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"Perfectionnements aux appareils de protection contre les gaz nocifs et les particules en suspension dans l'air.
L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux masques de protection contre les gaz nocifs et les particules solides en suspension dans l'air ainsi qu'aux dispositifs filtrants associés à ces masques.
L'un de ces perfectionnements consiste en la réalisation d'une soupape d'expiration à grande surface
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utile agencée autour du trajet de l'air inspiré; tout l'appareil filtrant et régulateur du trajet de l'air pouvant ainsi être réuni en un ensemble de faible volume et de poids minimum. Cette soupape d'expiration oeut être constituée par deux lames ou aeux rondelles fixées par un bord et s'appuyant l'une sur l'autre par leur bord libre. Ces ceux rondelles ou l'une d'entre elles sont en matière souple telle que le caoutchouc.
L'air inspiré traversant le filtre pénètre dans le masque en passant aans le centre desaites ronaelles dont les bords liores sont appliqués l'un sur l'autre par la dépression, tandis que l'air expiré écarte les bords de ces ronaelles et sréchappe ainsi par une ouverture annu- luire de grande section.
La forme d'exécution préférée ae cette dispos@tion est celle dans laquelle les différentes par- ties: monture, filtre, épurateur, ronaelles sont montées concentiquement. un obtient ae la sorte, grâce à l'agen- cement très concentré qui en résulte, un masque de faible volume, de poids minimum et de construction simple. Les parties susceptibles d'altération sont facilement rendues amovibles, ce qui en permet le remplacement aisé. En outre, la circulation de l'air tant à l'inspiration qu'à l'expiration se fait sans résistance appréciable.
Un autre perfectionnement consiste à pré- voir aans le filtre épurateur une paroi ou une partie ae paroi mobile qui vient s'appuyer sur le contenu au filtre sous l'action a'une force élastique, comme celle d'un ressort.
On peut ainsi obtenir un filtre d'efficacité maximum grâce à un remplissage initial absolument complet
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sans canaux susceptibles de permettre à l'air de réduire son trajet à travers la substance épuratrice tout en simplifiant les précautions à prendre pour effectuer le remplissage du filtre. En outre, les variations ultérieures des volumes relatifs du contenant et du contenu diltre épurateur sont automatiquement compensées pour maintenir la capacité du filtre toujours exactement remplie.
Selon un mode de réalisation, le filtre comporte en un point convenable de sa paroi un appendice tubulaire dans lequel est monté une sorte de piston soumis à l'action d'un ressort. Le réglage de ce piston est effectué initialement de manière que le ressort soit bandé au maximum et qu'il appuie ainsi énergiquement le piston contre le contenu du filtre.
Un troisième perfectionnement concerne la réalisation d'un filtre arrêtant les particules nocives en suspension dans l'air. Selon l'invention cet appa- reil est obtenu en enroulant en spirale une matière filtrante en feuille ou bande de manière à former une paroi filtrante plissée à très grande surface utile sous un très faible volume. On peut utiliser par exemple deux bandes filtrantes enroulées en spirale l'une autour de l'autre avec un certain écartement, de manière à ménager entre elles deux couloirs en spirale, dont l'un reçoit l'air souillé et l'autre communique avec l'intérieur du masque. Si l'on emploie une seule bande elle sera convenablement pliée au préalable pour qu'en raccordant les bords de la bande après son enroulement on obtienne encore deux couloirs e spirale séparés par la matière filtrante.
On peut ainsi donner à la
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matière filtrante une très grande surface active n'offrant à la circulation de l'air qu'une résistance minime et conservant au mieux ses qualités lors de son emploi, grâce à la répartition régulière de l'air dans les différentes parties du filtre. Un diminue ainsi considérablement la vitesse de colma- tage qui est très grande avec une surface filtrante de faible étendue. En outre, la sortie de l'air filtré se faisant par des ouvertures réparties sur toute la surface arrière du filtre, on peut asso- cier au filtre un épurateur de rendement élevé par la suppression de zones d'inégale circulation de l'air à épurer, cet air étant admis également sur toute la surface d'entrée de l'épurateur.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée, L-. fig. 1 est une élévation avec coupe partielle d'un masque réalisé conformément à l'in- vention.
La fig.2 est une coupe par l'axe d'un filtre épurateur d'air avec dispositif compensateur de remplissage.
La fig. 3 représente une autre forme de réalisation du même dispositif.
Les fig. 4 et 5 représentent en plan-coupe et en élévation-coupe un filtre à oarti- cules solides conforme à l'invention, adapté à la forme circulaire.
La fig. 6 représente en élvation- coupe un autre mode de réalisation du même filtre.
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La fig. 7 représente un filtre analogue aux précédents, mais adapté à une forme oblongue.
La fig. 8 représente l'ensemble d'un filtre épurateur et d'un filtre à particules prêt à être fixé sur la monture du masque.
