<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements aux procédés et aux appareils pour le filtrage d'huile de graissage 11,
La présente invention est relative à un procédé et à un appareil perfectionnés pour le filtrage d'huile de graissage .
L'huile par elle-même présente des caractéristiques qui, pratiquement, se conservent indéfiniment, et elle a également une durée de conservation pratiquement indófinie.
La diminution d'efficacité de l'huile est provoquée par les impuretés qui se rassemblent dans l'huile lorsqu'elle est utilisée, notamment lorsque l'huile est chauffée au cours de son utilisation. Des filtres à huile fabriqués
<Desc/Clms Page number 2>
jusque ici pour le traitement d'huile e de grais sage ont été établis en vue d'assurer le filtrage principalement à l'aide de moyens de filtrag; qui, au. bout d'un certain temps, provoquent la formation d'une couche d'impuretés suffisante pour réaliser une action de filtrage satisfaisante. Toutefois, des filtres de ce genrene peuvent; éliminer de l'huile les parties oxydées les plus asphaltique s formées à la suite du. chauffage de l'huile au cours de son utilisation.
L'invention a pour objet un procédé et un appareil poux -le filtrage d'huile, cprocédé et cet appareil peme fiant de réaliser un filtra si parfait que l'huile filtrée présente une limpidité visible à l'oeil nu, ainsi que la pureté chimique nécessaire.
L'invention consiste en un procédé de filtrage d'huile de graissa qui a été chauffée au cours de son utilisation, caractérisé par le fait qu'on fait passer lentement l'huile à travers et en contact avec une masse dense et épaisse de matière absorbante fibreuse, de sorte qu'on élimine ainsi de l'huile en principe toutes les parties oxydées les plus asphaltiques formées à la suite du chauffage de l'huile au cours deson emploi.
De préférence, l'huile passant à travers la matière absorbante fibreuse est détournée, par ce passage, d'un système de circulation dans lequel l'huile est utilisée et se trouve chauffée, la proportion d'huile détournée étant en corrélation avec l'efficacité du filtre, afin que la totalité de l'huile soit en principe maintenue indéfiniment exempte de matières oxydées.
L'invention consiste également en un filtre pour
<Desc/Clms Page number 3>
huile de graissage, comprenant une enveloppe destinée à contenir une cartouche de filtrage et pourvue de moyens mécaniquespour limiter à une valeur inférieure e à une pression prédéteminée la différence de pression de l'huile entre son point d'entrée dans l'enveloppe et son point de sortiedecelle-ci.
L'invention consiste encore en une cartouche pour lefiltrage d'huile degraissage , caractérisée par une masse homogène dense qui est tassée suffisamment fortement pour assurer une résistance élevée à la compression et ne pas présenter de conduitss ou canaux libres pour le passage de l'huile, cette masse étant supportée à l'intérieur de la cartouche au point d'être en principe incompressible en totalité ou en partie sous l'action d'une pression de fonctionnement normale prédéterminée.
Dans le dessin annexé : La fig. 1 est une élévation en coupe d'un fïltre établi pour être utilisé sur une automobile ordinaire.
La fig. est une élévation en coupe du dispositif de suppott à ressort à boudin disposé à l'intérieur de la cartouche du filtre.
La f ig . 3 est unevue en coupe détailléed'une soupape .
La fig. 4 est une élévation en coupe montrant un système de filtrage double.
La fig. 5 est un plan en coupe d'un appareil pour la formation d'une cartouche et sur lequel est montrée une cartouche partiellement formée.
La fig. 6 est une élévation d'un. couvercle métal- lique decartouche.
<Desc/Clms Page number 4>
La fig. 7 est une vue d'une cartouche. la fig. 8 e s t une élévation en coupe d'une autre forme de cartouche.
La fig. 9 montre une matière formant une sorte de mèche et qui peut être utilisée comme moyen ou agent de filtrage.
La fig. 10 représente une partie d'un moyen ou agent de filtra formé de minces feuilles de pap ier .
La fig. 11 est une coupe transversale d'unecartouche de filtrage dans laquelle une matière formant une sorte de mèche, comme montré fig. 9, est enroulée sous forme de couche alternant avec un :agent de filtra@ en papier tel que celui montré fig. 10.
Dans la misee n oeuvre de l'invention comme représenté fig. 1, une enveloppe defiltre 1 est pourvue d'un couvercle 2 fermant la partie supérieure de cette dernière.
A l'extrémité inférieure de l'enveloppe 1 est prévue une partie tonnant une sorte de puits 4, qui présente un épaulement 3 destiné à supporter une cartouche de filtrage.
Une piècetubulaire 5 est supportée à demeure dans le fond de la partie 4 et s'étend vers le haut et centralement à travers le filtre. L'extrémité supérieure de la pièce tubulaire 5 est de préférence taraudée et un prolongement fileté 10 s'y adapte. A la base du filtre est prévue une tubulure d'admission d'huile 6 qui s'adapte sur la conduite sous pression venant du moteur à combustion interne, de manière à assurer un écoulement à travers le filtre, c' es t- à-dire que l'huile passait à travers la matière absorbante fibreuse est détournée d'un système de circulation dans lequel l'huile est utilisée et se trouve chauffée.
La partie
<Desc/Clms Page number 5>
de l'huile ainsi détournée est en corrélation avec l'effi- cacité du filtre, afin que la totalité del'huile soit en prineipe maintenue indéfiniment exempte dematières oxydées qui se forcent dans l'huile à la suite du chauffage de celle-ci au cours de son utilisation.
