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"Perfectionnements aux systèmes de filtration".
La présente invention se rapporte à des perfectionnements à des systèmes de filtration pour enlever ou récupérer des sub- stances solides en suspension dans des fluides.
L'invention a pour but d'obtenir un système de filtration permettant de renverser le sens du mouvement du fluide filtré à travers l'élément filtrant,en vue d'enlever de celui-ci la matière solide filtrée du fluide et recueillie par l'élément filtrante
Dans un système de filtration suivant 1 invention,en 'outre
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d'un dispositif pour produire l'écoulement d'un fluide, renfer- mant des substances solides indésirables, à travers l'élément fil- trant,il est prévu un dispositif,
permettant d'utiliser le fluide filtré pour emmagasiner une certaine quantité d'énergie potentiel- le et construit et disposé de façon à permettre l'utilisation de l'énergie potentielle ainsi emmagasinée pour refouler la liquide filtré en sens inverse à travers l'élément filtrant,après arrêt de l'écoulement du fluide,souillé par des substances solides, à travers cet .élément filtrant. l'écoulement en sens inverse du fluide filtré à travers l'élément filtrant dépend de l'abaisse.. ment temporaire de la pression,appliquée au fluide souillé,en- . dessous de celle à, laquelle le fluide filtré est soumis.
Le système de filtration peut être d'un type dans lequel on fait circuler le fluide à travers un appareil,qui exige une alimentation continue du fluide pour fonctionner convenablement et qui ajoute continuellement au fluide des impuretés,qui sont enlevées sensiblement aussi vite qu'elles sont ajoutées, par un passage répété du fluide a travers l'élément filtrant; ou bien le système de filtration peut être d'un type dans lequel on ne fait passer le fluide qu'une seule fois à travers l'élément fil, trant. De préférence, la disposition'est telle qu'un écoulement en sens inverse du fluide filtré à travers l'élément filtrant se produira chaque fois que le dispositif produisant l'écoulement cessera de fonctionner après une certaine période de fonctionne- ment ;
mais,dans un système à circulation répétée,tel que celui mentionné plus haut,il peut être prévu une valve dans l'orifice d'admission au filtre,en combinaison avec une dérivation autour de 'l'élément filtrant et un orifice de décharge,par lequel l'écoule.. ment temporaire,en sens inverse,du fluide filtré à travers l'élé- ment filtrant peut être effectué saris interrompre l'écoulement du fluide vers l'appareil, vans chaque type de système,les matières solides,enlevées du fluide par filtration et recueillies par l'élé- ment filtrant, sont enlevées de cet élément filtrant par l'écoule.
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ment en sens inverse du fluide filtré à travers cet élément filtranto
Conformément a une autre caractéristique de l'invention,
l'écoulement du fluide en sens inverse peut être limité en quan- tité de telle manière que le filtrat,enlevé de l'élément filtrant ne soit pas entraîné hors de l'enveloppe du filtre, mais soit re- tenu dans celle-ci et recueilli dans une chambre de dépôt.
L'invention est applicable a la filtration d'un fluide quelconque souillé par des substances solides. Elle peut être appliquée dans le système de graissage d'un moteur à combustion interne,dans le système d'alimentation d'un brûleur à huile,dans un système servant uniquement à nettoyer un liquide sans tenir compte de son emploi subséquent, dans un système pour purifier de l'air fourni à un compresseur d'air,ou dans tout autre sys- tème dans lequel un nettoyage fréquent de l'élément filtrant est désirable.
Dans un système de graissage d'un moteur à combustion inter- ne,par le nettoyage de l'élément filtrant par cet écoulement du fluide en sens inversa,on est certain que l'élément filtrant est toujours propre lors de la misd en marche du moteur,lorsque l'huile est la plus épaisse,et ne se recouvre pas du filtrat jusqu'après que l'huile est devenue oien fluide,
Sur les dessins ci-joints:
La figure 1 est une vue en coupe verticale a travers un type de filtre.
La figure 2 est une coupe verticale a travers une variante,
La figure 3 est une vue en coupe verticale a travers une autre variante,,
La figure 4 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 4-4 de la figure .:,le couvercle et l'élément filtrant étant supposés enlevés.
La figure 5 est une vue partielle en coupe ,à échelle agran- die, suivant la ligne 5-5 de la figure b.
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La figure 6 est une Vu± schématique d'un système suivant l' inventi on.
La figure '7 ast une vue en coupe verticale à travers uns autre variante de filtre,
Les figures 8 à 14 sont des Vues schématiques représentant certains systèmes de filtration suivant l'invention.
La figure 1 représente un filtre,dans lequel l'enveloppe comprend une base IO et un couvercle 11. La couvercle 11 présen- te une épaisseur uniforme et sa plus grande partie est de forme cylindrique,tandis que son extrémité supérieure est contractée suivant une courbe en ogive et se termine par une ouverture d'un diamètre considérablement inférieur a celui de la partie princi- pale de ce couvercle. L'extrémité inférieure du couvercle 11 est engagée dans une rainure ménagée dans la base 10; cette rainure a une largeur sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi du couvercle,et une garniture d'étanchéité est disposée dans le fond de cette rainure. Un tube ou montant creux 12 est vissé dans la base 10 et s'étend sur toute la longueur du couvercle 11.
Le corps 13 d'une pièce de serrage 14 s'étend à travers l'ouverture ménagée dans la partie supérieure du couvercle 11 et est vissé sur l'extrémité du tube- 12. L'organe de serrage 14 sert à maintenir assemblés la base 10 et le couvercle 11 et com- porte un conduit 15,dont le but sera expliqué ci-après.
Un élémant filtrant 16 est disposé à l'intérieur de l'en- veloppe et est supporté par le tube ou montant creux 12. Cet élément filtrant peut comprendre,et de préférence comprend une paroi cylindrique, constituée par un ruban métallique 18, enroulé en hélice,dont les spires sont légèrement écartées l'une de l'autre par des nervures transversales faisant saillie sur l'une des faces. Cet élément filtrant cylindrique 16 entoure et est supporté par un tambour cannelé 17,comportant une paroi supérieur rel9 et une paroi inférieure 20,qui délimitent une chambre 17a et dans lesquellessont ménagéesdes ouvertures centrales, dis-
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posées en alignement,à travers'lesquelles s'étend un tube 21.
Ce tube s'adapte étroitement autour de l'extrémité supérieure
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du montant creux 12, Mais est situé z, une cestaine distance de celui-ci sur le reste de sa longueur, et son extrémité inférieure s'adapte étroitement dans un évidement ménagé dans la base 10. Une nervure annulaire 22 limite la distance a laquelle le tube 21
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fait saillie à l'intérieur d8 cet évidement. Le tambour 17 com- porte des fands.supérieur et inferieur,'23 et 24,qui délimitent, avec les parois supérieure et inférieure 19 et 30,une chambre
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supérieure I9a et une chambre inférieure eoaa Les cannelures du tambour 17 forment des conduite,a travers lesquels l'huile filtrée est amenée dans la chanbre supérieure 19a.
Un tube 25 conduit de la chambre supérieure I9a a la partie inférieure de la chambre médiane I7a et comporte un orifice de sortie 26. Un orifice 27 est ménagé dans la paroi inférieure 20 pour permettre à l'huile de s'échapper dans la chambre inférieure 20a. Cet ori-
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fice est commandé par une soupape de retenue =8, soumise a l'ac- tion d'un ressort. La chambre inférieure ',iota communique par des orifices 29 avec l'espace amiulaire compris entre le montant creux 12 et le tube 21. La chambre I7a du tanb our constitue un réservoir d'air,renfermant toujours une certaine quantité d'air.
Dans la base 10 est ménagé un conduit d'entrée ;50,qui com- munique avec le montant tubulaire 12; il est également prévu dans cette base un conduit de sortie :SI,qui communique avec l'espace
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annulaire entre le montant 12 et le tuae 31. ie conduit d'entrée 30 peut être prolongé,de façon a communiquer avec le conduit de sortie 31,pour former une dérivation callfJl811dÓe par une soupape de décharge 32.
Lorsque ce filtre est monté dans un système à circulation
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tel que le système de iSraiss8.oe d'un moteur iz combustion interne, la conduite de refoulement venant de la pompe est raccordée au
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conduit d'enttde 30,et le conduit de sortie 31 peut être raccor- dé z, la conduite par laquelle de l'huile est distribuée aux pua- liers du moteur, ou bien il peut être raccordé de v 1. -" a on â assurer
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le retour direct de l'huile filtrée au carter de manivelle.
La soupape de retenue 28 est tarée à une pression suffisante pour comprimer l'air dans le tamoour 17,de façon à produire l'écoule- ment de l'huile en sens inverse,pour assurer le nettoyage du fil- tre, comme il sera décrit ci-après,
L'huile souillée entre par le conduit 30,monte par le mon-. tant tubulaire 12 et est distribuée dans l'enveloppe par le con- duit 15 à la partie supérieure de ce montant tubulaire. L'huile passe alors à travers l'hélice filtrante 18 et est amenée par les cannelures du tambour 17 dans la chambre supérieure 19a, à partir de laquelle elle continue son chemin en passant à travers le tube 25 et l'orifice 26 dans la chambre 17a.
