FR2690632A1 - Filtre destiné à filtrer un fluide agressif. - Google Patents
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Abstract
Un filtre pour un fluide agressif tel qu'une encre d'impression à base de solvant comprend deux sections de boîtier (10, 30) réalisées dans une matière résistant au fluide agressif. Les sections de boîtier (10, 30) sont combinées afin de définir une chambre (60). Un élément de filtrage (61) est disposé dans la chambre (60) et un élément d'étanchéité (62) forme un joint étanche au fluide entre les sections de boîtier (10, 30) autour de la périphérie de l'élément d'étanchéité (62). L'élément de fixation relie les sections de boîtier (10, 30) l'une à l'autre et est isolé par rapport au fluide agressif par l'élément d'étanchéité (62). Dans une forme de réalisation préférée, l'élément de fixation est un surmoulage (50) en matière plastique réalisé dans une matière qui n'a pas besoin de résister au fluide agressif.
Description
FILTRE DESTINE A FILTRER UN FLUIDE AGRESSIF
Cette invention se rapporte à un filtre capable de filtrer un fluide agressif sous haute pression et à température élevée Plus particulièrement, mais pas exclusivement, elle se rapporte à un filtre destiné à filtrer des encres à base de solvant utilisées dans des imprimantes à jet d'encre. Une imprimante à jet d'encre est un type d'imprimante dans lequel de l'encre est pulvérisée par l'intermédiaire d'une buse sur une surface devant être imprimée Afin d'empêcher la buse d'être obturée et afin d'assurer une bonne qualité d'impression, il est souhaitable d'enlever les pigments agglomérés, les gels de résine, la saleté -et équivalent de l'encre d'impression avant qu'elle passe à travers la buse Par conséquent, certaines imprimantes à jet d'encre sont équipées d'un filtre raccordé du côté amont de la buse afin de filtrer des substances indésirables de l'encre
d'impression.
Des encres d'impression destinées à être utilisées dans des imprimantes à jet d'encre sont fréquemment décrites comme "fluides agressifs", ce qui signifie qu'elles peuvent attaquer chimiquement des matières avec lesquelles elles sont en contact Par exemple, elles peuvent amener de nombreuses matières plastiques typiques à se déformer et/ou à s'affaiblir en entraînant une rupture des chaînes polymères constituant la matière plastique Des joints en élastomère sont également sujets à l'attaque par les encres d'impression L'agressivité de ces fluides augmente bien sûr lorsque la température du fluide augmente. Une encre d'impression typique est une encre à base de solvant contenant un pourcentage important de méthyl-éthyl-cétone (parfois jusqu'à 99 %) Pendant la filtration, l'encre est généralement à une température élevée (approximativement 540 C par exemple) et une pression élevée ( 8, 62 105 Pa par exemple) Du fait de la nature agressive de l'encre et des conditions de fonctionnement sévères, les matières qui sont adaptées à une utilisation dans un boîtier de filtre destiné à filtrer les encres d'impression sont très limitées Des matières thermoplastiques faciles à former et de faible coût telles que le polypropylène, l'acétal et le Nylon n'ont pas la résistance adaptée à des encres à base de
solvant telles que des encres à base de méthyl-éthyl-
cétone, de sorte qu'un boîtier de filtre réalisé dans ces matières a une durée de vie courte et une faible fiabilité Différents métaux, tels que l'acier inoxydable, ont une bonne résistance aux encres à base de solvant, mais les coûts de matière et -les coûts de fabrication d'un boîtier de filtre réalisé dans ces métaux sont prohibitifs Des matières plastiques techniques ont également une bonne résistance aux encres à base de solvant, mais du fait de leurs points de fusion élevés, elles ne peuvent facilement être traitées par des techniques pratiques telles que le soudage aux ultrasons, le soudage par friction, et le soudage par rayonnement ou conduction Il reste donc à développer un procédé fiable et peu couteux de fabrication d'un boîtier de filtre dans des matières
plastiques techniques.
Il existe ainsi actuellement un besoin pour un filtre pour des encres à base de solvant et d'autres fluides agressifs qui a une bonne durée et peut être
fabriqué de façon peu couteuse.
Par conséquent, la présente invention procure un filtre destiné à filtrer un fluide agressif comportant un boîtier comprenant une entrée, une sortie, et des première et deuxième sections de boîtier combinées afin de former une chambre communiquant avec l'entrée et la sortie; un élément de filtrage destiné à filtrer le fluide agressif disposé à l'intérieur de la chambre; un élément d'étanchéité formant un joint étanche au fluide entre les sections de boîtier; et un surmoulage formé autour des première et deuxième sections de boîtier et isolé de la chambre par
l'élément d'étanchéité.
La présente invention procure également un filtre comportant un boîtier comprenant une entrée, une sortie, et des première et deuxième sections de boîtier combinées afin de former une chambre communiquant avec l'entrée et-la sortie; un élément de filtrage ayant une périphérie et disposé à l'intérieur de la chambre; et un élément d'étanchéité en élastomère en contact d'étanchéité avec les première et deuxième sections de boîtier afin d'empêcher du fluide de fuir du boîtier et en contact d'étanchéité avec l'élément de filtrage afin d'empêcher du fluide de contourner l'élément de filtrage. La présente invention procure en outre un procédé de fabrication d'un filtre comportant: le fait de disposer un élément de filtrage dans une chambre définie par une première section de boîtier et une deuxième section de boîtier; le fait de disposer un joint en élastomère entre les sections de boîtier le long d'une périphérie de l'élément de filtrage; et le fait de former un surmoulage autour des sections de boîtier tout en poussant les sections de boîtier en direction l'une de l'autre afin de comprimer l'élément d'étanchéité dans un état comprimé et créer un contact d'étanchéité entre l'élément d'étanchéité et les
sections de boîtier.
