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"Filtre".
La présente invention est relative à des filtres et, plus particulièrement, à un filtre destiné, nlever des éléments de contamination solides à partir d'un fluide utilise par des organes en aval.
Il existe une nécessité constante pour l'amédoratior
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des filtres destinés à l'enlèvement de particules solides à partir de milieux liquides ou gazeux. Plus récemment, cette nécessité est devenue aiguë à propos de la séparation de particules d'une dimension inférieure à cent microns à partir de fluides hydrauliques, de combustibles et d'autres fluides utilisés dans des missiles et des avions.
Jusqu'à présent, des filtres à treillis métallique et frittés ont été utilisés habituellement pour la sépa- ration de particules inférieurs à cent microns. Toutefois, ces types offrent le désavantage propre d'avoir des vies en service très courtes au niveau d'efficacité indiqué par leurs estimations absolues et nominales.
Par exemple, les
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processus de fabric'1:.ion titili.6s impliquent par nature un niveau élevé de contamination do l'élément de filtre résultant du processus de frittage ou de tissage ; lesfiltres ont une très mauvaise résistance aux contraintes de vibration; les filtres sont par nature pen capables de résister à des différences de pression élevées;
les filtres
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ont, une gamme de fond.iolll1ement E'"(l t ç'mp6rllt ltl'e non satisfai- sante et, les éléments de filtre ne peuvent pas être nettoyés après usage et par conséquent ils ne sont réutilisables. dés / Les! avantages qui précèdent etd'autres des filtres disponibles précédemment sont éliminés suivant la présente invention,
Plus précisément, l'un des buts importants de l'invention est d'offrir un élément de filtre d'une struc- ture unitaire ou en une pièce intégrale qui peut être fa- briqué. et mis en utilisation dans un état parfaitement propre sans qu'il y subsiste aucun élément contaminant provena.nt de la fabrication.
Il on résulte que quand des élément.s de filtre de ce type sont placés en service,
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ils ne libèrent pas des parties d'eux-même en aval dans le courant de sortie, même lorsqu'ils sont soumis à des vibra- tions sonores extrêmes, à des chocs ou à des diferences de pression excessives.
Un autre but de l'invention est d'offrir un filtre utilisant, une ou plusieurs piles de tels éléments de filtre unitaire qui sont mis en charge sous compression afin de constituer une colonne rigide qui résistera à des différences de pression extrêmement élevées. En outre, l'agencement en pile des éléments de filtre offre un type marginal de filtra- tion en combinaison avec un type de filtration en profondeur, ce dernier type de filtration servant à retenir les éléments contaminants allongés, tandis que le type marginal ou super- ficiel de filtration capture les particules sphériques ou analogues.
Encore un autre but de l'invention est d'offrir un filtre qui peut être vendu dans un état absolument propre et qui peut être renetboyé dans des conditions de service en chantier après avoir été mis en service. A ce sujet, le filtre suivant la présente invention possède une cartouche amovible et un agencement. d'empilage d'éléments de filtre permettant la détente de la force de compression exercée sur les éle- ments, de telle sorte que chaque élément individuel peut être aisément nettoyé alors que la pile se prouve dans son état détendu.
En outre, des éléments de filtre individuels de la pile, .-.'ils se révèlent défectueux sous un essai à bulles, peuvent être enlevés et remplacés, tandis qu'a- vec des filtres frittés ou en treillis métallique, les défauts découverts après l'essai à bulles, sont brasés ou soudés, en ajoutant ainsi de la matière qui peut être
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perdue dans le courant de sortie.
D'autres détails et particularités de l'invention res- sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans ' lesquels:
La figure 1 est une vue en perspective d'un assemblage de filtre suivant l'invention, l'assemblage éatnt vu en coupe longitudinale suivant'un plan diamétral, afin de révé- ler des détails de la construction interne.
La figure 2 est une vue en perspective de la cartouche de filtre utilisée dans l'assemblage de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe transversale de l'assem- blage de filtre, suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une vue en plan partiels de la zone 4 à la figure 3, à plus grande échelle, illustrant des détails de. la configuration d'un côté d'un élément de filtre.
La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4, à encore plus grande échelle.
La figure 6 est une vue en plan d'une variante de con- figuration d'un élément de filtre destiné à ètre utilisé dans l'assemblage de la figure 1.
La figure 7 est une vue en coupe axiale d'une varian- te de réalisation d'un assemblage de filtre.
La figure 8 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 8-8 de la figure 7.
La figure' Sa est une vue en plan partieled'une surfa- ce de l'un des éléments de filtre de l'assemblage de la fi- gure 7.
La figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un assemblage de filtre du type radiateur suivant l'invention.
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La figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 9.
La figure 11 est une vue en plan partielede la zone 11 de la figure 10, à plus grande échelle, illustrant la configuration d'un côté d'un élément de filtre.
La figure 12 est une vue en coupe axiale d'une varian- te de réalisation d'un assemblage de filtre incliné.
La figure 13 est une vue en coupe tranversale suivant la ligne 13-13 de la figure 12, illustrant un agencement d'entrée double pour le courant d'arrivée.
La figure 14 est une vue en coupe suivant la ligne 14-14 de la figure 12.
La figure 15 est une vue en plan partielle de la zone 15 de la figure 14, à plus grande échelle.
La figure 16 est une vue en coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 14.
La figure 17 est une vue en coupe transversale d'une cartouche de filtre contenant une autre configuration d'élé- ment de filtre.
La figure 18 est une vue en plan partielle d'une zone in- terne d'une* mince feuille de métal portant un dessin de réser- ve, afin d'illustrer une étape du processus de fabrication d'un élément de filtre.
La figure 19 est une vue du dessin de réserve sur 1!au- tre face du morceau de feuille métallique illustré à la figure 18.
La figure 20 est une vue en coupe suivant la ligne 20-20 de la figure 18, indiquant schématiquement une autre étape du processus de gravure des éléments de filtre.
La figure 21 est une vue en plan partiel d'une autre
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forme de réalisation d'un élément de filtre suivant l'inven- tion,
La figure 22 est une vue en plan partiellegrande échel- le de l'élément de filtre de la figure 21.
