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FILTRE
La présente invention concerne un perfectionnement aux filtres destinés à l'épuration de l'air et autres fluides et liquides, en particulier en vue de l'application aux machines à combustion in- terne. On a déjà proposé des filtres ayant la forme de récipients prismatiques ou cylindriques dans lesquels l'air traverse un sys- tème de parois formées d'une fine matière ou étoffe filtrante, après quoi il est conduit à l'endroit d'utilisation par un conduit prévu dans la partie centrale du récipient ou vase du filtre.
Pour constituer une surface filtrante aussi étendue que possi- ble, on utilise comme intérieur de filtre ou insertion, un système de cloisons formant des corps creux constituées par du fin treillis, tissu, feutre ou analogue, ou bien un système de nervures creuses s'étendant sur toute la hauteur du filtre dans l'espace intermédi- aire entre l'enveloppe externe du filtre et la chambre centrale interne d'évacuation. On a également déjà proposé de constituer pareilles nervures creuses en tendant simplement la matière filtran. te sur des fils montés dans les deux plateaux terminaux du réci- pient et entre les bords externe et interne de l'espace intermé- @
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diaire entre l'enveloppe externe du filtre et la chambre centrale interne d'évacuation.
On a également déjà proposé de constituer pareilles nervures creuses en tendant simplement la matière fil- trante sur des fils montés dans les deux plateaux terminaux du récipient et entre les bords externe et interne de l'espace inter- médiaire mentionné.
Des filtres de ce genre fonctionnent soit en surpression, c'est à dire que le fluide à filtrer est refoulé à travers la filtre, soit en dépression, c'est à dire que le fluide à filtrer est aspi- ré par une pompe au delà du filtre, ou bien encore par pression atmosphérique auquel cas le fluide traverse le filtre de son pro- pre gré.
L'invention concerne un filtre du genre en question et vise à éviter l'inconvénient expérimenté dans le système à corps creux formés par des parois internes ou insertions en matière filtrante.
L'inconvénient principal de pareils filtres consiste en ce que leurs éléments ou insertions internes de filtration ne travaillent pas d'une manière uniforme, de sorte qu'en maints emplacements le filtre est beaucoup plus rapidement colmaté par des impuretés qu' aux autres endroits.
De ce fait, il résulte que soit le filtre n'eat pas encore complètement utilisé lorsqu'un remplacement apparaît déjà désira- ble, ou bien que sa capacité ne concorde pas avec le rendement correspondant aux parois filtrantes calculées ou prévues et aux résultats des essaie avec le genre de matière filtrante utilisée,
Le manque d'uniformité dans le fonctionnement des parois ou insertions internes ou nervures du filtre résulte principalement du fait que les portions de surfaces filtrantes plus voisines de la chambre d'évacuation centrale, travaillent d'une manière plus intensive que les portions plus éloignées du milieu ou centre.
L' air ou le liquide chemine,notamment en raison de l'effet de suc-. cion normalement uniforme règnant à l'intérieur du récipient, suivant le trajet le plus court, le plus praticable, et de moindre résistance, qui se forme au voisinage du conduit d'évacuation central, car les ouvertures d'entrée dans la chambre d'évacuation
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sont les mêmes pour toutes les directions, que l'air ou le liquide doive passer auparavant par l'espace relativement restreint des parois filtrantes ou nervures, ou bien qu'il puisse passer librement entre ces nervures jusque la périphérie de la paroi de la chambre d'évacuation du filtre.
ll en résulte que la vitesse de pénétration de l'air ou liquide dans les extrémités des nervures ou les portions périphériques des parois est plus petite que la vitesse de pénétration de l'air ou du fluide dans les portions plus voisines du centre. Pour cette raison, ces dernières s'obstruent plus rapidement.
On évite ce défaut conformément à l'invention, du fait que le gaz ou liquide , après traversée de la matière filtrante, préalablement à l'entrée dans le conduit d'évacuation central, est contraint de traverser des ouvertures d'étranglement ou de réglage, le nombre et les dimensions de ces ouvertures étant en harmonie avec le condition- nement des espaces creux entre les parois ou insertions internes ou avec la surface de la matière filtrante.
