Brevet FR3057469A1 — publié le 20180420

Cartouche de filtration à évent intégré dans le flasque supérieur et système de filtration correspondant. Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des systèmes de filtration utilisés pour filtrer les liquides circulant dans les moteurs ou les équipements hydrauliques. Art antérieur De tels systèmes de filtration sont constitués par un corps de filtre à l'intérieur duquel est disposée une cartouche de filtration, qui présente généralement une forme cylindrique et qui inclut un medium de filtration, pouvant par exemple être en papier, en carton ou encore en feutre. Ce médium de filtration est classiquement solidarisé à deux flasques d'extrémité. De telles cartouches de filtration intègrent généralement un tube central, solidaire ou non des flasques, dont le diamètre extérieur avoisine le diamètre intérieur du médium de filtration de façon à limiter les déformations du médium de filtration sous l'effet de la pression s'exerçant à l'intérieur du système de filtration. Les flasques inférieurs peuvent être munis de moyens de mise en place et de maintien de la cartouche dans le système de filtration. Les corps de filtre des systèmes de filtration peuvent aussi inclure un tube support sur lequel peut être emmanchée la cartouche de filtration, le tube étant alors monté à demeure dans le système de filtration. Dans ce deuxième cas de figure, on connaît notamment des ensembles de filtrage mettant en oeuvre un tube support incluant un évent destiné à assurer le dégazage du système de filtration, en particulier au moment de son remplissage en liquide. De tels tubes support étant montés à demeure dans le système de filtration, on constate à terme soit une érosion, soit un encrassement de l'évent, ce qui, dans les deux cas, diminue peu à peu les performances du système de filtration. En effet, lorsque l'évent est érodé, la fuite permanente de liquide non filtré qui retourne au réservoir de liquide augmente, entraînant par conséquent une diminution de la quantité de liquide disponible à filtrer et un gaspillage d'énergie. Dans le cas d'un encrassement de l'évent, le dégazage du système de filtration est de moins en moins bien assuré, ce qui engendre une baisse du niveau de liquide, voire une 3057469 2 augmentation de la pression à l'intérieur du système de filtration, au détriment de la longévité de la cartouche de filtration, voire, à terme, de la qualité de la filtration. En cas de défaillance constatée (pouvant avoir entraîné des conséquences plus ou moins fâcheuses sur le moteur ou l'équipement hydraulique), le remplacement du tube 5 pourrait certes être envisagé. Cette opération n'est généralement pas prévue, et si tel était le cas, elle impliquerait une maintenance spécifique, entraînerait un surcoût et serait de nature à produire de nouveaux déchets à éliminer. Pour remédier à ce problème, il a été proposé une cartouche de filtration comprenant un médium de filtration présentant une lumière tubulaire intérieur, ledit 10 médium de filtration étant délimité par un flasque supérieur et un flasque inférieur caractérisée en ce que ledit flasque supérieur présente un évent communiquant avec ladite lumière tubulaire dudit médium de filtration. Selon cette technique, décrite dans FR 2822395A, l'évent permettant le dégazage est ainsi intégré à la cartouche de filtration et ne fait donc pas partie intégrante d'un organe restant à demeure dans le système de filtration 15 ou nécessitant une maintenance spécifique. A l'inverse, à chaque remplacement de la cartouche de filtration (opération généralement planifiée en fonction du nombre d'heures d'utilisation ou de kilomètres parcourus s'agissant d'un véhicule), un nouvel évent est mis en oeuvre, assurant un fonctionnement des moyens de dégazage optimal. Les effets de l'érosion et/ou de l'encrassement sont ainsi éliminés ou à tout le moins limités, au niveau de l'évent. 20 Bien qu'elle donne toute satisfaction, cette technique ne peut toutefois pas être mise en oeuvre efficacement avec certains média filtrants de nouvelle génération, synthétiques, qui sont essentiellement imperméables à l'air. De tels médias peuvent être choisi notamment parmi, les polyamides, les polyéthylènes, les polyéthersulfones. Objectifs de l'invention 25 L'invention a pour objectif de proposer une cartouche de filtration pourvu d'un évent destiné à assurer le dégazage du système de filtration qu'elle équipe, même dans les cas où son médium filtrant est essentiellement imperméable à l'air. Un autre objectif de l'invention est de proposer une telle cartouche de filtration muni d'un tel évent et pouvant être fabriquée aisément en grandes séries. 