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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "APPAREIL DE FILTRATION"
Cette invention concerne des filtres pour l'huile lubrifiante et a particulièrement, bien que non exclusivement, trait aux filtres utilisés pour ce but sur les automobiles et les locomotives. Le but de l'invention est de fournir un appareil de filtration de construction et d'agencement perfectionnés capable d'être rapidement et aisément nettoyê pour ne pas perdre son efficacité par suite de l'engorgement et étudié en vue de nettoyages fréquents sans nécessiter le remplacement d'éléments constitutifs essentiels et le démontage de l'appareil.
L'invention est matérialisée dans un appareil de filtration utilisable dans un système à circulation d'huile et comportant un dispositif apte à créer une
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pression d'air capable de débarrasser les éléments filtrants des matières accumulées sur eux et de provoquer le dépôt de ces matières toutes les fois que le moteur et/ou la pompe cesse de fonctionner.
L'invention est également matérialisée dans un appareil de filtration utilisable en conjonction avec des systèmes à circulation d'huile et comprenant un ou plusieurs dispositifs filtrants disposés à l'intérieur d'une chambre fermée à travers laquelle l'huile est refoulée, et une seconde chambre à travers laquelle l'huile filtrée est envoyée et dans laquelle est créée une pression d'air suffisante pour faire refluer l'huile à travers les éléments filtrants, de manière à en éliminer les matières solides qui s'y sont accumulées, quand la pompe ou autre appareil de circulation cessa de f onctionner.
L'invention est encore matérialisée dans un appareil de filtration utilisable dans un système à. circulation d'huile, dans lequel l'huile filtrée est envoyée dans une chambre dans laquelle se forme une poche d'air en vue de permettre à cet air d'être comprimé dans cette chambre, de telle sorte que quand le moteur et/ou la pompe cesse de fonctionner, cet air refoule automatiquement à l'écart des éléments filtrants les matières solides accumulées sur eux pour que ces matières se rassemblent à la base de la chambre de filtration de l'appareil.
Le dessin annexé représente schématiquement un appareil de filtration construit conformément à l'invention.
Dans la construction représentée, la cuve 1 de l'appareil constitue une chambre de filtration qui
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renferme un certain nombre de dispositifs filtrants 2 qui peuvent être de n'importe quel type connu convenable mais dont chacun est constitué, de préférence, par un empilage d'éléments filtrants 3 en forme de disques annulaires délimitant par leur ensemble un conduit tubulaire 3a à travers lequel passe une tringle 4 garnie à son extrémité inférieure d'une collerette 5. Entre cette collerette et le couvercle 6 de la cuve 1 les divers éléments filtrants empilés 3 sont maintenus étroitement juxtaposés par l'action d'un ressort à boudin 7 enroulé autour de l'extrémité supérieure de la tringle 4 et dont la compression peut être réglée au moyen d'un écrou 8.
L'huile qui sort des embouchures supérieures des conduits tubulaires 3a pénètre dans une chambre 9 qui, dans l'exemple représenté, est délimitée par un capot surmontant le couvercle 6 de la cuve 1, mais qui peut être ménagée selon les exigences particulières dans une pièce rapportée. L'huile ne peut sortir de la chambre 9 pour regagner le collecteur d'huile du moteur que par un tuyau 10 pourvu à sa sortie d'une soupape 11 logée dans une chapelle 12 montée amoviblement sur une des parois latérales du capot délimitant la chambre 9.
Cette soupape 11 commandant la sortie de l'huile est montée sur une tige 13 entourée par un ressort à boudin 14 qui repousse constamment cette soupape contre son siège et dont l'extrémité externe est arcboutée contre un tampon 15 percé d'un canal de sortie 16 (simple ou multiple) et vissé dans une fourrure de la chapelle de soupape la.
Grâce à ce montage, il suffit de visser ou de dévisser le tampon 15 pour faire varier le degré de compression du ressort 14 dans la mesure désirée. L'huile qui passe
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à travers le canal sort de la chapelle de soupape par une tubulure 17 à laquelle est raccordée un tuyau allant au collecteur d'huile du moteur.