La chambre 17a se remplit d'huile jusqu'à ce que l'air, emprisonné dans cette ohambre, soit comprimé à un degré tel que la pression de l'huile, agissant contre la soupape de retenue 38,dépasse la pression à laquelle la soupape est tarée, Cette soupape s'ouvre alorset permet à l'huile de s'échapper à partir du tambour dans le con- duit 31 par lés orifices 27 et 29 et par le conduit annulaire entrele montant tubulaire 12 et le tube 21, l'air contenu dans le tanb our étant maintenu sous pression. Il en est ainsi aussi longtemps que la pompe continue à marcher.
Lorsque la pcmpe cesse de marcher,par exemple lors de l'arrêt du'moteur,la pression clans le conduit d'entrée 30 s'abaisse,soit par suite de fuitesse produisant à travers la pompe,soit par un dispositif prévu pour produire des fuites ; la soupape 28 se ferme,et la pression à l'intérieur de l'enveloppe Ultérieurement à l'hélice 18, descend en dessous de la pression régnant à l'intérieur du tambour 17.
Par suite de ce renversement dans les conditions de pression, l'air, comprimé à l'intérieur du tambour,exerce une pression tour le fluide contenu dans la chambre médiane 17a,le tube 25 et la chambre supérieure 19, en produisant ainsi un écoulement à partir de la chambre supérieure Iga,vers le bas le long des cannelures
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du tambour 17 et vers l'extérieur à travers l'hélice filtrante 18,en entraînant ainsi par lavage la matière qui s'était accu- mulée sur la face extérieure de l'élément filtrant cylindrique, cette matière tombant dans le fond de l'enveloppe. Tout le conte- nu du tambour,du tube 25 et de la chancre supérieure 19a,
ou oien une partie seulement de celui-.ci,peut être refoulé a travers l'hélice filtrante. Ceci dépend de la quantité d'air soumise à la compression,cette quantité variant ,après une période de fonc- tionnement du filtre,-suivant que de l'air additionnai est amené à l'intérieur avec l'huile et aussi suivant que l'huile,en sor- tante entraîne de l'air avec elle.
En tout cas,toutefois,il y aura en tout temps une quantité d'air suffisante' pour assurer un écoulement en sens inverse d'une partie de l'nuile. Dans le cas où le conduit 31 de sortie d'huile communique avec les paliers principaux du moteur,la soupape de retenus a ressort peut être supprimée,lorsque les paliers par eux-mêmes opposent une résis- tance suffisante p our effectuer l'écoulement désiré en sens in- verse de l'huile filtrée a travers l'élément filtrant.
De même, lorsque la cohésion du filtrat formé sur l'hélice 18 est faible, la soupape de retenue peut être supprimée,et la pression hydros- tatique du fluide dans les cannelures et dans la chambre supérieu- re du tambour peut être considérée comme suffisante pour produire cet écoulement en sens inverse.Il est seulement nécessaire de ,produire,dans le fonctionnement normal du filtre,une énergie potentielle agissant sur la fluide filtré,cotre énergie n'agis- sant pas en temps normal de faon à empêcher l'écoulement de filtration,mais produisant,lors de l'arrêt de l'opération de filtration,un écoulement en sens inverse et par suite un nettoya- ge du filtre;
il est évident pour l'homme du métier que le dis- positif particulier,employé pour cbtenir cet effet et ce mode de fonctionnement,peut êtrs modifié da faconêtre adapté au fluide soumis à la filtration et a la nature des impuretés enlevées de celui-ci.
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Dans la variante replie sente sur la figura 2, 10 désigne la base et 11 la couvercle. Un montant plein 12a est vissé dans la base 10, et le couvercle 11 est maintenu en place par une pièce de serrage14,dont le corps 13 est vissé sur l'extrémité supérieure du montant 12a. L'élément filtrant 16 comprend arlcore une paroi cylindrique 18,constituée par un ruban métallique en- roulé en hélice 18,et entourant un tambour cannelé 17,qui com- porte une paroi inférieure 20. Un tube 21 entoure le montant I2a et s'adapte étroitement à celui-ci à son extrémité supérieu- re,tandis qu'à son extrémité inférieure,il est situé aune cer-. taine distance de celui-ci.
Une nervure 22 limite la distance à laquelle le tube 21 s'étend dans l'évidement,ménagé à cet ef- fet dans la base 10. Le tambour 17 comprend un couvercle supé- rieur 33,délimitant,avec la paroi supérieure 19, une chambre supérieure I9a, Un tube 25 conduit de la chambre supérieure à la partie inférieure du tamoour 17. Des orifices 29 établissent la communication entre la chambre 17a et l'espace annulaire compris entre le montant 12a et le tube 21. Dans la base 10 sont ménagés un conduit d'entrée 30 et un conduit de sortie ::SI, entre lesquels est ménagée une dérivation 30,!!;,commandée par la soupape de décharge 32.
Une soupape 33, soumise à l'action d'un ressort, est destinée à fermer le conduit d'entrée 30. Cette sou- pape comprend une tige 34,qui est engagée dans l'évidement d'un tampon 35, lequel ferme en temps normal l'orifice de purge de la base 10. Le tanpon 35 maintient la soupape 33 dans sa posi- tion d' ouverture,et leressort 36 sert à repousser la soupape 33 dans la position de fermeture lorsque le tampon 35 est enlevé, Une soupape de retenue 37 est disposée dans le conduit de sortie 31 et empêche l'écoulement à partir de la dérivation 30a dans l'espace annulaire entre le montant I2a et le tube 21.
L'huile à filtrer arrive par le conduit 30 à l'intérieur du filtre,d'où elle passe à travers l'élément filtrant et est conduite par les cannelures du tambour 17 dans la chambre supé-
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rieure 19a de ce tambour De cette chambre ,l'huile passe par le conduit 25 dans la chambre I7a du tambour. De celle-ci,elle s'échappe par les orifices 29 dans le conduit de sortie 31,la soupape de retenue 37 cédant de façon à permettre l'écoulement dans cette direction. L'air, contenu à l'intérieur du tambour, se sous est comprimé jusqu'à ce qu'il trouve la pression à laquelle l'huile est soumise lorsqu'eux est évacuée du filtre.
Lorsqu'on désire nettoyer l'élément filtrant,on enlève le tampon de purge 35,de sorte que la soupape 33 est repoussée par le ressort 36 dans le conduitd'entrée 30,de façon à fermer celui-ci. L'huile s'écoule alors par la dérivation 30a et sort par le conduit de sortie 31. L'huile a tendance à s'écouler vers l'élément filtrant,mais cet écoulement est empêché par la sou- papede retenue 37. La pression sur le côté d'entréede l'élément filtrant descend sensiblement jusqu'à devenir nulle lors de l'ouverture de l'orifice de purge, et la pression de l'air à l'intérieur du tambour agit de façon à refouler l'huile filtrée, en sens inverse de son mouvement précédent,à travers l'élément filtrant,de la manière précédemment décrite.
Avec ce type,de filtre,sensiblement la totalité de l'huile contenue dans l'enve- loppe est enlevée du système pendant le nettoyage du filtre, mais il n'y a pas d'interruption dans le fonctionnement du sys- tème. Pour remettre le filtre en service dans le système,il est seulement nécessaire de remettre en place le tampon de purge 35.
Dans la variante de la figure 5,le tampour cannelé 17 com- porte une paroi supérieure 19 et une paroi inférieure 2(),qui sont munies,respectivement,d'un col 115,dans lequel est logé le corps 13 de l'organe de serrage,et d'une ouverture 20a, à travers la- quelle passe le montant recette ouverture étant d'un diamètre plus grand que le montant pour constituer un conduit de passage vers l'intérieur du tampour 17. Une cuvette 121 reçoit l'extré mité inférieure du tambour 17 et comporte une brida 122,sur la-
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quelle repose le fond de l'élément filtrant 18.
La cuvette 121 comporte un col,qui s'adapte autour du montant 13. Les cannelu- res du tambour 17 constituent desconduits par lesquelsl'huile filtrée arrive dans la cuvette 121. Le montant 12 est percé d'un orifice 123 et communique à son extrémité inférieure avec un conduit de sortie 124 dans la base 10.
Dans la base est ménage un conduit d'entrée,comprenant une chambre cylindrique à valve 135,une seconde chambre cylindrique à valve 136,débouchant dans le couvercle 11,et un conduit de raccordement 127. Près de l'extrémité supérieure de la chambre à valve 126 est ménagé un orifice 128,conduisant dans une cham- bre de dépôt 139,ménagée dans la base 10. Un piston ou valve 130 est monté, de façon à pouvoir coulisser,dans la chambre à valve 126; la chambre de dépôt 129 comporte un orifice de purge, fermé en temps normal par un tampon 131. Dans la chanbre à val- ve 125 sont disposés un piston ou valve 132 et un ressort 133, tendant à repousser ce piston en contact avec un épaulement 25a ménagé dans la paroi de la chambre.
Le piston 132 comporte un évidement.dans lequel est engagée l'une des extrémités d'un res- sort 134,dont l'autre extrémité est montée dans une cuvette 135.
Une tige 136 s'étend à travers la cuvette 165,le ressort 134 et le piston 132,et comporte des têtes pour limiter la détente du ressort 154,le piston 132 pouvant coulisser sur la tige 136. Un conduit 137 part de la chambre à valve 185.La disposition des conduite 127 et 137 est telle que,lorsque le piston 132 vient en engagement aveo l'épaulement 25a, ces conduits communiquent librement entre eux, mais que, lorsque le piston se déplace vers la gauche, il obture d'abord le conduit 137,puis découvre ce con- duit et -obture la conduit 1 6.? , et que,s'il se déplace encore plus loin vers la gauche,il découvre le conduit 137.
