WO2014108302A1 - Dispositif mobile de filtration liquide sous pression - Google Patents

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    • C02F2301/06—Pressure conditions
    • C02F2301/066—Overpressure, high pressure

Definitions

  • the field of the invention is that of liquid filtration systems under pressure, intended in particular to be implemented for the purification of water by passage under pressure in a ceramic type filter.
  • the invention relates to an autonomous filtration device, compact and adapted to be easily transportable daily, while taking into account the maintenance of good hygiene and optimization of the purification process.
  • US 2010/0237002 discloses a personal filtration device adaptable sealingly on the neck of a valve.
  • the water expelled under pressure from the pipe is thus filtered by passing through a filter before being poured into a bottle.
  • the use of this device therefore requires the user to be in the immediate vicinity of a specific water supply source, in this case a tap, which limits its mobility.
  • the device does not include means for storing the filtered water. The filtered water is therefore intended to be consumed immediately or stored in an outer container, without preventing potential contamination of the water during the transfer in the latter.
  • US 2010/0200489 discloses a water filter decanter pressure comprising two water tanks.
  • the first reservoir is nested in the second so that the transfer of water from one reservoir to another can be carried out only by passing through a filter, itself consisting of a superposition of filter layers .
  • the carafe is made hermetic by affixing a lid on which is fitted a pressurizing device in the form of a piston. By actuating the piston, the user injects air into the carafe, which accelerates the filtration process of the water contained in the first tank.
  • the major drawbacks of this carafe are related to the introduction of the piston into the first container, which increases the risk of contamination of the piston by pathogens, as well as the rigid nature and complexity of the piston, making the latter more difficult to produce. but also more fragile.
  • the invention aims to overcome at least some of the disadvantages present in the state of the art.
  • the invention aims to provide a non-complex liquid pressure filtration device to combine a good autonomy of use, robustness to external shocks and the maintenance of good hygiene, while maintaining maximum compactness to can be easily stored or transported.
  • the invention also aims to provide, in at least one embodiment, a filter device that can be easily mounted and disassembled, to facilitate the transport, cleaning the device and the loading of the latter water to be filtered.
  • the invention also aims to provide, in at least one embodiment, a filtration device inside which can be adapted a filter in the form of a cartridge or allowing the realization of an ultrafiltration process.
  • the invention also aims to provide, in at least one embodiment, a filtration device allowing the user, after loading the water to be filtered, to initiate the filtration process when desired.
  • liquid filtration device comprising:
  • a second receptacle intended to contain the liquid to be filtered, said second receptacle being contained at least partly in said first receptacle, the walls of said second receptacle having at least two openings: a filtration opening, capable of permitting a transfer of liquid between said first and said second reservoir, an injection opening,
  • a pressurization device for injecting air into said second container via said injection opening
  • said pressurizing device is a flexible device, located entirely outside said second container, and occupying a variable volume between two positions:
  • a filtration device gives the user a good autonomy of use, comprising within its structure means to store and filter the targeted liquid.
  • the first and the second reservoir respectively contain the filtered liquid and filter.
  • the user is therefore not subject to the need to be near a liquid supply source to operate the device, nor to use a third collection container to collect the filtered liquid.
  • the presence of a pressurizing means makes it possible to accelerate the filtration process.
  • This pressurizing means being located outside the second container, thus limiting the introduction of foreign bodies inside the second container or the pressurizing device, and therefore the risk of contamination related thereto. Indeed, in the opposite hypothesis, bringing the pressurizing means into contact with the liquid to be filtered contained in the second container would increase the probability of mutual exchange of pathogens.
  • a first charge of liquid to be filtered could for example initially contaminate the pressurizing device before the latter in turn contaminates a second charge of liquid to be filtered, thereby making the action of the filter more complex.
  • the location of the pressurizing device outside the second container therefore limits these adverse effects as well as the constraints related to the cleaning of the pressurizing device.
  • the pressurizing device is, in the absence of action of the user, in a stable position in which the volume occupied by the pressurizing device is minimal.
  • the filtration device therefore has, when at rest, a maximum compactness, which facilitates its storage in a reduced volume for storage or transport purposes.
  • the compactness of the pressurizing device and its flexible nature are further indications of a strengthening of the entire structure allowing the pressurizing device to better withstand external mechanical shocks that may be caused.
  • the filtration device is therefore more robust.
  • the filtration device comprises a seal adapted on the second receptacle so as to close off the injection opening and allowing only a unidirectional passage of the air from the outside. inwardly of said second container.
  • the seal does not allow air or liquid to be transferred from the second container to the pressurizing device, in particular between the different air injection phases of the pressurizing device in the second. container.
  • the pressure equilibrium inside the second container is achieved by transferring liquid from the second to the first container through the filter.
  • the action of the pressurizing device on the filtration process is therefore reinforced by the arrangement of the seal.
  • the gasket also makes it possible to limit the contamination of the pressurization device by the second container, which has the technical effect of improving the hygiene of the filtration device, reducing the cleaning costs of the pressurizing device and increase the life of the latter.
  • the seal is adapted to the second container removably.
  • the seal may be disaggregated from the second container by the user so as to allow the charging of liquid to be filtered from the second container, the cleaning of the device or the replacement of a defective part.
  • the filtration device comprises a protective cover of the pressurization device.
  • the filtration device comprises removable attachment means of the protective cover on the second container.
  • the protective cover when the protective cover is arranged with the second container, it allows the filter device to have an additional sealing means while reinforcing the robustness of the filtration device.