La tubulure d'admission 6 est très étroite à l'endroit du passai 7. Dans une partie supérieure de la pièce tubulaire 5 sont ménages deux ouvertures 9 à travers lesquelles l'huit passe sous la Arme d'un mince filet se déplaçant rapidement et venant frapper contre un cône 11. Ce cône est formé de préférence d'une matière rigide, par exemple en tôle mince, et il est de préférence solidaire de la cartouche de filtrage. @a partie supérieure n'est pas perforée afin de former une sur face de distribution pleine, tamis que sa partie inférieure présente un grand nombre de peti tes perforations 12 à trave rs lesquelles l'huile passe pour entrer dans la matière de fil- traép 13. La base 14 du cône repose sur l'épaulement 3 de la partie 4.
Par suite du passage étroit 7 et de la pression à laquelle l'huile est soumise, cette huile est agitée jusqu'à devenir homogène clam la pièce tubulaire 5 avant de passer, à trave rs les ouvertures 9, dans l'espace libre existant à l'intérieur de la cartouche de filtrage et avant d'être projetéecontre la surface de distribution pleine du cône 11. Par suite, les ingrédients qui sont plus denses que l'huile se séparent de celle-ci après son passage à travers les ouvertures 9, et tanbent, par pesanteur, dans la zone tranquille ou calme à l'intérieur de la partie 4 fbrmant pui ts .
A l'intérieur de la cartouche s ont prévus des
<Desc/Clms Page number 6>
moyens pour supporter la résistance .normale de la matière de filtrage à la compression, ces moyens affectant avantageusenent la for me d'un ressort à boudin 15 qui est fixé à la base 14 par soudure, ou, de préférence, en introdui- sant une extrémité 16 du ressort dans une rainure 17. pmtiquée dans la base. L'agent d e filtrage consiste en une Matière absorbante fibreuse, telle que des fibres cellulosiques, qui a la propriété de réagir avec l'acide sulfuri- que pouvait être tonné dans le moteur et d'éliminer par suite cet acide.
Les fibres doivent: être très longues et enchevêtrées les unes dans les autres afin d'éviter toute possibilité de formation de passages ou. conduits, et elles doivent: être tassées assez fortement pour former une masse dense et homogène qui opposera une résistance élevée à la canpression et ne présentera pas de conduits ou canaux libres pour le passage de l'huile, mais cette masse ne doit pas être dense au point d'empêcher le passage de l'huile à travers cette dernière. Le mode préféré de formation d'une cartouche sera indiqué ci-après.
Un sac 18 est attaché à la partie supérieure 19 au cône 11 et entoure la matière ou agent de filtrage, son autre extrémité 20 étant: fixée sur la base du cône, par exemple par une cordelette de fronçage.
La cartouche 21 ainsi tonnée, s'adapte autour de la pièce tubulaire 5 et à l'intérieur de l'enveloppe 1.
Elle est surmontée d'un chapeau perforé 22, représenté en détail sur la fig. 6. Un écrou 23 est vissé sur le prolongement 10 (qui est représenté en détail sur la fig. 3), assujettissant ainsi le chapeau 23 à ce prolongement, et permettant de retirer le couvercle en même temps que le
<Desc/Clms Page number 7>
prolongement 10 est enlevé. Le prolongement 10 présente un passage étroit 24. La section de ce passage est en corrélation avec la capacité de filtrage de la cartouche et avec la section de la tubulure d'admission 7, de sorte que, lorsque la soupape à boulet 25 est ouverte, la capacité du filtre sera sensiblement la même que la quantité d'huile admise à la base et que la pression ne sera pas augmentée ou ne sera pas sensiblement réduite.
La section du passage 24 dépendra des caractéristiques de la cartouche etégalement des caractéristiques de l'huile utilisée. La soupape à boulet 25 constitue un moyen mécanique pour limiter à une valeur inférieure à une pression prédéterminée la différence de pression de l'huile entre son point d'entrée dans l'en- veloppe et son point de sortie de celle-ci. La soupape 25 s'applique sur un siège 26 qui doit être lisse et être suffisamment évasé pour assurer un écoulement maximum pour l'ouverture de la soupape. La soupape est normalement maintenue en position fermée par un ressort 27, qui peut être réglé par une vis 28. Un bouchon ou organe obturateur 29 est disposé au-dessus de la vis 28 et porte contre un épaulement 30 ménagé dans un alésage 31.
La partiesupérieure du prolongement 10 constitue un b out on 32 qui est traversépar une poignée 33. Le prolongement 10 agit également comme organe de verrouillage, étant donné qu'il coopère avec l'extrémité supérieure de la pièce tubulaire 5 pour verrouiller l'enveloppe et constituer un ensemble clos, la poignée 33 servant à manoeuvrer le prolongement 10.
Le couvercle 2 s'adapte autour du prolongement 10, au-dessous du bouton 32, etd'une rondelle 34, et il peut également être enlevé avec le chapeau 22. Une tresse de
<Desc/Clms Page number 8>
garniture 35 est disposée entre le couvercle 2 et l'épaulement 36 de l'enveloppe 1. Une chambre 37 est formée entre le chapeau 22 de la cartouche et le couvercle2 de l'enveloppe 1, et, de ce tte chambre, part une tubulure de sortie 38 reliée de toute manière convenable au carter de manive-lle. la tubulurede sortie 38 a une section suffisamment grande pour assurer l'évacuation de la totalité de l'huile filtrée ou ayant passé au-delà de la soupape 25, sans créer aucune pression appréciable dans la chambre 37. Un orifice de purge 39, fermé par un bouchon 40, est prévu à la base de la partie 4 formant puits.
