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Description
La présente invention concerne un filtre qui comprend une tête de filtration et un récipient logeant un élément de filtration.
Dans de nombreuses constructions de filtre, l'ensemble formé comprend un boîtier amovible qui loge l'élément de filtration. Dans des applications industrielles de filtration, la pression dans le filtre peut souvent atteindre 140 bars et plus. Le boîtier doit donc être maintenu fermement et de façon étanche sur la tête du filtre afin que le filtre soit protégé contre les fuites dans la région de raccordement du boîtier à la tête ou au corps. Une solution courante du problème de la formation d'un ensemble étanche et fixe empêchant les fuites comporte l'utilisation de joints en compression ou d'autres organes d'étanchéité du type des garnitures, entre le boîtier et la tête.
Un fonctionnement convenable du filtre nécessite le respect d'un programme d'entretien périodique. Différents mécanismes d'accouplement de la tête et du boîtier ont déjà été suggérés pour la conservation de l'intégrité des joints, à la suite de multiples démontages destinés au remplacement de l'élément de filtration. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4 316 801 décrit un tel accouplement comprenant un raccord vissé entre la tête et le boîtier. L'usure du joint formé entre la tête et le boîtier est réduite au minimum car le boîtier ne tourne pas par rapport à la tête lors de son enlèvement et de son remplacement. Au contraire, le boîtier est repoussé contre la tête et à distance de celle-ci par l'organe vissé qui est monté afin qu'il tourne sur le boîtier.
Malheureusement, même lors de l'utilisation d'un arrangement du type décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N° 4 316 801, de nombreux facteurs combinés peuvent contribuer à la création d'une condition dans laquelle l'enlèvement du boîtier de la tête est difficile. L'un des facteurs est la coopération étroite entre le boîtier et la tête, nécessaire pour la suppression des fuites lors d'un fonctionnement à haute pression. En outre, le filtre est souvent exposé à des conditions qui provoquent une corrosion formant une accumulation au niveau du raccord du boîtier et de la tête. La pression interne élevée du fluide est un autre facteur qui peut contribuer à la difficulté de l'extraction du boîtier par dilatation des organes d'étanchéité, provoquant une coopération encore plus intime entre la tête et le boîtier. Enfin, dans certaines applications, le filtre peut subir des cycles thermiques qui provoquent une dilatation et une contraction d'éléments qui coopèrent d'une manière encore plus étroite qu'à l'origine.
Etant donné ces difficultés, l'entretien périodique a parfois été ignoré. En conséquence, le filtre s'est trop bouché pour transmettre du fluide, provoquant l'ouverture d'une soupape de décharge de sécurité et permettant au fluide de passer en dérivation par rapport à l'élément de filtration. Bien que le système de filtration continue à fonctionner, le fluide n'est plus débarrassé des impuretés. En conséquence, la durée utile du système comprenant le fluide est raccourcie et son intégrité est compromise.
On a déjà utilisé des opérations particulières, telles que la mise en vibration de la région du raccord entre la tête et le boîtier, par application de chocs fermes sur le filtre, afin d'essayer de dégager une connexion paraissant bloquée entre le boîtier et l'élément de filtration. L'utilisation répétée de telles opérations peut détériorer la structure du filtre. En outre, des outils spéciaux, tels que des clés à bandes sont souvent nécessaires au serrage et au desserrage d'un boîtier d'un filtre, ou d'un organe de vissage tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4 316 801 précité. La difficulté de l'utilisation d'outils particuliers et leur nécessité pour le desserrage du boîtier créent des conditions qui découragent le démontage périodique du filtre afin que l'élément de filtration soit remplacé.
L'invention concerne la résolution de ce problème, par réalisation d'un filtre qui peut être facilement monté et démonté, sans outils spéciaux comme dans le cas habituel.
