FR2892948A1 - Fluid filter, e.g. for pool water, has coaxial cylinder between filter element and housing to provide fluid intake at upper end, opposite outlet in base - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de filtration d'un fluide Domaine technique de l'inventionDevice for filtering a fluid Technical field of the invention
L'invention concerne dispositif de filtration d'un fluide, comprenant deux embases espacées, un élément filtrant cylindrique intercalé entre les embases, et un canal axial interne délimité par l'élément filtrant, pour le passage du fluide traversant l'élément filtrant, ledit canal débouchant sur une i o ouverture d'évacuation. The invention relates to a device for filtering a fluid, comprising two spaced apart bases, a cylindrical filter element interposed between the bases, and an internal axial channel delimited by the filter element, for the passage of the fluid passing through the filter element, said channel opening on an io discharge opening.
État de la techniqueState of the art
15 Une cartouche de filtration du genre mentionné, par exemple utilisée pour le filtrage de l'eau d'un bassin, peut être facilement logée et retirée d'un compartiment de filtration pour être nettoyée ou remplacée, lorsque l'élément filtrant est colmaté ou détérioré. Avant cette opération, le compartiment de filtration est généralement vidé au moins partiellement avec la pompe 20 principale du circuit de filtration pour faciliter l'intervention sur la cartouche. La pression de l'eau cessant, les impuretés présentes sur la surface extérieure de l'élément filtrant colmaté tombent dans le fond du compartiment de filtration avant que la cartouche de filtration ne soit retirée. De plus, les secousses engendrées par le retrait de la cartouche provoquent également 25 la chute d'impuretés, que le compartiment soit partiellement vide ou non avant le retrait de la cartouche. Avant la remise en route du circuit de filtration équipé de la cartouche nettoyée ou remplacée, l'utilisateur doit laver et/ou vidanger le compartiment de filtration, ce qui est particulièrement contraignant. A défaut, l'élément filtrant de la cartouche nettoyée ou 30 remplacée se colmate très rapidement, ce qui réduit la périodicité d'intervention sur le circuit de filtration. Des problèmes similaires 1 A filter cartridge of the kind mentioned, for example used for filtering the water of a pond, can be easily accommodated and removed from a filtration compartment for cleaning or replacement, when the filter element is clogged or deteriorated. Prior to this operation, the filtration compartment is generally at least partially emptied with the main pump of the filtration circuit to facilitate intervention on the cartridge. As the water pressure ceases, impurities on the outer surface of the clogged filter element fall into the bottom of the filtration compartment before the filter cartridge is removed. In addition, shaking caused by the removal of the cartridge also causes the drop of impurities, whether the compartment is partially empty or not before removal of the cartridge. Before restarting the filtration circuit equipped with the cleaned or replaced cartridge, the user must wash and / or empty the filtration compartment, which is particularly restrictive. Otherwise, the filter element of the cleaned or replaced cartridge clogs very rapidly, which reduces the periodicity of intervention on the filtration circuit. Similar problems 1
apparaissent quel que soit le type de fluide filtré par la cartouche, liquide ou gazeux. appear regardless of the type of fluid filtered by the cartridge, liquid or gaseous.
D'autre part, de telles cartouches de filtration sont souvent utilisées pour le filtrage de l'eau d'un bassin conjointement avec des diatomées ou tout autre adjuvant de filtration, favorisant la floculation des impuretés contre l'élément filtrant. Les diatomées sont déposées dans le panier de l'écumeur du circuit de filtration ou directement dans le compartiment de filtration. Les diatomées gonflent au contact de l'eau pour former une masse gélatineuse stable qui ~o vient ensuite se concentrer sur la surface extérieure des plis de l'élément filtrant et forme un gâteau . La présence de ce gâteau est instable sur des parois verticales. L'utilisation de diatomées permet d'augmenter la finesse de filtration à environ 5 microns. On the other hand, such filter cartridges are often used for filtering pool water together with diatoms or other filter aid, promoting flocculation of impurities against the filter element. The diatoms are deposited in the skimmer basket of the filtration circuit or directly in the filtration compartment. The diatoms swell on contact with water to form a stable gelatinous mass which then concentrates on the outer surface of the folds of the filter element and forms a cake. The presence of this cake is unstable on vertical walls. The use of diatoms increases the filtration fineness to about 5 microns.