La formation de la cartouche est d'une grande importance pour l'obtention d'un filtre satisfaisant. La matière constituant la cartouche doit être telle qu'un acide fort, tel que l'acide sulfurique, qui peut être formé dans un moteur à combustion interne, soit éliminé chimiquement par la matière de filtrage. Des libres cellulosiques, telles que le coton, le papier, et autres substances analogues, élimineront ces acides, lorsqu'ils sont formés, en réagissant avec eux, La matière et son mode d'agglomération doivent également être tels qu'ils empêchent la formation de petits conduits ou canaux par lesquels l'huile puisse passer à travers le filtre.
La formation de ces petits conduits ou canaux est extrêmement difficile à empêcher, car, dans toute masse de matière hétérogène et à l'état peu serré il se formera de petits canaux de ce genre, à moins que des précautions spéciales soient prises pour empêcher ceci de se produire. La cartouche devra également avoir.une densité telle qu'elle permette à l'huile de la traverser librement tout en éliminant les impuretés de cette dernière, etelle
<Desc/Clms Page number 9>
devra en outre avoir une élasticité ou rigidité suffisante pour ne pas être comprimée à un degré prononcé sous l'action de la pression prédéterminée à laquelle elle est soumise. Ceci exige une corrélation entre la pression à laquelle la soupape stouvrira et le degré de compression de la cartouche.
Par exemple, on a produit, comme décrit t ci-aprés, une cartouche pouvant résister à une pression de l'ordre de 2. 8 kilogramnes par centimètre carré sans compression appréciable et, en conséquence, la soupape 25 est réglée de façon que la cartouche ne soit pas soumise à une chute de pression plus grande s'exerçant sur ladite cartouche. Dtautre part, dans le présent dispositif, on estime que la contre-pression provenant de la chambre 37 sera égale à zéro lorsque la pression s'exerçant sur la soupape 25 dépasse 2.8 kilogrammes par centimètre carré et, par conséquent, la pression maximum à laquelle la cartouche est soumise, ainsi que la chute de pression sur cette dernière est) limitée au degré de compression de ce tte cartou- che.
Sur la fig. 5 on a représenté le mode préféré de fabrication de la cartouche. La matière sous formede cordelettes est formée de fil de coton pur, exempt de filasseet de fibres et connu dans le commerce sous le nom de "fil noué", qui consiste en des bobines de fils de diverses grosseurs . On préfère utiliser des cordons comprenant environ 10 à 200 fils dans chaque toron. Les torons comprenant un nombre supérieur de fils sont re jetés (généralement ceux qui ont un diamètre supérieur à 3 cm. à l'état lâche ou non comprimé).
On fait passer ces torons entre des rouleaux pour' écraser les noeuds, et on les
<Desc/Clms Page number 10>
égrène ensuite sur une grande roue rotative présentant des rangées de dents espacées de 10 à 12.centimètres l'une de l'autre, les dents étant espacées les unes des autres d'environ 2.5 centimètres dans les dites rangées. La roue a un diamètre d'environ un mètre et une largeur d'environ 30 centimètres. Elle tourne à une vitesse d'environ 40 tours par minute et le fil s'enroule sur elle. La masse est ensuite enlevée sous la forme d'une bande composée de fils libres, les masses de fils étant alors étendues, mais sans que les fils s'enchevêtrent. Les fibres libres sont rejetées, et la matière est ensuite pesée suivant les quantités désirées.
La quantité de matière requise pour former une cartouche est mesurée et la bande de matière est ensuite divisée à peu près en deux et est amenée au dispositif d'enroulement représenté fig. 5.
Ce dispositif comprend une tige 41 portant un mandrin 42, comportant deux broches 43 qui s'adapte dans des perforations correspondantes 44 ménagées dans la base du cône 11 qui a été enfilé sur la tige 41 par l'autre extrémité. Un cylindre 47 renferme la tige 41. Le ressort de support 15, qui est un ressort à boudin à pas à gauche, a préalablement été attaché à la base du cône, et sa dernière spire forme une fente triangulaire adjacente à la base. Une plaque de recouvrement 45 est disposée à l'extrémité opposée de la tige 41 et est maintenue/en place par un bloc 46. Dans de nombreux cas, une petite quantité de :fil est enroulée autour de la base du cône et sous le ressort, et il est parfois difficile d'obtenir un bourrage complet et uniforme en ce point.
On fait alors tourner la tige 41 à une vitesse d'environ 60 tours par minute dans un sens tel
<Desc/Clms Page number 11>
que l'extrémité du fil de coton soit saisie sous le ressort et y soit maintenue. Le coton est étalé sous la fonne d'un rubau ayant approximativement la longueur dela cartouche et on le fait avancer à travers une fente étroite 48 pendant que l'ouvrier le maintient à l'état très tendu. La matière est avancée de manière à produire une cartouche uniforme, les torons étant avancés, si cela est nécessaire, à mesure qu'une partie de la cartouche se trouve remplie. La tension exercée est suffisante pour que 210 gramnes de fibres de coton occupent 100 centimètres cubes du volume de la carou- che .
Si la matière est enroulée trop serrée, ellese dilatera après avoir été enlevée du cylindre 47. La cartouche devra de préférence être à même de résister, avec le ressort, à une compression maximum de 2. 8 kilogrammes par centimètre carré, aveo une marge de 0.35 kilogramme en plus ou en moins
Lorsque la matière a été introduite dans la cartouche, elle affectera la forme de fibres enroulées en spirale et circonférentiellement parallèles, enroulées serrées dans et autour du ressort 15, de manière que la formation de petits conduits ou canaux ne puisse se produire lorsque la cartouche est utilisée.
Le sac 18, avant l'opération d'enroulement, est attaché à la partie supérieure du cône 11 et repose à plat le long de la tige 41, une bande de caoutchouc (non représentée) le maintenant sur le cône. A la fin de l'opération, le bloc 46 et la plaque 45 sont enlevés et le sac 18 est tiré sur l'extérieur du cylindre 47. La cartouche est alors poussée hors du cylindre par le mandrin 42 et est amenée dans un autre élément de friction 50, qui tire
<Desc/Clms Page number 12>
le sac 18 en arrière et maintient le coton dans celui-ci, le sac 18 est très fortement tendu, tiré vers le bas sur l'extérieur de l'élément 50 et assujetti par une cordelette de fronçage sur la base du cône.
