FR2963570A1 - Filtre a fluides - Google Patents

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Abstract

L'invention se rapporte à un filtre à fluides (1), notamment un filtre à carburant, comportant : - un boîtier (4) formé par un pot (2) et un couvercle (3), dans lequel un élément de filtre annulaire (5) traversé par un écoulement radialement de l'extérieur vers l'intérieur est disposé, qui sépare un espace brut (6) situé à l'extérieur d'un espace purifié (7) situé à l'intérieur et qui présente une rondelle d'extrémité supérieure et une rondelle d'extrémité inférieure (11,12), - une conduite d'amenée (8) et une conduite d'évacuation (9) disposées dans le couvercle (3), - un dispositif de chauffage (10), qui permet un chauffage du fluide à filtrer, Il est essentiel selon l'invention - que l'élément de filtre annulaire (5) soit traversé par un écoulement radialement de l'intérieur vers l'extérieur, - que le dispositif de chauffage (10) coopère avec un canal d'évacuation (13) s'étendant axialement vers le bas dans l'espace brut (6), - que la conduite d'amenée (8) soit reliée par l'intermédiaire du dispositif de chauffage (10) et du canal d'évacuation (13) à l'espace purifié (6).

Description

6669.doc 1 FILTRE A FLUIDES
La présente invention se rapporte à un filtre à fluides, notamment un filtre à carburant, comportant un élément de 5 filtre annulaire traversé radialement par un écoulement.
Un tel filtre à fluides comporte : un boîtier formé par un pot et un couvercle, dans lequel un élément de filtre annulaire traversé par un écoulement 10 radialement de l'extérieur vers l'intérieur est disposé, qui sépare un espace brut d'un espace purifié et qui présente une rondelle d'extrémité supérieure et une rondelle d'extrémité inférieure ; une conduite d'amenée et une conduite d'évacuation disposées dans le couvercle ; et 15 un dispositif de chauffage, qui permet un chauffage du fluide à filtrer.
D'après le document DE 10 2006 060 128 Al, un filtre à fluide conforme à l'art est connu, lequel est employé comme 20 filtre à carburant sur un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Notamment lors de l'utilisation d'un tel filtre à fluides comme filtre à carburant, il est important pour une longue durée de vie du moteur à combustion interne, que le plus possible d'eau encore 25 contenue dans le carburant soit filtrée, afin d'entraver les processus de corrosion qui en résultent à l'intérieur du moteur à combustion.
La présente invention se consacre au problème de conception 30 d'un mode de réalisation exemplaire d'un filtre à fluides conforme à l'art, qui se distingue notamment par une structure constructive différente.
Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que 35 l'élément de filtre annulaire est traversé par un écoulement radialement de l'intérieur vers l'extérieur, que le dispositif de chauffage coopère avec un canal d'évacuation s'étendant axialement vers le bas dans l'espace brut, et que la conduite d'amenée est reliée par l'intermédiaire du dispositif de chauffage et du canal d'évacuation à l'espace brut.
Des modes de réalisation avantageux sont indiqués ci-dessous.
Le dispositif de chauffage peut être enfiché par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité respectif de manière étanche dans la rondelle d'extrémité supérieure et de manière étanche dans le couvercle.
Le canal d'évacuation et le dispositif de chauffage sont réalisés en un seul tenant.
Le dispositif de chauffage forme conjointement avec le couvercle un système de canaux, qui relie la conduite d'amenée du côté du couvercle via le dispositif de chauffage traversable par un écoulement, c'est-à-dire via le canal d'évacuation, avec l'espace brut.
Le canal d'évacuation s'étend sur une zone partielle de l'élément de filtre annulaire dans l'espace brut, de préférence sur la totalité de l'élément de filtre annulaire ou sur la rondelle d'extrémité supérieure.
En dessous de l'élément de filtre annulaire un espace 30 d'accumulation d'eau pour accumuler l'eau séparée du côté du tuyau est disposé.
Un capteur de niveau d'eau pour détecter un niveau de l'eau dans l'espace d'accumulation d'eau est prévu. 35 Le dispositif de chauffage est relié par l'intermédiaire d'une liaison par encliquetage, par serrage, par vissage ou par clipsage au couvercle et/ou à la rondelle d'extrémité supérieure.
