L'invention a pour objet un filtre à manchon porteur d'un milieu filtrant microporeux en fibres renforcées par une résine. Dans un tel filtre, le fluide s'écoule radialement dans une seule direction à travers le milieu filtrant. Ce filtre est principalement destiné à éliminer, dans un fluide, des particules de dimensions inférieures au micron.
Le filtre selon l'invention est caractérisé en ce que le manchon est porté intérieurement ou extérieurement par un support creux perforé coaxial, les bords juxtaposés du manchon et du support étant reliés entre eux par un agent d'obturation imperméable aux fluides et qui pénétre dans les zones voisines des bords du man- chon.
Les extrémités du support creux peuvent être reliées au manchon porteur du milieu filtrant compressé, au moyen d'un agent d'obturation tel qu'une résine époxy ou un caoutchouc aux silicones. La résine époxy peut être durcie à froid et présenter une viscosité d'environ 14 poises, de manière à éviter que le manchon filtrant étire exagérément la résine. Des chapeaux d'extrémités qui peuvent être en une même matière, peuvent être formés d'une seule pièce avec l'agent d'obturation, l'un des chapeaux étant muni d'un conduit, par exemple par fixation à un embout fileté.
L'agent d'obturation est coulé habituellement dans les chapeaux, cependant que les extrémités du support et les zones au voisinage des extrémités du manchon porteur du milieu filtrant sont immergées dans l'agent d'obturation qui est ensuite durci.
Les chapeaux d'extrémités présentent de préférence des collerettes prévues à l'intérieur et à l'extérieur dans le sens radial et formant un espace annulaire destiné à recevoir le support creux et le manchon microporeux en fibres renforcées ainsi que l'agent d'obturation qui les relie ensemble.
Lorsque le filtre doit être utilisé pour l'élimination d'organismes viables dans l'air comprimé, par exemple dans le cas d'un stérilisateur d'air, des chapeaux en acier inoxydable sont généralement employés avec un support intérieur en acier inoxydable déployé ou en matière plastique, du caoutchouc aux silicones étant utilisé comme agent d'obturation.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution du filtre objet de l'invention.
La fig. I est une coupe longitudinale du filtre.
La fig. 2 est une vue en perspective avec arrachement du filtre.
La fig. 3 est une coupe longitudinale d'une deuxième forme d'exécution.
La fig. 4 est une coupe longitudinale d'une troisième forme d'exécution.
Dans le filtre selon les fig. 1 et 2 utilisé pour l'élimination de l'huile dans l'air, des chapeaux d'extrémités 1, 2 sont formés de collerettes annulaires 3, 4, l'espace annulaire entre ces collerettes étant rempli par un agent d'obturation 5. Les extrémités d'un manchon cylindrique 6 porteur d'un milieu filtrant microporeux en fibres liées par une résine, en contact étroit avec un support cy lindrique 7 sont insérées dans l'agent d'obturation 5 dans un chapeau à une extrémité du filtre et l'agent d'obturation est durci; l'ensemble est ensuite retourné et l'on répète le même processus avec le chapeau se trouvant à l'autre extrémité du filtre de manière à enclore le milieu filtrant et le support aux deux extrémités.
Les fibres du manchon filtrant sont de préférence non absorbantes, c'est-à-dire qu'elles comprennent des fibres ou des filaments coupés présentant une faible reprise d'humidité, généralement inférieure à 1,5%, qui sont de préférence des fibres de verre, par exemple de borosilicate. Les fibres doivent être très fines, mais il n'est pas nécessaire que la majorité de ces fibres soit du même ordre de grandeur que les particules d'agent contaminant retenues ou que les gouttelettes assemblées sur ces particules.
Les diamètres des fibres du milieu filtrant de fine porosité sont en majeure partie de 0,5 micron, les diamètres du milieu filtrant de porosité intermédiaire sont en majeure partie respectivement de 1 et 2 microns, cependant que les diamètres des fibres du milieu filtrant de faible porosité présentant des pores de dimensions comprises entre 24 et 40 microns sont en majeure partie de 4 microns.
On a trouvé qu'un manchon porteur d'un milieu filtrant à faible porosité élimine 91% d'agents contaminants de dimensions de 0,05 à 2,0 microns, tandis que des manchons à milieu filtrant à fine porosité éliminent plus de 99% de tels agents contaminants, le manchon à milieu filtrant à fine porosité réalisant, en fait, une élimination complète de 99,999%.
