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Perfectionnements aux filtres pour l'épuration des liquides ou des gaz.
Cette invention est relative aux filtres pour l'épuration des liquides ou des gaz et a pour but d'en augmenter l'effica- cité de la filtration et de faciliter le nettoyage des filtres,
Conformément à l'invention, un filtre pour l'épuration des liquides ou des gaz comporte une série d'éléments pressés élas- tiquement les uns contre les autres, de manière à ce que des forces agissant en sens contraires soient engendrées sur les bords opposés des éléments, lesquels peuvent par conséquent se séparer les uns des autres en fléchissant sous l'effet de la pression du fluide qui s'écoule, de manière à créer des jeux ou espaces libres de filtration à l'endroit de l'un des dits bords.
Dans un filtre établi selon l'invention, les éléments sont,
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de préférence, annulaires et sont empilés les uns au-dessus des autres, avec, au moins, un organe de support s'étendant dans le sens de l'axe de la pile en serrant les éléments en question latéralement et des pièces de bout qui, reliées par l'organe de support, servent à presser lesdits éléments les uns contre les autres dans le sens de l'axe, de manière à engendrer des forces agissant en antagonisme les unes aux autres à l'endroit des bords intérieurs et extérieurs des éléments.
C'est ainsi qu'une pièce tubulaire unique peut s'étendre axialement à travers l'intérieur de la pile et serrer les éléments dans le sens latéral, cette pièce tabulaire présentant un certain nombre de faces externes plates et un certain nombre d'ouvertures radiales établissant la communication entre l'intérieur de ladite pièce tubulaire et les espaces en forme de segments limités par lesdites faces pla- tes et les périphéries intérieures des éléments annulaires.
De cette façon, l'organe de support axial sert soit à livrer passage au fluide vers l'intérieur de la pile d'éléments lorsque la fil- tration est obtenue en faisant passer le fluide de l'intérieur vers l'extérieur entre les éléments, soit à permettre d'extraire le liquide filtré de l'intérieur de la pile lorsque la filtration est obtenue en faisant passer le fluide de dehors en dedans entre les éléments.
A titre de variante, au moins trois tiges ou autres organes de support équivalents peuvent être disposés axialement, des intervalles égaux, autour de la pile et viennent en contact avec les périphéries extérieures des éléments de manière à les serrer latéralement, ces organes de support espacés permettant au fluide de passer librement, soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur, à travers la pile d'éléments,
Des forces agissant en sens contraires les unes des autres, @ à l'endroit des bords opposés--.d'éléments annulaires filtrants, sont engendrées de préférence en disposant sur un des bords d'un élément un rebord ou une nervure équivalente, en forme d'un V,
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qui vient s'engager sous un certain angle ou à peu près perpen- diculairement avec un bord plan d'un élément adjacent. A titre de variante, des éléments tronconiques ou des éléments en forme de parties sphériques peuvent être utilisés alternativement avec des éléments plans. Suivant une forme modifiée d'assemblage, des éléments de ce genre, munis d'un rebord ou d'une nervure, ou des éléments tronconiques ou en forme de parties sphériques, peuvent être disposés par paires opposées, en contact immédiat les uns avec les autres, ou avec intercalation d'éléments plans entre leurs bords voisins.
Il va de soi que de nombreuses mo- difications de détail peuvent être apportées à la forme des élé- ments, comme on le verra d'après la description qui ,suit de dif- férents filtres incorporant l'invention.
Lorsqu'on désire obtenir une filtration exceptionnellement fine, des éléments annulaires peuvent être assemblés dans des conditions telles que la compression initiale de chaque élément, muni d'un rebord ou d'une nervure, ou creusé de toute autre ma- nière, est déterminée individuellement en combinant avec chacun d'eux une pièce d'espacement au moins. C'est ainsi, par exemple, que chacun des éléments présentant des surfaces planes peut pré- senter des parties s'étendant dans le sens longitudinal qui sont sensiblement rigides et servent de pièces d'espacement en vue de déterminer individuellement la compression initiale de l'élément muni d'un rebord, d'une nervure, ou évidé de toute autre manière, qui y est associé.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à dispo- ser des organes de nettoyage dans un filtre qui comporte des é- léments annulaires. Par exemple, des couteaux peuvent être mon- tés radialement par rapport à l'axe de la pile d'éléments, cha- cun d'eux dans l'espace existant entre une paire adjacente d'é- léments et sans traverser les bords des dits éléments qui coo- pèrent mutuellement, en vue d'assurer les espaces libres fil-
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trants sous l'effet de la pression du fluide qui s'écoule, avec des dispositifs permettant de faire tourner lesdits couteaux par rapport à la pile d'éléments, ou inversement, pour enlever d'en- tre les éléments la boue qui s'y dépose et permettre à cette der- nière de tomber. dans un collecteur.
Ces couteaux ou autres or- ganes de nettoyage peuvent être établis de manière à se mouvoir, soit autour de la surface intérieure de la pile d'éléments lors- que la filtration s'opère vers l'extérieur, soit autour de la sur- face extérieure de la pile d'éléments lorsque la filtration s'o- père vers l'intérieur.
Dans la plupart des cas, un ensemble d'éléments filtrants selon l'invention est enfermé dans un carter ou enveloppe et est monté de préférence de telle façon que, en retirant une ou plu- sieurs parties du carter, on puisse enlever l'ensemble du filtre d'un seul bloc, pour le vérifier, c'est-à-dire pour le nettoyer ou pour remplacer des éléments de filtre ou des organes de net- toyage usés ou endommagés.
Le dispositif servant à supporter un ensemble d'éléments annulaires peut être réglable pour permettre de faire varier la compression des éléments en question. Par exemple, les éléments de bout ou éléments extrêmes peuvent être reliés à l'organe ou aux organes de support s'étendant axialement au moyen d'organes à vis établis de manière à permettre d'interposer des membranes ou autres garnitures.
En outre, on peut obtenir l'élasticité axiale d'une pile d'éléments annulaires en donnant à quelques-uns des éléments ou à tous les éléments eux-mêmes une élasticité inhérente, ou en exerçant un serrage élastique, par l'intermédiaire d'un ressort de compression, sur au moins une des extrémités de la pile.
Les caractéristiques des filtres établis conformément à l'in- vention qui viennent d'être exposées ainsi que d'autres caracté- ristiques encore seront mieux comprises si on se réfère à la des-
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cription qui suit donnant, à titre d'exemple quelques modes de réalisation de l'invention ainsi qu'aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe axiale d'un filtre disposé verticale- ment ;
Fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne 11-Il de la Fig. 1;
Fig. 3 est une coupe axiale d'un filtre horizontal compor- tant une variante d'éléments filtrants;
Fig. est une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3 ;
Fig. 5 est une coupe transversale, à plus grande échelle, suivant la ligne V-V de la Fig. 3 ;
Fig. 6 est une coupe axiale des éléments filtrants suivant la ligne VI-VI de la. Fig. 5;
Fig. 7 est une vue en perspective, à l'état démonté, d'un jeu d'éléments de filtre représentés aux Fig.s 5 et 6;
Fig, 8 est une coupe axiale d'un filtre vertical, de grande capacité, contenant des organes de nettoyage, et
Fig. 9 est une coupe transversale suivant la ligne IX-IX de la Fig. 8.
Dans tout le cours de la description, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes parties ou des parties similaires,
Dans la forme d'exécution qui est représentée à la Fig. 1, le bloc ou ensemble de filtre comprend un carter ou enveloppe constitué par une partie supérieure 11 et une partie inférieure 12.
La partie inférieure 12 forme un récipient pour le fluide filtré et comporte, à son extrémité supérieure, un raccord fileté 13 se vissant dans un manchon taraudé 14 descendant de la partie supé- rieure 11.