La présente invention repose sur le concept général, dans lequel sur un filtre à fluides connu en soi un élément de filtre annulaire n'est pas traversé par un courant radialement de l'extérieur vers l'intérieur comme ce qui se fait jusqu'à présent, mais au contraire dans la direction inverse, c'est-à-dire radialement de l'intérieur vers l'extérieur. Simultanément, un dispositif de chauffage pour chauffer le fluide à filtrer, c'est-à-dire pour chauffer le carburant à filtrer est prévu. Ce dispositif de chauffage doit être monté au dessus de l'élément de filtre annulaire et au dessus du couvercle et relié à un canal d'évacuation, qui s'étend dans la direction axiale au dessus ou à l'intérieur d'une zone partielle de l'élément de filtre annulaire et forme simultanément une partie d'un canal d'alimentation. Le dispositif de chauffage peut donc être fixé d'une manière constructivement simple sur un couvercle du filtre à fluides et enfiché dans le boîtier, moyennant quoi notamment un remplacement à des fins de maintenance, un remplacement de l'élément de filtre annulaire ou de la cartouche de filtre est considérablement simplifié. Le dispositif de chauffage est relié de manière étanche et amovible au couvercle du boîtier, notamment vissé, encliqueté ou clipsé.
Le filtre à fluides selon l'invention présente de manière connue un boîtier formé par un pot et un couvercle, dans lequel se trouve l'élément de filtre annulaire traversé radialement par un écoulement. L'élément de filtre annulaire présente une rondelle d'extrémité supérieure et une rondelle d'extrémité inférieure et sépare un espace brut d'un espace purifié.
Dans une configuration avantageuse de la solution selon l'invention, le couvercle présente au moins deux parties, c'est-à-dire est configuré en au moins deux parties, constituée d'une partie intérieure et une partie extérieure. La partie extérieure sert donc à relier le couvercle au pot du boîtier, moyennant quoi cette liaison peut être amovible ou non amovible. Le couvercle peut être relié de manière étanche au pot par des moyens appropriés, comme par exemple vissage, clipsage, encliquetage ou similaire. En variante, sur un filtre jetable, sur lequel seul le dispositif de chauffage n'est pas remplacé, le couvercle peut être aussi soudé ou serti de manière étanche avec le pot. La partie intérieure du couvercle sert ainsi conjointement au dispositif de chauffage, au canal d'évacuation et aux rondelles d'extrémité à guider l'écoulement à travers le filtre à fluides.
Le boîtier peut être fabriqué en totalité ou partiellement en métal ou en plastique.
Dans une autre configuration avantageuse de la solution selon l'invention, d'un part, l'espace brut est étanchéifié de l'espace purifié en allant vers le couvercle par la rondelle d'extrémité supérieure et, d'autre part, la rondelle d'extrémité inférieure sépare au moyen d'un joint d'étanchéité, de préférence un joint torique annulaire ou une lèvre d'étanchéité, l'espace purifié de l'espace brut en allant vers le pot.
Dans une autre configuration avantageuse de la solution selon l'invention, le canal d'évacuation s'étend dans l'espace brut de l'élément de filtre annulaire. De préférence, le canal d'évacuation s'étend sur toute la longueur de l'élément de filtre annulaire ou seulement jusqu'au joint d'étanchéité avec la rondelle d'extrémité supérieure. Le canal d'évacuation peut aussi aller jusqu'au milieu de l'élément de filtre annulaire.
Dans une autre configuration avantageuse de la solution selon l'invention, un espace d'accumulation d'eau pour accumuler l'eau séparée du côté du tuyau est disposé en dessous de l'élément de filtre annulaire. Comme le carburant contient constamment une fraction résiduelle d'eau à éliminer et celle-ci peut entraîner des processus de corrosion lors de la combustion dans un moteur à combustion interne, la fraction d'eau doit être réduite le plus possible avant le processus de combustion proprement dit. De cette manière, un rendement supérieur du moteur à combustion interne peut notamment être obtenu. Pour cette raison, le filtre à fluides selon l'invention présente un espace d'accumulation d'eau disposé en dessous de l'élément de filtre annulaire, dans lequel l'eau infiltrée dans le carburant peut être accumulée et purgée ou séparée.
