Dispositif de contrôle de dérivation de filtre
La présente invention concerne un dispo- sitif de contrôle de dérivation de filtre pour faire passer automatiquement un fluide en dérivation par rapport au filtre lorsque celui-ci est colmaté et son application est particulièrement utile dans les installations de filtrage de fluide pour aéronefs.
Les filtres sont ordinairement utilisés dans les instailations de lubrification et de distribution de carburant ou combustible de moteurs, turbo-moteurs et turbo-réacteurs d'avions afin d'empêcher que des particules de matières étrangères soient entraînées dans les parties travaillantes du moteur et y causent des dommages. Ces filtres affectent normalement la forme d'un tamis à fines mailles placé dans la section de la canalisation de distribution en un certain point, de manière que la matière étrangère soit recueillie sur la surface de ce tamis.
Cependant, au bout de longues périodes de fonctionnement, ces filtres se colmatent et, à moins qu'ils soient retirés ou nettoyés ou que le courant de fluide soit amené à les passer en dérivation, ce courant se trouve soupé dans l'installation en question. Une situation analogue peut se présenter aux très basses températures par suite de la formation de glace sur le filtre ou du fait que le fluide devient trop visqueux pour permettre un passage suffisant de celui-ci à travers le filtre.
I1 est de pratique courante de combattre le colmatage d'un filtre en prévoyant une dérivation de ce filtre dans l'installation. Un dispositif de contrôle met cette dérivation en fonctionnement en cas de colmatage du filtre, en assurant ainsi la continuation de la distribution de fluide au moteur.
De nombreux dispositifs de contrôle de dérivation de filtre fonctionnent d'une manière satisfaisante dans une seule position, en s'en remettant à la pesanteur d'empêcher que toute matière étrangère, qui a été recueillie sur le tamis du filtre, soit entraînée dans le fluide qui est passé en dérivation et soit amenée dans le moteur. Cependant, dans une installation d'aéronef, la pesanteur ne peut pas être utilisée à cette fin parce que sa ligne d'action par rapport à l'aéronef peut être modifiée ou même inversée pendant les manoeuvres de celui-ci.
La présente invention a pour but de créer un dispositif de contrôle pour assurer automatiquement le passage en dérivation d'un filtre lorsque celui-ci se trouve colmaté.
Ce dispositif de contrôle comporte une arrivée, un raccord servant à relier le dispositif de contrôle au côté d'admission du filtre, ce raccord communiquant normalement avec l'arrivée, ce qui a pour effet que du fluide est normalement distribué de l'arrivée au côté d'admission du filtre, un raccord de dérivation as surant le passage du fluide du dispositif de contrôle à une dérivation du filtre et un obturateur coupant normalement la communication entre l'arrivée et le raccord de dérivation, caractérisé en ce que l'obturateur comporte un piston servant à l'actionner, ce piston présentant, dans sa position normale, une face de travail en communication avec le raccord du filtre,
le piston pouvant venir se placer dans une autre position en réaction à la pression prédéterminée exercée sur cette face par suite du colmatage du filtre et l'obturateur pouvant être actionné par ce mouvement du piston pour ouvrir le raccord de la dérivation en le faisant communiquer avec l'arrivée et en assurant ainsi le passage en dérivation par rapport au filtre.
L'obturateur, lorsqu'il est actionné par le mouvement du piston, ferme de préférence le raccord du filtre par rapport à l'arrivée en isolant ainsi le côté d'admission du filtre de l'arrivée.
Deux formes d'exécution du dispositif de contrôle de dérivation sont représentées, à titre d'exemples, au dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe d'un filtre associé à la premiere forme d'exécution du dispositif de contrôle de dérivation.
La fig. 2 est une vue de la deuxième forme d'exécution.