15 Avec une utilisation conjointe de diatomées, dans le cas où le compartiment de filtration est au moins partiellement vidé, le gâteau garni d'impuretés s'effondre dans le fond du compartiment avant le retrait de la cartouche. Dans le cas où le compartiment n'est pas vidé, le gâteau et les impuretés se répandent pendant le retrait de la cartouche dans l'eau présente dans le 20 compartiment de filtration car la pression de l'eau est supprimée, la pompe étant arrêtée. Comme précédemment, le retrait de la cartouche de filtration pour son changement ou son nettoyage rend obligatoire le lavage et/ou la vidange du compartiment de filtration. With joint use of diatoms, in the case where the filtration compartment is at least partially emptied, the cake lined with impurities collapses in the bottom of the compartment before removal of the cartridge. In the case where the compartment is not emptied, the cake and impurities spread during removal of the cartridge from the water in the filtration compartment because the pressure of the water is suppressed, the pump being stopped. . As before, removal of the filter cartridge for its change or cleaning makes it mandatory to wash and / or empty the filter compartment.
25 Objet de l'inventionObject of the invention
L'invention a pour but de pallier à ces inconvénients en proposant un dispositif de filtration de conception simple et peu onéreuse, permettant de faciliter les interventions de maintenance avec une gestion améliorée des 30 particules présentes sur l'élément filtrant. The object of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a filtration device of simple and inexpensive design, making it possible to facilitate maintenance operations with improved management of the particles present on the filter element.
Le dispositif de filtration selon l'invention comporte une enveloppe s'étendant coaxialement autour de l'élément filtrant depuis l'embase inférieure pour définir un volume annulaire, ladite enveloppe s'étendant suivant une hauteur inférieure à la distance entre les embases, pour constituer une ouverture d'admission du fluide dans ledit volume annulaire. The filtration device according to the invention comprises an envelope extending coaxially around the filter element from the lower base to define an annular volume, said envelope extending at a height less than the distance between the bases, to constitute a fluid inlet opening in said annular volume.
L'ensemble élément filtrant et enveloppe forme avantageusement une cartouche destinée à être insérée dans un compartiment de filtration, lequel peut être sous pression, ou relié à un collecteur en dépression. The filter element and envelope advantageously form a cartridge intended to be inserted into a filtration compartment, which may be under pressure, or connected to a vacuum manifold.
L'enveloppe permet de recueillir les particules présentes sur l'élément filtrant pendant le retrait de la cartouche. D'autre part, ces particules sont retirées en même temps que la cartouche, pour un gain de temps et d'ergonomie. Après le retrait de la cartouche, les opérations de lavage et/ou de vidange du compartiment de filtration sont supprimées. The envelope collects the particles present on the filter element during removal of the cartridge. On the other hand, these particles are removed at the same time as the cartridge, to save time and ergonomics. After the removal of the cartridge, the operations of washing and / or emptying of the filtration compartment are suppressed.
Dans le cas d'usage d'adjuvants de filtration du type diatomés, l'enveloppe permet de contenir le gâteau, et d'en assurer la stabilité. In the case of using diatomaceous filtering aids, the envelope can contain the cake, and ensure stability.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure 1 annexée, illustrant, en semi coupe verticale, un exemple de cartouche de filtration conforme à l'invention. Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of a particular embodiment of the invention given by way of non-limiting example and shown in the appended FIG. 1, illustrating, in semi-vertical section, a example of filtration cartridge according to the invention.
Description d'un mode particulier de réalisation Sur la figure 1, une cartouche de filtration 10 est en forme de cylindre creux allongé, dont le fond supérieur est constitué par une embase supérieure 11, DESCRIPTION OF A PARTICULAR EMBODIMENT In FIG. 1, a filter cartridge 10 is in the form of an elongate hollow cylinder, the upper end of which consists of an upper base 11,
en forme de disque plein et le fond inférieur par une embase inférieure 12, en forme de disque ayant un trou central 13. Une âme perforée 14 s'étend axialement entre les embases 11, 12 sur toute la hauteur de la cartouche de filtration 10 et se raccorde au trou central 13. L'âme perforée 14 gaine et délimite intérieurement un élément filtrant 15, en papier ou en autre média, intercalé entre les embases 11, 12. L'élément filtrant 15 est constitué de lentilles superposées ou de parois verticales plissées. Les embases 11, 12 et l'âme perforée 14 sont par exemple en matière plastique et coiffent les extrémités de l'élément filtrant 15 par collage. L'ensemble formé par les embases 11, 12, l'élément filtrant 15 et l'âme perforée 14 constitue une cartouche de filtration 10 pouvant par exemple être logée dans un compartiment 16 de filtration parcouru par le fluide à filtrer. in the form of a solid disk and the lower bottom by a lower base 12, in the form of a disk having a central hole 13. A perforated core 14 extends axially between the bases 11, 12 over the entire height of the filtration cartridge 10 and is connected to the central hole 13. The perforated core 14 sheath and defines internally a filter element 15, paper or other media, interposed between the bases 11, 12. The filter element 15 consists of superimposed lenses or vertical walls pleated. The bases 11, 12 and the perforated core 14 are for example made of plastic and cover the ends of the filter element 15 by gluing. The assembly formed by the bases 11, 12, the filtering element 15 and the perforated core 14 constitutes a filtration cartridge 10 which may for example be housed in a filtration compartment 16 traversed by the fluid to be filtered.