La bride annulaire 15 d'un bloc 16 est pincée entre la sur- face supérieure extrême 17 de la partie inférieure 12 du carter
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et un épaulement 18 formé à l'intérieur de la pièce supérieure 11 du carter. Le bloc 16 est taraudé suivant l'axe des pièces 11 et 12 du carter. Ce taraudage vient en prise avec l'extrémité supérieure filetée 19 d'une pièce tubulaire 20. Comme on le voit le plus clairement à la Fig. 2, la pièce tubulaire 20 comporte quatre méplats 22 communiquant avec le trou 23 de la dite pièce par des ouvertures radiales 21.
La pièce 20 supporte une série d'éléments filtrants 24 et 25.
Les éléments 24 consistent en des rondelles annulaires planes et les éléments 25 disposés chacun au-dessous d'un des éléments plans 24, comportent des rebords ou brides périphériques relevés 26 dont les bords s'engagent à peu près perpendiculairement avec les bords extérieurs des éléments plans 24, A la Fig, 1, les -bords 27 des ouvertures centrales ménagées dans les éléments 25 sont rabattus de manière à déborder légèrement des surfaces in- férieures des parties annulaires des éléments, c'est-à-dire dans le sens opposé aux rebords 26, Par ce moyen, un petit espace li- bre est ménagé entre les surfaces inférieures transversales des éléments 25 et les surfaces supérieures des éléments adjacents 24,
La pile d'éléments annulaires est, comme on le voit à la Fig.
1, supportée autour de la pièce tubulaire 20 entre un épau- lemant 28 adjacent à l'extrémité inférieure de cette dernière et un moyeu 29 formé sur la surface Inférieure du bloc 16. Un res- sort de compression peut être disposé autour de la pièce 20 en- tre la pile d'éléments et l'épaulement 28 ou le moyeu 29, La pression exercée sur la pile d'éléments engendre des forces a- gissant en sens opposés à l'endroit des bords opposés des élé- ments, c'est-à-dire des forces agissant en descendant sur les bords extérieurs des éléments 25 et des forces agissant en mon- tant sur leurs bords intérieurs, et des forces agissant en mon- tant sur les bords extérieurs des éléments 24 et agissant en descendant sur leurs bords intérieurs.
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L'extrémité inférieure de la pièce 20 est fermée par un bou- chon fileté 30 qui supporte une tige aimantée 31 montée coaxiale- ment à l'intérieur de la pièce 20.
La partie supérieure du carter 11 présente une ouverture taraudée 32, destinée à recevoir un tuyau d'adduction du liquide ou fluide à filtrer. L'ouverture 32 communique, par un passage 33, avec une chambre d'alimentation 34 enfermée entre le bloc 16 et une chemise 35 disposée à l'intérieur de la partie 11 du carter ou enveloppe.
En outre, l'extrémité supérieure du bloc 16 présente une ouverture 36, située sur le même axe que le trou 23 de la pièce tubulaire 20 pour permettre au fluide à filtrer de pénétrer de la chambre d'alimentation 34 dans le trou en question,
La bride 15 du bloc 16 présente, à sa périphérie, une série d'ouvertures 37 qui font communiquer avec un espace annulaire 39, formé dans la partie supérieure 11 du carter, la chambre 38 en- tourant la série d'éléments 24 et 25 et située à l'intérieur de la partie inférieure 12 du carter. Cet espace annulaire débouche dans une ouverture 40 taraudée pour recevoir un tuyau servant à la sortie du fluide qui a été filtré.
La partie supérieure 11 du carter porte à son extrémité su- périeure une vis moletée 41, destinée à offrir un évent, et un bouchon de purge 42 est vissé dans le fond de la partie inférieu- re 12 du carter.
Lorsque le filtre tel qu'il est décrit en regard de la Fig,l est en service, un liquide ou un gaz à filtrer est amené à l'ap- pareil par un tuyau fixé dans l'ouverture 32 d'où il passe, par le passage 33, à la chambre d'alimentation 34. Il passe ensuite, à travers l'ouverture 36 ménagée dans le somment du bloc 16, au trou 23 de la pièce tubulaire 20 et sort, à travers les ouvertu- res radiales 21 pratiquées dans cette dernière, dans les espaces en forme de segments qui sont délimités par les méplats 22 de la
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pièce 20 et les périphéries intérieures des éléments 24 et 25.
De ces espaces, le liquide ou le gaz passe librement dans les espaces ou chambres fermés par un des éléments plans 24 et l'élé- ment creux subjacent 25.
Une chute de pression est établie en travers du diaphragme, en forme de soufflet, constitué par les éléments 24 et 25, soit en exerçant une pression, par exemple au moyen d'une colonne agis- sant par pesanteur ou d'une pompe d'alimentation, sur le fluide qui se trouve à l'intérieur du diaphragme, soit en exergant une pression négative à travers l'orifice de sortie 40 et la chambre annulaire 39 communiquant avec la chambre 38 entourant le diaphrag- me.
Lorsque la chute de pression en travers du diaphragme a une valeur donnée, la finesse ou la grossièreté du filtrage est déter- minée par le degré de compression de la pile d'éléments 24 et 25.
Il est évident que l'excès de pression du fluide emprisonné entre chaquepaire d'éléments'24 et 25, tout en tendant à appliquer les lèvres 27 formées sur la périphérie intérieure des éléments 25 contre la périphérie intérieure des éléments plans subjacents 24 de manière à empêcher le fluide de sortir à cet endroit, tend en même temps à faire fléchir les éléments et à séparer les re- bords 26 formés sur les bords externes des éléments 25 des surfa- ces marginales inférieures des éléments plans superposés 24. Il est ainsi créé des espaces libres ou fentes de filtration qui permettent au fluide de sortir dans la chambre 38, tandis que les corps solides sont retenus et se déposent à l'intérieur des élé- ments creux 25.
Le maximum d'espace libre gui peut être créé entre les re- bords 26 et les éléments plans 24 est déterminé par l'espace libre existant entre la surface transversale inférieure de chaque élément 25 et la surface supérieure de l'élément subjacent 24. Il va de soi, par conséquent, que si ia pièce tubulaire 20 est ajus-
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tée, du fait qu'on visse son extrémité supérieure 19 dans le bloc 16, de manière que les éléments 25 s'infléchissent originelle- ment jusqu'à ce que le jeu ou espace libre existant entre leurs bords extérieurs et les éléments plans sousjacents 26 atteigne en moyenne, pour chaque paire, par exemple quelques centièmes de millimètre ou tout autre chiffre voulu,
le maximum de jeu qu'il soit possible d'obtenir entre les rebords 26 et l'élément superposé 24, en vertu de l'excès de pression qui règne à l'in- térieur du diaphragme, atteindra un chiffre correspondant. Les dimensions des espaces libres de filtration peuvent ainsi être réglées du fait qu'une compression plus ou moins forte est exer- cée sur la pile d'éléments par la pièce 20.
En outre, les espa- ces libres créés peuvent varier, dans les limites maxima détermi- nées comme il est dit ci-dessus, suivant l'amplitude de l'excès de pression qui s'exerce sur le fluide à l'intérieur du diaphrag- me,
Une légère variante d'élément à brides comporte un collec.. teur intérieur formé par l'affaissement d'un bord intérieur et servant à recueillir les corps solides extraits du fluide, Les éléments 25 peuvent, à titre de variante, être remplacés par des éléments tronconiques ou par des éléments en forme de partie de sphère.