Une poignée 49, formée d'un fil métallique et représentée fig. 7 es t alors introduite et est passée sous la boucle supérieure du ressort 15, les extrémités ouvertes étant fixées par des points de soudure et enfoncées dans la cartouche. Une poignée de ce genre constitue un élément ne se corrodant pas, permettant de retirer la cartouche du filtre et d'éviter d'avoir à utiliser des outils dans ce but.
Ainsi qu'on le voit, le cône 11 réserve une zone ou espace libre ou ouvert s'étendant jusqu'à un certain point à l'intérieur de la cartouche de filtrage.
Les perforations 9 distribuent de préférence l'huile dans cette zone ou espace en un point situé environ à mi-chemin entre la partie supérieure du. cône et les perforations supérieures 12.
Ainsi qu'on le comprendra, l'huile débouchant des perforations 9 vient frapper, sous la forme d'un mince filet, sur la surface de distribution pleine de la partie supérieure du. cône, de sorte que les grosses impuretés sont précipitées et qu'en même temps les parois du cône sont maintenues propres. L'huile descend alors, et du fait que la section du passage d'écoulement augnente, sa vitesse diminue, mais une vitesse suffisante est maintenue sur la surface du. cône, de sorte que le passage de l'huile sur les orifices 12 est suffisant pour empêcher qu'ils soient obstrués par des substances ayant tendance à produire une
<Desc/Clms Page number 13>
résistance, ainsi que cela est fréquemment le cas lorsque de l'huile est déchargéedirectement dans une matière de filtrage.
En même temps, à la partie inférieure du cône et dans la partie formant puits 4, une z one calme ou tranquille est réservée dans laquelle les impuretés lourdes peuvent se déposer.
Le ressort 15 est de préférence conformé pour suivre l'inclinaison du cône 11, jus qu'à et y compris la première spire au-dessus de l'orifice le plus élevé formé dans le c ône , et, à partir decepoint et au-delà, l'évasement du ressort à boudin est inversé pour supporter le mieux possible la partie supérieure de la masse de matière de filtrage .
Il est important, en préparant le filtre, d'assurer une corrélation entre la masse d'agent de filtrage et la quantité d'huile qui la traverse, ainsi qu'entre la viscosité de l'huile etla hauteur de cette masse, et également entre la hauteur de la dite masse et l'aire de celle-ci à travers laquelle l'huile peut entrer. Ceci implique, dans de nombreux cas, que le fait de doubler l'aire d'admission de l'huile oblige à plus que doubler la masse d'agent de filtrage au-dessus d'elle. Pour cette raison, il a été trouvé judicieux, dans de nombreux cas, d'utiliser une installation double dans laquelle deux cartouches sont disposées dans un système unique plutôt que d'essayer de construire un dispositif plus grand, étant donné qu'on peut réaliser une économie considérable dans la quantité de matière requise.
On remarquera qu' à partir du moment où l'huile passe à travers les orifices 9 jus qu'à ce qu'elle ait
<Desc/Clms Page number 14>
vermine son passage à travers le filtre, .la section d'écou- lement s'élargit constamment*Ainsi, après avoir quitté les orifices 9, l'huile descend dans le cône, dont la section transversale augmente constamnent, et elle entre ensuite dans la cartouche à s on point le plus étroit et monte à travers celle-ci, de sorte que la section transversale @lente également. Ceci permet une meilleure répartition/des impuretés dans toute lartouche, et la totalité de ces impuretés a moins tendance à se déposer dans la première partie de la cartouche.
La forme de la cartouche est également telle que les impuretés ayant tendance à se déposer après une longue période d'emploi du filtre n'obstrue pas les orifices d'entrée d'huile, mais, dans le cas où ce dépôt se produirait, les dites impuretés sont recueillies dans les parties inférieures de la cartouche.
Dans la cartouche représentée fig. 8, le moyen de support de la matièreabsorbante fibreuseconsiste en une certaine quantité de crin animal grossier 50, de préférence bouclé, des soies de porc étant de préférence utilisées. Cette matière est enroulée autour d'une pièce métallique conique 11 présentant, dans sa partie inférieure, des ouvertures 12 et fixée à une base métallique 14. Une poignée ou anse métallique 51 est fixée à cette base 14. la cartouche, lorsqu'elle est préparée avec des soies de porc, est de préférence formée en égrenant une matière cellulosique, telle que des boudins rompus ou cassés, comme décrit précédemment, mais en poussant l'égrenage un peu plus loin.
Les soies de porc, peuvent être introduites directement dans l'égreneuse avec les fibres de
<Desc/Clms Page number 15>
coton et elles se mélangent intimement avec celles-ci. La matière mélangée est alors enroulée assez serrée sur un mandrin, Par exemple, on a préparé une cartouche en employant six parties de soies de porc pour vingt sept parties de fibres de coton.
La quantité de soies de porc peut être modifiée pour satisfaire à des cas particuliers et à la limite de compression désirée. Dans tous les cas, les soies de porc sont utilisées en quantité suffisante pour que la cartouche résiste à la pression à laquelle elle doit être soumise.
Naturellement, lorsque cela est désirable, la cartouche peut être supportée par un moyen métallique, mais, ordinairement, ce moyen métallique est inutile lorsqu'on emploie un corps de support fibreux, tel que des soies de porc.