La disposition de la soupape 11 telle qu'elle vient d'être décrite fait qu'elle exerce un certain degré de contre-pression qui est variable selon le degré de compression du ressort 14. Cette contre-pression conjuguée au fait que le tuyau 10 d'écoulement de l'huile part n'un point situé près du fond de la chambre 9 se traduit par la formation dans cette chambre d'une poche d'air formant sas quand l'appareil fonctionne de la manière normale, c'est-à-dire quand le moteur tourne.
Quand, au contraire, le moteur cesse de fonctionner, la pression s'exerçant sur le côté d'admission de l'huile tombe, de sorte que la poche d'air qui s'est formée dans la chambre 9 se dilate et refoule l'huile à travers les conduits 3a et les empilages d'éléments filtrants 3; ceci a pour résultat d'expulser les matières solides accumulées à l'écart de la paroi externe de ces éléments filtrants 3.
Les matières solides ainsi expulsées se déposent sous la forme d'une boue au fond de la cuve 1. On peut les évacuer périodiquement en ouvrant un robinet de purge 18.
Pour empêcher cette boue qui s'accumule au fond de la cuve 1 du filtre d'être entraînée et remuée par l'afflux d'huile fraîche qui pénètre dans la cuve, des moyens sont prévus pour que cette huile qui doit être traitée soit introduite sans commotion à l'extrémité supérieure de la cuve ou'dans le voisinage de cette extrémité. Dans la construction qui est représentée, ce résultat est obtenu en faisant arriver l'huile à traiter par un tuyau 19 aboutissant à un canal annulaire 20 pratiqué tout autour de la surface externe d'une bride
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annulaire 21 qui pend sous le couvercle 6 et qui a-des dimensions telles qu'elle ménage un pertuis annulaire étroit 22 entre sa surface externe et la paroi interne de la cuve 1 de l'appareil de filtration.
Grâce à cette disposition, l'huile qui arrive circule dans le canal 20 et pénètre dans la cuve 1 tout autour de sa paroi sous la forme d'une pellicule annulaire.
En vue d'empêcher l'écoulement de l'huile traversant la cuve 1 de l'appareil d'être entravé au début du fonctionnement par la viscosité relativement élevée que possède la masse d'huile froide qui a pu être retenue dans la cuve 1, un petit ajutage 23 est prévu dans le couvercle 6 qui, dans la construction représentée constitue une cloison qui sépare la chambre de filtration 1 de la chambre à pression 9. Cet ajutage 23 fonctionne en parallèle avec les éléments filtrants 3 et permet à un écoulement d'huile non filtrée de se produire à travers la cuve 1 avec une rapidité suffisante pour que l'huile chaude qui y pénètre remplisse à coup sur rapidement la cuve 1.
Par ailleurs, les dimensions de l'ajutage 23 sont suffisamment faibles pour restreindre le débit d'huile, de telle sorte qu'il ne nuise pas à la bonne marche du moteur.
Immédiatement au-dessous de l'ajutage 23 est placé un clapet de retenue qui peut être constitué par une -bille 24 pour empêcher toute diminution de la pression d'air qui règne dans la chambre 9, quand le moteur s'arrête.. Pour empêcher l'ajutage 23 d'être engorgé par les matières solides qui se trouvent en suspension dans l'huile, une crépine 25 en toile métallique fine engaine l'extrémité inférieure du tuyau 26 qui alimente l'ajutaga
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23. Ce tuyau s'étend jusqu'à un endroit de la cuve 1 sensiblement central mais écarté de l'orifice d'entrée d'huile.
Comme,dans la plupart des cas, il est important de réchauffer l'huile pour la filtration, le tuyau 19 par lequel l'huile arrive à la cuve 1 peut être relié à un serpentin de chauffage 27 fixé autour de la paroi externe du tuyau d'échappement 28 du moteur ou, à titre de variante, disposé à l'intérieur de ce tuyau 28.