Le fluide entre dans le compartiment 16 par un orifice d'entrée 32, et passe radialement (flèche 28) à travers l'élément filtrant 15 de l'extérieur vers l'intérieur en s'écoulant par l'âme perforée 14 et le trou central 13. Le trou central 13 constitue une ouverture d'évacuation OE du fluide filtré par la cartouche 10. La cartouche 10 est retirée périodiquement du compartiment de filtration pour être nettoyée ou changée. The fluid enters the compartment 16 through an inlet port 32, and passes radially (arrow 28) through the filter element 15 from the outside to the inside flowing through the perforated core 14 and the hole 13. The central hole 13 constitutes an exhaust opening OE of the fluid filtered by the cartridge 10. The cartridge 10 is periodically removed from the filtration compartment to be cleaned or changed.
L'âme perforée 14 peut être de tout type connu, amovible ou non par rapport au reste de la cartouche 10. Suivant les variantes, la cartouche de filtration 10 ne comporte pas d'âme perforée 14. The perforated core 14 may be of any known type, removable or not relative to the remainder of the cartridge 10. According to the variants, the filtration cartridge 10 does not comprise a perforated core 14.
Le compartiment 16 de filtration comporte un orifice 17 avec une première collerette annulaire 18 agencée en périphérie et assurant le positionnement étanche et le maintien en position de la cartouche de filtration 10. Une deuxième collerette 19 annulaire est agencée dans l'embase inférieure 12 en périphérie du trou central 13 pour s'étendre en direction de l'intérieur de l'âme perforée 14. L'orifice 17 est ainsi connecté à l'ouverture d'évacuation OE et assure le guidage du fluide filtré. The filtration compartment 16 comprises an orifice 17 with a first annular flange 18 arranged peripherally and ensuring the tight positioning and holding in position of the filtration cartridge 10. A second annular flange 19 is arranged in the lower base 12 at the periphery. the central hole 13 to extend towards the interior of the perforated core 14. The orifice 17 is thus connected to the discharge opening OE and provides guidance of the filtered fluid.
Conformément à l'invention, la cartouche de filtration 10 comporte en outre une enveloppe 22, de forme cylindrique et monobloc dans l'exemple. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 22 prend appui sur un épaulement extérieur 23 pratiqué sur la périphérie de l'embase inférieure 12. L'épaulement extérieur 23 maintient l'enveloppe 22 coaxialement autour de l'élément filtrant 15 pour définir un volume annulaire 27, avantageusement fermé à la jonction avec l'embase inférieure 12. L'enveloppe 22, de hauteur inférieure à la distance séparant les embases 11, 12, détermine avec io l'embase supérieure 11 une ouverture d'admission OA de forme annulaire, axialement opposée par rapport à l'ouverture d'évacuation 0E. Pour limiter les pertes de charges à l'entrée de la cartouche de filtration 10, la hauteur de l'enveloppe 22 est choisie pour que la surface de l'ouverture d'admission OA soit supérieure ou égale à la surface de l'ouverture d'évacuation 0E. 15 En régime établi, le fluide présent dans le compartiment de filtration passe au travers de l'ouverture d'admission OA comme l'indique la flèche 28. Le fluide admis dans le volume annulaire 27, chargé d'impuretés, traverse ensuite l'élément filtrant 15 puis l'âme perforée 14, laquelle constitue un canal axial 20 interne 29 jusqu'à l'ouverture d'évacuation 0E, comme l'indique la flèche 30, et traverse ensuite l'orifice 17. Dans les cas où la cartouche de filtration 10 ne comporte pas d'âme perforée 14, le canal 29 est directement confiné par l'élément filtrant 15. Le compartiment 16 de filtration est par exemple constitué par une enceinte fermée avec un fonctionnement sous pression. La 25 cartouche de filtration 10 selon l'invention peut également être utilisée avec un fonctionnement en dépression, en étant reliée à un collecteur en dépression disposé au fond d'un bac. According to the invention, the filter cartridge 10 further comprises a casing 22, of cylindrical and monoblock shape in the example. The lower end of the casing 22 is supported on an outer shoulder 23 formed on the periphery of the lower base 12. The outer shoulder 23 holds the casing 22 coaxially around the filter element 15 to define an annular volume 27, advantageously closed at the junction with the lower base 12. The envelope 22, of height less than the distance separating the bases 11, 12, determines with the upper base 11 an annular inlet opening OA, axially opposite to the discharge opening 0E. To limit the pressure drops at the inlet of the filtration cartridge 10, the height of the envelope 22 is chosen so that the surface of the inlet opening OA is greater than or equal to the surface of the opening of the 0E evacuation. In steady state, the fluid present in the filtration compartment passes through the inlet opening OA as indicated by the arrow 28. The fluid admitted into the annular volume 27, loaded with impurities, then passes through the filter element 15 and then the perforated core 14, which constitutes an internal axial channel 29 to the discharge opening 0E, as indicated by the arrow 30, and then passes through the orifice 17. In the cases where the Filtration cartridge 10 does not have a perforated core 14, the channel 29 is directly confined by the filter element 15. The filtration compartment 16 is for example constituted by a closed chamber with pressure operation. The filter cartridge 10 according to the invention can also be used with depression operation, being connected to a vacuum manifold disposed at the bottom of a tank.
