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" NOUVEAUX PROCEDE ET DISPOSITIF DE FILTRATION"
On connaît déjà un certain nombre de procédés et appa- reils permettant une filtration parfaite de tous liquides et en particulier la filtration des huiles lubrifiantes ou autres; on connaît notamment les procédés et appareils d'ultra-filtra- tion ayant fait l'objet de précédents brevets délivrés à la présente société. Mais tous les appareils et procédés connus présupposent la filtration d'une huile (s'il s'agit de ce liquide particulier) ayant déjà subi un traitement décolorant, au moyen de terres spéciales et sous l'influence d'une tempéra- ture convenable.
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La régénération'de l'huile par filtration exigeait donc jusqu'ici deux appareils et deux opérations distinctes, ainsi qu'une forte consommation d'énergie calorif ique.
La présente invention apporte des perfectionnements importants à ces divers procédés et appareils, et a pour objet de nouveaux procédé et dispositif de filtration caractérisés essentiellement:
En ce que l'appareil de filtration proprement dit est disposé à l'intérieur d'une capacité, avec laquelle il peut communiquer à volonté, et où se produit une décoloration préa- lable de l'huile par addition de terre décolorante et chauffage.
De telle sorte que l'huile décolorée arrive, sous une tempéra- ture convenable et dans les meilleures conditions techniques, au filtre qu'elle échauffe; les deux opérations se trouvent donc réduites à une seule, dans un appareil unique, avec le concours d'un unique dispositif de chauffage.
L'invention a également pour objet l'application du procédé défini ci-dessus à la filtration par le moyen d'un préfiltre artificiel, déposé par sédimentation aux premiers instants du fonctionnement, et un certain nombre de dispositifs et appareils d'application caractérisés notamment: par l'emploi d'une pompe permettant le passage en cir- cuit fermé d'un liquide auxiliaire destiné à déposer le préfil- tre artificiel, avant la filtration réelle, la dite pompe por- tant, branché sur son aspiration, un récipient dans lequel elle refoule le liquide filtré, permettant ainsi de contrôler le mo- ment où le préfiltre artificiel est formé, le dit récipient possédant un dispositif permettant à cet instant, de dériver le liquide filtré vers un récipient extérieur quelconque.
Un tube plongeur permet de brasser par injection de gaz, le liquide sale, lequel est retenu automatiquement par un clapet approprié. L'invention, est, en outre, caractérisée par
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une variante ne comportant pas de pompe auxiliaire, mais une disposition particulière des colonnes filtrantes, permettant la constitution du préf iltre sédimenteux au moyen d'air com- primé.
Dans une autre variante simplifiée de ce dispositif, l'appareil de filtration proprement dit, disposé à l'intérieur d'une capacité contenant le liquide à filtrer, est normalement séparé de cette capacité par un clapet, à bille par exemple, et communique automatiquement avec la dite capacité quand on établit une pression sur le liquide de cette capacité, et sans qu'il y ait besoin de vanne.
Le dispositif étant intérieur, ne cause aucune perte de chaleur par rayonnement; il est peu coûteux, et à cause de sa position dans l'appareil il n'est pas sujet à être bloqué par la terre décolorante décantée.
L'invention est, en outre, caractérisée par la combinai- son, avec l'appareil de filtration défini plus haut, d'un dis- positif de levage, amovible ou non, permettant au moyen d'une potence et d'un treuil, ou d'un contrepoids, une manutention commode du bloc filtrant en vue de son nettoyage. L'invention est, en outre, caractérisée par un certain nombre de dispositions constructives qui en permettent la réalisation et dont l'ensemble va 'être décrit ci-dessous, à titre d'exemple seulement, en regard du dessin annexé, dans lequel :
La figure I représente, en coupe verticale, un ultra- filtre perfectionné, conformément à la présente invention.
La figure 2 est une vue en élévation de cet appareil pourvu d'un dispositif de levage du bloc filtrant.
La Fig. 3 représente une variante de ce dispositif.
La Fig. 4 représente, en coupe verticale, une variante de réalisation.