En orifice de dérivation 38 va du conduit d'entrée 127 dans ie conduit de sor- tie 124,et une soupape de décharge 39 commande l'écoulement à partir du conduit d'entrée 127 dans la conduit de sortie 124
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par l'orifice de dérivation 38.
La figure 6 représente le filtre décrit ci-dessus monté dans un système à circulation, tel que le système de graissage d'un moteur à combustion interne. P désigne une pompe,dont la conduite d'aspiration 40 s'étend dans le collecteur d'huile S du moteur.
La conduite de refoulement 41 de la pompe conduit à la chambre 125. Un conduit 42 va du conduit de sortie 124 aux tuyaux L, al- lant aux paliers du moteur,, Le conduit 107 se décharge dans le collecteur d'huile So
Un élément filtrant, du type décrit ci-dessus,possède une surface filtrante relativement petite et se recouvre d'un gâteau de filtration après une certaine période de service,ce qui dimi- nue son efficacité. On enlèvement fréquent du gâteau de filtra- tion est désirable. Le bystème décrit ci-dessus produit un en- lèvement du gâteau de filtration chaque fois que le moteur, dans le circuit de graissage duquel il est monté,est arrêté.
Dans le fonctionnement normal d'un moteur d'automobile, celui-ci ne mar- che d'habitude pas de façon continue pendant des périodes de plus de plusieurs heures. Il en résulte que le filtre est net- toyé assez souvent pour assurer un fonctionnement efficacede celui-ci. L'élément filtrant est toujours propre au moment où il lors est le plus désirable qu'il le soit, à savoir de la mise an marche du moteur,lorsque l'huile est épaisse.
Dans le fonctionnement de ce système/de l'huile souillée venant du collecteur est r, foulée dans la chambre 125 et repousse le piston 132,de façon à ouvrir le ccnduit 137, après quoi l'huile souillée s'écoule dans la chambre 126 et soulève le piston 130 jusqu'à ce qu'il découvre l'orifice 128. La pompe ; est de préfé- rence du type à déplacement volumétrique et est d'une capacité telle que lorsque le moteur marche à vide,la pression dans le système est suffisante pour déplacer le piston I32,de façon à découvrir le conduit 127. L'huile s'écoule alors dans le couver...
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cle 11 et autour de l'élément/filtrant 16.
Elle passa ensuite, à travers les fentes ménagées dans celui-ci, dans les cannelures du tambour 17,par lesquelles elle/s'écoula dans la cuvette 122.
De celle-ci,elle passe,par l'orifice 125,le conduit de sortie 124 et la conduite 42 aux tuyaux L allant aux paliers, Ces paliers opposent une résistance à l'écoulement de l'huile et font monter l'huile filtrée dans le tambour 17,en comprimant l'air emprisonné dans le tambour,de façon à emmagasiner ainsi une certaine quantité d'énergie potentielle,qui sera utilisée pour produire un écoule- ment en sens inverse de l'huile a traversl'élément filtrant pour en détacher le gâteau de filtration.
Le gâteau de filtration est enievé par l'écoulement en sens inverse d'une petite quantité d'huile filtrée, qui se trouve ap- proximativement sous la pression nécessaire pour déplacer le pis- ton 132. Cette action est produite par l'abaissement de la pres- sion sur le côté d'entrée du filtre,immédiatement après l'arrêt du moteur. Lorsque le moteur s'arrête,la pompe s'arrête également et le piston 132 est ramené en engagement avec l'épaulement 25a par le ressort 133. Le conduit 127 est ainsi mis en communication avec le conduit 137,qui débouche dans le collecteur d'huile S.
Lorsque le piston 132 obture le conduit 127, la pression sur l'huile dans le système et la pression de l'air dans le tambaur sont égales à la pression nécessaire pour déplacer la piston 132.
Aussitôt que lesconduits127 et 137 sont en communication,la pression sur la côté d'entrée de l'élément filtrant tombe,et l'huis le est refoulée en sens inverse à travers l'élément filtrant sous la pression exercée par l'air comprimé dans la tambour 17.
La pression sur le côté d'entréede l'élément filtrant estsuppri- mée avant qu'il se produise une chuteappréciable dans la pression sur le côté de sortie de l'élément filtrant,par suite de fuites à travers les tuyaux L allant aux paliers. Il en résulte que la pression/appliquée à l'huila pour produire son écoulement en sans inverse,est sensiblement la pression nécessaire pour déplacer le piston 132.
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La quantité d'huile,qui's'écoule en sens inverse à travers l'élément filtrant,est limitée par la quantité d'huile qui s'écou.. le de la chambre 126, et cette quantité est déterminée par le déplacement du piston 130. Aussitôt que l'écoulement d'huile en sens inverse commence a se produire,le piston 130 commence à des- cendre et, après un court mouvement de descente, obturera l'orifice 128. Lorsque le piston atteint le bas de la chambre 126,il empê- che un écoulement ultérieur d'huile. Par suite, un petit volume seulement d'huile est déchargé du filtre,et,par suite, le gâteau de filtration estempêché d'être entraîné dans le collecteur d'huile S; il est,au contraire,retenu dans la chambre de dépôt 129.
Avant qua l'huile, entraînant le gâteau de filtration enlevé de l'élément filtrant,puisse atteindre l'orifice 128, le piston 130 aura arrêté l'écoulement, pendant l'intervalle s'écoulant avant un autre écoulement de l'huile en sens inverse, le gâteau de filtration se sera déposé au fond de la chambre 129. Les dépôts peuvent être enlevés par l'orifice de purge.
La dérivation 38 entre les conduits d'entrée et de sortie assure l'écoulement d'huile aux paliers dans le cas où l'élément filtrant est obstrué ou l'huile est trop épaisse,par exemple lors de la mise an marche du moteur,pour s'écouler à travers l'élément filtrant en quantité convenable pour lubrifier les paliers. Le piston 132 sert également a empêcher une pression excessive dans le système. Sous la pression de fonctionnement de régime,le piston I32 se déplace simplement vers la gauche,d'une qnantité suffisante pour mettre le conduit 127 en communication avec la chambre 125.
Dans cette position,la cuvette 135 vient en engagement avec la paroi arrière de la chambre 125,et le ressort 134, qui est consi- dérablement plus fort que le rbSdort 133, empêche un déplacement ultérieur du piston, Cependant, si une pression excessive tend à se produire dans la système,le ressort 134 cède pour permettre au piston 132 de découvrir le conduit I37p Le piston 132 agit par
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conséquent également comme/une yalve de sûr eté , ,
Dans la variante représentée sur la figure 7, 10 désigne en- ocre la base et 11 le couvercle, Un montant creux 12 est vissé dans la base 10 ,
et une pièce de serrage 13 est vissée sur l'ex- trémité supérieure du montant 12. Un écrou 13a maintient en posi- tion par serrage l'élément filtrant 16,à travers lequel s'étend le montant 12. -La construction de l'élément filtrant et du tam- bour de support est essentiellement la même que celle représentée sur la figure 3.
Dans la base 10 est ménagé un conduit de sortie 124, communi- quant avec l'extrémité inférieure du montant 12,dans laquelle est ménagé un orifice 123 communiquant avec l'intérieur du tambour 17 de l'élément filtrant, Dans la base 10 est également ménagé un conduit d'entrée, comprenant une chambre cylindrique 125, à partir de laquelle un conduit 127 va dans l'espace antre le cou- vercle 11 et l'élément filtrant 16. Dans la chambre 125 est monts, de façon à pouvoir coulisser,un piston 132,formant valve, compor- tant une chemise cylindrique 32a. Un ressort 133 tend à repous- ser le piston 132 vers l'épaulement 25a, qui limite le déplacement de ce piston.
L'une des extrémités d'un ressort 134 est engagée dans le piston 132, et l'autre extrémité de ce ressort est montée dans une¯ cuvette 135, Une tige 136 s'étend à travers la cuvette 135,le ressort 134 et le piston 132 et comporte une tête 36a à une extrémité et un écrou 36b à l'autre extrémité,cette tige 136 pouvant coulisser par rapport au piston 132.
Un conduit 137 part de la chambre à piston-valve 125,et la chemise 32a du piston 132 comporte des ouvertures 32b et 32c, disposées à une certaine 'distance l'une de l'autre , La disposition des conduits 127 et 137 et des orifices 32b 35 32c est telle que lorsque le piston 132 vient -en engagement avec l'épaulement 25,1'orifice d'entrée du conduit 127 est obturé etque, lorsque le piston 132 se déplace
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vers la gauche,la communication entra les conduits 127 et 137 est établie par les orifices 32b et 32c.
Un déplacement ultérieur du piston 132 vers la gauche interrompt la communication entre lesconduits s 127 et 1;)7, et après s que le piston 132 a été déplacé suffisamment, la communication est établie entre la chambre à piston-valve 125 et la conduit 127. Lorsque le piston-valve se trouve dans cette position, de l'huile s'écoulera dans l'enveloppe du filtre.Lors du mouvement de retour du piston-valve, le conduit 127 sera mis temporairement en communication avec le conduit 137.
Dans l'extrémité de droite de la tie 136 est méné un alésage longitudinal 40,comportant un orifice transversal 41. Un mouve- ment relatif du piston 132 et de la tige 136 obture cetorifice 41.
