FR3038238A1 - Element separateur pour un separateur de liquide, milieu separateur et separateur de liquide et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

Elément séparateur (20) d'un séparateur de liquide, notamment séparateur d'huile en particulier pour un système de ventilation de carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne, une séparation d'air de compresseur ou d'une boîte de séparation d'huile contenue dans l'air pour séparer un liquide d'un aérosol. L'élément séparateur (20) a un milieu séparateur (38) en périphérie de l'axe (22), notamment sous la forme d'une couche d'un milieu (40). La couche (40) a un milieu séparateur (38) sur la surface périphérique radialement intérieure par rapport à l'axe (22) de l'élément avec des cavités (42) en forme de canal ayant une composante directionnelle s'étendant axialement par rapport à l'axe (22).

Description

Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à un élément séparateur d’un séparateur de liquide, notamment séparateur d’huile en particulier pour un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, pour séparer l’air de compresseur ou d’une boîte de séparation de l’air chargé d’huile pour séparer un liquide d’un aérosol. L’invention se rapporte également à un milieu séparateur d’un élément séparateur pour un séparateur de liquide, notamment un séparateur d’huile et en particulier d’un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, la séparation de l’huile chargeant l’air de compresseur ou d’une boîte de séparation d’huile et d’air pour séparer le liquide d’un aérosol. L’invention a également pour objet un séparateur de liquide, notamment un séparateur d’huile et en particulier un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, un séparateur d’huile et d’air de compresseur ou d’une boîte de séparation d’air pour séparer le liquide d’un aérosol, le séparateur comportant un boîtier ayant au moins une entrée d’aérosol pour recevoir l’aérosol, au moins une sortie de gaz pour évacuer le gaz nettoyé du liquide et au moins un élément séparateur qui comporte au moins un milieu séparateur pour séparer le liquide.

Enfin, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un élément séparateur pour un séparateur de liquide, notamment un séparateur d’huile, en particulier, un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, un séparateur d’huile de l’air d’un compresseur ou d’une boîte de séparation d’huile chargeant de l’air pour séparer le liquide d’un aérosol.

Etat de la technique

Les éléments séparateurs connus selon l’état de la technique comportent des couches de milieux enroulés pour séparer les gouttelettes de liquide ou les aérosols des gaz. Les milieux sont choisis pour le produit respectif de façon à pouvoir être bobinés sans réaliser des plis.

Le document US4915714A décrit un élément formé de couches de fibres et un procédé pour utiliser un tel élément pour séparer et collecter des petites particules de liquide ou de corps solides solubles, des veines de gaz. L’élément est formé d’une ou plusieurs couches fibreuses traversées par des trous et portées par une structure de support appropriée. Les couches de fibres sont comprimées pour arriver à une densité déterminée. Les trous réalisés créent des canaux d’évacuation pour les liquides.

But de l’invention

La présente invention a pour but de développer un éléments séparateur, un milieu séparateur, un séparateur de liquide et un procédé du type défini ci-dessus permettant une évacuation aussi efficace que possible du liquide selon une réalisation aussi simple que possible.

Exposé et avantages de l’invention A cet effet, la présente invention a pour objet un élément séparateur d’un séparateur de liquide, notamment séparateur d’huile en particulier pour un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, un séparateur d’air de compresseur ou une boîte de séparation de l’huile contenue dans l’air pour séparer le liquide d’un aérosol, l’élément séparateur ayant au moins un milieu séparateur pour séparer le liquide, ce milieu séparateur étant en périphérie de l’axe d’un élément, notamment sous la forme d’une couche de milieu, et au moins une couche de milieu a au moins un milieu séparateur sur la surface périphérique radialement intérieure par rapport à l’axe de l’élément avec au moins une cavité en forme de canal avec au moins une composante directionnelle s’étendant axialement par rapport à l’axe de l’élément.

En d’autres termes, l’invention a pour objet un élément séparateur ayant un milieu séparateur pour séparer un liquide et qui est disposé par rapport à l’axe de l’élément, de façon périphérique selon au moins une couche de milieu ; l’élément séparateur est traversé par l’aérosol, par rapport à l’axe de l’élément, par exemple radialement de l’intérieur vers l’extérieur ou radialement de l’extérieur vers l’intérieur ; selon l’orientation normale de fonctionnement de l’élément séparateur, l’axe de l’élément a au moins une composante directionnelle, verticale dans l’espace ; une couche du milieu séparateur comporte sur une surface périphérique radialement intérieure par rapport à l’axe de l’élément, au moins une cavité en forme de canal ayant une composante directionnelle, axiale par rapport à l’axe de l’élément, par exemple pour réaliser un canal, notamment un canal d’évacuation ou de drainage du liquide ainsi séparé.

Selon l’invention, au moins une couche de milieu séparateur comporte sur une surface périphérique radialement intérieure par rapport à l’axe de l’élément, au moins une cavité en forme de canal. Cette cavité en forme de canal s’étend avec une composante directionnelle, axialement par rapport à l’axe de l’élément. Selon l’orientation normale de fonctionnement de l’élément séparateur l’axe de l’élément, a une composante directionnelle verticale par rapport à l’espace. On forme de cette manière un canal. Ce canal peut servir notamment de canal d’évacuation ou de canal de drainage pour le liquide qu’il reçoit. Le canal est orienté de préférence avec une composante directionnelle ou totalement dans la direction verticale de l’espace. Cela permet au liquide ainsi séparé, de couler par gravité dans le canal, orienté vers le bas. Cela permet de réaliser de manière simple une évacuation efficace du liquide qui a été séparé. Selon la direction de passage de l’aérosol à travers le milieu séparateur, au moins une cavité se trouve du côté amont ou du côté aval de la couche correspondante du milieu. Le liquide ainsi séparé arrive dans le canal dans la direction d’écoulement en amont ou en aval de la couche correspondante du milieu.

