FR2518892A1 - Detecteur de pollution de carburant avec valve de retenue - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF POUR DETECTER ET CONTROLER LA CONTAMINATION DE CARBURANTS, POUR SEPARER LES AGENTS POLLUANTS LIQUIDES ET SOLIDES DE DIMENSION MICROMETRIQUE PAR RAPPORT AU CARBURANT LIQUIDE QUI LES VEHICULE. LE DISPOSITIF COMPREND UNE PAROI INTERNE 18 ET UNE PAROI EXTERNE 14 PERMEABLE AUX FLUIDES ENTRE LESQUELLES SE LOGE UN ELEMENT TUBULAIRE FILTRANT 36 FORME DE PLUSIEURS COUCHES DE MATIERE FILTRANTE 32, 30, 28, 26 FORMEES CHACUNE D'UNE COUCHE EXTERNE POUR FILTRER LES PARTICULES SOLIDES ET D'UNE COUCHE INTERIEURE EN MATIERE SUPER-ABSORBANTE POUR FILTRER L'EAU, RENFORCEE EXTERIEUREMENT PAR UNE COUCHE DE PAPIER ET INTERIEUREMENT PAR UNE MATIERE MAILLEE. L'INTERIEUR DE LA PAROI PERMEABLE INTERNE 18 COMMUNIQUE AVEC UNE LUMIERE 16 DE SORTIE DU CARBURANT LIQUIDE. UNE VALVE 46, 54 EST PREVUE POUR COUPER L'ECOULEMENT DU CARBURANT LIQUIDE A TRAVERS LE FILTRE EN CAS DE COLMATAGE DES COUCHES FILTRANTES AVANT QUE LES MATIERES POLLUANTES SE DETACHENT DE CES COUCHES.
Description
La présente invention a trait en général à des dispositifs de
purification-
par séparation de liquides, et plus particulièrement à un dispositif pour
séparer des agents polluants tant liquides que solides d'un carburant -li-
quide, ce dispositif comportant un mécanisme de retenue.
Alors que la plupart des carburants utilisés en aviation sont soumis à des normes très strictes de qualité dès la raffinerie, les installations
actuelles de stockage et de ravitaillement risquent de contaminer le car-
burant de haute qualité avec des agents tant solides qu'aqueux Cette con-
tamination du carburant peut se produire même si l'on prévoit et utilise un équipement efficace de filtrage et de séparation de l'eau chaque fois
que l'on transporte du carburant d'un point à un autre Ainsi, rien ne ga-
rantit que chaque avion venant d'être ravitaillé emporte un carburant adé-
quat dans toutes les conditions et après chaque ravitaillement.
Tous les systèmes de séparation de l'eau par filtrage sont équipés d'un type déterminé d'éléments combinés de séparation par filtrage qui
empêchent les agents polluants tant solides qu'aqueux que contient le car-
burant de se détacher du système séparateur En opérant de la sorte, les
éléments offrent progressivement une résistance accrue à l'écoulement du -
carburant, par suite de la rétention d'agents contaminants sur leur surfa-
ce, jusqu'à ce que la chute de pression à travers l'élément devienne plus forte que la résistance de cet élément Si l'élément n'est pas remplacé
avant que cela se produise, il s'ensuit une rupture accompagnée de la dé-
charge, dans le réservoir à carburant de l'avion, d'une grande quantité d'agents polluants solides et aqueux La présence de ces agents polluants dans le carburant est désastreuse, puisque les filtres normaux qui équipent les avions en vol sont conçus pour n'enlever que de faibles traces d'agents polluants solides, mais pas l'eau En outre, de grandes quantités de ces agents polluants colmatent rapidement ces filtres montés sur les avions, ce qui provoque l'ouverture des valves de contournement ou de dérivation
du filtre Le carburant contaminé et non-filtré risque alors d'user préma-
turément les pompes et aussi d'obturer le passage du fluide dans la comman-
de de carburant du moteur Enfin, l'eau présente dans le carburant risque
de geler dans les passages empruntés par le carburant, ce qui peut enflam-
mer le moteur avec tous les risques que cela comporte pour les vies humai-
nes et le matériel -
Presque tous les éléments filtrants couramment utilisés ont une ré-
sistance à l'éclatement ou à la rupture comprise entre 0,7 et 5,2 bars, là
gamme normale étant comprise entre 0,7 et 1,72 bars Pour empêcher la rup-
ture de l'élément filtrant, il est nécessaire de remplacer ces éléments
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-2 - avant que la pression critique soit atteinte Toutefois, l'opérateur moyen utilisant une installation classique de ravitaillement ne peut pas avoir de
certitude quant à l'instant oh il convient d'assurer cet entretien périodi-
que en changeant ces éléments.
Certains systèmes de ravitaillement en carburant suivant l'art anté- rieur utilisent des dispositifs détecteurs placés en aval des séparateurs d'eau et des séparateurs de particules solides Un dispositif de ce genre est décrit dans le brevet US no 3 117 925 délivré à Walter Kasten le 14
Janvier 1964 et propriété du cessionnaire de la présente demande de brevet.
Dans ce dispositif, l'élément détecteur comprend un organe tubulaire poreux qui se compose d'une première série d'éléments en forme de rondelles ayant une surface relativement lisse et d'une seconde série d'éléments en forme
de rondelles ayant une surface relativement rugueuse Les première et se-
conde séries d'éléments en forme de rondelles sont empilées en les faisant alterner entre eux L'organe tubulaire poreux ou combiné est logé dans un tube perforé et soumis à une précontrainte calibrée par un ressort Lorsque des traces d'eau dépassant un niveau prédéterminé traversent le séparateur
pour le filtrage-de l'eau, les rondelles se gonflent, ce qui tend à dimi-
nuer la dimension des pores entre les rondelles En outre, lorsque des par-
ticules polluantes solides dont la dimension dépasse une valeur prédétermi-
née traversent le filtre, ces particules solides colmatent certains pores des rondelles L'élément filtrant détecte cette pollution en produisant un
accroissement de la chute de pression à travers le dispositif; Un autre.
exemple connu d'un tel élément filtrant fait l'objet du brevet US no
3 182 800 délivré à Kasten et Landree le 11 Mai 1965, et également proprié-
té du cessionnaire de la présente demande de brevet.