  • the filtration device comprises removable fixing means of said pressurizing device on the second container.
  • the pressurizing device when the pressurizing device is arranged on the second container, it allows the filtration device to have a sealing means additional while reinforcing the robustness of the filtration device.
  • the removable nature of this attachment means allows a user to disassemble these different parts in order to facilitate their transport, maintenance or the liquid loading of the second container.
  • the filter is at least partly ceramic and has a tubular shape, hollow, closed on a first end, a second end closing said filter opening.
  • Filtration by ceramic filter is generally extremely fine, of the order of 0.2 microns, because of the tiny pores that constitute its microstructure.
  • the use of a ceramic filter thus makes it possible to stop microorganisms dangerous to health such as viruses or bacteria.
  • the conformation of the "cartridge” filter makes it possible to maximize the filtering surface in contact with the filtered liquid, with the objective of increasing the efficiency of the filter.
  • It can also be envisaged to use an airtight filter, so that only liquid fluids can pass through.
  • the filtration process can remain effective in the case of a partial immersion of the filter in the liquid to be filtered.
  • the pore size of at least one membrane of said filter is between 0.1 and 0.001 micron.
  • ultrafiltration When the pore size of a ceramic filter is between 0.1 and 0.001 micron, it is called ultrafiltration. Unlike conventional filtration that limits the passage of large molecules retaining them in its pore network, ultrafiltration blocks impurities at the entrance of the network, allowing only very small molecules to pass. These impurities can then be eliminated by the dynamic effect of the fluid in local contact with the filter or following a simple cleaning. As a result, the efficiency of the filter and its life are considerably increased, the risks of bacterial contamination of the interior of the filter are reduced and the cleaning is made easier. On the other hand, because of the reduction in the pore size, the operation of this method imposes the existence of a pressure differential between the walls of the filter, which justifies the use of a pressurizing means in the frame. of the invention.
  • the filtration device comprises an outlet opening for the filtered liquid, closed in the folded position.
  • the closure of the discharge opening when the filtration device is at rest makes it possible to ensure the tightness of the first container and to limit the risks of bacterial contamination of the filtered water contained in the latter.
  • the second container is divided into two compartments by a bulkhead which comprises in its upper part an opening adapted to allow the transfer of said liquid from one of said compartments to the other, by the tilting of said filter device in a lateral direction.
  • the user has the capacity, by transferring the liquid from the first to the second compartment, initiate the filtration process according to its convenience and, if necessary, long after the water has been loaded into the filtration device. This limits the risk of bacterial growth that may result from prolonged stagnation of the filtered water in the first reservoir.
  • FIG. 1 is a telescoped perspective view of the filtration device
  • FIG. 2 is a schematic view of the ceramic filter
  • FIG. 3 is a schematic view of the filtration device in position folded after loading the liquid
  • FIG. 4 is a schematic view of the filtration device in the deployed position
  • FIG. 5 is a schematic view of the filtration device in the folded position, after filtration of the liquid
  • FIG. 6a is a schematic view of the first tank in liquid loading position of the first compartment
  • FIG. 6b is a schematic view of the first reservoir in the transfer position of the liquid from the first to the second compartment
  • FIG. 6c is a schematic view of the first reservoir in the initiation position of the filtration process.
  • each element of the filtration device is described as arranged when the base of the first container is mounted horizontally. This arrangement is shown in particular in FIGS. 1, 3, 4, 5, 6a and 6c.
  • the filtration device 1 comprises a first receptacle 2, having the shape of the lower section of a bottle, provided on its lower part with a base 2a enabling it to be laid with stably on a flat surface, and on its upper part, an open section SI, oriented in a substantially horizontal plane.
  • the first container 2 may comprise, on at least one of its side walls, a handle, non-slip surfaces, or an ergonomic design allowing easy handling of the first container 2.
  • a second container 3 is composed of a reservoir 3a, of volume at least two times smaller than that of the first container 2, having on one of its walls an opening called filter opening S2, and on its upper part, an open section S3 , oriented in a substantially horizontal plane, and having on its outer circumference a collar 3b.
  • This flange 3b is sized so as to cover the entire circumference of the open section SI, when the reservoir 3a is introduced into the first container 2.
  • the first container 2 is then hermetically sealed by the second container 3 with the exception of the filter opening S2 and a discharge opening S4 formed in the collar 3b.
  • a seal 4 is removably arranged, by screwing, on the upper part of the second container 3, so as to close its open section S3.
  • This seal 4 comprises at its center a valve 4a which allows the passage of air only from the outside to the inside of the second container 3.
  • a cap 5 is removably fitted on the seal 4 in order to protect the latter from external mechanical shocks.
  • This cap 5 has in its center an opening S5 allowing the passage of air.
  • the filtration device 1 also comprises a pressurizing device 6 comprising a first seal called injection seal 6a and a second seal called said seal 6b, both placed in substantially horizontal planes and separated the one of the other by a flexible element of tubular form 6c, expandable mainly in a vertical direction and defining with the injection joint 6a and the loading joint 6b a hermetic cavity 6d of variable volume V.
  • the loading joint 6b and the injection joint 6a each comprise in their center a valve allowing only a unidirectional passage of the air and respectively allowing the entry and the exit of air in the cavity 6d.
  • a compressor spring 6e connecting the respective centers of the injection joint 6a and the loading joint 6b tends to oppose the removal of the two seals.