De manière avantageuse, plusieurs couches de milieu séparateur sont empilées. La multiplicité des couches de milieu permet de réaliser une bobine formée avec le milieu. Ainsi, la surface périphérique radialement extérieure d’au moins une couche radialement plus à l’intérieur du milieu comporte au moins une cavité délimitée au niveau de la surface périphérique radiale intérieure par une couche voisine, radialement plus à l’extérieur du milieu. Cela permet de former au moins un canal. Le canal peut avantageusement fonctionner comme canal de drainage. Selon une réalisation, le canal est fermé en périphérie, notamment selon sa direction longitudinale.

En variante, on peut également avoir des couches d’autres matériaux entre les couches du milieu séparateur. Dans ce cas, les couches de l’autre matériau délimitent de manière correspondante au moins un canal.

De manière avantageuse, au moins un milieu séparateur comporte au moins un milieu coalescent ou est réalisé en un tel milieu. Le milieu coalescent permet de réunir même les gouttelettes les plus fines du liquide sous la forme de gouttelettes plus grandes et en particulier par coalescence. Ces plus grandes gouttelettes de liquide seront-elles-mêmes séparées et évacuées dans au moins un canal.

De manière avantageuse, l’élément séparateur, notamment le milieu séparateur comporte plusieurs cavités en forme de canal. De cette manière, en plusieurs endroits dans l’élément séparateur, on pourra évacuer le liquide qui aura été séparé.

De manière avantageuse, le séparateur de liquide est un séparateur d’huile ou comporte un tel séparateur installé dans la ventilation d’un carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne. De manière avantageuse, les gaz (gaz de passage) du carter de vilebrequin sont l’aérosol du carter de vilebrequin du moteur à combustion interne. De manière avantageuse, le liquide à séparer est de l’huile, notamment de l’huile de moteur ou encore est composé de cette huile. L’élément séparateur permet de séparer l’huile de moteur entraînée par le gaz de passage ou d’autres composants en forme de gouttes tels que de l’eau, du carburant ou autre. L’huile de moteur ainsi séparée peut de nouveau être réintroduite dans le circuit d’huile du moteur à combustion interne. Le gaz de passage nettoyé de l’huile du moteur peut alors passer dans la conduite d’admission d’air du moteur à combustion interne ou être évacué à l’extérieur.

Mais l’invention n’est pas limitée à un séparateur d’huile d’une ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile. L’invention peut également s’appliquer au-delà de la technique des véhicules automobiles, notamment à des moteurs industriels. L’invention peut également s’appliquer à d’autres séparateurs de gouttes ou séparateur de liquide, notamment pour évacuer l’huile de l’air de compresseur ou encore à des boîtes d’évacuation d’huile de l’air.

Selon un développement avantageux, au moins une partie d’au moins un milieu séparateur est enroulé en plusieurs couches, de façon périphérique par rapport à l’axe de l’élément. Par enroulement, on peut ainsi réaliser de manière simple, plusieurs couches du milieu si bien que l’élément séparateur sera en une seule pièce, notamment réalisée à partir d’une bande de milieu pour tenir le milieu séparateur.

De manière avantageuse, au moins un milieu séparateur sera enroulé selon un rayon de bobinage. De manière avantageuse, le noyau du bobinage est un composant utilisé nécessairement dans le séparateur, notamment un tube de support de l’élément séparateur ou pour l’élément séparateur.

De cette manière, il n’est pas nécessaire d’enlever le milieu séparateur par rapport au noyau de bobinage après avoir réalisé la bobine. En variante, on peut utiliser un noyau d’enroulement, distinct, par exemple sous la forme d’un tube de tissus ou autre structure tubulaire, perméable aux fluides telle qu’une grille extensible, une tôle perforée ou autre.

Selon un autre développement avantageux, on répartit régulièrement plusieurs cavités en forme de canal en périphérie et/ou on répartit irrégulièrement en périphérie plusieurs cavités en forme de canal. Ainsi, en différents endroits d’au moins une couche formée par le milieu, notamment l’intérieur de la bobine réalisée avec plusieurs couches du milieu, sur une partie importante correspondante de la périphérie, notamment sur toute la périphérie on réalisera plusieurs canaux d’évacuation. Cela permet au liquide ainsi séparé d’être évacué en plusieurs endroits de l’élément séparateur. L’efficacité de l’évacuation du liquide sera ainsi améliorée d’autant.

De manière avantageuse, on répartit régulièrement plusieurs cavités en forme de canal, ce qui permet d’évacuer régulièrement le liquide.

En variante ou en plus, on peut répartir irrégulièrement plusieurs cavités en forme de canal. Les qualités différentes des matériaux du milieu séparateur le long de la périphérie ou les écarts radiaux différents dans le cas de plusieurs couches formées avec la matière pour les cavités correspondantes par rapport à l’axe de l’élément seront prises en compte et/ou permettront d’influencer la répartition des cavités pour la réalisation de l’élément séparateur. Globalement l’évacuation du liquide sera améliorée dans l’ensemble de l’élément séparateur. Selon un autre développement avantageux, on a au moins deux cavités en forme de canal qui seront différentes quant à leur section, notamment leur forme et/ou la surface des sections transversalement au chemin de passage du liquide ainsi séparé et/ou au moins deux cavités en forme de canal auront des sections respectives égales. Cela permet ainsi d’adapter les canaux d’évacuation de manière spécifique aux différentes exigences.