Une enveloppe cylindrique 8 en mousse plastique poreuse est appliquée entre les collerettes extérieures 4 des chapeaux d'extrémités 1, 2 du filtre des fig. I et 2 et de la fig. 4, de manière à loger un adhésif appliqué sur les zones voisines des collerettes 4. L'enveloppe 8 peut jouer le rôle d'un préfiltre pour des fluides dirigés vers l'intérieur ou, dans le cas de gaz dirigés vers l'extérieur, est destinée à recevoir les gouttelettes assemblées de fluide et à réduire au minimum le réentrainement de ces dernières dans le gaz filtré.
Le manchon 6 porteur du milieu filtrant est logé à l'intérieur du support 7 qui est en acier inoxydable déployé, calibré 26, ou en acier doux plaqué de laiton ou de cadmium dont les bords se recouvrant sont soudés longitudinalement par points; on peut également utiliser un support en toile métallique et les supports métalliques en feuilles peuvent être soudés par points le long des bords se recouvrant dans le sens longitudinal du filtre. On utilise des chapeaux d'extrémités I, 2 en résine phénolformaldéhyde et un agent d'obturation 5 en résine époxy ayant une viscosité de 14 poises. Le milieu filtrant microporeux 6 est constitué par des fibres comprenant des filaments coupés de borosilicate ayant un diamètre d'environ 2 à 4 microns, les pores du milieu filtrant ayant des dimensions comprise entre 11 et 24 microns et pouvant aller jusqu'à 50 microns.
Dans le filtre pour stérilisation d'air représenté à la fig. 3, le manchon 6 porteur du milieu filtrant est supporté par la partie périphérique extérieure du support 7, qui est en polypropylène et qui est formé de nervures s'étendant longitudinalement et transversalement afin de résister aux charges s'exerçant à partir de l'extérieur. On utilise des chapeaux d'extrémités 1, 2 en aluminium moulé et un agent d'obturation à base de caoutchouc aux silicones et ayant une viscosité de 14 poises. Le milieu filtrant microporeux 6 est constitué par des fibres comprenant des filaments coupés de borosilicate ayant un diamètre d'environ 0,5 micron, les pores du milieu filtrant ayant des dimensions de 1 à 7 microns.
Dans le filtre pour autoclave représenté à la fig. 4, le manchon 6 porteur du milieu filtrant est supporté par la partie périphérique intérieure du support 7, lequel est en acier doux déployé.
calibré 26, plaqué au chrome. Le support 7 est renforcé par un ressort en spirale 9 qui s'étend entre les collerettes intérieures 3 des chapeaux 1, 2, le ressort étant inséré à l'état tendu, après durcissement de l'agent d'obturation à base de caoutchouc aux silicones dans l'une des extrémités et avant que l'agent d'obturation soit appliqué sur le chapeau à l'autre extrémité du filtre. On utilise des chapeaux 1, 2 en acier doux, plaqué au cadmium et un agent d'obturation en caoutchouc aux silicones ayant une viscosité de 14 poises. Pour les applications nécessitant une stérilisation pério dique à la vapeur jusqu'à 125 C, on peut utiliser pour les chapeaux 1, 2 le poly (4-méthylpentane-l) sous la forme t.p.x. qui est résistant aux huiles, aux graisses, aux acides, aux agents alcalins et à l'eau bouillante.
Le milieu filtrant microporeux 6 est constitué par des fibres comprenant des filaments coupés de borosilicate ayant un diamètre de 0,5 micron environ, les pores du milieu filtrant ayant des dimensions comprises entre I et 7 microns.
The invention relates to a sleeve filter carrying a microporous filter medium made of fibers reinforced with a resin. In such a filter, the fluid flows radially in one direction only through the filter medium. This filter is mainly intended to eliminate, in a fluid, particles of dimensions less than one micron.
The filter according to the invention is characterized in that the sleeve is carried internally or externally by a coaxial perforated hollow support, the juxtaposed edges of the sleeve and of the support being interconnected by a sealing agent impermeable to fluids and which penetrates into areas adjacent to the edges of the sleeve.
The ends of the hollow support can be connected to the sleeve carrying the compressed filter medium, by means of a sealing agent such as an epoxy resin or a silicone rubber. The epoxy resin can be cold cured and have a viscosity of about 14 poises, so as to prevent the filter sleeve from over-stretching the resin. End caps which can be of the same material can be formed integrally with the sealing agent, one of the caps being provided with a conduit, for example by attachment to a threaded end.
The sealing agent is usually poured into the caps, while the ends of the support and the areas near the ends of the sleeve carrying the filter media are immersed in the sealing agent which is then cured.
The end caps preferably have flanges provided on the inside and on the outside in the radial direction and forming an annular space intended to receive the hollow support and the microporous sleeve made of reinforced fibers as well as the sealing agent. that ties them together.