Dans une disposition modifiée, le diaphragme peut être constitué par des paires opposées d'éléments tels que 25, ou des paires opposées d'éléments coniques ou en forme de partie de sphère; bien que cette disposition soit moins efficace pour cette raison que, avec des diaphragmes ayant la méme longueur totale, un dispositif tel que celui qui vient d'être décrit en dernier lieu comporte un nombre moindre d'ouvertures de filtration que celui qui est représenté à la Fig.l. Une autre disposition qui est susceptible d'être appliquée consiste à disposer sous forme de pile des groupes d'éléments dont chacun est constitué par une rondelle plane telle que 24 qui sert de cloison entre une paire
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opposée d'éléments flexibles tels que 25 ou les éléments équiva- lents tronconiques ou en forme de partie de sphère.
Dans la forme d'exécution qui précède, les éléments de fil- tre assemblés 2 et 25 sont soumis à un effort de compression commun qui se transmet d'élément à élément le long de la pile, et qui engendre, sur les bords opposés de chaque élément, des forces agissant en sens contraires, Par conséquent, quelques- uns des vides ou espaces libres de filtration individuels peuvent être moindres que d'autres, bien que l'espace libre moyen soit déterminé dans des limites très faibles par la compression exer- cée sur l'ensemble du filtre, Cette variabilité des espaces li- bres constitue un avantage dans les filtres que traversepériodi- quement le même fluide ou liquide, comme tel est le cas avec le système circulatoire de l'huile de graissage d'un moteur à com- bustion interne.
Des parcelles plus grossi res de charbon et au- tres impuretés solides sont extraites à chaque passage du combus- tible à travers le filtre. De plus, par suite du passage d'une partie du liquide à travers les espaces libres plus fins, les parcelles d'impuretés plus fines sont également extraites de cette partie et on a constaté que la totalité de ces fines par- celles est extraite de 1'ensemble du liquide au cours de quelques passes à travers le filtre.
Dans ces conditions, on peut attein- dre la filtration finale jusqu'à des limites d'extrême finesse, tandis que l'espace libre moyen, relativement plus grand, sur toute l'étendue de l'ensemble du filtre, offre une résistance moindre au passage du fluide et maintient ainsi un grand pouvoir filtrante
D'autre part, l'invention offre également un dispositif de filtration dans lequel l'espace libre de chaque paire ou autre groupe d'éléments filtrants,est déterminé individuellement.
Par ce moyen, il est possible d'obtenir une filtration poussée jus- qu'à des limites de finesse extrême en une passe unique d'un
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fluide à travers l'unité de filtre, bien qu'il soit évident que la résistance opposée par celle-ci soit plus grande et que, par conséquent, le pouvoir filtrant est moindre que celui d'un filtre tel que celui qui est décrit ci-dessus avec la même colonne de pression active. Il va de soi que le pouvoir de l'un quelconque des filtres augmente ou diminue dans le même sens que la diffé- rence de pressions aux ouvertures d'entrée et de sortie.
Des filtres et éléments filtrants typiques permettant un réglage individuel des espaces libres sont représentés dans les Figs. 3 à 9.
A la Fig. 3, un ensemble de filtre se compose d'éléments mo- difiés 241 et 251 qui sont représentés ici schématiquement, mais qui seront décrits en détail plus loin, L'ensemble est supporté par au moins trois tiges 200 qui sont disposées symétriquement autour des éléments, les tiges étant reliées, à une extrémité de l'ensemble, à une pièce annulaire 160 et, à l'autre extrémité de l'ensemble, à une pièce 431. Un bloc 112 supporte l'ensemble du filtre et l'enveloppe 122 à l'intérieur de laquelle ledit-ensemble est logé. Le bloc est symétrique par rapport à un plan indiqué par la ligne IV-IV et présente deux surfaces parallèles opposées, une de chaque côté du plan en question.
Le raccord fileté 161 de la pièce 160 se visse d'un côté dans une ouverture 390 formée dans le bloc. Un bouchon annulaire fileté 50 se visse dans l'ou- verture 390, de l'autre côté du bloc. Un tirant 51 passe à tra- vers le trou du bouchon 50, dans lequel il s'adapte étroitement, à travers l'ouverture centrale 360 de la pièce 160, avec un jeu permettant amplement au fluide de passer, et à travers la pièce 431 dans laquelle il s'adapte étroitement aussi. L'extrémité du tirant 51 qui traverse la pièce 431 est filetée et reçoit un écrou à oreilles 52 qui repose sur l'extrémité de l'enveloppe 122 et presse celle-ci contre une bague de garniture 53 noyée dans la surface du bloc 112.
L'extrémité de tirant 51 qui tra-
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verse le bouchon 50 est également filetée et reçoit un écrou à oreilles 52 qui sert à presser un couvercle 54 contre une autre bague de garniture 53 placée dans la surface opposée du bloc 112.
Le bloc 112 comporte, coaxialement à l'ouverture 390, deux passages transversaux en forme d'arcs 341. Un raccord d' admis- sion de fluide 322. de construction connue, sert à amener du fluide à filtrer à celui des passages qui se trouve en haut et qui comporte également un dispositif de ventilation constitué par une vis-papillon 410 pourvue de conduits formant évents 411.
Le passage inférieur 341 comporte un branchement descendant qui est fermé par une vis similaire 420 comportant des passage 421 et servant de bouchon de vidange. Un bra.nchement 391, partant de l'ouverture centrale 390 (Fig.), reçoit un raccord 402 ser- vant à la sortie du fluide ou liquide filtré.
On voit en exami- Lent la Fig. 3 que le fluide entrant par le raccord 322 peut s'écouler depuis celui des passages 341 qui se trouve-en haut dans la partie supérieure de l'enveloppe 122 et aussi, en passant par l'intérieur du chapeau 54 et le passage inférieur 341. dans la partie inférieure de l'enveloppe 122, de manière à entourer librement et uniformément l'ensemble des éléments de filtre 241, 251. Apres avoir traversé les éléments, le fluide filtré stécou- le, au moyen du trou 360 pratiqué dans l'élément 160, vers l'ou- verture 390 ménagée dans le bloc 112 d'où il est soutiré au moyen du raccord de sortie 402,
La disposition qui est représentée aux Figs.
3 et 4 est conçue de manière qu'on puisse, si on le désire, doubler la ca- pacité du.filtre, en enlevant le couvercle 54 et la tige 51 et en substituant au premier un élément de filtre supplémentaire placé dans une enveloppe ou carter supplémentaire et fixé par un tirant substitué, plus long, sur l'extrémité duquel porte un é- crou a oreilles; dans cette substitution, le bouchon 50 doit é- videmment être remplacée par la pièce 160 de l'ensemble de filtre supplémentaire. @
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Les éléments annulaires du filtre selon la Fig.3 sont re- présentés d'une façon plus détaillée et à une plus grande échel- le aux Figs. 5 à 7.
Chacun des éléments, à base circulaire, comporte, sur sa, périphérie extérieure, des logements semi-cir- cula,ires 242, disposés sous des angles égaux, destinés à la ré- ception des tiges de support 200. Les parties périphériques 243 situées entre les logements 242 sont façonnées de façon à présenter trois gradins ou parois axiales 244 au moyen desquels les éléments 241 sont amenés à servir de pièces d'espacement.
Chacun des éléments 241 présente également, à l'endroit de sa, périphérie intérieure, un bord plan 245 destiné à. coopérer avec l'élément adjacent 251. La périphérie intérieure de ce dernier est emboutie de manière à présenter une côte ou nervure 261 qui assure un contact se faisant sensiblement le long d'un bord tran- chant, avec le bord intérieur 245 de l'élément adjacent 241.