De manière avantageuse, au moins deux cavités auront des surfaces de section différente de sorte que les sections de passage pour le liquide ainsi séparé seront différentes.

En variante ou en plus, la forme des sections d’au moins deux cavités seront différentes. En particulier, au moins deux cavités s’étendront différemment en périphérie par rapport à l’axe de l’élément pour couvrir une plage périphérique de direction différente.

En variante ou en plus, au moins deux cavités en forme de canal ont des sections respectives égales, notamment par leur forme et/ou la surface de la section, ce qui régularise l’évacuation du liquide.

Globalement, par un choix approprié de la section des cavités en forme de canal, on adapte la caractéristique de l’évacuation du liquide, et notamment on modifie cette caractéristique.

Selon un autre développement avantageux, au moins une cavité en forme de canal s’étend notamment vers le bord inférieur qui, dans l’espace, correspond à l’orientation en fonctionnement normal pour au moins un milieu séparateur, notamment sur toute l’extension axiale par rapport à l’axe de l’élément pour au moins un milieu séparateur. Cela permet de conduire le liquide jusqu’à la face frontale inférieure dans l’espace de l’élément séparateur pour l’évacuer à cet endroit de l’élément séparateur.

De manière avantageuse, au moins une cavité en forme de canal, notamment au moins un canal, est ouvert vers la face frontale inférieure d’au moins un milieu séparateur, notamment vers les deux faces frontales du milieu séparateur. Grâce à au moins une ouverture dans au moins une cavité en forme de canal, le liquide ainsi séparé pourra être évacué du milieu séparateur.

De manière avantageuse, au moins une cavité en forme de canal s’étend sur toute l’extension axiale de l’axe de l’élément d’au moins un milieu séparateur. De cette manière, le liquide pourra être conduit de la face frontale axiale supérieure selon l’orientation normale de fonctionnement par rapport à l’axe de l’élément jusqu’à la face frontale axiale inférieure, de manière continue, à travers l’élément séparateur.

Selon un autre développement avantageux, au moins un milieu séparateur est cintré ou courbé dans la région d’au moins une cavité en forme de canal, exclusivement sur sa surface périphérique radiale inférieure ou sur sa surface périphérique radiale intérieure et sa surface périphérique radiale extérieure. De cette manière, au moins la surface périphérique radiale intérieure aura des cavités.

De manière avantageuse, exclusivement sur la surface périphérique radiale intérieure d’au moins un milieu séparateur, on réalise au moins une cavité en forme de canal, courbée radialement vers l’extérieur. La surface périphérique radialement extérieure en face de cette cavité dans le milieu séparateur sera réalisée sans la courbure correspondante et sera régulière. Ainsi, l’extension radiale, notamment l’épaisseur de la couche correspondante du milieu d’au moins un milieu séparateur sera globalement plus réduite. En variante, au moins un milieu séparateur dans la zone d’au moins une cavité, sera cintré sur sa surface périphérique radiale intérieure et sur sa surface périphérique radiale extérieure. Ainsi, au moins un milieu séparateur sera courbé radialement vers l’extérieur, respectivement sur sa surface périphérique radiale intérieure et sa surface périphérique radiale extérieure. De cette manière, il suffira d’une plus faible compression de la matière d’au moins un milieu séparateur, voire aucune compression, entre la surface périphérique radiale extérieure et la surface périphérique radiale intérieure.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le long d’au moins une cavité en forme de canal au moins un milieu séparateur aura au moins sur la surface périphérique radiale intérieure par rapport à l’axe de l’élément, au moins une impression et/ou un emboutissage. Avec au moins une impression et/ou un emboutissage, on réalise une zone de pliage de consigne, notamment une ligne de pliage de consigne le long de laquelle la surface périphérique radiale intérieure sera courbée vers au moins une cavité en forme de canal. Une mise en forme correspondante, notamment le pliage ou cintrage d’au moins une cavité en forme de canal se réalisera ainsi plus simplement, et d’une manière plus précise. Grâce à au moins une impression et/ou un emboutissage, on pourra réaliser de manière plus précise la position et le tracé d’au moins une cavité.

Selon une autre forme de réalisation avantageuse, au moins un milieu séparateur ne sera pas extensible le long de sa surface périphérique radiale intérieure par rapport à l’axe de l’élément et de sa surface périphérique radiale extérieure. De cette manière, on améliore la solidité d’au moins un milieu séparateur et on réalise ainsi une mise en forme plus stable.

