Brevet FR2892948A1 — publié le 20070511

Dispositif de filtration d'un fluide Domaine technique de l'invention L'invention concerne dispositif de filtration d'un fluide, comprenant deux embases espacées, un élément filtrant cylindrique intercalé entre les embases, et un canal axial interne délimité par l'élément filtrant, pour le passage du fluide traversant l'élément filtrant, ledit canal débouchant sur une i o ouverture d'évacuation. État de la technique 15 Une cartouche de filtration du genre mentionné, par exemple utilisée pour le filtrage de l'eau d'un bassin, peut être facilement logée et retirée d'un compartiment de filtration pour être nettoyée ou remplacée, lorsque l'élément filtrant est colmaté ou détérioré. Avant cette opération, le compartiment de filtration est généralement vidé au moins partiellement avec la pompe 20 principale du circuit de filtration pour faciliter l'intervention sur la cartouche. La pression de l'eau cessant, les impuretés présentes sur la surface extérieure de l'élément filtrant colmaté tombent dans le fond du compartiment de filtration avant que la cartouche de filtration ne soit retirée. De plus, les secousses engendrées par le retrait de la cartouche provoquent également 25 la chute d'impuretés, que le compartiment soit partiellement vide ou non avant le retrait de la cartouche. Avant la remise en route du circuit de filtration équipé de la cartouche nettoyée ou remplacée, l'utilisateur doit laver et/ou vidanger le compartiment de filtration, ce qui est particulièrement contraignant. A défaut, l'élément filtrant de la cartouche nettoyée ou 30 remplacée se colmate très rapidement, ce qui réduit la périodicité d'intervention sur le circuit de filtration. Des problèmes similaires 1 apparaissent quel que soit le type de fluide filtré par la cartouche, liquide ou gazeux. D'autre part, de telles cartouches de filtration sont souvent utilisées pour le filtrage de l'eau d'un bassin conjointement avec des diatomées ou tout autre adjuvant de filtration, favorisant la floculation des impuretés contre l'élément filtrant. Les diatomées sont déposées dans le panier de l'écumeur du circuit de filtration ou directement dans le compartiment de filtration. Les diatomées gonflent au contact de l'eau pour former une masse gélatineuse stable qui ~o vient ensuite se concentrer sur la surface extérieure des plis de l'élément filtrant et forme un gâteau . La présence de ce gâteau est instable sur des parois verticales. L'utilisation de diatomées permet d'augmenter la finesse de filtration à environ 5 microns. 15 Avec une utilisation conjointe de diatomées, dans le cas où le compartiment de filtration est au moins partiellement vidé, le gâteau garni d'impuretés s'effondre dans le fond du compartiment avant le retrait de la cartouche. Dans le cas où le compartiment n'est pas vidé, le gâteau et les impuretés se répandent pendant le retrait de la cartouche dans l'eau présente dans le 20 compartiment de filtration car la pression de l'eau est supprimée, la pompe étant arrêtée. Comme précédemment, le retrait de la cartouche de filtration pour son changement ou son nettoyage rend obligatoire le lavage et/ou la vidange du compartiment de filtration. 25 Objet de l'invention L'invention a pour but de pallier à ces inconvénients en proposant un dispositif de filtration de conception simple et peu onéreuse, permettant de faciliter les interventions de maintenance avec une gestion améliorée des 30 particules présentes sur l'élément filtrant. Le dispositif de filtration selon l'invention comporte une enveloppe s'étendant coaxialement autour de l'élément filtrant depuis l'embase inférieure pour définir un volume annulaire, ladite enveloppe s'étendant suivant une hauteur inférieure à la distance entre les embases, pour constituer une ouverture d'admission du fluide dans ledit volume annulaire. L'ensemble élément filtrant et enveloppe forme avantageusement une cartouche destinée à être insérée dans un compartiment de filtration, lequel peut être sous pression, ou relié à un collecteur en dépression. L'enveloppe permet de recueillir les particules présentes sur l'élément filtrant pendant le retrait de la cartouche. D'autre part, ces particules sont retirées en même temps que la cartouche, pour un gain de temps et d'ergonomie. Après le retrait de la cartouche, les opérations de lavage et/ou de vidange du compartiment de filtration sont supprimées. Dans le cas d'usage d'adjuvants de filtration du type diatomés, l'enveloppe permet de contenir le gâteau, et d'en assurer la stabilité. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure 1 annexée, illustrant, en semi coupe verticale, un exemple de cartouche de filtration conforme à l'invention. Description d'un mode particulier de réalisation Sur la figure 1, une cartouche de filtration 10 est en forme de cylindre creux allongé, dont le fond supérieur est constitué par une embase supérieure 11, en forme de disque plein et le fond inférieur par une embase inférieure 12, en forme de disque ayant un trou central 13. Une âme perforée 14 s'étend axialement entre les embases 11, 12 sur toute la hauteur de la cartouche de filtration 10 et se raccorde au trou central 13. L'âme perforée 14 gaine et délimite intérieurement un élément filtrant 15, en papier ou en autre média, intercalé entre les embases 11, 12. L'élément filtrant 15 est constitué de lentilles superposées ou de parois verticales plissées. Les embases 11, 12 et l'âme perforée 14 sont par exemple en matière plastique et coiffent les extrémités de l'élément filtrant 15 par collage. L'ensemble formé par les embases 11, 12, l'élément filtrant 15 et l'âme perforée 14 constitue une cartouche de filtration 10 pouvant par exemple être logée dans un compartiment 16 de filtration parcouru par le fluide à filtrer. Le fluide entre dans le compartiment 16 par un orifice d'entrée 32, et passe radialement (flèche 28) à travers l'élément filtrant 15 de l'extérieur vers l'intérieur en s'écoulant par l'âme perforée 14 et le trou central 13. Le trou central 13 constitue une ouverture d'évacuation OE du fluide filtré par la cartouche 10. La cartouche 10 est retirée périodiquement du compartiment de filtration pour être nettoyée ou changée. L'âme perforée 14 peut être de tout type connu, amovible ou non par rapport au reste de la cartouche 10. Suivant les variantes, la cartouche de filtration 10 ne comporte pas d'âme perforée 14. Le compartiment 16 de filtration comporte un orifice 17 avec une première collerette annulaire 18 agencée en périphérie et assurant le positionnement étanche et le maintien en position de la cartouche de filtration 10. Une deuxième collerette 19 annulaire est agencée dans l'embase inférieure 12 en périphérie du trou central 13 pour s'étendre en direction de l'intérieur de l'âme perforée 14. L'orifice 17 est ainsi connecté à l'ouverture d'évacuation OE et assure le guidage du fluide filtré. Conformément à l'invention, la cartouche de filtration 10 comporte en outre une enveloppe 22, de forme cylindrique et monobloc dans l'exemple. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 22 prend appui sur un épaulement extérieur 23 pratiqué sur la périphérie de l'embase inférieure 12. L'épaulement extérieur 23 maintient l'enveloppe 22 coaxialement autour de l'élément filtrant 15 pour définir un volume annulaire 27, avantageusement fermé à la jonction avec l'embase inférieure 12. L'enveloppe 22, de hauteur inférieure à la distance séparant les embases 11, 12, détermine avec io l'embase supérieure 11 une ouverture d'admission OA de forme annulaire, axialement opposée par rapport à l'ouverture d'évacuation 0E. Pour limiter les pertes de charges à l'entrée de la cartouche de filtration 10, la hauteur de l'enveloppe 22 est choisie pour que la surface de l'ouverture d'admission OA soit supérieure ou égale à la surface de l'ouverture d'évacuation 0E. 15 En régime établi, le fluide présent dans le compartiment de filtration passe au travers de l'ouverture d'admission OA comme l'indique la flèche 28. Le fluide admis dans le volume annulaire 27, chargé d'impuretés, traverse ensuite l'élément filtrant 15 puis l'âme perforée 14, laquelle constitue un canal axial 20 interne 29 jusqu'à l'ouverture d'évacuation 0E, comme l'indique la flèche 30, et traverse ensuite l'orifice 17. Dans les cas où la cartouche de filtration 10 ne comporte pas d'âme perforée 14, le canal 29 est directement confiné par l'élément filtrant 15. Le compartiment 16 de filtration est par exemple constitué par une enceinte fermée avec un fonctionnement sous pression. La 25 cartouche de filtration 10 selon l'invention peut également être utilisée avec un fonctionnement en dépression, en étant reliée à un collecteur en dépression disposé au fond d'un bac. Les impuretés filtrées sont concentrées dans le volume annulaire 27, sur la 30 surface extérieure de l'élément filtrant 