L'installation de filtrage représentée à la fig. 1 comprend un filtre classique 10 et un dispositif de contrôle 11 de la dérivation de ce filtre. Le filtre est constitué par un boîtier cy lindrique creux 12, muni d'un chapeau 13 vissé sur une de ses extrémités, une rondelle de joint 14 étant insérée entre le chapeau et le boîtier pour empêcher des fuites. Les parois intérieures du boîtier délimitent une chambre de filtrage 15. Un élément filtrant 16, constitué par un tamis cylindrique de fine toile métallique, est monté, à l'une de ses extrémités, sur le chapeau 13 et s'étend dans la chambre 15 coaxialement à celle-ci, l'autre extrémité de cet élément filtrant étant fermée par une plaque 17.
Un orifice d'admission 18 est ménagé dans la paroi cylindrique du boîtier 12 et un orifice de sortie 19 est ménagé dans le chapeau 13 pour communiquer avec l'intérieur de l'élément filtrant. L'intérieur de cet élément filtrant constitue ainsi le côté de sortie du filtre et le reste de la chambre 15 constitue le côté d'admission de ce dernier.
Le dispositif de contrôle de dérivation 1 1 de ce filtre est pareillement constitué par un boîtier creux 20 muni d'un chapeau 21. Les parois intérieures du boîtier délimitent une chambre de travail étagée constituant un premier cylindre 22, un second cylindre ou cylindre intermédiaire 23 et un troisième cylindre 24; ces cylindres sont coaxiaux et sont de plus en plus petits en section. Une arrivée 25 de fluide mène au cylindre intermédiaire 23 ; une sortie 26 part du troisième cylindre 24 et constitue le raccord par lequel le fluide est distribué au filtre; une sortie de dérivation 27 part du premier cylindre 22 et constitue le raccord de dérivation du dispositif de contrôle.
Un obturateur 28 à mouvement alternatif est monté de façon coulissante dans la chambre de travail; cet obturateur comporte un petit piston 29 faisant office de tiroir et un grand piston 30. Le petit piston est cylindrique et a un diamètre étroitement ajusté à l'alésage du troisième cylindre 24, des canaux longitudinaux 31, traversant ce piston, servent à équilibrer les pressions régnant sur les côtés opposés de ce dernier. Le grand piston 30 est également cylindrique, mais il présente un redan qui le divise en une première partie 32, et une seconde partie 33 ayant des diamètres correspondant à ceux du premier cylindre 22 et du second cylindre 23 respectivement. Une tige centrale 34 constitue une liaison rigide entre le petit piston et le grand piston.
La disposition et l'agencement de l'obturateur 28 et des cylindres sont tels que, lorsque cet obturateur se trouve dans la position de fonctionnement normale représentée à la fig. 1, l'épaulement du grand piston se trouve placé contre un épaulement approprié 35 formé entre le premier cylindre et le cylindre intermédiaire, la sortie de dérivation 27 étant ainsi obturée par la première partie 32 du grand piston et la sortie 26 vers le filtre est découverte par le petit piston.
Le chapeau 21 du dispositif de contrôle de la dérivation du filtre est fileté pour être vissé dans le boîtier, le fond de ce chapeau présentant une jupe 36 engagée dans le premier cylindre 22 pour servir de butée à la base du grand piston. Un canal d'échappement 37 est ménagé à travers le chapeau 21 pour permettre l'évacuation de tout fluide pouvant fuir derrière le grand piston et un ressort de compression 38 est monté dans le premier cylindre avec une de ses extrémités butant contre le chapeau et l'autre contre le grand piston 30 pour maintenir la position normale de fonctionnement représentée à la fig. 1.
Des joints 39 sont montés dans la première partie 32 et la seconde partie 33 du grand piston pour empêcher la fuite de fluide au-delà du piston, puis une rondelle 40 est interposée entre la base du chapeau 21 et l'extrémité du boitier 20 pour empêcher la fuite de fluide du boîtier.
Un tuyau 41 d'alimentation du filtre relie la sortie 26 du boitier du dispositif de contrôle à l'orifice d'admission 18 du boîtier du filtre.
L'orifice de sortie 19 du filtre est relié par un conduit 42 à la sortie de l'installation de filtrage et la sortie 27 de dérivation du dispositif de contrôle 11 est reliée de façon analogue par un conduit de dérivation 43 à la sortie de l'installation de filtrage.
