Brevet FR2892947A1 — publié le 20070511

La présente invention concerne un système de filtration d'un liquide. Un tel système est utilisé pour filtrer un lubrifiant ou bien encore un liquide destiné à refroidir et lubrifier un outil de coupe utilisé, par exemple, dans le bâtiment. Dans cette dernière application, le système de filtration comprend généralement et comme cela est représenté à la Fig. 1, un réservoir R destiné à contenir une certaine quantité de liquide L, une pompe P qui est ici immergée dans le liquide L et qui peut de la sorte pomper le liquide L pour le refouler, au travers d'un tuyau T, dont la sortie, pourvue d'un bec de pulvérisation B, est orientée en direction d'un outil O en cours de travail sur un élément M de matière afin essentiellement de le refroidir et le lubrifier. Le liquide aspergé sur l'outil O retombe directement par gravité dans le réservoir R ou y est conduit par un collecteur non représenté. L'aspersion du liquide L permet aussi d'emporter les particules de matière arrachées de l'élément M par l'outil O pour les transporter dans le réservoir R. Pour éviter que ces particules ne puissent détériorer ou user prématurément la pompe P, un filtre F, constitué le plus souvent d'une grille, est placé au niveau de la zone d'aspiration de ladite pompe. Toutefois ce filtre peut facilement s'encrasser, comme le montre l'agglutination de particules à l'entrée du filtre. Le filtre peut également laisser passer dans la pompe des particules suffisamment grosses qui sont susceptibles de créer une avarie de celle-ci ou qui peuvent encore s'accumuler, par exemple, dans le bec de pulvérisation B. Une surveillance et une maintenance précoce de celle-ci sont alors à prévoir. On peut certes réduire la taille des perforations de la grille, mais alors le filtre s'encrasse plus rapidement. Le but de l'invention est donc de proposer un système de filtration d'un liquide adapté en particulier à refroidir et lubrifier un outil et qui puisse réduire la vitesse d'encrassement du filtre. A cet effet, est proposé un système de filtration d'un liquide, comprenant une pompe prévue pour être immergée dans un réservoir destiné à contenir un liquide pour le pomper, la pompe étant pourvue d'un filtre apte à filtrer le liquide admis dans la pompe, ledit système de filtration étant remarquable en ce qu'il comporte un dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre. Ainsi, le système de filtration fonctionne plus longtemps avant qu'il soit nécessaire de procéder à son nettoyage ou à son remplacement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre est pourvu d'un diffuseur disposé de manière à pouvoir projeter tangentiellement du liquide sur la partie filtrante du filtre. La disposition du diffuseur permet de repousser les particules en suspension 5 dans le liquide au- delà de la partie filtrante du filtre. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre est constitué d'un té de dérivation monté sur l'orifice de sortie de la pompe, la sortie latérale du té étant raccordée, par l'intermédiaire d'une canalisation, à un diffuseur disposé à la périphérie du filtre. 10 Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le diffuseur et le filtre sont constitués d'une même pièce. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre est constitué d'un té de dérivation monté sur l'orifice de sortie de la pompe, la sortie latérale du té étant raccordée à un tube coudé dont 15 l'extrémité libre est conformée de manière à former un diffuseur. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre est constitué d'un conduit intégré au corps de la pompe et de son filtre, le conduit étant raccordé avec l'orifice de sortie de manière à former une dérivation, le débouché du conduit étant conformé de manière à former un 20 diffuseur. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre est constitué d'un conduit intégré au corps de la pompe et de son filtre, le conduit étant raccordé avec un second orifice de sortie de la pompe de manière à former une dérivation, le débouché du conduit étant conformé de 25 manière à former un diffuseur. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le débouché du diffuseur est constitué d'une cavité cylindrique réduite par une demie sphère s'ouvrant sur une rainure rectangulaire. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le débouché du 30 diffuseur est constitué d'une ouverture oblongue. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la partie filtrante du filtre est constituée d'une paroi plane perforée. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une vue en coupe d'un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil connu de l'état de la technique, la Fig. 2 représente une vue en coupe d'un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil selon l'invention, la Fig. 3 représente une vue d'un détail d'un dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre d'un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil selon l'invention, la Fig. 4 représente une vue en perspective d'une pompe et d'un filtre pour un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil selon l'invention, la Fig. 5 représente une vue d'un détail d'une première variante de réalisation d'un dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre d'un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil selon l'invention, la Fig. 6 représente une vue d'un détail d'une seconde variante de réalisation d'un dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre d'un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil selon l'invention, et la Fig. 7 représente une vue d'un détail d'une troisième variante de réalisation d'un dispositif destiné à réduire le colmatage du filtre d'un système de filtration d'un liquide de refroidissement et de lubrification d'un outil selon l'invention. Le système de filtration de l'invention est destiné à filtrer un liquide tel qu'un lubrifiant ou bien encore un liquide destiné à refroidir et lubrifier un outil. Une telle application est décrite dans la suite de l'exposé de l'invention. Ainsi, à la Fig. 2, le système de filtration 100 qui est représenté est prévu pour filtrer un liquide destiné à lubrifier et refroidir un outil O susceptible d'usiner un élément M de matière. L'outil O peut être constitué d'une scie de carrelage, d'une scie de chantier, d'une foreuse, d'une perceuse, d'une scie murale, apte à travailler un élément de matière susceptible d'être utilisé dans le domaine de la construction de bâtiment. Le système de filtration 100 comprend essentiellement, un réservoir 110 susceptible de contenir une quantité d'un liquide L tel que de l'eau, une pompe 120 apte à pomper le liquide pour arroser l'outil O, un filtre 130 disposé en amont de la 4 pompe 120 pour filtrer le liquide aspiré par la pompe 120 ainsi qu'un dispositif 150 destiné à réduire le colmatage du filtre 130. La pompe 120, qui est ici immergée dans le réservoir 110, est pourvue d'un orifice d'entrée 122 du liquide, qui débouche dans le filtre 130 et d'un orifice de sortie 124 du liquide qui est raccordé à un ou plusieurs tuyaux 126, chacun étant terminé par une buse 128 qu'il convient d'orienter vers l'outil O. A cette Fig. 2, le filtre 130 est intégré au corps de la pompe 120. La partie filtrante 132 du filtre 130 est avantageusement constituée d'une paroi plane perforée dont les perforations limitent la taille et la quantité de particules susceptibles d'être aspirées dans la pompe 1 o pendant son fonctionnement. Ainsi, pendant le fonctionnement de la pompe 120, celle-ci aspire, au travers du filtre 130, le liquide L contenu dans le réservoir 110 pour le refouler afin qu'il puisse arroser l'outil O. Le liquide retombe ensuite directement par gravité dans le réservoir 110 ou est ramené dans celui-ci par un collecteur non représenté, si bien 15 que le système de filtration 100 fonctionne pratiquement en circuit fermé. Les particules arrachées sur l'élément M par l'outil O sont évacuées par le liquide aspergé et retombent dans le réservoir 110. Celui-ci forme également un décanteur pour les particules qui finissent par reposer sur le fond du réservoir 110, comme le montre l'agglutination apparente à cette Fig. 2. 20 Le dispositif 150 destiné à réduire le colmatage du filtre 130, qui va être décrit dans ses différents modes de réalisation, est prévu pour injecter, tangentiellement à la paroi constituant la partie filtrante 132, du liquide contenu dans le réservoir 110 et qui est provient du débit sortant de la pompe 120. De cette manière, on repousse les particules en suspension dans le liquide qui seraient 25 susceptibles de venir obstruer la partie filtrante 132. On décolle également les particules qui auraient pu s'accrocher sur la partie filtrante 132. A cet effet et à la Fig. 3, un té de dérivation 152 est monté sur l'orifice de sortie 124 de la pompe 120. La sortie latérale 154 de ce té est raccordée, par l'intermédiaire d'une canalisation 160, à un diffuseur 170 fixé à la périphérie du filtre 30 130. La sortie du diffuseur 170 est tournée de telle sorte que le jet de liquide qui en sort pendant le fonctionnement de la pompe 120 puisse balayer la partie filtrante 132, comme le montrent les traits fins fusant à la sortie du diffuseur 170. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 150 peut être adapté sur une pompe et son filtre du commerce. A la Fig. 4, le filtre 130 est de type amovible, susceptible d'être monté par emboîtement sur l'orifice d'entrée 122 de la pompe 120. Par ailleurs, le diffuseur 170 et le filtre 130 sont constitués d'une même pièce. Des écopes 171, disposées de part et d'autre du débouché du diffuseur 170, permettent de canaliser le flux de liquide 5 sortant du diffuseur 170 sur la surface de la partie filtrante 132. Dans une première variante de réalisation du dispositif 150, représentée à la Fig. 5, la canalisation et son diffuseur sont remplacés par un tube 180 coudé et dont l'extrémité libre est conformée de manière à former un diffuseur 170'. Dans une seconde variante de réalisation représentée à la Fig. 6, le dispositif 150 est constitué d'un conduit 190 intégré au corps de la pompe 120 et de son filtre associé. Le conduit 190 est raccordé directement, sans l'intermédiaire d'un té, avec l'orifice de sortie 124 de la pompe 120, au travers d'un trou 125, formant ainsi