La Fig. 5 représente, en coupe verticale, un appareil
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simplifié, conformément à laseconde variante d'exécution indiquée ci-dessus.
Comme il a été dit plus haut, le procédé de filtra- tion qui fait l'objet de la présente invention, consiste essen- tiellement à disposer l'ultra-filtre fonctionnant par préfiltre artificiel à l'intérieur d'une capacité contenant le liquide sale, éventuellement additionné de terre décolorante. Ce li- quide sale y est chauffé. Il réchauffe lui-même l'ultra-filtre dont il baigne les parois. Puis, par l'intermédiaire d'un ro- binet, le liquide sale pénètre dans l'appareil de filtration proprement dit.
A cet effet, l'appareil comporte (Fig. 1-2) un réser- voir -au capacité 1 destiné à recevoir le liquide sale dont l'introduction a lieu par une tubulure 5. Le réservoir 1 peut être réchauffé par un quelconque des moyens connus, une plaque chauffante électrique 18, par exemple, disposé sous le fond du réservoir 1. Ce fond est incliné et possède en 10 une tubu- lure de vidange et nettoyage.
Un corps de filtre 2 fait partie du réservoir 1; il possède une tubulure de vidange et nettoyage obturée par un tampon 11. Cette tubulure communique au moyen d'un robinet 12 avec la tubulure 10 du réservoir 1. Un orifice percé dans la paroi et à l'extrémité de la tubulure 11 permet la vidange de la capacité 2, sans dévisser complètement le tampon 11.
Une pompe 13, de modèle quelconque, sous la simple réserve qu'elle soit étanche à l'arrêt, aspire le liquide con- tenu dans le récipient intermédiaire 14 branché sur son aspira- tion, et le refoule dans la tubulure 11. Le dit récipient 14 . est pourvu d'un robinet 15 et d'une tubulure 20 permettant, quand il y a lieu, l'écoulement de ce liquide. La capacité 2 est obturée par un chapeau 21 dont la cavité interme communique avec la capacité 2, par l'intermédiaire des colonnes ou bougies
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du modèle connu. Le liquide/filtré s'échappe de la chambre 21 par une tubulure 16 qui le déverse dans le récipient 14.
Un tube plongueur 8, terminé par une valve ou clapet de retenue 9, Permet une injection gazeuse à l'intérieur de la capacité 1 en vue du brassage du liquide contenu en 1 et de l'établissement, dans cette capacité, d'une pression convenable.
Un manomètre 7 pourvu d'un injecteur et d'une valve, .permet d'établir en 1 une pression d'air et de contrôler cette pression. L'appareil comporte, en outre, un thermostat 19 de relation automatique, en vue de maintenir la température du liquide sale à la valeur désirée. Le chapeau 21 constituant le bloc filtrant est pourvu d'organes d'accrochage ou de support qui en permettent une manutention commode au moyen d'une po- tence 23 pourvue d'un treuil 24 eu d'un contrepoids 25 (Fig.
2-5).
Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus et le processus opératoire caractérisant le procédé sont les sui- vants :
Le liquide sale est introduit par la tubulure 5 dans la capacité 1. Si la filtration doit être accompagnée d'une décoloration du liquide (cas des huiles sales, par-exemple), on additionne ce liquide d'une terre décolorante. Le chauffage de la capacité 1 par le radiateur 18 réchauffe le liquide sale et provoque l'évacuation, par la tubulure 5 restée ouverte, des produits volatils qu'il peut contenir. Une injection d'air, de vapeur ou tout autre gaz approprié, réalisée par l'extrêmité 9 du tube plongeur 8 bra.sse le liquide et la terre décolorante contenue en 1 en produisant leur mélange intime et en favori- sant le dégagement des produits volatils.
Dans le même temps, est introduit en 2 un liquide auxiliaire propre, de même nature que le liquide à filtrer, et additionné d'une substance pulvérulente, propre à constituer
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un préfiltre en se déposant/sur les bougies 3 sous l'action de la pompe 13 qui refoule en 11 le liquide propre ainsi addition- né et provoque le dépôt sédimenteux recherché. Les robinets 12 et 15 étant fermés, ledit liquide est refoulé d'une manière continue ; l'opération est arrêtée lorsque ce liquide coule par- faitement clair et limpide, la substance additionnelle s'étant déposée en totalité autour des bougies 3.
