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BREVET D'INVENTION. Dispositif de filtrage ou tamisage en inatii.re plastique.
La présente invention concerne une installation de filtrage ou tqmisage, et elle concerne plus particulierement dus dispositifs de filtrage ou tamisage en matière plastique.
De nombreux dispositifs conventionnels de filtrage ou tamisage utilisés jusqu'à présent sont aptes à se corroder parce que la matière dont ils sont faits ne convient pas, et font très souvent défaut après un emploi de durée relativement courte. Quoique des essais aient été faits pour former divers types de dispositifs de filtrage ou tamisage en matière non-métallique ou plastique, ces divers essais ont échoué, ce qui en général etait dû à des problèmes de fabrication difficiles.
De plus, la plupart des
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dispositife conus ne pas des possibilités de filtrage ou tamisage efficientes, et d'autres dispositifs sont trop encombrants et snt ue construction coûteuse. par conséquent, un objet général de la présente invention est se p[réevoir un dispositif de filtrage ou tanisage de construc" tion simple et peu coûteuse, lequel est formé d'une matière tnermoplastique et est apte à résister à la corrosion tout en possédant un pouvoir de filtrage ou tamisage extrèmement bon, et conséquent un grand potentiel d'utilisation pour le filtrage ou tamisage de l'huile, de l'eau, de matières chimiques ou autres matières analogues.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un dispositif nouveau de filtrage ou tamisage et une méthode pour sa fabrication dans laquelle un fil allongé en matière thermoplastique est enroulé sur une pluralité de tiges thermoplastiques allongées similaires, le lil et les tiges étant soudes-ensemble à chaque région de contact entre eux, ae telle sorte que le dispositif de filtrage formé par cette méthode soit de construction très efficiente.
Par conséquent, la présente invention prévoit un procédé pour la production d'un dispositif de filtrage ou tamisage en matière plastique comprenant les phases suivantes : déplacement simultané d'une pluralité de tiges en matière thermoplastiquo substantiellement rigide en direction d'avancement substantielle** ment linéaire, les dites tiges étant disposées en relation substcntiellentent parallèle entre elles, et étant disposées selon un dessin ou système substantiellement cylindrique;
le déplacement d'un fil allongé en matière thermoplastique substantiellement rigide le long d'un trajet de mouvement prédéterminé et pendant ce mouvement, la mise en engagement et le repliage du dit fil sousune forme en arc; ensuite, @i simultanément avec le mouvement des dites tiges l'enroulement du dit fil hélicoïdelement autour de, et sur le dit système
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cylindrique de tiges, de telle sorte que chaque révolution du dit fil soit prévue à un écartement serré par rapport aux révolutions adjacentes; et la soudure des dites tiges et du fil ensemble à chaque point de contact entre le dit fil et les dites tiges.
La présente invention.concerne également un dispositif de filtrage et tamisage, de poids léger, résistant la corrosion et comprenant une pluralité de tiges parallèles allongées espacées entre elles, substantiellement Identiques, disposées selon un dessin ou système substantiellement cylindrique, un fil continu allongé enroulé de manière uniforme et continue sur les dites tiges de telle sorte que chaque révolution du fil soit disposée en relation d'écartement sefré par rapport aux révolutions adjacentes de manière à définir une ouverture uniforme entre les dites révolutions, les dites tiges et le fil étant formés en matière thermoplastique et étant soudés entre eux à chaque point de contact, les dites soudures étant nattes et débarrassées d'éclaboussures ou scories ou autres matières en excès,
capables de produire une obstruction de la dite ouverture continue et les dites tiges et fil ayant une résistance mécanique relativement élevée mais n'étant capables de subir qu'un faible allongement sous tension, de toile manière que le dispositif de filtrage ou tamisage ne subisse pas une déformation appréciable sous des efforts de tension.
Ces objets et avantages de la présente invention et d'autres encore, seront plus évidents de la description qui suit et des dessins ci-joints, dans lesquels les marnes chiffres de référence se rapportent aux mêmes parties ou à des parties similaires dans les diverses vues.
Dans les dessins : la figure 1 est une élévation latérale de l'apporeil employé pour réaliser le procède de fabrication du nouveau dispositif de filtrage ou'tamisage.
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La figure 2 est une vue en coupe à échelle plus grande prise
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spproximativement le long des lignes 2-2 de la figure 1 et
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regardant en direction des flèches.
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La figure 3 est une vue détaillée en coupe prise approx1mo.-
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tivcment le long des lignes 3-3 de la figure 2 et regardant en direction des flèches.
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La figure 4 montre une partie du disl-J{)6-UU., de filtrage ou
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tamisage.
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Le figure 5 est une vue en coupe détailla., à échelle plus 3r¯:rWe, montrant comment le fil allongé est mis en relation avec l'une des tiges du dispositif de filtrage ou tamisage, La figure 6 est une vue détail lue en coupe prise ëlpprox!... mtivc01out le long des lignes 6...6 de la figure 5, et regardant en direction des ±lÙches et 1:< figure 7 est un,,, vue fragmentaire d,:taillée illustrant la rno. c"wisme de découpage formateur d'encoches.