When the filter is to be used for the removal of viable organisms from compressed air, for example in the case of an air sterilizer, stainless steel caps are generally employed with an expanded stainless steel inner support or made of plastic, silicone rubber being used as a sealing agent.
The appended drawing represents schematically and by way of example several embodiments of the filter which is the subject of the invention.
Fig. I is a longitudinal section of the filter.
Fig. 2 is a perspective view with cutaway of the filter.
Fig. 3 is a longitudinal section of a second embodiment.
Fig. 4 is a longitudinal section of a third embodiment.
In the filter according to fig. 1 and 2 used for removing oil from the air, end caps 1, 2 are formed from annular flanges 3, 4, the annular space between these flanges being filled with a sealing agent 5 The ends of a cylindrical sleeve 6 carrying a microporous filter medium made of fibers bound by a resin, in close contact with a cylindrical support 7 are inserted into the sealing agent 5 in a cap at one end of the filter. and the sealing agent is cured; the assembly is then turned over and the same process is repeated with the cap located at the other end of the filter so as to enclose the filter medium and the support at both ends.
The fibers of the filter sleeve are preferably non-absorbent, that is to say they comprise fibers or chopped filaments having a low moisture uptake, generally less than 1.5%, which are preferably fibers. glass, for example borosilicate. The fibers must be very fine, but it is not necessary that the majority of these fibers be of the same order of magnitude as the particles of contaminating agent retained or as the droplets assembled on these particles.
The diameters of the fibers of the fine porosity filter medium are mostly 0.5 microns, the diameters of the intermediate porosity filter media are mostly 1 and 2 microns, respectively, while the diameters of the fibers of the low porosity filter medium porosity with pores of dimensions between 24 and 40 microns are for the most part 4 microns.
A sleeve carrying a low porosity filter media has been found to remove 91% of contaminants with sizes from 0.05 to 2.0 microns, while sleeves with fine porosity filter media remove over 99%. such contaminants, the fine porosity filter media sleeve achieving, in fact, a complete removal of 99.999%.
A cylindrical envelope 8 made of porous plastic foam is applied between the outer flanges 4 of the end caps 1, 2 of the filter of FIGS. I and 2 and fig. 4, so as to accommodate an adhesive applied to the areas adjacent to the flanges 4. The casing 8 can act as a pre-filter for fluids directed inwards or, in the case of gases directed outwards, is intended to receive the assembled droplets of fluid and to minimize reentrainment of the latter in the filtered gas.
The sleeve 6 carrying the filtering medium is housed inside the support 7 which is made of expanded stainless steel, calibrated 26, or of mild steel plated with brass or cadmium, the overlapping edges of which are welded longitudinally by points; a wire mesh support can also be used and the metal sheet supports can be spot welded along the overlapping edges in the longitudinal direction of the filter. Phenolformaldehyde resin end caps I, 2 and epoxy resin sealant 5 having a viscosity of 14 poises are used. The microporous filter medium 6 consists of fibers comprising chopped filaments of borosilicate having a diameter of approximately 2 to 4 microns, the pores of the filter medium having dimensions between 11 and 24 microns and possibly ranging up to 50 microns.
In the filter for air sterilization shown in fig. 3, the sleeve 6 carrying the filter medium is supported by the outer peripheral part of the support 7, which is made of polypropylene and which is formed of ribs extending longitudinally and transversely in order to withstand the loads exerted from the outside . Die-cast aluminum end caps 1, 2 and a sealant based on silicone rubber and having a viscosity of 14 poises are used. The microporous filter medium 6 consists of fibers comprising chopped filaments of borosilicate having a diameter of about 0.5 microns, the pores of the filter medium having dimensions of 1 to 7 microns.
In the autoclave filter shown in fig. 4, the sleeve 6 carrying the filter medium is supported by the inner peripheral part of the support 7, which is made of expanded mild steel.
calibrated 26, chrome plated. The support 7 is reinforced by a spiral spring 9 which extends between the inner flanges 3 of the caps 1, 2, the spring being inserted in the tensioned state, after hardening of the rubber-based sealing agent. silicones in one end and before the sealant is applied to the cap at the other end of the filter. Caps 1, 2 of mild steel, cadmium plated and a silicone rubber sealant having a viscosity of 14 poises are used. For applications requiring periodic steam sterilization up to 125 ° C., poly (4-methylpentane-1) in the t.p.x form can be used for caps 1, 2. which is resistant to oils, greases, acids, alkalis and boiling water.
The microporous filter medium 6 consists of fibers comprising chopped borosilicate filaments having a diameter of approximately 0.5 microns, the pores of the filter medium having dimensions of between 1 and 7 microns.