Le tampon 5 est alors fermé et une injection d'air comprimé opérée par le tube 8, établit en 1 une pression con- trôlée en 7; l'injection d'air comprimé est arrêtée quand la pression désirée est atteinte.
On ouvre alors le robinet 12, le liquide sale est alors refoulé dans le sens de la flèche f vers la capacité 2 où il est filtré en traversant les bougies 3. Le liquide ainsi filtré s'écoule limpide par la tubulure 16, dans le récipient 14. Le robinet 15 est alors ouvert et ce liquide s'échappe par la tubulure 20 dans un récipient approprié.
La filtration a ainsi lieu d'une manière continue à une température déterminée maintenue grâce au régulateur 19.
La filtration terminée, -le robinet 12 est fermé et le bloc filtrant est soulevé au moyen de la potence 23 et du treuil 24, ou du contrepoids 25, suivant le cas.
Un déplacement angulaire de la potence 23 permet de faire descendre le bloc filtrant 21 dans un récipient où une injection d'air à contre-courant opérée en 16, détache le pré- filtre et les impuretés qui le recouvrent; l'appareil nettoyé est prêt à fonctionner à nouveau.
La figure 4 représente une variante d'exécution ne comportant pas la pompe 13. Dans cette variante, les colonnes ou bougies 3 comportent à leur partie supérieure, une partie pleine, de hauteur convenable, et dépourvue de rondelles fil- trantes ; de plus, la partie supérieure de la capacité 2 possède
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une valve d'introduction d@air comprimé 26.
Dans cette variante, le mode opératoire est le suivant : La capacité 2 ayant été remplie d'un(liquide auxiliaire propre, additionné d'une substance pulvérulente appropriée et le robinet 12 étant fermé, on admet de l'air comprimé dans la capacité 2 par la valve 26, cet air comprime le liquide contenu en 2 qui s'échappe à travers les colonnes filtrantes 3, en déposant à leur surface le produit auxiliaire sédimenteux constituant le préfiltre, et s'écoule par la tubulure 16; quand l'air s'é- chappe par la dite tubulure, on en arrête l'injection en 26,et cette valve se ferme automatiquement.
On établit alors une pression d'air dans la capacité 1 et l'on ouvre le robinet 12. Le liquide pollué contenu dans cette capacité est refoulé par la tubulure Il dans la capacité 2 de l'ultra-filtre, où ses impuretés sont retenues sur les bougies 3 par le préfiltre qui les entoure. Le liquide s'écoule limpide en 16, directement dans un récipient approprié.
Dans la variante représentée fig. 5, la constitution et le fonctionnement de l'appareil sont encore simplifiés.
Comme dans les cas précédents, le réservoir ou capacité 1 contient le liquide sale à traiter.
Un corps de filtre 2 reçoit une petite quanticé de liquide propre mélangé avec de la terre décolorante ou autre produit analogue.
Sur la Partie inférieure du corps de filtre 2 repose une bille 30 en acier, bronze ou autre matière appropriée. La partie inférieure du filtre est conique dans sa face interne, de façon que la bille 30 ait tendance à toujours rester au centre. Cette partie inférieure est percée d'un trou 29, dont les bords constituent le siège de la bille.
La bille 30 terme complètement le trou 29 empêchant ainsi tout mélange du liquide propre contenu dans le corps^du filtre 2 et du liquide sale contenu dans le réservoir pendant
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la première période de l'opération.
Durant cette première période, on admet de l'air com- primé par la valve 26 dans le corps de filtre 2. Cet air com- prime le liquide, lequel à son tour applique fermement la bille 30 sur son siège. Le liquide comprimé dans le corps de filtre 2 s'échappe à travers les colonnes filtrantes 3, laissant sur la surface extérieure de ces dernières, la terre qui a été ajoutée au liquide, formant ainsi une bougie poreuse artificielle ultra filtrante.