Dans certaines installations, on monte des dispositifs détecteurs pour carburants, du type décrit ci-dessus, en aval de séparateurs classiques à filtre pour l'eau Dans de telles installations, les dispositifs détecteurs pour carburants fonctionnentnormalement pendant de longues périodes sans 9 tre exposés à des quantités importantes d'agents contaminants Pendant ce
fonctionnement normal, la baisse de pression à travers le dispositif détec-
teur pour carburants se produit progressivement, et les éléments filtrants
combinés doivent être renmplacés au bout d'une période de temps fixée d'a-
vance, par exemple six mois, ou dès que la pression différentielle relevée à travers les éléments filtrants combinés a atteint une pression pré-établie, c'est-à-dire entre 1 et 1,4 bars Dans de telles conditions, l'élément
filtrant du dispositif détecteur pour carburants bloque et retient la to-
talité ou presque des agents polluants solides et aqueux que contient le 3 -
carburant qui traverse ces éléments.
Plus récemment, cependant, dans de nombreuses installations, on a u-
tilisé efficacement des dispositifs détecteurs pour carburants en remplace-
ment des séparateurs d'eau par filtrage, au lieu d'une combinaison des deux systèmes Même dans une telle installation, si le carburant est de qualité
moyenne, c'est-à-dire contient de faibles quantités d'eau et d'agents pol-
luants solides, les éléments combinés ne rencontreront aucune difficulté
à retenir ou capter les agents polluants Toutefois,-dans de telles instal-
lations, en cas de faible débit de carburant ou de fonctionnement sous fai-
ble pression de la pompe à carburant, il peut se produire des circonstances qui risquent de permettre à de faibles quantités d'eau et à des particules
solides d'une dimension inférieure au micron, de s'infiltrer entre les cou-
ches de l'empilage en sandwich et de s'écouler par la lumière de sortie du
dispositif La raison en est que la construction d'un tel dispositif n'as-
sure pas l'application d'un effort de compression suffisant contre l'empi-
lage alterné de manière à colmater effectivement la face interne entre les couches de matière de séparation, afin d'empêcher le passage de l'eau et de
particules d'une dimension inférieure au micron.
D'autres systèmes d'alimentation en carburant suivant l'art antérieur utilisent un dispositif détecteur pour carburant qui comporte une matière capable de séparer les particules solides pour les séparer et qui absorbe
ensuite dans une certaine mesure le liquide et les particules solides pol-
luantes entra nés par le carburant; par conséquent,-au-delà de ce point le
dispositif laisse passer des agents polluants-liquides vers l'aval Lors-
que le niveau de contamination de l'effluent en aval atteint une valeur
suffisamment élevée, il déclenche un moyen conçu pour couper la circula-
tion à travers le dispositif On peut citer comme exemples de dispositifs de ce genre ceux décrits et représentés dans les brevets US suivants: n S 3 339 734 et 3 339 375 délivrés à Walter Kasten le 5 Septembre 1967; no 3 416 665 et 3 416 666 délivrés à Walter Kasten le 17 Décembre 1968; n O 3 434 486 délivré à Walter Kasten le 25 Mars 1969; no 3 357 560 délivré à R J Raupp le 12 Décembre 1967; n 3 478 881 délivré à J W Bozek le 18 Novembre 1969 et no 3 503 507 délivré à Raupp et al le 31 Mars 1970, tous propriété du cessionnaire de la présente demande de brevet Ces dispositifs
détectent la pollution tant liquide que solide pour assurer la coupure po-
sitive de l'écoulement de carburant.
Enfin, dans le brevet US no 4 145 285 délivré le 20 Mars 1979 à
William G Martin et Anthony D Simone, et également propriété du cession-
naire de la présente demande de brevet, on décrit un système détecteur et 4 - de filtrage pour carburant qui coupe le débit continu de carburant lorsque sa capacité soit à séparer du carburant les particules polluantes solides,
soit les agents polluants liquides, est tombée au-dessous d'un niveau mi-
nimal pré-établi Cependant, ce type de dispositif détecteur pour carburant a une capacité limitée de retenue d'eau, ce qui en affecte sensiblement la
durée utile.
Par conséquent, il existe une demande pour un système détecteur et de filtrage pour carburant, qui soit capable de séparer des polluants liquides ainsi que certains agents polluants solides de dimensions micrométriques,
qui fonctionne dans des conditions de débit limité de carburant et de fai-
ble pression de pompage du carburant, sans permettre le passage d'eau, qui coupe l'écoulement continu du carburant lorsque sa capacité de séparation
d'agents polluants particulaires et sa capacité de séparation de contami-
nants liquides par rapport au carburant est tombée au-dessous d'un niveau prédéterminé, et qui possède une meilleure capacité en eau de manière à
prolonger la durée utile du dispositif en service.
La présente invention a pour objet un système de détection de la con-
tamination de carburants, capable de séparer les agents liquides de pollu-
tion entra nés par le-carburant, d'empêcher l'eau de s'infiltrer-à travers le système, et de séparer et prélever les agents polluants particulaires
véhiculés par le carburant En outre, le système suivant l'invention as-
sure une coupure de l'arrivée de carburant dès que la capacité du disposi-
tif à séparer efficacement du carburant l'eau et les agents polluants so-
lides, tout en possédant une plus grande capacité de rétention d'eau de
manière à prolonger la durée utile du dispositif en service.