30 Un autre objectif de l'invention est de divulguer un système de filtration intégrant une telle cartouche qui n'engendre pas, ou pour le moins limite, les phénomènes d'érosion ou d'encrassement des moyens de dégazage. 3057469 3 Un autre objectif de l'invention est de proposer un tel système de filtration qui ne nécessite pas un surcroît de maintenance par rapport aux solutions de l'art antérieur. Encore un autre objectif de l'invention est de proposer un tel système de filtration dont les moyens de dégazage limitent la fuite de liquide non filtré. 5 Un autre objectif de l'invention est de proposer un tel système de filtration qui ne nécessite pas un surcroît de maintenance par rapport aux solutions de l'art antérieur. On notera que, selon une variante de l'invention, ledit premier élément de joint et ledit second élément de joint ne pourront former qu'une seule et même pièce qui sera alors pourvue d'un trou de passage d'air communiquant avec ledit évent. 10 Description de l'invention Ces objectifs sont atteints, en tout ou partie, grâce à l'invention qui concerne une cartouche de filtration comprenant : un médium de filtration de forme cylindrique définissant un axe central; 15 un premier flasque, ledit premier flasque étant un flasque ouvert et comprenant : une ouverture centrale définissant une sortie de fluide filtré ; une première face et une seconde face opposée à la premier face, ledit médium de filtration étant fixé à la seconde face du premier flasque ; une extension cylindrique s'étendant depuis ladite première face selon l'axe central et 20 faisant saillie vers l'extérieur de ladite ouverture centrale, ladite extension cylindrique présentant une face extérieure et une face intérieure; caractérisée en ce que ladite extension cylindrique est traversée par au moins un évent, et en ce qu'un premier élément de joint est prévu sur une première position de 25 l'extension cylindrique et un second élément de joint est prévu sur une seconde position de l'extension cylindrique, le premier élément de joint étant axialement décalé du second élément de joint par rapport à l'axe central de façon telle que ledit au moins un évent est positionné entre le premier élément de joint et le second élément de joint par rapport à l'axe central. 30 Une telle cartouche de filtration est destinée à être intégrée à un système de filtration qui sera décrit ci-après. Selon l'invention, l'évent ne fait pas partie intégrante d'un organe restant à demeure dans le système de filtration ou nécessitant une maintenance spécifique. A l'inverse, à 3057469 4 chaque remplacement de la cartouche de filtration (opération généralement planifiée en fonction du nombre d'heures d'utilisation ou de kilomètres parcourus s'agissant d'un véhicule), un nouvel évent, est mis en oeuvre assurant un dégazage optimal. Les effets de l'érosion et/ou de l'encrassement de l'évent sont ainsi éliminés ou à tout le moins limités. 5 On notera que l'extension cylindrique de la cartouche selon l'invention pourra ne former qu'un élément avec ledit flasque supérieur ou bien encore être constituée par une pièce rapportée et fixée sur celui-ci. Selon une variante de l'invention, ledit premier élément de joint et ledit second élément de joint sont choisis parmi les joints rapportés et les joints surmoulés. 10 Selon une variante, ledit premier élément de joint est un joint à lèvre. Egalement selon une variante, il est positionné en appui sur la première face du premier flasque et sur la paroi intérieure de ladite extension cylindrique. Selon une variante, ledit second élément de joint est aussi un joint à lèvre. Il est par exemple inséré sur une butée prolongeant ladite extension cylindrique. 15 L'évent présente un orifice d'entrée d'air et un orifice de sortie d'air, ledit orifice d'entrée d'air étant situé sur la paroi extérieure dudit élément cylindrique et ledit orifice de sortie d'air étant situé sur la paroi intérieure dudit élément cylindrique. Préférentiellement le diamètre de l'orifice de sortie d'air est plus petit que le diamètre de l'orifice d'entrée d'air. De cette façon, le flasque supérieur de la cartouche incluant l'évent peut être aisément 20 fabriqué par moulage et avec précision. D'autres techniques de fabrication peuvent toutefois être adaptées. Avantageusement, le diamètre de l'orifice de sortie d'air est compris entre 0,1 mm et 0,4 mm. Enfin, le médium filtrant de la cartouche selon l'invention est préférentiellement 25 essentiellement imperméable à l'air. L'invention concerne également un système de filtration