  • a protective cover 7, of concave shape and having an open section substantially identical to SI, is fixed, cavity oriented downwards, on the outer face of the loading joint 6b.
  • the protective cover 7 has an opening S6, allowing an air passage, the center of which is included in the axis X defined by the respective centers of the injection joint 6a and the loading joint 6b.
  • the distance D separating the injection joint 6a from the loading joint 6b varies, as a function of the displacement of the latter, along the axis X, between two positions: a position called the folded position, characterized in that the distance D reaches its minimum value, and a position called the extended position, characterized in that the distance D reaches its maximum value.
  • the extreme values taken by the distance D are determined by the capacity of the flexible element of tubular shape 6c to extend and contract along the axis X.
  • the volume V being proportional to the distance D, the volume V therefore reaches in the respectively folded and deployed positions its minimum and maximum values.
  • the displacement of the loading joint 6b with respect to the injection joint 6a along the X axis is governed by the work of the extension force exerted by the user and the return force exerted by the compression spring 6e.
  • the protective cover 7 comprises on its external face 7a holds allowing the fingers of a user to have a better grip.
  • the pressurizing device 6, in the absence of action of a user tends to return to the folded position, under the effect of the compressor spring 6e.
  • the outer face of the injection joint 6a is arranged by a removable screw fastening on the flange 3b, so that the respective centers of the open sections S3 and S5 and the valve 4a are aligned along the X axis.
  • the protective cover 7 and the flange 3b are, when the pressurizing device 6 is in the folded position, releasably secured by the use of opposing bias magnets.
  • the ceramic filter 8 has a tubular shape, hollow, closed on a first end 8a, a second end 8b closing said filter opening S2.
  • the filter 8 is removably attached to the bottom of the second container 3, by means of a screwing, so that the entire filter 8 is contained in the second container 3.
  • the filter 8 is for filtration of water, with an average capacity of 5000 Liters, depending on the quality of the water to be filtered and the filter cleaning frequency 8.
  • the targeted liquid is water.
  • the water is replaced by another liquid and the filter is adapted accordingly.
  • the removable fastening means described are screwing systems.
  • screwing systems are replaced by interlocking systems or clips. These latter have the advantage of adapting to non-circular shapes. It is the elasticity of the material that then ensures the closure and sealing.
  • the pressurizing device 6, the cap 5 and the seal 4 are disaggregated so as to release access to the reservoir 3a of the second container 3.
  • the user then fills the reservoir 3a. of water.
  • the seal 4, the cap 5 and the pressurization device 6 in the folded position are re-arranged on the rest of the filtration device 1, as represented by FIG.
  • the user produces a tensioning force on the pressurization device 6, via the sockets 7a, and tends to move the loading seal 6b away from the injection joint 6a by translation along the axis X.
  • This work is opposed to that of the compressor spring 6e.
  • the volume V of the cavity 6d increases proportionally with the distance D, generating a differential pressure between the inside and the outside of the cavity 6d which in turn causes the opening of the valve of the loading joint 6b and the air inlet inside the cavity 6d.
  • the user produces a compression force on the pressurizing device 6, and tends to bring the loading joint 6b of the injection joint 6a by translation along the X axis.
  • This work is added to that of the compressor spring 6e.
  • the volume V of the cavity 6d decreases proportionally to the distance D, generating a differential pressure between the inside and the outside of the cavity 6d which in turn generates the opening of the valve of the injection joint 6a and the valve 4a, and the air transfer from the cavity 6a to the tank 3a of the second container 3.
  • the supply of air into the second container 3 generates a pressure differential between the first container 2 and the second container 3, which generates a transfer of water, the second container 3 to the first container 2, through the filter 8.
  • the pressurizing device 6 is in the folded position, closing off the discharge opening S4.
  • the second container 2 is divided into two compartments by a sealed partition 9 which comprises in its upper part an opening S5.
  • the first compartment 9a is intended to collect the water loaded into the filtration device by the user.
  • the second compartment 9b has the filter opening S2 around which the filter 8 is fixed.
  • the water is introduced into the compartment 6a by the user.
  • the filter device is tilted by the user so as to allow the water initially contained in the first compartment 9a to be transferred into the second compartment 9b.
  • the water transferred into compartment 6c is in position to be filtered.
  • the different operating phases of the filtration device 1 can then be implemented as described above.
  • the seals 4, 6a, 6b and the tube of expandable tubular shape 6d are made of rubber, because of its impermeability and its good elasticity.
  • the other parts constituting the filtration device 1, apart from the filter, are made of plastic, because of the lightness, the low production costs, the low reactivity chemical resistance and good impact resistance of this material.
  • the walls of the first container 2 and the protective cover 7 are made of aluminum, because of the low thermal conduction of this material. The embodiment device according to this filtration mode thus has a better ability to maintain the coolness or heat of the treated liquid.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de filtration de liquide comprenant : - un premier récipient destiné à collecter le liquide filtré, - un second récipient destiné à contenir le liquide à filtrer, ledit second récipient étant contenu au moins en partie dans ledit premier récipient, les parois dudit second récipient présentant au moins deux ouvertures : une ouverture de filtration, apte à permettre un transfert de liquide entre ledit premier et ledit second réservoir, une ouverture d'injection, - un filtre obturant ladite ouverture de filtration, - un dispositif de pressurisation, permettant d'injecter de l'air dans ledit second récipient par ladite ouverture d'injection, caractérisé en ce que ledit dispositif de pressurisation est un dispositif flexible, localisé en totalité à l'extérieur dudit second récipient, et occupant un volume variable entre deux positions : - une position déployée, dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est maximal, - une position repliée dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est minimale, et en ce que ladite position repliée est en l'absence d'action d'un utilisateur une position stable.