Sous des conditions de fonctionnement normales, du fluide est distribué au dispositif de contrôle de dérivation 1 1 par l'arrivée 25 et il traverse le cylindre intermédiaire 23, puis passe par la sortie 26 et le tuyau 41 pour arriver au filtre 10. Dans la chambre du filtre, le fluide est refoulé à travers le tamis à fines mailles de l'élément filtrant 16 et il sort du filtre par l'orifice 19. Toutes les particules étrangères entrai- nées dans le fluide sont ainsi arrêtées par le tamis de l'élément filtrant, puis retenues sur la surface extérieure de celui-ci.
Lorsque l'élément filtrant se trouve colmaté, de sorte que le fluide est empêché de le traverser, une contre-pression est engendrée dans le tuyau 41 et dans le cylindre intermédiaire 23.
Etant donné que la forme de compression exercée par le ressort 38 est tout juste suffisante pour maintenir l'obturateur 28 dans la position normale représentée à la fig. 1 sous des pressions normales de distribution, la contre-pression supplémentaire agissant sur la couronne ou face de travail 33a de la seconde partie 33 du grand piston repousse l'obturateur vers la droite. Dès que la couronne de la seconde partie du grand piston passe du cylindre intermé- diaire 23 dans le premier cylindre 22, une section de travail supplémentaire est présentée par la couronne ou face de travail 32a de la première partie 32 du grand piston et l'obturateur 28 est déplacé rapidement jusqu'à la butée formée par la jupe 36 du chapeau 21.
Lorsque l'obturateur est amené contre cette butée, le grand piston 30 découvre la sortie 27 de la dérivation et, en même temps, le petit piston 29 obture la sortie 26 allant vers le filtre. I1 en résulte que le fluide entrant par l'arrivée 25 est dirigé à travers le cylindre intermédiaire 23 et le premier cylindre 22 dans la sortie 27 et passe de là par la dérivation 43 à la sortie de l'installation. Lorsque la sortie de dérivation est ouverte, la contre-pression provenant du filtre est supprimée, mais l'obturateur 28 n'est pas renvoyé par le ressort 38 à la position représentée à la fig. 1, parce que la pression normale du fluide de l'installation agit à présent sur la plus grande section présentée par la couronne ou face de travail 32a de la première partie 32 du grand piston.
La face de travail 32a de cette partie 32 du grand piston sert ainsi à retenir l'obturateur 28 dans la position faisant passer le fluide en dérivation du filtre.
La fig. 2 représente une deuxième forme d'exécution du dispositif de contrôle, qui est destinée à remettre le filtre en fonctionnement dans l'installation lorsque son colmatage est diminué ou supprimé. Un filtre 10', destiné à être utilisé avec le dispositif de contrôle, est semblable au filtre précédemment décrit, sauf qu'un canal supplémentaire 44 est ménagé dans le boîtier 12' pour donner accès à la chambre 15' du filtre. Comme auparavant, il y a des orifices d'admission 18' et de sortie 19' dans le boîtier 12' et dans le chapeau 13' respecti- vement, puis un élément filtrant 16' est disposé coaxialement dans le boîtier.
Le dispositif de contrôle 11' de dérivation du filtre comporte un boîtier creux 45 fermé, à l'une de ses extrémités, par un couvercle vissé 46 et, à l'autre extrémité, par un couvercle 47 maintenu en place par des vis 48, des rondelles 46a et 47a étant insérées entre les couvercles et le boîtier pour empêcher l'échappement de fluide. Le boîtier est établi avec un collier ou une cloison interne 45a, qui divise l'intérieur de ce boîtier en deux chambres cylindriques coaxiales constituant un premier cylindre 49 et un second cylindre 50 plus petit que le premier. Une arrivée 51 mène au second cylindre, puis une sortie 52 va vers le filtre et une sortie 53 vers la dérivation. Un orifice de calibrage 54 est ménagé dans l'embouchure de la sortie al- lant - à la dérivation.