La figure 23 est une vue en plan partielle d'encore un autre élément. de filtre suivant l'invention.
La figure 1 représente un assemblage de Filtre du type en T 20, dans lequel est. montée une cartouche de filtre 21, telle. qu'illustrée à la figure 2. Cet assemblage com- prend un carter généralement cylindrique 22 qui peut être réalisé en une pièce avec une paroi d'extrémité supérieure 23 fermant L'extrémité supérieure du carter.
Le carter dé- finie une chambre généralement cylindrique 24 possédant un cordon lisse 25 à son extrémité inférieure prévu. pour recevoir à coulissement une cage cylindrique 26 de la cartouche 21, L'extrémité supérieure ou couvercle de la chambre 24 possède une goupille de repérage 27 faisant saillie vers le bas et prévu'.' pour se loger dans un alésage de repérage borgne 28
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pra:1 <j1>é dn.5 la face supérieure H 'une aile en une pièce de l' ':xt!'émJ '- supérieure de la cage 26. La far.t,outhe 21 est ainsi maintenue en association angulaire prédéterminée dans le carter 22.
A son extrémité inférieure, la chambre
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2d e-.', filetée i'1téri.urementJ comme indiqué en 301 afin de recevoir par vissage un disque de verionillage 31 l'aide duquel la cartouche de filtre est maintenue sûrement contre le sommet du carter 22.En dessous du pas de vis interne 30, la chambre 24 présente un contre-alésage lisse 32 afin de . recevoir à coulissement une partie de boisage cylindrique
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d'un capurhoa '33 qui ferme 1'cxt.rémité intérieuxc: du (;é)r't,.er.
Ce capuchon peut ètre maintenu en place par plusieurs boulons
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34 ou d'autres 1.,.. '.0:: rin Fi..' ' ^ni¯aç afin d'obturer l'extrémité inférieure du carter 22. L'extrémité interreure de la chambre est biseautée, comme indiqué en 35 afin de rece- voir un anneau to ofdal 36 qui est monté autour du bossage du capuchon 33.
La cartouche de filtre 21 définit un tore avec le car- ter 22, auquel le Lliiide à filtrer est amené par l'intermédiai- re d'une lumière d'admission 37 et d'un passage intermédiaire 38. La cartouche 21 contient une pile, agencée coaxialement, de disques de filtre de forme annulaire 40, définissant un noyau creux pour la cartouche de filtre. Ainsi, le fluide circule radialement vers l'intérieur à partir du tore, entre les disques 40, pour traverser ensuite le noyau creux de la cartouche et s'échapper à partir d'une lumière de sortie 41 du carter. Pour assurer qu'aucune quantité de fluide ne, contourne la cartouche de filtre 21, une gorge cicculaire 42 est pratiquée dans l'aile d'extrémité supérieure 29 de la cage de filtre 26 afin de maintenir un anneau toroidal 43.
Chacun des éléments de filtre est fait d'une ma- tière imperméable, de préférence une feuille métallique qui a été gravée, découpée, laminée, estampée ou façonnée d'une autre façon. Pour des applications délicates, où. l'on désire par exemple établir un filtre ayant une estimation absolue de 25 microns, les éléments de filtre comprennent de préfé- rence une tôle d'acier inoxydable qui est complètement fa- çonnée par gravure.
Plus précisément, l'on admettra que le filtre 20 a une estimation absolue de 25 microns. Chacun des disques de filtre identiques 40 est alors fait d'une feuille d'acier
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inoxydable, pdr gravure de la feuille à la configuration annu- laire illustrée de façon à laisser sur une surface du disque un ensemble ou dessin de saillies 40a en une pièce avec une partie de base imperméable 40b.
La feulle d'acier inoxy- dable à partir de laquelle les disques 40 sont gravés à une épaisseur primitive de 0,002 pouce et elle est partiellement gravée sur une face jusqu'à une profondeur de 0,001 pouce, de telle sorte que les saillies 40a s'étendent sur 0,001 pouce au-dessus de la section de base 40b, Les disques 40 peuvent être gravés avec des bords périphériques internes et externes ininterrompus, si on le désire, mais dans le présent cas, afin d'accroître la superficie de filtration marginale, les disques ont été gravés de façon à laisser un bord extérieur crénclé 40c et ils peuvent également avoir un bord intérieur Crénelé 40d. Une autre configuration marginale interne et externe pour une autre forme de disque 40' est illustrée à la figure 6,
avec des bords internes et externes en dents de scie 40d' et 40c, respectivement, gravés dans le disque.
Comme représenté à la figure 5, les disques 40 sont empilés l'un au-dessus de l'autre avec les saillies 40a d'un disque en contact avec la surface non gravée lisse d'un autre disque 40, de telle sorte qu'il existe un inter- valle à la fois sur les bords internes et externes d'une paire de disques adjacents de 0,001 pouce.
Par conséquent, lorsqu'une pile des disques 40 est maintenue sous compres- sion et coaxialement, comme dans la cartouche 21, une filtra- tion marginale survient sur le bord externe des disques 40, de telle sorte que les particules dépassant 25 microns en diamètre sont empêchées de circuler radialement vers l'inté- rieur à travers la pile, Vers l'intérieur de la surface
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externe de la pile, un type de filtration en profondeur se rencontre à cause de la présence des saillies 40a qui cap- tureront des particules allongées ayant un diamètre de 25 microns ou moins qui sont parvenus à pénétrer vers l'inté- rieur à partir de la surface extérieure de la pile.
De telles particules allongées, comme par exemple des déchets de co- ton, ne seront pas capables de suivre le parcours sinueux entre les saillies étroitement espacées 40a et, par con- séquent, elles seront retenues.
Comme représenté à la figure 4, les saillies 40a sont en forme de Y et elles sont étroitement espacées en- tre elles. Plus précisément, dans chaque saillie 40a, les bras du Y s'ouvrent radialement vers l'extérieur du disque, avec la queue du Y disposée pratiquement sui- vant une direction radiale par rapport au disque. Une ca- vité de stagnation 46 est ainsi définie par la paire de bras de chaque saillie en forme de Y 40a, qui capturera une partie importante de toutes les particules spériques et fibreuses inférieures à 25 microns qui écliappent à l'action de filtration marginale de la pile de disques.