Dans le filtre selon l'invention, ce problème est résolu par une construction selon la partie caractéristique de la revendication 1.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 est une élévation en coupe partielle et avec des parties arrachées d'un filtre selon l'invention;
la figure 2 est une élévation latérale partielle du filtre de la figure 1, suivant les flèches 2, et la figure 3 est une vue en plan d'une bague filetée d'un filtre selon l'invention.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un filtre qui comporte une tête 11, un boîtier ou récipient 13 et une bague filetée 15 destinée à accoupler le boîtier et la tête en coopération intime. La bague filetée 15 est montée sur la face externe du boîtier 13 et est libre de tourner autour de ce boîtier mais n'est pas libre de se déplacer longitudinalement par rapport au boîtier afin que le boîtier 13 puisse être introduit à force en coopération avec la tête 11. La bague filetée 15 a une forme générale annulaire, son diamètre interne étant suffisamment grand pour qu'elle puisse tourner librement autour du boîtier cylindrique 13 et ayant un bord évasé 15a qui forme une saillie radiale dépassant vers l'extérieur. La surface annulaire externe de la bague 15 est filetée afin qu'elle puisse coopérer avec la tête 11. Le filetage de la bague 15 coopère avec le taraudage d'une cavité de la partie inférieure de la tête 11. Dans une variante qui n'est pas préférée, la bague 15 peut avoir un taraudage et la tête 11 un filetage, comme dans l'arrangement du brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N° 4 316 801.
Un anneau 17 de retenue est fixé, par vissage ou par tout autre procédé convenable, sur le boîtier juste au-dessous du bord évasé 15a de la bague filetée afin que cette dernière ne puisse pas se déplacer suivant l'axe longitudinal du boîtier 13. L'anneau 17 forme aussi une surface contre laquelle la bague filetée 15 peut être en appui afin
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qu'une force descendante puisse être appliquée sur le boîtier. Une nervure 13a formée à la partie supérieure du boîtier, au-dessus de la bague 15, a un diamètre supérieur au diamètre interne de la bague filetée et cette dernière peut venir en appui contre cette nervure afin qu'une force vers le haut puisse être exercée sur le boîtier. Ainsi, la bague 15 est non seulement libre de tourner autour du boîtier 13, comme une roue tournant autour de son essieu, mais encore elle est proche des surfaces supérieure et inférieure d'appui afin qu'elle assure un effet de vérin comme décrit dans la suite.
Lorsque le boîtier 13 est introduit à l'intérieur de la tête 11, la nervure 13a guide les filets de la bague 15 en coopération convenable avec ceux de la tête 11, si bien que le montage est simplifié et que les risques de vissage incliné sont réduits, surtout dans le cas de filtres de grandes dimensions. Lorsque les deux parties filetée et taraudée sont mises en prise, la bague 15 est vissée dans la tête 11 afin que le boîtier 13 soit amené en contact intime avec la tête. Une garniture 19 est placée dans la paroi latérale de la cavité circulaire de la tête logeant le boîtier 13 et la bague 15 afin que la coopération étanche soit encore améliorée et que les fuites n'existent pas. Comme le boîtier 13 n'est pas entraîné en rotation lorsqu'il est mis en coopération avec la tête 11, la garniture 19 forme un bon joint durable qui peut supporter un entretien répété du filtre.
Un ressort hélicoïdal 21 est monté entre la tête et l'élément 23 de filtration afin qu'il repousse ce dernier contre la partie inférieure 13b du boîtier, si bien que l'élément 23 de filtration est stabilisé pendant le fonctionnement et est libéré automatiquement lorsque la bague filetée 15 écarte le boîtier de la tête 11. Une plate-forme annulaire 25 coopère avec le ressort hélicoïdal 21 et avec la partie supérieure de l'élément de filtration 23 et elle comprime le ressort 21 lorsque le boîtier 13 et l'élément de filtration sont repoussés dans la tête.
Lors du fonctionnement, le fluide à filtrer passe par un canal 27 d'entrée et dans un passage 30 de circulation d'entrée puis à l'intérieur 32 du boîtier. Lorsque l'élément 23 de filtration est en cours de remplacement ou lors de l'entretien d'autres parties du circuit de fluide, un bouchon 33 peut être retiré libérant alors le passage 30, si bien que du fluide peut être introduit ou que de l'air peut s'échapper. Le fluide traverse l'élément 23 de filtration et pénètre dans la région centrale 34. Pendant la traversée de l'élément 23 de filtration, les impuretés se déposent dans celui-ci, laissant le fluide qui quitte l'élément dans la région centrale 34 sous une forme épurée.
Le fluide, à partir de la région centrale 34, remonte par une soupape circulaire 36 comprenant un siège 36a, un obturateur 36b et un ressort hélicoïdal 36c de compression. La pression du fluide maintient la soupape 36 en position ouverte pendant le fonctionnement. Lorsque le filtre doit être entretenu, la contre-pression ferme la soupape et empêche la perte du fluide par le canal 21 de sortie. A partir de la soupape circulaire 36, le fluide pénètre dans le passage 38 de circulation de sortie et quitte le filtre par le canal 21 de sortie.