Ces ouvertures d'étranglement ou de réglage peuvent âtre formées dans le conduit central d'évacuation lui-m%me, ou bien dans une chambre intermédiaire s'étendant sur la hauteur du récipient du fil- tre, qui est établie entre les parois internes ou insertions en matière filtrante formant les espaces creux, et le conduit d'évacua- tion central. Avantageusement, les parois de matière filtrante conformées en soufflets pour accroître l'étendue de la surface filtrante, s'étendent jusqu'à la chambre intermédiaire, ce qui crée des espaces creux plus grands et plus petits. Ces divers espaces creux ou la surface filtrante intéressée correspondent à nouveau aux nombre et dimensions des ouvertures d'étranglement ou de réglage formés dans la chambre intermédiaire des espaces creux individuels.
D'autres particularités des moyens de réalisation de l'invention seront décrites par après.
Les dessins annexés représentent des exemples d'exécution du filtre selon l'invention. Dans ces dessins:
Fig. 1 est une coupe longitudinale, axiale, d'un filtre monté
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dans un récipient, selon deux formes de réalisation;
Fig.2 est une coupe transversale du filtre de la figure 1, selon deux formes de réalisation;
Fig.3 est une coupe transversale à échelle agrandie, , travers un élément ou portion de la fig.2, dans la moitié de droite de cette figure;
Fig. 4 est une coupe à travers un élément, suivant la ligne A-B de la fig.3; Fig.5 est une coupe transversale, à échelle agrandie, à travers un élément ou portion de la fig. 2, dans la moitié de gauche de cette figure;
Fig.8 est une coupe à travers un élément, suivant la ligne C-D de la fig.5;
Fig.7 est une vue, partie en coupe, d'un filtre à immersion prismatique avec conduit de décharge ou d'évacuation disposé transversalement; Fig.8 est une coupe selon la ligne E-F de la fig.7;
Fig.9 est une vue, partie en coupe, du filtre de la fig.7.
Le filtre représenté aux figures 1 et 2 est constitué par le tube d'évacuation central 1, disposé verticalement, qui est fermé à son extrémité inférieure, et auquel sont fixés, au dessus et en dessous, les plateaux extrêmes 2. Selon la réalisation de la fin.2, dans sa moitié de gauche, entre ces plateaux 2, sont disposées, à écartement déterminé entre elles, des tôles ondulées de renforce- ment 3, ou bien, selon la réalisation de la fig. 2 dans sa moitié de droite, un corps ou élément de renforcement 4 est monté entre ces plateaux.
Sur ces têles ondulées de renforcement 3, ou bien en association avec le corps ou élément de renforcement 4, est agencée une envelop- pe filtrante 5, qui forme la surface filtrante. Celle-ci peut être composée de plusieurs couches de tissu ou de matière. L'enveloppe 5 forme les chambres de rassemblement ou collectrices 6 et les canaux directeurs 6'. Le corps ou élément 4 entoure ou délimite la chambre intermédiaire 7. Le conduit 1 forme la ohambre de décharge ou d'évacuation 8, par laquelle le filtrat s'écoule dans la canali-
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sation.
Les chambres de rassemblement ou collectrices 6 sont reliées avec la chambre intermédiaire 7 ou la chambre de décharge ou d' évacuation 8, par les ouvertures d'étranglement ou de réglage 9, et la chambre intermédiaire 7 est reliée à la chambre de décharge ou d'évacuation 8 par des ouvertures normales 10'
L'enveloppe 5 est fixée au corps ou élément 4 à l'aide de fils tendeurs 7'. Le conduit d'évacuation 1 repose par son extrémité fermée inférieure sur un ressort en lame 11.