La présente invention procure de manière additionnelle un procédé de fabrication d'un filtre comportant: le fait de disposer un élément de filtrage et un élément en élastomère dans une chambre définie par une première section de boîtier et une deuxième section de boîtier avec le joint en élastomère disposé le long d'une périphérie de l'élément de filtrage et en contact avec une surface de la première section de boîtier; et le fait de pousser des sections de boîtier en direction l'une de l'autre afin de comprimer un joint en élastomère en contact d'étanchéité avec la surface de la première section de boîtier, avec une surface de la deuxième section de boîtier, et avec une
surface de l'élément de filtrage.
Certains filtres mettant en oeuvre la présente invention sont spécialement adaptés au filtrage d'un fluide agressif tel qu'une encre d'impression à base de solvant contenant un pourcentage important de méthyl-éthyl-cétone, bien que les filtres ne soient pas limités à une utilisation avec un fluide particulier quelconque Certains des procédés mettant en oeuvre la présente invention procurent des filtres qui sont suffisamment compacts pour se loger à
l'intérieur d'une imprimante à jet d'encre.
Plus généralement, des formes de réalisation de la présente invention procurent des filtres qui sont fabriqués facilement et de façon peu couteuse qui sont à la fois fiables et durables, et qui peuvent être jetés. Des formes de réalisation préférées de la présente invention vont maintenant être décrites en se référant aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un filtre selon la présente invention; La figure 2 est une vue de dessus de la section de boîtier d'entrée de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe le long de la ligne III-III de la figure 2; La figure 4 est une vue de dessus de la section de boîtier de sortie de la figure 1; La figure 5 est une vue en coupe le long de la ligne V-V de la figure 4; et La figure 6 est une vue agrandie d'une partie de l'élément d'étanchéité et des sections de boîtier de la figure 1, montrant l'élément d'étanchéité dans son
état non comprimé.
On va d'abord-se référer à la figure 1 qui est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation préférée La forme de réalisation comprend un boîtier ayant une section de boîtier d'entrée 10 et une section de boîtier de sortie 30 combinées de façon à définir une chambre 60 Les deux sections de boîtier sont fixées l'une à l'autre par un élément de fixation sous la forme d'un surmoulage 50 Un élément de filtrage 61 destiné à filtrer un fluide agressif est disposé à l'intérieur de la chambre 60 du boîtier Un élément d'étanchéité 62 constitue un joint étanche au fluide entre les sections de boîtier 10 et 30 le long de la périphérie de l'élément de filtrage 61 et empêche
du fluide de fuir vers l'extérieur de la chambre 60.
Les sections de boîtier et l'élément d'étanchéité 62 sont réalisés dans des matières qui résistent au fluide agressif qui est filtré, mais du fait que l'élément de fixation est disposé à l'extérieur de la périphérie de l'élément d'étanchéité 62, il peut être réalisé dans une matière qui n'est pas résistante au fluide agressif. Dans la présente forme de réalisation, les sections de boîtier d'entrée et de sortie 10 et 30 ont toutes deux une forme circulaire en vue de dessus. Toutefois, la forme des sections de boîtier n'est pas importante du moment qu'elles définissent une chambre pour l'élément de filtrage 61 et des orifices d'entrée et de sortie destinés à permettre à un fluide de passer à travers la chambre 60 Les flèches sur la figure 1 indiquent le sens normal d'écoulement de
fluide à travers le filtre.
La structure de la section de boîtier d'entrée 10 dans cette forme de réalisation est mieux représentée sur les figures 2 et 3, qui sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe le long de la ligne III-III de la figure 2 La section de boîtier d'entrée 10 possède une base en forme-de disque 11 et un tube d'entrée 12 s'étendant depuis une de ses surfaces La surface de la base 11 depuis laquelle s'étend le tube d'entrée 12 est appelée la surface extérieure de la base 11, et la surface qui fait face à la section de boîtier de sortie 30 est appelée la surface intérieure de la base 11 La base il et le tube d'entrée 12 sont de préférence moulés d'un seul tenant afin de simplifier la fabrication Le tube d'entrée 12 possède un passage d'entrée central 13 qui communique entre une extrémité amont du tube d'entrée 12 et une
cavité 14 formée dans la surface interne de la base 11.
La périphérie extérieure de la cavité 14 est définie par un rebord annulaire 15 qui s'étend depuis la surface interne de la base 11 La partie de la surface interne qui rejoint le rebord 15 sur le côté radial extérieur du rebord 15 forme une surface d'étanchéité 16 qui est en contact d'étanchéité avec l'élément d'étanchéité 62 pendant le fonctionnement du filtre Un renfoncement annulaire ou partie d'engagement 17 destiné à correspondre avec un rebord ou partie d'engagement correspondant 54 sur le surmoulage 50 est formé dans la surface externe de la base il qui entoure
le tube d'entrée 12.
Afin d'empêcher une rotation relative des sections de boîtier d'entrée et de sortie 10 et 30 une fois qu'elles sont assemblées, la section de boîtier d'entrée 10 est de préférence réalisée avec une partie d'engagement qui engage une partie d'engagement
correspondante de la section de boîtier de sortie 30.