Dans une autre configuration avantageuse de la solution selon l'invention, une vis de purge d'eau avec ou sans un capteur de niveau d'eau intégré est prévue sur le pot du boîtier. Il est aussi possible de raccorder le dispositif de filtrage à un système d'extraction d'eau automatique.
D'autres caractéristiques et avantages importants de l'invention ressortent de la description, des dessins et de 25 la description afférente sur la base des dessins.
Il faut comprendre que les caractéristiques mentionnées ci-avant et restant encore à expliquer peuvent être employées non seulement dans la combinaison respective énoncée, mais 30 aussi dans d'autres combinaisons ou individuellement, sans s'écarter de la portée de la présente invention.
Des modes de réalisation exemplaires préférés de l'invention sont représentés dans les dessins et sont 35 expliqués en détail dans la description suivante, moyennant quoi les numéros de référence identiques se rapportent à des composants identiques ou similaires ou fonctionnellement identiques.
Ceux-ci représentent schématiquement, Fig.1 une vue en coupe d'un filtre à fluides selon l'invention,
Fig.2 une vue détaillée de la Fig.l. 10 D'après la Fig. 1, un filtre à fluides 1 selon l'invention, présente un boîtier 4 formé par un pot 2 et un couvercle afférent 3, dans lequel un élément de filtre annulaire 5 traversé radialement par un écoulement est disposé, qui 15 sépare un espace brut 6 d'un espace purifié 7. Dans le couvercle 3 sont en outre disposées une conduite d'amenée 8 et une conduite d'évacuation 9, de sorte que le filtre à fluides 1 selon l'invention puisse être alimenté d'un côté. En outre, un dispositif de chauffage 10 pour chauffer le 20 fluide à filtrer est prévu, par exemple pour chauffer le carburant à filtrer, qui présente un canal d'évacuation 13 s'étendant dans l'espace brut 6 axialement vers le bas. L'élément de filtre annulaire 5 présente de manière connue une rondelle d'extrémité supérieure 11 et une rondelle 25 d'extrémité inférieure 12. La conduite d'amenée est reliée par l'intermédiaire du canal d'évacuation 13 du dispositif de chauffage 10 à l'espace brut 6. Un écoulement du fluide à filtrer, ou du carburant à filtrer, à l'intérieur du filtre à fluides 1 est indiqué par les flèches d'écoulement 30 14.
Le canal d'évacuation 13, qui dans l'exemple montré s'étend quasiment sur toute la longueur axiale de l'élément de filtre annulaire 5, sert à guider l'écoulement. Le 35 dispositif de chauffage 10, principalement un espace supérieur 20 relié au canal d'évacuation 13 renferme des éléments chauffants appropriés, par exemple des éléments5 PTC auto-régulateurs, pour filtrer le fluide à filtrer. Le fluide à filtrer, c'est-à-dire le carburant à filtrer, parvient via la conduite d'amenée 8 sur une portion de canal correspondante dans le couvercle 3 dans l'espace 20 dans lequel les éléments chauffants chauffent le carburant. Puis, le fluide chauffé restant encore à filtrer, respectivement le carburant restant à filtrer ressort à l'extrémité inférieure du canal d'évacuation 13 de celui-ci et rentre dans l'espace brut 6. En dessous de l'élément de filtre annulaire 5 se trouve un espace d'accumulation d'eau 15 pour accumuler l'eau séparée du fluide à filtrer. Pour déterminer un niveau d'eau à l'intérieur de l'espace d'accumulation d'eau 15, un capteur de niveau d'eau 16 peut être prévu. Celui-ci génère un signal, dès qu'un niveau d'eau déterminé s'établit dans l'espace d'accumulation d'eau 15. En fonction de la conception, l'eau peut ensuite être purgée automatiquement ou manuellement.