15. Dans le cas de la filtration d'eau avec une utilisation conjointe de diatomées, le gâteau est également confiné dans le volume annulaire 27. L'enveloppe 22 offre un maintien pour le gâteau et autorise un surdosage de diatomées avec un gâteau plus épais et une répartition uniforme sur la hauteur de l'élément filtrant 15, pour une filtration améliorée. Pour le retrait de la cartouche de filtration 10, quel que soit le type de fluide, liquide ou gazeux, le circuit de filtration est arrêté après avoir vidé ou non le compartiment de filtration. La pression du fluide cessant dans les deux cas, les particules (les impuretés filtrées et le gâteau le cas échéant) io retombent par gravité dans le fond du volume annulaire 27. Le retrait de la cartouche 10 permet le retrait simultané des particules emprisonnées dans le volume annulaire 27. Ainsi, lors de la mise en place de la cartouche 10 nettoyée ou échangée, l'opérateur n'a pas besoin de laver et/ou de vidanger le compartiment 16 de filtration. 15 Le montage de l'enveloppe 22 sur l'embase inférieure 12 est avantageusement démontable pour faciliter le nettoyage de l'élément filtrant 15 sans démontage de ce dernier. 20 En référence à la figure 1, l'embase supérieure 11 comporte une poignée de préhension 31, qui vient par exemple de moulage avec l'embase supérieure 11. Cette poignée de préhension 31, de forme sphérique, permet d'exercer une force importante sur la cartouche de filtration 10 pour son retrait. 25 II est clair que l'enveloppe 22 selon l'invention peut être réalisée avec deux tronçons respectivement solidaires d'une embase 11, 12 et délimitant entre eux une ouverture d'admission OA de forme quelconque et à une hauteur quelconque. La matière de l'enveloppe 22 est choisie, par exemple, pour assurer une rigidité suffisante et une légèreté maximale pour le confort de 30 l'utilisateur. Dans certaines variantes, l'enveloppe 22 est constituée d'éléments assemblés permettant de s'adapter à la longueur de la cartouche de filtration 10. Le terme cartouche englobe tout autre dispositif de filtration, constitué par exemple par des lentilles ou plateaux superposés le long d'un axe vertical. La cartouche est montée amovible pour faciliter l'entretien lors du démontage. Revendications 1. Dispositif de filtration d'un fluide, comprenant deux embases (11, 12) espacées, un élément filtrant (15) cylindrique intercalé entre les embases (11, 12), et un canal axial interne (29) confiné par l'élément filtrant (15) pour le passage du fluide traversant l'élément filtrant (15), ledit canal (29) débouchant sur une ouverture d'évacuation (0E), caractérisé en ce qu'une enveloppe (22) est agencée coaxialement autour de l'élément filtrant (15) depuis l'embase inférieure (12) pour définir un volume annulaire (27), ladite enveloppe (22) s'étendant suivant une hauteur inférieure à la distance entre les embases (11, 12), pour constituer une ouverture d'admission (OA) du fluide dans ledit volume annulaire (27). 2. Dispositif de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission (OA) est axialement opposée à l'ouverture d'évacuation (0E) 3. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé 20 en ce que l'enveloppe (22) est un corps monobloc, et amovible pour faciliter l'entretien lors du démontage. 4. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enveloppe (22) est constituée d'éléments assemblés permettant 25 de s'adapter à la longueur de la cartouche de filtration (10). 5. Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de ladite ouverture d'admission (OA) est supérieure ou égale à la surface de l'ouverture 30 d'évacuation (0E). 8 6. Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément filtrant (15) est limité intérieurement par une âme perforée (14) constituant ledit canal (29). 7. Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble élément filtrant (15) et enveloppe (22) forme une cartouche (10) destinée à être insérée dans un compartiment (16) de filtration. 8. Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase supérieure (11) comporte une poignée de préhension (31). 9. Dispositif de filtration selon la revendication 7, caractérisé en ce que le compartiment (16) de filtration est sous pression ou relié à un collecteur en dépression. 10. Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de l'enveloppe (22) prend appui sur un épaulement (23) extérieur agencé à la périphérie de l'embase inférieure (12).