Lef3 figures 4,5 et 6 montrent un mode de réalisation du ;ii>;i>oiitif de filtrage ou tamisage en matière plastique, désigné nn é=n: z1 p2r le- chiffre de référence 10. Ce dispositif de f.l1tJ:ê'r,.;" oa tuui:<=u;e. 10 cOl'lprcnd une pluralité de tiges allongées .1 !ox:n.'.es ci'une méttitrE! thermoplastique rigide appropriée, de rx :tt¯rcrc;e en <3ci.ylonitrile butadiène styrène, les tiges 11 étant j,1, cJ.es ,.:!n relation fJU))!3ti:Jntiellement prircilièle l'une par rapport à l'autre et Qtnnt d.i5poses selon un dessin ou système v.u;.j.trmtiela::;:nt cylindrique.
Une J.uralàt; d'encoches 12 espacées longituainaleincnt entre (,1 \,;:., .c,ur jLonr/es CVHl:.i les tiges pendant 1;: formation du .....i<'..': i;.zî àe filtx-t,c: ou t:'iis3ge et ces encoches sont dirigées v, r'< 1.' .:.;.;t: .-i' u::: ut sj)nt disposées progressivement selon un ;.t ;,si1 ou ":y;t:¯r; uLstantiul ïcr,c,:r=t en spirale.
Un ril ;\llony 13 qui est éalern:nt fornié en matière thermo- 1. =e-ti uc i: l.ro:'rh:0, substantiellercwnt rigide de préférence en :>:; loi;ìLrile 1;uà-<i;ii,n;: 3tytme,est enroulé en spirale sur les
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tiges de telle sorte que chanue tour de fil sera axialement espacé à une courte distance du tour adjacent suivant. Dans cet arrdngement, comme illustré dans les figures 4 et 5, un espace 14 est dfini entre les révolutions adjacentes du fil 13.
Ainsi qu'illustré dans la figure 5, le fil présente généralement en coupe une forme trapézoïdale, 1'extrémité plus petite en biseau du coin étant placée à l'intérieur des encoches 12 formées dans les tiges 11. Ainsi l'espace ou encoche 14 situé entre les tours adjacents du fil présente une forme biseautée, les côtés du fil'qui définissent les tours adjacents convergeant vers l'extérieur du dispositif, de telle sorte que l'ouverture en spirale entre les spires ou révolutions adjacentes du fil présente une ouverture externe beaucoup plus petite que l'ouverture qui communique avec l'intérieur du dispositif de filtrage ou tamisage. Par cet arrangement, on obtient un filtrage et un tamisage très efficaces.
Le fil 13 est soudé aux tiges 1 aux points de contact respectifs entre les tiges et le fil. Le fil et les tiges sont de préférence soudés entre eux par soudure ultrasonique, ce qui produit un mouvement de vibration entre les surfaces de contact du fil et des tiges et qui à scn tour produit un frottement et engendre de la chaleur, dans les régions de surface interfaciales seulement. Dans le cas de l'acrylonitrile butadiène styrène, lorsque la température a atteint un niveau compris entre 138 C et 149 C (laquelle est la température de fusion de cette matière). les tiges et le fil fondront ensemble. Ce type de soudure produit une soudure très efficace seulement aux surfaces de contact mutuel, tout en réduisant au minimum la présence d'éclaboussures ou scories ou autres matières, à côté des surface fondues ensemble.
Il a été trouvé qu'en formant le dispositif de filtrage' ou tamisage en une matière plastique telle que l'acrylonitrile outadiène styrène, on peut produire un dispositif de filtrage
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ou tamisage très peu coûteux, ayant un poids faible mais de construction très résistante. Ces dispositifsde filtrage ou tamisage de matière fluide, tortues en cette matière, auronc à cause de leurs caractéristiques chimiques, une résistance sutstantiellement parfaite à l'égard ae la corrosion.
Quoique le dispositif de filtrage ou tamisage 10 puisse résister à des ell@orts d'écrasement élevés et quoiqu'il présente une résistance à la traction relativement grande, il subira un faible allongement sous l'effet d'une tension. Il a été trouvé que cette incapacité du dispositif de filtrage ou tamisage de s'allonger, est désirable dans de nombreux cas, par exemple lorsque le dispositif de filtrage ou tamisage est utilisé pour le filtrage de puits.
Ainsi, l'acrylonitrile butediène styrène ne s'allongera que de deux à trois pour cent avant de se rompre, de sorte que le filtrage ou tamisage, lorsque l'acrylonitrile butadiène styrène est soumis à des efforts de tension dépassant une valeur prédéterminée, fera défaut avant qu'il ne se déforme de maniàre appréciable. Un avantage qui en résulte est que le défaut d'un dispositif de filtrage ou tamisage, par fracture par exemple, dû à un traitement brusque accidentel pendant le montage, pourra être facilement remarqué par la ou les personnes qui effectuent le montage du dispositif de filtrage ou tamisage. D'autre part, si le dispositif de filtrage ou tamisage devait s'allonger par ce traitement, mais ne se romp pas, la déformation résultante est très difficile à percevoir pendant le montage.
Une telle déformation peut substantiellement modifier les dimensions des ouvertures de filtrage ou tamisage, ce qui constitue un facteur critique dans le mode de fonctionnement du dispositif de filtrage ou tamisage. Evidemment. le remplacement du dispositif de filtrage ou tamisage après le montage est une opération qui prend beaucoup de temps.