On préfère employer au moins 10 % de s oies de porc et, dans certains cas, on peut utiliser plus de 50 % de soies de porc, mais la capacité dtabsorption de fibres cellulosiques est beaucoup plus grande que eelle des soies de porc, et on préfère que le pourcentage de ces derrières soit aussi faible que possible.
La fig. 9 montre une matière fbmant une sorte de mèche qui peut être enroulée en spirale autour d'un axe pour constituer une cartouche se supportant d'elle-même.
Ainsi qu'on le verra, cette matière, qui est désignée dans son ensemble par le chiffre de référence 52, comporte une chaîne 53'et une trame 54. De préférence, la chaîne est disposée horizontalement dans la cartouche et la trame est disposée verticalement dans cette dernière. Toutefois, ladite matière assure des résultats satisfaisants lorsque cette disposition estinversée.
<Desc/Clms Page number 16>
Les fils de trame 54 sont de préférence consti- tués par une matière assez duveteuse et tissée d'une ma- nière peu serrée, alors que la chaîne 53 est de préférence tissée serrée. Cette matière formant une sorte de mèche, lorsqu'elle est enroulée serrée, est extrêmement incompres- sible et, en même temps, la nature duveteuse des fils de trame empêche qu'il se forme de petits conduits ou canaux entre les couches de matière.
La matière représentée fig. 9 ne comprend qu'une seule couche de matière, mais en réalité, ce genre de ma- tière est généralement fait de deux couches tonnant trame, comportant chacune des fils de chaîne transversaux tissés serrés, et ces fils transversaux sont ensuite liés par un second fil de chaîne tissé entre les deux couches et parallèle à la matière formant la trame.
La fig. 10 montre une variante dans laquelle on utilise un tissu fin consistant, dans ce cas, en des feuil- les 55 de papier cellulosique très raffiné, ces feuilles, qui sont de préférence minces, sont enroulées sous forme d'éléments dont l'épaisseur est sensiblement égale au tissu tissé précédemment décri t.
Le papier et la matière formant une sorte de mèche peuvent être appliqués en couches alternées, si on le désire, comme montré fig. 11, sur laquelle une couche de ladite matière, désignée par le nombre de référence 52, et une couche de feuilles de papier, désignéepar le nombre de référence 55, sont représentées comme étant enroulées ensemble en spirale - Dans cette forme de réalisation, la manière ou mèche 52 sert de moyen de support pour la couche de feuilles de papier 55.
<Desc/Clms Page number 17>
On voit que la présente invention assure le filtrage d'huile de graissage en faisant passer lentement 'l'huile à travers une masse épaisse et dense de matière absorbante fibreuse et en contact avec celle-ci, .de sorte qu'on é limine ainsi de l'huile en principe la totalité des parties oxydées les plus asphaltiques formées à la suite de réchauffement de l'huile au cours de son utilisation.
Il n'est naturellement pas nécessaire que le filtrage soit effectué pendant que l'huile est chaude, ainsi que cela est le cas lorsque l'invention est appliquée à un moteur à combustion interne et qu'une partie de l'huile circulant dans le système de lubrification du moteur est détournée pour passer à travers le filtre, comme décrit précédemment. L'huile peut être retirée du moteur et on peut la faire passer ensuite à travers un filtre établi conformément à la présente invention.
REVENDICATIONS
1. - Un procédé de filtrage d'huile de graissage qui a été chauffée au cours de son utilisation, caractérisé par le fait qu'on fait passer lentement l'huile à travers une masse dense et épaisse de matière absorbante fibreuse et en contact avec celle-ci, éliminant de ce fait de l'huile en principe la totalité des parties oxydées les plus asphaltiques formées à la suite de l'échauffement de l'huile au cours de son emploi.
<Desc / Clms Page number 1>
"Improvements in methods and apparatus for filtering lubricating oil 11,
The present invention relates to an improved method and apparatus for filtering lubricating oil.
The oil by itself exhibits characteristics which, in practice, keep indefinitely, and it also has a virtually indefinite shelf life.
The decrease in oil efficiency is caused by the impurities that collect in the oil when it is used, especially when the oil is heated during use. Oil filters manufactured
<Desc / Clms Page number 2>
hitherto for the treatment of oil and grease wise have been established in order to ensure the filtering mainly by means of filtrag; who at. after a certain time, cause the formation of a sufficient impurity layer to achieve a satisfactory filtering action. However, filters of this type can; remove from the oil the more asphaltic oxidized parts formed as a result of the. heating of the oil during use.
The object of the invention is a method and an apparatus for lice -le filtering oil, cprocédé and this apparatus peme fiant to achieve a filtration so perfect that the filtered oil has a clarity visible to the naked eye, as well as the purity. chemical required.
The invention consists of a method of filtering grease oil which has been heated during its use, characterized in that the oil is slowly passed through and in contact with a dense and thick mass of material. absorbent fibrous, so that in principle all the more asphaltic oxidized parts formed as a result of heating the oil during use are thus removed from the oil.
Preferably, the oil passing through the fibrous absorbent material is diverted, through this passage, from a circulation system in which the oil is used and is heated, the proportion of diverted oil being correlated with the amount of oil diverted. efficiency of the filter, so that all the oil is in principle kept free of oxidized material indefinitely.
The invention also consists of a filter for
<Desc / Clms Page number 3>
lubricating oil, comprising an envelope intended to contain a filter cartridge and provided with mechanical means for limiting to a value less than e than a predetermined pressure the difference in pressure of the oil between its point of entry into the envelope and its point out of this one.
The invention also consists of a cartridge for the filtering of degreasing oil, characterized by a dense homogeneous mass which is compacted sufficiently strongly to ensure a high resistance to compression and not to have free ducts or channels for the passage of oil. , this mass being supported inside the cartridge to the point of being in principle incompressible in whole or in part under the action of a predetermined normal operating pressure.