Les impuretés filtrées sont concentrées dans le volume annulaire 27, sur la 30 surface extérieure de l'élément filtrant 15. Dans le cas de la filtration d'eau avec une utilisation conjointe de diatomées, le gâteau est également The filtered impurities are concentrated in the annular volume 27, on the outer surface of the filter element 15. In the case of water filtration with a joint use of diatoms, the cake is also
confiné dans le volume annulaire 27. L'enveloppe 22 offre un maintien pour le gâteau et autorise un surdosage de diatomées avec un gâteau plus épais et une répartition uniforme sur la hauteur de l'élément filtrant 15, pour une filtration améliorée. confined in the annular volume 27. The wrap 22 provides a support for the cake and allows diatom overdose with a thicker cake and a uniform distribution over the height of the filter element 15, for improved filtration.
Pour le retrait de la cartouche de filtration 10, quel que soit le type de fluide, liquide ou gazeux, le circuit de filtration est arrêté après avoir vidé ou non le compartiment de filtration. La pression du fluide cessant dans les deux cas, les particules (les impuretés filtrées et le gâteau le cas échéant) io retombent par gravité dans le fond du volume annulaire 27. Le retrait de la cartouche 10 permet le retrait simultané des particules emprisonnées dans le volume annulaire 27. Ainsi, lors de la mise en place de la cartouche 10 nettoyée ou échangée, l'opérateur n'a pas besoin de laver et/ou de vidanger le compartiment 16 de filtration. 15 Le montage de l'enveloppe 22 sur l'embase inférieure 12 est avantageusement démontable pour faciliter le nettoyage de l'élément filtrant 15 sans démontage de ce dernier. For the removal of the filter cartridge 10, regardless of the type of fluid, liquid or gas, the filtration circuit is stopped after emptying or not the filtration compartment. As the pressure of the fluid stops in both cases, the particles (the filtered impurities and the cake if appropriate) fall by gravity into the bottom of the annular volume 27. The removal of the cartridge 10 allows the simultaneous removal of the particles trapped in the Thus, when placing the cartridge 10 cleaned or exchanged, the operator does not need to wash and / or drain the compartment 16 filtration. The mounting of the casing 22 on the lower base 12 is advantageously removable to facilitate the cleaning of the filter element 15 without disassembly of the latter.
20 En référence à la figure 1, l'embase supérieure 11 comporte une poignée de préhension 31, qui vient par exemple de moulage avec l'embase supérieure 11. Cette poignée de préhension 31, de forme sphérique, permet d'exercer une force importante sur la cartouche de filtration 10 pour son retrait. With reference to FIG. 1, the upper base 11 comprises a gripping handle 31, which comes for example from molding with the upper base 11. This gripping handle 31, of spherical shape, makes it possible to exert a large force on the filter cartridge 10 for removal.
25 II est clair que l'enveloppe 22 selon l'invention peut être réalisée avec deux tronçons respectivement solidaires d'une embase 11, 12 et délimitant entre eux une ouverture d'admission OA de forme quelconque et à une hauteur quelconque. La matière de l'enveloppe 22 est choisie, par exemple, pour assurer une rigidité suffisante et une légèreté maximale pour le confort de 30 l'utilisateur. Dans certaines variantes, l'enveloppe 22 est constituée It is clear that the envelope 22 according to the invention can be made with two sections respectively secured to a base 11, 12 and delimiting between them an inlet opening OA of any shape and at any height. The material of the envelope 22 is chosen, for example, to provide sufficient rigidity and maximum lightness for the comfort of the user. In some variants, the envelope 22 is constituted
d'éléments assemblés permettant de s'adapter à la longueur de la cartouche de filtration 10. assembled elements to fit the length of the filter cartridge 10.
Le terme cartouche englobe tout autre dispositif de filtration, constitué par exemple par des lentilles ou plateaux superposés le long d'un axe vertical. La cartouche est montée amovible pour faciliter l'entretien lors du démontage. The term cartridge includes any other filtration device, consisting for example of lenses or trays stacked along a vertical axis. The cartridge is removably mounted for easy maintenance during disassembly.
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