Dans la présente forme de réalisation, la partie d'engagement de la section de boîtier d'entrée 10 comprend plusieurs fentes ou renfoncements 18 formées
dans la périphérie externe-de la base 11.
Le tube d'entrée 12 est de préférence équipé de moyens destinés à permettre au tube d'entrée 12 d'être facilement relié à un tuyau, un tube ou un autre conduit pour le fluide devant être filtré Dans cette forme de réalisation, le tube d'entrée 12 a un raccord union de tube moulé d'un seul tenant 19 formé dessus, bien que le tube d'entrée 12 puisse être mis en forme afin d'être utilisé avec un autre type de raccord, tel qu'un raccord de tuyau cranté, un raccord de tuyau vissé ou un raccord trilobé En variante, le tube d'entrée 12 peut être réalisé avec une surface
extérieure lisse.
Les figures 4 et 5 illustrent en détail la structure de la section de boîtier de sortie 30, la figure 4 étant une vue de dessus et la figure 5 une vue en coupe le long de la ligne V-V de la figure 4 La section de boîtier de sortie 30 est similaire sur le plan de sa structure générale à la section de boîtier d'entrée 10, et elle comprend une base en forme de disque 31 et un tube de sortie 32 s'étendant depuis une surface de la base 31 La surface de la base 31 sur laquelle est formé le tube de sortie 32 est appelée la surface extérieure de la base 31, et l'autre surface est appelée la surface intérieure De-préférence, pour la facilité de fabrication, le tube de sortie 32 et la base 31 sont moulés d'un seul tenant Un renfoncement annulaire 33 destiné à recevoir l'élément de filtrage 61 et l'élément d'étanchéité 62 est formé dans la surface interne de la base 31, et un passage de sortie 34 s'étend à travers le tube de sortie 32 entre le renfoncement 33 et l'extrémité aval (l'extrémité inférieure sur la figure 5) du tube de sortie 32 Tout comme le tube d'entrée 12, le tube de sortie 32 peut avoir un raccord moulé d'un seul tenant 35, tel qu'un raccord de tube formé -sur son extrémité aval Une rainure s'étendant circonférentiellement 36 destinée à recevoir une bague de retenue ou un autre dispositif destiné à permettre le montage ou l'installation du filtre peut également être formée sur le tube de sortie 32 Bien que cela ne soit pas représenté, une rainure
similaire peut être formée sur le tube d'entrée 12.
Un renfoncement annulaire 37 est formé sur la surface externe de la base 31 Lorsque le filtre est assemblé, le renfoncement 37 engage un rebord 55 correspondant du surmoulage 50 Le renfoncement annulaire 37 dans la section de boîtier de sortie 30 et le renfoncement annulaire 17 dans la section de boîtier d'entrée 10 peuvent être disposés à des distances radiales égales ou différentes par rapport au centre du boîtier. Le renfoncement 33 pour l'élément de filtrage 61 a une surface inférieure sensiblement plate destinée à supporter l'élément de filtrage 61 La base 31 comprend de préférence des moyens destinés à positionner l'élément de filtrage 61 et l'élément d'étanchéité 62 à l'intérieur du renfoncement 33 Dans la présente forme de réalisation, les moyens de positionnement comprennent un épaulement 38 s'étendant circonférentiellement autour du renfoncement 33 Le diamètre interne de l'épaulement 38 est de préférence légèrement supérieur au diamètre de l'élément de filtrage 61, et la hauteur de l'épaulement 38 est de préférence proche de l'épaisseur de l'élément de filtrage 61 dans un état non comprimé La surface supérieure de l'épaulement 38 agit comme une surface d'étanchéité qui supporte l'élément d'étanchéité 62 et qui est en contact d'étanchéité avec l'élément
d'étanchéité 62 pendant le fonctionnement du filtre.
Des parties d'engagement sous la forme de plusieurs saillies 39 sont formées dans la surface externe de la base 31 dans des emplacements qui correspondent aux emplacements des fentes 18 dans la base 11 de la section de boîtier d'entrée 10 Lorsque les deux sections de boîtier sont combinées, les saillies 39 se logent dans les fentes 18 et empêchent une rotation relative des sections de boîtier Les fentes 18 et les saillies 39 constituent des moyens empêchant la rotation destinés à empêcher la rotation relative des sections de boîtier Le but des moyens empêchant la rotation est de résister à des forces de friction exercées sur les sections de boîtier, spécialement pendant l'assemblage et le surmoulage, qui pourrait être transmises aux éléments d'étanchéité 62 et aux éléments de filtre 61 qui pourraient être endommagés par ces forces Les moyens empêchant la rotation n'ont pas besoin d'avoir une structure particulière Par exemple, des fentes peuvent être formées dans la section de boîtier de sortie 30 et des saillies dans la section de boîtier d'entrée 10 et vise versa, ou bien les moyens empêchant la rotation peuvent comprendre des ensembles en engagement de dents, de doigts qui se logent dans des trous correspondants, ou équivalents Il est également possible d'omettre les moyens empêchant la rotation - La surface interne de la base 31 est de préférence équipée de moyens d'évacuation destinés à permettre au produit filtré qui passe à travers l'élément de filtrage 61 de sortir facilement vers le passage de sortie 34 dans le tube de sortie 32 Dans la présente forme de réalisation, les moyens de sortie comportent plusieurs rainures circonférentielles 40 formées dans la surface inférieure du renfoncement 33 et plusieurs canaux 41 s'étendant généralement radialement vers l'extérieur depuis le passage de sortie 34 et coupant les rainures circonférentielles , chacun des canaux 41 ayant une extrémité interne communiquant avec le passage de sortie 34 La section de chaque canal 41 perpendiculaire au sens d'écoulement à travers le canal 41 augmente de préférence en direction du centre de la base 31 Dans la présente forme de réalisation, les canaux 41 sont inclinés par rapport à la surface inférieure du renfoncement 33 et deviennent plus profonds lorsqu'ils s'approchent du passage de sortie 34 L'inclinaison des canaux 41 améliore les propriétés d'évacuation, mais il n'est pas nécessaire qu'ils soient inclinés Les canaux 41 sont illustrés comme étant droits et de largeur constante, mais ils peuvent être courbes, ramifiés, ou d'une autre
forme, et leur largeur peut varier sur leur longueur.