Dans le mode de réalisation du dispositif de filtrage illustré,
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il est à noter quia ce dispositif de filtrage ou t;t r:is, 3e présente une section substantiellement circulaire et que le fil 13 est substantiellement enroulé eu hélice de manière à définir un arc
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circulaire continu. Quoique la matière employée de préférenco, notainwent l'acrylonitrile butadiène styrène, suit relativement rigide, cette matière peut être préalablement soumise à la flexion ou préalablement enroulée et mise en spirale autour des tiges, de sorte que le fil constitue en fait une courbe hélicoïdale.
Ainsi, la largeur de l'espaceront untre les tours adjacents du fil est substantiellement Ici même, cie sorte que les ouvertures définies dans le dispositif de filtrage ou tamisage sont uniformes.
Dans le procédé de fabrication du dispositif de filtrage ou tamisage selon la présente invention, les tiges sont placées sur un organe de support approprié, tel qu'un mandrin, et sont déplacées sur une distance linéaire prédéterminée lorsque le fil est enroulé hélicoldaleinent sur les tiges. La tête de soudure applique) une pression contre les fils pour les placer dans les encoches des tiges, et la soudure est effectuée simultanément pendant le mouvement linéaire des tiges et pondant le mouvement d'enroulement du fil.
Afin d'empêcher le fil de former une ligne
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substantiellement droite entre les tiges actj::cntcs, de sorte qu'un dispositif de filtrage ou tamisage de for'ne polyon.)le sera formé à la place d'un dispositif cylindrique, le ±:il est préalablement soumis à la flexion ou enroulé préalablamunt :w.,nt qu'il ne soit enroulé sur les tiges. Le fil est soumis à un effort de flexion pendant son mouvement d' ;jv.4fic<y;:<ent Y... ri: ln poupée# et cet effort ae flexion est exercé an ,ul-rirrm:a par rapport au trajet lors du mouvement du fil. En soumettant préalablement le fil à une flexionle repliaye à eingle rdgu du fil lorsqu'il est enroulé sur une tige, sera complète':tant évité.
Cela constitue un état dans lequel l'ouverture ou
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encoche entre les révolutions adjacentes du fil n'est pas uniforme, surtout dans les régions où le fil et la tige se trouvent en contact entre eux. S'il n'y avait pas d'enroulement préalable du fil, le fil serait plutôt soumis à une flexion brusque lorsqu'il passe sur chaque tige et présenterait une partie substantiellement droite entre les tiges adjacentes.
Lorsqu'il est enroulé sur les tiges de cette manière, des révolutions adjacentes du fil seraient espacées entre elles sur une distance plus grande dans les régions des plis relativement aigus. Ainsi, le dispositif de filtrage ou tamisage aurait une forme polygonale avec un espacement non uniforme entre les révolutions adjacentes du fil. Non seulement, lu dispositif polygonal de filtrage ou tamisage ne présente pas
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la rne:me eEicacité de tamisage que le dispositif cylindrique, mils de plus, il ne présente pas le même aspect esthétique que celui des dispositifs cylindriques de filtrage ou tamisage.
Les figures 1, 2,3 et 7 montrent un appareil approprié pour la mise en ouuvre de la présente invention, Cet appareil,
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d. ':3.L011(: d'une maniera générale par le chiffre de référence 15, comprend un châssis de support approprié 16, lequel supporte
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une t<1blu ou base 16al cette table ou base 16a possède une tête 17 lui est tixée et qui est pourvue d'un mandrin 18 capable de subir une rotation, qui y est monté et en fait saillie
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1 (!:ie rit. Le cn::drin 18, qui présente en coupe une forme circullLe telle que montrée dans la figure 2, présente une pluralité d'encoches 19 espacées entre elles dans le sens 1': rl1'rit:r.:l ue ou circonférentiel, ces encociius étant formées suc leur ,\.lr!: .'ue externe.
Le rn,ancrin peut tourner dans un 't,u ou guide 20 au type buselure ayant une surface interne, cylindrique, ruz guidage servant à tenir les tiges en relation ;t,.1Jll! ii;.ii;; le8 encocn::1 19.
Uns conrc#poup'J.e ou chariot 21 est animé, dans le sens
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longitudinal d'un mouvement alternatif sur la table 16a vers la poupée 17 et en s'éloignant de celle-ci. Le cneriet 21 présente un mandrin 22 ayant substantiellement une section de mêmes dimensions et configuration que le mandire 18 et disposé en alignement axial avec celui-ci. Le mandrin 22 présente également un dispositif de guidage ou ;tau 23 qui sert à serrer et retenir les extrémités de la tige contre le mandrin 22 à la manière d'un étau et dispositif de guidage 20.
Le mandrin 22 est supporté de manière à pouvoir tourner sur le support 24, lequel est supporté par une tige de support 25 fixée sur le chariot 21. Ce chariot 21 présente un* surie de galets 26 qui facilitent le mouvement alternatif du cnariot le long de la partit-- supérieure de la table. Le chariot 21 présente un corps ou écrou 27 présentant un alésage fileté et venant en engagement avec une vis d'actionnement, allongée, filetée 28. La vis 28 est montée au moyen de supports appropriés 29 espacés entre eux, sur la table 16a. Ainsi, lorsqu[e la vis 28 tourne, le chariot ou contre-poupée 21 est déplacé vers la poupée ou s'éloigne de celle-'ci.