Au fur et à mesure que le liquide dans le corps du filtre 2 s'échappe, son niveau baisse. Quand le niveau du li- quide descend en dessous de la partie pleine 27 des colonnes filtrantes 4, l'air comprimé s'échappe à travers l'empilage 3 des rondelles filtrantes; on cesse alors d'admettre l'air par 26.
A ce-moment ci on admet de l'air comprima dans le ré- servoir 1 et la deuxième période de filtration commence.
Le liquide sale du réservoir 1 étant comprimé soulève la bille 30 et pénètre dans le corps du filtre 2, passe à travers la bougie artificielle, monte au centre des colonnes filtrantes 3 jusqu'au capot 21, après avoir laissé ses impuretés à la surface des bougies artificielles qui entourent les colonnes filtrantes.
Le liquide ultra filtré s'écoule par la tubulure 16.
On donne à la partie supérieure pleine 27, des colonnes filtrantes une hauteur déterminée, de manière à constituer une capacité morte où pourront s'accumuler les gaz qui se dégagent du liquide.
Un robinet ou clapet 31, de disposition quelconque, permettra de purger ces gaz, soit manuellement, soit automati- que ment . clans cette disposition, ces gaz qui s'accumulent à la partie supérieure, empêcheraient le liquide à filtrer d'accéder aux bougies artificielles. Ces gaz auraient, en outrer l'incon- vénient de dessécher la couche d'impuretés déjà déposée sur la
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bougie artificielle, rendant son évacuation par contre-courant très difficile, sinon impossible.
Les dispositions ci-dessus ne sont, bien entendu, données qu'à titre d'exemple seulement, les formes, matières et dimensions des organes constitutifs, ainsi que les disposi- tions de détail pouvant être modifiées sans nuire au principe de l'invention.
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"NEW FILTRATION PROCESS AND DEVICE"
A certain number of processes and apparatus are already known which allow perfect filtration of all liquids and in particular the filtration of lubricating or other oils; in particular, the ultrafiltration processes and apparatus which have been the subject of previous patents granted to the present company are known. But all the known apparatus and methods presuppose the filtration of an oil (if it is this particular liquid) which has already undergone a bleaching treatment, by means of special earths and under the influence of a suitable temperature. .
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The regeneration of the oil by filtration thus required until now two devices and two separate operations, as well as a high consumption of heat energy.
The present invention provides significant improvements to these various methods and apparatus, and relates to novel filtration method and device characterized essentially:
In that the filtration apparatus proper is disposed within a capacity, with which it can communicate at will, and in which a prior discoloration of the oil occurs by the addition of bleaching earth and heating.
So that the discolored oil arrives, at a suitable temperature and under the best technical conditions, at the filter which it heats up; the two operations are therefore reduced to one, in a single device, with the assistance of a single heating device.
The subject of the invention is also the application of the method defined above to filtration by means of an artificial pre-filter, deposited by sedimentation at the first moments of operation, and a certain number of devices and application devices characterized in particular : by the use of a pump allowing the passage in a closed circuit of an auxiliary liquid intended to deposit the artificial prefilter, before the actual filtration, the said pump carrying, connected to its suction, a receptacle in which it delivers the filtered liquid, thus making it possible to control the moment when the artificial pre-filter is formed, the said receptacle having a device allowing at this moment, the filtered liquid to be diverted to any external receptacle.
A dip tube makes it possible to stir by injection of gas, the dirty liquid, which is automatically retained by a suitable valve. The invention is further characterized by
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a variant not comprising an auxiliary pump, but a particular arrangement of the filter columns, allowing the formation of the sediment prefilter by means of compressed air.
In another simplified variant of this device, the filtration apparatus itself, placed inside a capacity containing the liquid to be filtered, is normally separated from this capacity by a valve, a ball valve for example, and communicates automatically with said capacity when a pressure is established on the liquid of this capacity, and without the need for a valve.
The device being internal, does not cause any loss of heat by radiation; it is inexpensive, and because of its position in the apparatus it is not liable to be blocked by decanted bleaching earth.