Les rainures 40 et les canaux 41 sont de préférence réalisés d'un seul tenant avec le reste de la base 31
au moment du moulage.
D'autres moyens peuvent être utilisés pour permettre l'évacuation du produit filtré vers le il passage de sortie 34 Par exemple, la surface inférieure du renfoncement annulaire 33 peut être lisse, et une grille de support comportant un tamis rigide en matière plastique ou en métal peut être disposée dans le renfoncement annulaire 33 afin de permettre l'évacuation en empêchant l'élément de filtrage 61 de venir en contact avec la surface inférieure du renfoncement annulaire 33 Une telle grille de support peut également être utilisée en
liaison avec les rainures 40 et les canaux 41.
La structure de l'entrée et de la sortie du filtre n'est pas critique, et ne doit pas nécessairement être sous la forme d'un tube d'entrée 12 et d'un tube de sortie 32 Par exemple, l'entrée et la sortie peuvent être sous la forme de trous taraudés dans lesquels sont insérés des raccords externes Par
ailleurs, il est possible que l'entrée et la sortie-
soient toutes deux formées dans une seule des sections de boîtier du moment que-l'élément de filtrage 61 est disposé dans un passage d'écoulement entre l'entrée et
la sortie.
Bien que le moulage par injection soit généralement le procédé de fabrication des sections de boîtier le plus économique, n'importe quel procédé qui peut être appliqué aux matières utilisées pour les sections de boîtier peut être utilisée, par exemple
l'usinage, la coulée et le moulage centrifuge.
Les sections de boîtier d'entrée et de sortie peuvent être réalisées dans n'importe quelle matière ayant une bonne résistance au fluide agressif qui est filtré Des métaux peuvent être utilisés Toutefois, du fait que le but de la présente invention est de minimiser les coûts de matière et les coûts de fabrication et de procurer un filtre jetable économique, les sections de boîtier sont de préférence réalisées en matière plastique Lorsque le fluide agressif est une encre d'impression comportant une proportion importante de méthyl-éthyl- cétone, un exemple d'une matière particulièrement appropriée pour les sections de boîtier est du sulfure-de polyphénylène chargé de verre Le sulfure de polyphénylène est une matière plastique technique cristalline à performance élevée qui a une bonne capacité d'usinage, une résistance chimique élevée et des propriétés thermiques et mécaniques excellentes Il est particulièrement adapté au moulage par injection, qui permet aux sections de boîtier d'être réalisée chacune sous la forme d'élément d'un seul tenant Une charge de verre n'est pas essentielle mais aide à augmenter la
résistance à la flexion du moulage résultant.
D'autres matières plastiques appropriées qui peuvent être utilisées avec des fluides agressifs tels que de l'encre d'impression comprennent le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le perfluoroalkoxy (PFA), le perfluoro-éthylène-propylène (FEP), le
difluorure de polyvinylidène (PVDF), et le polyéther-
éther-cétone (PEEK) Le polytétrafluoroéthylène, le perfluoroalkoxy et le perfluoro-éthylène-propylène sont plus particulièrement adaptés lorsqu'il s'agit de
filtrer un fluide tel que de l'acide sulfurique chaud.
Lorsque le fluide qui est filtré contient un pourcentage important de méthyl-éthyl-cétone, des matières telles que le polypropylène, le Nylon 66 chargé de verre, et l'acétal chargé de verre sont inférieures au sulfure de polyphénylène chargé de verre pour une utilisation dans les sections de boîtier Le
polypropylène a une faible résistance à la méthyl-
éthyl-cétone et n'est par conséquent pas compatible avec des encres d'impression agressives Le Nylon 66 chargé de verre a une bonne compatibilité avec des solvants agressifs tels que de la méthyl-éthylcétone, mais les sections de boîtier réalisées en Nylon 66
chargé de verre tendent à absorber la méthyl-éthyl-
cétone Après exposition pendant trois jours à 68,3-C et 1,379 106 Pa, les sections de boîtier réalisées en Nylon 66 chargé de fibres de verre perdent de manière significative de la résistance mécanique et sont par conséquent inacceptables L'acétal chargé de verre
s'avère avoir une résistance à la flexion inadaptée.
Toutefois, lorsque le filtre est utilisé pour
filtrer des fluides moins agressifs que la méthyl-
éthyl-cétone, des matières telles que le polypropylène, le Nylon 66 chargé de verre et l'acétal chargé de verre peuvent être utilisées avec succès pour les sections de
boîtier.