Lorsque la pression différentielle dans l'élément de filtration, à la suite du bouchage par des impuretés, dépasse une valeur minimale prédéterminée, une soupape 40 de dérivation, rappelée par un ressort et reliant le passage 30 d'entrée au passage 38 de sortie, s'ouvre en permettant la circulation du fluide dans le filtre sans traverser l'élément de filtration. Cette soupape 40 de dérivation constitue une caractéristique de sécurité qui empêche une élévation excessive de la pression. Malheureusement, elle réduit aussi l'incitation à l'enlèvement du boîtier 13 en vue du remplacement de l'élément 23 de filtration puisque le fluide continue à circuler normalement même lorsque l'élément de filtration est bouché. Le manque de conséquences sérieuses immédiates du bouchage du filtre, lorsqu'il s'ajoute à la difficulté et au peu de commodités de l'enlèvement des boîtiers de filtres des types connus, conduit souvent à l'absence de remplacement périodique de l'élément de filtration.
Selon une caractéristique importante d'un mode de réalisation avantageux, une encoche 44 ou un autre organe de butée au moins, solidaire de la tête 11, coopère avec la zone évasée 15a de la bague filetée 15 en formant un arrangement à pivot et point d'application d'un levier du second type, tel que représenté sur la figure 2 qui représente un tournevis constituant le levier, ou un autre organe allongé. L'encoche 44 peut être formée par usinage ou moulage dans la tête 11, ou elle peut être formée dans un bloc boulonné à la tête du filtre ou fixé fermement d'une autre manière sur cette tête. La dernière possibilité peut être utilisée pour l'adaptation de matériel existant. Le levier du second type met en œuvre son facteur multiplicateur mécanique pour l'application d'un couple élevé à la bague filetée 15 lors du serrage et du desserrage du raccord de la tête 11 et du boîtier 13. La possibilité de l'utilisation d'un tournevis comme levier supprime la nécessité d'un outil spécial pour l'enlèvement du boîtier, comme dans les montages connus. Souvent, dans ces dispositifs connus, même lorsque l'outil spécial est disponible, le boîtier est fixé si fermement ou coincé par la corrosion et ou la rouille que l'enlèvement du boîtier nécessite une série d'opérations alternées de traction continue, de traction d'un coup sec et de choc créant des vibrations, appliquées au boîtier afin que le joint bloqué formé entre le boîtier et la tête puisse être libéré. Cependant, lors de la mise en œuvre de l'invention, à l'aide d'un levier et du facteur multiplicateur mécanique associé, un boîtier dont l'enlèvement se révélerait autrement difficile peut être dégagé sans difficulté ou frustration. Le tournevis courant et presque toujours disponible convient bien comme levier.
Comme l'indiquent les figures 2 et 3, l'encoche 44 forme une zone en retrait dans la tête 11 pour le logement du bout ou de la lame 46a d'un tournevis 46, avec formation d'un pivot pour le levier. Le point de résistance auquel est appliqué le levier se trouve entre la tige 46b du tournevis et les pattes ou autres dispositifs 48 de butée distants dans la zone évasée 15a de la bague filetée 15. Lors du serrage de cette bague, la force du levier est appliquée à la poignée 46c du tournevis, comme avec un cliquet, de gauche à droite sur la figure 2. Inversement, le tournevis 46 représenté en traits mixtes sur la figure 2, lorsqu'il est déplacé de droite à gauche comme un cliquet, desserre la bague filetée 15 de sa position de coopération dans la tète 11. Il faut noter que, bien qu'un tournevis soit particulièrement commode comme partie de travail du levier, tout autre dispositif approprié peut le remplacer. Par exemple, une simple tige d'acier de longueur et de résistance suffisantes peut être utilisée, pourvu que son extrémité puisse pénétrer dans l'encoche 44.