The invention is further characterized by the combination, with the filtration apparatus defined above, of a lifting device, removable or not, allowing by means of a jib crane and a winch , or a counterweight, convenient handling of the filter unit for cleaning. The invention is, moreover, characterized by a certain number of constructive provisions which allow its realization and the whole of which will be described below, by way of example only, with reference to the appended drawing, in which:
Figure I shows, in vertical section, an improved ultra-filter, in accordance with the present invention.
FIG. 2 is an elevational view of this apparatus provided with a device for lifting the filter unit.
Fig. 3 shows a variant of this device.
Fig. 4 shows, in vertical section, an alternative embodiment.
Fig. 5 shows, in vertical section, a device
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simplified, in accordance with the second variant embodiment indicated above.
As stated above, the filtration process which is the subject of the present invention consists essentially in placing the ultra-filter operating by artificial prefilter inside a capacity containing the liquid. dirty, possibly with bleaching earth added. This dirty liquid is heated there. It heats the ultra-filter itself, the walls of which it bathes. Then, through a valve, the dirty liquid enters the filtration apparatus itself.
For this purpose, the apparatus comprises (Fig. 1-2) a tank-to capacity 1 intended to receive the dirty liquid, the introduction of which takes place through a tube 5. The tank 1 can be heated by any of the known means, an electric heating plate 18, for example, disposed under the bottom of the tank 1. This bottom is inclined and has at 10 a drain and cleaning pipe.
A filter body 2 is part of the tank 1; it has an emptying and cleaning tubing closed by a plug 11. This tubing communicates by means of a valve 12 with the tubing 10 of the tank 1. An orifice drilled in the wall and at the end of the tubing 11 allows emptying capacity 2, without completely unscrewing the buffer 11.
A pump 13, of any model, with the simple proviso that it is leaktight when stopping, sucks the liquid contained in the intermediate receptacle 14 connected to its suction, and delivers it into the pipe 11. The said pump container 14. is provided with a valve 15 and a pipe 20 allowing, when necessary, the flow of this liquid. The capacity 2 is closed by a cap 21, the internal cavity of which communicates with the capacity 2, via the columns or candles
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of the known model. The liquid / filtered escapes from the chamber 21 through a pipe 16 which pours it into the container 14.
A dip tube 8, terminated by a valve or check valve 9, allows gas injection inside the capacity 1 for the mixing of the liquid contained in 1 and the establishment, in this capacity, of a pressure suitable.
A manometer 7 provided with an injector and a valve,. Allows to establish at 1 an air pressure and to control this pressure. The apparatus further comprises a thermostat 19 with automatic relation, in order to maintain the temperature of the dirty liquid at the desired value. The cap 21 constituting the filter unit is provided with hooking or support members which allow it to be easily handled by means of a post 23 provided with a winch 24 or with a counterweight 25 (FIG.
2-5).
The operation of the apparatus described above and the operating process characterizing the process are as follows:
The dirty liquid is introduced through the pipe 5 into the capacity 1. If the filtration must be accompanied by a discoloration of the liquid (in the case of dirty oils, for example), this liquid is added with a bleaching earth. The heating of the capacity 1 by the radiator 18 heats the dirty liquid and causes the evacuation, through the tube 5 which has remained open, of the volatile products which it may contain. An injection of air, steam or any other suitable gas, carried out through the end 9 of the plunger tube 8 bra.sse the liquid and the bleaching earth contained in 1, producing their intimate mixture and promoting the release of the products volatile.
At the same time, is introduced at 2 a clean auxiliary liquid, of the same nature as the liquid to be filtered, and added with a powdery substance, suitable for constituting
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a pre-filter by settling / on the spark plugs 3 under the action of the pump 13 which delivers the clean liquid thus added at 11 and causes the desired sediment deposit. The taps 12 and 15 being closed, said liquid is discharged continuously; the operation is stopped when this liquid flows perfectly clear and limpid, the additional substance having settled entirely around the candles 3.
The plug 5 is then closed and an injection of compressed air operated by the tube 8, establishes at 1 a controlled pressure at 7; the injection of compressed air is stopped when the desired pressure is reached.