Des moyens sont,également prévus pour découper les encoches dans les tiges, ces moyens comprenant un couteau ou dispositif de découpage 50 lequel est monté au moyen d'un organe de montage approprié 51 prévu sur la base 16a. L'organe de découpage 50 présente une extrémité ou lame de découpage pointue qui fait saillie en relation d'obstruction par rapport à l'orbite de rotation des tiges montées sur le mandrin de telle sorte que lorsque les tiges tournent grâce au mandrin, ces tiges sont entaillées. Quoique dans le mode de réalisation illustré, on fasse usage d'un organe fixe de découpage, on pourra égaleemnt employer un couteau actionné, capable de subir une rotation.
Les moyens servant à alimenter l'énergie à la poupée pour la faire tourner et pour faire tourner la vis 28 comprennent un moteur électrique 30; lequel est monté sur le châssis 16 et qui
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présente un arbre de sortie 31 auquel se trouve fixée une poulie 32 sur laquelle passe une courroie motrice 33. La courroie motrice passe également sur une poulie prévue dans le mécanisme de transmission 34 qui actionne une paire d'arbres 35 et 36 respectivement. La transmission présente un mécanisme approprié ae renversement de marche pour permettre à la vis d'être actionnée de manière réversible et sélective.
L'arbre 35 est connecté par l'actionnement de courroie/poulie 37 avec la poupée afin de faire tourner le mandrin 18, tandis que l'arbre 36 est connecté par une poulie à courroie ou chaîne à roue 38 avec la vis 28 pour faire tourner la vis.
Une bobine rotative 39 sur laquelle est enroulé le fil 13, est supportée sur le châssis 13 au moyen de supports appropriés 40 qui supportent l'axe de la bobine 39. L'appareil comprend également un dispositif 41 pour la soudure par ultrasons et ce dispositif comprend une tête de soudure 42 qui vient en engagement avec le fil 13 lorsque celui-ci est enroulé sur les tiges pendant le processus de réalisation du dispositif de filtrage et tamisage. La tête de soudure 42 qui produit la soudure par ultrasons du fil et des tiges, est poussée vers le bas par des ressorts appropriés (non illustrés) qui poussent de manière élastique le fil pour le faire venir en engagement avec les encoches forcées dans les tiges.
Le dispositif de soudure par ultrasons peut être du type connu dans l'industrie sous la désignation de "Sonifier Plastic Welder" mis en vente par "Branson Instruments, Inc." à Stamford, Connecticut, Etats Unis d'Amériqueo
Des moyens sont également prévus pour soumettre le fil 13 à un enroulement préalable ou à une flexion afin de permettre à ce fil de s'enrouler hélicoïdalement et éviter l'effet de repli à angle aigu qui accompagne normalement l'enroulement d'une matière plut8t rigide sur un cylindre ayant un axe de
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section relativement petit. Ces moyens comprennent un mécanisme 43 d'enroulement préalable, formé d'un galet relativement grand 44 dont l'axe est monté de manière élastique sur des moyens appropriés de support 45 supportés par le cuisis 16.
Une pluralité de galets plus petits 46 sont également montés sur le châssis 16 et sont disposés en relation proximale serrée par rapport au galet 44. Les galets 46 présentent des encoches 47 qui correspondent à la configuration en coupe des parties externes du fil 13 tandis que le galet 44 présente une encoche ayant la même forme et les mêmes dimensions que la partie interne du fil. La phase d'enroulement préalable permet également dans une certaine mesure de donner les dimensions exactes au fil 13. Puisque certaines matières tnermoplastitques. telles que l'acrylonitrile butadiène styrène, sont quelque peu malléables, ce genre de matière peut être conformé à froid.
Ce node de déterminer les dimensions du fil peut être employé pour établir les dimensions d'encoche dans le dispositif de filtrage ou tamisage. Par Exemple, lorsque la vis d'actionnément 28 ayant sa vitesse de rotation réglée à une vitesse prédéterminée par rapport au rapport des vitosses de la tête de soudure, do manière à former un dispositif de filtrage ou tamisage ayant une encoche de 0,0254 cm, la largeur normale du fil pourra être modifiée par rapport à lavaleur normole, au moyen du mécanisme qui sert à donner l'enroulement préalable afin de produire une encoche de 0,0203, 0,0229, 0,0279 ou 0,0305 centimètres.
On voit ainsi que lorsque le fil 13 est déroulé de la bobine 39, même lorsque le fil 13 est de construction rigide relativement raide, le fil subira un enroulement préalable pour recevoir une configuration générale en arc, grôce au mécanisme 43 qui sert à donner l'enroulement préalable. Il est bien entendu que l'on pourra employer d'autres moyens servant à donner l'enroulement préalable @ la place du mécanisme
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de galets illustré servant à effectuer l'enroulement préalable.