De manière avantageuse, au moins un milieu séparateur ne sera pas extensible au niveau de sa surface périphérique dans les conditions normales de fonctionnement et/ou dans des conditions normales de fabrication. On évite de cette manière que les surfaces périphériques puissent s’étendre pendant la fabrication ou pendant le fonctionnement. On évite ainsi qu’au moins un milieu séparateur en fonctionnement s’étende ou gonfle. De plus, on arrive ainsi à ce que la surface périphérique radiale intérieure ne fléchisse ou ne plie de façon irrégulière, par rapport à l’axe de l’élément notamment de manière cylindrique, par la pose notamment le bobinage d’au moins un milieu séparateur le long des zones correspondantes en particulier des lignes. Dans les zones de pliage ou de cintrage correspondantes, on aura ainsi automatiquement des cavités assimilables à des canaux. Ainsi il n’est pas nécessaire de prévoir des étapes de fabrication distinctes ou des outils spéciaux pour réaliser une cavité en forme de canal.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le milieu séparateur est comprimé le long d’au moins une cavité en forme de canal par rapport à l’axe de l’élément, par une compression dans la direction radiale. De cette manière, la surface périphérique radiale extérieure et la surface périphérique radiale intérieure d’au moins un milieu séparateur seront déplacées l’une par rapport à l’autre pour réaliser au moins une cavité. En combinant la compressibilité de la matière entre les surfaces périphériques et la non extensibilité dans la région des surfaces périphériques du milieu séparateur, on pourra réaliser une cavité, de manière simple, notamment automatique lors de la mise en place, notamment du bobinage du milieu séparateur.

Grâce à la structure / ou la rigidité du milieu séparateur, la mise en place notamment bobinée au moins un canal, se forme automatiquement, et ainsi, il n’est pas nécessaire de prévoir des composants ou des outils supplémentaires.

Le milieu séparateur peut être relativement rigide si bien que notamment lors de la mise en place cylindrique et en particulier du bobinage, le milieu séparateur forme des plis et/ou des points de pliage qui réalisent au moins une cavité en forme de canal. Les plis / zones de pliage s’étendent automatiquement, axialement par rapport à l’axe de l’élément si bien que ces éléments se correspondront de manière la plus appropriée pour former des canaux d’évacuation.

Selon un autre développement avantageux, le milieu séparateur comporte des fibres, notamment des fibres de verre ou sera réalisé avec celles-ci. Avec des fibres, on peut réaliser de manière simple le milieu séparateur, si ces fibres ont, au niveau de leur surface périphérique, une extensibilité faible ou nulle dans les conditions normales de fonctionnement et peuvent être comprimées dans la direction radiale, c’est-à-dire perpendiculairement à la surface périphérique.

De manière avantageuse, l’épaisseur d’au moins une couche d’au moins un milieu séparateur sera comprise entre environ 0,5 mm et 5 mm et de préférence entre 1 mm et 3 mm et d’une manière particulièrement préférentielle entre 1,5 mm et 2,5 mm.

De manière avantageuse, le diamètre intérieur de l’élément séparateur est compris entre environ 20 mm et 500 mm et notamment entre environ 30 mm et 200 mm, par exemple il est égal à environ 47 mm.

De manière avantageuse, l’épaisseur d’enroulement de l’élément séparateur, c’est-à-dire la différence entre le rayon extérieur et le rayon intérieure est comprise entre 4 mm et 120 mm et notamment entre 15 mm et 25 mm et de préférence cette différence est égale à 20 mm. L’épaisseur de la couche, le diamètre intérieur et le diamètre extérieur et l’épaisseur d’enroulement pourront également être plus petits ou plus grands que les valeurs indiquées ci-dessus.

De manière avantageuse, l’élément séparateur se compose de 2 et 60 couches, de préférence il aura environ 12 couches pour le milieu séparateur. On peut également prévoir un nombre plus ou moins grand de couches formées avec le milieu.

De manière avantageuse, le rayon de courbure minimum spécifique pour au moins un milieu séparateur pour lequel au moins ce milieu séparateur sera disposé en périphérie, notamment selon une disposition cylindrique, par rapport à l’axe de l’élément et notamment par enroulement sans produire de contraintes mécaniques, de plis ou de courbures est supérieur au diamètre intérieur de l’élément séparateur. En d’autres termes, le milieu séparateur est posé dans au moins une zone partielle de l’élément séparateur avec un rayon de courbure, notamment enroulé pour que le rayon soit le rayon de courbure minimum pour former au moins une cavité en forme de canal, automatiquement lors de la pose, notamment de l’enroulement du milieu séparateur.

Le rayon de courbure minimum spécifique du milieu séparateur est caractérisé par les propriétés d’extension, notamment de non extension du milieu séparateur au niveau des surfaces périphériques en combinaison avec son extensibilité entre les surfaces périphériques. Les caractéristiques d’extensibilité peuvent être déterminées par la rigidité du milieu séparateur.

Le rayon de courbure minimum spécifique peut se déterminer par expérience en cintrant le milieu séparateur selon une forme cylindrique. Le rayon au niveau du premier pli ou cintrage, notamment sur la surface périphérique radiale intérieure se reconnaît en particulier à l’œil nu et est ainsi appelé rayon de cintrage minimum spécifique.

Le problème technique de l’invention pour un milieu séparateur a également été résolu en ce que le rayon de courbure minimum spécifique au moins d’un milieu séparateur est plus grand que le diamètre intérieur de l’élément séparateur.

En outre, le problème technique dans un séparateur de liquide est résolu en ce qu’au moins un milieu séparateur sera disposé de façon périphérique avec au moins une couche formée par le milieu par rapport à l’axe de l’élément et au moins un élément séparateur sera installé dans un boîtier de façon que le milieu séparateur soit traversé par l’aérosol, radialement de l’intérieur, radialement vers l’extérieur ou radialement de l’extérieur vers radialement de l’intérieur par rapport à l’axe de l’élément, et pour l’orientation de fonctionnement normal, l’axe de l’élément est orienté avec au moins une composante directionnelle dans la direction verticale de l’espace, et au moins une couche du milieu séparateur aura sur une surface périphérique radialement intérieure par rapport à l’axe de l’élément, au moins une cavité en forme de canal s’étendant avec au moins une composante directionnelle, axiale-ment par rapport à l’axe de l’élément pour réaliser au moins un canal pour le liquide qui a été séparé.