comprenant : une tête de filtration comprenant un entrée de fluide, une sortie de fluide et une purge d'air ; un logement cylindrique prolongeant la dite tête de filtration; et, 30 une cartouche de filtration selon l'invention telle que décrite ci-dessus; caractérisé en ce que ledit premier joint de la cartouche de filtration est en contact étanche avec une première portion de la tête de filtration et le second joint de la cartouche de filtration est en contact étanche avec un deuxième portion de la tête de filtration, isolant 3057469 5 ainsi un coté propre de la cartouche de filtration qui est en communication avec la sortie de fluide d'un coté sale de la cartouche de filtration qui est en communication avec l'entrée de fluide et, caractérisé en ce que le premier flasque et la tête de filtration définissent un 5 compartiment de purge d'air en communication avec ladite purge d'air, le premier élément de joint isolant le compartiment de purge d'air du coté propre et le second élément de joint isolant essentiellement le compartiment de purge d'air du coté sale, ledit évent connectant ledit compartiment de purge d'air avec le coté sale. Selon une variante, le logement cylindrique pourra ne former qu'une seule pièce 10 avec la tête de filtration. Selon une autre variante, le logement cylindrique coopérera de façon amovible avec cette tête de filtration. Listes des figures 15 L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présentent, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple et non limitative, en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe d'une cartouche de filtration selon la présente invention ; 20 - la figure 2 représente une vue en perspective de la partie supérieure de la cartouche de filtration représentée à la figure 1; - la figure 3 représente une vue en coupe d'une portion de la partie supérieure de la cartouche selon la figure 2 ; - la figure 4 représente une vue en coupe d'un ensemble de filtrage selon l'invention 25 accueillant une cartouche de filtration selon les figures 1 à 3 ; - la figure 5 représente une vue en coupe d'une portion d'une partie supérieure de l'ensemble de filtrage représentée à la figure 4. Description d'un mode de réalisation. 30 Description de la cartouche de filtration En référence à la figure 1, la cartouche de filtration 1 selon l'invention comprend un médium de filtration 2 de forme cylindrique définissant une lumière cylindrique 3a selon 3057469 6 un axe central 3. Dans le cadre du présent mode de réalisation, ce médium est en (à compléter). Ce matériau est essentiellement imperméable à l'air. Ce médium de filtration 2 est fixé, à chacune de ses extrémités, à un flasque en matériau plastique rigide présentant une ouverture coaxiale à la lumière du médium de 5 filtration 2. Plus précisément un flasque, dit premier flasque 4 présentant une ouverture 5, est prévu dans la partie supérieure de la cartouche de filtration 1 , et un autre flasque, dit second flasque 40 présentant une ouverture 5a, est prévu dans la partie inférieure de celle-ci. 10 Le premier flasque 4 présente une première face 4a et une seconde face 4b. Le médium de filtration est fixé à la seconde face 4b de ce premier flasque 4. Le second flasque 40 présente une première face 40a et une seconde face 40b. Le médium de filtration est fixé à la seconde face 40b de ce second flasque 40. Un élément tubulaire 50, constitué d'un treillis en matériau plastique rigide, relie les 15 flasques 4 et 40 entre eux et assure la rigidité de la cartouche de filtration 1. Comme on peut le voir plus précisément sur la figure 2, le premier flasque 4 présente une extension cylindrique 6 s'étendant depuis la première face 4a selon l'axe central 3 et faisant saillie vers l'extérieur de ladite ouverture centrale 5. Cette extension cylindrique 6 présente une face extérieure 6a et une face intérieure 6b et est, selon la présente 20 invention, pourvue d'un évent 7 la traversant, ledit évent étant constitué d'un canal débouchant à l'une de ses extrémités sur la face extérieur 6a et à l'autre de ses extrémités sur la face intérieure 6 b de l'extension cylindrique 6. En référence à la figure 3, un premier joint 8 est prévu sur une première position de l'extension cylindrique 6, et un second joint 9 est prévu sur une seconde position de 25 l'extension cylindrique 6. Selon l'invention, le premier joint 8 est axialement décalé du second joint 9 par rapport à l'axe 3. Ainsi, l'évent 7 est positionné entre le premier joint 8 et le second joint 9 par rapport à l'axe central 3. Le premier joint 8 est un joint annulaire rapporté en nitrile positionné en appui sur la première face 4a du premier flasque 4 et sur la paroi intérieure 6b de l'extension 30 extension cylindrique 6. Il présente une lèvre 8a. Le second joint 9 est un joint annulaire rapporté en nitrile inséré sur une butée 10 prolongeant vers le haut ladite extension cylindrique 6. Il présente une lèvre 9a. 3057469 7 (On notera que, dans d'autres modes de réalisation, les joints 8 et 9 pourront être réalisés en un autre matériau que du nitrile, notamment du nitrile hydrogéné, du Viton ® FKM ou thermoplastique élastomère, un thermoplastique vulcanisé ou encore un thermoplastique polyuréthane). 