Le premier cylindre 49 présente un canal 55 dans le couvercle 46 et un autre canal 56 dans sa paroi cylindrique adjacente au collier 45a. Une canalisation 57 de distribution de fluide et une canalisation 58 d'équilibrage de pression relient la sortie 52 et le canal 56 du boîtier du dispositif de contrôle à l'orifice d'admission 18' et au canal 44 du filtre respectivement, de sorte que la sortie 52 et le canal 56 peuvent être considérés comme des raccords entre le dispositif de contrôle 11' et le filtre. De façon analogue, la sortie 53 vers la dérivation constitue le raccord de dérivation du dispositif de contrôle.
Un conduit 59 relie l'orifice de sortie 19' de la chambre du filtre au canal S5 du couvercle 46 et une canalisation 59' relie les canaux 19' et 55 à la sortie de l'installation. Un conduit de dérivation 60 relie la sortie 53 à la sortie de l'installation.
Un obturateur à mouvement alternatif 61 est monté pour coulisser dans le boîtier 45 ; cet obturateur comporte des éléments constitués par un petit piston ou tiroir 62, un grand piston 63 et une tige 64 reliant ces deux éléments. Le petit et le grand piston, ainsi que la tige, sont ajustés pour coulisser d'une manière étanche dans le second et le premier cylindre, ainsi que dans le collier 45a respectivement, des joints 61 a étant disposés dans le grand piston et dans le collier pour empêcher la fuite du fluide.
Le petit piston 62 est établi avec une jupe 62a et des canaux longitudinaux 65 traversent le fond de ce piston. La tige 64 est vissée dans un bossage taraudé 63a du grand piston 63, puis une cheville 66 passe transversalement à travers la tige et le bossage pour empêcher la rotation relative des pistons après montage. Un ressort de compression 67 est placé dans le premier cylindre 49 avec une de ses extrémités butant contre le chapeau 46 et son autre extrémité butant contre le fond du grand piston 63.
Lorsque l'installation est en fonctionnement normal, l'obturateur 61 occupe la position représentée à la fig. 2. Du fluide entre dans le dispositif de contrôle 11' par l'arrivée 51 et passe à travers le second cylindre 50, la sortie 52 et la canalisation 57 au filtre 10'. Les particules étrangères entraînées dans le fluide sont séparées par le filtre 16' et le fluide passe à travers le canal de sortie 19' et, de là, il arrive à la sortie de l'installation.
La canalisation 58 d'équilibrage de pression et le conduit de départ 59 transmettant les pressions se produisent sur les côtés opposés du filtre au côté gauche (ou surface de travail) 63b et au côté (ou surface de travail) 63c respectivement du grand piston 63 se trouvant dans le cylindre 49. Etant donné qu'il y a ordinairement une faible chute de pression lorsque le fluide traverse le filtre, les pressions régnant dans le premier cylindre sont approximativement les mêmes de chaque côté du grand piston. Avec l'obturateur 61 dans la position représentée à la fig. 2, le ressort de compression 67 n'exerce pas de force sur l'obturateur.
Si le filtre se colmate, une contre-pression est développée dans la chambre 15' et est transmise à la face 63b du grand piston 63 par la canalisation d'équilibrage de pression 58.
Etant donné que la pression régnant sur la face 63c du grand piston reste constante à la valeur inférieure précédente, l'obturateur 61 est déplacé vers la droite en comprimant le ressort 67 et en couvrant en même temps la sortie 52, puis en découvrant l'orifice de calibrage 54 de la sortie allant vers la dérivation.
Du fluide entrant dans le dispositif de con trôle passe maintenant par le second cylindre 50 et les canaux 65 dans la sortie 53 allant à la dérivation. L'orifice de calibrage 54, ménagé dans la sortie allant à la dérivation, assure une chute de pression lorsque le fluide passe dans le conduit de dérivation 60, de sorte que, lorsque la dérivation est en fonctionnement, il est exercé sur la face 63c du grand piston 63 une pression plus basse que sur la face 63b du piston;
ainsi la partie 61 du piston coupe la communication entre le filtre et l'arrivée 51, puis dirige le fluide vers le raccord allant à la dérivation tant que l'élément filtrant 16' est colmaté, le raccord 58, 59, qui transmet la pres sion régnant dans le côté d'admission du filtre et la pression régnant dans la sortie de l'installation sur les faces opposées du piston 63, constituant le moyen de retenue de la partie 61 dans la position de passage en dérivation du filtre.