Plus particulièrement, la présente invention prévoit un système de
filtrage pour carburants qui comprend un corps à paroi perméable aux flui-
des pour permettre la pénétration du fluide à travers cette paroi perméable ainsi qu'une lumière de sortie pour l'évacuation du fluide à travers cette
même paroi Une cloison interne, perméable aux fluides, est placée à l'in-
térieur du corps précité pour permettre le passage du fluide à travers cette cloison La cloison interne perméable aux fluides présente une première extrémité adjacente et alignée par rapport à la lumière de sortie et -une
extrémité opposée éloignée de ladite première extrémité Les parois inter-
3 S ne et externe perméables aux fluides forment en outre entre elles une ca-
vité annulaire Un élément tubulaire filtrant est disposé à l'intérieur de cette cavité annulaire et permet l'écoulement du fluide à travers celleci de l'extérieur à l'intérieur de l'élément tubulaire filtrant Cet élément tubulaire filtrant est aligné par rapport à la lumière de sortie L'élément tubulaire filtrant comporte en outre une première extrémité adjacente à la
lumière de sortie et une seconde extrémité opposée à la première et adja-
cente à l'extrémité opposée de la paroi interne perméable aux fluides Une force de compression axiale, de valeur prédéterminée, agit sur l'élément tubulaire filtrant En outre, un mécanisme à valve est disposé à la seconde extrémité de l'élément tubulaire filtrant et interdit normalement le passage du fluide à travers la seconde extrémité de l'élément tubulaire filtrant Le mécanisme à valve présente un côté exposé à la pression du fluide, à l'extérieur du corps Ainsi, lorsqu'une baisse de pression de
valeur prédéterminée se produit à travers le mécanisme à valve, ce méca-
nisme ouvre la seconde extrémité de l'élément tubulaire filtrant et ferme la lumière de sortie du corps pour empêcher un écoulement ultérieur de
fluide à travers le système de filtrage du fluide.
Par conséquent, un but essentiel de la présente invention consiste à prévoir un système détecteur de contamination de carburant, capable de
séparer des agents polluants tant liquides que solides, de dimensions sub-
micrométriques, véhiculés par le carburant, et de couper l'écoulement du carburant si la capacité du dispositif à séparer efficacement l'eau et les
particules solides du carburant diminue, ce système ayant une capacité ac-
crue de rétention d'eau afin de prolonger sa durée utile.
Toutefois, l'invention a également pour but de prévoir une construc-
tion d'un tel système détecteur de la contamination de carburant, laquelle comprend une structure d'élément tubulaire filtrant, capable d'assurer une durée utile prolongée et qui présente une plus grande surface de séparation
des agents polluants par rapport au carburant.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront à la lecture
de la description détaillée qui suit en se référant au dessin annexé, sur
lequel les mêmes signes de référence sont utilisés dans les différentes Figures pour désigner des éléments similaires Sur le dessin:
La FIGURE 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif fil-
trant suivant un mode préféré de réalisation;
La FIGURE 2 est une coupe longitudinale axiale du filtre de la Fi-
gure 1; La FIGURE 3 est une coupe transversale faite suivant les flèches 3-3 de la Figure 1; La FIGURE 4 est une coupe agrandie montrant un détail de l'élément
tubulaire filtrant suivant une première variante de réalisation de la pré-
sente invention;
La FIGURE 5 est une coupe longitudinale partielle relative à un se-
6- cond mode de réalisation, et La FIGURE 6 est une vue agrandie du détail inscrit dans le cercle de
la Figure 5.
Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1, on voit en 10 un sépa-
rateur de fluides ou filtre pour carburant, lequel comprend un corps 12 ayant une paroi extérieure 14 perméable aux fluides et une lumière de sor
tie 16 pour le fluide Le fluide à traiter passe de l'extérieur à l'inté-
rieur du dispositif de filtrage 10 en traversant la paroi externe 14 permé-
able aux fluides, et, après traitement, ce fluide sort du dispositif 10 par la lumière de sortie 16 De 'préférence, le corps 12 a une forme cylindrique et la lumière de sortie 16 est formée à une extrémité de ce corps, La paroi
14 du corps est réalisée de préférence en aluminium perforé A titre de va-
riante, la paroi 14 peut être réalisée en tôle d'aluminium dans laquelle de
multiples ouvertures sont formées ou percées.
Ainsi qu'il ressort au mieux des figures 2 à 4, le-système de filtra-
ge 10 pour carburants comprend une paroi interne 19 perméable aux fluides qui est disposée concentriquement dans le corps 12 La paroi interne 18 présente une extrémité 20 adjacente à la lumière de sortie 16 et alignée
par rapport à celle-ci La paroi interne 18 présente également une extrémi-
té opposée 22 située à proximité mais espacée de l'autre extrémité du corps
12 La paroi interne 18 est constituée de préférence par une feuille de ma-
tière plastique perforée ou, suivant une variante, par une t Mle d'aluminium-
ou d'acier perforée, ce qui améliore la résistance du corps 12 tout en per-
mettant le passage du fluide à travers cette paroi interne 18.
Il convient de noter que la forme préférée du système de filtrage 10 pour carburant est la forme cylindrique, car elle constitue une paroi sans solution de continuité qui peut ôtre traversée par le fluide De plus, une
forme cylindrique est préférable car elle constitue une structure intrinsè-
quement robuste Grâce à la forme cylindrique du corps 12, la paroi externe
14 et la paroi interne 18 sont également cylindriques et disposées concen-
triquement par rapport l'une à l'autre à l'intérieur du corps,12 Par-con-
séquent, les parois interne et externe 18, 14 perméables aux fluides ména-
gent entre elles une cavité de section annulaire 24 à l'intérieur du corps 12.