5 Comme on peut également le voir sur la figure 3, l'évent 7 s'étend radialement par rapport à l'axe 3. Il présente par ailleurs un orifice d'entrée d'air et un orifice de sortie d'air. L'orifice d'entrée d'air est situé sur la paroi extérieure 6a de l'élément cylindrique tandis que orifice de sortie d'air 6b est situé sur la paroi intérieure 6b de celui-ci. Le diamètre de l'orifice de sortie d'air de l'évent est plus petit que le diamètre de l'orifice 10 d'entrée d'air. Dans le cadre du présent mode de réalisation, le diamètre de l'orifice sortie d'air est de 0,2 mm. Description du système de filtration En référence à la figure 4, le système de filtration selon l'invention comprend une 15 une tête de filtration 20 équipée d'une entrée 21 de fluide à filtrer, d'une sortie 22 de fluide filtré. Cette tête de filtration 20 est également pourvue d'une purge d'air 23 incluant une canalisation verticale reliée au réservoir de liquide à filtrer (non représenté). La tête de filtration 20 coopère avec un logement cylindrique 24 coopérant de façon 20 amovible avec la dite tête de filtration 20. Des joints 20a et 20b assure l'étanchéité entre la tête de filtration 20 et le logement cylindrique 24. (On notera que, dans d'autres modes de réalisation, le logement cylindrique pourra ne former qu'une seule pièce avec la tête de filtration 20). Le logement cylindrique 24 est monté par vissage sur un couvercle 25 pourvu de 25 moyens de drainage (non représentés). Le système comprend par ailleurs une cartouche de filtration 1 telle que décrite en référence aux figures 1 à 3 ci-dessus qui et emmanchée sur un élément tubulaire 20 c de la tête de filtration. En référence à la figure 5, le premier joint 8 de la cartouche de filtration 1 est en 30 contact étanche, grâce à sa lèvre 8a, avec une première portion de la tête de filtration 20 et le second joint 9 de la cartouche de filtration 1 est en contact étanche, grâce à sa lèvre 9b, avec un deuxième portion de la tête de filtration 20. Ainsi, le coté propre de la cartouche de filtration 1 qui est en communication avec la sortie de fluide est isolé du 3057469 8 coté sale de la cartouche de filtration 1 qui est en communication avec l'entrée de fluide 21. On entend par « coté sale » de la cartouche, le coté de celle-ci qui reçoit le fluide à filtrer et par « coté propre » de la cartouche le coté de celle-ci qui reçoit le fluide filtré. Selon cette mise en oeuvre, le premier flasque 4 et la tête de filtration 20 définissent 5 un compartiment de purge d'air annulaire 25 en communication avec la canalisation de la purge d'air provenant d'un réservoir (non représenté) à l'atmosphère. Le premier joint 8 isole ce compartiment de purge d'air 25 du coté propre et le second joint 9 isole essentiellement ce compartiment de purge d'air 25 du coté sale, seul l'évent 7 permettant de faire communiquer ledit compartiment de purge d'air 25 avec le coté sale 10 de la cartouche de filtration. Description du fonctionnement du système de filtration En fonctionnement, le fluide à filtrer arrive sous pression dans le système par l'arrivée de fluide 21 et pénètre dans l'espace périphérique ménagée entre la cartouche de filtration 1 et la paroi intérieure du logement cylindrique 24 pour être filtré en 15 passant à travers le médium filtrant 2. Le fluide filtré est récupéré dans la lumière cylindrique 3a de la cartouche de filtration 1 et évacuée du système par la sortie 22 de fluide filtrée. Le médium filtrant étant essentiellement imperméable à l'air, l'air éventuellement présent dans fluide à filtrer ne peut traverser celui-ci. Cet air monte et passe par l'évent 20 qui communique avec le compartiment annulaire 25, étanché grâce aux joints 8 et 9, pour être évacué par la canalisation de la purge d'air 23 vers le réservoir de liquide à filtrer qui est à l'atmosphère. 