In the attached drawing: FIG. 1 is a sectional elevation of a filter set up for use on an ordinary automobile.
Fig. is a sectional elevation of the coil spring support device disposed within the filter cartridge.
The f ig. 3 is a detailed sectional view of a valve.
Fig. 4 is a sectional elevation showing a dual filter system.
Fig. 5 is a sectional plan of an apparatus for forming a cartridge and showing a partially formed cartridge.
Fig. 6 is an elevation of a. metal cartridge cover.
<Desc / Clms Page number 4>
Fig. 7 is a view of a cartridge. fig. 8 th is a sectional elevation of another form of cartouche.
Fig. 9 shows a material forming a sort of wick which can be used as a filter medium or agent.
Fig. 10 shows part of a filter medium or agent formed from thin sheets of paper.
Fig. 11 is a cross section of a filter cartridge in which a material forming a sort of wick, as shown in fig. 9, is wound in the form of a layer alternating with a: paper filter agent such as that shown in FIG. 10.
In the implementation of the invention as shown in FIG. 1, a filter envelope 1 is provided with a cover 2 closing the upper part of the latter.
At the lower end of the casing 1 is provided a thundering part a kind of well 4, which has a shoulder 3 intended to support a filter cartridge.
A tubular piece 5 is permanently supported in the bottom of part 4 and extends upward and centrally through the filter. The upper end of the tubular part 5 is preferably threaded and a threaded extension 10 fits thereto. At the base of the filter is provided an oil intake manifold 6 which fits on the pressure line coming from the internal combustion engine, so as to ensure a flow through the filter, that is to say. say that the oil passed through the fibrous absorbent material is diverted from a circulation system in which the oil is used and is heated.
The part
<Desc / Clms Page number 5>
of the oil thus diverted correlates with the efficiency of the filter, so that all of the oil is in principle kept indefinitely free of oxidized matter which is forced into the oil as a result of the heating thereof. during its use.
The intake manifold 6 is very narrow at the location of the passage 7. In an upper part of the tubular part 5 are housed two openings 9 through which the eight passes under the weapon of a thin net moving quickly and striking against a cone 11. This cone is preferably formed of a rigid material, for example thin sheet, and it is preferably integral with the filter cartridge. @a upper part is not perforated in order to form a solid distribution surface, the sieve that its lower part has a large number of small perforations 12 through which the oil passes to enter the filter material 13. The base 14 of the cone rests on the shoulder 3 of part 4.
As a result of the narrow passage 7 and the pressure to which the oil is subjected, this oil is stirred until it becomes homogeneous clam the tubular part 5 before passing, through the openings 9, into the free space existing at inside the filter cartridge and before being projected against the solid dispensing surface of the cone 11. As a result, the ingredients which are denser than the oil separate from it after it has passed through the openings 9 , and tanbent, by gravity, in the quiet or calm zone inside part 4 fbrmant pui ts.
Inside the cartridge are provided
<Desc / Clms Page number 6>
means for supporting the normal resistance of the filter material to compression, such means advantageously affecting the form of a coil spring 15 which is secured to the base 14 by welding, or, preferably, by inserting a coil spring. end 16 of the spring in a groove 17. pmtique in the base. The filter medium consists of a fibrous absorbent material, such as cellulosic fibers, which has the property of reacting with sulfuric acid which could be thrown in the engine and consequently removing this acid.
The fibers must: be very long and entangled in each other in order to avoid any possibility of formation of passages or. conduits, and they must: be packed tightly enough to form a dense and homogeneous mass which will oppose high compressive strength and will not have free conduits or channels for the passage of oil, but this mass must not be dense to the point of preventing the passage of oil through it. The preferred mode of forming a cartridge will be indicated below.
A bag 18 is attached to the upper part 19 to the cone 11 and surrounds the material or filtering agent, its other end 20 being: fixed to the base of the cone, for example by a gathering cord.
The cartridge 21 thus thinned, fits around the tubular part 5 and inside the casing 1.
It is surmounted by a perforated cap 22, shown in detail in FIG. 6. A nut 23 is screwed onto the extension 10 (which is shown in detail in fig. 3), thus securing the cap 23 to this extension, and allowing the cover to be removed at the same time as the cover.
<Desc / Clms Page number 7>
extension 10 is removed. The extension 10 has a narrow passage 24. The section of this passage correlates with the filtering capacity of the cartridge and with the section of the intake manifold 7, so that, when the ball valve 25 is open, the capacity of the filter will be approximately the same as the quantity of oil admitted to the base and the pressure will not be increased or will not be appreciably reduced.
The section of passage 24 will depend on the characteristics of the cartridge and also on the characteristics of the oil used. The ball valve 25 constitutes a mechanical means for limiting to a value less than a predetermined pressure the pressure difference of the oil between its point of entry into the casing and its point of exit from the latter. The valve 25 rests on a seat 26 which must be smooth and be sufficiently flared to ensure maximum flow for opening the valve. The valve is normally held in the closed position by a spring 27, which can be adjusted by a screw 28. A plug or shutter member 29 is disposed above the screw 28 and bears against a shoulder 30 formed in a bore 31.
The upper part of the extension 10 constitutes an end 32 which is crossed by a handle 33. The extension 10 also acts as a locking member, since it cooperates with the upper end of the tubular part 5 to lock the casing and constitute a closed assembly, the handle 33 being used to maneuver the extension 10.