L'appareil de filtration qui vient d'être décrit est agencé de telle sorte qu'il aspire directement l'huile sale depuis l'oute de refoulement de la pompe faisant circuler l'huile dans le'moteur par l'intermédiaire du tuyau 19 et qu'il renvoie l'huile filtrée par le tuyau raccordé à la tubulure de sortie 17 au collecteur d'huile du moteur sous la pression atmosphérique.
La pression d'air qui est engendrée pendant les opérations de filtration dans la chambre 9 provoque l'élimination automatique à l'écart des éléments filtrants 3 des matières solides accumulées sur eux toutes les fois que le moteur et/ou la pompe cesse de fonctionner.
Cette disposition offre cet avantage de constituer un moyen pour concentrer à la base de la cuve 1 la boue qu'on retrouverait autrement après quelques milliers de kilomètres dans le carter du moteur et de permettre d'évacuer cette boue par simple ouverture du robinet de purge 18 c'est-à-dire beaucoup plus facilement que s'il fallait l'évacuer hors du carter du moteur, tout en évitant en même temps une perte d'huile du moteur.
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DESCRIPTIVE MEMORY in support of an application for a PATENT OF INVENTION "FILTRATION APPARATUS"
This invention relates to filters for lubricating oil and particularly, although not exclusively, relates to filters used for this purpose on automobiles and locomotives. The object of the invention is to provide a filtration apparatus of improved construction and arrangement capable of being quickly and easily cleaned so as not to lose its effectiveness as a result of clogging and designed for frequent cleaning without requiring the replacement of essential components and disassembly of the device.
The invention is embodied in a filtration device usable in an oil circulation system and comprising a device capable of creating a
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air pressure capable of relieving the filter elements of material accumulated on them and causing the deposition of such material whenever the motor and / or pump ceases to operate.
The invention is also embodied in a filtration apparatus usable in conjunction with oil circulation systems and comprising one or more filtering devices arranged inside a closed chamber through which the oil is discharged, and a second chamber through which the filtered oil is sent and in which sufficient air pressure is created to cause the oil to flow back through the filter elements, so as to remove the solids which have accumulated therein, when the pump or other circulating device ceased to function.
The invention is also embodied in a filtration apparatus usable in a system. oil circulation, in which the filtered oil is sent to a chamber in which an air pocket is formed in order to allow this air to be compressed in this chamber, so that when the engine and / or the pump stops working, this air automatically forces away from the filter elements the solids accumulated on them so that these materials collect at the base of the filtration chamber of the device.
The accompanying drawing schematically shows a filtration apparatus constructed in accordance with the invention.
In the construction shown, the tank 1 of the apparatus constitutes a filtration chamber which
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contains a number of filtering devices 2 which may be of any suitable known type but each of which is preferably constituted by a stack of filter elements 3 in the form of annular discs delimiting by their assembly a tubular duct 3a to through which passes a rod 4 furnished at its lower end with a collar 5. Between this collar and the cover 6 of the tank 1 the various stacked filter elements 3 are kept closely juxtaposed by the action of a coil spring 7 wound up around the upper end of the rod 4 and whose compression can be adjusted by means of a nut 8.
The oil which leaves the upper mouths of the tubular conduits 3a enters a chamber 9 which, in the example shown, is delimited by a cover surmounting the cover 6 of the tank 1, but which can be arranged according to particular requirements in a patch. The oil can only leave the chamber 9 to return to the engine oil collector via a pipe 10 provided at its outlet with a valve 11 housed in a chapel 12 removably mounted on one of the side walls of the cover delimiting the chamber 9.
This valve 11 controlling the outlet of the oil is mounted on a rod 13 surrounded by a coil spring 14 which constantly pushes this valve against its seat and the outer end of which is arched against a plug 15 pierced with an outlet channel 16 (single or multiple) and screwed into a sleeve of the valve chapel 1a.