Un élément filtrant également tubulaire 36 est logé dans cette cavi-
té annulaire 24 et se compose de plusieurs couches 34 qui, comme le montrent les Figures 3 et 4, comprennent à leur tour une première couche interne 32 mise en contact avec une seconde couche 30 disposée à son tour en contact avec une troisième couche 28, et finalement une quatrième couche 26 qui -7- porte contre la troisième couche 28 La première couche interne 32 est composée d'une structure maillée formant tamis, qui sert à l'écoulement du fluide De préférence, ce tamis maillé est composé de fils métalliques ou, suivant une variante, de fibres de verre La seconde couche 30 est en -papier dont la finesse est juste suffisante pour empêcher la migration des substances et son éclatement La troisième couche est capable d'absorber les agents polluants liquides En pratique, un matériau qui convient pour constituer cette troisième couche 28 est un polymère cellulosique absorbant connu par exemple sous la marque déposée CLD-2 et fabriqué par la Buckeye lo Cellulose Corporation de Memphis, Tennessee (USA), ou tout autre -matériau similaire Enfin, la quatrième et dernière couche est capable de séparer
du fluide une matière en particules solides dont la dimension est infé-
rieure au micron Par exemple, on a constaté qu'un matériau de filtrage
adéquat est une très mince enveloppe ou-tunique en-fibres de verre -
L'élément tubulaire de filtrage 36 a la même longueur axiale que la
paroi interne 18 perméable aux fluides, de telle sorte que cet élément fil-
trant 36 présente une première extrémité 37 adjacente à la lumière de sor-
tie 16 En outre, cet élément tubulaire filtrant 36 a une seconde extrémi-
té 35 adjacente à l'extrémité opposée 22 de la paroi interne 18 perméable aux fluides De préférence, l'élément tubulaire filtrant 36 se présente
sous forme d'un simple cylindre.
Un premier chapeau de fermeture 74, pourvu d'une ouverture centrale
circulaire 76, recouvre la seconde extrémité 35 de l'élément tubulaire fil-
trant 36 ainsi que l'extrémité opposée 22 de la paroi interne 18 perméable
aux fluides Le premier chapeau d'extrémité 74 présente en outre une pre-
mière collerette longitudinale interne 78 qui vient porter contre la pa-
roi interne 18 perméable aux fluides, ainsi qu'une seconde collerette longitudinale externe 80 qui porte contre la paroi externe 14 perméable
aux fluides Ces première et seconde collerettes longitudinales 78, 80 ser-
-30 vent respectivement d'entretoises diamétrales qui maintiennent la paroi in-
terne 18 correctement espacée, dans le sens radial, par rapport à la paroi externe 14 D'une manière analogue, un second chapeau d'extrémité 87 percé
d'une ouverture circulaire centrale 84, est prévu contre la première extré-
mité 20 de la paroi 18 et la première extrémité 37 de l'élément tubulaire filtrant 36 Cependant, le second chapeau d'extrémité 87 ne comporte qu'une seule collerette longitudinale interne 86 qui porte contre la paroi interne
18 perméable aux fluides Un troisième chapeau d'extrémité 88 est prévu con-
tre le second chapeau d'extrémité 87 et présente une collerette longitudi-
nale externe 90 qui porte contre la paroi externe 14 perméable aux fluides 8 - dont elle est rendue solidaire par un enfoncement partiel 15 pratiqué dans
cette paroi 14 et qui vient buter contre l'extrémité 88 En outre, ce troi-
sième chapeau 88 et le second chapeau 87 sont rendus solidaires du corps 12 en sertissant radialement-'1 ' extrémité de la paroi externe 14 perméable aux fluides sur le troisième chapeau d'extrémité 88, comme il est indiqué en 15 ' Le chapeau d'extrémité 88 peut comporter, par exemple, une partie 96 formant embout, munie d'une gorge 98 pour recevoir un joint torique 99 à proximité de la lumière de sortie 16 du corps 12 Ce joint torique 99 vient porter hermétiquement contre le bord d'une ouverture (non représentée) prévue à cet effet dans le carter du séparateur de carburant (non représenté) Le
second chapeau d'extrémité 87 et la première collerette longitudinale in-
terne 86 constituent une butée appropriée pour un clapet qui sera décrit plus loin Un obturateur d'extrémité 66, percé d'une ouverture centrale 68, porte contre la première extrémité 11 de la paroi externe 14 perméable aux
fluides.
Une chambre à fluide 40 est formée à-l'intérieur du corps 12 entre la
première extrémité 11 de la paroi externe 14 et un joint annulaire d'étan-
chéité 70 Cette chambre 40 débouche à sa première extrémité dans l'ouver-
ture 68 de l'obturateur 66, ce qui permet à cette chambre 40 de communiquer
avec I'atmosphère qui entoure le corps 12.
La valve 46 comprend un organe 48 de retenue de la valve, placé en sandwich entre la première extrémité de la chambre 40 et le joint annulaire d'étanchéité 70 L'organe 48 de retenue de la valve comporte une cavité 50
pour une bille 54 formant clapet de retenue, cette cavité 50 étant sensi-
blement alignée avec l'intérieur de 'l'élément tubulaire de filtrage 36 Par
ailleurs, l'organe 48 de retenue de la valve présente au moins une ouvertu-
re 52 pour former un passage du fluide entre la chambre 40 et l'intérieur
du filtre tubulaire 36-en passant par la valve La bille 54 est donc amovi-
ble et se loge dans la cavité 50 de la valve de manière à pouvoir obturer
l'ouverture 52 Cette bille 54 est maintenue de façon amovible dans la ca-
vité 50 de façon à obturer ou fermer l'ouverture 52 grâce à une lèvre cir-
culaire intérieure 56 Celle-ci est fixée à l'organe de retenue 48 et-fait radialement saillie vers l'intérieur de la cavité 50 du côté de l'ouverture de celle-ci Ainsi, la valve 46 est exposée du côté intérieur à la pression du fluide ayant traversé la paroi interne 18 de l'élément tubulaire filtrant 36, et de l'autre c 8 té à la pression du fluide qui règne à l'extérieur du corps 12, par l'intermédiaire de la chambre 40 De cette façon, lorsqu'une baisse prédéterminée de pression se produit dans la valve 46, la pression différentielle communiquée à la bille 54 à travers l'ouverture 52 exerce -9- une sollicitation contre cette bille qui est supérieure à celle produite
sur cette même bille par la lèvre circulaire de retenue 56 Cette sollici-
tation fait sortir la bille 54 de la cavité 50 en franchissant la lèvre de
retenue 56, jusqu'à rencontrer la butée 87 de 7 façon à interdire toute sor-
tie ultérieure du fluide à travers la lumière de sortie 16 du corps 12 Il est évident pour tout spécialiste dans l'art que le diamètre de la bille 54 est calculé de façon qu'il permette à celle-ci de se déplacer à l'intérieur de la paroi interne 18 mais lui interdise le franchissement du passage 84
au-delà de la butée 87.