Description

Dispositif mobile de filtration liquide sous pression
1. Domaine technique de l'invention
Le domaine de l'invention est celui des systèmes de filtration liquide sous pression, destinés notamment à être mis en œuvre pour l'épuration d'eau par passage sous pression dans un filtre de type céramique.
En particulier, l'invention concerne un dispositif de filtration autonome, compacte et adapté pour être aisément transportable au quotidien, tout en prenant en compte le maintien d'une bonne hygiène et l'optimisation du processus d'épuration.
2. Arrière-plan technologique
Indispensable à la vie, l'eau est une ressource de première importance. En dépit du besoin vital qu'elle constitue pour tout individu, l'eau est également un vecteur important de maladies et les problématiques liées à l'accès pour chacun à une eau de qualité reste un défi majeur à relever en ce début de XXIe siècle.
A l'échelle des individus, divers moyens sont utilisés au quotidien pour épurer l'eau. Ainsi, US 2010/0237002 décrit un dispositif de filtration personnel adaptable de manière étanche sur le goulot d'un robinet. L'eau expulsée sous pression du tuyau est ainsi filtrée par passage dans un filtre avant d'être déversée dans une bouteille. L'utilisation de ce dispositif impose donc à l'utilisateur d'être à proximité immédiate d'une source d'alimentation en eau spécifique, en l'occurrence un robinet, ce qui limite sa mobilité. De plus, le dispositif ne comprend pas de moyen de stockage de l'eau filtrée. L'eau filtrée est donc destinée à être consommée immédiatement ou stockée dans un récipient extérieur, sans prévention d'une contamination potentielle de l'eau au cours du transfert dans ce dernier.
D'autres procédés, plus complexes, permettent de pallier à ces difficultés. Ainsi, US 2010/0200489 décrit une carafe filtrante d'eau à pression comprenant deux réservoirs d'eau. Le premier réservoir est emboîté dans le second de manière à ce que le transfert d'eau d'un réservoir à l'autre de puisse être effectué qu' en passant à travers un filtre, lui-même constitué d'une superposition de couches filtrantes. La carafe est rendue hermétique par l'apposition d'un couvercle sur lequel est adapté un dispositif de pressurisation sous la forme d'un piston. En actionnant le piston, l'utilisateur injecte de l'air dans la carafe, ce qui accélère le processus de filtration de l'eau contenue dans le premier réservoir. Les inconvénients majeurs de cette carafe sont liés à l'introduction du piston dans le premier récipient, qui augmente les risques de contamination du piston par des agents pathogènes, ainsi que la nature rigide et la complexité du piston, rendant ce dernier plus difficile à produire mais également plus fragile.
D'autres procédés comprenant un dispositif de pressurisation agencé à l'extérieur du récipient collecteur d'eau à filtrer permettent de pallier en partie à ces difficultés. Cependant, les moyens développés ont pour caractéristique commune de nuire à la compacité générale du dispositif de filtration, ce qui constitue un obstacle rédhibitoire au regard des applications industrielles ciblées par l'invention.
3. Objectifs de l'invention
L'invention vise à pallier à au moins certains des inconvénients présents dans l'état de la technique.
En particulier, l'invention vise à fournir un dispositif de filtration liquide sous pression non complexe permettant de combiner une bonne autonomie d'utilisation, une robustesse aux chocs extérieurs et le maintien d'une bonne hygiène, tout en conservant une compacité maximale afin de pouvoir être aisément rangé ou transporté.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration pouvant être aisément monté et démonté, afin de faciliter le transport, le nettoyage du dispositif et le chargement de ce dernier en eau à filtrer.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration à l'intérieur duquel peut être adapté un filtre sous forme de cartouche ou permettant la réalisation d'un procédé d'ultrafiltration.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration permettant à l'utilisateur, après chargement de l'eau à filtrer, d'initier le procédé de filtration lorsqu'il le souhaite.
4. Exposé de l'invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite sont atteints à l'aide d'un dispositif de filtration de liquide comprenant :
- un premier récipient destiné à collecter le liquide filtré,
- un second récipient destiné à contenir le liquide à filtrer, ledit second récipient étant contenu au moins en partie dans ledit premier récipient, les parois dudit second récipient présentant au moins deux ouvertures : une ouverture de filtration, apte à permettre un transfert de liquide entre ledit premier et ledit second réservoir, une ouverture d'injection,
- un filtre obturant ladite ouverture de filtration,
- un dispositif de pressurisation, permettant d'injecter de l'air dans ledit second récipient par ladite ouverture d'injection,
caractérisé en ce que ledit dispositif de pressurisation est un dispositif flexible, localisé en totalité à l'extérieur dudit second récipient, et occupant un volume variable entre deux positions :
- une position déployée, dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est maximal,
- une position repliée dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est minimal,
et en ce que ladite position repliée est en l'absence d'action d'un utilisateur une position stable.
Dans tout le texte, le terme « flexible » décrit la capacité d'un objet à plier sans se rompre.