Lors de la réalisation pratique du nouveau procédé, une pluralité des tiges 11 auront leurs extrémités frontales respecti- ves se prolongeant, au-delà des encoches prévues sur le mandrin 18 de la poupée rotative, les dites extrémités étant fixées sur le mandrin '22 et étant supportées par ce mandrin. Le fil 13 sera enroulé sur les tiges 11 et la tête de soudure 42 viendra en engluement avec le fil 13 et exercera une pression vers le bas sur ce fil 13 pour le pousser en position stable dans les encoches 12 formées dans les tiges.
Le moteur 30 et le dispositif
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de soudure pr u1 trasons recevront simultanément du courant de telle sorte que les mandrin:: 18 et 22 tourneront simultanément pendant, le mouvement de rotation de la vis d'actionneemnt 28.
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?ar:3i, J.e m.-indrin de la poupée sera mis en mouvement axialement tm H'éloign'int du mandrin de la poupée de sorte que le fil 13 Don, enroulé h61ico!dnlernent et uniformément sur lus tiges.
;irml t2n,lent, pendant cette action d'enroulement, le dispositif do soudure par ultra-sons effectuera la .soudure du fil sur les tiges de telle sorte du on pourra former rapidement un dispositif
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dl' fi 1 tr" Çe ou t.:1,.1iSdge très efficace, p>ar exemple un dispositif j, ur lu t rr:i:.we dé puits. La longueur des tiges employée dans ce- procédé correspondra de préférence à la longueur axiale du dl."ponitif de filtrage ou tzirriitiagel cependant, des moyens seront -r:vu:.; pOI.'r l'ali/r.unt?tion continue des tiges au mandrin.
En utilisnt un dispositif de souczu.e par ultrasons pour effectuer une liaison entre le fil et les tiges, non seulement on effectue une souque efficace, mais la chaleur produite par les vibrations
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ul ttdDOni U'2S no..' produit la fusion qu'aux surfaces interfaciales, SiLni:1, il n' aura ppa d'éalaboussures ou scories, ou il n'y en .ui:,, uue t:.tjs pou produites par ce procédé.
1h' invention prévoit ainsi un nouveau dispositif de ti7.tra.F ou t ::us,,e formé de matière plastique, laquelle est iiun-corroxiirc et at o.i..:,1 tte résister à des charges relativement
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élevées. Il est évident de plus que le dispositif de filtrage ou tamisage selon l'invention réduit les montagers défectueux au minimum à cause de ses caractéristiques phydisques comp[renant un allongement à la traction relativement bas, ces mentages défectueux pouvant être attribués à la déformation du 'dispositif de filtrage ou tamisage, comne c'est le cas avec d'autres types de dispositifs de filtrage ou tamisage.
Le dispositif de filtrage ou tamisage en matière plastique' produit selon la présente invention est de construction simple, ou/et pou coûteuse et, de plus, fonctionne d'une manière plus efficace que celle de tout autre dispositif similaire comparable connue jusqu'à présent.
Il est bien entendu que de nombreuses modifications ou chan.. gements peuvent titre apportés à la forme, aux détails, à l'arrangement et/ou aux proportions des diverses parties du dispositif de filtrage ou temisage, sans sortir de la portée de la présente invention.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PATENT. Filtering or sieving device in plastic inatii.re.
The present invention relates to a filtering or screening installation, and it relates more particularly to filtering or screening devices made of plastic.
Many conventional filtering or sieving devices used heretofore are apt to corrode because the material from which they are made is unsuitable, and very often fail after relatively short employment. Although attempts have been made to form various types of non-metallic or plastic filter or sieve devices, these various tests have failed, which in general was due to difficult manufacturing problems.
In addition, most
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devices designed not to provide efficient filtering or sieving possibilities, and other devices are too bulky and expensive to construct. It is therefore a general object of the present invention to provide a filtering or tanizing device of simple and inexpensive construction, which is formed of a thermoplastic material and is able to resist corrosion while having a high quality. Extremely good filtering or sieving power, and therefore great potential for use in filtering or sieving oil, water, chemicals or the like.
Another object of the present invention is to provide a novel filtering or sieving device and a method for its manufacture in which an elongated thermoplastic wire is wound on a plurality of similar elongated thermoplastic rods, the thread and the rods being welded. together at each region of contact between them, ae so that the filtering device formed by this method is of very efficient construction.
Accordingly, the present invention provides a process for the production of a plastic filter or sieve device comprising the following steps: simultaneous movement of a plurality of substantially rigid thermoplastic rods in the substantially forward direction linear, said rods being arranged in substcntiellentent parallel relation to each other, and being arranged in a substantially cylindrical pattern or system;
moving an elongated wire of substantially rigid thermoplastic material along a predetermined path of movement and during that movement engaging and folding said wire into an arcuate shape; then, @i simultaneously with the movement of said rods the winding of said wire helically around, and on said system
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cylindrical of rods, such that each revolution of said wire is provided at close spacing with respect to adjacent revolutions; and welding said rods and wire together at each point of contact between said wire and said rods.