En outre, le bord extérieur 271 de chaque élément 251 est repous- sé du plan de la partie Intermédiaire dans le sens opposé à la nervure 261. La forme en coupe transversale des éléments 251 est clairement représentée à la Fig.6. La hauteur totale de la nervure 261 au-dessus de la surface adjacente du bord déprimé 271 n'est que de très peu supérieure à la hauteur du gradin 244 de l'élément 241.
En outre, le rayon intérieur du bord extérieur 271 est égal à la distance existant perpendiculairement entre la surface interne de la paroi axiale ou gradin 244 et le centre de l'élément 241. Dans ces conditions, lorsque les quatre éléments groupés, représentés à la Fig.7, sont pressés les uns contre les autres, la nervure intérieure 261 de l'élément inférieur 251 bute de haut en bas sur le bord intérieur 245 de l'élément infé- rieur 241. tandis que les pa,rties 243 d.e ce dernier butent de bas en haut contre la partie marginale extérieure 271 de l'élé- ment 251, et réciproquement dans le cas des éléments supérieurs 251 et 241.
Le fluide à filtrer, qui s'écoule librement autour de l'extérieur des éléments, p@nètre dans les espaces existant
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entre chaque paire d'éléments 241 et 251, au moyen des ouvertu- res existant entre les tiges 200 et les extrémités des parois axiales 244, pour avoir ainsi librement accès à la totalité de la pente intérieure de la nervure 261. La. pression qu'exerce le fluide sur cette pente et sur la partie intermédiaire des é- léments 251 détermine la flexion de ces derniers, ce qui fait que la nervure 261 se sépare très légèrement de la surface inté- rieure marginale 245 de l'élément 241 poar assurer le jeu ou espace libre de filtration nécessaire.
Il est évident que comme chacun des éléments 251 est supporté fermement en trois points de sa périphérie, disposés sous des angles égaux, entre les par- ties 243 des éléments 241 (comme on le voit en bas de la Fig.6), mais ne subit aucune autre contrainte, le degré d'inflexion de l'élément 251 qui est nécessaire pour séparer sa nervure 261 de l'élément 241 dépend exclusivement de son élasticité et de la pression qui est exercée sur cet élément. La compression qui est exercée sur la pile d'éléments trouve une résistance dans les gradins 244 des éléments 241 qui, en vertu de ces gradins, deviennent sensiblement rigides une fois qu'ils sont assemblés.
En conséquence, aucun effort ne peut se transmettre d'un des éléments 251 à l'autre et lejeu ou espace libre de filtration créé entre chacun desdits éléments et l'élément 241 avec lequel il coopère est déterminé individuellement, de sorte que si on apporte à la fabrication la précision raisonnable et si on em- ploie des matériaux uniformes dans l'établissement des éléments, les espaces libres de filtration sont uniformes dans tout l'en- semble du filtre, quelle que soit la chute de pression en tra- vers du filtre.
Figs 8 et 9 montrent, en coupe axiale et en coupe trans- versale, à une échelle très réduite, un filtre industriel com- portant un ensemble filtrant du type général décrit en regard des Figs. 5 à 7, c'est-à-dire disposé de manière à permettre le
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réglage individuel des espaces libres de filtration, mais modi- fié en ce sens qu'il comporte,des organes mécaniques de nettoya- ge. Le carter ou enveloppe est principalement constitué par un corps tubulaire 113 solidaire d'un branchement d'adduction 323 et d'un branchement de sortie 403.
Le corps 113 comprend éga.le- ment une chambre d'alimentation 342 qui communique directement avec le branchement d'entrée 323 et une chambre de décharge 381 qui communique directement avec le branchement de sortie 403, l'ensemble du filtre étant logé à l'intérieur de la dite chambre 381, c'est-à-dire dans les limites du corps 113. Cette pièce est fermée, à son extrémité supérieure, par un couvercle amovible 114 et, à son extrémité inférieure, par une partie de carter 123 constituant un collecteur pourvu d'une porte de curage amovible 124 qui comporte une ouverture à bouchon fileté de vidange 125.
L'ensemble du filtre est constitué par un certain nombre de grou- pes d'éléments comprenant chacun, successivement, un élément 241 (comme représenté à la Fig.7), un élément 252 (semblable à l'é- lément 251 représenté à la Fig. 7 mais présentant une nervure 262, sur son bord extérieur, et un bord intérieur abaissé 272), un élément plan 240 (analogue à l'élément 24, Fig. 2, mais compor- tant trois logements tels que 242, Fig.7, sur son bord extérieur), un autre élément 252 et un autre élément 241.
Les deux éléments 241 sont dirigés en sens contraire l'un de l'autre, de manière que leurs bords extérieurs 243 viennent en contact avec les côtés opposés du bord extérieur de l'élément 240, et les éléments 252 sont disposés de manière que leurs nervures 262 soient dirigées en montant pour venir en contact, respectivement, avec le dessous de l'élément supérieur 241 et de l'élément 240, tandis que les parties ma,rginales intérieures 272 des éléments 252 portent en descendant, respectivement, sur les bords intérieurs de l'élément 240 et de l'élément inférieur 241.
Les éléments de filtre sont logés sous forme de pile au moyen des trois tiges 200, disposées
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à égale distance autour des éléments, s'engageant dans les loge- ments semi-circulaires 242 des éléments 241 et 240 et butant contre la périphérie extérieure des éléments 252. Ces tiges sont reliées, à leur extrémité inférieure, à une pièce annulaire 432 qui repose sur un épaulement annulaire Interne 126 formé sur le bord supérieur du réservoir 123 pour loger l'ensemble du filtre.
Les tiges 200 sont reliées, par leurs extrémités supérieures, à une pièce annulaire 162 avec intercalation de garnitures 163 dont la longueur axiale peut varier de manière à régler la dis- tance entre les surfaces adjacentes des éléments 432 et 162 sui- vant la hauteur exacte de la pile d'éléments. La pièce 162 com- porte trois bras faisant saillie vers l'intérieur 164 qui suppor- tent un moyeu 165 dans lequel est logé, de manière à pouvoir tourner, l'extrémité supérieure d'une tige 451 et cela au moyen d'ure tête épanouie 452 comportant deux oreilles diamétralement opposées (non représentées), grâce auxquelles il lui est possi- ble de servir d'élément d'un embrayage ou accouplement à griffes.
La tige 451 est de section carrée de manière à pouvoir s'engager avec des couteaux de nettoyage à deux bouts 444 (voir à la Fig.9) placés au-dessus de-chacun des éléments de filtre 252. L'extré- mité inférieure 453 de la tige 451 est arrondie et est montée dans un bossage ou moyeu 433 supporté par trois bras 434 fai- sant saillie radialement vers l'intérieur de la pièce annulaire 432.
Dans un moyeu central 115 du couvercle 114 est montée une clef 461 comportant une poignée détachable 462. La tête 463 de cette clef est pourvue de deux oreilles diamétralement opposées 464 qui lui permettent de constituer un autre élément d'accou- plement à griffes, les oreilles 464 et les oreilles correspon- dantes (non représentées), formées sur la tête 452 'de la tige 451, étant introduites dans les fentes d'un organa d'accouplement 55, en forme de croix de Malte, de manière à pouvoir coulisser li-
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brement dans le sens diamétral et- axial, mais à être fermement bloqués dans les deux sens de rotation.
Un ressort 56 est in- tercalé entre les éléments d'accouplement 452 et 463 de manière à abaisser'fortement le premier contre son siège dans le moyeu 165 et presser fermement le second de bas en haut de façon qu'un épaulement tronconique 471, situé immédiatement au-dessus de lui, s'engage dans'un siège conique 481 formé dans le couvercle 114 pour constituer un joint étanche. Un ressort de compression 57 entourant la tige de la clef 461 entre la poignée ou manette 462 et le moyeu 115 par lequel passe la dite tige, aide le res- sort 56 à maintenir les surfaces coniques 471 et 481 en contact l'une avec l'autre.
