Brevet FR2973257A1 — publié le 20121005

La présente invention concerne le problème du colmatage des filtres par un liquide polluant. Il est bien connu que lorsqu'on dispose un filtre dans un circuit de liquide très pollué, c'est-à-dire contenant de nombreuses impuretés, ce filtre est rapidement colmaté. Pour pallier cet inconvénient il est connu de disposer des moyens pour racler la surface dudit filtre afin d'en détacher les particules qui l'obstruent ou encore d'inverser, pendant quelques instants la circulation du liquide pollué, voir par exemple US 4293037. Mais, d'une part les dispositifs de raclage son complexes et difficile à mettre en oeuvre, d'autre part il n'est pas toujours possible d'inverser le sens de circulation du liquide à travers le filtre. La présente invention concerne un filtre qui comporte des moyens de décolmatage qui lui sont propres, moyens qui, de surcroit, permettent d'en déterminer à volonté le calibrage. La présente invention concerne également une application particulière de tels 15 filtres à une installation de pompage de liquide pollué. Le filtre auto-nettoyant et à calibrage réglable, selon la présente invention, destiné à être placé dans un flux de liquide pollué par la présence de nombreuses particules, comporte un empilement d'éléments superposés verticalement, qui sont maintenus écartés les uns des autres par des moyens élastiques et qui sont rapprochés les 20 uns des autres par tout moyens mécaniques, hydrauliques, électriques, pneumatiques ou analogues ; de telle sorte que leur écartement puisse être réglé à volonté, ce qui détermine la dimension des particules pouvant passer dans l'espace ménagé entre deux éléments et augmenté au maximum , ce qui permet aux particules retenues de s'en détacher. La présente invention peut comporter tout ou partie des dispositions suivantes : 25 a) Les éléments filtrants sont traversés soit de l'intérieur vers l'extérieur soit l'inverse. b) Les éléments filtrants sont constitués par un ressort hélicoïdal dont les spires présentent une surface supérieure plate et dont le côté radialement extérieur est incliné vers le bas, pour que lorsque la circulation du liquide est 30 interrompue, les impuretés retenues entre deux spires se détachent du filtre par gravité dans la position de nettoyage. c) La circulation du liquide peut être inversés pour faciliter le détachement du liquide. d) Le moyen de rapprochement des spires est part exemple un vérin hydraulique agissant sur une extrémité du ressort, l'autre extrémité étant en appui contre 5 une butée. e) Le moyen de rapprochement des spires comporte deux vérins antagonistes. f) Le ressort est emmanché axialement sur un cylindre, muni d'une pluralité d'orifices laissant libre passage au liquide et à ses impuretés, ledit cylindre servant de guide axial audit ressort. 10 g) Les éléments filtrants sont des rondelles entre lesquelles sont disposés des moyens élastiques ayant tendance à les écarter les unes des autres. h) Les éléments filtrants en rondelles sont munis de butés et de languettes élastiques découpées dans la matière desdites rondelles. i) Les rondelles sont coniques et percées en leur centre par un orifice traversé 15 par un support cylindrique sur lequel toutes les rondelles sont enfilées. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un dispositif de pompage alternatif mettant en oeuvre deux filtres précités, comportant un vérin comprenant un piston alternatif de pompage séparant deux chambres à l'intérieur d'un 20 cylindre, une première chambre étant reliée à un premier filtre auto-nettoyant et une deuxième chambre à un deuxième filtre auto-nettoyant ; ladite chambre comportant à chaque fois une ouverture d'admission reliée à l'espace intérieur du ressort hélicoïdal du filtre correspondant par l'intermédiaire d'un clapet unidirectionnel et une ouverture de refoulement reliée à l'actionneur hydraulique du filtre correspondant ; de telle sorte que 25 lorsque le piston se déplace dans un sens l'actionneur hydraulique du premier filtre soit alimenté par le liquide refoulé en provenance de la première chambre, de manière à provoquer l'écartement des spires du ressort et le nettoyage du premier filtre ; tandis que la deuxième chambre aspire le liquide pollué à travers le deuxième filtre qui est en position de filtrage ; le fonctionnement étant inversé lorsque le piston se déplace en sens 30 inverse. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation et d'un exemple de mise en oeuvre, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation de l'invention, le filtre étant en position de filtrage. La figure 2 représente le filtre de la figure 1 en position de nettoyage. La figure 3 est une vue schématique et partielle d'un variante de réalisation du filtre de la figure 1, constituant un filtre à perte de charge constante. La figure 4 est une vue d'un montage dans lequel le calibrage du filtre est réglé par un moyen mécanique. Les figurent 5 et 6 illustrent, de façon schématique, un circuit de pompage alternatif de liquide pollué muni de deux filtres auto-nettoyant selon des modes de réalisation de l'invention. La figure 7 est un vue schématique, en coupe, illustrant une variante de réalisation avec des rondelles, en position de filtrage. La figure 8 est une vue du filtre de la figure 7 en position de décolmatage. La figure 9 est une vue de détail, à échelle agrandie, en perspective illustrant une rondelle des figures 7 et 8. En se reportant aux figures 1 et 2, on voit un boîtier 1 définissant une enceinte intérieure 55 autour de laquelle est disposé un enroulement en spirale 2 faisant ressort dont les spires sont plates, c'est-à-dire de section sensiblement rectangulaire. Cet enroulement 2 est disposé entre la partie supérieure fixe 3, faisant butée du boîtier 1 et une pièce mobile 4, qui est actionnée par un vérin 5, contre-tenu par un ressort 6. Le liquide à filtrer arrive par l'extérieur de l'enroulement 2, pénètre à l'intérieur 25 dudit enroulement dans l'enceinte 55 et sort par les orifices 7 du boitier 1. A la figure 1, l'action du piston 4 poussé par le ressort 6 a resserré les spires de l'enroulement 2 qui sont séparées les unes des autres par un espacement B, définissant le calibre du filtre. A la figure 2, le piston 4 s'est reculé en comprimant le ressort 6 sous l'effet 30 d'une pression de fluide injectée dans la chambre 56 ; de sorte que le ressort constitué par l'enroulement 2 s'est détendu, ce qui a augmenté l'espace séparant les spires, cet espacement ayant pris une valeur A, supérieure à B. L'espacement A est l'espacement maximum pouvant séparer les spires et correspond à la mise en butée du piston 4 contre la pièce inférieure 57 du boîtier 1 ; alors que la valeur de l'espacement B peut être déterminée à volonté en réglant la pression dans la chambre 56. Il est donc possible de déterminer les caractéristiques de filtrage du filtre ainsi constitué. Ainsi, une fois la circulation du liquide interrompue, il suffit de faire reculer le piston 4 pour agrandir l'espacement des spires depuis la valeur B jusqu'à la valeur A, ce qui permet aux impuretés retenues de se détacher de l'enroulement et de tomber par gravité grâce à l'orientation inclinée de la surface supérieure 58 des spires. Il est bien évident que, si cela est possible, en inversant la circulation du liquide on améliore le décolmatage. Les figures 3 et 4 sont des vues partielles et schématiques qui représentent une variante de réalisation selon laquelle l'enroulement 2 est enfilé sur un manchon 8 percé d'une pluralité d'orifices 9 de valeur supérieure à B, ce manchon ayant pour but de rigidifier l'enroulement 2 lorsqu'il est soumis à de fortes pressions. Le filtre de la figure 3 est un filtre à perte de charge constante. Si les passages du filtre se bouchent, au moins partiellement, le débit qui traverse le filtre va créer une perte de charge, qui s'opposera à la force axiale du ressort 6 qui exerce un appui sur les spires 2 du filtre. Le ressort va permettre aux spires de