The valve 12 is then opened, the dirty liquid is then discharged in the direction of the arrow f to the capacity 2 where it is filtered by passing through the candles 3. The liquid thus filtered flows clear through the pipe 16, into the container 14. The tap 15 is then open and this liquid escapes through the pipe 20 into a suitable container.
Filtration thus takes place continuously at a determined temperature maintained by means of the regulator 19.
Once the filtration is complete, the tap 12 is closed and the filter unit is lifted by means of the bracket 23 and the winch 24, or the counterweight 25, as the case may be.
An angular movement of the bracket 23 allows the filter unit 21 to descend into a container where a countercurrent injection of air operated at 16, detaches the pre-filter and the impurities which cover it; the cleaned device is ready to operate again.
FIG. 4 shows an alternative embodiment not including the pump 13. In this variant, the columns or candles 3 have at their upper part, a solid part, of suitable height, and without filter washers; in addition, the upper part of capacity 2 has
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a compressed air introduction valve 26.
In this variant, the operating mode is as follows: The capacity 2 having been filled with a (clean auxiliary liquid, added with an appropriate pulverulent substance and the valve 12 being closed, compressed air is admitted into the capacity 2 through the valve 26, this air compresses the liquid contained in 2 which escapes through the filter columns 3, depositing on their surface the sedimentary auxiliary product constituting the prefilter, and flows through the pipe 16; when the air escapes through said tubing, the injection is stopped at 26, and this valve closes automatically.
An air pressure is then established in the capacity 1 and the valve 12 is opened. The polluted liquid contained in this capacity is discharged through the pipe II into the capacity 2 of the ultra-filter, where its impurities are retained. on candles 3 by the prefilter which surrounds them. The liquid flows clear at 16, directly into a suitable container.
In the variant shown in fig. 5, the constitution and operation of the apparatus are further simplified.
As in the previous cases, the reservoir or capacity 1 contains the dirty liquid to be treated.
A filter body 2 receives a small amount of clean liquid mixed with bleaching earth or the like.
On the lower part of the filter body 2 rests a ball 30 made of steel, bronze or other suitable material. The lower part of the filter is conical in its inner face, so that the ball 30 tends to always stay in the center. This lower part is pierced with a hole 29, the edges of which constitute the seat of the ball.
The ball 30 completely terminates the hole 29 thus preventing any mixing of the clean liquid contained in the body ^ of the filter 2 and the dirty liquid contained in the tank during
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the first period of the operation.
During this first period, air compressed by valve 26 is admitted into filter body 2. This air compresses the liquid, which in turn presses ball 30 firmly on its seat. The liquid compressed in the filter body 2 escapes through the filter columns 3, leaving on the outer surface of the latter, the earth which has been added to the liquid, thus forming an ultra-filtering artificial porous candle.
As the liquid in the body of the filter 2 escapes, its level drops. When the level of the liquid drops below the solid part 27 of the filter columns 4, the compressed air escapes through the stack 3 of the filter washers; we then stop admitting the air by 26.
At this point compressed air is admitted to tank 1 and the second filtration period begins.
The dirty liquid from the reservoir 1 being compressed lifts the ball 30 and enters the body of the filter 2, passes through the artificial candle, rises in the center of the filter columns 3 to the cover 21, after leaving its impurities on the surface of the artificial candles that surround the filter columns.
The ultra-filtered liquid flows through tubing 16.
The solid upper part 27 of the filter columns is given a determined height, so as to constitute a dead capacity in which the gases which emerge from the liquid can accumulate.
A tap or valve 31, of any arrangement, will make it possible to purge these gases, either manually or automatically. In this arrangement, these gases which accumulate at the upper part would prevent the liquid to be filtered from accessing the artificial candles. These gases would have, in addition to the drawback of drying out the layer of impurities already deposited on the
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artificial candle, making its evacuation by counter-current very difficult, if not impossible.
The above provisions are, of course, given only by way of example, the shapes, materials and dimensions of the constituent parts, as well as the detailed provisions which can be modified without harming the principle of the invention. .