Lorsque le colmatage de l'élément filtrant est diminué, comme cela peut. se produire par suite d'une élévation de la température au cas où il y a un givrage de l'élément filtrant, la contre-pression régnant dans la chambre 15' du filtre est relâchée, de sorte que la pression agissant sur l'un et l'autre côté du grand piston 63 est de nouveau égalisée. Avec cette égalisation de pression, la force exercée par le ressort de compression 67 sur la partie 61 du piston est suffisante pour ramener cette partie à sa position originelle ou normale, en découvrant la sortie 52 ménagée sur l'alimentation du filtre et en coupant la sortie 53 ménagée sur la dérivation, de sorte que le courant normal à travers le filtre 10' est rétabli.
On voit que dans les deux formes d'exécution qui ont été représentées, le dispositif de contrôle de la dérivation isole le filtre lorsque celui-ci est colmaté, de sorte que non seulement le fluide passe en dérivation par rapport au filtre, mais que la communication de ce filtre avec l'arrivée du fluide et le raccord de dérivation du dispositif de contrôle est coupée par l'obturateur, de sorte que le fluide amené à passer en dérivation par rapport au filtre n'entraîne pas de matières étrangères rassemblées dans le filtre.
Bien que les pistons 30 et 63, qui déplacent les obturateurs 28 et 61 respectivement, aient été représentés comme éléments solidaires de ces derniers, il est évident que la construction pourrait être modifiée de façon à utiliser des pistons séparés, mais reliés à des obturateurs convenables.
Par l'expression face travaillente , on désigne une face du piston sur laquelle le fluide peut exercer par sa pression une force sur ce piston dans le sens pour lequel il peut se dépla- cer sans exercer en même temps une force égale sur le piston en sens contraire. Ainsi, à la fig. 1, les faces travaillantes du piston 30 sont les faces verticales 32a, 33a se trouvant sur les côtés gauches des parties 32 et 33 ; à la fig. 2, les deux faces verticales 63b, 63c du piston 63 sont des faces travaillantes, la différence des pressions exercées sur le piston (et ainsi sur le filtre) déterminant la position du piston.
Filter bypass control device
The present invention relates to a filter bypass control device for automatically passing a bypass fluid relative to the filter when the latter is clogged and its application is particularly useful in aircraft fluid filtering installations.
Filters are commonly used in the lubrication and fuel distribution or fuel distribution installations of aircraft engines, turbo-engines and turbo-reactors to prevent particles of foreign matter being carried into the working parts of the engine and there. cause damage. These filters normally take the form of a fine mesh screen placed in the section of the distribution line at some point, so that foreign matter is collected on the surface of this screen.
However, after long periods of operation, these filters become clogged and, unless they are removed or cleaned or the flow of fluid is caused to pass them in bypass, this current is suppressed in the installation in question. . A similar situation can arise at very low temperatures due to the formation of ice on the filter or because the fluid becomes too viscous to allow sufficient passage of it through the filter.
It is common practice to combat the clogging of a filter by providing a bypass of this filter in the installation. A control device puts this bypass into operation in the event of clogging of the filter, thus ensuring the continuation of the distribution of fluid to the engine.
Many filter bypass monitors function satisfactorily in one position, relying on gravity to prevent any foreign matter, which has collected on the filter screen, from being carried into the filter. fluid which has bypassed and is fed into the motor. However, in an aircraft installation, gravity cannot be used for this purpose because its line of action with respect to the aircraft may be altered or even reversed during maneuvering thereof.
The object of the present invention is to create a control device for automatically ensuring the passage in bypass of a filter when the latter is clogged.