Les fig. 9 et 10 représente en coupe diamétrale deux formes d'exécution de filtres à particules.
La fig. Il montre la section de la ounde pliée, avant enroulement, utilisée dans le filtre de la fig. 9.
La fig. 12 montre de même la section de la bande dans le filtre de la fig. 2.
La fig. 13 montre en coupe une réalisation perfectionnée du dispositif compensateur évitant la formation de vides dans la masse épuratrice des filtres à gaz.
Sur la fig. l, on voit en 11 une monture dans laquelle peut être vissé le dispositif fil- treur (ou le tube qui y conduit) non représenté sur cette figure, mais qui peut être du type décrit ci-dessous. Ce filtre vissé à fond vient porter sur le joint d'étanchéité 12. La monture 11 porte une mince rondelle-tronconique 14 en caoutchouc sur le bord libre de laquelle s'appuie le bord d'une seconde rondelle en caoutchouc 15 portée par une pièce 13, fixée sur la monture 11. L'une des ron- delles 14 ou 15 .pourrait d'ailleurs être rigide et en matière quelconque, l'autre restant déformable.
Le masque proprement dit est, dans sa partie inférieure, percé d'une ouverture dont le bord 18 est pincé entre la pièce 13 et une pièce 16 poussée
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par un écrou 17 vissé extérieurement sur la monture 11, de sorte qu'il y ait joint étanche entre 13 et 18.
Lors de l'emploi du masque, la légère dé- pression due à l'aspiration de l'air à travers le filtre maintient l'un contre l'autre les bords des rondelles 14 et 15, et empêche toute entrée d'air autrement que par le filtre ; l'aircirculant sans rencontrer de chicanes ni de coudes entre le filtre et la couche du porteur, la perte de charge dans le dispositif décrit est négligeable.
Lors de l'expiration, le retour de l'air dans le filtre est empêché par une soupape portée par ce uernier: la légère surpression ainsi produite fait écarter l'une de l'autre les rondelles 14 et 15; cetair s'échappe dans la chambre 19 et de là, dans l'atmosphère par les trous de la pièce 16. Cette sortie de l'air se fait suivant un trajet court, sans changements brusques de direction et par un orifice de grande surface, étant donné le grand dé- veloppement de la circonférence des rondelles 14 et 15.
On a supposé que toutes les pièces sont de révolution, comme étant les plus faciles à réaliser; il est évident que toute forme polygonale , curvi- ligne ou mixte pourrait être adoptée sans sortir du cadre de l'invention.
L'ensemble des nièces 11 à 15 constitue un groupe amovible facile à remplacer en cas d'al- tération ae la soupape par exemple.
Le dispositif complet comprenant les pièces 11 à 17 est de faible encombrement et de poids réduit;comme de plus il est situé à la partie infé- rieure du masque, près de la bouche du porteur, le
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porte à faux est très réduit, ce qui diminue la force qui tend à faire baisser la tête au porteur, donc l'effort à faire par ce porteur pour maintenir la tête droite et la fatigue qui en résulte.
La disposition décrite a également l'avantage de réduire l'espace mort du masque.
Comme on le voit sur la fig. 2, le filtre-épurateur comporte une capacité 21 de forme quelconque contenant la substance ou le corps servant à épurer l'air; les faces supérieure et inférieure de cette capacité sont convenablement ajourées pour permettre le passage de l'air d'une face à l'autre à travers le corps épurateur (par exemple dans le sens des flèches 22,23), les ouver- tures s'opposant toutefois par leur dimension, à la perte de la matière épuratrice.
La face inférieure porte un appendice creux 24, cylindrique ou prismatique, dans lequel peut se déplacer un piston 25 lequel est, par l'in- terniédiaire d'une pièce élastique 26, rattaché à une tige 27 qui prend uppui sur la face suoérieure de la capacité 21. Cette capacité ayant été remplie du corps épurateur convenablement tassé par les moyens habituels tels que des secousses, on met en place le piston et on ajuste sa position de telle sorte que le piston appuie sur la matière épuratrice, la pièce 26 étant comprimée au voisinage de son maximum.
Cette disposition qui règle le volume de la capacité d'après le volume occupé par le conte- nu, permet de déterminer la quantité de matière épuratrice à introduire dans le filtre épurateur
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avec un,-,, tolérance sur cette quantité d'autant plus grande que le volume de l'appendice 24 est une fraction plus grande du volume total de la capacité
21.
De plus, si la matière filtrante a été insuffi- samment tassée lors au remplissage et que son volume diminue par la suite, par l'effet de secousses par exemple, la pièce 26 en se détendant pousse le piston qui diminue la capacité au contenant au fur et à :mesure que diminue le volume du contenu, lequel se comporte, aans ces conditions, à peu ores comme un fluide visqueux.