Si on considère la Fig.l, on peut constater que la rondelle d'extrémité inférieure 12 de l'élément de filtre annulaire 5 est étanchéifiée dans la direction du pot 2, tandis que la rondelle d'extrémité supérieure 11 de l'élément de filtre annulaire 5 présente un diamètre comparativement inférieur par rapport au pot 2, de sorte que le fluide filtré, respectivement le carburant filtré entre le pot 2 et la rondelle d'extrémité supérieure 11 peut s'écouler vers l'évacuation 9.
Le dispositif de chauffage 10 peut être enfiché par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité respectif de manière étanche dans la rondelle d'extrémité supérieure 11 et aussi de manière étanche dans le couvercle 3. Le canal d'évacuation 13 et le dispositif de chauffage 10 peuvent être réalisés en un seul tenant pour simplifier la fabrication. De manière générale, le dispositif de chauffage 10, auquel appartient le canal d'évacuation 13, forme conjointement au couvercle 3 un système de canal, qui relie la conduite d'amenée du côté du couvercle 8 via le dispositif de chauffage 10 traversable par un écoulement, c'est-à-dire notamment via l'espace 20 et ensuite le canal d'évacuation 13 traversable par un écoulement, à l'espace brut 6. Une fixation du dispositif de chauffage 10 sur le couvercle 3 et/ou sur la rondelle d'extrémité supérieure 11 de l'élément de filtre annulaire 5 peut avoir lieu par une liaison par encliquetage, serrage, vissage ou clipsage, moyennant quoi un remplacement à des fins de maintenance est aussi simplifié.
Le couvercle 3 présente une partie intérieure 21 et une partie extérieure 22. Avec la partie extérieure 22, le couvercle 3 est relié de manière étanche et amovible au pot 2, par exemple au moyen d'un vissage, encliquetage, serrage ou par fermeture à baïonnette. En variante, lors du remplacement de filtre, la totalité du dispositif de filtrage sans le dispositif de chauffage 10 peut être remplacée au lieu de l'élément de filtre annulaire 5. Dans ce cas, le couvercle 3 avec sa partie extérieure 22 est relié solidement et de manière étanche au pot 2, notamment soudé ou serti. Le boîtier 4 du dispositif de filtrage 1 peut être fabriqué en plastique ou métal ou dans une combinaison de ces matériaux.
Le couvercle 3 en au moins deux parties forme avec sa partie intérieure 21 et extérieure 22 ainsi que le dispositif de chauffage 10, le canal d'évacuation 13 et les rondelles d'extrémité 11 et 12 une structure de canal le long de laquelle le carburant est guidé dans le dispositif de filtrage. A cette fin, le dispositif de chauffage 10 doit comporter des ouvertures 23 dans le fond de l'espace 20 à travers lesquelles la totalité du carburant est avancée vers les éléments chauffants prévus dans l'espace 20, avant qu'il s'écoule à travers l'ouverture supplémentaire 24 dans le canal d'évacuation 13 et donc dans l'espace brut 6 et soit filtré par l'élément de filtre annulaire 5.
La déviation d'écoulement au moyen du canal d'évacuation 13 peut provoquer une déviation du carburant à 180 degrés, de sorte que le taux de séparation d'eau soit amélioré. Le canal d'évacuation 13 s'étend dans l'espace brut 6 de l'élément de filtre annulaire 5. De préférence, le canal d'écoulement 13 s'étend sur toute la longueur de l'élément de filtre annulaire 5 ou seulement jusqu'au joint d'étanchéité 26 avec la rondelle d'extrémité supérieure 11. Le canal d'évacuation 13 peut aussi aller jusqu'au milieu de l'élément de filtre annulaire 5.