Le filtre décrit ci-dessus peut être utilisé de la même manière que le filtre décrit en référence à la figure 3 et peut être monté dans le système de graissage d'un moteur à combustion interne,de la même manière que' représente sur la figure 6. Le fonctionnement de ce filtre 3st exactement semblable au fonction- nement du filtre représenté sur la figura 3. De l'huile souillée provenant de la pompe est refoulée dans la chambre 125 et repousse vers la gauche le piston 132, de façon a découvrir le conduit 127, après quoi l'huile souillée s'écoule à. travers ce conduit 127 dans l'intérieur du filtre.
Une faible quantité d'huile s'écoule à travers l'alésage 40,1'orifico 41 et revient par le conduit 137 au collecteur d'huile. La quantité d'huile,qui passe ainsi en dérivation, est si petite qu'élis n'affecte pas le dé placement du piston 132, et, aussi longtemps que la pompe sera en marche,le piston 132 sera maintenu suffisamment loin vers la gauche pour dé- couvrir le conduit 137.
Lorsque le piston 132 se trouve dans sa position extrême à gauche,l'orifice 41 est fermé; ceci est dû au fait que, lorsque
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l'extrémité da gauche de la tige I36 vient eu engagement avec la paroi arrière de la chambre I25,un déplacement ultérieur de cette tige est empêché,tandis que le piston 132 continua à être dépla- cé jusqu'à. ce que la résistance combinée exposée par les ressorts
133 et 134 soit égale à la pression de l'huile. Lorsque la pompe est arrêtée et que l'huile cesse de s'écouler dans le filtre, le ressort 133 repousse le piston vers la droite,en découvrant ainsi l'orifice 41.
Ceci constitue une dérivation pour l'huile dans la chambre à piston-valve 135,en permettant ainsi au piston d'être déplacé facilement et rapidement vers la droite jusqu' à ce qu'il vienne en engagement avec l'épaulement 25a. Lorsque les orifices
32b et 32c coïncident avec les conduits 127 et 137,l'écoulement d'huile en sens inverse précédemment mentionné est établi. L'écou- lement est seulement momentané,étant donné que le mouvement du piston vers la droite cantinue, La quantité d'huile,qui s'écoule en sens inverse à travers l'élément filtrant,est par conséquent limitée.
Avec cette variante et avec celle représentée sur la figure 3,le gâteau de filtration ne peut être entraîné dans la pompe P et est recueilli dans la chambre de dépô 139,comme pré- cédemment décrit.
Dans les deux formes de réalisation décrites en dernier lieu, la quantité d'huile s'écoulant en sens inverse est limitée de façon à empêcher le passage d'une fraction quelconque du gâteau de filtration,enlevé de l'élément filtrant,dans le collecteur d'huile, Ce gâteau de filtration se dépose dans la chambre 129, à la partie inférieure du filtre,pendant des périodes de repos du système.
La pression, exercée par l'huile s'écoulant en sens inverse, sur le gâteau de filtration est sensiblement la même que la pression régnant dans le système pendant le fonctionnement normal de celui-ci,car cette pression est maintenue à l'intérieur . du tambour 17 jusqu'à ce qu'une communication soit établie entre les conduits 127 et I37; à ce moment,la pression,dans l'interval- le entre l'élément filtrant et l'enveloppe,descend jusqu'à deve-
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nir pratiquement nulle, Le'gâteau de filtration reçoit ainsi un ,- choc brusque, à haute pression,qui nettoie effectivement la sur-. face de l'élément filtrant,en assurant ainsi un fonctionnement efficace de celui-ci.
Dans les formes de réalisation particulières précédemment décrites,il a été représenté,comme moyen pour maintenir sous pres- sien une certaine quantité du liquide filtré, une chambre d'air.
Il existe toutefois beaucoup d'autres moyens pour maintenir sous pression une certaine quantité d'un liquide filtré; parmi ces moyens,on peut mentionner, a tit re d'exemple,des soufflat s, des pistons soumis à l'action de poids ou de ressorts,une colonne @@@ d'un fluide, ou analogue. Desexemples de diverssystèmes sont re- présentée schématiquement sur les figures 8 à 14. Dans ces figures schématiques,en comprendra qu'en vue de la clarté,les parties sont représentées dans leur relation de fouctiondement, sanstenir comp- te de leur construction physique.
Quelle quesoit la construction physique qu'on peut employer,on comprendra que le dispositif de maintien de la pression,dans lequel est emmagasinée l'énergie po- tentielle, est raccordé au côté de sortie de l'élément filtrant.
La figure 8 représente un système dans lequel on fait circu- ler de l'huile de graissage à partir d'un réservoir a travers les paliers d'une machine,par exemple les paliers d'un moteur à com- bustion interne.La pompe P aspire de l'huile à partir du réser- voir 0 et la refoule,par une conduite appropriée, dans le filtre F , qui comporte un élément filtrant U.
Le coté de sortie du filtre communique avec less tuyaux L, allantaux paliers ,le la machine, ain- si qu'avec le soufflet S1. La résistance, opposée par les paliers de la machine,est suffisante pour obliger l'huile filtrée à dilater ou ouvrir le soufflet, en emmagasinant ainsi une certaine quantité d'énergie potentielle,qui sera utilisée p our produire l'écoulement d'huile en sens inverse à travers l'élément filtrant.
Cet écoule- ment d'huile filtrée,en sans inverse, à travers l'élément filtrant U est produit chaque fois que la pompe cesse de marcher, on pro-
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duit l'écoulement d'huile filtrée,en sens inverse,en faisant tomber la pression, sur le côté d'entrée de l'élément filtrant, plus rapidement que la pression sur le côté de sortie de l'élément filtrant,lorsque la pompe s'arrête.
Ceci est obtenu par l'utili- sation d'une pompe, d'un type ou d'une construction telle que lors- qu'elle est au repos, elle laisse fuir l'huile plus rapidement que les paliers, ou en ménageant un conduit de fuite R, allant au ré- servoir et partant d'un point situé entre la pompe et le filtre, dans le cas où la pompe est d'un type tel qu'elle ne laisse pas fuir l'huila plus rapidement que les paliers.
Il/est évident que lorsqu'on utilise un tel conduit de fuite,il doit opposer au pas sage de l'huile une résistance moindre que les paliers, pour as- surer un écoulement convenable de l'huile en sens inverse à tra- vers l'élément filtrant, Une conduite de décharge B,commandée par une soupape de sûreté V, peut être prévue pour empêcher une pres- sion excessive dans le système.
La figure 9 représente également un système à circulation, qui est destiné à être utilisé pour la lubrification dspaliers d'une machine ou d'un moteur à combustion interne. La pompe P aspire de l'huile à partir du réservoir 0 et la refoule dans le filtre F,qui comporte un élément filtrant U, Le côté de sortie du filtre communique avec les tuyaux L allant aux paliers, ainsi qu'avec la chambre Déformant réservoir d'air. Une conduite de dé- rivation E, commandée par une soupape de sûreté G, est disposée autour du filtre Flet une conduite de décharge Décommandée par une soupape de sûreté H,peut être disposée pour empêcher une pre s-. sion excessive dans le système.
L'écoulement d'huile vers le fil- .tre F est commandé par un robinet à deux voies K, qu'on peut faire tourner pour arrêter l'écoulement d'huile vers le filtre et p our permettre la retour de l'huile à partir du filtre F dans le réser- voir C. Une soupape de retenue M empêche un écoulement en sens inverse à partir de la conduite de dérivation E vers le filtre F.
En temps normal,le robinet K est placé dans la position re-
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présentée et l'huile est refoulée par la pompe ? à travers le filtre F vers les tuyaux L allant aux paliers. La résistance, op- posée par les paliers au passage de l'huile,est suffisante pour .
que l'huile filtrée comprime l'air dans la chambre D, de façon à y emmagasiner de l'énergie potentielle,qui sera utilisée pour produire un écoulement d'huile en sens inverse à travers l'élé- ment filtrante On produit cet écoulement en sens inverse en tour- nant le robinet K,de façon interrompre la communication entre le filtre et la ponpe et a permettre à l'huile,contenue dans le filtre,de sortir de celui-ci ou,si on le désire,de retourner dans le réservoir,en réduisant ainsi la pression, sur le côté d'entrée de l'élément filtrant,en dessous de celle exercée sur le côté de sortie par l'air comprimé dans la chambre Do Lorsque le robinet K est fermé,l'huile s'écoule par la conduite de dérivation E,vers les tuyaux L allant aux paliers,
de sorte que l'arrivée d'huile aux paliers n'est pas in terrompue. L'huile a tendance à s'écouler en sens inverse,de la conduite de dérivation,à travers le côté de sortie du filtre,mais ceci est empêché par la soupape de rete- nueM.
La figure 10 représente une forme de réalisation de l'in- vention appliquée à un système de compression d'air.Dans ce sys- tème,un compresseur d'air 1:) aspire de l'air à travers un élément filtrant U et le refoule dans un réservoir T,dont l'orifice d'en... tréeest commandé par une soupape de retenue V.
L'échappement du compresseur communique avec une extrémité d'un cylindre ver- tical A,dont l'autre extrémité communique avec une chambre formant réservoir d'air,De Dans le cylindre A est disposé un piston X qui, dans sa position inférieure,est situé au-dessus de l'orifice d'en.. au cylindre E ifi tràe Une conduite de branchement H va du cylindre A à la chambre d'air D et est disposée de telle manière qu'elle est obturée par le piston X lorsque celui-ci se trouve dans sa position inférieu- re.