11 convient aussi de remarquer qu'un intervalle entre les parties de queue d'une paire de saillies adjacentes en forme de Y 40a est interrompu par une cavité de stagnation 46 d'une autre saillie 40a située derrière la paire adjacente de Par exemple, à la figure 4, une paire adjacente de saillies x et y ont un intervalle entre leurs parties de queue interrompu par la cavité de stagnation d'une au- tre saillie. Avec cet agencement, non seulement l'on définit un parcours très sinueux pour la retenue des particules
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allongées., mais le jeu entre les saillies 40a peut être main- tenu à une très faible valeur afin d'arrêter le passage desparticules, inférieur es à 25 microns, qui peuvent ne pas être retenus dans les cavités de stagnation 46.
Les disques 40 ont un diamètre extérieur leur per- met tant. d'être reçu à coulissement dans la cage 26 et un diamètre intérieur correspondant au diamètre de l'ouverture du courant de sortie à travers l'aile 20 dans l'extrémité supérieure de la cage:. Lorsque la cartouche 21 est assemblée, tous les disques 40 sont orientés de la façon illustrée à la figure 5, c'est-à-dire avec les saillies 40a de chaque disque rencontrant la face inférieure ou la surface non gra- vée du disque 40, immédiatement au-dessus ou adjacent. Pour un filtre de 25 microns, 400 des disques 40 sont, utilisés pour' chaque pouce de filtre, mesuré axialement par rapport à la pile de disques de filtre.
Le nombre requis de disques est placé dans la cage 26 de façon à s'appuyer à ure extré- mité de la pile, sur l'aile 29 de l'extrémité supérieure de la cage. A des intervalles d'environ un pouce, des ron-
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,iEßy4 ri;id:
65 ,sont placées dans la pil>. de disques afin de cf.'mribucr à maintenir le disques <:t>ntre une rotât, ion lorsqu'un couple de torsion est. appliqué à une extrémité de la pile afin de 1comprimer en une colonne rigide et, également, pour empcher les disques de basculer horb des plan;, perpendiculaires à l'axe de la pile, ce qui pourrait avoir lieu à cause d'une accumulation des
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t01é!''::l!Jces dr:; disques ou d'une dccwuuJatioI1 de diyciu Ib- gèrement recourbée.
L'extrémité inférieure du bottier ou carter
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2 ont ! a:atid.. afin de recevoir un écrou 49 destiné à sec-
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rer la pile de disques 40 contre l'aile 29. Les disques 40, avant le serrage, ne doivent pas être parfaitement plats et la pile contenue de façon lâche de disques et de rondelles aura un jeu afin d'occuper une longueur totale supérieure à la longueur finie. Après le serrage de l'écrou 49, tout le jeu entre les disques sera repris et il y aura approxi- mativement 500 disques par pouce et la totalité de la pile offre les caractéristiques d'une colonne structurale char- gée relativement incompressible.
A ce sujet, l'espacement étroit des saillies 40a est important, ainsi que le dessin de répartition des saillies, afin d'assurer une large pro- portion des saillies ne pénétrera pas dans la surface d'un autre disque ou ne provoquera pas sa courbure. L'on doit qui ' veiller à assurer/une majorité des saillies d'un disque soit,en contact d'appui avec des zones d'un disque adjacent qui sont également les bases des saillies du disque ad- jacent pour définir des zones en forme de colonne à tra- ders les saillies superposées ou des zones superposées de saillies.
Après avoir serré l'écrou 49, un contre-écrou 50 est vissé dans l'extrémité inférieure taraudée ou jupe du bottier 26. La cartouche 21 est alors prête à être placée dans le carter 22 afin d'être maintenueen place par l'écrou
31 qui s'applique contre l'extrémité inférieure de la cage ou du bottier 26.
Comme représenté à la figure 2, la paroi de la cage 26 est découpée entre la jupe d'extrémité inférieure
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" 04 l 'ed,I\,it>i: inr6I ied, 0;:;; et l'extrémité supérieure, en lais- sant quatre barres 51,52,53 et 54 s'étendant longitudinalement et entre lequelles les bords extérieurs 40c des disques 40
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sont exposés, en tant que zone de filtration marginale de la cartouche de filtre. L'ouverture entre les barres 51 et 52 une plus faible longueur que les autres ouvertures, afin d'offrir un déflecteur 55. A cause de la goupille de repéra- ge 27, la cartouche 21 est placée dans la carter 22 en association angulaire prédéterminée, de telle sorte que le déflecteur 55 est situé à l'opposé du passage 38 à partir de l'admission 37 du carter 22.
Ainsi, lorsque le fluide à filtrer pénètre dans le carter 22 et quitte le passage 38, les particules dans celui-ci ne viennent pas frapper les bords des disques 40 derrière le déflecteur 55. Par conséquent, l'usure des bords extérieurs de ce groupe de disques 40 est évitéeet la matière en particules dans le fluide est dispersée uniformément à travers le tore défini autour de la cartouche de filtre.
Pour équilibrer la pression du fluide exercée sur les écrous de retenue, un système de lumières de dé- tente de pression est prévu dans les écrous 49,50 et 31.
L'écrou 49 possède plusieurs lumières 60 s'étendant depuis la surface supérieure sur le bord extérieur de l'écrou vers le bas et radialement vers l'intérieur de façon à déboucher à la surface inférieure de l'écrou. La surface supérieure de l'écrou 50 est façonnéeavec une cavité cylindrique peu profonde 61 et les trous de clé 62 de l'écrou 50 s'étendent à travers ce dernier, de telle sorte que du fluide atteignant la cavité 61 à partir des lumières 60 peut traverser l'écrou 50. De même, l'écrou 31 possède des trous de clé 63 s'éten- dant de part et part afin de laisser passer le fluide vers l'espace compris entre l'écrou 31 et le capuchon lourd 32 pour le carter 22. De cette façon, les pressionstendent à
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s'égaliser sur l'écrou 31, l'écrou 50 et l'écrou 49.