De façon avantageuse, le boîtier comporte au moins une sortie de liquide pour le liquide qui a été séparé. Cette sortie de liquide permet au liquide qui a été séparé de s’évacuer hors du boîtier.

Enfin, le problème technique est résolu par un procédé caractérisé en ce qu’on réalise un milieu séparateur sous la forme d’une nappe constituée par le milieu et on dispose cette nappe de façon périphérique par rapport à l’axe de l’élément pour former une bobine, notamment par bobinage et le rayon radial intérieur de la bobine formée avec le milieu est inférieur au rayon de courbure minimum spécifique du milieu séparateur pour lequel le milieu séparateur peut être cintré sans former de plis de sorte qu’à la pose, au moins la surface périphérique radialement intérieure d’au moins une couche d’au moins un milieu séparateur réalise une cavité analogue à un canal s’étendant au moins avec une composante directionnelle, axialement par rapport à l’axe de l’élément pour réaliser au moins un canal pour le liquide qui a été séparé. Par exemple, on détermine tout d’abord le rayon de courbure minimum spécifique de la nappe formée par le milieu et ensuite on choisit le rayon radial intérieur de l’enroulement du milieu pour la fabrication, ce rayon étant plus petit que le rayon de courbure minimum spécifique déterminé. De même, il est possible tout d’abord de définir le rayon intérieur de l’enroulement du milieu utilisé dans un produit et ensuite de sélectionner un milieu ou une bande formée avec le milieu et pour laquelle, de préférence déjà au préalable, on aura déterminé le rayon de courbure minimum spécifique qui est plus grand que le rayon intérieur défini au préalable pour la bobine que l’on veut réaliser avec le milieu. Dans les deux variantes du procédé, on détermine toutefois de préférence, tout d’abord le rayon de courbure minimum spécifique d’au moins un milieu et on détermine au moins une bande formée avec le milieu. De même, dans les deux variantes du procédé, de façon préférentielle, on sélectionne un milieu ayant un rayon de courbure minimum spécifique supérieur au rayon intérieur radial de la bobine formée avec le milieu.

Pour le reste, les caractéristiques et avantages donnés en liaison avec l’élément séparateur selon l’invention, le milieu séparateur selon l’invention, le séparateur de liquide selon l’invention et le procédé de fabrication d’un élément séparateur ainsi que les développements avantageux respectifs s’appliquent réciproquement. Les différentes caractéristiques et avantages peuvent être combinés entre eux et d’autres effets avantageux pourront être obtenus au-delà de la somme des différents développements séparés.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée, à l’aide d’un exemple de réalisation d’un élément séparateur pour un séparateur d’huile représenté dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références dans les différentes figures.

Ainsi : la figure 1 montre schématiquement un séparateur d’huile d’un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne de véhicule automobile, la figure 2 est une coupe longitudinale du séparateur d’huile de la figure 1, la coupe étant faite selon la ligne de coupe II-II de la figure 1, la figure 3 est une section de l’élément séparateur du séparateur d’huile des figures 1 et 2, la figure 4 est une vue de détail de la section d’élément séparateur de la figure 3, la figure 5 est une coupe longitudinale de l’élément séparateur des figures 3 et 4, la figure 6 est une vue de détail de la coupe longitudinale de l’élément séparateur de la figure 5.

Description de modes de réalisation

La figure 1 montre un séparateur d’huile 10 d’un système de ventilation de carter de vilebrequin connu en soi, non détaillé et qui fait partie d’un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile ; le séparateur d’huile est représenté selon une vue de côté pour son orientation normale de fonctionnement. Le séparateur d’huile 10 permet de séparer l’huile de moteur contenue dans les gaz de ventilation du carter de vilebrequin (gaz de passage) et récupérer l’huile dans le circuit d’huile du moteur à combustion interne. Dans les gaz de passage, l’huile entraînée se présente sous la forme d’un aérosol. Le séparateur d’huile 10 est installé dans la conduite de ventilation du carter de vilebrequin du système de ventilation carter de vilebrequin.

Le séparateur d’huile 10 se compose d’un boîtier 12 en deux parties s’ouvrant et ayant une entrée 14 pour le gaz de passage dont il faut enlever l’huile ainsi qu’une sortie 16 pour le gaz nettoyé de l’huile. L’entrée 14 dans la position d’orientation de fonctionnement normale du séparateur d’huile 10 comme le montre la figure 1 est situé dans la paroi périphérique au-dessus de la sortie 16. L’entrée 14 est reliée par une pièce de guidage détaillée de la conduite de ventilation du carter de vilebrequin au carter du moteur à combustion interne. La sortie 16 est reliée par une pièce de conduite non représentée de la conduite de ventilation de carter de vilebrequin à la conduite d’admission d’air du moteur à combustion interne.

Le boîtier 12 comporte également une sortie d’huile 18 qui pour l’orientation en fonctionnement normal sort du dessous du boîtier 12. La sortie d’huile 18 est reliée à une conduite de retour d’huile non représentée qui débouche dans la bâche à huile du moteur à combustion interne.

La figure 2 montre une coupe longitudinale selon la ligne de coupe II-II de la figure 1 du séparateur d’huile 10. Le boîtier 12 comporte des éléments séparateurs 20 installés co-axialement à l’axe 22 pour séparer l’entrée 14 de la sortie 16. Le gaz de passage doit traverser l’élément séparateur 20 lorsque le séparateur d’huile 10 fonctionne.