Un conduit I va de la partie supérieure du cylindre A au cô- té de sortie de l'élément filtrant U et est disposé de telle ma-
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nière qu'il est obturé par le piston X lorsque celui-ci se trouve dans sa position supérieure, La conduite de branchement H n'est pas obturée par le piston X'lorsque celui-ci se trouve dans sa po- sition supérieure,et le conduit I n'est pas obturé par le piston X lorsque celui-ci se trouve dans sa position inférieure.
En temps normal,le compresseur 2 aspire de l'air à travers l'élément filtrant U et le refoulesous pression dans le réservoir T, Une partie de l'air agit contre le piston X, en le soulevant ainsi et en permettant l'écoulement d'air sous pression à traver s la conduite de branchement H dans la chambre,formant réservoir d'air,D. Lorsque le compresseur d'air cesse de marcher, la pres- sion appliquée sur le piston A descendra en dessous de celle régnait dans la chambra D, de sorte que le piston A descendra sous l'action de la gravité, en obturant la conduite de branchement H et en dé- couvrant la conduite I.
L'air comprimé dans la chambre D G'échap- para alors par la conduite I et s'écoulera en sens inverse à tra- vers l'élément filtrant,en nettoyant ainsi celui-ci.
La figure 11 représente un système de filtration.ne compor- tant qu'un seul passade du fluide, Le liquide souillé par des impuretés est contenu dans le réservoir T1, et le liquide propre est déversé dans le réservoir T2, on fait couler le liquide souil- partir du réservoir T1 vers'le filtre F, au moyen de la pompe P, qui dans cet exemple est représentée comme étant du type centri- fuge, bien qu'elle puisse être du type à déplacement volumétrique du fluide; dans ce cas,il faut prévoir un dispositif approprié de fuite pour assurer des fuites convenables. Le liquide filtré est évachué du filtré dans la partie inférieure d'un cylindre A, dans laquelle est monté,de façon à pouvoir coulisser,un piston X convenablement lesté.
Un conduit, partant de la paroi latérale du cylindre A, débouche dans le réssrvoir T2. La pompa P refoule le liquide à travers le filtre, et la pression, exercée sur le liquide évacué du filtre,soulevé le piston X, en permettant ainsi au liquide de se déverser dans le réservoir T2. Lorsque la pompe est arrê-
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tée,le piston exerce une pression sur le liquide contenu dans le cylindre A et refoule ce liquide en sens inverse à travers l'é- lément filtrant U,oet écoulement en sens inverse étant permis par suite des fuites se produisant à travers la pompe P.
Lorsque' le piston Xse déplace vers le bas,il ooture la conduite de dé, charge allant au réservoir T2 et empêche ainsi l'échappementde liquide à partir du cylindre A autrement que par un écoulement en sens inverse à travers le filtra.
Dans le système représenté sur la. figure L2, on utilise une colonne de liquide filtré pour fournir la pression destinée à produire l'écoulement en sensinverse à traversl'élément filtrant.
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Dans cette figure In, Tl désigne le ré servoir r our le liquide souillé,et T2le réservoir pour le liquide propre,tandis que P
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désigne la pompa et 1'" le filtre. Le coté de sortie du filtre COllmu... nique avec un tube vertical Y,qv.i est d'une hauteur suffisante pour fournir la pression nécessaire pour produire l'écoulement en sens inverse. Le tube vertical est muni d'un conduit de trop-plein, 2 qui va au réservoir T2; de l'huile filtrée est continuellement pompe
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déchargée par ce conduit,,)elldaÂl+, y..e 1 est en marche .
Lorsque la panpe cesse de marcher,la 1)rssioniu-liquiie dans le tube ver- tical agit de façon à produire un écoulement ea sens inverse du liquide filtré a travers le filtre F,c =t écoulel!l911t étant permis par les fuites se produisaut 4 travers la pompa : ou par un dis- positif de fuite approprié.
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Le système représenté'sur la figure Li comprend une filtra" tion par aspiration au lieu d'une filtration par pression. La pom. p2 aspire du liquide souillé - partir du réservoir Tl à travers le filtre 5? et refoule du liquide filtré dans le réservoir T2 par
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un conduit muni d'une valve = rc&ibtauoe 1<" Une chambre,formant réssrvoir d'air, D communique w;c le conduit de dechorôe entre la pompe F- et la valvi '# et communiqua également par un conduit de fuite avec 1 admission à Lu jjonpe.
Sn fonctionnement normal, de l'air est comprimé dans la a;:a:a<;1"# 1,la Q3fúré de compression
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dépendant de la pression exercée Par la valve lorsque la pompe
P cesse de marcher,l'air comprime dans la chambra D refoule le liquide filtré à travers le conduire fuite B et an sens inverse à travers l'élément filtrant pour produire le nettoyage de celui- ci..la valve Y fournissant la résistance nécessaire pour assurer cette action.
La figure 14 représente un système de brûleur à huila,muni d'un filtre et comportant un dispositif pour produire un écoulement en sens inverse d'huile filtrée a travers l'élément filtrant. Dans ce système,l'huile est aspirée a traversle filtre !il par la pompe
P à partir du réservoir T et est refoulée dans la brûleur à huile
Une conduite de dérivation,commandée par une soupape de sûreté, est prévue autour de la pompe pour empêcher une pression excessive dans le système .
Un conduit de fuite B passe autour de la pompe et est raccordé a une chambre, formant réservoir d'air, D , Entre .pompe 2 et le côté de sortie du filtre,il est prévu un orifice étranglé 0,et,entre le brûleur à huile Z et la chambre d'air D, il est prévu une soupape de retenue V. Lorsque la pompa ? est en marche,la plus grande partie de l'huile s'écoule vers le brûleur à huile, mais une certaine partie passe dans le conduit de fuite B, en comprimant ainsi l'air contenu dans la chambre D, Lorsque la pompe P cesse de marcher,l'air comprimé dans la chambre D exerce une pression sur l'huile contenue dans calla-.ci et dans le conduit de fuite B,
en refermant ainsi la soupape V et en produisant l'écou- à travers lement de l'huile à travers 1' orifice 0 et en sens inverse l'élé- ment filtrant, L'orifice 0 est suffisamment étranglé pour empêcher des fuites excessives du système lorsque la pompe est en marche, .La dérivation autour de la pompe P sert uniquement à empêcher une pression excessive dans le système et n'est pas essentielle,bien qu'elle soit désirable,
Dans les divers systèmes décrits ci-dessus,le principe de ? fonctionnement est le même. Dans chaque cas, oln produit l'écoulement en sens inverse en maintenant une pression sur une certaine quan-
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"Improvements to filtration systems".
The present invention relates to improvements in filtration systems for removing or recovering solid substances suspended in fluids.
The object of the invention is to obtain a filtration system making it possible to reverse the direction of movement of the fluid filtered through the filter element, with a view to removing therefrom the solid matter filtered from the fluid and collected by the filter element. filter element
In a filtration system according to the invention, in addition
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of a device for producing the flow of a fluid, containing unwanted solid substances, through the filter element, there is provided a device,
allowing the filtered fluid to be used to store a certain quantity of potential energy and constructed and arranged in such a way as to allow the use of the potential energy thus stored to force the filtered liquid backwards through the filter element , after stopping the flow of fluid, contaminated by solid substances, through this filter element. the reverse flow of the filtered fluid through the filter element depends on the temporary lowering of the pressure applied to the contaminated fluid. below that to which the filtered fluid is subjected.
The filtration system may be of a type in which the fluid is circulated through an apparatus, which requires a continuous supply of fluid to function properly and which continuously adds impurities to the fluid, which are removed substantially as quickly as they are. are added by repeated passage of the fluid through the filter element; or the filtration system may be of a type in which the fluid is passed only once through the wire element. Preferably, the arrangement is such that a reverse flow of the filtered fluid through the filter element will occur whenever the flow producing device ceases to operate after a certain period of operation;
but, in a repeated circulation system, such as that mentioned above, a valve may be provided in the inlet to the filter, in combination with a bypass around the filter element and a discharge port, whereby the temporary reverse flow of fluid filtered through the filter element can be effected without interrupting the flow of fluid to the apparatus, in each type of system, solids, removed from the fluid by filtration and collected by the filter element, are removed from this filter element by the flow.
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ment in the opposite direction of the fluid filtered through this filtranto element
In accordance with another characteristic of the invention,
the flow of fluid in the reverse direction can be limited in quantity so that the filtrate removed from the filter element is not carried out of the filter casing, but is retained therein and collected in a deposit chamber.
The invention is applicable to the filtration of any fluid soiled by solid substances. It can be applied in the lubrication system of an internal combustion engine, in the supply system of an oil burner, in a system used only to clean a liquid without regard to its subsequent use, in a system for purifying air supplied to an air compressor, or in any other system in which frequent cleaning of the filter element is desirable.
In a lubrication system of an internal combustion engine, by cleaning the filter element by this flow of fluid in reverse direction, it is certain that the filter element is always clean when the engine is switched on. engine, when the oil is thickest, and does not cover with the filtrate until after the oil has become fluid,
On the attached drawings:
Figure 1 is a vertical sectional view through one type of filter.
Figure 2 is a vertical section through a variant,
Figure 3 is a vertical sectional view through another variant ,,
Figure 4 is a horizontal sectional view taken on line 4-4 of Figure: with the cover and filter element assumed to be removed.
Figure 5 is a partial sectional view, on an enlarged scale, taken along line 5-5 of Figure b.
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FIG. 6 is a schematic view of a system according to the invention.