This control device has an inlet, a fitting serving to connect the control device to the inlet side of the filter, this fitting normally communicating with the inlet, which has the effect that fluid is normally distributed from the inlet to the inlet. inlet side of the filter, a bypass connection ensuring the passage of fluid from the control device to a bypass of the filter and a shutter normally cutting off communication between the inlet and the bypass connection, characterized in that the shutter comprises a piston serving to actuate it, this piston having, in its normal position, a working face in communication with the filter connection,
the piston being able to come to be placed in another position in reaction to the predetermined pressure exerted on this face as a result of the clogging of the filter and the shutter being able to be actuated by this movement of the piston to open the connection of the bypass by making it communicate with the inlet and thus ensuring the passage in bypass with respect to the filter.
The shutter, when actuated by movement of the piston, preferably closes the filter connection from the inlet thereby isolating the inlet side of the filter from the inlet.
Two embodiments of the bypass control device are shown, by way of example, in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a section of a filter associated with the first embodiment of the bypass control device.
Fig. 2 is a view of the second embodiment.
The filtering installation shown in fig. 1 comprises a conventional filter 10 and a device 11 for controlling the bypass of this filter. The filter consists of a hollow cylindrical casing 12, provided with a cap 13 screwed onto one of its ends, a sealing washer 14 being inserted between the cap and the casing to prevent leaks. The inner walls of the housing delimit a filtering chamber 15. A filter element 16, consisting of a cylindrical screen of fine wire mesh, is mounted, at one of its ends, on the cap 13 and extends into the chamber 15. coaxially with the latter, the other end of this filter element being closed by a plate 17.
An inlet port 18 is formed in the cylindrical wall of the housing 12 and an outlet port 19 is formed in the cap 13 to communicate with the interior of the filter element. The interior of this filter element thus constitutes the outlet side of the filter and the rest of the chamber 15 constitutes the inlet side of the latter.
The bypass control device 1 1 of this filter is similarly constituted by a hollow housing 20 provided with a cap 21. The internal walls of the housing define a stepped working chamber constituting a first cylinder 22, a second cylinder or intermediate cylinder 23 and a third cylinder 24; these cylinders are coaxial and are smaller and smaller in section. A fluid inlet 25 leads to the intermediate cylinder 23; an outlet 26 leaves from the third cylinder 24 and constitutes the connection through which the fluid is distributed to the filter; a bypass outlet 27 leaves from the first cylinder 22 and constitutes the bypass connection of the control device.
A reciprocating shutter 28 is slidably mounted in the working chamber; this shutter comprises a small piston 29 acting as a slide and a large piston 30. The small piston is cylindrical and has a diameter closely fitted to the bore of the third cylinder 24, longitudinal channels 31, passing through this piston, serve to balance the pressures prevailing on opposite sides of the latter. The large piston 30 is also cylindrical, but it has a step which divides it into a first part 32, and a second part 33 having diameters corresponding to those of the first cylinder 22 and of the second cylinder 23 respectively. A central rod 34 constitutes a rigid connection between the small piston and the large piston.
The arrangement and the arrangement of the shutter 28 and the cylinders are such that, when this shutter is in the normal operating position shown in FIG. 1, the shoulder of the large piston is placed against a suitable shoulder 35 formed between the first cylinder and the intermediate cylinder, the bypass outlet 27 thus being closed by the first part 32 of the large piston and the outlet 26 to the filter is discovered by the small piston.
The cap 21 of the filter bypass control device is threaded to be screwed into the housing, the bottom of this cap having a skirt 36 engaged in the first cylinder 22 to serve as a stop at the base of the large piston. An exhaust channel 37 is provided through the cap 21 to allow the evacuation of any fluid which may leak behind the large piston and a compression spring 38 is mounted in the first cylinder with one of its ends abutting against the cap and the the other against the large piston 30 to maintain the normal operating position shown in FIG. 1.
Seals 39 are mounted in the first part 32 and the second part 33 of the large piston to prevent the leakage of fluid beyond the piston, then a washer 40 is interposed between the base of the cap 21 and the end of the housing 20 for prevent fluid leakage from the housing.
A filter feed pipe 41 connects the outlet 26 of the control device housing to the intake port 18 of the filter housing.