Dans le présent exemple de réalisation, l’axe 22 coïncide avec l’axe du boîtier 12 et avec l’axe de l’élément séparateur 20. Pour simplifier la présentation, on utilisera dans la suite l’expression unique d’axe 22. Ainsi, et selon le contexte, il s’agira de l’axe de l’élément, de l’axe du boîtier ou de leur axe commun. Dans la suite des expressions « radial », « axial », « en périphérie », « coaxial » ou des termes analogues se rapporteront, sauf indication contraire, à l’axe 22. L’élément séparateur 20 présenté suivant différentes coupes selon des vues de détail aux figures 3 à 6, a globalement la forme d’un cylindre creux, rond notamment de section circulaire ou ovale. L’élément séparateur 20 est appuyé de préférence co-axialement sur un tube de support 24 en forme de grille. Le tube de support 24 est par exemple fixé par son extrémité axiale supérieure, selon la figure 2, à l’élément de couvercle 260. L’élément séparateur 20 est de préférence relié de manière étanche à l’élément de couvercle 260, par exemple par collage ou soudage. L’extrémité du tube de support 24 tournée vers la partie supérieure 26 est ouverte de sorte que son volume intérieur, encore appelé volume intérieur élémentaire 28 de l’élément séparateur 20, communique avec l’entrée 14. A son extrémité axialement intérieure, à l’opposé de la partie supérieure 26, le tube d’appui 24 et/ou l’élément de fond 32 sont de préférence fermés si bien que le volume intérieur 28 de l’élément constitue ainsi une chambre collectrice 30 pour l’huile séparée. La chambre collectrice 30, en position normale de fonctionnement, se trouve en-dessous de l’élément séparateur 20 dans le boîtier 12. La sortie d’huile 18 est issue du bas de la chambre collectrice 30. L’extrémité inférieure de l’élément séparateur 20 tournée de préférence vers la chambre collectrice 30 comporte de manière préférentielle un élément de fond 32 en forme de disque ou d’anneau, relié de manière étanche à l’élément séparateur 20. Le fond élémentaire 32 s’étend radialement vers l’extérieur et de façon périphérique. Il a, de préférence, une section en forme de U ouverte vers le haut vers l’élément séparateur 20 et vers la partie supérieure 26. On simplifie ainsi le collage à l’élément séparateur. La face frontale inférieure axiale de l’élément séparateur 20 se trouve de préférence dans la section en forme de U de l’élément de fond 32. L’élément séparateur 20 est entouré radialement à l’extérieur par le volume annulaire de sortie 34, coaxial, du côté de l’évacuation ; ce volume est délimité radialement à l’extérieur par la paroi périphérique de la partie inférieure 36 du boîtier 12. Le volume annulaire de sortie 34 se trouve sur le côté du gaz nettoyé en sortie de l’élément séparateur 20. Le volume annulaire de sortie 34 communique avec la sortie 16. L’élément séparateur 20 sera décrit ci-après, de manière plus détaillée à l’aide des vues de détail et des coupes des figures 3 à 6. L’élément séparateur 20 se compose d’un milieu séparateur 38 à plusieurs couches de milieu 40, par exemple 13 couches de milieu 40, enroulées de façon périphérique pour former une bobine axiale avec le milieu. Le diamètre intérieur de l’élément séparateur 20 est, par exemple d’environ 47 mm ; son diamètre extérieur est d’environ 87 mm. Le milieu séparateur 38 est une structure de fibres de verre qui ne sont pratiquement pas extensibles au niveau de leur surface périphérique, radialement vers l’extérieur et radialement vers l’intérieur dans la direction axiale et dans la direction périphérique. Le milieu séparateur 38 peut être comprimé dans la direction radiale. Le rayon de courbure minimum spécifique du milieu séparateur 38 qui dépend d’une part de la rigidité le long de la surface périphérique et d’autre part de la compressibilité transversalement à la surface périphérique est inférieur au rayon intérieur, c’est-à-dire à la moitié du diamètre intérieur du bobinage terminé du milieu, c’est-à-dire de l’élément séparateur 20. Le rayon de courbure minimum spécifique permet de cintrer le milieu séparateur 38 sans former de pli par rapport au cintrage radial intérieur de la surface périphérique.

Dans la direction radiale, le milieu séparateur 38 est perméable aux aérosols ; il a l’effet d’un milieu coalescent de sorte que les gouttelettes entraînées par le gaz de passage restent accrochées au milieu séparateur 38 et s’accumulent sous forme de grosses gouttelettes d’huile.

Les couches 40 du milieu séparateur 38 ont, de façon répartie en périphérie, un ensemble de cavités 42 en forme de canaux. Les cavités 42 se trouvent respectivement sur la surface périphérique radiale intérieure de chaque couche 40 formée par le milieu. Ces cavités forment un canal respectif 44 pour l’huile séparée avec la surface périphérique extérieure de la couche de milieu 40 directement voisine radia-lement à l’intérieur et qui lui fait face.

Les cavités 42 et ainsi les canaux 44 s’étendent chaque fois axialement, notamment sur toute l’extension axiale de l’élément séparateur 20. Toutefois, on aura également un effet avantageux si un ou plusieurs canaux d’évacuation 44 n’occupent qu’une partie de l’extension axiale de l’élément séparateur 20. Dans la mesure où les canaux d’évacuation occupent l’ensemble de l’extension axiale de l’élément séparateur 20, ils se trouvent dans sa face frontale supérieure tournée vers le couvercle d’élément 260 et dont la face frontale inférieure tournée vers le fond 32 de l’élément est ouverte.