Grâce à l'accouplement décrit, la position axiale de la tige 451 à l'intérieur du bloc d'éléments de filtre est assurée, quelle que puisse être .-1' excentricité ou le défaut d'alignement du moyeu 115 dans le couvercle 114 ou la mauvaise position de ce dernier, et l'exercice d'une pression en bout sur la tige 451 entraînant un frottement axial sur les couteaux 444 est évité,
Lorsque ce filtre est en service, du fluide amené à l'ouver- ture d'entrée 323 passe de la chambre d'alimentation 342 formée dans la partie supérieure de l'enveloppe 113, entre les bras 164, à l'intérieur de l'ensemble du filtre et aux espaces ménagés en- tre les éléments 252 et les éléments superposés 240 ou 241.
Par suite de la différence ou chute de pression créée dans-les espaces libres de filtre qui sont constitués par le contact, à la manière de bords tranchants ou d'arêtes vives, des nervures 262 des éléments 252 avec les surfaces planes inférieures des éléments 240 et 241, les éléments 252 sont amenés à s'écarter des dites surfaces pour permettre le passa.ge et la filtration du fluide. Chacun des éléments 252 est évidemment placé dans une chambre dont la profondeur est strictement déterminée par les parois en gradins 244 de l'un des éléments 241, de sorte que
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les espaces libres de filtration individuels sont déterminés d-a vance par l'élasticité des éléments 252 et la colonne de pression s'exerçant sur le fluide à filtrer.
Le liquide ou fluide filtré est soutiré par l'orifice de sortie 403 de la chambre 381 qui en- toure l'ensemble du filtre et avec laquelle ledit orifice est en communication.
On verra en examinant la Fig.8 que le fluide que l'on veut filtrer peut passer entre les bras 434 de la pièce extrême infé- rieure 432 à l'intérieur de la partie de carter 123 qui constitue un réservoir collecteur. Lorsque les espaces existant entre les éléments 252 et les éléments superposés 240 et 241 sont obstrués par la boue extraite par suite du filtrage, on tourne la poignée ou manette 461 de la clef 462 dans le sens de la flèche A (Fig.9), d'où.
il résulte que les couteaux 444 sont mis en rotation dans lesdits espaces et balaient vers le milieu de l'ensemble du fil- tre la boue qui tombe à travers le liquide y contenu et passe dans celui qui se trouve dans la partie 123 du collecteur dans laquelle elle se dépose sous la forme de sédiment, ce sédiment peut être évacuée sans interrompre le fonctionnement du filtre, en retirant de l'ouverture 125 le bouchon de purge ou bien en enlevant la porte 124 pour permettre de curer la partie 123 du collecteur, après qu'on a coupé l'arrivée de liquide ou fluide, mais sans qu'il soit besoin de démonter le filtre.
En outre, on constatera que, lorsqu'on enlève le couvercle 114, et par conséquent la clef 461, on peut avoir accès à l'ensemble du fil- tre lequel, avec ses tiges de mise en place 200, les pièces ex- trêmes 162 et 432 et la tige porte-couteaux 451 peuvent être re- tirés à travers l'extrémité supérieure de la partie 113 du ourler pour permettre le nettoyage,le remplacement des éléments filtrants ou des couteaux ou toute a.utre réparation ou opération d'entre- tien.
Des dispositifs de nèttoyage similaires peuvent évidemment
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être appliqués à un filtre comportant des éléments du genre de ceux qui sont représentés à la Fig.l, que ceux-ci soient disposés pour assurer la filtration par passage du liquide ou fluide de dehors en dedans ou de dedans en dehors.
Une caractéristique avantageuse du filtre avec organes de nettoyage selon l'invention consiste en ce que les couteaux ne sont pas disposés dans les jeux ou espaces libres servant au fil- trage; ce qui permet de donner à ces couteaux une construction ro- buste. Les espaces libres réels, du fait qu'ils sont formés par les parties marginales d'une paire d'éléments se rencontrant par un contact semblable à celui de contact entre arêtes vives, n'e- xigent pas de nettoyage, en sorte qu'il n'est pas nécessaire d'in- tercaler les couteaux nettoyeurs entre lesdites parties marginales et qu'on évite le jeu minimum grossier qui résulterait nécessaire- ment de cette intercalation de couteaux.
11 est évident que, à la place de la pièce tubulaire centra- le, ou d'un certain nombre de tiges, disposées extérieurement, supportant l'ensemble d'éléments de filtre, on pourra,it utiliser un tube librement perforé, disposé soit . l'intérieur, soit à l'extérieur des éléments et présentant un diamètrepermettant un emprisonnaient latéral exact des éléments.
On constatera que l'invention comporte différentes formes de filtre qui sont d'une grande efficacité et que l'on peut ajus- ter de manière à pouvoir obtenir une f'iltration présentant un de- gré de finesse qu'il a été impossible d'obtenir jusqu'à présent.
En outre, à ces avantages viennent se joindre une grande facilité de lavage des filtres et la facilité de remplacer les éléments de filtre ou les couteaux de nettoyage qui sera,ient usés ou endomma- gés.
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Improvements to filters for cleaning liquids or gases.
This invention relates to filters for the purification of liquids or gases and aims to increase their filtration efficiency and to facilitate the cleaning of filters,
According to the invention, a filter for cleaning liquids or gases has a series of elements pressed resiliently against each other, so that opposing forces are generated on the opposite edges. elements, which can therefore separate from each other by flexing under the effect of the pressure of the flowing fluid, so as to create clearances or free spaces for filtration at the location of one of said edges.
In a filter established according to the invention, the elements are,
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preferably annular and are stacked one above the other, with at least one support member extending in the direction of the axis of the stack, gripping the elements in question laterally and end pieces which , connected by the support member, serve to press said elements against each other in the direction of the axis, so as to generate forces acting in antagonism to each other at the location of the inner and outer edges of the elements.
Thus, a single tubular piece can extend axially through the interior of the stack and clamp the elements laterally, this tubular piece having a number of flat outer faces and a number of openings. radials establishing communication between the interior of said tubular part and the spaces in the form of segments limited by said flat faces and the interior peripheries of the annular elements.
In this way, the axial support member serves either to provide passage for the fluid towards the interior of the stack of elements when filtration is obtained by passing the fluid from the interior to the exterior between the elements. , or to allow the filtered liquid to be extracted from the inside of the cell when the filtration is obtained by passing the fluid from outside to inside between the elements.
Alternatively, at least three rods or other equivalent support members can be disposed axially, at equal intervals, around the stack and come into contact with the outer peripheries of the elements so as to clamp them laterally, these spaced support members. allowing the fluid to pass freely, either inward or outward, through the stack of elements,
Forces acting in opposite directions to each other, @ at the location of the opposite edges -. Of annular filter elements, are preferably generated by arranging on one of the edges of an element a rim or an equivalent rib, in V shape,
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which engages at a certain angle or almost perpendicularly with a plane edge of an adjacent element. As a variant, frustoconical elements or elements in the form of spherical parts can be used alternately with planar elements. According to a modified form of assembly, elements of this kind, provided with a rim or a rib, or frustoconical elements or in the form of spherical parts, can be arranged in opposite pairs, in immediate contact with each other. others, or with the intercalation of plane elements between their neighboring edges.
It goes without saying that many modifications of detail can be made in the shape of the elements, as will be seen from the following description of various filters incorporating the invention.