Un effort de compression axiale est appliqué à la paroi interne 18 perméable aux fluides par l'intermédiaire du joint annulaire hermétique 70,
par exemple à l'aide d'un ressort hélicoïdal précontraint 58 disposé sensi-
blement coaxialement par rapport à l'élément tubulaire filtrant 36 De plus, ce ressort hélicoïdal 58 est disposé de façon sensiblement concentrique par rapport à la paroi externe 14, perméable aux fluides, de la chambre 40 Ce ressort hélicoïdal 58 est maintenu dans un état de compression partielle
entre l'obturateur 66 situé à la première extrémité du corps 12 et une gor-
ge circulaire 60 formée à proximité de la face supérieure (Figure 2) de
l'organe 48 de retenue de la valve Cette disposition soumet le joint an-
nulaire hermétique 70 à une compression qui assure l'étanchéité entre le
dispositif à valve 46 et le premier chapeau d'extrémité 74 Ainsi, ce der-
nier transmet cet effort de compression à l'autre extrémité de l'élément
tubulaire filtrant 36.
Comme l'indiquent les flèches d'écoulement de la Figure 2, le carburant
liquide à filtrer pénètre dans une direction sensiblement radiale vers l'in-
térieur du corps 12, en traversant d'abord la paroi externe 14 perméable aux
fluides Ensuite, le carburant liquide s'écoule vers l'intérieur de la ca-
vité annulaire 24, en traversant les couches 34 de l'élément tubulaire fil-
trant 36, c'est-à-dire la quatrième couche 26 ou couche extérieure, puis
la troisième couche 28, la seconde couche 30 et finalement la première cou-
che interne 32, et durant ce passage les matières polluantes, tant liquides
que solides, sont séparées du carburant liquide Celui-ci, maintenant dé-
barrassé des particules solides contaminantes, ne peut passer de l'intérieur de la paroi interne 18 dans la chambre 40 en raison de la présence de la bille 54 qui porte contre son siège à l'entrée de la cavité 50 En même
temps, le carburant liquide qui pénètre dans la chambre 40 à travers 1 'ou-
verture 68 prévue dans l'obturateur d'extrémité 66 sort de la chambre 40 à travers la paroi externe 14 perméable aux fluides, puisque le passage vers l'intérieur de la paroi interne 18 est interdit par la valve 46 et que le -
joint annulaire d'étanchéité 70 est comprimé par le ressort de valve 58.
A mesure que le carburant liquide traverse la quatrième couche ou
couche extérieure 26, les matières polluantes constituées par des particu-
les solides sont séparées du carburant, s'accumulent d'abord sur l'extérieur de la quatrième couche ou couche externe 26, jusqu'à ce que la capacité de cette couche à séparer efficacement ces agents polluants solides diminue,
ou que cette couche soit finalement -colmatée par les particules solides.
Ensuite, le carburant liquide, désormais débarrassé de tous matériaux pol-
luants solides, traverse la troisième couche 28 qui absorbe les agents pol-
luants liquides, par exemple l'eau, pendant que le carburant liquide tra-
verse cette troisième couche 28 Puis, le carburant liquide maintenant pu-
rifié et exempt d'agents polluants tant solides que liquides, traverse la
seconde couche 30 ainsi que la première couche interne 32 de l'élément tu-
bulaire filtrant 36 et finalement s'écoule à travers la paroi interne 48
pour atteindre l'intérieur de celle-ci La seconde couche 30 empêche la mi-
gration des agents polluants, tandis que la première couche interne 32 cons- titue une structure de support pour les seconde, troisième et quatrième
couches Le carburant purifié sort maintenant du système détecteur ou de contrôle de la contamination du carburant, traverse la lumière de sortie
16 pour être dirigé vers l'installation d'utilisation, par exemple un mo-
teur ou un réservoir à carburant.
La présente invention envisage également un second mode possible de
réalisation que montre la Figure 4, qui est en substance identique au pre-
* mier, les mêmes chiffres de référence désignant des éléments identiques, la différence étant que l'élément tubulaire 36 est plissé dans le second
mode de réalisation Ce plissement procure une superficie étendue sur la-
quelle s'effectuera la séparation de l'eau par rapport au carburant et
l'accumulation des agents séparés qui étaient véhiculés par le carburant.
Cet accroissement de surface augmente évidemment la durée utile du système
filtrant 10.
Une autre variante de réalisation de l'invention fait l'objet des Fi-
gures 5 et 6 du dessin o l'élément tubulaire 236 est constitué par un em-
pilage d'éléments filtrants en forme de disques ou rondelles en contact, face contre face, avec -une rondelle de papier interposée ainsi entre deux disques ou éléments successifs Ces derniers sont agencés de telle sorte
que le fluide traversant chaque élément filtrant 236 suive un parcourt ra-
dial et cela à travers les interfaces formés entre les disques ou éléments filtrants et le papier absorbant L'élément tubulaire filtrant comporte un disque 228 constitué par un polymère cellulosique absorbant du type déjà décrit au sujet du mode préféré de réalisation, et des rondelles en papier
absorbant 230, en alternance avec les disques 228.
Les disques cellulosiques 228 et les rondelles en papier 230 alter-
nent de préférence entre eux, de façon que chacun des disques cellulosiques 228 soit en contact face contre face avec deux rondelles en papier 230.
Ainsi, les disques 228 et 230 constituent ensemble un élément tubulaire fil-
trant 236.
Cet élément tubulaire filtrant 236 est introduit dans le corps 212
de manière à être adjacent à la paroi externe 214 perméable aux fluides.