Le filtre est monté dans le récipient 12 pourvu de la tubulure ou ajutage d'entrée 13. Le conduit 1 est engagé par son extrémité de sortie dans la tubulure ou ajutage de sortie 14 et rendu étanche par le plateau 15. A la tubulure ou ajutage de sortie 14 est fixé le plateau bombé 16 lequel sert à la répartition uniforme du fluide alimenté ou au rassemblement de l'air. Dans le couvercle bombé le petit tube 17 débouche dans l'ajutage d'aération ou évent 18, dans lequel est agencée l'ouverture de sortie ou débordement 19 d'un diamètre d'environ 0,5 à 1,5 m/m ou plus. Lors du raccordement du filtre à la conduite de pression, l'ouverture 19 débouche dans la conduite d'aération qui débouche elle'même librement au dessus du niveau du liquide à filtrer alimenté.
Lors du raccordement du filtre, dont le liquide est soumis à l'action de la pesanteur, l'ouverture 19 peut correspondre en diamètre à la conduite d'aéra- tion et l'embouchure de cette conduite doit,obligatoirement, se trouver plus haut que la surface du liquide à filtrer.
Pour l'évacuation des boues, on prévoit à la partie inférieure du récipient un couvercle de décharge 20.
Dans la fig.4, on remarque en coupe transversale le bourrage 21 destiné à assurer l'étanchéité de l'enveloppe 5 sur le corps ou élémant 4, lorsque l'enveloppe 5 est constituée par une matière ou substance qui ne se laisse pas souder au corps 4.
Le filtre pour liquides sous pression ou soumis à l'action de la pesanteur, fonctionne comme suit:
Le liquide pénètre dans le récipient 12 par la tubulure ou ajutage 13, se répartit sur le plateau 16 et s'écoule à sa périphé-
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rie, en direction descendante, dans l'espace du récipient. Dans l'espace du récipient le cheminement du fluide se ralenti jus- qu'à ce que, sur le fond, il vienne complètement au repos. Les plus grosses impuretés se meuvent en raison de leur inertie jus- qu'au fond du récipient et s'y déposent pour autant qu'elles puissent vaincre la viscosité du fluide liquide.
A l'intérieur du récipient 12 le courant ralenti du fluide se meut en direc- tion de l'enveloppe filtrante 5 et passe, à travers l'enveloppe, dans les canaux directeurs 6' et de là dans les chambras de rassemblement ou collectrices ou bien directement dans ces cham - bres. L'écoulement ou décharge du liquide à partir des surfaces intérieures de l'enveloppe est libre et par suite le passage du liquide est égal ou uniforme sur toute l'étendue de l'enveloppe.
Pour que le passage à travers l'enveloppe soit uniforme, on doit prévoir une vitesse de passage déterminée entre des limi- tes peu élevées -- jusque3 m/m par seconde pour des liquider et jusqu'à environ 10 m/m par seconde pour des gaz.--
A partir des chambres collectrices ou de rassemblement 6, le fluide ou liquide s'écoule, à travers les ouvertures d'étrangle- ment ou de réglage 9 dans les chambres de sortie 7 et 8 et de là, par l'ajutage ou tubulure 14, dans la canalisation de sortie.
Le libre écoulement dans les chambres collectrices ou de ras- semblement 6 et l'évacuation limitée par les ouvertures 9 assure- le passage uniforme du liquide ou gaz sur toute l'étendue de la surface de l'enveloppe filtrante 5. Toutefois, il est nécessaire, pour obtenir une action déterminée du filtre, tout d'abord d.' adapter les ouverture!? d'étranglement ou de réglage 9 à ur, écou- lement déterminé à travers le filtr, de choisir une vit@sse d' écoulement, ue filtration convenable, et cela étant de déterminer l'étendue nécensaire de l'enveloppe filtrante 5.
Les filtres qui sont raccordés à une conduite d'aspiration, sont plongés dans les liquides à filtrer et les liquides sont aspirés au delà du filtre. L'air épars entrainé est aggloméré par l'enveloppe filtrante 5 et s'élève au dessus du niveau du liquide.