La cavité 14 de la section de boîtier d'entrée 10 et le renfoncement 33 dans la section de boîtier de sortie 30 définissent ensemble la chambre 60 pour l'élément de filtrage 61 La taille et la forme de la cavité 14 formant la partie d'entrée de la chambre est déterminée en partie par des considérations d'écoulement de fluide, mais la cavité 14 est de préférence aussi petite que possible afin de minimiser la retenue de volume de fluide à l'intérieur de la chambre 60 lorsque le filtre est jeté Si la surface de la cavité 14 est proche de la surface amont de l'élément de filtrage 61, la section de boîtier d'entrée 10 peut supporter et empêcher l'endommagement de l'élément de filtrage 61 pendant des inversions d'écoulement momentanées lorsque du fluide s'écoule dans la direction opposée à celle représentée par les flèches sur la figure 1 La cavité 14 est illustrée avec une surface lisse, mais elle peut en fait être réalisée avec des rainures ou des canaux similaires à ceux formés dans le renfoncement 33 de la section de boîtier de sortie 30 Une grille de support constituée par un tamis métallique ou en matière plastique rigide, une feuille etc peut également être incorporée dans la
cavité 14.
La matière dans laquelle l'élément de filtrage 61 est formé et ses capacités de filtrage peuvent être choisies sur la base du fluide qui est filtré et des paramètres de filtrage, tels que le débit et le taux de retenue De préférence, l'élément de filtrage 61 est compatible avec le fluide qui est filtré de sorte que l'élément de filtrage 61 a une durée de vie aussi importante que possible Un exemple d'un élément de filtrage 61 adapté au filtrage d'une encre d'impression contenant un fort pourcentage de méthyl-éthyl-cétone est une matrice de fibre de verre liée à l'époxyde acrylique coulée sur un substrat en cellulose, qui est disponible auprès de Pallflex Corporation sous la dénomination commerciale Ultipor II La forme de l'élément de filtrage 61 n'est pas critique Dans la présente forme de réalisation, elle est globalement en forme de disque, mais elle peut tout
aussi bien être polygonale ou d'une autre forme.
Il est possible de fixer l'élément de filtrage 61 sur une des sections de boîtier à l'aide de moyens tels qu'une colle, mais ceci n'est pas nécessaire dans les formes de réalisation illustrées du fait que l'élément de filtrage 61 est maintenu en place à l'intérieur de la chambre 60 par le rebord 15 de la section de boîtier d'entrée 10 et par l'élément
d'étanchéité 62.
L'élément d'étanchéité 62 peut être constitué par n'importe quel moyen capable de former un joint étanche au fluide autour de la périphérie de l'élément de filtrage 61 de façon à empêcher le fluide qui est filtré de fuir vers l'extérieur des sections de boîtier De préférence, l'élément d'étanchéité 62 est réalisé dans une matière élastomère ayant une compatibilité avec le fluide qui est filtré, du fait que l'élément d'étanchéité 62 est partiellement en contact avec le fluide Certains exemples de matière élastomère qui sont compatibles avec des fluides agressifs tels que l'encre d'impression contenant une forte proportion de méthyl-éthyl-cétone sont l'éthylène-propylène, le butyle ou n'importe quel autre élastomère enrobé de polytétrafluoroéthylène, de
perfluoroalkoxy ou de perfluoro-éthylène-propylène.
Afin d'obtenir un joint fiable, l'élément d'étanchéité 62 est de préférence en contact d'étanchéité avec des surfaces à la fois de la section de boîtier d'entrée 10 et de la section de boîtier de sortie 30 Le contact d'étanchéité se réfère au contact qui empêche de manière substantielle le passage de fluide au-delà de la région de contact De préférence, lélément d'étanchéité 62 est également en contact avec l'élément de filtrage 61, de préférence encore la surface amont de l'élément de filtrage 61 L'élément d'étanchéité 62 a un état non comprimé qu'il présente lorsque le filtre est partiellement assemblé et un état
comprimé lorsque le filtre est totalement assemblé.
Dans l'état non comprimé, l'élément d'étanchéité 62 est légèrement en contact au moins avec les surfaces d'étanchéité des deux sections de boîtier mais n'a pas besoin d'être en contact d'étanchéité Dans l'état comprimé, l'élément d'étanchéité 62 est déformé afin de venir en contact d'étanchéité avec les surfaces d'étanchéité des deux sections de boîtier et dans le même temps de préférence en contact également avec la
surface amont de l'élément de filtrage 61.
La figure 6 est une vue agrandie d'une partie de l'élément d'étanchéité 62 de cette forme de réalisation dans son état non comprimé Dans cette forme de réalisation, l'élément d'étanchéité 62 est un joint torique ayant une section circulaire, bien que la forme en coupe ne soit pas importante L'élément d'étanchéité 62 repose sur l'épaulement 38 de la section de boîtier de sortie 30 Le centre de la section du joint torique se trouve de préférence à l'extérieur de la périphérie extérieure de l'élément de filtrage 61 Lorsque les sections de boîtier sont poussées en direction l'une de l'autre en partant de l'état représenté sur la figure 6, le joint torique est comprimé par les surfaces d'étanchéité des sections de boîtier et est déformé comme cela est représenté sur la figure 1 dans l'état comprimé de façon à venir en contact d'étanchéité avec la surface en amont le long de la périphérie de l'élément de filtrage 61 Le joint torique comprimé sert ainsi ( 1) à assurer l'étanchéité des sections de boîtier d'entrée et de sortie 10, 30 et à empêcher le fluide de fuir du boîtier, (2) à assurer l'étanchéité de la surface amont depuis la surface aval de l'élément de filtrage 61 et à empêcher la dérivation du fluide autour de l'élément de filtrage 61, et ( 3) à fixer l'élément de filtrage 61 en place à l'intérieur du boîtier et à empêcher l'élément de filtrage 61 de se déplacer dans le boîtier Lorsque le joint torique est dans l'état comprimé, le rebord 15 de la section de
boîtier d'entrée 10 aide à retenir le joint torique.