1 o Dans cette seconde variante de réalisation, la paroi 18 perméable aux flui-
des utilisée dans le mode préféré de réalisation a été supprimée dans le
dispositif de filtrage.
Une force calibrée de compression axiale, produite à l'aide d'un res-
sort 58, s'exerce sur la valve 46 de façon à être transmise à l'élément tu-
bulaire filtrant 236 Cependant, étant donné que cet élément tubulaire fil-
trant 236 absorbe l'eau, il subit une dilatation axiale contre la résistan-
ce élastique produite par le ressort 58 On peut éventuellement enduire la paroi interne de l'élément tubulaire filtrant 236 d'une solution de résine époxy en utilisant un procédé décrit dans le brevet USA no 3 117 925 auquel il y a lieu de se référer Le revêtement de résine est appliqué aux disques
dans le but d'empocher la migration dans certaines applications.
Comme l'indiquent les flèches sur la Figure 5, le carburant à filtrer pénètre à peu près radialement à l'intérieur du corps 212 en traversant la paroi 214 perméable aux fluides, et atteint l'espace disponible entre cette paroi 214 et l'élément tubulaire filtrant proprement dit 236 Le carburant
liquide pénètre ainsi dans la chambre 40 Concurremment, du carburant li-
quide traverse également les ouvertures 63 pour pénétrer dans la chambre o il est empêché de sortir par les passages 52 grâce à la présence de
la bille 54 qui porte hermétiquement contre son siège dans la cavité 50.
Ensuite, le carburant liquide s'écoule radialement entre l'interstice lais-
sé entre l'élément tubulaire filtrant 236 et la paroi externe 214 de cet élément 236, lequel absorbe les agents polluants liquides, par exemple l'eau, présents dans le carburant, à mesure que celui-ci traverse radialement la
paroi de l'élément tubulaire filtrant, pour atteindre l'intérieur de l'élé-
ment filtrant Le carburant ainsi purifié sort du dispositif détecteur de
contamination du carburant par la lumière de sortie 16, pour alimenter l'u-
tilisateur de carburant (non représenté), par exemple un moteur ou un ré-
servoir à carburant.
Les matières polluantes solides séparées du carburant finissent par 12- s 'accumuler sur la périphérie de -l'élément tubulaire filtrant 236, ce qui
restreint l'écoulement à travers l'élément filtrant 236 De m 9 me, l'eau sé-
parée par l'élément tubulaire filtrant 236 finit par gonfler cet élément à un degré tel que sa capacité d'absorption de quantités ultérieures d'eau est affectée défavorablement, ce qui restreint également l'écoulement ul-' térieur de liquide à travers le filtre tubulaire Que l'une ou l'autre de ces deux situations se produise, la pression du carburant dans la chambre dépasse la pression du carburant à l'intérieur de l'élément tubulaire
filtrant 236, et dès qu'une pression différentielle prédéterminée du car-
burant a été atteinte, la bille 54 est éloignée &e son siège au bord de fa cavité 50 et appliquée contre le siège-butée opposé 86, ce qui obture la lumière de sortie 16 et coupe tout débit ultérieur du carburant à travers
l'élément filtrant, Dans ces conditions, il convient de démonter le dispo-
sitif détecteur de contamination du carburant pour le remplacer par un dis-
positif neuf.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention que montrent les
Figures 1 à 3, les matières polluantes solides séparées du carburant fi-
nissent par s'accumuler sur l'extérieur de la couche externe 26 De m 9 me, l'eau séparée par la troisième couche 28 de l'élément tubulaire filtrant 'finit par gonfler l'élément filtrant 36 à un degré qui d'une part influe défavorablement sur sa capacité d'absorber d'autres quantités d'eau, et d'autre part restreint l'écoulement de quantités ultérieures de carburant à travers le filtre tubulaire Que l'une ou l'autre de ces situations se produise, la pression à l'intérieur de la chambre 40 dépassera la pression
du carburant à l'intérieur de la paroi interne 18 Ainsi, dès qu'une pres-
sion différentielle prédéterminée a été atteinte entre l'extérieur du corps 12 et l'intérieur de la paroi interne 18, la bille 54 est éloignée de son
siège au bord de la cavité 50 et parvient jusqu'à la butée 87, qui la stop-
pe Cela coupe l'écoulement à travers la lumière de sortie 16 et 'par consé-
quent fait cesser l'écoulement de carburant à travers cette lumière 16 Dès
lors, le dispositif détecteur et contr 8 leur de contamination doit 8 tre reti-
ré et remplacé par un dispositif neuf Par conséquent, le dispositif à val-
ve 46 ferme la lumière de sortie 16 du carburant, ce qui stoppe la circu-
lation de ce carburant à travers le dispositif dès que la baisse de pres-
sion à travers l'élément filtrant dépasse une valeur prédéterminée, que
celle-ci résulte uniquement de l'absorption d'eau ou uniquement de l'accu-
mulation de particules solides contaminantés, ou d'une combinaison de ces
deux causes de pollution indésirable En outre, la paroi 'interne 18 perméa-
ble aux fluides renforce la résistance mécanique de l'élément tubulaire 13 - filtrant 36, de telle sorte qu'à mesure que cet élément 36 se pollue et que la pression à travers ce même élément augmente, la paroi interne 18
perméable aux fluides empêche un affaissement prématuré ou localisé de l'é-
lément 36 avant qu'une pression différentielle de valeur prédéterminée ait été atteinte par le carburant. Bien que l'invention ait été décrite en se référant à un mode préféré
de réalisation, il est évident pour tout spécialiste dans l'art que l'inven-
tion n'est nullement limitée à ce mode de réalisation, attendu que de nom-
breuses modifications et variantes peuvent être envisagées dans sa réalisa-
tion pratique sans s'ecarter cependant des principes de base de l'invention.