s'écarter et ainsi de réaliser un passage de fluide à perte de charge constante. La figure 4 est une disposition qui permet à l'utilisateur de pouvoir régler la finesse de son filtre. Le serrage, en plus ou en moins de l'écrou 40 sur le filetage 41 écarte ou rapproche plus ou moins les spires du ressort. Les figures 5 et 6 représentent, de façon schématique, un exemple de mise en oeuvre du filtre selon l'invention dans un circuit de pompage de liquide pollué, ce circuit étant, dans l'exemple représenté, un circuit de pompage alternatif. Les figures 5 et 6 montrent un dispositif de pompage réalisé par un piston 11 qui est déplacé par un moyen moteur non représenté, de façon alternative, dans un cylindre 30 10, ledit cylindre étant séparé en deux chambres 12 et 13 par le piston 11. Sur la figure 5, le piston 11 se déplace vers la gauche, selon le flèche fl ce qui refoule le liquide par la canalisation de refoulement 14 de la chambre 13 et, à travers un clapet anti-retour 17, par la canalisation de sortie 15. Avant le clapet anti-retour 17, la canalisation 14 alimente une canalisation 16 qui 5 alimente la chambre 56 d'un premier filtre F1, qui est analogue au filtre des figures 1 et 2. Le liquide arrivant dans la chambre 56 fait reculer le piston 4, ce qui a pour effet d'écarter les unes des autres les spires de l'enroulement 2, ce qui place le filtre F1 dans la position de nettoyage. Dans le même temps, le clapet d'admission 52 de la chambre 13 est 10 maintenu fermé par la pression de fluide établie dans la chambre 13, de sorte qu'il n'existe pas de flux aspiré à travers le filtre F1. Dans cet état, les matières solides polluantes accumulées sur le ressort 2 peuvent tomber par gravité du fait de l'inclinaison des spires. En même temps le piston 11 aspire du liquide dans la chambre 12 du cylindre 10. 15 Ce liquide est aspiré en 01 à travers un deuxième filtre F2 connecté de manière analogue au filtre F1. Du fait de l'absence de pression dans la canalisation de refoulement 24 de la chambre 12, les spires de l'enroulement du filtre F2 sont en position rapprochée, c'est-à-dire en position de filtrage avec l'écartement B de la figure 1. Le liquide pollué est donc filtré par le filtre F2 ; tandis que le filtre F1 est 20 nettoyé. Sur la figure 6 on voit que lorsque le piston 11 se déplace en sens inverse, selon la flèche f2, le fonctionnement est inversé. Le filtre F2 est nettoyé pendant que le filtre F1 filtre l'écoulement aspiré dans la chambre 13. Le liquide arrive en 02 et est filtré par l'enroulement 2 du filtre F1 ; tandis que 25 l'enroulement 2 du filtre F2 est nettoyé Au lieu d'un vérin 4 et d'une butée 3 il est possible d'employer deux vérins antagonistes pour actionner l'enroulement 2. Les figures 7,8 et 9 illustrent une variante dans laquelle le filtre est réalisé par un empilement de rondelles, les mêmes éléments portant les mêmes références. 30 En se reportant à ces figures on voir que le filtre est constitué par un empilement de rondelles 6 qui sont enfilées par leur orifice central 63 sur un manchon cylindrique 8, percé d'orifices 9. Chaque rondelle 60 comporte une ou plusieurs butées 61, ainsi que une ou plusieurs languettes 62, obtenues par découpage du matériau de la rondelle. Les languettes 62 constituent des moyens élastiques qui tendent à écarter les unes des autres les rondelles 60. Comme dans l'exemple précédent le piston 5 permet de comprimer l'empilage de rondelles 60 contre la butée 3, les butées 61 des rondelles empêchant lesdites rondelles 60 de devenir jointives et assurant un écartement minimum « e », qui est le calibre du filtre. Quand la pression exercée par le piston 5 est relâchée les languettes élastiques 62 10 provoquent l'écartement les une des autres des rondelles 60 Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. 15 L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » pour un élément n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments. Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être 20 interprété comme une limitation de la revendication. REVENDICATIONS1. Filtre auto-nettoyant et à calibrage réglable, destiné à être placé dans un flux de liquide pollué par la présence de nombreuses particules comportant un empilement d'éléments (2,60) superposés verticalement, qui sont maintenus écartés les uns des autres par des moyens élastiques et qui sont rapprochés les uns des autres par des moyens mécaniques (40), hydrauliques (5), électriques, pneumatiques ou analogues ; de telle sorte que leur écartement (A,B,E, e) puisse être réglé à volonté, ce qui détermine la dimension des particules pouvant passer dans l'espace ménagé entre deux éléments ou augmenté au maximum, ce qui permet aux particules retenues de s'en détacher. 2. Filtre selon la revendication 1 dans lequel les éléments filtrants (2,60) sont traversés soit de l'intérieur vers l'extérieur, soit l'inverse. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la circulation du liquide peut être inversée pour faciliter le détachement du filtre des impuretés. 4. Filtre selon la revendication 1, dans lequel les éléments filtrants sont constitués par un ressort hélicoïdal (2) dont les spires présentent une surface supérieure (58) plate et dont le côté radialement extérieur est incliné vers le bas, pour que, lorsque la circulation du liquide est interrompue, les impuretés retenues entre deux spires se détachent du filtre par gravité dans la position de nettoyage. 5. Filtre selon la revendication 4, dans lequel le moyen de rapprochement des spires est un écrou (40) ou un vérin hydraulique (5) agissant sur une extrémité du 20 ressort, l'autre extrémité étant en appui contre une butée (3). 6. Filtre selon la revendication 4, dans lequel le moyen de rapprochement des spires est constitué par deux vérins antagonistes. 7. Filtre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort (2) est emmanché axialement sur un cylindre (8), muni d'une pluralité d'orifices (9) laissant 25 libre passage au liquide et à ses impuretés, ledit cylindre (8) servant de guide axial du ressort (2). 8. Filtre selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les éléments filtrants sont des rondelles (60) entre lesquels ont disposée des butées (61) et des moyens élastiques (62) ayant tendance à les écarter les unes des autres. 9. Filtre selon la revendication 8 dans lequel les moyens élastiques (62) sont des languettes découpées dans la matière desdites rondelles (60). 10. Filtre selon les revendications 8 et 9 dans lequel les rondelles (60) sont coniques et percées en leur centre par un orifice (63) traversé par un support cylindrique (8) sur lequel les rondelles (60) sont enfilées, ledit support (8) étant muni d'une pluralité d'orifices (9) laissant passer librement le liquide et ses impuretés. 11. Dispositif de pompage alternatif mettant en oeuvre deux filtres selon l'une des revendications précédentes, comportant un vérin comprenant un piston alternatif de pompage (11) séparant deux chambres à l'intérieur d'un cylindre (10), une première chambre (13) étant reliée à un premier filtre auto-nettoyant (F 1) et une deuxième chambre (12) à un deuxième filtre auto-nettoyant (F2) ; ladite chambre (13,12) comportant à chaque fois une ouverture d'admission (50, 51) reliée à l'espace intérieur du ressort hélicoïdal (2) du filtre correspondant par l'intermédiaire d'un clapet unidirectionnel (52, 53) et une ouverture de refoulement (14, 24) reliée à l'actionneur hydraulique (4) du filtre correspondant (F1, F2) ; de telle sorte que lorsque le piston (11) se déplace dans un sens (fi) l'actionneur hydraulique du premier filtre (F 1) soit alimenté par le liquide refoulé en provenance de la première chambre (13), de manière à provoquer l'écartement des spires du ressort (2) et le nettoyage du premier filtre (F1) ; tandis que la deuxième chambre (12) aspire le liquide pollué à travers le deuxième filtre (F2) qui est en position de filtrage ; le fonctionnement étant inversé lorsque le piston se déplace en sens inverse.