The outlet 19 of the filter is connected by a duct 42 to the outlet of the filtering installation and the bypass outlet 27 of the control device 11 is connected in a similar manner by a bypass duct 43 to the outlet of the filter. filtering installation.
Under normal operating conditions, fluid is distributed to the bypass control device 1 1 through the inlet 25 and it passes through the intermediate cylinder 23, then passes through the outlet 26 and the pipe 41 to arrive at the filter 10. In the filter chamber, the fluid is forced through the fine mesh screen of filter element 16 and exits the filter through port 19. All foreign particles carried into the fluid are thus stopped by the screen of the filter element. filter element, then retained on the outer surface thereof.
When the filter element becomes clogged so that the fluid is prevented from passing through it, a back pressure is generated in the pipe 41 and in the intermediate cylinder 23.
Since the form of compression exerted by the spring 38 is barely sufficient to maintain the shutter 28 in the normal position shown in FIG. 1 under normal distribution pressures, the additional back pressure acting on the crown or working face 33a of the second part 33 of the large piston pushes the shutter to the right. As soon as the crown of the second part of the large piston passes from the intermediate cylinder 23 into the first cylinder 22, an additional working section is presented by the crown or working face 32a of the first part 32 of the large piston and the shutter 28 is moved rapidly to the stop formed by the skirt 36 of the cap 21.
When the shutter is brought against this stop, the large piston 30 discovers the outlet 27 of the bypass and, at the same time, the small piston 29 closes the outlet 26 going towards the filter. It follows that the fluid entering through the inlet 25 is directed through the intermediate cylinder 23 and the first cylinder 22 into the outlet 27 and from there passes through the bypass 43 to the outlet of the installation. When the bypass outlet is open, the back pressure from the filter is removed, but the shutter 28 is not returned by the spring 38 to the position shown in FIG. 1, because the normal pressure of the fluid in the installation now acts on the largest section presented by the crown or working face 32a of the first part 32 of the large piston.
The working face 32a of this part 32 of the large piston thus serves to retain the shutter 28 in the position passing the fluid bypassing the filter.
Fig. 2 shows a second embodiment of the control device, which is intended to put the filter back into operation in the installation when its clogging is reduced or eliminated. A filter 10 ', intended for use with the control device, is similar to the filter described above, except that an additional channel 44 is provided in the housing 12' to give access to the chamber 15 'of the filter. As before, there are inlet 18 'and outlet 19' ports in housing 12 'and in bonnet 13' respectively, then a filter element 16 'is coaxially disposed in the housing.
The filter bypass control device 11 'comprises a hollow housing 45 closed at one of its ends by a screwed cover 46 and, at the other end, by a cover 47 held in place by screws 48, washers 46a and 47a being inserted between the covers and the housing to prevent the escape of fluid. The housing is established with a collar or an internal partition 45a, which divides the interior of this housing into two coaxial cylindrical chambers constituting a first cylinder 49 and a second cylinder 50 smaller than the first. An inlet 51 leads to the second cylinder, then an outlet 52 goes to the filter and an outlet 53 to the bypass. A calibration orifice 54 is provided in the mouth of the outlet going to the bypass.
The first cylinder 49 has a channel 55 in the cover 46 and another channel 56 in its cylindrical wall adjacent to the collar 45a. A fluid distribution pipe 57 and a pressure balancing pipe 58 connect the outlet 52 and the channel 56 of the housing of the control device to the inlet port 18 'and to the channel 44 of the filter respectively, so that the outlet 52 and the channel 56 can be considered as connections between the control device 11 'and the filter. Similarly, the outlet 53 to the bypass constitutes the bypass connection of the control device.
A duct 59 connects the outlet 19 'of the filter chamber to the channel S5 of the cover 46 and a pipe 59' connects the channels 19 'and 55 to the outlet of the installation. A bypass duct 60 connects the outlet 53 to the outlet of the installation.
A reciprocating shutter 61 is mounted to slide in the housing 45; this shutter comprises elements consisting of a small piston or slide 62, a large piston 63 and a rod 64 connecting these two elements. The small and the large piston, as well as the rod, are fitted to slide in a sealed manner in the second and the first cylinder, as well as in the collar 45a respectively, with seals 61a being provided in the large piston and in the cylinder. collar to prevent fluid leakage.