14-
Claims (13)
1 Dispositif de filtrage pour contr 8 ler les matières polluantes contenues dans un fluide traversant ce dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un corps de filtre ( 12) ayant une paroi externe ( 14) perméable aux fluides qui permet la pénétration du fluide à filtrer à travers cette
paroi ( 14), et une lumière de sortie ( 16) pour évacuer ledit fluide à tra-
vers cette lumière ( 16);
b) une paroi interne ( 18) également perméable aux fluides, dispo-
sée à l'intérieur du corps de filtre ( 12) et qui permet le passage du flui-
de à travers cette paroi interne ( 18), celle-ci possédant une première ex-
trémité ( 20) adjacente et alignée par rapport à ladite lumière de sortie ( 16), et une seconde extrémité ( 22) opposée et éloignée de ladite première extrémité ( 20);
c) un élément tubulaire filtrant ( 36) dise sé entre lesdites pa-
rois externe ( 14) et interne ( 18), pour filtrer les particules solides et les agents polluants liquides véhiculés par le fluide, ce moyen de filtrage
( 36) s'étendant axialement à l'intérieur du corps ( 12) et possédant égale-
ment une première extrémité ( 37) voisine de la lumière de sortie ( 16) et
une seconde extrémité ( 35) voisine de la seconde extrémité ( 22) de la pa-
roi interne ( 18) perméable aux fluides; d) un moyen ( 58) pour exercer une sollicitation en compression axiale de valeur prédéterminée sur ladite paroi interne ( 18) perméable aux fluides, et
e) un moyen à valve ( 46) monté à proximité de ladite seconde ex-
trémité ( 35) de l'élément tubulaire de filtrage ( 36) de manière à obturer normalement cette seconde extrémité ( 35) pour interdire le passage du fluide à travers cet élément, ce moyen à valve ( 46) étant exposé sur un
coté à la pression du fluide qui règne à l'intérieur de ladite paroi inter-
ne ( 18) et sur le c 8 té opposé à la pression du fluide qui règne à l'exté-
rieur du corps ( 12), de telle sorte que dès qu'une baisse prédéterminée de pression se produit à travers le moyen ( 46), la valve de ce dernier ( 54) ouvre ladite seconde extrémité ( 35) de l'élément tubulaire de filtrage ( 36)
et ferme ladite lumière de sortie ( 16) du corps ( 12) pour empacher tout é-
coulement ultérieur du fluide à travers le dispositif de filtrage.
2 Dispositif de filtrage selon la Revendication 1, caractérisé en
ce que le moyen de filtrage ( 36) comprend en outre un élément tubulaire de
filtrage ( 36) composé de plusieurs couches de filtrage ( 26, 28, 30, 32) dis-
posés en contact réciproque par rapport les unes aux autres.
- 3 Dispositif de filtrage selon la Revendication 2, caractérisé en ce que l'élément tubulaire de filtrage comporte plusieurs plis orientés axialement. 4 Dispositif de filtrage selon la Revendication 2, caractérisé en ce que les différentes couches de filtrage comprennent: a) une couche intérieure ( 32) mais espacée par rapport à ladite paroi intérieure ( 18) perméable aux fluides; b) une seconde couche ( 30) contig Ue à ladite couche intérieure
( 32);
c) une troisième couche ( 28) contig Ue à ladite seconde couche
( 30);
d) une couche extérieure ( 26) contig Ue à,ladite troisième couche
( 28), adjacente mais espacée par rapport à ladite paroi externe ( 14) per-
méable aux fluides.
5 Dispositif de filtrage selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen à valve ( 46) comprend: a) un organe ( 48) de retenue de la valve, et b) une valve proprement dite ( 54) maintenue de façon amovible dans une position de fermeture par ledit organe de retenue ( 48) de façon quequand ladite baisse prédéterminée de pression se produit dans ledit moyen, la valve ( 54) s'éloigne dudit organe de retenue ( 48) et coopère
avec la lumière de sortie ( 16)pour obturer celle-ci.
6 Dispositif de filtrage caractérisé en ce qu'il comprend: a) un corps ( 12) comportant d'une part une paroi externe ( 14) perméable aux fluides pour permettre la pénétration d'un fluide à travers cette paroi et d'autre part une lumière de sortie ( 16) pour évacuer ce fluide à travers cette lumière ( 16);
b) une paroi interne ( 18) également perméable aux fluides, dis-
posée à l'intérieur du corps de filtre ( 12) et qui permet le'passage du fluide à travers cette paroi interne ( 18), celle-ci possédant une premiere extrémité ( 20) adjacente et alignée par rapport à ladite lumière de sortie ( 16) et une seconde extrémité ( 22) opposée à et éloignée de ladite premiere
extrémité ( 20), ces parois interne et externe formant entre elles une ca-
vité annulaire;
c) un élément tubulaire filtrant ( 36) disposé entre lesdites pa-
rois externe ( 14) et interne ( 18), pour permettre l'écoulement du fluide à travers ces parois de l'extérieur à l'intérieur de l'élément tubulaire
filtrant ( 36), ce dernier étant aligné par rapport à ladite lumière de sor-
tie ( 16) et présentant une première extrémité ( 37) voisine de la seconde
-2518892
extrààiêé < 22 ) edé pâ ë&U 1 triië ïi à perméable aux' fluides; U) Ty T 5 Shexercer une sollicitation prédét-erminée de compression sur ladite paroi interne ( 18) perméable aux-fluides;-, âe urrmw Yen-I îé -< 4 î 6) disposé à ladite seconde extrémité < 35) de l 'élément tubulaire filtrant ( 36), afin de fermer normalement cette se-
conàriê -x mii t 3 f de;f 1 ' ae àh a tout passage du f luide, ce moyen à val-
ve'ayaânt N cite:-b S 4 é 5 e F l rèâon du fluide à l'intérieur de il'élément filtrant ( 36) et un autre c 8 té, opposé au pre mier, exposé à la pression dfldàI' d doip'at-f 2), de telle sorte queqadnebis id pècétér Ili t S:ôd'à epro ti a travers le moyen à valve, celui-ci our, téi 4 4 ÈIde l élément tubulairefitate ferme ladite lumière de sortie-0 ( 6), de manière a empocher tout écoulement
Z-'bri u dû ut ëfif e<à: t 4 Moiifdfiltrage.