The cover 2 fits around the extension 10, below the button 32, and a washer 34, and it can also be removed with the cap 22. A braid of
<Desc / Clms Page number 8>
gasket 35 is disposed between the cover 2 and the shoulder 36 of the casing 1. A chamber 37 is formed between the cap 22 of the cartridge and the cover 2 of the casing 1, and, from this head chamber, a tubing leaves output 38 connected in any suitable manner to the crank case. the outlet pipe 38 has a section large enough to ensure the evacuation of all the oil filtered or having passed beyond the valve 25, without creating any appreciable pressure in the chamber 37. A bleed orifice 39, closed by a plug 40, is provided at the base of the part 4 forming a well.
The formation of the cartridge is of great importance in obtaining a satisfactory filter. The material constituting the cartridge should be such that a strong acid, such as sulfuric acid, which can be formed in an internal combustion engine, is chemically removed by the filter material. Free cellulose, such as cotton, paper, and the like, will remove these acids, when formed, by reacting with them. The material and its mode of agglomeration must also be such as to prevent the formation small conduits or channels through which oil can pass through the filter.
The formation of these small ducts or channels is extremely difficult to prevent, for in any heterogeneous mass of matter and in a loose state small channels of this kind will form, unless special precautions are taken to prevent this. to occur. The cartridge must also have a density such as to allow the oil to pass freely through it while removing impurities from the latter, and
<Desc / Clms Page number 9>
furthermore should have sufficient elasticity or rigidity not to be compressed to a pronounced degree under the action of the predetermined pressure to which it is subjected. This requires a correlation between the pressure at which the valve will open and the degree of compression of the cartridge.
For example, there has been produced, as described below, a cartridge capable of withstanding a pressure of the order of 2.8 kilograms per square centimeter without appreciable compression and, accordingly, the valve 25 is adjusted so that the pressure cartridge is not subjected to a greater pressure drop exerted on said cartridge. On the other hand, in the present device, it is estimated that the back pressure from chamber 37 will be zero when the pressure exerted on the valve 25 exceeds 2.8 kilograms per square centimeter and, therefore, the maximum pressure at which the cartridge is subjected, and the pressure drop over it is limited to the degree of compression of that cartridge head.
In fig. 5 shows the preferred method of manufacturing the cartridge. The cord material is formed from pure cotton yarn free of yarn and fibers and known in the trade as "knotted yarn", which consists of spools of threads of various sizes. It is preferred to use cords comprising about 10 to 200 threads in each strand. Strands comprising a greater number of wires are rejected (generally those which have a diameter greater than 3 cm. In the loose or uncompressed state).
We pass these strands between rollers to 'crush the knots, and we
<Desc / Clms Page number 10>
then shells on a large rotating wheel having rows of teeth spaced 10 to 12 centimeters apart, the teeth being spaced from each other by about 2.5 centimeters in said rows. The wheel has a diameter of about one meter and a width of about 30 centimeters. It spins at a speed of about 40 revolutions per minute and the wire winds around it. The mass is then removed in the form of a strip composed of loose threads, the masses of threads then being extended, but without the threads becoming entangled. The loose fibers are discarded, and the material is then weighed in the desired amounts.
The amount of material required to form a cartridge is measured and the web of material is then divided roughly in half and fed to the winding device shown in fig. 5.
This device comprises a rod 41 carrying a mandrel 42, comprising two pins 43 which fits into corresponding perforations 44 formed in the base of the cone 11 which has been threaded onto the rod 41 by the other end. A cylinder 47 encloses the rod 41. The support spring 15, which is a left-hand coil spring, has previously been attached to the base of the cone, and its last turn forms a triangular slot adjacent to the base. A cover plate 45 is disposed at the opposite end of the rod 41 and is held / in place by a block 46. In many cases a small amount of wire is wound around the base of the cone and under the spring. , and it is sometimes difficult to obtain complete and uniform packing at this point.
The rod 41 is then rotated at a speed of approximately 60 revolutions per minute in a direction such as
<Desc / Clms Page number 11>
that the end of the cotton thread is grasped under the spring and held there. The cotton is rolled out in the form of a ribbon approximately the length of the cartridge and fed through a narrow slit 48 while the worker holds it in a very taut state. The material is advanced to produce a uniform cartridge, with the strands being advanced, if necessary, as part of the cartridge is filled. The tension exerted is sufficient so that 210 grams of cotton fibers occupy 100 cubic centimeters of the volume of the carouche.
If the material is wound too tightly, it will expand after being removed from cylinder 47. The cartridge should preferably be able to withstand, with the spring, a maximum compression of 2.8 kilograms per square centimeter, with a margin of 0.35 kilogram more or less
When the material has been introduced into the cartridge, it will take the form of spirally wound, circumferentially parallel fibers, tightly wound in and around the spring 15, so that the formation of small conduits or channels cannot occur when the cartridge is. used.
The bag 18, before the winding operation, is attached to the upper part of the cone 11 and lies flat along the rod 41, a rubber band (not shown) holding it on the cone. At the end of the operation, the block 46 and the plate 45 are removed and the bag 18 is pulled over the outside of the cylinder 47. The cartridge is then pushed out of the cylinder by the mandrel 42 and is fed into another element. friction 50, which pulls
<Desc / Clms Page number 12>
bag 18 back and holds the cotton therein, bag 18 is very tightly stretched, pulled down over the outside of element 50 and secured by a gathering cord on the base of the cone.
A handle 49, formed of a metal wire and shown in fig. 7 is then introduced and passed under the upper loop of the spring 15, the open ends being fixed by welding points and driven into the cartridge. Such a handle provides a non-corroding element, allowing the cartridge to be removed from the filter and eliminating the need to use tools for this purpose.
As seen, the cone 11 reserves a free or open area or space extending to some point within the filter cartridge.
The perforations 9 preferably distribute the oil in this zone or space at a point located approximately halfway between the upper part of the. cone and upper perforations 12.