A la figure 7, l'invention est incorporée dans un assemblage de filtre en ligne 70. Dans cet assemblage, un carter tubulaire 71 est réalisé avec une cloison inter- ne en une pièce 72. Sur le côté en aval de la cloison, un évidement annulaire 73 est formé afin de recevoir un anneau 74 qui constitue une extrémité d'une cage devant contenir une pile de disques de filtre 75. L'autre extré- mité de cette cage comprend un anneau ou une bague 76 dis- poséedans un plan diamétral par rapport à l'axe de la pile de disques de filtre 75 et interconnectéeavec ltanneau 74 par plusieurs nervures 77.
Les disques 75 peuvent également être faits d'une très mince feuille métallique qui est d'abord façon- née à l'aide d'une matrice jusqu'à une configuration coni- que et ensuite gravée pour laisser la configuration plane semblable à un anneau telle qu'illustrée, avec des bords interne et externe' 75a et 75b, respectivement. Ensuite, une face du disque est gravée jusqu'à la profondeur désirée, en laissant des saillies circulaires 75c en une pièce avec une partie de base non perforée 75d. Par exemple, si on désire avoir un filtre avec une clasification absolue de 25 microns, les disques de filtre sont faits d'une feuille de 0,002 pouce et une face est gravée de façon à laisser les saillies 75c s'étendant sur 0,001 pouce au-dessus de la section de base 75d.
Aux figures 7,8 et 8a, l'on se rendra évidemment compte que l'épaisseur des disques de filtre et la superficie et la hauteur apparentes des saillies 75c ainsi que l'espacement entre ces dernières ont été fortement exagérés pour la clarté de l'illustration
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tout comme c'est le cas pour les autres éléments de filtre illustres aux dessins.
Les disques de filtre 75 sont agencés en une pile tel qu'illustré à la figure 7, de telle sorte que la sur- face gravée d'un disque rencontre la surface non gravée d'un disque adjacent. La pile de disques de filtre 75 est ensuite comprimée pour arriver à l'effet de colonne struc- turale désiré et pour attéindre l'intervalle désiré de 0,001 pouce entre les bords extérieurs pour la filtration marginale .
Le côté en aval de la cloison 72 est réalisé avec un appendice tronconiqué 80 destiné à recevoir la face concave du disque 75 à l'extrémité de la pile de disque. La cage pour les disques de filtre 75 est tout d'abord introduite avec l'anneau 74 en place sur l'épau- lement 73.
Ensuite la pile lâche de disques 75 est in- troduite à travers 3.'ouverture dans l'anneau ou la bague 76 'La pile est ainsi maintenue en alignement coaxial par la raie, L'extrémité en aval du carter 71 est tarau- den comme indiqué en 81, afin de recevoir par vissage un raccord d'extrémité aval 82, formé avec une genge periphérique 83 pour le logement d'un anneau torofdal 84 destiné à ét.ablir un joint pour le fluide entre le raccord et le carter, Le raccord d'extrémité 82, à son extrémité interne, possède une face d'extrémité plane 85 destinée à venir rencontrer la bague 76 de la cage de retenue de disques.
Dans l'extrémité plane 84, le raccord 82 est façonné avec un siège tronconique 86 deitiné à recevoir la face convexe du disque 75 à cette exrémité de la pile de disques de filtre. Le serrage du
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raccord d'extrémité 82 provoque une compression de la pile de disques de filtre 75 contre le siège de disque formé. sur l'appendice de la cloison 72. A ce sujet, 3/évidement annulaire 73 laisse un jeu permettant une compression to- tale ou complète de la pile de disques de filtre. Le raccord d'extrémité 83 est lui-même fileté extérieurement afin de recevoir un contre-écrou ou écrou de blocage 87 qui peut être amené contre l'extrémité correspondante du carter 71 afin de maintenir le raccord d'extrémité 82 en position de serrage.
Le raccord d'extrémité 82 possède une lumière de sortie 88, s'étendant axialement et communiquant avec un adaptateur de lumière de .sortie 89 qui est reçu par vis- sage dans le raccord d'extrémité. Un anneau torotdal 90 est maintenu entre l'adaptateur 89 et l'alésage taraudé du raccord d'extrémité 82, afin d'établir un joint pour le fluide.
La cloison 72 est façonnée avec plusieurs passages espacés 91 de façon à recevoir le fluide entrant à partir d'un raccord d'extrémité d'entrée 92 vissé dans l'extrémité d'entrée du carter 71, comme indiqué en 93. Le raccord @ d'extrémité d'entrée 92, à son extrémité interne, est fa- çonné avec une gorge périphérique 94 destinée à abriter un anneau toroldal 95 afin de réaliser un joint pour le fluide entre le carter et le raccord d'extrémité d'entrée.
Ce dernier possède également une admission 96 s'étendant axialement, qui est taraudée de façon à recevoir un adapta- teur de lumière d'entrée 97. Un anneau toroïdal 98 est maintenu sous la tête de l'adaptateur 97 afin d'établir un joint pour le fluide entre l'adaptateur et le raccord 92.
Lors du fonctionnement de l'assemblage de filtre
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70, le courant entrant pénètre dans le raccord 92 et est distribué par les lumières 91 de la cloison 72 dans l'es- pace annulaire défini entre la pile d'éléments de filtre
75 et la paroi du carter 71. Une filiation marginale de la matière en particules survient sur les bords extérieurs des disques de filtre 75, l'espacement marginal déterminant la capacité absolue de l'assemblage de filtre 70. Le fluide circule alors vers l'intérieur jusqu'au noyau creux de la pile de disques de filtre suivant les parcours tronconiques déterminés par la configuration des disques de filtre 75 et une i'iltration en profondeur survient, de telle sorte plus /que les particules allongées de/petit diamètre cpe l'inter- valle marginal sont retenues par les saillies 75c.