Lu présence de l'appendice permet encore, lors de l'opération de tassement de la matière épuratrice, de suivre aisément la réduction. progressive du volume ae cette matière, dont la baisse de niveau dans le tube 24 est fonction des sections relatives ue ce tube et ae la capacité
21.
Le piston 25 ou le tube 24 ou les deux pièces ensemble peuvent porter des ouvertures pour le bassage de l'air afin d'utiliser la tota- lité ae la matière épuratrice.
Une autre forme de réalisation du filtre est montrée sur la fig. 3 où le tube 34 est inérieur . la capacité 31; la pièce élastique 36 qui pousse le piston 35 est elle-même poussée par lu pièce 37 vissée dans le tube 34.
Un pourrait encore utiliser pour l'une ou plusieurs des parois de la capacité 31, par exemple le fond 32, un diaphragme perforé défor- mable par exemple ondulé circulairement, lequel, soit par son élasticité propre, soit sous l'influence
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d'un dispositif élastique annexe qui pourrait n'être mis en action qu'après remplissage de la boîte, tendrait à diminuer le volume intérieur de la capacité pour compenser les variations de volume, comme il a été dit précédemment. Il est bien entendu que l'une ou plusieurs de ces variantes peuvent être ajoutées ou substituées à certaines parties du mode de réalisation représenté sur la figure 2 sans sortir du cadre de l'invention.
La fig. 5 montre, en coupe par l'axe, un filtre à particules solides qui peut aussi être adjoint au masque et qui est constitué par l'enrou- lement simultané, sur un noyau central plein ou évidé 57, de 2 bandes parallèles 61, 62 de papier ou autre matière filtrante.
Les bandes sont maintenues écartées l'une de l'autre par des ehtretoises placées le long de leurs bords; les entretoises sont alternativement pleines et ajourées (une entretoise ajourée peut être constituée par exemple par une bande étroite de métal mince présentant dans le sens de la longueur de courtes ondulations pour assurer l'écartement des bandes de papier en des points suffisamment rappro- chés). Les entretoises pleines et ajourées sont agencées de manière qu'à une entretoise pleine d'un côté du filtre corresponde du côté opposé dans le même intervalle une entretoise ajourée. Ainsi sur la fig. 5,64 et 65 sont des entretoises pleines, @ sont 63 et 66/par contre des entretoises ajourées.
On obtient ainsi deux couloirs en spirale: l'un fermé en
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haut par l'entretoise pleine 64 débouche en bas à travers l'entretoise ajourée 63 ; second, séparé du premier de chaque côté par une épaisseur de feuille filtrante, est fermé en bas par l'entretoise pleine 65 et ouvert en haut à travers l'entretoise ajourée 66.
L'ensemble étant monté par exemple dans une cartouche filtrante avec interposition d'un joint 67, on voit que, pour circuler d'une face à l'autre du dispositif, l'air doit traverser la feuille filtrante; la forme Générale du filtre permet de donner à la surface fil- trante une grande étendue; par sa forme courbe, la surface filtrante est très rigide et empêche toute déformation par laquelle deux feuilles voisines venant au contact l'une de l'autre rendraient inactive une portion de cette surface.
La forme même du trajet suivi par 7¯'air assure un travail uniforme des aiverses parties de la surface filtrante ce qui d'une part atténue et retarue les phénomènes de colmatage du filtre, et d'autre part, avec l'aosence de changements brusques de direction au filtre d'air, supprime les touroillons et réduit la dépression nécessaire pour assurer la circulation de l'air.
La Grande étendue de la surface filtrante et la section relativement considérable des ouvertu- abaisser à res telles que 63 et 66 contribuent à/une valeur très faible la dépression qui provoque la circulation de l'air dans le filtre. Le danger de colmatage des ouvertures comme 63 et 66 est éliminé, en raison même de leur grande section. Four assurer un bouchage étanche par les entretoises 64,65, il est bon de les coller sur les bandes filtrantes en employant une
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composition insensible à l'humidité; on peut avantageu- sement utiliser à cet effet une dissolution de caoutchouc vulcanisable ae composition appropriée.
Après constitution du filtre par enroulement de ses éléments (les entretoises 64 et 65 pouvant être en caoutchouc de même composition que la dissolution précitée), on chauffe le tout à une température convenable ; lorsque la vulcanisation est complète, on obtient un bloc prêt à être employé. On peut également fixer le joint 67 avec la même dissolution que les entretoises, et le vulcaniser au cours de la même opération.
Les extrémités intérieures des bandes 61 et 62 sont de même collées ensemble et sur le noyau central 57, les entretoises étant amincies en biseau comme on le voit sur le plan fig. 4. Il en est de même pour les extrémités extérieures des mêmes bandes
61 et 62.