Comme l'indique la figure 2, le levier (par exemple un tournevis) est déplacé en arc de cercle centré sur l'encoche 44. Le couple appliqué à la bague 15 est minimal aux deux points extrêmes du parcours du levier. Le couple est maximal lorsque le levier est en position verticale comme indiqué sur la figure 2 ou, de façon plus générale, lorsqu'il occupe une position axiale parallèle à l'axe de rotation de la bague. Lorsque le levier est au contact de l'une des pattes 48 qui a une trop grande inclinaison par rapport à la position verticale du levier, le couple est trop faible pour permettre un desserrage ou un serrage efficace de la bague 15. En outre, lorsque l'angle du levier par rapport à la verticale est trop élevé, le raccord fileté entre la bague 15 et la tête 11 peut être détérioré du fait de l'application d'une composante dirigée vers le bas.
Ainsi, les pattes 48 représentées sur la figure 3 ne doivent pas être en trop petit nombre et en conséquence ne doivent pas être trop espacées. Elles doivent au contraire être suffisamment rapprochées à la périphérie de la bague pour que l'une des pattes se trouve dans l'arc de cercle de déplacement du levier dont les limites externes sont telles que le couple transmis est suffisant pour que la bague 15 tourne effectivement. Evidemment, l'espacement des pattes 48 doit être suffisamment grand pour que le levier puisse s'y loger dans toute l'étendue de son pivotement. Enfin, la bague et les pattes qu'elle porte doivent évidemment avoir une résistance mécanique suffisante pour supporter les contraintes mécaniques exercées lors du fonctionnement du levier.
Des bagues filetées même destinées à des boîtiers de filtre de grande dimension peuvent être fabriquées par estampage plutôt que par le procédé coûteux de moulage qui peut être nécessaire suivant l'arrangement décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Améri5
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que N° 4 316 801, grâce à l'utilisation d'un filetage sur la bague comme représenté et par réduction au minimum de son diamètre. On doit aussi noter que l'arrangement de la figure 1 permet l'utilisation dans toutes les opérations de procédés peu coûteux de fabrication. Ainsi, le boîtier 13 n'a pas un diamètre interne primordial. Au contraire, de nombreux filtres connus, y compris celui décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N° 4 316 801, ont des diamètres internes primordiaux dont la réalisation est difficile.
La description qui précède indique que le filtre selon l'invention met en œuvre un mécanisme à levier pour l'application d'un couple puissant à la bague filetée, facilitant le serrage et le desserrage du raccord du boîtier et de la tête. Le mécanisme à levier peut être cons-5 titué par un tournevis ordinaire qui permet le remplacement de l'élément de filtration sans difficulté et sans outil spécial. Etant donné l'entretien très facile du filtre, les programmes d'entretien périodique ont plus de chances d'être effectivement exécutés.
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2 feuilles dessins
Claims (6)
1. Filtre qui comprend une tête de filtration (11) et un récipient (13) logeant un élément de filtration (23), caractérisé par un organe annulaire (15) monté à proximité de l'extrémité ouverte du récipient et libre de tourner à la périphérie de celui-ci et comprenant des moyens d'accouplement par rotation de la tête et de l'organe (15) de manière que le récipient puisse être raccordé à la tête, d'une manière étanche, sans que le récipient doive tourner par rapport à la tête, une butée (44) étant formée rigidement sur la tête (11) et d'autres butées (15a) étant prévues sur l'organe annulaire (15), la butée de la tête et les autres butées étant destinées à coopérer avec un organe levier (46) permettant l'application d'un couple à l'organe annulaire (15) pour ainsi serrer ou desserrer l'accouplement de l'organe annulaire (15) et de la tête (11).
2. Filtre selon la revendication 1, comprenant une tête de filtration filetée (11), caractérisé en ce que l'organe annulaire (15) est fileté et est vissé sur la tête (11).
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REVENDICATIONS
3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé par des organes (13a, 17) placés sur le récipient et empêchant le déplacement de l'organe annulaire parallèlement à son axe de rotation.
4. Filtre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la butée de la tête est formée par une encoche (44) formant un logement pour une première partie d'extrémité de l'organe levier (46) et constituant un point de pivotement, et en ce que les butées de l'organe annulaire comprennent plusieurs pattes (15a) espacées cir-conférentiellement à la périphérie de l'organe annulaire de manière que l'une des pattes puisse former un point d'appui pour une partie intermédiaire de l'organe levier.
5. Filtre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe annulaire est fileté et coopère avec un trou taraudé de la tête.
6. Filtre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un organe élastique (21') monté dans la tête (11) et destiné à repousser l'élément de filtration (23) à distance de la tête.
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