When exceptionally fine filtration is desired, annular elements can be assembled under conditions such that the initial compression of each element, provided with a flange or a rib, or hollowed out in any other way, is determined. individually by combining with each of them at least one spacer. Thus, for example, each of the members having planar surfaces may have longitudinally extending portions which are substantially rigid and serve as spacers for individually determining the initial compression of the liner. element provided with a rim, a rib, or hollowed out in any other way, which is associated therewith.
Another characteristic of the invention consists in disposing of cleaning members in a filter which comprises annular elements. For example, knives can be mounted radially with respect to the axis of the stack of elements, each of them in the space between an adjacent pair of elements and without crossing the edges of the elements. said elements which cooperate mutually, in order to ensure the free spaces
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trants under the effect of the pressure of the flowing fluid, with devices for turning said knives with respect to the stack of elements, or vice versa, to remove between the elements the sludge which s' deposit there and allow it to fall. in a collector.
These knives or other cleaning organs may be set up so as to move either around the inner surface of the stack of elements when the filtration takes place outward, or around the surface. of the cell stack when the filtration is inward.
In most cases, an assembly of filter elements according to the invention is enclosed in a casing or casing and is preferably mounted such that, by removing one or more parts of the casing, the assembly can be removed. as a single unit, to check it, that is to clean it or to replace worn or damaged filter elements or cleaners.
The device for supporting a set of annular elements may be adjustable to allow the compression of the elements in question to be varied. For example, the end members or end members may be connected to the axially extending support member or members by means of screw members established so as to allow the interposition of membranes or other linings.
In addition, the axial elasticity of a stack of annular elements can be achieved by giving some or all of the elements themselves inherent elasticity, or by exerting resilient clamping, through 'a compression spring, on at least one end of the stack.
The characteristics of the filters established in accordance with the invention which have just been described, as well as other characteristics will be better understood if reference is made to the description below.
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description which follows giving, by way of example, some embodiments of the invention as well as the appended drawings in which:
Fig. 1 is an axial section of a filter arranged vertically;
Fig. 2 is a cross section taken on line 11-II of FIG. 1;
Fig. 3 is an axial section of a horizontal filter comprising an alternative filter element;
Fig. is a cross section taken on the line IV-IV of FIG. 3;
Fig. 5 is a cross section, on a larger scale, taken along the line V-V of FIG. 3;
Fig. 6 is an axial section of the filter elements along the line VI-VI of the. Fig. 5;
Fig. 7 is a perspective view, in the disassembled state, of a set of filter elements shown in Figures 5 and 6;
Fig, 8 is an axial section of a vertical filter, of great capacity, containing cleaning members, and
Fig. 9 is a cross section taken on the line IX-IX of FIG. 8.
Throughout the description, the same reference numerals designate the same or similar parts,
In the embodiment which is shown in FIG. 1, the filter block or assembly comprises a casing or envelope consisting of an upper part 11 and a lower part 12.
The lower part 12 forms a container for the filtered fluid and has, at its upper end, a threaded connection 13 which is screwed into a threaded sleeve 14 descending from the upper part 11.
The annular flange 15 of a block 16 is clamped between the extreme upper surface 17 of the lower part 12 of the housing.
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and a shoulder 18 formed inside the upper part 11 of the housing. The block 16 is threaded along the axis of the parts 11 and 12 of the housing. This internal thread engages the upper threaded end 19 of a tubular part 20. As can be seen most clearly in FIG. 2, the tubular part 20 comprises four flats 22 communicating with the hole 23 of the said part via radial openings 21.
Piece 20 supports a series of filter elements 24 and 25.
The elements 24 consist of planar annular washers and the elements 25 each disposed below one of the planar elements 24, have raised peripheral flanges or flanges 26 whose edges engage approximately perpendicularly with the outer edges of the elements. planes 24, In Fig. 1, the edges 27 of the central openings formed in the elements 25 are folded down so as to project slightly from the lower surfaces of the annular parts of the elements, that is to say in the opposite direction at the flanges 26, by this means a small free space is provided between the transverse lower surfaces of the elements 25 and the upper surfaces of the adjacent elements 24,
The stack of annular elements is, as can be seen in FIG.
1, supported around the tubular part 20 between a shoulder 28 adjacent the lower end of the latter and a hub 29 formed on the lower surface of the block 16. A compression spring may be disposed around the part. 20 between the stack of elements and the shoulder 28 or the hub 29, The pressure exerted on the stack of elements generates forces acting in opposite directions at the location of the opposite edges of the elements, c 'that is, forces acting downward on the outer edges of the elements 25 and forces acting upward on their inner edges, and forces acting upward on the outer edges of the elements 24 and acting downward on their inner edges.
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The lower end of part 20 is closed by a threaded stopper 30 which supports a magnetic rod 31 mounted coaxially inside part 20.
The upper part of the housing 11 has a threaded opening 32, intended to receive a pipe for supplying the liquid or the fluid to be filtered. The opening 32 communicates, by a passage 33, with a supply chamber 34 enclosed between the block 16 and a jacket 35 disposed inside the part 11 of the casing or envelope.
In addition, the upper end of the block 16 has an opening 36, located on the same axis as the hole 23 of the tubular part 20 to allow the fluid to be filtered to enter from the supply chamber 34 into the hole in question,
The flange 15 of the block 16 has, at its periphery, a series of openings 37 which communicate with an annular space 39, formed in the upper part 11 of the casing, the chamber 38 surrounding the series of elements 24 and 25. and located inside the lower part 12 of the housing. This annular space opens into a threaded opening 40 to receive a pipe serving to exit the fluid which has been filtered.
The upper part 11 of the casing has at its upper end a knurled screw 41, intended to provide a vent, and a drain plug 42 is screwed into the bottom of the lower part 12 of the casing.
When the filter as described with reference to FIG. 1 is in service, a liquid or a gas to be filtered is brought to the apparatus by a pipe fixed in the opening 32 from which it passes, through the passage 33, to the supply chamber 34. It then passes, through the opening 36 made in the top of the block 16, to the hole 23 of the tubular part 20 and exits, through the radial openings 21 made in the latter, in the spaces in the form of segments which are delimited by the flats 22 of the
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part 20 and the inner peripheries of elements 24 and 25.
From these spaces, the liquid or gas passes freely into the spaces or chambers closed by one of the planar elements 24 and the underlying hollow element 25.
A pressure drop is established across the bellows-shaped diaphragm formed by elements 24 and 25, either by exerting pressure, for example by means of a gravity column or a pressure pump. supply, on the fluid which is inside the diaphragm, or by exerting a negative pressure through the outlet orifice 40 and the annular chamber 39 communicating with the chamber 38 surrounding the diaphragm.
When the pressure drop across the diaphragm has a given value, the fineness or coarseness of the filtering is determined by the degree of compression of the stack of elements 24 and 25.
It is evident that the excess pressure of the fluid trapped between each pair of elements 24 and 25, while tending to apply the lips 27 formed on the inner periphery of the elements 25 against the inner periphery of the subjacent planar elements 24 so as to preventing fluid from escaping there, tends at the same time to bend the elements and separate the edges 26 formed on the outer edges of the elements 25 from the lower marginal surfaces of the superimposed planar elements 24. There is thus created free spaces or filtration slots which allow fluid to exit into chamber 38, while solids are retained and deposit within hollow members 25.
The maximum free space which can be created between the edges 26 and the planar elements 24 is determined by the free space existing between the lower transverse surface of each element 25 and the upper surface of the underlying element 24. It It goes without saying, therefore, that if the tubular part 20 is adjusted
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the upper end 19 thereof being screwed into the block 16 so that the elements 25 initially flex until the clearance or free space existing between their outer edges and the underlying planar elements 26 reaches on average, for each pair, for example a few hundredths of a millimeter or any other desired figure,
the maximum clearance which it is possible to obtain between the flanges 26 and the superimposed element 24, by virtue of the excess pressure which prevails inside the diaphragm, will reach a corresponding figure. The dimensions of the free filtration spaces can thus be adjusted owing to the fact that a more or less strong compression is exerted on the stack of elements by the part 20.