Comme cela est représenté sur la figure 6, la surface radialement interne des saillies 39 sur la section de boîtier de sortie 30 peut être inclinée par rapport à la base 31, et les bords des fentes 18 dans la section de boîtier d'entrée 10 peuvent être chanfreinés afin de permettre aux saillies 39 de s'engager plus facilement dans les fentes 18 lors de
l'assemblage des sections de boîtier.
Comme cela est représenté sur la figure 1, la surface interne de la base il de la section de boîtier d'entrée 10 est de préférence en contact avec la surface interne de la base 31 de la section de boîtier de sortie 30 lorsque l'élément d'étanchéité 62 est dans son état comprimé Ce contact empêche le joint torique d'être extrudé entre les sections de boîtier d'entrée et de sortie 10, 30 lorsque la pression du fluide à l'intérieur du boîtier dépasse fortement la pression à
l'extérieur du boîtier.
De nombreuses matières plastiques techniques, en particulier les matières plastiques techniques chargées de verre, ont des points de fusion élevés Par conséquent, lorsque les sections de boîtier sont réalisées dans une matière plastique technique telle que du sulfure de polyphénylène chargé de verre, elles ne peuvent être raccordées par des procédés tels que le soudage aux ultrasons ou le soudage par friction qui peuvent être utilisés avec du polypropylène ou d'autres matières thermoplastiques ayant des points de fusion plus bas Par conséquent, dans la présente forme de réalisation, les sections de boîtier sont mécaniquement serrées par des moyens de fixation comprenant le surmoulage 50 Le surmoulage 50 est un moulage réalisé autour des sections de boîtier assemblées par moulage par injection ou à l'aide d'autres techniques de moulage appropriées Le surmoulage 50 n'a pas besoin d'avoir une forme particulière quelconque, mais dans la présente forme de réalisation, il a une forme annulaire correspondant généralement à la forme extérieure des sections de boîtier afin de minimiser sa taille Il comporte une paroi extérieure tubulaire 51, une surface du côté d'entrée en forme de disque 52, et une surface du côté de sortie en forme de disque 53 qui sont toutes réalisées d'un seul tenant Un élément d'engagement sous la forme d'un rebord annulaire 54 s'étend vers l'intérieur depuis la surface du côté d'entrée 52 et correspond au renfoncement annulaire 17 dans la surface extérieure de la base il de la section de bottier d'entrée 10 Un rebord annulaire similaire 55 s'étend vers l'intérieur depuis la surface du côté de sortie 53 et correspond au renfoncement annulaire 37 dans la surface extérieure de la base 31 de la section de boîtier de sortie 30 Dans la forme de réalisation illustrée, le diamètre interne de la surface du côté d'entrée 52 du surmoulage 50 est de préférence inférieur au diamètre interne de la surface du côté de sortie 53 Ceci permet à la base 11 d'être plus épaisse au voisinage de l'élément d'étanchéité 62 et par conséquent de procurer un meilleur support contre les
forces exercées par l'élément d'étanchéité 62.
L'engagement entre les rebords du surmoulage 50 et les renfoncements dans les sections de bottier empêche les sections de boîtier de glisser l'une par rapport à l'autre pendant le moulage et augmente la résistance du filtre En variante, les surfaces externes des sections de bottier peuvent avoir des saillies formées dessus, et le surmoulage 50 peut être moulé sur les saillies afin d'obtenir un engagement entre le surmoulage 50 et
les sections de boîtier.
Des moyens autres que les renfoncements et rebords de la forme de réalisation illustrée peuvent être utilisés afin d'empêcher le mouvement relatif des sections de bottier Par exemple, les bases des deux sections de bottier peuvent être réalisées avec des trous débouchants s'étendant à travers la profondeur des bases, et pendant le surmoulage, les trous débouchants peuvent être remplis avec la matière plastique fondue afin de former des picots d'un seul tenant avec le surmoulage Lors du refroidissement, les picots empêchent le mouvement relatif des sections de boîtier. L'épaisseur du surmoulage 50 peut être choisie sur la base de considérations de résistance Le surmoulage 50 doit être suffisamment résistant pour maintenir l'élément d'étanchéité 62 dans un état comprimé et pour résister à la pression de fluide à l'intérieur du filtre pendant un fonctionnement normal, c'est-à-dire pour maintenir les sections de boîtier d'entrée et de sortie 10, 30 serrées ensemble jusqu'à une pression de conception prédéterminée Le surmoulage peut être formé de façon à avoir une épaisseur souhaitée quelconque, soit en utilisant un unique surmoulage, soit en formant plusieurs surmoulages, l'un au-dessus de l'autre jusqu'à ce que l'épaisseur
souhaitée soit atteinte -
De préférence, le surmoulage 50 est isolé de la chambre 60 par l'élément d'étanchéité 62 de telle sorte qu'aucune partie du surmoulage 50 n'est en contact avec le fluide qui est filtré C'est-à-dire que le surmoulage 50 sert principalement à exercer une force de compression sur les sections de boîtier et l'élément d'étanchéité 62 et ne réalise pas lui-même une fonction d'étanchéité Par conséquent, le surmoulage 50 peut être réalisé dans n'importe quelle matière ayant une résistance et une capacité de formage adéquates et n'a pas besoin d'être compatible avec le fluide qui est filtré Ainsi, une large gamme de
matière peut être utilisée pour le surmoulage 50.