Un dispositif de filtration selon l'invention confère à l'utilisateur une bonne autonomie d'utilisation, comprenant au sein de sa structure des moyens pour stocker et filtrer le liquide ciblé. Ainsi le premier et le second réservoir permettent respectivement de contenir le liquide filtré et à filtrer. L'utilisateur n'est donc pas soumis à la nécessité de se trouver près d'une source d'alimentation en liquide pour faire fonctionner le dispositif, ni d'utiliser un tiers récipient collecteur pour recueillir le liquide filtré. La présence d'un moyen de pressurisation permet quant à elle d'accélérer le procédé de filtration. Ce moyen de pressurisation étant localisé à l'extérieur du second récipient, on limite ainsi l'introduction de corps étrangers à l'intérieur du second récipient ou du dispositif de pressurisation, et donc les risques de contamination qui y sont liés. En effet, dans l'hypothèse contraire, la mise en contact du moyen de pressurisation avec le liquide à filtrer contenue dans le second récipient augmenterait la probabilité d'un échange mutuel d'agents pathogènes. Un premier chargement de liquide à filtrer pourrait par exemple contaminer dans un premier temps le dispositif de pressurisation avant que ce dernier ne contamine à son tour un deuxième chargement de liquide à filtrer, rendant de ce fait l'action du filtre plus complexe. La localisation du dispositif de pressurisation à l'extérieur du second récipient permet donc de limiter ces effets néfastes ainsi que les contraintes liées au nettoyage du dispositif de pressurisation. Selon l'invention, le dispositif de pressurisation est, en l'absence d'action de l'utilisateur, dans une position stable dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est minimal. Le dispositif de filtration présente donc, lorsqu'il est au repos, une compacité maximale, ce qui permet de faciliter son rangement dans un volume réduit à des fins de stockage ou de transport. La compacité du dispositif de pressurisation ainsi que son caractère flexible sont de plus des indices d'un renforcement de l'ensemble de la structure permettant au dispositif de pressurisation de mieux résister aux chocs mécaniques extérieurs pouvant être occasionnés. Le dispositif de filtration est donc plus robuste.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend un joint d'étanchéité, adapté sur le second récipient de manière à obturer l'ouverture d'injection, et n'autorisant qu'un passage unidirectionnel de l'air, de l'extérieur vers l'intérieur dudit second récipient. Ainsi, le joint d'étanchéité ne permet pas à de l'air ou à du liquide d'être transféré du second récipient au dispositif de pressurisation, en particulier entre les différentes phases d'injection d'air du dispositif de pressurisation dans le second récipient. L'équilibre de pression à l'intérieur du second récipient est réalisé par transfert de liquide du second au premier récipient, par l'intermédiaire du filtre. L'action du dispositif de pressurisation sur le processus de filtration est donc renforcée par l'agencement du joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité permet également de limiter la contamination du dispositif de pressurisation par le second récipient, ce qui a pour effets techniques d'améliorer l'hygiène du dispositif de filtration, de réduire les coûts de nettoyage du dispositif de pressurisation et d'augmenter la durée de vie de ce dernier.
Selon cette caractéristique particulière, le joint d'étanchéité est adapté sur le second récipient de manière amovible.
Ainsi, le joint d'étanchéité peut être désagencé du second récipient par l'utilisateur de manière à permettre le chargement en liquide à filtrer du second récipient, le nettoyage du dispositif ou le remplacement d'une pièce défectueuse.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend un couvercle de protection du dispositif de pressurisation.
Ainsi, la résistance du dispositif de pressurisation aux chocs mécaniques extérieurs est accrue. Le dispositif de filtration est donc plus robuste.
Selon cette caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend des moyens de fixation amovibles du couvercle de protection sur le second récipient.
Ainsi, lorsque le couvercle de protection est agencé avec le second récipient, il permet au dispositif de filtration de disposer d'un moyen d'étanchéité additionnel tout en renforçant la robustesse du dispositif de filtration.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend des moyens de fixation amovibles dudit dispositif de pressurisation sur le second récipient.
Ainsi, lorsque le dispositif de pressurisation est agencé sur le second récipient, il permet au dispositif de filtration de disposer d'un moyen d'étanchéité additionnel tout en renforçant la robustesse du dispositif de filtration. De plus, le caractère amovible de ce moyen de fixation permet à un utilisateur de pouvoir désagencer ces différentes pièces dans le but de faciliter leur transport, leur entretien ou le chargement en liquide du second récipient.
Selon une caractéristique particulière, le filtre est au moins en partie en céramique et présente une forme tubulaire, creuse, close sur une première extrémité, une deuxième extrémité obturant ladite ouverture de filtration.
La filtration par filtre céramique est en générale extrêmement fine, de l'ordre de 0.2 microns, en raison des minuscules pores qui constituent sa microstructure. L'utilisation d'un filtre en céramique permet ainsi d'arrêter des microorganismes dangereux pour la santé tels que des virus ou des bactéries. Il est de plus envisageable de combiner la filtration céramique avec un traitement chimique traditionnel, qui permet d'éliminer des composants chimiques additionnels pouvant être dissous dans le liquide filtré. La conformation du filtre « en cartouche » permet quant à elle de maximiser la surface filtrante en contact avec le liquide à filtré, dans l'objectif d'accroître le rendement du filtre. Il peut également être envisagé d'utiliser un filtre imperméable à l'air, de manière à ce que seul les fluides liquides puissent passer à travers. Ainsi, le processus de filtration peut rester effectif dans le cas d'une immersion partielle du filtre dans le liquide à filtrer.