In addition, the free spaces created may vary, within the maximum limits determined as stated above, depending on the magnitude of the excess pressure exerted on the fluid inside the diaphragm. - me,
A slight variation of a flanged element has an interior manifold formed by the sagging of an interior edge and serving to collect the solids extracted from the fluid. The elements 25 may alternatively be replaced by frustoconical elements or by elements in the form of part of a sphere.
In a modified arrangement, the diaphragm may consist of opposing pairs of elements such as 25, or opposing pairs of conical or part-sphere elements; although this arrangement is less effective for this reason that, with diaphragms having the same total length, a device such as that which has just been described last has a smaller number of filtration openings than that which is shown in Fig.l. Another arrangement which is likely to be applied consists in placing in the form of a stack groups of elements each of which is constituted by a flat washer such as 24 which serves as a partition between a pair.
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opposite flexible elements such as or the equivalent frustoconical or in the form of part of a sphere.
In the preceding embodiment, the assembled filter elements 2 and 25 are subjected to a common compressive force which is transmitted from element to element along the stack, and which generates, on the opposite edges of the stack. each element, forces acting in opposite directions, therefore some of the individual filtration voids or clearances may be less than others, although the average free space is determined within very small limits by the compression exer This variability of the free spaces constitutes an advantage in filters that periodically passes through the same fluid or liquid, as is the case with the circulatory system of the lubricating oil of a internal combustion engine.
Coarser lumps of carbon and other solid impurities are removed with each passage of fuel through the filter. In addition, as a result of the passage of part of the liquid through the finer free spaces, the finer particles of impurities are also extracted from this part and it has been found that all of these fine particles are extracted from this part. All of the liquid in a few passes through the filter.
Under these conditions, the final filtration can be achieved to extremely fine limits, while the relatively larger mean free space over the entire extent of the filter assembly offers less resistance. to the passage of the fluid and thus maintains a great filtering power
On the other hand, the invention also provides a filtration device in which the free space of each pair or other group of filter elements is determined individually.
By this means, it is possible to obtain a filtration pushed up to the limits of extreme fineness in a single pass of one.
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fluid through the filter unit, although it is obvious that the resistance opposed by it is greater and, therefore, the filtering power is less than that of a filter such as that described herein top with the same active pressure column. It goes without saying that the power of any of the filters increases or decreases in the same direction as the difference in pressures at the inlet and outlet openings.
Typical filters and filter elements allowing individual adjustment of free spaces are shown in Figs. 3 to 9.
In Fig. 3, a filter assembly consists of modified elements 241 and 251 which are shown here schematically, but which will be described in detail later. The assembly is supported by at least three rods 200 which are arranged symmetrically around the elements. , the rods being connected, at one end of the assembly, to an annular part 160 and, at the other end of the assembly, to a part 431. A block 112 supports the filter assembly and the casing 122 inside which said assembly is housed. The block is symmetrical about a plane indicated by line IV-IV and has two opposite parallel surfaces, one on each side of the plane in question.
The threaded connection 161 of the part 160 screws on one side into an opening 390 formed in the block. A threaded annular plug 50 is screwed into the opening 390 on the other side of the block. A tie rod 51 passes through the hole in plug 50, in which it fits tightly, through the central opening 360 of part 160, with clearance to allow ample fluid to pass, and through part 431. in which it fits tightly too. The end of the tie 51 which passes through the part 431 is threaded and receives a wing nut 52 which rests on the end of the casing 122 and presses the latter against a packing ring 53 embedded in the surface of the block 112.
The end of the tie-rod 51 which
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The pouring cap 50 is also threaded and receives a wing nut 52 which serves to press a cover 54 against another packing ring 53 placed in the opposite surface of the block 112.
The block 112 comprises, coaxially with the opening 390, two transverse arcuate passages 341. A fluid inlet connector 322. of known construction, serves to supply the fluid to be filtered to that of the passages which follow. located at the top and which also comprises a ventilation device consisting of a wing screw 410 provided with ducts forming vents 411.
The lower passage 341 has a downward branch which is closed by a similar screw 420 having passages 421 and serving as a drain plug. A connection 391, starting from the central opening 390 (Fig.), Receives a connection 402 serving as the outlet for the fluid or filtered liquid.
It can be seen by examining FIG. 3 that the fluid entering through the fitting 322 can flow from that of the passages 341 which is at the top in the upper part of the casing 122 and also, passing through the interior of the cap 54 and the lower passage 341 . in the lower part of the casing 122, so as to freely and uniformly surround all of the filter elements 241, 251. After having passed through the elements, the filtered fluid flows through, by means of the hole 360 made in the filter element. element 160, towards the opening 390 made in the block 112 from where it is withdrawn by means of the outlet connector 402,
The arrangement which is shown in Figs.
3 and 4 is designed in such a way that one can, if desired, double the capacity of the filter, by removing the cover 54 and the rod 51 and substituting for the former an additional filter element placed in a casing or additional casing and fixed by a substitute tie rod, longer, on the end of which carries a wing nut; in this substitution, the plug 50 must obviously be replaced by part 160 of the additional filter assembly. @
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The annular elements of the filter according to Fig. 3 are shown in more detail and on a larger scale in Figs. 5 to 7.
Each of the elements, with a circular base, comprises, on its outer periphery, semi-circular housings, ires 242, arranged at equal angles, intended for the reception of the support rods 200. The peripheral parts 243 situated between the housings 242 are shaped so as to present three steps or axial walls 244 by means of which the elements 241 are made to serve as spacers.
Each of the elements 241 also has, at the location of its inner periphery, a plane edge 245 intended for. cooperate with the adjacent element 251. The inner periphery of the latter is stamped so as to present a rib or rib 261 which ensures contact taking place substantially along a sharp edge, with the inner edge 245 of the. adjacent element 241.
Further, the outer edge 271 of each member 251 is pushed back from the plane of the Intermediate portion in the direction opposite to the rib 261. The cross-sectional shape of the members 251 is clearly shown in Fig.6. The total height of the rib 261 above the adjacent surface of the depressed edge 271 is only very little greater than the height of the step 244 of the element 241.
In addition, the inner radius of the outer edge 271 is equal to the distance existing perpendicularly between the inner surface of the axial wall or step 244 and the center of the element 241. Under these conditions, when the four elements grouped, shown in Fig. 7, are pressed against each other, the inner rib 261 of the lower element 251 abuts from top to bottom on the inner edge 245 of the lower element 241. while the parts 243 of this the latter abut from bottom to top against the outer marginal part 271 of the element 251, and vice versa in the case of the upper elements 251 and 241.
The fluid to be filtered, which flows freely around the exterior of the elements, enters the existing spaces
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between each pair of elements 241 and 251, by means of the openings existing between the rods 200 and the ends of the axial walls 244, in order thus to have free access to the whole of the interior slope of the rib 261. The pressure qu 'exerting the fluid on this slope and on the intermediate part of the elements 251 determines the bending of the latter, so that the rib 261 separates very slightly from the marginal inner surface 245 of the element 241 in order to ensure the necessary filtration clearance or space.
It is evident that since each of the elements 251 is supported firmly at three points on its periphery, arranged at equal angles, between the parts 243 of the elements 241 (as seen at the bottom of Fig. 6), but not undergoes no other stress, the degree of inflection of the element 251 which is necessary to separate its rib 261 from the element 241 depends exclusively on its elasticity and on the pressure which is exerted on this element. The compression which is exerted on the stack of elements finds resistance in the steps 244 of the elements 241 which, by virtue of these steps, become substantially rigid once they are assembled.