Quelques exemples de matières appropriées pour le surmoulage 50 sont des matières thermoplastiques peu couteuses telles que le polypropylène, le Nylon ou
l'acétal avec ou sans charge de verre.
Des moyens autres qu'un surmoulage peuvent être utilisés pour relier les sections de boîtier l'une à l'autre Par exemple, les sections de boîtier peuvent être fixées l'une à l'autre par des vis passant à travers les sections de boîtier à l'extérieur de la périphérie de l'élément de filtrage 61, ou par une enveloppe en deux parties comportant une partie supérieure et une partie inférieure qui s'ajustent autour des sections de boîtier et qui sont vissées ensemble afin de pousser les sections de boîtier en direction l'une de l'autre Toutefois, un surmoulage est supérieur à ces procédés de raccordement en ce qui concerne les coûts de matière, les coûts de travail et le rendement de fabrication et est par conséquent plus
approprié pour une production en série.
Une exemple d'un procédé d'assemblage pour la forme de réalisation illustrée est le suivant La section de boîtier de sortie 30 est placée dans une moitié de moule pour surmoulage, et l'élément de filtrage 61 et l'élément d'étanchéité 62 sont placés à l'intérieur du renfoncement 33 de la section de boîtier
de sortie 30, soit manuellement, soit par une machine.
L'élément de filtrage 61 peut éventuellement être collé sur la surface interne de la section de boîtier de sortie 30 La section de boîtier d'entrée 10 est alors placée sur la section de boîtier de sortie 30, avec les saillies 39 de la section de boîtier de sortie 30 logées dans les fentes 18 de la section de boîtier d'entrée 10 Du fait que les sections de boîtier dans cette forme de réalisation sont symétriques par rapport à l'axe central, il est sans importance de savoir quelle saillie 39 se loge dans quelle fente 18 Dans cet état, les sections du boîtier apparaissent telles que représentées sur la figure 6, avec les surfaces d'étanchéité légèrement en contact avec l'élément d'étanchéité 62 Le moule est alors fermé, et les moitiés de moule poussent les sections de boîtier en direction l'une de l'autre afin de déformer l'élément d'étanchéité 62 dans son état comprimé Dans son état comprimé, l'élément d'étanchéité 62 fixe l'élément de filtrage 61 en position à l'intérieur du boîtier, assure l'étanchéité de la surface amont de l'élément de filtrage 61 par rapport à la surface en aval, et assure l'étanchéité des sections de boîtier d'entrée et de sortie 10, 30 Avec le moule fermé, une matière de moulage liquide est injectée dans la cavité de moule entourant les sections de boîtier afin de former le surmoulage 50 Le surmoulage 50 est amené à refroidir, le moule est alors ouvert, et le filtre assemblé est enlevé du moule Lorsque le surmoulage 50 est froid, il maintient ensemble les sections de boîtier avec l'élément d'étanchéité 62 à l'état comprimé Le filtre est alors prêt pour installation dans une imprimante ou
un autre appareil dans lequel il doit être utilisé.
Lorsqu'il est utilisé dans une imprimante à jet d'encre, le filtre est raccordé entre une buse d'impression et un réservoir d'encre afin d'enlever des produits contaminants de l'encre qui pourraient colmater la buse Les raccords d'un seul tenant 19 et sur les tubes d'entrée et de sortie permettent au filtre d'être facilement raccordé aux conduites d'alimentation en encre appropriées Lorsque l'accumulation de produits contaminants sur l'élément de filtrage 61 atteint un certain niveau après une longue période d'utilisation, le filtre entier peut
être jeté et remplacé par un filtre neuf.
Du fait que les sections de boîtier et le surmoulage 50 peuvent tous être réalisés par moulage par injection de matières peu couteuses, les coûts de fabrication et les coûts de matière d'un filtre selon l'invention sont faibles Un filtre selon l'invention est par conséquent particulièrement adapté pour une
utilisation en tant que filtre jetable.
Claims (13)
1 Filtre destiné à filtrer un fluide agressif
caractérisé en ce qu'il comporte: -
un boîtier comprenant une entrée, une sortie, et des première et deuxième sections de boîtier ( 10, ) combinées afin de former une chambre ( 60) communiquant avec l'entrée et la sortie; un élément de filtrage ( 61) destiné à filtrer le fluide agressif disposé à l'intérieur de la chambre
( 60);
un élément d'étanchéité ( 62) formant un joint étanche au fluide entre les sections de boîtier ( 10, ); et un surmoulage ( 50) formé autour des première et deuxième sections de boîtier ( 10, 30) et isolé de la
chambre ( 60) par l'élément d'étanchéité ( 62).