Selon une caractéristique particulière, la taille des pores d'au moins une membrane dudit filtre est comprise entre 0.1 et 0.001 micron.
Lorsque la taille des pores d'un filtre céramique est comprise entre 0.1 et 0.001 micron, on parle alors d'ultrafiltration. A la différence d'une filtration conventionnelle qui limite le passage des grosses molécules en retenant ces dernières dans son réseau de pores, l'ultrafiltration bloque les impuretés à l'entrée du réseau, ne laissant passer que les molécules de très faible taille. Ces impuretés peuvent alors être éliminées par l'effet de dynamique du fluide en contact local avec le filtre ou suite à un simple nettoyage. En conséquence, l'efficacité du filtre et sa durée de vie sont considérablement accrus, les risques de contamination bactérienne de l'intérieur du filtre sont réduits et le nettoyage est rendu plus aisé. En revanche, du fait de la réduction de la taille des pores, le fonctionnement de ce procédé impose l'existence d'un différentiel de pression entre les parois du filtre, ce qui justifie l'utilisation d'un moyen de pressurisation dans le cadre de l'invention.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend une ouverture d'évacuation du liquide filtré, obturée en position repliée.
Ainsi, l'obturation de l'ouverture d'évacuation lorsque le dispositif de filtration est au repos permet d'assurer l'étanchéité du premier récipient et de limiter les risques de contamination bactérienne de l'eau filtrée contenue dans ce dernier.
Selon une caractéristique particulière, le second récipient est divisé en deux compartiments par une cloison étanche qui comprend dans sa partie supérieure une ouverture apte à permettre le transvasement dudit liquide d'un desdits compartiments à l'autre, par le basculement dudit dispositif de filtration dans une direction latérale.
Dans l'hypothèse d'un premier compartiment agencé de manière à collecter le liquide chargé dans le dispositif de filtration et d'un second compartiment comprenant l'ouverture de filtration et le filtre associé, l'utilisateur à la capacité, par le transvasement du liquide du premier au second compartiment, d'initier le processus de filtration selon sa convenance et, si nécessaire, longtemps après que l'eau ait été chargée dans le dispositif de filtration. On limite ainsi les risques de prolifération bactérienne pouvant résulter d'une stagnation prolongée de l'eau filtrée dans le premier réservoir.
5. Liste des figures
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui présente à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés ; sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue télescopée en perspective du dispositif de filtration, - la figure 2 est une vue schématique du filtre céramique,
- la figure 3 est une vue schématique du dispositif de filtration en position repliée, après chargement du liquide,
- la figure 4 est une vue schématique du dispositif de filtration en position déployée,
- la figure 5 est une vue schématique du dispositif de filtration en position repliée, après filtration du liquide,
- la figure 6a est une vue schématique du premier réservoir en position de chargement en liquide du premier compartiment,
- la figure 6b est une vue schématique du premier réservoir en position de transvasement du liquide du premier au second compartiment,
- la figure 6c est une vue schématique du premier réservoir en position d'initiation du processus de filtration.
6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention
Sur les figures , les échelles et proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque élément du dispositif de filtration est décrit tel qu'il est agencé lorsque la base du premier récipient est montée à l'horizontale. Cet agencement est notamment représenté sur les figures 1, 3, 4, 5, 6a et 6c.
Sur les figures 1 , 3 , 4 et 5 , le dispositif de filtration 1 comprend un premier récipient 2, ayant la forme du tronçon inférieur d'une bouteille, doté sur sa partie inférieure d'une base 2a lui permettant d'être posé de manière stable sur une surface plane, et sur sa partie supérieure, d'une section ouverte SI, orientée selon un plan sensiblement horizontal. Dans l'objectif de faciliter sa manipulation par un utilisateur, le premier récipient 2 peut comprendre, sur au moins une de ses parois latérales , une poignée , des surfaces antidérapantes , ou un design ergonomique permettant une prise en main facile du premier récipient 2. Un second récipient 3 est composé d'un réservoir 3a, de volume au moins deux fois inférieur à celui du premier récipient 2, présentant sur une de ses parois une ouverture dites ouverture de filtration S2, et sur sa partie supérieure, une section ouverte S3, orientée selon un plan sensiblement horizontal, et possédant sur sa circonférence extérieure une collerette 3b. Cette collerette 3b est dimensionnée de manière à recouvrir la totalité de la circonférence de la section ouverte SI , lorsque le réservoir 3a est introduit dans le premier récipient 2. Le premier récipient 2 est alors hermétiquement clos par le second récipient 3 à l'exception de l'ouverture de filtration S2 et d'une ouverture d'évacuation S4 ménagée dans la collerette 3b. Un joint d'étanchéité 4 est agencé de manière amovible, par vissage, sur la partie supérieure du second récipient 3, de manière à obturer sa section ouverte S3. Ce joint d'étanchéité 4 comprend en son centre une valve 4a qui n'autorise le passage d'air que de l'extérieure vers l'intérieure du second récipient 3. Un capuchon 5 est adapté de manière amovible sur le joint d'étanchéité 4 afin de pouvoir protéger ce dernier de chocs mécaniques extérieurs éventuels. Ce capuchon 5 présente en son centre une ouverture S5 permettant le passage d'air.