The present invention also relates to a filter and sieve device, light in weight, corrosion resistant and comprising a plurality of elongated parallel rods spaced apart from each other, substantially identical, arranged in a substantially cylindrical design or system, an elongated continuous wire wound from uniform and continuous manner on said rods such that each revolution of the wire is arranged in a spaced apart relation with respect to adjacent revolutions so as to define a uniform opening between said revolutions, said rods and the wire being formed in thermoplastic material and being welded together at each point of contact, said welds being mat and free of splashes or slag or other excess material,
capable of producing an obstruction of said continuous opening and said rods and wire having a relatively high mechanical strength but being able to undergo only a small elongation under tension, so that the filtering or sieving device is not subjected appreciable deformation under tension.
These and other objects and advantages of the present invention will be more apparent from the following description and the accompanying drawings, in which the reference numerals refer to the same or similar parts in the various views. .
In the drawings: FIG. 1 is a side elevation of the device used to carry out the process of manufacturing the new filtering or sieving device.
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Figure 2 is a sectional view on a larger scale taken
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s approximately along lines 2-2 of Figure 1 and
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looking in the direction of the arrows.
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Figure 3 is a detailed sectional view taken approx1mo.-
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tivcment along lines 3-3 in Figure 2 and looking in the direction of the arrows.
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Figure 4 shows part of the disl-J {) 6-UU., Filtering or
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sieving.
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Figure 5 is a detailed sectional view, on a plus scale 3r¯: rWe, showing how the elongated wire is brought into relation with one of the rods of the filtering or sieving device, Figure 6 is a detailed view read in section taken ëlpprox! ... mtivc01out along lines 6 ... 6 of figure 5, and looking in the direction of ± loose and 1: <figure 7 is a ,,, fragmentary view of cropped illustrating the rno. notch-forming die-cutting method.
Lef3 figures 4, 5 and 6 show an embodiment of the plastic filtering or sieving device, designated nn é = n: z1 p2r the reference number 10. This device f.l1tJ: ê'r,.; "oa tuui: <= u; e. 10 cOl'lprcnd a plurality of elongated rods .1! ox: n. '. is a suitable rigid thermoplastic meteor, of rx: tt¯rcrc ; e in <3ci.ylonitrile butadiene styrene, the rods 11 being j, 1, cJ.es,.:! n relation fJU))! 3ti: Jntialement prircilièle with respect to the other and Qtnnt d.i5poses according to a design or system seen; .j.trmtiela ::;: nt cylindrical.
A J.uralàt; of notches 12 spaced longitudinally between (, 1 \,;:., .c, ur jLonr / es CVHl: .i the rods during 1 ;: formation of ..... i <'..': i ;. zî àe filtx-t, c: or t: 'iis3ge and these notches are directed v, r' <1. '.:.;.; t:.-i' u ::: ut sj) nt gradually arranged according to a ; .t;, si1 or ": y; t: ¯r; uLstantiul ïcr, c,: r = t in a spiral.
A ril; \ llony 13 which is alern: nt formed in thermo- 1. = e-ti uc i: l.ro:'rh:0, rigid substance preferably in:> :; law; ìLrile 1; uà- <i; ii, n ;: 3tytme, is wound in a spiral on the
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rods so that one turn of wire will be axially spaced a short distance from the next adjacent turn. In this arrangement, as illustrated in Figures 4 and 5, a space 14 is defined between the adjacent revolutions of the wire 13.
As illustrated in Figure 5, the wire generally has a trapezoidal shape in section, with the smaller bevelled end of the wedge being placed within the notches 12 formed in the rods 11. Thus the space or notch 14 located between adjacent turns of the wire has a bevelled shape, the sides of the wire which define the adjacent turns converging outwardly of the device, such that the spiral opening between adjacent turns or turns of the wire has an opening external much smaller than the opening which communicates with the interior of the filter or sieving device. By this arrangement, very efficient filtering and sieving is obtained.
The wire 13 is welded to the rods 1 at the respective points of contact between the rods and the wire. The wire and the rods are preferably welded together by ultrasonic welding, which produces a vibratory movement between the contact surfaces of the wire and the rods and which in turn produces friction and generates heat, in the regions of the wire. interfacial surface only. In the case of acrylonitrile butadiene styrene, when the temperature has reached a level between 138 C and 149 C (which is the melting point of this material). the rods and wire will melt together. This type of weld produces a very effective weld only at the surfaces of mutual contact, while minimizing the presence of spatter or slag or other material, adjacent to the surfaces fused together.
It has been found that by forming the filter or sieve device from a plastic material such as acrylonitrile or adiene styrene, a filter device can be produced.
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or very inexpensive sieving, having a low weight but of very strong construction. These devices for filtering or sieving fluid material, turtles in this matter, have therefore because of their chemical characteristics, a sutstantially perfect resistance to corrosion.
Although the filtering or sieving device 10 can withstand high crushing forces and although it exhibits relatively high tensile strength, it will experience little elongation under tension. It has been found that this inability of the filter or sieve device to elongate is desirable in many cases, for example when the filter or sieve device is used for well filtering.
Thus, acrylonitrile butadiene styrene will only elongate two to three percent before breaking, so that the filtering or sieving, when acrylonitrile butadiene styrene is subjected to tensile forces exceeding a predetermined value, will defect before it deforms appreciably. A resulting advantage is that the defect of a filtering or sieving device, by fracture for example, due to an accidental abrupt treatment during assembly, can easily be noticed by the person or persons who carry out the assembly of the filtering device. or sieving. On the other hand, if the filtering or sieving device were to elongate by this treatment, but not break, the resulting deformation is very difficult to perceive during assembly.
