Cartouche filtrante
La présente invention a pour objet une cartouche filtrante destinée à baigner dans le fluide à filtrer, comprenant un élément filtrant annulaire dont la face interne forme avec deux couvercles un espace étanche pourvu d'une sortie du fluide filtré.
On a déjà réalisé de nombreuses cartouches filtrantes de ce type, que l'on utilise aussi bien pour la filtration des liquides que des gaz.
On s'est cependant heurté à des difficultés nombreuses provenant soit du prix de revient exagéré de l'élément filtrant, soit de son colmatage trop rapide nécessitant des changements de cartouche trop nombreux, soit encore de la fragilité des cartouches réalisées.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Dans ce but, la cartouche selon l'invention est caractérisée en ce que l'élément filtrant est constitué par une bande continue comportant deux couches filtrantes minces séparées et portées par un ruban intercalaire plissé, ondulé ou gaufré, la tranche extérieure restant ouverte et la tranche intérieure fermée, la bande étant plissée en accordéon perpendiculairement aux tranches et les extrémités de ses plis, côté tranche ouverte, étant appuyées les unes contre les autres.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés montre, à titre d'exemple, une forme de realisation de la cartouche selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective à échelle agrandie d'une portion de bande continue utilisée pour réaliser l'élément filtrant de la cartouche.
La fig. 2 montre la même bande continue à plus petite échelle après pliage en accordéon.
La fig. 3 montre la même bande dans un stade ultérieur de la fabrication de l'élément.
La fig. 4 montre en coupe la cartouche filtrante.
La fig. 5 montre en demi-élévation la cartouche filtrante ainsi réalisée.
La fig. 6 montre une variante.
Si l'on se reporte tout d'abord à la fig. 1, on voit que celle-ci représente une bande continue qui comporte deux couches filtrantes 2, une tranche fermée 3 et une tranche ouverte 4; entre les deux couches filtrantes a été disposé un intercalaire ondulé 5, collé sur les faces 2 le long des génératrices supérieures et inférieures, la tranche fermée étant simplement réalisée par pliage de la feuille continue formant les deux couches 2.
Cette bande continue peut être fabriquée par une machine qui, d'abord, assure le collage de l'intercalaire 5 sur la couche inférieure 2, puis le pliage de la feuille continue en 3, de telle sorte que la couche supérieure 2 vienne se coller sur les génératrices supérieures de l'intercalaire 5.
La même machine peut assurer ensuite la formation de plis transversaux 6, de sens alternés, après quoi, il suffit de freiner l'avancement de la bande continue ainsi réalisée pour voir se former un accordéon de plus en plus serré.
Lorsque les diverses couches de cet accordéon se sont rejointes, on découpe la longueur voulue et l'on replie les deux extrémités de l'accordéon qui prend alors la forme d'une couronne, telle que représentée partiellement en fig. 3, où l'on reconnaît les tranches ouvertes 4 maintenant jointives, les plis 6 s'étendant radialement sur la face supérieure et sur la face inférieure de l'élément, tandis que les tranches fermées 3 dessinent un accordéon sur la face extérieure de l'élément.
On termine alors le montage de la cartouche en disposant, comme on le voit en fig. 4, sur l'élément filtrant ainsi réalisé, des joints d'étanchéité 7 et deux couvercles 8 et 9, le couvercle 9 étant pourvu d'une tubulure 10 susceptible d'être reliée à un conduit d'évacuation (non représenté).
Les extrémités des plis du côté des tranches fermées se trouvent alors à l'extérieur de la pièce torique ainsi obtenue et dessinent dans l'espace une ligne d'aspect sinusoïdal se situant approximativement sur un deuxième cylindre fictif, concentrique à celui formé par la tranche ouverte de la bande.
La cartouche filtrante baigne dans un fluide à filtrer, fluide qui, par la création d'une dépression, sera amené à traverser toutes les couches filtrantes de l'élément, puis à circuler dans les canaux formés par l'intercalaire plissé pour attendre la tranche ouverte de l'élément sur la face interne de la cartouche, et, de là, être évacué par la tubulure 10.