The small piston 62 is established with a skirt 62a and longitudinal channels 65 pass through the bottom of this piston. The rod 64 is screwed into a threaded boss 63a of the large piston 63, then a pin 66 passes transversely through the rod and the boss to prevent relative rotation of the pistons after assembly. A compression spring 67 is placed in the first cylinder 49 with one of its ends abutting against the cap 46 and its other end abutting against the bottom of the large piston 63.
When the installation is in normal operation, the shutter 61 occupies the position shown in FIG. 2. Fluid enters the control device 11 'through the inlet 51 and passes through the second cylinder 50, the outlet 52 and the line 57 to the filter 10'. The foreign particles entrained in the fluid are separated by the filter 16 'and the fluid passes through the outlet channel 19' and, from there, it arrives at the outlet of the installation.
The pressure-equalizing line 58 and the pressure-transmitting outlet line 59 occur on opposite sides of the filter to the left side (or work surface) 63b and side (or work surface) 63c respectively of the large piston 63 located in cylinder 49. Since there is usually a small pressure drop as fluid passes through the filter, the pressures in the first cylinder are approximately the same on either side of the large piston. With the shutter 61 in the position shown in FIG. 2, the compression spring 67 does not exert force on the shutter.
If the filter becomes clogged, back pressure is developed in chamber 15 'and is transmitted to face 63b of large piston 63 through pressure equalization line 58.
Since the pressure on the face 63c of the large piston remains constant at the previous lower value, the shutter 61 is moved to the right by compressing the spring 67 and at the same time covering the outlet 52, then uncovering the calibration orifice 54 of the outlet going to the bypass.
Fluid entering the control device now passes through second cylinder 50 and channels 65 into outlet 53 going to the bypass. The calibration orifice 54, formed in the outlet going to the bypass, ensures a pressure drop as the fluid passes through the bypass duct 60, so that, when the bypass is in operation, it is exerted on the face 63c of the large piston 63 a lower pressure than on the face 63b of the piston;
thus the part 61 of the piston cuts off the communication between the filter and the inlet 51, then directs the fluid to the connection going to the bypass as long as the filter element 16 'is clogged, the connection 58, 59, which transmits the pressure sion prevailing in the inlet side of the filter and the pressure prevailing in the outlet of the installation on the opposite faces of the piston 63, constituting the means for retaining the part 61 in the position of passage bypassing the filter.
When the clogging of the filter element is decreased, as can. occur as a result of a rise in temperature in the event that there is icing of the filter element, the back pressure in the chamber 15 'of the filter is released, so that the pressure acting on one and the other side of the large piston 63 is again equalized. With this pressure equalization, the force exerted by the compression spring 67 on the part 61 of the piston is sufficient to return this part to its original or normal position, by uncovering the outlet 52 made on the filter supply and by cutting off the outlet 53 provided on the bypass, so that the normal current through the filter 10 'is re-established.
It can be seen that in the two embodiments which have been shown, the bypass control device isolates the filter when the latter is clogged, so that not only the fluid passes by bypass with respect to the filter, but that the communication of this filter with the fluid inlet and the bypass connection of the control device is cut off by the shutter, so that the fluid brought to pass by bypass with respect to the filter does not entrain foreign matter collected in the filtered.
Although the pistons 30 and 63, which move the shutters 28 and 61 respectively, have been shown as integral parts of the latter, it is evident that the construction could be modified to use separate pistons, but connected to suitable shutters. .
By the expression working face is meant a face of the piston on which the fluid can exert by its pressure a force on this piston in the direction in which it can move without at the same time exerting an equal force on the piston in contrary. Thus, in fig. 1, the working faces of the piston 30 are the vertical faces 32a, 33a located on the left sides of the parts 32 and 33; in fig. 2, the two vertical faces 63b, 63c of the piston 63 are working faces, the difference in the pressures exerted on the piston (and thus on the filter) determining the position of the piston.