) est dans sa position de vidange ou dans sa position de fonctionnement.