25 REVENDICATIONS1. Cartouche de filtration (1) comprenant : un médium de filtration (2) de forme cylindrique définissant un axe central (3) ; un premier flasque (4), ledit premier flasque (4) étant un flasque ouvert et comprenant : une ouverture centrale (5) définissant une sortie de fluide filtré, une première face (4a) et une seconde face (4b) opposée à la premier face (4a) , ledit médium de filtration (2) étant fixé à la seconde face (4b) du premier flasque (4) ; une extension cylindrique (6) s'étendant depuis ladite première face (4a) selon l'axe central et faisant saillie vers l'extérieur de ladite ouverture centrale (5), ladite extension cylindrique (6) présentant une face extérieure (6a) et une face intérieure (6b) ; caractérisée en ce que ladite extension cylindrique (6) est traversée par au moins un évent (7), et en ce qu'un premier élément de joint (8) est prévu sur une première position de l'extension cylindrique (6) et un second élément de joint (9) est prévu sur une seconde position de l'extension cylindrique (6), le premier élément de joint (8) étant axialement décalé du second élément de joint (9) par rapport à l'axe central de façon telle que ledit au moins un évent (7) est positionné entre le premier élément de joint (8) et le second élément de joint (9) par rapport à l'axe central (3). 2. Cartouche de filtration selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit premier élément de joint (8) et ledit second élément de joint (9) sont choisis parmi les joints rapportés et les joints surmoulés. 3. Cartouche de filtration selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit premier élément de joint (8) est un joint à lèvre (8a). 4. Cartouche de filtration selon la revendication 3 caractérisée en ce que ledit premier élément de joint (8) est positionné en appui sur la première face (4a) du premier flasque (4) et sur la paroi intérieure (6b) de ladite extension cylindrique (6). 5. Cartouche de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que ledit second élément de joint (9) est un joint à lèvre (9a). 3057469 10 6. Cartouche de filtration selon la revendication 5 caractérisée en ce que ledit second élément de joint (9) est inséré sur une butée (10) prolongeant ladite extension cylindrique (6). 5 7. Cartouche de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit évent (7) présente un orifice d'entrée d'air et un orifice de sortie d'air, ledit orifice d'entrée d'air étant situé sur la paroi extérieure (6a) dudit élément cylindrique (6) et ledit orifice de sortie d'air (6b) étant situé sur la paroi intérieure (6b) 10 dudit élément cylindrique (6), le diamètre de l'orifice de sortie d'air étant plus petit que le diamètre de l'orifice d'entrée d'air. 8. Cartouche de filtration selon la revendication 7 caractérisée en ce que le diamètre de l'orifice de sortie d'air est compris entre 0,1 mm et 0,4 mm. 15 9. Cartouche de filtration selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit médium filtrant est essentiellement imperméable à l'air. 10. Cartouche de filtration selon l'une quelconque des revendication 1 à 9 caractérisée 20 en ce que ledit premier élément de joint et ledit second élément de joint forment une seule et même pièce pourvu d'un trou de passage d'air communiquant avec ledit évent. 11. Système de filtration comprenant : une tête de filtration (20) comprenant un entrée de fluide (21), une sortie de fluide 25 (22) et une purge d'air (23) ; un logement cylindrique (24) prolongeant la dite tête de filtration (20) ; et, une cartouche de filtration (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ; caractérisé en ce que ledit premier élément de joint (8) de la cartouche de filtration (1) est en contact étanche avec une première portion de la tête de filtration (20) et le second 30 élément de joint (9) de la cartouche de filtration (1) est en contact étanche avec un deuxième portion de la tête de filtration (20), isolant ainsi un coté propre de la cartouche de filtration (1) qui est en communication avec la sortie de fluide d'un coté sale de la cartouche de filtration (1) qui est en communication avec l'entrée de fluide (21) et, 3057469 11 caractérisé en ce que le premier flasque (4) et la tête de filtration (20) définissent un compartiment de purge d'air (25) en communication avec ladite purge d'air (23), le premier joint (8) isolant le compartiment de purge d'air (25) du coté propre et le second élément de joint (9) isolant essentiellement le compartiment de purge d'air (25) du coté sale, ledit évent 5 (7) connectant ledit compartiment de purge d'air (25) avec le coté sale. 12. Système de filtration selon la revendication 11, caractérisé en ce que le logement cylindrique (24) coopère de façon amovible avec la dite tête de filtration (20).