Le dispositif de filtration 1 comprend également un dispositif de pressurisation 6 comprenant un premier joint d'étanchéité dit joint d'injection 6a et un second joint d'étanchéité dit joint de chargement 6b, placés tous deux dans des plans sensiblement horizontaux et séparés l'un de l'autre par un élément flexible de forme tubulaire 6c, extensible principalement selon une direction verticale et délimitant avec le joint d'injection 6a et le joint de chargement 6b une cavité 6d hermétique de volume variable V. Le joint de chargement 6b et le joint d'injection 6a comprennent chacun en leur centre une valve n'autorisant qu'un passage unidirectionnel de l'air et permettant respectivement l'entrée et la sortie d'air dans la cavité 6d. Un ressort compresseur 6e reliant les centres respectifs du joint d'injection 6a et du joint de chargement 6b tend à s'opposer à l'éloignement des deux joints d'étanchéités. Un couvercle de protection 7, de forme concave et présentant une section ouverte sensiblement identique à S I , est fixé, cavité orientée vers le bas, sur la face extérieure du joint de chargement 6b. Le couvercle de protection 7 présente une ouverture S6, permettant un passage d'air, dont le centre est inclus dans l'axe X défini par les centres respectifs du joint d'injection 6a et du joint de chargement 6b. La distance D séparant le joint d'injection 6a du joint de chargement 6b varie, en fonction du déplacement de ce dernier, le long de l'axe X, entre deux positions : une position dite position repliée, caractérisée en ce que la distance D atteint sa valeur minimale, et une position dite position déployée, caractérisée en ce que la distance D atteint sa valeur maximale. Les valeurs extrêmes prises par la distance D sont déterminées par la capacité de l'élément flexible de forme tubulaire 6c à s'étendre et se contracter selon l'axe X. Le volume V étant proportionnel à la distance D, le volume V atteint donc dans les positions respectivement repliées et déployées ses valeurs minimales et maximales. Le déplacement du joint de chargement 6b par rapport au joint d'injection 6a selon l'axe X est régi par le travail de la force d'extension exercée par l'utilisateur et de la force de retour exercée par le ressort compresseur 6e. Le couvercle de protection 7 comprend sur sa face externe des prises 7a permettant aux doigts d'un utilisateur d'avoir une meilleure prise. Le dispositif de pressurisation 6, en l'absence d'action d'un utilisateur, tend à revenir en position repliée, sous l'effet du ressort compresseur 6e. La face externe du joint d'injection 6a est agencée par une fixation par vissage amovible sur la collerette 3b, de manière à ce que les centres respectifs des sections ouvertes S3 et S5 et de la valve 4a soient alignés selon l'axe X. Le couvercle de protection 7 et la collerette 3b sont, lorsque le dispositif de pressurisation 6 est en position repliée, fixés de manière amovible par l'utilisation d'aimants de polarisation opposées.
Sur la figure 2, le filtre 8 en céramique présente une forme tubulaire, creuse, close sur une première extrémité 8a, une deuxième extrémité 8b obturant ladite ouverture de filtration S2. Le filtre 8 est fixé de manière amovible sur le fond du second récipient 3, par le moyen d'un vissage, de manière à ce que la totalité du filtre 8 soit contenue dans le second récipient 3. Le filtre 8 est destiné à la filtration d'eau, avec une capacité moyenne de 5000 Litres, en fonction de la qualité de l'eau à filtrer et de la fréquence de nettoyage du filtre 8.
Dans la description du processus de filtration ci-dessous, le liquide ciblé est l'eau. Cependant, selon d'autres modes de réalisation, l'eau est remplacée par un autre liquide et le filtre est adapté en conséquence.
Dans le texte, les moyens de fixation amovibles décrits sont des systèmes de vissage. Cependant, selon d'autres modes de réalisation, des systèmes de vissage sont remplacés par des systèmes d'emboîtement ou de clips. Ces derniers ont notamment pour avantage de s'adapter à des formes non circulaires. C'est l'élasticité du matériau qui assure alors la fermeture et l'étanchéité.
Les différentes phases de fonctionnement du dispositif de filtration 1 sont décrites ci-dessous dans leur ordre chronologique d'utilisation.
Lors de la phase de chargement en eau, le dispositif de pressurisation 6, le capuchon 5 et le joint d'étanchéité 4 sont désagencés de manière à libérer l'accès au réservoir 3a du second récipient 3. L'utilisateur remplit alors le réservoir 3a d'eau. Une fois le remplissage effectué, le joint d'étanchéité 4, le capuchon 5 et le dispositif de pressurisation 6 en position repliée sont ré agencés sur le reste du dispositif de filtration 1 , tel que représenté par la figure 3.
Lors de la phase de chargement en air, l'utilisateur produit un effort de tension sur le dispositif de pressurisation 6, via les prises 7a, et tend à éloigner le joint de chargement 6b du joint d'injection 6a par translation selon l'axe X. Ce travail s'oppose à celui du ressort compresseur 6e. Le volume V de la cavité 6d augmente proportionnellement à la distance D, engendrant un différentiel de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la cavité 6d qui entraîne à son tour l'ouverture de la valve du joint de chargement 6b et l'entrée d'air à l'intérieur de la cavité 6d. Une fois le dispositif de pressurisation 6 en position déployée, tel que représenté par la figure 4, le différentiel de pression se réduit engendrant la fermeture de la valve du joint de chargement 6b.