As will be understood, the oil emerging from the perforations 9 strikes, in the form of a thin stream, on the solid distribution surface of the upper part of the. cone, so that large impurities are precipitated and at the same time the walls of the cone are kept clean. The oil then descends, and because the cross section of the flow passage increases, its speed decreases, but a sufficient speed is maintained on the surface of the. cone, so that the passage of oil over the orifices 12 is sufficient to prevent them from being blocked by substances which tend to produce a
<Desc / Clms Page number 13>
resistance, as is frequently the case when oil is discharged directly into filter material.
At the same time, at the lower part of the cone and in the well part 4, a calm or quiet zone is reserved in which heavy impurities can settle.
The spring 15 is preferably shaped to follow the inclination of the cone 11, up to and including the first turn above the uppermost hole formed in the cone, and, from this point and beyond. Beyond this, the flaring of the coil spring is reversed to best support the upper part of the mass of filter material.
It is important, when preparing the filter, to ensure a correlation between the mass of filter medium and the amount of oil passing through it, as well as between the viscosity of the oil and the height of this mass, and also between the height of said mass and the area thereof through which the oil can enter. This implies, in many cases, that doubling the oil intake area requires more than doubling the mass of filtering agent above it. For this reason, it has been found advisable, in many cases, to use a dual installation in which two cartridges are arranged in a single system rather than attempting to build a larger device, since one can realize a considerable saving in the quantity of material required.
It will be noted that from the moment the oil passes through the orifices 9 until it has
<Desc / Clms Page number 14>
vermin its passage through the filter, .the flow section constantly widens * Thus, after leaving the orifices 9, the oil descends into the cone, the cross section of which is constantly increasing, and then enters the cartridge at its narrowest point and rises through it, so that the cross section also slows. This allows better distribution / of the impurities throughout the cartridge, and all of these impurities have less tendency to settle in the first part of the cartridge.
The shape of the cartridge is also such that the impurities which tend to settle after a long period of use of the filter do not obstruct the oil inlet openings, but, in the event that this deposition occurs, the impurities. said impurities are collected in the lower parts of the cartridge.
In the cartridge shown in fig. 8, the means for supporting the fibrous absorbent material consists of a quantity of coarse animal hair 50, preferably curly, with pig bristles preferably being used. This material is wound around a conical metal part 11 having, in its lower part, openings 12 and fixed to a metal base 14. A metal handle or shackle 51 is fixed to this base 14. the cartridge, when it is prepared with pig bristles, is preferably formed by peeling a cellulosic material, such as broken or broken strands, as described above, but pushing the gin a little further.
Pig bristles can be introduced directly into the gin with the fibers of
<Desc / Clms Page number 15>
cotton and they blend intimately with them. The mixed material is then wound quite tightly onto a mandrel. For example, a cartridge has been prepared using six parts of hog bristles to twenty seven parts of cotton fibers.
The amount of pig bristles can be varied to suit particular cases and the desired compression limit. In all cases, the pig bristles are used in sufficient quantity so that the cartridge withstands the pressure to which it must be subjected.
Of course, when desirable, the cartridge may be supported by metallic means, but ordinarily this metallic means is unnecessary when employing a fibrous support body, such as hog bristles.
It is preferred to use at least 10% pork goose, and in some cases more than 50% pork bristle can be used, but the absorbent capacity of cellulosic fibers is much greater than that of pork bristles, and we prefers the percentage of these buttocks to be as low as possible.
Fig. 9 shows a material forming a sort of wick which can be wound in a spiral around an axis to constitute a self-supporting cartridge.
As will be seen, this material, which is designated as a whole by the reference numeral 52, comprises a warp 53 'and a weft 54. Preferably, the warp is disposed horizontally in the cartridge and the weft is disposed vertically. in the latter. However, said material ensures satisfactory results when this arrangement is reversed.
<Desc / Clms Page number 16>
The weft threads 54 are preferably made of a fairly fluffy material loosely woven, while the warp 53 is preferably tightly woven. This wick-like material, when coiled tightly, is extremely incompressible, and at the same time the fluffy nature of the weft threads prevents the formation of small conduits or channels between the layers of material.
The material represented in fig. 9 consists of only one layer of material, but in reality this kind of material is usually made of two weft layers, each having tightly woven transverse warp threads, and these transverse threads are then linked by a second warp thread woven between the two layers and parallel to the material forming the weft.
Fig. 10 shows an alternative in which a thin fabric is used consisting, in this case, of sheets 55 of highly refined cellulosic paper, these sheets, which are preferably thin, are rolled up in the form of elements of which the thickness is equal. substantially equal to the woven fabric previously described.
The paper and wick-like material can be applied in alternating layers, if desired, as shown in fig. 11, on which a layer of said material, designated by the numeral 52, and a layer of sheets of paper, designated by the numeral 55, are shown as being wound together in a spiral - In this embodiment, the manner or wick 52 serves as a support means for the layer of sheets of paper 55.
<Desc / Clms Page number 17>
It will be seen that the present invention filters the lubricating oil by slowly passing the oil through a thick, dense mass of fibrous absorbent material and in contact with it, so that it is removed. of the oil in principle all of the more asphaltic oxidized parts formed as a result of heating the oil during its use.
It is of course not necessary that the filtering be carried out while the oil is hot, as is the case when the invention is applied to an internal combustion engine and part of the oil circulating in the oil. The engine's lubrication system is diverted to pass through the filter, as previously described. The oil can be removed from the engine and then passed through a filter established in accordance with the present invention.
CLAIMS
1. - A method of filtering lubricating oil which has been heated during its use, characterized in that the oil is slowly passed through a dense and thick mass of fibrous absorbent material and in contact with it. the latter, thereby eliminating from the oil in principle all of the more asphaltic oxidized parts formed as a result of the heating of the oil during its use.