Such deformation can substantially alter the dimensions of the filtering or screening openings, which is a critical factor in the mode of operation of the filtering or screening device. Obviously. the replacement of the filtering or sieving device after assembly is an operation which takes a lot of time.
In the embodiment of the illustrated filtering device,
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it should be noted that this filtering device or t; t r: is, 3e has a substantially circular section and that the wire 13 is substantially wound in the helix so as to define an arc
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continuous circular. Although the material preferably employed, notably acrylonitrile butadiene styrene, is relatively rigid, this material can be previously subjected to bending or previously wound and spiraled around the rods, so that the wire in fact constitutes a helical curve.
Thus, the width of the gap between adjacent turns of the yarn is substantially here, so that the openings defined in the filter or sieve device are uniform.
In the method of manufacturing the filtering or sieving device according to the present invention, the rods are placed on a suitable support member, such as a mandrel, and are moved a predetermined linear distance as the wire is wound helically on the rods. . The solder head applies pressure against the wires to place them in the notches of the rods, and the weld is performed simultaneously during the linear movement of the rods and laying the winding movement of the wire.
In order to prevent the wire from forming a line
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substantially straight between the rods actj :: cntcs, so that a filter or sieving device of for'ne polyon.) will be formed instead of a cylindrical device, the ±: it is previously subjected to bending or rolled up beforehand: w., nt that it is not rolled up on the rods. The wire is subjected to a bending force during its movement d '; jv.4fic <y;: <ent Y ... ri: ln doll # and this bending force is exerted an, ul-rirrm: a with respect to the path during the movement of the wire. By first subjecting the wire to bending, the folded back to eingle rdgu of the wire when it is wound on a rod, will be complete ': so avoided.
This constitutes a state in which the opening or
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the notch between adjacent turns of the wire is not uniform, especially in areas where the wire and the rod are in contact with each other. If there were no pre-winding of the wire, the wire would instead be subjected to abrupt bending as it passes over each rod and present a substantially straight portion between adjacent rods.
When wound onto the rods in this manner, adjacent revolutions of the wire would be spaced apart a greater distance from each other in the regions of the relatively sharp folds. Thus, the filtering or sieving device would have a polygonal shape with non-uniform spacing between adjacent revolutions of the yarn. Not only does the polygonal filtering or sieving device not present
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the rne: same sieving efficiency as the cylindrical device, moreover, it does not present the same aesthetic aspect as that of the cylindrical filtering or sieving devices.
Figures 1, 2, 3 and 7 show an apparatus suitable for practicing the present invention, This apparatus,
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d. ': 3.L011 (: generally by reference numeral 15, includes a suitable support frame 16, which supports
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a t <1blu or base 16al this table or base 16a has a head 17 which is attached to it and which is provided with a mandrel 18 capable of undergoing rotation, which is mounted therein and protrudes from it
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1 (!: Ie rit. The cn :: drin 18, which has in section a circular shape as shown in figure 2, has a plurality of notches 19 spaced apart in the direction 1 ': rl1'rit: r .: ue or circumferential, these encociius being formed suc their, \. lr !: .external.
The rn, anchor can rotate in a 't, u or guide 20 to the nozzle type having an internal, cylindrical surface, ruz guide used to hold the rods in relation; t, .1Jll! ii; .ii ;; le8 encocn :: 1 19.
A conrc # doll'J.e or chariot 21 is animated, in the sense
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longitudinal of a reciprocating movement on the table 16a towards the doll 17 and away from the latter. The cneriet 21 has a mandrel 22 having substantially a cross section of the same dimensions and configuration as the mandrel 18 and disposed in axial alignment therewith. The mandrel 22 also has a guide device or; tau 23 which serves to clamp and retain the ends of the rod against the mandrel 22 in the manner of a vice and guide device 20.
The mandrel 22 is rotatably supported on the support 24, which is supported by a support rod 25 fixed to the carriage 21. This carriage 21 has a surie of rollers 26 which facilitate the reciprocating movement of the cnariot along it. the upper part of the table. The carriage 21 has a body or nut 27 having a threaded bore and engaging an actuating, elongated, threaded screw 28. The screw 28 is mounted by means of suitable supports 29 spaced apart from each other on the table 16a. Thus, when the screw 28 turns, the carriage or tailstock 21 is moved towards the headstock or away from it.
Means are also provided for cutting the notches in the rods, these means comprising a knife or cutting device 50 which is mounted by means of a suitable mounting member 51 provided on the base 16a. The cutting member 50 has a sharp end or cutting blade which protrudes in obstructing relation to the orbit of rotation of the rods mounted on the mandrel so that when the rods rotate by the mandrel, these rods are notched. Although in the illustrated embodiment, use is made of a fixed cutting member, it is also possible to use an actuated knife capable of undergoing rotation.
The means for supplying energy to the headstock to turn it and to turn the screw 28 comprise an electric motor 30; which is mounted on the frame 16 and which
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has an output shaft 31 to which is fixed a pulley 32 on which passes a driving belt 33. The driving belt also passes over a pulley provided in the transmission mechanism 34 which actuates a pair of shafts 35 and 36 respectively. The transmission has a suitable reverse gear mechanism to allow the screw to be operated in a reversible and selective manner.