Les cavités 42 et ainsi les canaux d’évacuation 44 de l’élément séparateur 20 sont en partie analogues et en partie différentes par leur section, c’est-à-dire la surface de la section respective et leur forme. Il y a des zones dans lesquelles certaines cavités 42 sont réparties régulièrement en périphérie. En grande partie les cavités 42 sont néanmoins différentes et leur répartition est irrégulière.

Pour réaliser l’élément séparateur 20 on enroule une bande de milieu formée avec le milieu séparateur 38, en plusieurs couches 40 autour d’un tube de support 24. Du fait de la rigidité de l’élément séparateur 38 dans la direction périphérique et dans la direction axiale et à la non extensibilité au niveau de ces surfaces périphériques, à cause des tensions mécaniques au moment de l’enroulement, on développe automatiquement des cintrages ou des plis s’étendant dans la direction axiale et produisant localement une réduction de l’épaisseur de la couche de milieu. Dans la zone des cintrages on réalise les cavités 42 au moment de l’enroulement. Ainsi, chaque fois la surface périphérique radialement intérieure du milieu séparateur 38 se cintre radialement vers l’extérieur et comprime ainsi la matière du milieu séparateur 38 entre la surface périphérique radialement intérieure et la surface périphérique radialement extérieure. L’épaisseur de la couche correspondante 40 du milieu est dans cette zone de la cavité 42, plus mince que dans les zones voisines. On forme ainsi automatiquement les canaux d’évacuation 44 au moment de l’enroulement sans nécessiter d’outil supplémentaire, ni de composant ou des moyens analogues.

Le tube d’appui 24 et l’élément séparateur 20, terminé se fixent de façon préférentielle à l’élément couvercle 260.

La partie supérieure 26 et la partie inférieure 36 sont reliées de manière amovible l’une à l’autre, notamment dès que le boîtier 12 est fermé. Pour l’entretien, notamment pour le remplacement de l’élément séparateur 20, on peut ouvrir la partie supérieure 26 et la partie inférieure 36 ; la partie supérieure 26 constitue ainsi un couvercle de boîtier.

Lorsque le moteur à combustion interne fonctionne, le gaz de passage chargé d’huile sort du carter de vilebrequin par la partie de conduite correspondante pour arriver par l’entrée 14 dans la chambre d’entrée 46 dans la partie supérieure de la partie inférieure 36. Le gaz de passage traverse le volume d’entrée 46 dans la partie supérieure de la partie inférieure 36. Le gaz de passage circule de la chambre d’entrée 46 dans le volume intérieur élémentaire 28 de l’élément séparateur 20, l’écoulement de gaz de passage dans le séparateur d’huile 10 est indiqué à la figure 2 par la flèche cintrée 48.

Le gaz de passage traverse une couche 40 du milieu séparateur 38 radialement de l’intérieur vers l’extérieur, et ainsi le gaz se sépare de l’huile.

Le gaz de passage nettoyé de son huile arrive dans la chambre annulaire de sortie 34 et quitte le séparateur d’huile 10 en passant par la sortie 16. Les gaz sont conduits par la partie de conduite dans la conduite d’admission d’air du moteur. L’huile contenue dans les gaz de passage est retenue dans le milieu séparateur 38 dans lequel les gouttelettes se groupent en gouttelettes d’huile plus grandes. Les grandes gouttelettes d’huile arrivent dans les canaux d’évacuation 44. Sous l’effet de la gravité elles descendent et sortent de l’élément séparateur 20 par sa face frontale à l’opposé de l’élément de fond 32. La circulation d’huile dans le milieu séparateur 38, dans les canaux d’évacuation 44 et dans le boîtier 12 sont indiqués par des flèches 50 dans les figures 2, 5 et 6. L’huile arrive à l’élément de fond 32 dans la chambre collectrice 30 d’où l’huile peut être évacuée en continu ou à la demande par la sortie d’huile 18 et revenir par la conduite de retour d’huile dans la bâche à huile.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Séparateur d’huile 12 Boîtier en deux parties 14 Entrée du gaz à nettoyer 16 Sortie du gaz à nettoyer 18 Sortie d’huile 20 Elément séparateur 22 Axe 24 Tube de support 26 Partie supérieure 28 Volume intérieur 30 Chambre collectrice de l’huile 32 Elément de fond 34 Volume de l’anneau de sortie 36 Partie inférieure du boîtier 38 Milieu séparateur comprimable 40 Couche de milieu 42 Cavité 44 Canal 260 Elément couvercle

Claims (14)