Une autre forme de réalisation qui possède les qualités du dispositif décrit à un degré encore plus élevé est illustré par la fig. 6. On a supprimé les entretoises pleines en découpant les bandes 51, 52, développées à plat avant enroulement, suivant une courbure convenable dans leur plan; l'é- paisseur des entretoises ajourées est approximative- ment doublée ; le collage direct des feuilles fil- trantes entre elles peut s'effectuer comme il a été dit plus haut.
La section des ouvertures 53,54 est plus grande que celle des ouvertures 63, 66 ; l'air souillé qui circule dans le filtre rencontre des
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sections décroissantes au fur et 5, mesure qu'il progresse et que son volwne est diminué des parties déjà filtrées; l'air filtré dont le volume augmente à mesure qu'on se rapproche de la sortie du filtre rencontre des sections de passage croissantes; les pertes de charge d'un tel dispositif sont aonc extrêmement réduites et la répartition des inarticulés solides sur la surface filtrante est très régulière, assurant à l'ensemble un rendement maximum.
Un a supposé jusqu'ici que le filtre obtenu était de forme circulaire; on peut lui donner toutes les formes désirées en choisissant convenable- ment le noyau central, par exemple la forme représentée par la fig. 7; le noyau central pourra être muni d'une uu ue deux joues berforées 55a , 67a sur lesquelles ou l'une desquelles pourront être fixés des joints a' étanchéité tels que 67 ou 55 (voir fig.6). On peut encore assurer l'étanchéité des entretoises 64-65 ou des joints 56 des bandes filtrantes par un serrage quelconque sans collage, tel qu'un sertissage d'une bande métallique en forme de U.
Si l'on associe un filtre épurateur tel que celui représenté fig. 22 ou 3 à un filtre à particules soliaes tel que celui de la l'iL. 5 par exemple, l'air filtré sort du filtre car des ouvertures réparties sur toute la surface et atteint l'épurateur par toute sa surface d'entrée. Il en résulte d'une part une faible perte ae charge et d'autre part une utilisation complète de la matière du filtre épurateur. Si l'on
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adopte pour l'épurateur la forme de .la fig. 2, l'ap- pendice 24 pourra aisément se loger dans l'intérieur du noyau creux 57 du filtre à particule.
On a représenté à titre d'exemple sur la fig. 8 l'ensemble formé par l'association d'un filtre épurateur F du type décrit en regard de la fig. 2 et d'un filtre à particules solides F1 du genre de la fig. 6.
On voit que le piston 25 qui comprime la matière épuratrice est logée dans le noyau du filtre F1. Le boîtier externe de l'ensemble porte un'pas de vis 70 qui en permet la fixation sur la monture 11 de la fig. 1. On voit en 71 une soupape qui 'empêche l'air expiré de pénétrer dans le filtre.
Dans la variante du filtre qui va être décrite en regard des fig, fi à 12, on utilise une seule bande de matière filtrante. Cette bande b est d'abord pliée comme indiqué,par exemple sur la fig. Il ou la fig. 12, puis elle est enroulée en spirale en disposant par exemple entre les spires, des entretoises qui seront ensuite enlevées. Les bords des spires voisines seront enfin collés en c
Selon le perfectionnement de l'épurateur montré fig. 13, la chambre contenant la matière épuratrice est prolongée par un appendice creux 24 dans lequel coulisse un piston 25 de forme étudiée pour transmettre le plus uniformément (forme bombée ou tronconique par exemple) et dans toutes les directions intéressantes, l'effort du ressort 26 par lequel il est poussé.
Il va de soi que les modes d'exécution ci-des- sus décrits ne sont donnés qu'à titre d'exemple et
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que l'on pourra s'en écarter sans sortir du cadre ae l'invention.
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î1 J 'tr 1\ IJ 1 J .t, JI T v ... S
1 Appareil ou masque de protection contre les gaz nocifs et les particules en suspension dans l'air, caractérisé en ce que le filtre épurateur est relié au masque de @anièra que l'air épuré parvienne aans ce dernier sans perte de charge appréciable par un trajet très court autour duquel est disposée la soupape d'expiration qui présente une forme annulaire.
2 Appareil comme spécifié en 1 , caractérisé en ce que la soupape d'expiration est constituée par aeux lames ou rondelles dont l'une au moins est en matière souple telle que le caoutchouc, fixées par un de leurs bords, s'appuyant l'une contre l'autre par leur bord libre et agencées autour du passage de l'air.
3 Appareil comme spécifié en 1 , caractérisé par la disposition concentrique de la monture servant à recevoir le filtre épurateur, des rondelles formant la soupape d'expiration et, s'il y a lieu, d'une oague externe servant à pincer le bord du masque contre la monture de fixation du filtre, cette bague formant avec ladite monture une chambre annulaire traversée par l'air d'expiration.
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