Lors de la phase de filtration, l'utilisateur produit un effort de compression sur le dispositif de pressurisation 6, et tend à rapprocher le joint de chargement 6b du joint d'injection 6a par translation selon l'axe X. Ce travail s'ajoute à celui du ressort compresseur 6e. Le volume V de la cavité 6d diminue proportionnellement à la distance D, engendrant un différentiel de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la cavité 6d qui engendre à son tour l'ouverture de la valve du joint d'injection 6a et de la valve 4a, et le transfert d'air de la cavité 6a au réservoir 3a du second récipient 3. L'apport d'air dans le second récipient 3 engendre un différentiel de pression entre le premier récipient 2 et le second récipient 3, qui engendre un transfert d'eau, du second récipient 3 au premier récipient 2, à travers le filtre 8. Une fois le dispositif de pressurisation 6 en position repliée, le différentiel de pression se réduit engendrant la fermeture de la valve du joint d'injection 6a. Le transfert d'eau du second récipient 3 au premier récipient 2 continue jusqu'à ce que la valeur du différentiel de pression entre les deux récipients atteigne une valeur limite, fonction des caractéristiques du filtre 8, marquant l'arrêt du processus de filtration. A la fin de la phase d'injection, tel que représenté par la figure 5, le dispositif de pressurisation 6 est en position repliée, obturant l'ouverture d'évacuation S4.
Il appartient alors à l'utilisateur de vider le premier récipient 2 par inclinaison du dispositif de filtration et extension du dispositif de pressurisation 6 de manière à libérer l'ouverture d'évacuation S4 et ainsi permettre l'évacuation du liquide filtré du premier récipient 2.
Selon un autre mode de réalisation et tel que représenté par les figures 6a, 6b et 6c, le second récipient 2 est divisé en deux compartiments par une cloison 9 étanche qui comprend dans sa partie supérieure une ouverture S5. Le premier compartiment 9a est destiné à recueillir l'eau chargée dans le dispositif de filtration par l'utilisateur. Le second compartiment 9b présente l'ouverture de filtration S2 autour de laquelle est fixé le filtre 8. Lors de la phase de chargement et tel que représenté par la figure 6a, l'eau est introduite dans le compartiment 6a par l'utilisateur. Lors de la phase de transvasement et tel que représenté par la figure 6b, le dispositif de filtration est incliné par l'utilisateur de manière à permettre à l'eau initialement contenue dans le premier compartiment 9a d'être transférée dans le second compartiment 9b. Lors de la phase d'initiation du processus de filtration et tel que représenté par la figure 6c, l'eau transférée dans le compartiment 6c est en position pour être filtrée. Les différentes phases de fonctionnement du dispositif de filtration 1 peuvent alors être mises en œuvre telles que décrites ci-dessus.
Différents types de matériaux composent le dispositif de filtration 1. Ainsi, les joints d'étanchéité 4, 6a, 6b et le tube de forme tubulaire extensible 6d sont en caoutchouc, en raison de son imperméabilité et de sa bonne élasticité. Les autres pièces constituant le dispositif de filtration 1 , mis à part le filtre, sont en plastique, en raison de la légèreté, des faibles coûts de production, de la faible réactivité chimique et de la bonne résistance aux chocs de ce matériau. Cependant, selon un autre mode de réalisation, les parois du premier récipient 2 et du couvercle de protection 7 sont en aluminium, en raison de la faible conduction thermique de ce matériau. Le dispositif de réalisation selon ce mode de filtration a ainsi une meilleure capacité à conserver la fraîcheur ou la chaleur du liquide traité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de filtration de liquide comprenant :
- un premier récipient destiné à collecter le liquide filtré,
- un second récipient destiné à contenir le liquide à filtrer, ledit second récipient étant contenu au moins en partie dans ledit premier récipient, les parois dudit second récipient présentant au moins deux ouvertures : une ouverture de filtration, apte à permettre un transfert de liquide entre ledit premier et ledit second réservoir, une ouverture d'injection,
- un filtre obturant ladite ouverture de filtration,
- un dispositif de pressurisation, permettant d'injecter de l'air dans ledit second récipient par ladite ouverture d'injection,
caractérisé en ce que ledit dispositif de pressurisation est un dispositif flexible, localisé en totalité à l'extérieur dudit second récipient, et occupant un volume variable entre deux positions :
- une position déployée, dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est maximal,
- une position repliée dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est minimale,
et en ce que ladite position repliée est en l'absence d'action d'un utilisateur une position stable.
2. Dispositif de filtration selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité, adapté sur le second récipient de manière à obturer l'ouverture d'injection, et n'autorisant qu'un passage unidirectionnel de l'air, de l'extérieur vers l'intérieur dudit second récipient.
3. Dispositif de filtration selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit joint d'étanchéité est adapté sur le second récipient de manière amovible.
4. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend un couvercle de protection du dispositif de pressurisation.
5. Dispositif de filtration selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation amovibles dudit couvercle de protection sur ledit second récipient.
6. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation amovibles dudit dispositif de pressurisation sur ledit second récipient.
7. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ledit filtre est au moins en partie en céramique et présente une forme tubulaire, creuse, close sur une première extrémité, une deuxième extrémité obturant ladite ouverture de filtration.
8. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la taille des pores d'au moins une membrane dudit filtre est comprise entre 0.1 et 0.001 micron.
9. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que ledit dispositif de filtration comprend une ouverture d'évacuation du liquide filtré, obturée en position repliée.
10. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit second récipient est divisé en deux compartiments par une cloison étanche qui comprend dans sa partie supérieure une ouverture apte à permettre le transvasement dudit liquide d'un desdits compartiments à l' autre , par le basculement dudit dispositif de filtration dans une direction latérale.
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