1. REVENDICATIONS 1°) Elément séparateur (20) d’un séparateur de liquide (10), notamment séparateur d’huile en particulier pour un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, pour séparer l’air de compresseur ou d’une boîte de séparation de l’air chargé d’huile pour séparer un liquide d’un aérosol, l’élément séparateur (20) ayant au moins un milieu séparateur (38) pour séparer le liquide, ce milieu séparateur étant en périphérie de l’axe (22) d’un élément, notamment sous la forme d’une couche de milieu (40), et au moins une couche de milieu (40) a au moins un milieu séparateur (38) sur la surface périphérique radialement intérieure par rapport à l’axe (22) de l’élément avec au moins une cavité (42) en forme de canal avec au moins une composante directionnelle s’étendant axialement par rapport à l’axe (22) de l’élément.
2. 2°) Elément de séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’ au moins une partie du milieu séparateur (38) est enroulée en plusieurs couches (40) de façon périphérique par rapport à l’axe de l’élément (22), notamment sur un support.
3. 3°) Elément de séparateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que plusieurs cavités en forme de canal (42) sont réparties régulièrement de façon périphérique et/ou plusieurs cavités (42) en forme de canal sont réparties irrégulièrement en périphérie.
4. 4°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’ au moins deux cavités en forme de canal (42) sont différentes quant à leur section, notamment leur forme et/ou la surface des sections, transversalement au chemin de circulation (50) du liquide séparé et/ou au moins deux cavités (42) en forme de canal sont de même section.
5. 5°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’ au moins une cavité (42) en forme de canal s’étend jusqu’à un bord inférieur dans l’espace, selon l’orientation normale de fonctionnement d’au moins un milieu séparateur (38), notamment sur toute l’extension axiale par rapport à l’axe (22) de l’élément d’au moins un milieu séparateur (38).
6. 6°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’ au moins un milieu séparateur (38) a au moins dans une zone, une cavité en forme de canal (42) exclusivement sur sa surface périphérique radiale intérieure ou présente des cavités dans sa surface périphérique radialement intérieure et radialement extérieure.
7. 7°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’ au moins un milieu séparateur (38) comporte le long d’au moins une cavité en forme de canal (42) au moins par rapport à l’axe (22) de l’élément, au moins une impression et/ou une partie emboutie radialement dans la surface périphérique intérieure.
8. 8°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’ au moins un milieu séparateur (38) est enroulé de façon périphérique par rapport à l’axe de l’élément (22) au moins en partie avec un rayon d’enroulement qui permet un enroulement n’évitant pas les plis.
9. 9°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’ au moins un milieu séparateur (38) est comprimé dans la direction radiale le long d’au moins une cavité (42) en forme de canal par rapport à l’axe de l’élément (22).
10. 10°) Elément de séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’ au moins un milieu séparateur (38) comporte ou est réalisé avec des fibres, notamment des fibres de verre.
11. 11°) Utilisation d’un milieu séparateur (38) d’un élément séparateur (20) à un séparateur de liquide (10), notamment d’un séparateur d’huile en particulier pour un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, d’une séparation d’huile de l’air de compresseur ou de séparation d’huile de l’air, pour séparer le liquide d’un aérosol, notamment pour un élément séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le milieu séparateur (38) est utilisé cintré avec un rayon de courbure inférieure au rayon de courbure minimum spécifique du milieu séparateur.
12. 12°) Application selon la revendication 11, caractérisée en ce que le milieu séparateur (38) est utilisé bobiné et le côté intérieur de la bobine a le diamètre intérieur d’un élément séparateur (20), le rayon de courbure minimum spécifique d’au moins un milieu séparateur (38) étant supérieur au diamètre intérieur de l’élément séparateur (20).
13. 13°) Séparateur d’huile (10), notamment séparateur d’huile, en particulier pour un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, de séparation d’huile de l’air d’un compresseur ou d’une boîte de séparation de l’huile dans l’air pour séparer du liquide d’aérosol avec un boîtier (12) ayant au moins une entrée d’aérosol (14) pour recevoir l’aérosol, au moins une sortie de gaz (16) pour le gaz nettoyé du liquide et au moins un élément séparateur (20), notamment se- Ion l’une quelconque des revendications 1 à 10 qui comporte au moins un milieu séparateur (38), notamment selon l’une quelconque des revendications 11-12 pour séparer le liquide, au moins un milieu séparateur (38) étant prévu en périphérie avec au moins une couche de milieu (40) par rapport à l’axe de l’élément (22), au moins un élément séparateur (20) étant placé dans le boîtier (12), au moins un milieu séparateur (38) étant traversé par l’aérosol, ra-dialement de l’intérieur vers l’extérieur selon l’axe de l’élément (22) ou radialement de l’extérieur vers l’intérieur, et pour l’orientation normale de fonctionnement, l’axe de l’élément (22) s’étend verticalement dans l’espace au moins avec une composante directionnelle, au moins une couche de milieu (40) d’au moins un milieu séparateur (38) ayant par rapport à l’axe de l’élément (22), une surface périphérique radialement intérieure avec au moins une cavité en forme de canal (42) s’étendant au moins avec une composante directionnelle, axialement par rapport à l’axe de l’élément (22) pour réaliser au moins un canal (44) pour le liquide séparé.
14. 14°) Procédé de réalisation d’un élément séparateur (20) d’un séparateur de liquide (10), notamment d’un séparateur d’huile, en particulier d’un système de ventilation de carter de vilebrequin d’un moteur à combustion interne, d’une séparation d’huile de l’air d’un compresseur ou d’une boîte de séparation d’huile de l’air pour séparer un liquide d’un aérosol, le milieu séparateur (38) étant sous la forme d’une bande de milieu, et cette bande de milieu étant mise sous la forme périphérique d’une bobine selon l’axe de l’élément (22), et le rayon radial intérieur de la bobine formée par le milieu est inférieur au rayon de courbure minimum spécifique du milieu séparateur (38) pour lequel le milieu séparateur (38) peut être cintré sans pli, de façon qu’en appliquant au moins une couche de milieu (40), la surface périphérique radiale intérieure du milieu séparateur (38) comporte au moins une cavité (42) en forme de canal s’étendant au moins avec une composant directionnelle, axialement par rapport à l’axe de l’élément (22) pour réaliser au moins un canal (44) pour le liquide séparé.