Figure 7 is a vertical sectional view through another variant of the filter,
FIGS. 8 to 14 are schematic views showing certain filtration systems according to the invention.
Figure 1 shows a filter, in which the casing comprises a base IO and a cover 11. The cover 11 has a uniform thickness and its greater part is cylindrical in shape, while its upper end is contracted in a curve. pointed and ends in an opening with a diameter considerably smaller than that of the main part of this cover. The lower end of the cover 11 is engaged in a groove made in the base 10; this groove has a width substantially equal to the thickness of the wall of the cover, and a sealing gasket is placed in the bottom of this groove. A hollow tube or upright 12 is screwed into the base 10 and extends over the entire length of the cover 11.
The body 13 of a clamping piece 14 extends through the opening in the upper part of the cover 11 and is screwed onto the end of the tube 12. The clamping member 14 serves to hold the base together. 10 and the cover 11 and comprises a duct 15, the purpose of which will be explained below.
A filter element 16 is disposed inside the casing and is supported by the hollow tube or upright 12. This filter element may comprise, and preferably comprises a cylindrical wall, formed by a metal tape 18, wound in a coil. helix, the turns of which are slightly spaced from one another by transverse ribs projecting from one of the faces. This cylindrical filter element 16 surrounds and is supported by a fluted drum 17, comprising an upper wall rel9 and a lower wall 20, which delimit a chamber 17a and in which central openings are formed, dis-
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laid in alignment, through'lesquelles extends a tube 21.
This tube fits tightly around the top end
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of the hollow post 12, but is located z, about a distance from it over the remainder of its length, and its lower end fits tightly into a recess in the base 10. An annular rib 22 limits the distance at which tube 21
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protrudes inside this recess. The drum 17 comprises upper and lower fands, '23 and 24, which define, with the upper and lower walls 19 and 30, a chamber
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upper I9a and a lower chamber eoaa The grooves of the drum 17 form conduits, through which the filtered oil is fed into the upper chamber 19a.
A tube 25 leads from the upper chamber I9a to the lower part of the middle chamber I7a and has an outlet port 26. An orifice 27 is formed in the bottom wall 20 to allow oil to escape into the lower chamber. 20a. This ori-
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fice is controlled by a check valve = 8, subjected to the action of a spring. The lower chamber ', iota communicates through orifices 29 with the amiable space between the hollow upright 12 and the tube 21. The chamber I7a of the tanb our constitutes an air reservoir, always containing a certain quantity of air.
In the base 10 is formed an inlet duct 50, which communicates with the tubular upright 12; an outlet duct: SI, which communicates with the space
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annular between the post 12 and the pipe 31. The inlet duct 30 can be extended, so as to communicate with the outlet duct 31, to form a bypass called by a relief valve 32.
When this filter is mounted in a circulation system
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such as the iSraiss8.oe system of an iz internal combustion engine, the discharge line from the pump is connected to the
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inlet duct 30, and the outlet duct 31 can be connected to the line through which oil is distributed to the parts of the engine, or it can be connected from v 1. - "a on to ensure
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the direct return of filtered oil to the crankcase.
The check valve 28 is calibrated to a pressure sufficient to compress the air in the rotor 17, so as to produce the oil flow in the opposite direction, to ensure the cleaning of the filter, as it will be. described below,
The contaminated oil enters through line 30, rises through the mon-. both tubular 12 and is distributed into the casing through conduit 15 at the top of this tubular post. The oil then passes through the filter impeller 18 and is brought through the grooves of the drum 17 into the upper chamber 19a, from which it continues on its way passing through the tube 25 and the orifice 26 into the chamber. 17a.
The chamber 17a fills with oil until the air, trapped in this chamber, is compressed to such an extent that the pressure of the oil, acting against the check valve 38, exceeds the pressure at which the pressure valve is calibrated, This valve then opens and allows oil to escape from the drum into line 31 through orifices 27 and 29 and through the annular conduit between tubular upright 12 and tube 21, air contained in the tanb or being kept under pressure. This is so as long as the pump continues to run.
When the pump ceases to operate, for example when the engine is stopped, the pressure in the inlet duct 30 is lowered, either as a result of leaks occurring through the pump or by means of a device intended to generate pressure. leaks; the valve 28 closes, and the pressure inside the casing Subsequently to the propeller 18, drops below the pressure inside the drum 17.
As a result of this reversal under pressure conditions, the air, compressed inside the drum, exerts pressure around the fluid contained in the middle chamber 17a, the tube 25 and the upper chamber 19, thereby producing a flow. from the upper Iga chamber, down along the grooves
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from the drum 17 and outward through the filter impeller 18, thereby washing away the material which had accumulated on the outer face of the cylindrical filter element, this material falling to the bottom of the filter element. envelope. The entire contents of the drum, the tube 25 and the upper canker 19a,
or if only part of it can be forced back through the filtering propeller. This depends on the quantity of air subjected to compression, this quantity varying, after a period of operation of the filter, depending on whether additional air is brought inside with the oil and also depending on The outgoing oil carries air with it.
In any event, however, there will be at all times a sufficient quantity of air to assure a reverse flow of part of the oil. In the event that the oil outlet duct 31 communicates with the main bearings of the engine, the spring-loaded check valve can be omitted, when the bearings by themselves provide sufficient resistance to effect the desired flow. reverse direction of the filtered oil through the filter element.
Likewise, when the cohesion of the filtrate formed on the propeller 18 is low, the check valve can be removed, and the hydrostatic pressure of the fluid in the splines and in the upper chamber of the drum can be considered sufficient. to produce this flow in the opposite direction. It is only necessary to produce, in the normal operation of the filter, a potential energy acting on the filtered fluid, and your energy not acting in normal time in such a way as to prevent the flow filtration, but producing, when stopping the filtration operation, a flow in the opposite direction and therefore cleaning of the filter;
it is obvious to those skilled in the art that the particular device employed to achieve this effect and this mode of operation can be modified in a manner suitable to the fluid subjected to filtration and to the nature of the impurities removed therefrom .
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In the folded-up variant on figure 2, 10 designates the base and 11 the cover. A solid post 12a is screwed into the base 10, and the cover 11 is held in place by a clamp 14, the body 13 of which is screwed onto the upper end of the post 12a. The filter element 16 again comprises a cylindrical wall 18, constituted by a metallic tape wound in a helix 18, and surrounding a fluted drum 17, which has a bottom wall 20. A tube 21 surrounds the upright I2a and s'. adapts closely to this one at its upper end, while at its lower end it is located aune cer-. tain distance from it.
A rib 22 limits the distance at which the tube 21 extends in the recess, formed for this purpose in the base 10. The drum 17 comprises an upper cover 33, delimiting, with the upper wall 19, a upper chamber I9a, A tube 25 leads from the upper chamber to the lower part of the tamoour 17. Orifices 29 establish communication between the chamber 17a and the annular space between the upright 12a and the tube 21. In the base 10 are provided an inlet pipe 30 and an outlet pipe :: SI, between which is formed a bypass 30, !!;, controlled by the relief valve 32.
A valve 33, subjected to the action of a spring, is intended to close the inlet duct 30. This valve comprises a rod 34, which is engaged in the recess of a plug 35, which closes in normally the base bleed port 10. The tanpon 35 holds the valve 33 in its open position, and the spring 36 serves to push the valve 33 back into the closed position when the plug 35 is removed. Check valve 37 is disposed in the outlet duct 31 and prevents flow from the bypass 30a into the annular space between the post I2a and the tube 21.
The oil to be filtered enters through line 30 inside the filter, from where it passes through the filter element and is conducted through the grooves of the drum 17 into the upper chamber.
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higher 19a of this drum From this chamber, the oil passes through line 25 into chamber I7a of the drum. Therefrom it escapes through the orifices 29 into the outlet duct 31, the check valve 37 yielding so as to allow the flow in this direction. The air, contained inside the drum, is compressed until it finds the pressure to which the oil is subjected when it is discharged from the filter.
When it is desired to clean the filter element, the purge plug 35 is removed, so that the valve 33 is pushed by the spring 36 into the inlet duct 30, so as to close the latter. The oil then flows through the bypass 30a and exits through the outlet pipe 31. The oil tends to flow towards the filter element, but this flow is prevented by the check valve 37. The pressure on the inlet side of the filter element drops substantially until it becomes zero when the bleed hole is opened, and the air pressure inside the drum acts to force the oil filtered, in the opposite direction to its previous movement, through the filter element, in the manner previously described.
With this type of filter, substantially all of the oil in the casing is removed from the system while cleaning the filter, but there is no interruption in the operation of the system. To put the filter back into service in the system, it is only necessary to replace the purge pad 35.
In the variant of FIG. 5, the fluted cover 17 comprises an upper wall 19 and a lower wall 2 (), which are provided, respectively, with a neck 115, in which the body 13 of the member is housed. clamping, and an opening 20a, through which passes the receipt post opening being of a larger diameter than the post to constitute a passage duct towards the inside of the buffer 17. A bowl 121 receives the lower end of the drum 17 and has a flange 122, on the
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what is the bottom of the filter element 18.
The bowl 121 has a neck which fits around the upright 13. The grooves of the drum 17 constitute conduits through which the filtered oil arrives in the bowl 121. The upright 12 is pierced with an orifice 123 and communicates to its lower end with an outlet duct 124 in the base 10.