Le cou- rant de sortie filtré est alors envoyé vers l'extérieur à partir du noyau creux de la pile de disques de filtre
75 par l'intermédiaire de l'alésage 88 dans le raccord de sortie 82. Ainsi, l'action de filtrage de l'assemblage de filtre 70 est très analogue à celle de l'assemblage de filtre 20. Toutefois, une chute de pression inférieure se- ra rencontrée avec l'assemblage de filtre 70, à cause de la configuration tronconique des disques de filtre et de la configuration correspondante des passages, qui donne une composante axiale à l'écoulement du fluide à travers le filtre.
A la figure 9, l'invention est incorporée dans un assemblage de filtre du type radiateur 110..Le.carter de- filtre possède un corps 111 dont l'extrémité inférieure .
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f2,!,t obturé'': par un joint..112 .mal.1!t-t>!).1,.I. en, place..en dessous d'un capuchon inférieur 113 qui est maintenu par plusieurs boulons appropriés ou autres éléments de fixation 114.
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L'extrémité supérieure du corps 111 est obturée sur son bord par un autre joint 112, en dessous d'une plaque de couver- ture amovible 115 qui est également maintenue par plusieurs boulons 114. Une lumière d'admission 116 est prévue dans une paroi d'extrémité du corps 111 et dans la paroi d'extrémité opposée se trouve une lumière de sortie 117.
L'assemblage de filtre 110 possède une pile d'élé- ments de filtre identiques 120. Comme représenté à la figure 10, chacun de ces éléments est une bande de forme rectangu- laire allongée, de préférence en acier inoxydable, qui a été gravée à la forme rectangulaire illustrée et également gravée de façon à produire des boutons de compression espacés marginaux à l'avant et à l'arrière 120d et des saillies en for- me de Y 120a illustrées à une échelle exagérée à la figure 11.
Comme dans le cas des éléments de filtre 40 de l'assemblage de filtre 20 de la figure 1, pour une capacité de 25 microns, chacun des éléments de filtre 120 a une épaisseur totale de 0,002 pouce, ce qui constutue le total d'une épaisseur.de sec- tion de base 120b de 0,001 pouce et d'une hauteur des saillies de 120a, au-dessus de la section de base, également/0,001 pouce.
L'intervalle entre les bords avant 120c d'une paire adjacente d'éléments de filtre 120 est ainsi 0,001 pouce dans les espaces compris entre les boutons 120d, de telle sorte que toutes les particules d'une dimension supérieure à 25 microns sont exclues du banc de radiateur des éléments de filtre.
Les saillies en forme de Y 120a sont agencées avec le même type de dessin que celui utilisé pour les disques de filtre 40 de la figure 3, de telle sorte qu'une cavité de stagnation 121 de chaque ligne arrière de saillies se trouve derrière l'intervalle en- tre les boutons marginaux avant 120d ou entre une paire adja-
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cente de saillies immédiatement en avant de la cavité de sta- gnation. De même, l'espacement entre les saillies adjacentes
120a est de préférence maintenu à 0,001 pouce, c'est-à-dire l'espace compris entre les branches opposées d'une paire adjacente de Y. Les branches et la queue de chaque Y peuvent de avoir une largeur de l'ordre/0,003 pouce et chaque Y peut avoir une longueur totale de 0,030 pouce et une largeur tota- le ,020 pouce.
Comme représenté à la figure 10, le banc d'éléments de filtre 120 est maintenu en place dans le corps 111 par une paire de fentes 123 s'étendant verticalement, qui sont prati- quées dans les parois latérales opposées du corps. Si on le désire, un joint d'étanchéité ou analogue peut être utilisé dans chaque rainure ou fente 123 afin d'empêcher que du flui- de non filtré ne contourne les extrémités du banc d'éléments de filtre 120. Toutefois, de tels moyens de joint peuvent être éliminés si les éléments de filtre 120 ont la longueur voulue pour assurer, un emboitage à force dans les fentes 123 ou qu'ils sont plus longs que l'intervalle entre les fonds des fentes
123 d'une distance de 0,001 pouce.
Une barre de serrage 124 est posée sur le sommet du banc d'éléments de filtre 120 et elle a également la longueur voulue pour que ses extrémités soient reçues dans les fentes 123. Les extrémités opposées de la barre 124 peuvent être munies de moyens d'étachéité au fluide où elles peuvent également avoir un ajustage très étroit dans les fentes, avec une tolérance de jeu qui n'est pas supérieureau total à la capacité nominale du filtre.
Lorsque la plaque de couverture 115 est fixée sur la barre de serrage 124, celle-ci comprime totalement le banc d'éléments de filtre 120, en éliminant tout jeu,
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de telle sorte que l'on obtienne une colonne verticale mas- sive avec approximativement 500. des éléments de filtre 120 sur chaque pouce de hauteur du banc de radiateur. Pour maintenir le banc d'éléments de filtre 120 à l'encontre de la différence de pression de travail du filtre, une paire de colonnes de support 125 rencontre le côté en aval du banc d'éléments de filtre. Comme représenté à la figure
10, ces colonnes 125 s'étendait verticalement ont de préfé- rence des surfaces d'appui planes venant en contact avec la face arrière du banc d'éléments de filtre.
En se référant à la figure 9, l'on peut se rendre compte que chaque colon- ne, à son extrémité inférieure, possède une goupille réalisée en une pièce 126, qui est logée dans une douille complémen- taire formée dans la surface supérieure de la plaque inférieu- re 113. A son extrémité supérieure, chaque colonne 125 possè- de une aile cylindrique 127 réalisée en une pièce et qui peut être reçue dans une poche complémentaire 128 formée dans la face inférieure de la couverture supérieure 115. Un ressort
129 est logé dans l'aile cylindrique 127 et la poche 128 afin de rappeler chaque colonne 125 vers le bas en appuyant fermement la goupille 126, à l'extrémité inférieure, dans sa douille.
Cet agencement permet un jeu à un épaulement 130 défini entre le collier 127 et l'extrémité supérieure de la colonne 125, afin d'assurer que la hauteur des colonnes,125 n'empêchera pas un serrage complet du couvercle 115 sur la barre 124, afin de comprimer totalement la pile et, également, afin d'assurer que le joint 112 à l'extrémité supérieure du corps il soit fermement serré en place.