2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sections de boîtier ( 10, 30) sont réalisées dans une première matière plastique et le surmoulage ( 50) est réalisé dans une deuxième matière plastique différente qui n'est pas résistante au fluide agressif. 3 Filtre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les sections de boîtier ( 10, 30)
sont en sulfure de polyphénylène.
4 Filtre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les sections de boîtier ( 10, 30) sont au moins en sulfure de polyphénylène,
polytétrafluoroéthylène, perfluoroalkoxy, perfluoro-
éthylène-propylène, difluorure de polyvinylidène ou polyéther-éthercétone. 5 Filtre selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il
comporte en outre des moyens empêchant la rotation ( 18, 39) destinés à empêcher une rotation relative des
sections de boîtier ( 10, 30).
6 Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens empêchant la rotation ( 18, 39) comporte une saillie ( 39) formée sur la première section de boîtier et un renfoncement ( 18) formé dans la deuxième section de boîtier afin de recevoir la
saillie ( 39).
7 Filtre selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
surmoulage ( 50) comprend une partie d'engagement ( 54, ) qui engage une partie d'engagement correspondante
( 17, 37) dans le boîtier.
8 Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie d'engagement dans le bottier comprend un renfoncement ( 17, 37) formé dans une surface extérieure de l'une des sections de boîtier ( 10, 30), et la partie d'engagement dans le surmoulage ( 50) comporte un rebord ( 54, 55) correspondant au
renfoncement ( 17, 37).
9 Filtre selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il
comporte en outre des moyens d'évacuation et de support ( 40, 41) formés dans l'une des sections de boîtier ( 10, ) afin de permettre l'évacuation du produit filtré
vers la sortie.
Filtre selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation et de support comportent plusieurs rainures d'évacuation ( 40) formées dans une surface de l'une des sections de boîtier ( 10, ) entourant la sortie et un canal d'évacuation ( 41) s'étendant vers l'extérieur depuis la sortie et coupant
les rainures d'évacuation ( 40).
11 Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce que la section du canal d'évacuation ( 41)
augmente en direction de la sortie.
12 Filtre selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que
l'élément d'étanchéité ( 62) comporte un joint torique en élastomère ayant un centre de sa section disposé à l'extérieur de la périphérie de l'élément de filtrage ( 61) lorsque le joint torique est dans état non comprimé. 13 Filtre selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
boîtier comprend des moyens destinés à limiter le
déplacement de l'élément de filtrage ( 61).
14 Filtre selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens destinés à retenir l'élément de
filtrage ( 61) comprennent l'élément d'étanchéité ( 62).
Filtre caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier comprenant une entrée, une sortie, et des première et deuxième sections de boîtier ( 10, ) combinées afin de former une chambre ( 60) communiquant avec l'entrée et la sortie; un élément de filtrage ( 61) ayant une périphérie et disposé à l'intérieur de la chambre ( 60); et un élément d'étanchéité ( 62) en élastomère en contact d'étanchéité avec les première et deuxième sections de boîtier ( 10, 30) afin d'empêcher du fluide de fuir du boîtier et en contact d'étanchéité avec l'élément de filtrage ( 61) afin d'empêcher du fluide de
contourner l'élément de filtrage ( 61).
16 Filtre selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité en élastomère ( 62) est comprimé entre les première et deuxième sections de boîtier ( 10, 30) et la périphérie de l'élément de
filtrage ( 61).
17 Filtre selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le centre de la section de l'élément d'étanchéité ( 62) est disposé à l'extérieur de la périphérie de l'élément de filtrage ( 61) lorsque l'élément d'étanchéité ( 62) est dans un état non comprimé. 18 Procédé de fabrication d'un filtre caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: disposer un élément de filtrage ( 61) dans une chambre ( 60) définie par une première section de boîtier et une deuxième section de boîtier ( 10, 30); disposer un élément d'étanchéité en élastomère ( 62) entre les sections de boîtier ( 10, 30) le long d'une périphérie de l'élément de filtrage ( 61); et former un surmoulage ( 50) autour des sections de boîtier ( 10, 30) tout en poussant les sections de boîtier ( 10, 30) en direction l'une de l'autre afin de comprimer l'élément d'étanchéité ( 62) dans un état comprimé et créer un contact d'étanchéité entre l'élément d'étanchéité ( 62) et les sections de boîtier
( 10, 30).
19 Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le surmoulage ( 50) est réalisé de telle sorte que la résistance du surmoulage ( 50) à l'état refroidi est suffisante à la fois pour maintenir l'élément d'étanchéité ( 62) dans un état comprimé et pour maintenir les première et deuxième sections de boîtier ( 10, 30) serrées ensemble pendant un
fonctionnement normal.
Procédé de fabrication d'un filtre caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: disposer un élément de filtrage ( 61) et un élément d'étanchéité en élastomère ( 62) dans une chambre ( 60) définie par une première section de boîtier et une deuxième section de boîtier ( 10, 30) avec l'élément d'étanchéité en élastomère ( 62) disposé le long d'une périphérie de l'élément de filtrage ( 61) et en contact avec une surface de la première section de boîtier; et pousser les sections de boîtier ( 10, 30) en direction l'une de l'autre afin de comprimer l'élément d'étanchéité en élastomère ( 62) en contact d'étanchéité avec la surface de la première section de boîtier, avec une surface de la deuxième section de boîtier, et avec
une surface de l'élément de filtrage ( 61).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US87582692A | 1992-04-30 | 1992-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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