7 Disj W àkf îè é P"ô 6 U- fluides selon la Revendication 6, ca-
2,iaàtèrîs-e en ceIie fltrant ( 36) comporte lser
coudhe a ts 323 '2 6 T tig Ues entré elles.
8 Dispositif de filtrage selon 'la Revendication 7, caractérisé en cequ&ces côuciè fi trantê c 6 mprêêî=èn une couche extérieure ( 26) pour
séparer a va îtie fbjt Mé -aa e 1 ce 9 ' solides micrométriques dudit flui-
de à filtrer à mesure que celui-ci -traverse la cavité annulaire en direc-
dé l d& 6 te 11 e ifférentes couches communiquant
éteéllés mns siè i ulfude à filtrer pénàtre dans la-
dite cvit âih 1 i Se 7 à -aerirs(td 1 bàroi externe ( 14) perméable aux iaés, pour lesdites couches filtrantes f ormah1 ' f raiè:i 1 b i-sla paroi interne ( 18) perméable aux poid ur Sôrtir ifàin'1 èra àk à lumière de sortie ( 16), cette communication du fluide 'à trave 1 i: e de sortie ( 16) étant stoppée -j i&la 7 Udg d paroi externe ( 14) perméable au X f Iue t t èdf 6 couches filtrantes ( 32, 30, 28, 2 éae t 1 Ut V ip 6 ifîod Revendication 6, caractérisé en
ce quẻ te-moyen pr Cév Cu pourx ex ldt rsincomprend un -ressôrt hé-
ldl & psio (y vdià{ biité 3 r dcântre le moyen à valve ( 46) et -contre, 1 "lluttê t-ejé éi'é( -t-12-) qui est opposée à la lumière dsortie T 6) 'df,3 Faâài la-' Reedcto -crcéiée 1-0wonla evedictin É caactris e ce que ladite cou che extér euir 6 ('26 '> de l'élément filtrant est constituée
par un matériau à base de f ibizèes de verre.
11 Dispositif de filtrage selon la Revendication 8, caractérisé en 17 - ce que lesdites couches de matière filtrante comprennent en outre a) une troisième couche ( 28) venant buter contre ladite couche extérieure; b) une seconde couche ( 30) venant buter contre ladite troisième couche;
c) une couche intérieure < 32) venant buter contre la seconde cou-
che ( 30) et adjacente mais espacée par rapport à ladite paroi interne ( 18)
perméable aux fluides.
12 Dispositif de filtrage selon la Revendication 11, caractérisé en
ce que ladite troisième couche ( 28) est constituée par une matière super-
absorbante, destinée à absorber les agents polluants liquides véhiculés par
le fluide à filtrer.
13 Dispositif de filtrage selon la Revendication 11, caractérisé en
ce que ladite seconde couche < 30) est réalisée en papier.
14 Dispositif de filtrage selon la Revendication 11, caractérisé en
ce que ladite couche intérieure ( 32) est constituée par une feuille de ma-
tériau à base de fibres de verre.
Dispositif de filtrage selon la Revendication 11, caractérisé en
ce que ladite couche intérieure ( 32) est constituée par une structure mail-
lée. 16 Dispositif de filtrage selon la Revendication 6, caractérisé en ce que le moyen à valve comprend un organe de retenue ( 70) et une valve proprement dite ( 54) maintenue de façon amovible en position de fermeture par ledit organe de retenue ( 70), de telle sorte quequand ladite baisse prédéterminée de pression se produit à travers le moyen à valve, la valve
( 54) s'éloigne de l'organe de retenue ( 70) et vient coopérer avec la lu-
mière de sortie ( 16) afin de la fermer.
17 Dispositif de filtrage selon la Revendication 16, caractérisé en ce que ledit organe de retenue < 48) présente des parties formant siège de
valve < 50) et au moins une ouverture ( 52) pour le fluide, percée à tra-
vers la paroi de cet organe, que la valve amovible ( 54) est constituée par une bille logée dans l'organe de retenue ( 48) muni du siège de valve ( 72) de manière à obturer la ou lesdites ouvertures ( 52), et comprend en outre un joint déformable < 70) de maintien de la bille < 54), ce joint déformable ( 70) étant solidaire de l'organe de retenue < 48) de la bille et portant de manière amovible contre cette bille du c 8 té ouvert du siège de valve < 72)
afin de maintenir la valve < 54) de façon libérable dans ce siège.
18 Dispositif de filtrage caractérisé en ce qu'il comprend a) un corps ayant des parois ( 214) perméables aux fluides pour 18 -
permettre la pénétration d'un fluide à filtrer dans ce corps, et e HumlA-
re de sortie pour évacuer le fluide; b) un élément tubulaire filtrant disposé à l'intérieur d erps et qui permet l'écoulement du fluide à travers ce corps de l'extérieur a l'intérieur de l'élément tubulaire filtrant, cet'élément étant aligné par rapport à ladite lumière de sortie ( 16); c) un moyen pour soumettre l'élément tubulaire filtrant à e pression axiale prédéterminée, et
d) un moyen à valve disposé à l'autre extrémité de l'élément ta-
bulaire filtrant et qui ferme normalement cette autre extrémité à tout pas-
sage de fluide, ce moyen à valve ayant un c 8 té exposé à la pression du fai de à l'intérieur de l'élément tubulaire filtrant et un autre cté, cposé au premier, exposé à une pression du fluide à l'extérieur du corps de tell sorte quequand une baisse prédéterminée de pression se produit à travers le moyen à valve, celui-ci ouvre concurremment l'extrémité, de l'élémemt
o il se trouve et ferme la lumière de sortie, ce qui empoche tout écoule-
ment ultérieur du fluide à travers le dispositif de filtrage.
19 Dispositif de filtrage selon la Revendication 18, caractérisé ea ce que ledit élément tubulaire filtrant est constitué par plusieurs alemes en forme de disques empilés ( 228, 230) et en contact réciproque' face =mtre face.
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