A la figure 12, l'invention est incorporée dans une autre configuration d'assemblage de filtre en ligne 130.
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Un carter cylindrique 131 possède à une extrémité un dôme de forme tronconique 132 qui se transforma en une lumière d'admission 133. Ce dôme est taraudé intérieurement afin de recevoir un tuyau d'admission 134 coaxialement par rap- port au carter. L'autre extrémité du carter 131 est façonnée avec une aile extérieure 135 s'étendant périphériquement, sur laquelle est placée une plaque de base 136 d'une car- touche de filtre amovible. Un anneau toroidal convenable
137 est monté entre l'aile 135 et la plaque de base 136.
Cette dernière, à son tour, supporte une aile de montage
138 d'un organe de capuchon 139 qui possède une lumière de sortie taraudée 140 destinéeà recevoir un tuyau de sortie
141. Un anneau toroldal 142 est monté entre les faces se rencontrant de l'aile de montage 138 et de la plaque de base 136 afin d'établir un joint étanche au fluide entre ces pièces. L'aile 135, la plaque de base 136 et l'aile de montage 138 sont façonnées avec des alésages pouvant être alignés afin de recevoir des fixations à boulon convenables 143 pour maintenir, ces pièces ensemble.
La cartouche de filtre est portée sur la plaque de base 136 et peut être retirée conjointement avec la pla- que de base après avoir retiré les boulons 143 et l'organe de couverture 139 du carter 131. La cartouche comprend plusieurs disques de filtre identiques 145, plusieurs tirants
146 s'étendant longitudinalement et ancrés à ,une extrémité dans la plaque de base 136 et engagés par vissage à l'autre .
extrémité dans une plaque de pression 147. Dans la cartou- che de filtre sont également incorporées une plaque 148, maintenue par le tirant 146, et une vis de pression 149, s'engageant avec la plaque 147 et agissant de façon à serrer @
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les disques de filtre 145 entre la plaque 148 et la plaque de base 136.
Plus précisément, les disques de filtre 145, pour un filtre de 25 microns, sont faits d'une feuille d'acier inoxydable de 0,002 pouce qui est gravée avec la configuration de la vue en plan illustrée à la figure 14. Chaque disque est de forme généralement circulaire et présente une ouvertu- re centrale 145a ainsi qu'un bord extérieur en dent de scie 145b. Ce bord extérieur n'est pas continu mais, en des posi- tions espacées de 90 , il est façonné avec des enco ches semi- circulaires 145c, prévues pour recevoir les tirants 146. Les disques de filtre 145 sont ainsi répérés avec une orientation angulaire désirée, l'un par rapport à l'autre et par rapport à la plaque de base 136.
Chacun des disques de filtre 145 est façonné avec quatre rainures ou ouvertures 145d en forme d'arc et espacées circulairement, et la plaque de base 136 est façonnée avec des ouvertures 150 ayant la même configiration et le même espacement.
Après avoir gravé les disques de filtre 145 à la configuration plane décrite, il sont gravés pour produire la configuration de surface illustrée schématiquement à la figure 14. Ainsi, une surface de chaque disque est gravée jusqu'à une profondeur de 0,001 pouce pour laisser le des- sin illustré de saillies en forme de Y ayant une altitude de 0,001 pouce au-dessus d'une section de base 145f d'une épaisseur de 0,001 pouce et en laissant égalemept quatre boutons ou reliefs allongés ou zones de reliefs 145g s'é- tendant radialement à partir du trou central 145a. En d'autres motâ, les zones de relief 145g et les saillies
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145e en forme de Y ne sont pas gravées, alors que' le reste de la surface du disque est gravé jusqu'à une profondeur de 0,001 pouce.
Les saillies en forme de Y sont agencées en concordance avec le schéma décrit précédemment.
Dans l'assemblage de filtre 130, le courant entrant pénètre dans la lumière d'admission 133 et dans la pile d'éléments de filtre 145 à la foin à partir de l'espace annulaire entre la pile d'éléments de filtre et la paroi du carter 131 et à partir du noyau creux défini par les bords internes 145a de la pile de disques de filtre, Comme représenté à la figure 13, la plaque 148 présente plusieurs passages 152 s'étendant radialement,'dont les ex- trémités internes sont en communication avec un orifice 153 disposé axialement et qui a le même diamètre que celui des ouvertures de filtre 145a, tout en communiquant avec le noyau crux défini par les trous 145a.
Par conséquent, le courant entrant passe radialement vers l'intérieur à partir du bord extérieur de la pile de disques de filtre 145 et également radialement vers l'extérieur à partir du noyau creux de la pile. Le courant de sortie filtré, cbst- à-dire le fluide dans les passages en arc 145d est alors prélevé axialement à partir de la pile de filtre par l'intermédiaire des passages 150 de la plaque de base, de la lumière de sortie 140 et du tuyau 141.
En se référant à la figure 14, l'on remarquera que dans chacun des quadrants ou zones distinctes des disques de filtre 145, les saillies en forme de Y 145e, situées radialement vers l'extérieur par rapport aux ouvertures en arc 145d, sont agencées de façon à disposer leurs cavités de stagnation 155 dirigées vers l'extérieur. Dans chaque quadrant
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des disques de filtre 145, les saillies en Y 145e qui se situent radialement vers l'intérieur' par rapport aux ouvertures en arc 145d sont orientés avec leu-s cavités de stagnation dirigées radialement vers l'extérieur. En ce qui concerne l'échelle des dessins, l'on se rendra à nouveau compte que la dimension relative des saillies est largement exagérée pour la clarté de l'illustration.
Comme dans les assemblages de filtre décrits pré- cédemment, dans l'assemblage de filtre 130 également les disques de filtre 145 sont empilés avec la face gravée d'un disque venant rencontrer la face non gravée lisse d'un disque adjacent. Ces disques en conformité sont assemblés avec chaque disque repéré par les tirants 146, de telle sorte que les boutons 145g, les saillies 145e et les ouvertures 145d soient supperposés en conformité. Les ouvertures 145d vien- nent en alignement avec les ouvertures 150 dans la plaque de base 136, tandis que le noyau creux défini par les trous 145a vient en alignement avec la lumière 153 de la plaque 148.