In the base is provided an inlet duct, comprising a cylindrical valve chamber 135, a second cylindrical valve chamber 136, opening into the cover 11, and a connecting duct 127. Near the upper end of the valve chamber. valve 126 is formed an orifice 128, leading into a deposit chamber 139, formed in the base 10. A piston or valve 130 is mounted so as to be able to slide in the valve chamber 126; the deposition chamber 129 comprises a purge orifice, normally closed by a plug 131. In the valve chamber 125 are disposed a piston or valve 132 and a spring 133, tending to push this piston into contact with a shoulder 25a provided in the wall of the chamber.
The piston 132 has a recess in which is engaged one end of a spring 134, the other end of which is mounted in a cup 135.
A rod 136 extends through the cup 165, the spring 134 and the piston 132, and has heads to limit the relaxation of the spring 154, the piston 132 being able to slide on the rod 136. A duct 137 leaves the chamber. valve 185.The arrangement of the ducts 127 and 137 is such that, when the piston 132 comes into engagement with the shoulder 25a, these ducts communicate freely with each other, but that, when the piston moves to the left, it closes off first duct 137, then uncover this duct and -close duct 1 6.? , and that, if it moves further to the left, it discovers conduit 137.
Bypass port 38 runs from inlet conduit 127 into outlet conduit 124, and a relief valve 39 controls flow from inlet conduit 127 into outlet conduit 124.
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through the bypass port 38.
Figure 6 shows the filter described above mounted in a circulating system, such as the lubrication system of an internal combustion engine. P denotes a pump, the suction line 40 of which extends into the oil collector S of the engine.
The delivery pipe 41 of the pump leads to the chamber 125. A pipe 42 goes from the outlet pipe 124 to the pipes L, going to the bearings of the motor ,, The pipe 107 discharges into the oil collector So
A filter element, of the type described above, has a relatively small filter area and becomes covered with a filter cake after a period of service, which decreases its effectiveness. Frequent removal of the filter cake is desirable. The system described above produces a removal of the filter cake each time the engine, in the lubrication circuit of which it is mounted, is stopped.
In the normal operation of an automobile engine, it usually does not run continuously for periods of more than several hours. As a result, the filter is cleaned often enough to ensure efficient operation of the filter. The filter element is always clean when it is most desirable, namely when the engine is started, when the oil is thick.
In the operation of this system / the dirty oil coming from the manifold is pushed into the chamber 125 and pushes back the piston 132, so as to open the duct 137, after which the dirty oil flows into the chamber 126 and lifts the piston 130 until it uncovers the orifice 128. The pump; is preferably of the volumetric displacement type and is of a capacity such that when the engine is idling, the pressure in the system is sufficient to move the piston I32, so as to expose the conduit 127. The oil s then flows into the hatch ...
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key 11 and around the element / filter 16.
It then passed, through the slits formed in the latter, into the grooves of the drum 17, through which it flowed into the bowl 122.
From this, it passes, through the orifice 125, the outlet duct 124 and the duct 42 to the pipes L going to the bearings, These bearings oppose a resistance to the flow of oil and cause the filtered oil to rise. in the drum 17, compressing the air trapped in the drum, thereby storing a certain amount of potential energy, which will be used to produce a reverse flow of the oil through the filter element to loosen the filter cake.
The filter cake is removed by the reverse flow of a small amount of filtered oil, which is approximately under the pressure necessary to move piston 132. This action is produced by lowering the filter. pressure on the inlet side of the filter immediately after stopping the engine. When the engine stops, the pump also stops and the piston 132 is brought into engagement with the shoulder 25a by the spring 133. The duct 127 is thus placed in communication with the duct 137, which opens into the manifold d 'S.
When the piston 132 closes the conduit 127, the pressure on the oil in the system and the air pressure in the tambaur are equal to the pressure required to move the piston 132.
As soon as the conduits 127 and 137 are in communication, the pressure on the inlet side of the filter element drops, and the door is discharged backwards through the filter element under the pressure exerted by the compressed air in it. drum 17.
The pressure on the inlet side of the filter element is relieved before there is an appreciable drop in pressure on the outlet side of the filter element, due to leaks through the pipes L going to the bearings. As a result, the pressure / applied to the oil to produce its non-reverse flow is substantially the pressure required to move piston 132.
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The amount of oil flowing backwards through the filter element is limited by the amount of oil flowing from chamber 126, and this amount is determined by the displacement of piston 130. As soon as reverse oil flow begins to occur, piston 130 will begin to descend and, after a short downward movement, will seal port 128. When the piston reaches the bottom of chamber 126 , it prevents a subsequent flow of oil. As a result, only a small volume of oil is discharged from the filter, and as a result, the filter cake is prevented from being entrained in the oil collector S; on the contrary, it is retained in the deposit chamber 129.
Before the oil, entraining the filter cake removed from the filter element, can reach port 128, piston 130 will have stopped the flow, during the interval elapsing before another flow of oil in. reverse, the filter cake will have settled to the bottom of chamber 129. The deposits can be removed through the bleed port.
The bypass 38 between the inlet and outlet ducts ensures the flow of oil to the bearings in the event that the filter element is clogged or the oil is too thick, for example when the engine is started. to flow through the filter element in an amount suitable for lubricating the bearings. The piston 132 also serves to prevent excessive pressure in the system. Under steady-state operating pressure, the piston I32 simply moves to the left, of sufficient quantity to put the duct 127 in communication with the chamber 125.
In this position, the cup 135 engages the rear wall of the chamber 125, and the spring 134, which is considerably stronger than the rbSdort 133, prevents further displacement of the piston. However, if excessive pressure tends. to occur in the system, the spring 134 gives way to allow the piston 132 to discover the conduit I37p The piston 132 acts by
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therefore also as a safe summer yalve,,
In the variant shown in FIG. 7, 10 designates the base and 11 the cover, A hollow upright 12 is screwed into the base 10,
and a clamp 13 is screwed onto the upper end of the post 12. A nut 13a clamps the filter element 16 in position, through which the post 12 extends. The filter element and support drum is essentially the same as shown in Figure 3.
In the base 10 is formed an outlet duct 124, communicating with the lower end of the upright 12, in which is formed an orifice 123 communicating with the interior of the drum 17 of the filter element, In the base 10 is formed. also provided an inlet duct, comprising a cylindrical chamber 125, from which a duct 127 goes into the space anterior to the cover 11 and the filter element 16. In the chamber 125 are mounted, so as to be able to sliding, a piston 132, forming a valve, comprising a cylindrical sleeve 32a. A spring 133 tends to push the piston 132 towards the shoulder 25a, which limits the movement of this piston.
One end of a spring 134 is engaged in the piston 132, and the other end of this spring is mounted in a cup 135. A rod 136 extends through the cup 135, the spring 134 and the piston 132 and comprises a head 36a at one end and a nut 36b at the other end, this rod 136 being able to slide relative to the piston 132.
A conduit 137 leaves from the piston-valve chamber 125, and the sleeve 32a of the piston 132 has openings 32b and 32c, disposed at a certain distance from each other. The arrangement of the conduits 127 and 137 and orifices 32b 35 32c is such that when the piston 132 comes into engagement with the shoulder 25, the inlet of the duct 127 is closed and that when the piston 132 moves
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to the left, the communication entered the conduits 127 and 137 is established by the orifices 32b and 32c.
Subsequent movement of piston 132 to the left interrupts communication between lines s 127 and 1;) 7, and after s the piston 132 has been moved sufficiently, communication is established between piston-valve chamber 125 and line 127 When the piston-valve is in this position, oil will flow into the filter casing. During the return movement of the piston-valve, the duct 127 will be temporarily placed in communication with the duct 137.
In the right-hand end of the tie 136 there is a longitudinal bore 40, comprising a transverse orifice 41. A relative movement of the piston 132 and of the rod 136 closes this orifice 41.
The filter described above can be used in the same way as the filter described with reference to figure 3 and can be fitted in the lubrication system of an internal combustion engine, in the same way as shown in figure 6. The operation of this filter 3 is exactly similar to the operation of the filter shown in figure 3. Dirty oil from the pump is forced into chamber 125 and pushes piston 132 to the left, so as to uncover the conduit 127, after which the contaminated oil flows to. through this conduit 127 into the interior of the filter.
A small amount of oil flows through the bore 40,1'orifico 41 and returns through line 137 to the oil collector. The amount of oil, which thus passes into bypass, is so small that Elis does not affect the displacement of piston 132, and as long as the pump is running, piston 132 will be kept far enough to the left. to uncover conduit 137.
When the piston 132 is in its extreme left position, the orifice 41 is closed; this is due to the fact that when
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the left end of the rod I36 comes into engagement with the rear wall of the chamber I25, further displacement of this rod is prevented, while the piston 132 continues to be moved to. what the combined resistance exhibited by the springs
133 and 134 is equal to the oil pressure. When the pump is stopped and the oil stops flowing through the filter, the spring 133 pushes the piston to the right, revealing the port 41.
This provides a bypass for the oil in the piston-valve chamber 135, thus allowing the piston to be easily and quickly moved to the right until it comes into engagement with the shoulder 25a. When the orifices
32b and 32c coincide with conduits 127 and 137, the previously mentioned reverse oil flow is established. The flow is only momentary, since the movement of the piston to the right is limited. The quantity of oil, which flows in the opposite direction through the filter element, is therefore limited.
With this variant and with that shown in FIG. 3, the filter cake cannot be entrained in the pump P and is collected in the deposition chamber 139, as described above.