Le fluide ne peut parvenir dans l'espace à l'intérieur du cylindre interne qu'en traversant les couches filtrantes. La pièce torique constitue bien ainsi un filtre entre l'espace extérieur à la cartouche et l'espace intérieur à cette dernière. Si le fluide est mû de l'extérieur vers l'intérieur, la région externe à la cartouche est celle amont du filtre, l'autre étant celle aval. Si le fluide suit un chemin centrifuge, la région interne à la cartouche devient celle amont du filtre.
Une cartouche filtrante ainsi réalisée comporte une surface filtrante utile relativement importante par rapport à son volume, grâce aux deux couches filtrantes de la bande et au pliage en accordéon torique de celle-ci.
De plus, la forme plissée, ondulée ou gaufrée du ruban intercalaire permet de maintenir des canaux de circulation pour le fluide ayant traversé les couches filtrantes, en empêchant celles-ci de se coller en s'appliquant l'une contre l'autre. Une telle construction donne, dans un volume déterminé, une surface utile de filtre environ double de celles réalisées par des dispositions classiques connues.
Par ailleurs, une telle cartouche est d'une bonne résistance mécanique grâce au ruban intercalaire servant de support mécanique aux couches filtrantes, leur conférant ainsi la robustesse qu'elles ne peuvent avoir elles-mêmes, parce que nécessairement minces pour offrir au fluide la moindre résistance de passage. Elle est également très résistante grâce à l'appui mutuel que se prêtent les plis se touchant au centre de la cartouche.
Dans la variante selon la fig. 6, on a collé le long de la tranche ouverte de la bande 1 un liséré étanche 11 qui peut dans certains cas être utile soit du point de vue de l'étanchéité, soit pour diminuer le nombre de plis à utiliser pour réaliser une cartouche.
La cartouche décrite est d'une fabrication industrielle automatique aisée. On peut, en effet, utiliser très aisément une machine automatique combinée du genre de celles que l'on emploie pour la production des cartons ondulés, que l'on alimente à partir d'une première bobine d'une feuille continue de matériau filtrant, d'une deuxième bobine d'une feuille continue de matériau intercalaire de largeur moitié moindre que la précédente, enfin de colle liquide destinée à solidariser les faces filtrantes de la feuille intercalaire.
Au départ des opérations, cette dernière passe entre deux cylindres cannelés ou gaufrés qui lui impriment sa forme plissée, ondulée ou gaufrée.
A la sortie de ces cylindres, un système d'encollage dispose un produit adhésif sur les sommets des plis, ondulations ou gaufrages, mais d'un seul côté de l'intercalaire, lequel vient alors se présenter sur l'une des moitiés de la feuille filtrante qui se déroule parallèlement à lui.
L'intercalaire est alors plaqué sur la face filtrante et le tout traverse une étuve dont la chaleur polymérisant l'adhésif rend les deux feuilles solidaires l'une de l'autre par les sommets encollés.
Ensuite, les sommets opposés de l'intercalaire reçoivent à leur tour une couche d'adhésif, puis la deuxième moitié de la paroi filtrante vient se replier longitudinalement sur ceux-ci auxquels elle est plaquée.
Après la traversée d'une deuxième étuve qui à la suite polymérise l'adhésif des deuxièmes sommets d'intercalaire, il sort une bande continue plane, à deux faces filtrantes. Cette bande plane passe alors entre deux matrices alternées, espacées entre elles de la hauteur d'un pli d'accordéon et qui marquent, de part et d'autre de la bande, les empreintes qui déterminent l'accordéon générateur de la cartouche désirée.
Un couteau terminant la machine permet de débiter l'accordéon en portions contenant le nombre de plis nécessaires à la fabrication de la cartouche torique.
On pourrait aussi réaliser des cartouches de grandes dimensions au moyen de plusieurs secteurs fixés sur un support mécanique suffisamment rigide et résistant, ou utiliser au lieu d'une feuille continue pliée, deux feuilles continues réunies par un moyen étanche quelconque pour former la tranche fermée, ou encore utiliser un intercalaire autre que celui représenté, ou former des ensembles de très grandes surfaces filtrantes, en superposant plusieurs cartouches sur un même tube fictif interne, ou enfin prévoir des moyens de protection mécanique entourant les cartouches ou les ensembles de cartouches superposées.