une dérivation à l'orifice de sortie 124. Le débouché du conduit 190 est conformé de manière à former un diffuseur 170". Dans une troisième variante de réalisation représentée à la Fig. 7, le conduit 190' du dispositif 150, d'une structure semblable à celle de la seconde variante, est ici raccordé à un second orifice de sortie 124' de la pompe 120, formant ainsi une dérivation à l'orifice de sortie 124. Le débouché du diffuseur 170, 170', 170" peut prendre la forme d'une ouverture rétrécie, par exemple la forme d'une cavité cylindrique réduite par une demie sphère s'ouvrant sur une rainure rectangulaire ou la forme d'une ouverture oblongue comme cela apparaît à la Fig. 4. Le débit de liquide circulant dans le diffuseur 170, 170', 170" est environ égal à dix pour cent de celui circulant dans l'orifice de sortie 124 pendant le 25 fonctionnement de la pompe 120. Le fonctionnement du système de filtration 100 s'établit de la manière suivante. Le réservoir 110 est rempli d'eau. L'outil O et la pompe 120 sont mis en marche. La pompe 120 débite alors au travers du ou des tuyaux 126 pour arroser l'outil O. 30 Il faut préciser ici que, pendant son fonctionnement, la pompe 120 cause, par son aspiration, un flux de liquide qui colporte des particules en suspension vers la partie filtrante 132. 6 Une proportion du débit de la pompe 120 est prélevée, qui est ainsi utilisée pour envoyer tangentiellement de l'eau sous pression sur la partie filtrante 132 du filtre 130. Du fait du fonctionnement de la pompe 120, les particules en suspension qui se déplacent dans le voisinage de la partie filtrante 132 sont repoussées de ladite partie filtrante 132, si bien que le filtre s'encrasse beaucoup plus lentement. On peut ainsi réduire la taille du maillage de la partie filtrante pour renforcer l'efficacité du filtre 130, permettre l'utilisation d'une buse à l'ajutage plus fin dans le but de créer un brouillard d'eau. La durée de vie de la pompe s'en trouve ainsi accrue. lo On peut également utiliser l'eau plus longtemps. Le système de filtration de l'invention permet de retarder le colmatage du filtre. Il augmente la durée moyenne de fonctionnement de la pompe. Il fonctionne de manière automatique sans nécessiter de maintenance 15 particulière. Son coût de fabrication est modique en regard des avantages qu'il procure. REVENDICATIONS 1) Système de filtration (100) d'un liquide (L), comprenant une pompe (120) prévue pour être immergée dans un réservoir (110) destiné à contenir un liquide (L) pour le pomper, la pompe (120) étant pourvue d'un filtre (130) apte à filtrer le liquide (L) admis dans la pompe (120), caractérisé en ce que le système de filtration (100) comporte un dispositif (150) destiné à réduire le colmatage du filtre (130) pendant le fonctionnement de la pompe (120). 2) Système de filtration (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (150) est pourvu d'un diffuseur (170, 170', 170") disposé de manière à pouvoir projeter tangentiellement du liquide (L) sur la partie filtrante (132) du filtre (130). 3) Système de filtration (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (150) est constitué d'un té de dérivation (152) monté sur l'orifice de sortie (124) de la pompe (120), la sortie latérale (154) du té (152) étant raccordée, par l'intermédiaire d'une canalisation (160), à un diffuseur (170) disposé à la périphérie du filtre (130). 4) Système de filtration (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diffuseur (170) et le filtre (130) sont constitués d'une même pièce. 5) Système de filtration (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (150) est constitué d'un té de dérivation (152) monté sur l'orifice de sortie (124) de la pompe (120), la sortie latérale (154) du té (152) étant raccordée à un tube (180) coudé dont l'extrémité libre est conformée de manière à former un diffuseur (170'). 6) Système de filtration (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (150) est constitué d'un conduit (190) intégré au corps de la pompe (120) et de son filtre (130), le conduit (190) étant raccordé avec l'orifice de sortie (124) de manière à former une dérivation, le débouché du conduit (190) étant conformé de manière à former un diffuseur (170"). 7) Système de filtration (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (150) est constitué d'un conduit (190') intégré au corps de la pompe (120) et de son filtre (130), le conduit (190') étant raccordé avec un second orifice de sortie (124') de la pompe (120) de manière à former une dérivation, le débouché du conduit (190') étant conformé de manière à former un diffuseur (170"). 8) Système de filtration (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le débouché du diffuseur (170, 170', 170") est constitué d'une cavité cylindrique réduite par une demie sphère s'ouvrant sur une rainure rectangulaire. 9) Système de filtration (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le débouché du diffuseur (170, 170', 170") est constitué d'une ouverture oblongue. 10) Système de filtration (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie filtrante (132) du filtre (130) est I o constituée d'une paroi plane perforée.