In the two embodiments last described, the amount of oil flowing in the opposite direction is limited so as to prevent any portion of the filter cake, removed from the filter element, from passing through the manifold. This filter cake settles in chamber 129, at the bottom of the filter, during periods of system rest.
The pressure exerted by the oil flowing in the opposite direction on the filter cake is substantially the same as the pressure prevailing in the system during normal operation thereof, since this pressure is maintained inside. drum 17 until communication is established between conduits 127 and I37; at this moment, the pressure in the gap between the filter element and the casing drops to
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Nir practically zero, The filter cake thus receives a - sudden shock, at high pressure, which effectively cleans the over-. face of the filter element, thus ensuring efficient operation thereof.
In the particular embodiments previously described, an air chamber has been shown as a means for maintaining a certain quantity of the filtered liquid under pressure.
There are, however, many other means of maintaining a certain quantity of a filtered liquid under pressure; among these means, there may be mentioned, by way of example, blowers, pistons subjected to the action of weights or springs, a column of a fluid, or the like. Examples of various systems are shown schematically in Figures 8-14. In these schematic figures, it will be understood that for the sake of clarity, the parts are shown in their relationship of flux, without regard to their physical construction.
Whatever physical construction may be employed, it will be understood that the pressure maintenance device, in which the potential energy is stored, is connected to the outlet side of the filter element.
Figure 8 shows a system in which lubricating oil is circulated from a reservoir through the bearings of a machine, for example the bearings of an internal combustion engine. P sucks oil from tank 0 and delivers it, through a suitable pipe, into filter F, which has a filter element U.
The outlet side of the filter communicates with the pipes L, going to the bearings, the machine, as well as with the bellows S1. The resistance, opposed by the bearings of the machine, is sufficient to force the filtered oil to expand or open the bellows, thus storing a certain amount of potential energy, which will be used to produce the oil flow in reverse direction through the filter element.
This flow of filtered oil, in no reverse, through the filter element U is produced each time the pump stops running, one pro-
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reduces the flow of filtered oil, in reverse, by dropping the pressure, on the inlet side of the filter element, faster than the pressure on the outlet side of the filter element, when the pump stop.
This is achieved by the use of a pump, of a type or construction such that when at rest it will leak oil more quickly than the bearings, or by leaving a leakage pipe R, going to the reservoir and leaving from a point situated between the pump and the filter, in the case where the pump is of a type such that it does not let oil leak more quickly than the bearings.
It is obvious that when such a leakage duct is used, it must oppose the passage of the oil with less resistance than the bearings, in order to ensure a suitable flow of the oil in the opposite direction through. the filter element, A relief line B, controlled by a safety valve V, may be provided to prevent excessive pressure in the system.
FIG. 9 also shows a circulation system, which is intended to be used for the lubrication of the bearings of a machine or of an internal combustion engine. Pump P sucks oil from tank 0 and delivers it to filter F, which has a U filter element, The outlet side of the filter communicates with the pipes L going to the bearings, as well as with the Deforming chamber air tank. A bypass line E, controlled by a safety valve G, is arranged around the Flet filter. A discharge line controlled by a safety valve H, can be arranged to prevent pre s-. excessive pressure in the system.
The oil flow to the filter F is controlled by a two-way valve K, which can be turned to stop the oil flow to the filter and to allow the oil to return. from filter F into tank C. A check valve M prevents reverse flow from bypass line E to filter F.
Normally, the valve K is placed in the re- position.
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presented and the oil is delivered by the pump? through the filter F to the pipes L going to the bearings. The resistance, opposed by the bearings to the passage of oil, is sufficient for.
that the filtered oil compresses the air in chamber D, so as to store potential energy there, which will be used to produce an oil flow in the opposite direction through the filter element. This flow is produced in the opposite direction by turning the tap K, so as to interrupt the communication between the filter and the ponpe and to allow the oil, contained in the filter, to exit from it or, if desired, to return in the tank, thus reducing the pressure, on the inlet side of the filter element, below that exerted on the outlet side by the compressed air in the chamber Do When the valve K is closed, the oil flows through the bypass line E to the pipes L going to the bearings,
so that the oil supply to the bearings is not interrupted. Oil tends to flow backwards from the bypass line through the outlet side of the filter, but this is prevented by the check valve.
Fig. 10 shows an embodiment of the invention applied to an air compression system. In this system an air compressor 1 :) sucks air through a filter element U and delivers it to a tank T, the inlet of which is controlled by a check valve V.
The exhaust of the compressor communicates with one end of a vertical cylinder A, the other end of which communicates with a chamber forming an air reservoir. De In the cylinder A is arranged a piston X which, in its lower position, is located above the inlet port to cylinder E ifi tràe A branch line H goes from cylinder A to air chamber D and is arranged in such a way that it is closed by piston X when it is in its lower position.
A duct I runs from the top of cylinder A to the outlet side of the filter element U and is arranged in such a way.
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denies that it is blocked by piston X when the latter is in its upper position, The connection pipe H is not blocked by piston X 'when the latter is in its upper position, and the conduit I is not blocked by the piston X when the latter is in its lower position.
Normally, the compressor 2 sucks air through the filter element U and the delivery under pressure in the tank T, part of the air acts against the piston X, thus lifting it and allowing the flow air under pressure through the connection pipe H in the chamber, forming an air tank, D. When the air compressor stops working, the pressure applied to the piston A will drop below that prevailing in the chamber D, so that the piston A will descend under the action of gravity, closing off the pressure line. connection H and by uncovering pipe I.
The compressed air in chamber D G 'then escapes through line I and will flow in the opposite direction through the filter element, thereby cleaning the latter.
Figure 11 shows a filtration system comprising only one fluid pass, The liquid soiled by impurities is contained in the tank T1, and the clean liquid is poured into the tank T2, the liquid is made to flow straining from reservoir T1 to filter F, by means of pump P, which in this example is shown as being of the centrifugal type, although it may be of the volumetric displacement type of the fluid; in this case, a suitable leakage device must be provided to ensure suitable leaks. The filtered liquid is evacuated from the filtered one in the lower part of a cylinder A, in which is mounted, so as to be able to slide, a suitably ballasted piston X.
A duct, starting from the side wall of cylinder A, opens into reservoir T2. The pump P forces the liquid through the filter, and the pressure, exerted on the liquid discharged from the filter, raised the piston X, thus allowing the liquid to flow into the reservoir T2. When the pump is stopped
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The piston exerts pressure on the liquid contained in cylinder A and discharges this liquid in the reverse direction through the filter element U, and reverse flow being permitted due to the leaks occurring through the pump P .
As the piston X moves down, it closes the die line, charge going to reservoir T2 and thus prevents escape of liquid from cylinder A other than by reverse flow through the filter.
In the system shown in. Figure L2, a column of filtered liquid is used to provide the pressure to produce the reverse flow through the filter element.
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In this figure In, Tl designates the reservoir for the contaminated liquid, and T2 the reservoir for the clean liquid, while P
EMI21.2
designates the pumpa and 1 '"the filter. The outlet side of the COllmu ... nic filter with a vertical tube Y, qv.i is of sufficient height to provide the necessary pressure to produce the reverse flow. The vertical tube has an overflow pipe, 2 which goes to tank T2; filtered oil is continuously pumped
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discharged by this conduit ,,) elldaÂl +, y..e 1 is running.
When the panpe stops working, the 1) rssioniu-liquiie in the vertical tube acts so as to produce a reverse flow of the filtered liquid through the filter F, c = t flow! L911t being allowed by the leaks. product 4 through the pump: or by a suitable leakage device.
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The system shown in Fig. Li comprises suction filtration instead of pressure filtration. Pump p2 sucks dirty liquid from tank T1 through filter 5 and delivers filtered liquid back into the tank. tank T2 by
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a duct provided with a valve = rc & ibtauoe 1 <"A chamber, forming an air tank, D communicates w; c the dechorôe duct between the pump F- and the valve '# and also communicated by a leakage duct with 1 admission to Lu jjonpe.
Sn normal operation, air is compressed in the a;: a: a <; 1 "# 1, the compression Q3fúré
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depending on the pressure exerted by the valve when the pump
P stops working, the air compressed in the chamber D forces the filtered liquid back through the leakage pipe B and in the opposite direction through the filtering element to produce the cleaning of the latter ... the valve Y providing the necessary resistance to ensure this action.
Fig. 14 shows an oil burner system, provided with a filter and having a device for producing a reverse flow of filtered oil through the filter element. In this system, the oil is sucked through the filter! It by the pump
P from tank T and is discharged into the oil burner
A bypass line, controlled by a safety valve, is provided around the pump to prevent excessive pressure in the system.
A leakage pipe B passes around the pump and is connected to a chamber, forming an air reservoir, D, Between pump 2 and the outlet side of the filter, a throttled orifice 0 is provided, and, between the burner oil Z and the air chamber D, there is a check valve V. When the pump? is on, most of the oil flows to the oil burner, but a certain part passes into the leakage duct B, thus compressing the air contained in the chamber D, When the pump P stops to operate, the compressed air in chamber D exerts pressure on the oil contained in calla-.ci and in the leakage pipe B,
by thus closing valve V and causing oil to flow through port 0 and back to the filter element, port 0 is sufficiently constricted to prevent excessive leakage of the oil. system when the pump is running, The bypass around the P pump serves only to prevent excessive pressure in the system and is not essential, although it is desirable,
In the various systems described above, the principle of? operation is the same. In each case, oln produces the flow in the opposite direction by maintaining a pressure over a certain amount.
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