Shaft 35 is connected by belt / pulley 37 actuation with the headstock to rotate mandrel 18, while shaft 36 is connected by belt pulley or chain wheel 38 with screw 28 to make turn the screw.
A rotating spool 39 on which the wire 13 is wound is supported on the frame 13 by means of suitable supports 40 which support the axis of the spool 39. The apparatus also comprises a device 41 for ultrasonic welding and this device comprises a solder head 42 which comes into engagement with the wire 13 when the latter is wound on the rods during the process of making the filter and sieve device. The weld head 42 which produces the ultrasonic weld of the wire and rods, is pushed down by suitable springs (not shown) which resiliently urge the wire into engagement with the notches forced into the rods. .
The ultrasonic welding device may be of the type known in the industry as the "Sonifier Plastic Welder" sold by "Branson Instruments, Inc." in Stamford, Connecticut, United States of America
Means are also provided for subjecting the wire 13 to prior winding or to bending in order to allow this wire to wind up helically and to avoid the effect of folding at an acute angle which normally accompanies the winding of a material rather. rigid on a cylinder having an axis of
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relatively small section. These means comprise a pre-winding mechanism 43, formed of a relatively large roller 44, the axis of which is resiliently mounted on suitable support means 45 supported by the cooker 16.
A plurality of smaller rollers 46 are also mounted on the frame 16 and are disposed in close proximal relationship to the roller 44. The rollers 46 have notches 47 which correspond to the cross-sectional configuration of the outer portions of the wire 13 while the roller 44 has a notch having the same shape and the same dimensions as the internal part of the wire. The pre-winding phase also makes it possible to a certain extent to give the exact dimensions to the wire 13. Since some tnermoplastic materials. such as acrylonitrile butadiene styrene, are somewhat malleable, this kind of material can be cold formed.
This node of determining the dimensions of the wire can be used to establish the dimensions of the notch in the filter or sieving device. For example, when the actuator screw 28 having its rotational speed adjusted to a predetermined speed with respect to the ratio of the vitosse of the welding head, so as to form a filter or sieve device having a notch of 0.0254 cm , the normal width of the wire can be modified compared to the normol value, by means of the mechanism which serves to give the preliminary winding in order to produce a notch of 0.0203, 0.0229, 0.0279 or 0.0305 centimeters.
It can thus be seen that when the wire 13 is unwound from the spool 39, even when the wire 13 is of relatively stiff rigid construction, the wire will undergo a preliminary winding to receive a general arched configuration, thanks to the mechanism 43 which serves to give the 'preliminary winding. It is understood that one can use other means serving to give the preliminary winding @ in place of the mechanism.
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of rollers illustrated for pre-winding.
When carrying out the new method in practice, a plurality of the rods 11 will have their respective front ends extending beyond the notches provided on the mandrel 18 of the rotating headstock, said ends being fixed on the mandrel '22 and being supported by this mandrel. The wire 13 will be wound on the rods 11 and the solder head 42 will get stuck with the wire 13 and will exert a downward pressure on this wire 13 to push it into a stable position in the notches 12 formed in the rods.
The motor 30 and the device
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welding sockets will simultaneously receive current so that mandrel :: 18 and 22 will rotate simultaneously during the rotational movement of the actuating screw 28.
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? ar: 3i, J.e m.-indrin of the headstock will be set in motion axially away from the mandrel of the headstock so that the wire 13 Don, wound h61ico! dnlernent and uniformly on the rods.
; irml t2n, slow, during this winding action, the ultrasonic welding device will perform the .soldering of the wire on the rods so that a device can be quickly formed.
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Very efficient fi 1 tr "Çe or t.:1,.1iSdge, for example a device j, ur lu t rr: i: .we de well. The length of the rods employed in this process will preferably correspond at the axial length of the dl. "filtering tip or tzirriitiagel however, means will be -r: vu:.; pOI.'r the continuous ali / r.unt? tion of the mandrel rods.
By using an ultrasonic worrying device to make a connection between the wire and the rods, not only an effective strain is effected, but the heat produced by the vibrations
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ul ttdDOni U'2S no .. 'only produces fusion on interfacial surfaces, SiLni: 1, there will be no spatter or slag, or there is none: ,, uue t: .tjs pou produced by this process.
1h 'invention thus provides a new device for ti7.tra.F or t :: us ,, e formed of plastic material, which is iiun-corroxiirc and at o.i ..:, 1 tte withstand relatively loads
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high. It is further evident that the filtering or sifting device according to the invention reduces the defective assemblies to a minimum because of its physical characteristics including a relatively low tensile elongation, these defective mentages being able to be attributed to the deformation of the ' filtering or sieving device, as is the case with other types of filtering or sieving devices.
The plastic filtering or sieving device produced according to the present invention is of simple, or / and expensive construction and, moreover, operates in a more efficient manner than any other comparable similar device known heretofore. .
It is understood that many modifications or changes may be made to the shape, details, arrangement and / or proportions of the various parts of the filtering or seeding device, without departing from the scope of this present document. invention.
CLAIMS.
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