Consequently, no force can be transmitted from one of the elements 251 to the other and the clearance or free space of filtration created between each of said elements and the element 241 with which it cooperates is determined individually, so that if one brings with reasonable precision in manufacturing and if uniform materials are used in the construction of the elements, the filtration clearances are uniform throughout the filter assembly, regardless of the pressure drop across of the filter.
Figs 8 and 9 show, in axial section and in cross section, on a very reduced scale, an industrial filter comprising a filter assembly of the general type described with reference to Figs. 5 to 7, that is to say arranged so as to allow the
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individual adjustment of the free filtration spaces, but modified in the sense that it includes mechanical cleaning components. The casing or casing is mainly formed by a tubular body 113 integral with an adduction branch 323 and an outlet branch 403.
Body 113 also includes a feed chamber 342 which communicates directly with inlet branch 323 and a discharge chamber 381 which communicates directly with outlet branch 403, the filter assembly being housed at the outlet. 'inside said chamber 381, that is to say within the limits of the body 113. This part is closed, at its upper end, by a removable cover 114 and, at its lower end, by a housing part 123 constituting a collector provided with a removable cleaning door 124 which has a threaded drain plug opening 125.
The entire filter is made up of a number of groups of elements each comprising, successively, an element 241 (as shown in Fig. 7), an element 252 (similar to element 251 shown in Fig. 7 but having a rib 262, on its outer edge, and a lowered inner edge 272), a planar element 240 (similar to element 24, Fig. 2, but having three housings such as 242, Fig. .7, on its outer edge), another element 252 and another element 241.
The two elements 241 are directed in opposite directions from each other, so that their outer edges 243 come into contact with the opposite sides of the outer edge of the element 240, and the elements 252 are arranged so that their ribs 262 are directed upward to come into contact, respectively, with the underside of upper member 241 and member 240, while the inner core portions 272 of members 252 bear downward, respectively, on the edges interiors of element 240 and lower element 241.
The filter elements are housed in the form of a stack by means of the three rods 200, arranged
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at equal distance around the elements, engaging in the semi-circular housings 242 of the elements 241 and 240 and abutting against the outer periphery of the elements 252. These rods are connected, at their lower end, to an annular part 432 which rests on an internal annular shoulder 126 formed on the upper edge of the reservoir 123 to house the filter assembly.
The rods 200 are connected, by their upper ends, to an annular part 162 with interposed linings 163, the axial length of which can vary so as to adjust the distance between the adjacent surfaces of the elements 432 and 162 according to the exact height stack of items. The part 162 comprises three inwardly projecting arms 164 which support a hub 165 in which is housed, so as to be able to turn, the upper end of a rod 451 and this by means of a head. spreader 452 comprising two diametrically opposed ears (not shown), thanks to which it is possible for it to serve as an element of a clutch or claw coupling.
Rod 451 is square in cross section so that it can engage with double-ended cleaning knives 444 (see Fig. 9) placed above each of the filter elements 252. The lower end 453 of the rod 451 is rounded and is mounted in a boss or hub 433 supported by three arms 434 projecting radially inwardly of the annular part 432.
In a central hub 115 of the cover 114 is mounted a key 461 comprising a detachable handle 462. The head 463 of this key is provided with two diametrically opposed ears 464 which allow it to constitute another claw coupling element, the claws. ears 464 and the corresponding ears (not shown), formed on the head 452 'of the rod 451, being inserted into the slots of a coupling organa 55, in the shape of a Maltese cross, so as to be able to slide li-
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quickly in the diametral and axial direction, but to be firmly blocked in both directions of rotation.
A spring 56 is interposed between the coupling elements 452 and 463 so as to lower the first firmly against its seat in the hub 165 and firmly press the second from bottom to top so that a frustoconical shoulder 471, located immediately above it engages a conical seat 481 formed in cover 114 to provide a tight seal. A compression spring 57 surrounding the shank of the key 461 between the handle or lever 462 and the hub 115 through which said shank passes, helps the spring 56 to maintain the tapered surfaces 471 and 481 in contact with each other. 'other.
By means of the described coupling, the axial position of the rod 451 within the filter element block is ensured, regardless of the eccentricity or misalignment of the hub 115 in the cover 114. or the wrong position of the latter, and the exercise of end pressure on the rod 451 causing axial friction on the knives 444 is avoided,
When this filter is in use, fluid supplied to the inlet opening 323 passes from the supply chamber 342 formed in the upper part of the casing 113, between the arms 164, inside the chamber. filter assembly and to the spaces between the elements 252 and the superimposed elements 240 or 241.
As a result of the pressure difference or drop created in the free filter spaces which are formed by the contact, like sharp edges or sharp edges, of the ribs 262 of the elements 252 with the lower flat surfaces of the elements 240 and 241, the elements 252 are caused to move away from said surfaces to allow the passage and filtration of the fluid. Each of the elements 252 is obviously placed in a chamber the depth of which is strictly determined by the stepped walls 244 of one of the elements 241, so that
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the individual filtration clearances are determined in advance by the elasticity of the elements 252 and the pressure column acting on the fluid to be filtered.
The filtered liquid or fluid is withdrawn through the outlet orifice 403 of the chamber 381 which surrounds the assembly of the filter and with which said orifice is in communication.
It will be seen by examining Fig. 8 that the fluid which is to be filtered can pass between the arms 434 of the lower end piece 432 inside the housing part 123 which constitutes a collecting tank. When the spaces existing between the elements 252 and the superimposed elements 240 and 241 are blocked by the mud extracted as a result of the filtering, the handle or lever 461 of the key 462 is turned in the direction of arrow A (Fig. 9), from where.
it follows that the knives 444 are rotated in said spaces and sweep towards the middle of the filter assembly the sludge which falls through the liquid contained therein and passes into that which is in the part 123 of the collector in which it settles in the form of sediment, this sediment can be evacuated without interrupting the operation of the filter, by removing the drain plug from the opening 125 or else by removing the door 124 to allow part 123 of the collector to be cleaned, after having cut off the liquid or fluid supply, but without the need to remove the filter.
Furthermore, it will be seen that, when the cover 114, and consequently the key 461, is removed, one can have access to the whole of the filter which, with its positioning rods 200, the end pieces. 162 and 432 and knife holder pin 451 can be pulled out through the upper end of hemming portion 113 to allow cleaning, replacement of filter elements or knives or any other repair or operation. interview.
Similar cleaning devices can obviously
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be applied to a filter comprising elements of the type shown in Fig.l, whether these are arranged to ensure filtration by passing the liquid or fluid from outside to inside or from inside to outside.
An advantageous characteristic of the filter with cleaning elements according to the invention consists in that the knives are not arranged in the clearances or spaces used for the filtering; which makes it possible to give these knives a robust construction. Real free spaces, because they are formed by the marginal parts of a pair of elements meeting by a contact similar to that of contact between sharp edges, do not require cleaning, so that it is not necessary to insert the cleaning knives between said marginal parts and that the coarse minimum clearance which would necessarily result from this intercalation of knives be avoided.
It is evident that, instead of the central tubular piece, or of a number of rods, disposed externally, supporting the filter element assembly, it is possible to use a freely perforated tube, arranged either . inside or outside the elements and having a diameter allowing an exact lateral imprisonment of the elements.
It will be seen that the invention comprises various forms of filter which are of great efficiency and which can be adjusted so as to be able to obtain a filtration having a degree of fineness which it has been impossible to obtain. 'get so far.
In addition to these advantages are added ease of washing filters and ease of replacing filter elements or cleaning knives which will be worn or damaged.