Le dispositif de chauffage 10, principalement l'espace 20, est étanchéifié contre l'environnement extérieur par un joint d'étanchéité 25 sur la partie extérieure 22 du couvercle. L'autre joint d'étanchéité 26 monté sur le canal d'évacuation 13 vient reposer sur un collier de la partie intérieure 21 du couvercle et assure ainsi une déviation du carburant dans le dispositif de chauffage 10. Un autre joint d'étanchéité 27 se trouve sur le bord intérieur de la rondelle d'étanchéité supérieure 11, il rend étanche l'espace purifié 7 par rapport à l'espace brut 6. La rondelle d'extrémité inférieure 12 présente aussi sur sa circonférence extérieure un joint d'étanchéité, qui étanchéifie l'espace purifié 7 de l'espace brut 6. Les joints d'étanchéité montrés sont tous des joints toriques annulaires, mais ils peuvent aussi prendre d'autres formes comme des joints moulés ou des lèvres d'étanchéité, afin d'obtenir l'étanchéité souhaitée. Sur le côté intérieur de l'élément de filtre annulaire 5 peuvent se trouver des couches appropriées, qui entraînent une séparation d'eau accrue.
La conduite d'amenée 8 et la conduite d'évacuation 9, respectivement les embouts afférents sont fixés de manière étanche sur le couvercle 3, principalement sur la pièce extérieure 21, notamment soudés ou brasés.
Sur le filtre à fluides 1 selon l'invention, l'écoulement à travers l'élément de filtre annulaire 5 dans le sens inverse aux filtres à fluides connus jusqu'à présent revêt une importance capitale, puisque cette inversion d'écoulement offre une possibilité de construction différente. Comme le dispositif de chauffage 10 et notamment son canal d'évacuation 13 forment une partie d'un système de canaux guidant le fluide, un fonctionnement du filtre à fluides selon l'invention sans le dispositif de chauffage 10 monté n'est pas possible.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. Filtre à fluides (1), notamment filtre à carburant, comportant - un boîtier (4) formé par un pot (2) et un couvercle (3), dans lequel un élément de filtre annulaire (5) traversé par un écoulement radialement de l'extérieur vers l'intérieur est disposé, qui sépare un espace brut (6) d'un espace purifié (7) et qui présente une rondelle d'extrémité supérieure et une rondelle d'extrémité inférieure (11,12), - une conduite d'amenée (8) et une conduite d'évacuation (9) disposées dans le couvercle (3), un dispositif de chauffage (10), qui permet un chauffage du fluide à filtrer, caractérisé en ce que - l'élément de filtre annulaire (5) est traversé par un écoulement radialement de l'intérieur vers l'extérieur, - le dispositif de chauffage (10) coopère avec un canal d'évacuation (13) s'étendant axialement vers le bas dans l'espace brut (6), la conduite d'amenée (8) est reliée par l'intermédiaire du dispositif de chauffage (10) et du canal d'évacuation (13) à l'espace brut (6). 30
  2. 2. Filtre à fluides selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (10) peut être enfiché par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité respectif de manière étanche dans la rondelle d'extrémité 35 supérieure (11) et de manière étanche dans le couvercle (3). 25
  3. 3. Filtre à fluides selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (13) et le dispositif chauffage (10) sont réalisés en un seul tenant. 5
  4. 4. Filtre à fluides selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (10) forme conjointement avec le couvercle (3) un système de canaux, qui relie 10 la conduite d'amenée du côté du couvercle (8) via le dispositif de chauffage (10) traversable par un écoulement, c'est-à-dire via le canal d'évacuation (13), avec l'espace brut(6). 15
  5. 5. Filtre à fluides selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal d'évacuation (13) s'étend sur une zone partielle de l'élément de filtre annulaire (5) dans l'espace brut (6), de préférence sur la totalité de 20 l'élément de filtre annulaire (5) ou sur la rondelle d'extrémité supérieure (il).
  6. 6. Filtre à fluides selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 25 en dessous de l'élément de filtre annulaire (5) un espace d'accumulation d'eau (15) pour accumuler l'eau séparée du côté du tuyau est disposé.
  7. 7. Filtre à fluides selon la revendication 6, 30 caractérisé en ce que un capteur de niveau d'eau (16) pour détecter un niveau de l'eau dans l'espace d'accumulation d'eau (15) est prévu. 35
  8. 8. Filtre à fluides selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce quele dispositif de chauffage (10) est relié par l'intermédiaire d'une liaison par encliquetage, par serrage, par vissage ou par clipsage au couvercle (3) et/ou à la rondelle d'extrémité supérieure (11).5
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