Thanks to this assembly, it suffices to screw or unscrew the buffer 15 to vary the degree of compression of the spring 14 to the desired extent. The oil that passes
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through the channel leaves the valve chapel by a pipe 17 to which is connected a pipe going to the engine oil collector.
The arrangement of the valve 11 as it has just been described causes it to exert a certain degree of back pressure which is variable according to the degree of compression of the spring 14. This back pressure, together with the fact that the pipe 10 oil flow from a point located near the bottom of chamber 9 results in the formation in this chamber of an air pocket forming an airlock when the device operates in the normal way, this is that is, when the engine is running.
When, on the contrary, the engine stops running, the pressure on the oil inlet side drops, so that the air pocket that has formed in chamber 9 expands and pushes back the oil. oil through the conduits 3a and the stacks of filter elements 3; this results in expelling the solids accumulated away from the outer wall of these filter elements 3.
The solids thus expelled settle in the form of a sludge at the bottom of the tank 1. They can be discharged periodically by opening a drain valve 18.
To prevent this sludge which accumulates at the bottom of the tank 1 of the filter from being entrained and stirred by the influx of fresh oil which enters the tank, means are provided for this oil which is to be treated to be introduced. without commotion at the upper end of the tank or in the vicinity of this end. In the construction which is shown, this result is obtained by passing the oil to be treated through a pipe 19 leading to an annular channel 20 formed all around the outer surface of a flange.
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annular 21 which hangs under the cover 6 and which has dimensions such as to provide a narrow annular opening 22 between its outer surface and the inner wall of the tank 1 of the filtration apparatus.
Thanks to this arrangement, the oil which arrives circulates in the channel 20 and penetrates into the tank 1 all around its wall in the form of an annular film.
In order to prevent the flow of oil passing through the vessel 1 of the apparatus from being impeded at the start of operation by the relatively high viscosity possessed by the mass of cold oil which may have been retained in the vessel 1 , a small nozzle 23 is provided in the cover 6 which, in the construction shown constitutes a partition which separates the filtration chamber 1 from the pressure chamber 9. This nozzle 23 operates in parallel with the filter elements 3 and allows a flow of unfiltered oil to flow through tank 1 with sufficient rapidity for the hot oil entering it to suddenly fill tank 1.
Furthermore, the dimensions of the nozzle 23 are small enough to restrict the flow of oil, so that it does not interfere with the smooth running of the engine.
Immediately below the nozzle 23 is placed a check valve which may be constituted by a -ball 24 to prevent any decrease in the air pressure which prevails in the chamber 9, when the engine stops. prevent the nozzle 23 from being clogged by the solids which are suspended in the oil, a strainer 25 made of fine wire mesh covers the lower end of the pipe 26 which feeds the nozzle
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23. This pipe extends to a location of the tank 1 which is substantially central but away from the oil inlet orifice.
As in most cases it is important to heat the oil for filtration, the pipe 19 through which the oil arrives to the tank 1 can be connected to a heating coil 27 fixed around the outer wall of the pipe. exhaust 28 of the engine or, as a variant, arranged inside this pipe 28.
The filtration apparatus which has just been described is arranged such that it sucks the dirty oil directly from the discharge port of the pump circulating the oil in the engine through the pipe 19. and that it returns the oil filtered by the pipe connected to the outlet pipe 17 to the engine oil collector at atmospheric pressure.
The air pressure which is generated during the filtration operations in the chamber 9 causes the automatic removal away from the filter elements 3 of the solids accumulated on them whenever the motor and / or the pump stop working. .
This arrangement offers the advantage of constituting a means of concentrating at the base of the tank 1 the sludge that would otherwise be found after a few thousand kilometers in the engine crankcase and of allowing this sludge to be removed by simply opening the purge valve. 18 that is to say much more easily than if it had to be evacuated out of the engine crankcase, while at the same time avoiding a loss of engine oil.