Les filtres à aspiration peuvent être établis sous forme prisma-
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tique et notamment suivant les figures 7, 8 et 9, avec le conduit d'évacuation 1 disposé transversalement. Dans ce cas deux nervures creuses opposées présentent des renforcements en tôle ondulée 3, communs, dont les ondulations forment des canaux superposés pour l'évacuation ou écoulement du filtrat. De cette façon tout en uti- lisant totalement l'espace interne disponible du corps filtrant, or. peut toujours dimensionner suffisamment largement encore les ner- vures transversales allant du milieu de la chambre vers les deux côtés, tandis que de plus, les renforcements ondulés internes con- tribuent à ce que l'espace filtrant ne soit jamais étranglé.
Les filtres destinés à la filtration mécanique des gaz fonc- tionnent d'après le système décrit d'une manière analogue à ceux pour la filtration de liquides, avec la différence que les tubulures ou ajutages 18 et 13 ne sont pas utilisés, et qu'au lieu de la chu- te libre, seule la capacité ascensionnelle des gaz peut @@@@ rece- voir application.
Comme directive pour le dimensionnement des ouvertures d'étran- glement ou de réglage, on peut noter les éléments suivants: Le nombre et la grandeur des ouvertures d'étranglement ou de réglage 9 doivent être choisis tels que l'air ou le liquide, en relation avec la réduction de la vitesse d'écoulement, s'écoule uniformément à travers toute la surface filtrante formée de matière filtrante 5.
Uette réduction est en relation avec l'étendue de la section du conduit d'évacuation 8 par rapport à la surface de la matière fil- trante 5, de façon telle qu'autant de fois l'étendue de la section de l'espace 8 est plus petite que la surface de la matière filtran- te 5, autant de fois la vitesse d'écoulement à travers la matière filtrante 5 est réduite par rapport à la vitesse de l'air qui doit être réalisée dans l'écoulement à travers l'espace S,c'est à dire donc déjà dans la conduite d'évacuation.
Ainsi par exemple, en employant les dimensions ci-après: espace interne entre les plateaux 2 et dans l'enveloppe de protection, environ 5 dm3; surface filtrante totale 100 dm2; diamètre minimum de la conduite de décharge ou d'évacuation, c'est à dire de l'espa- ce 8, environ 50 m/m, le rapport de la réduction de vitesse d'écou-
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lament à, travers la matière filtrante 5, à la vitesse dans la conduite de décharge ou d'évacuation sera de 1:500. En employant ce filtre pour l'huile de circulation d'un moteur à combustion interne, le rapport de la réduction de la. vitesse d'écoulement, en utilisant la même grandeur de filtre qu'indiqué plus haut, mais toutefois avec 25 m/m de diamètre de la conduite de décharge ou d'évacuation, sera, d'environ 1 :2000.
Les exemples de réalisation du filtre suivant l'invention permettAnt l'application aussi bien pour l'épuration de mélanges d'air que pour l'épuration de liquides, et il va de soi que les organes internes du filtre pourraient recevoir d'autres dimensions ou être établis selon d'autres formes de réalisation, sans excéder les limites de l'invention.
REVENDICATIONS -------------- 1.- Filtre pour l'épuration mécanique de gaz et de liquides, (en partioulier pour machines à combustion interne, dans lequel on utilise un système de parois internes ou insertions en fine ( matière filtrante, formant des espaces creux, ainsi qu'un conduit ( interne central de décharge ou d'évacuation pour le filtrat, caractérisé par le fait que le gaz ou le liquide, après passage ESUME (à travers la matiére filtrante (5), avant son entrée dans le ( (conduit cantral de décharge ou d'évacuation (1) doit traverser des ( (ouvertures d'étranglement ou de réglage (9), en même temps que le (nombre et la grandeur des ouvertures d'étranglement ou de réglage ((9) sont prévus en relation avec le conditionnement de? espaces (creux entre les parois internes ou insertions, ou la surface de ( la matiére filtrante (5).