Comme représenté.à la figure 13, les tirants 146 s'étendent à travers des ouvertures convenablement situées dans la plaque 148, ces ouvertures possédant un ajustage glissant sur les tirants. La plaque 147 est également façon- née avec des ouvertures destinées à recevoir à coulissement les tirants 146 et elle est maintenue en place sur ces derniers par des écrou à capuchon 157 engageant par vissage les extrémités des tirants. La vis de serrage 149 est engagée par vissage dans un alésage taraudé au centre de. la plaque de serrage 147 et l'extrémité interne de la vis s'appuye contre le centre de la plaque 148 afin de supprimer tout jeu
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et de comprimer complètement la pile de disques de filtre entre la plaque 148 et la plaque de base 136.
A nouveau, pour en supposant une classification de 25 microns/le filtre, lorsque la pile de disques de filtre 145 est totalement comprimée, il y a pratiquement 500 de ces disques par pouce de longueur axiale de la pile. A ce sujet, il est important de remarquer que, comme illustré à la figure 16, les boutons 145g et les saillies 145e sont exactement superposés, de telle sorte que quand la pile est totalement serrée, elle possède des caractéristiques de rigidité et de colonne structurale semblable à celleSd'un tube à paroi épaisse.
La figure 17 illustre une autre forme de réalisa- tion de l'invention qui est conçue de façon à empêcher la mise en place d'un disque de filtre quelconque dans une cartouche en position inverse, c'est-à-dire avec les saillies du disque de filtre venant rencontrer les saillies ou le côté gravé d'un autre disque de filtre. Dans le présent cas, l'on a prévu une cartouche ou cage de filtre 161 de con- figuration totale généralement analogue à celle de la cage
26 illustrée à la figure 2 et qui possède une paire espacée de barres s'étendant longitudinalement 162 et 163, entre les barres extrémités opposées de la cage, Bien que les/162 et 163 soient relativement fortement espacées, une autre paire de barres à relativement petite superficie en section transversale 164 et 165 sont assez étroitement espacées pour définir entre elles une voie de clavette 166.
Cette voie de clavette reçoit une zone de relief de compression 167 qui fait saillie radialement vers l'extérieur à partir d'un disque de filtre
168 et le disque possède plusieurs saillies en une pièce 169
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sur une surface, dans la zone comprise entre le bord extérieur 168a et le bord intérieur 168b du disque semblable à un anneau.
L'on remarquera que le bord extérieur 168a du disque de filtre est façonné avec une encoche pratiquement semi-cir- culaire 168c qui est situéegnéralement à l'opposé du relief de compression 167; niais décalée par rapport à un diamètre qui rencontrerait ce relief ou cette patte de compression.
Une tige de repérage 170 est montée dans la cage de filtre 161 dans une position correspondant à l'intervalle entre les barres 162 et 163 afin de venir en alignement avec l'encoche de repérage 168 de l'élément de filtre. Si le disque de filtre est inversé, il ne peut pas être accepté par la cartouche; parce que l'encoche de repérage 168cne viendrait pas s'aligner avec la tige de repérage 170, même si la patte de compression 167 était située dans la voie de clavette 166. Ainsi, il n'y a aucune possibilité qu'un disque de filtre 168 isolé quelconque puisse être introduit dans la cartoucHe en position inversée et l'intervalle marginal désiré entre les disques sera toujours maintenu, étant donné qu'il n'y pas de possibilité que les sail- lies 169 d'un disque viennent se placer sur des saillies 169 .d'un disque adjacent.
Comme on l'a déjà indiqué, il est hautement préfé- rable que les éléments de filtre soient obtenus en gravant l'élement de filtre à partir d'une mince feuille de métal, de fa- ço à laisser un agent de filtre absolument propre, dont aucune . partie ne peut être entratnée pour se perdre en aval dans le courant de sortie du.filtre. Ce processus peut.être effectué ,. comme indiqué aux figures 18,19 et 20 qui.illustre, à titre d'exemple, des étapes de la formation du disque de filtre 168 représenté à la figure 17.
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La figure 18 représente une zone de coin d'une mince feuille de métal 175 qui peut être considérée comme ayant une épaisseur primitive de 0,002 pouce. Pour la facilité , la face de la feuille de métal 175 illustréeà la figure 18 sera dénommée le côté supérieur, correspondant àce qui peut être dénommé le côté supérieur du disque de filtre 168 illustré à la figure 17. Le côté opposé de la feuille de métal 175 est illustré à la figure 19.
Aux figures 18 et 19, les zones ombrées représentent une matière de réserve de gravure con- venable qui peut être appliquée par un processus de sérigra- phie ou photographique afin d'isoler ou de protéger les zones de la feuille qui doivent rester non gravées.Ainsi, à la figure 17, les saillies en relief circulaires 169 et la zone de la patte ou du relief de compression 167 sont les seules zones non gravées de la face supérieure du disque de filtre 163.
L'on a utilisé les mêmes références à la figure 18 pour représenter des zones correspondantes de la feuille 175 qui sont couvertes par la matière de réserve, de façon à ne pas être éliminées de la surface supérieure de la feuille par l'agent d'attaque. D'une façon analogue, à la figure 18, les références 168a et 168b indiquent les bords des zones masquées de la feuille 175 qui correspondent aux bords externe et interne 168a et 168b du disque de filtre 168 illustré à la figure 17.
Sur le côté inférieur ou opposé de la feuille 175, tel que représenté à la figure 19, la totalité de la surface de la feuille est masquée par la réserve, à l'exception du bord externe 168a, y compris l'encoche de repérage 168c et la patte de compression 167, ainsi que le bord interne to- talement circulaire 168b.
L'en remarquera que les lignes de délimitation
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des divers éléments de filtre marqués sur la surface supérieu- re à la figure 18 sont en association symétrique avec les lignes délimitant les éléments de filtre marqués sur la surface inférieure à la figure 19 et les dessins sur les faces oppo- sées de la feuille sont évidemment exactement superposés. Par conséquent, lorsque la feuille 175 revêtue de réserve est plongée dans un agent d'attaque, les zones exposées de la feuil- le sont attaquées par cet agent simultanément sur les deux faces de la feuille.
Ceci est indiqué schématiquement à la figure 20, ou l'on observera que du métal a été enlevé entre les saillies masquées 169, autour du bord externe 168a et autour du bord interne 168b, les zones gravées étant attaquées simultanément à partir des faces opposées de la feuille. Il doit être enten- du que dans l'illustration de la figure 20, l'agent d'attaque n'a pas encore totalement pénétré, mais dans l'exemple illustré d'une feuille d'une épaisseur de 0,002 pouce, l'agent a une force suffisante pour pénétrer jusqu'à une profondeur de 0,001 pouce, de telle sorte que chacun des éléments de filtre 168 sera complètement séparé de la feuille 175 le long des bords 168a et 168b et une surface seulement de chaque élément de filtre aura du métal enlevé entre les saillies 169a sur cette face de la feuille uniquement.
Dans le cas où l'on désire des éléments de filtre avec la configuration de l'élément 75 de la figure 8, une feuille de métal semblable à la feuille 175 des figures 18 à 20 peut d'abord être emboutie jusqu'à une forme tronconique par des matrices de façonnage et la réserve est ensuite appliquée de façon à graver les éléments de filtre avec leurs saillies à partir de la feuille préfaçonnée.
D'une autre façon, des éléments de filtre plats peuvent être obtenus à partir d'une mince feuille de métal en perçant d'abord les
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flans avec une configuration plane désirée à partir de la feuille au moyen de matrices de perçage et ensuite en appliquant une réserve aux flans d'éléments de filtre pour réaliser l'en- lèvement du métal à partir d'une surface afin de laisser la configuration et la réparti.tion désirées des saillies. Toute- fois, une gravure pour découper le flan de disque de filtre est ou le disque complètement façonné à partir, de la feuille hau- tement préférable, étant donné qu'elle n'implique pas la possi- bilité de la production de déchets et copeaux ainsi que de morceaux de métal, comme il pourrait en résulter du perçage de la feuille avec des' matrices de perçage.
Les figures 21 à 23 illustrent des éléments de fil- tre possédant des dessins de gravure de forme spéciale destinés à amener le fluide traversant un filtre à être soumis à un tourbillon, ce qui provoque 1'entraînement et la retenue de particules dans des crevasses.En se référant aux figures 21 et,-22, un mince anneau métallique 181 est gravé de façon à of frir des canaux incurvés 182 à travers lesquels le fluide cir- cule vers l'intérieur de l'anneau, pomme représenté au mieux à la figure 22, le ca- nal gravé 182 dans l'agencement illustré possède une paroi incurvée ininterrompue 183 et une paroi incurvée 184 avec une' partie'repliée 185 s'étendant dans le' canal et Vers'le bord ' ' extérieur de l'anneau,
Avec une pile d'éléments de filtre d'une telle cons- truction,
le fluide chassé à travers les canaux est soumis à un tourbillonnement ou à une force centrifuge qui t end à amener les particules dans les crevasses formées entre les parois 184 et les' prolongements 185.
La figure 23 illustre l'anneau 186 avec un dessin
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de gravure qui remplit le même but que pour l'élément des figures 21 et 22. Les canaux 187 à la figure 23 sont façonnés de telle sorte qu'une paroi 183 de ceux-ci est dotée de plusieurs parties rentrantes espacées 189.
Il convier de remarquer aux figures 21 à 23 que la gravure amène les fonds et lesparois des canaux à être rugeux . Par conséquent, les surfaces de fond et de paroi elles-mêmes servent à retenir les particules, qui passeraient à travers si les surfaces étaient lisses, Le degré de rugo- sité peut être commandé à volonté et il peut être tel que les surfaces soient relativement irrégulières pour favoriser la retenue des particules à séparer par filtration du fluide.
D'après la description qui précède, il sera évident que les moyens de filtre suivant l'invention peuvent être incor- porés dans une large variété de configurations. En outre, étant donné que le moyen de filtre est de construction intégrale ou unitaire, il n'y a pas de possibilité de migration de ce moyen, c'est-à-dire l'enlèvement et le déplacement de parties de l'agent de filtre qui peuvent être entrainées dans le courant de sortie. En outre, étant donné qu'aucune matière étrangère n'est introduite lors de la fabrication dans l'élément de fil- tre, comme c'est le cas avec des moyens de filtre frittés, en treillis ou en forme de tamis, il n'y a pas de possibilité qu'une telle matière étrangère soit libérée dans le courant de sortie par suite de vibrations ou de phénomènes analogues.
Suivant la présente invention, une cartouche de fil- tre peut être soumise à un essai par bulles préalablement à l'installai.,ion de l'assemblage de filtre. Si une zone de surfa- ce défectueuse quelconque devait alors être découverte, la pile d'éléments de filtre peut être relâchée et les disques ,
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ou épaisseur de filtre défectueus4ndividuel les peuvent être re- tiréeset remplacées par d'autres disques de filtre et la car- touche peut alors être réassemblée. Ce processus élimine un complètement la nécessité d' renforcement quelconque, comme il est commun avec les types de filtre à tamis ou fritté,
avec lesquels un brasage destiné à la fermeture de vides inacceptables a pour résultat l'addition de matière étran- gère qui peut être perdue dans le courant de sortie et qui réduit également la superficie de filtration.
Le filtre suivant la présente invention peut être net- toyé plus efficacement par des vibrations sonores ou méca- niques, étant donné que ces vibrations n'ont pas pour résul- tat l'enlèvement et le déplacement d'une partie quelconque des moyens de filtre. En outre, étant donné qu'une cartouche de filtre peut être retirée à partir de l'assemblage de filtre après une période d'utilisation et desserrée afin de réaliser est un espacement entre les éléments de filtre, il/à présent pos- sibl.e de nettoyer l'espace de filtration en profondeur du filtre aussi bien que la zone de filtration marginale.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.