Dispositif mobile de filtration de liquide sous pression équipé d'une enceinte de confinement pour filtre.
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui des systèmes de filtration de liquide sous pression, destinés notamment à être mis en œuvre pour l'épuration d'eau par passage dans un filtre sous l'action d'un dispositif de pressurisation.
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de filtration de liquide sous pression équipé d'une enceinte de confinement pour filtre dont le volume d'eau varie indépendamment du volume d'eau contenu dans le reste du dispositif. Cette enceinte, également appelée « cage », est adaptée pour permettre le confinement en son sein d'un filtre, de manière à ce que ce dernier soit immergé en totalité pendant un laps de temps satisfaisant du cycle de filtration.
L'invention concerne également le procédé permettant la mise en œuvre de ce dispositif de filtration par un utilisateur, ainsi que l'utilisation de ce dispositif pour la filtration de liquide.
2. Solutions de l'art antérieur
Selon les chiffres publiés par l'OMS, une personne sur cinq dans le monde n'aurait pas aujourd'hui accès à l'eau potable. Produits chimiques, agents infectieux ou même radioactivité sont autant de facteurs liés à l'activité humaine qui contribuent à la détérioration rapide de nos réserves aquifères et dans le même temps, à une augmentation significative des risques sanitaires. Dans ce contexte, le traitement de l'eau constitue une problématique de premier ordre à laquelle nombre d'individus et collectivités tente aujourd'hui d'apporter des solutions.
Aux contraintes liées à l'obtention d'une eau consommable de qualité s'ajoutent celles liées à l'acheminement de cette ressource jusqu'à son lieu de consommation, en particulier dans le cadre d'une activité entreprise de manière individuelle. Des solutions spécifiques ont par conséquent été développées pour l'élaboration de dispositifs de filtrations mobiles, compacts, pouvant se prévaloir d'une bonne qualité de filtration et d'un rendement satisfaisant. En raison de leur plus grande rapidité de filtration, les
dispositifs intégrant des systèmes de pressurisation se distinguent tout particulièrement des dispositifs de filtration usuels.
Ainsi, l'Homme du métier connaît un certain nombre de dispositifs de filtration sous pression, de type carafe d'eau filtrante à pression, comprenant deux réservoirs d'eau - voir la demande de brevet française F 1300037 à titre d'exemple. Selon ces dispositifs, le premier réservoir est emboîté dans le second de manière à ce que le transfert d'eau d'un réservoir à l'autre ne puisse être effectué qu'en passant à travers un filtre se présentant sous la forme d'une cartouche montée à la verticale dans l'enceinte définie par le premier récipient. La carafe est rendue hermétique par l'apposition d'un couvercle dans lequel est monté un dispositif de pressurisation. En actionnant ce dispositif de pressurisation, l'utilisateur injecte de l'air dans la carafe, ce qui accélère le processus de filtration de l'eau contenue dans le premier réservoir.
Un inconvénient majeur de ce type de dispositif est l'émersion progressive de la cartouche filtrante au fur et à mesure que le niveau d'eau dans le premier récipient diminue. En effet, il convient de remarquer que le rendement du filtre dépend directement du volume effectif du filtre immergé. Aussi, lorsqu'au cours du cycle d'utilisation de la carafe, le niveau d'eau contenue dans le premier récipient diminue jusqu'à provoquer l'émersion partielle puis totale du filtre, le rendement de ce dernier diminue progressivement pour tendre vers une valeur nulle lorsque le premier récipient est vide, affectant ainsi les performances générales de l'ensemble du dispositif.
3. Objectifs de l'invention
L'invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.
Plus précisément, l'invention vise à fournir un dispositif mobile de filtration de liquide sous pression non complexe permettant l'écoulement d'un laps de temps satisfaisant au cours de l'étape de filtration pendant lequel le rendement du filtre conserve une valeur maximale.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration présentant un rendement optimal.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration présentant une bonne compacité et pouvant aisément être manipulé, actionné, monté et démonté par un utilisateur.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration à l'intérieur duquel peut être adapté un filtre sous forme de cartouche ou permettant la réalisation d'un procédé d'ultrafiltration.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration à l'intérieur duquel peut être adapté un organe additionnel permettant le traitement de liquide ou la diffusion d'éléments chimiques spécifiques.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de filtration apte à fournir à l'utilisateur des informations concernant le temps d'utilisation du filtre et/ou les caractéristiques chimiques des liquides qu'il contient.
L'invention a encore pour objectif de mettre en œuvre un procédé de filtration de liquide intégrant ce dispositif de filtration.
4. Caractéristiques essentielles de l'invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints par la fourniture d'un dispositif de filtration de liquide comprenant :
• Un premier récipient destiné à contenir le liquide à filtrer. Les parois de ce premier récipient comprenant au moins deux ouvertures : une ouverture d'entrée et une ouverture d'évacuation,
• Un dispositif de pressurisation apte à injecter de l'air dans ce premier récipient par l'intermédiaire de l'ouverture d'entrée,
• Un filtre,
Ce dispositif de filtration est caractérisé en ce qu'il comprend:
• Une enceinte de confinement comprise au moins en partie dans le premier récipient. Les parois de l'enceinte de confinement comprennent au moins trois ouvertures distinctes :
o une ouverture de remplissage apte à permettre le passage d'un liquide entre le premier récipient et l'enceinte de confinement.
Cette ouverture de remplissage est localisée dans la partie inférieure de l'enceinte de confinement,
o une ouverture de purge, localisée dans la partie supérieure de l'enceinte de confinement,
o une ouverture de filtration. Cette ouverture de filtration est apte à se substituer à l'ouverture d'évacuation.
• Un dispositif de purge d'air apte à réguler l'obturation de l'ouverture de purge et ayant pour fonction de permettre la purge d'une partie au moins de l'air contenu dans l'enceinte de confinement.
Dans la présente invention, le dispositif de filtration de liquide est considéré selon une orientation optimale d'utilisation qui désigne une position du dispositif de filtration permettant un fonctionnement optimal de ce dernier ou en d'autres termes, une position dans laquelle le rendement total du dispositif de filtration au cours de l'étape de filtration est maximal, dans la limite des caractéristiques techniques inhérentes à la structure du dispositif. Ainsi, selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 1, le dispositif de filtration est positionné selon une orientation optimale d'utilisation lorsque son axe de révolution est à la verticale. L'invention ne se limite cependant pas à ce mode de réalisation particulier et concerne également des dispositifs de filtration dont les composantes sont agencées différemment les unes par rapport aux autres. Le terme « rendement » tel qu'utilisé dans la présente demande désigne le volume d'eau pouvant être traité par le filtre dans un laps de temps donné, sous l'effet d'un effort d'injection donné. A titre d'exemple, dans le cadre d'un dispositif de filtration dans lequel le dispositif de pressurisation, le premier récipient et l'ensemble formé par l'enceinte de confinement et du filtre sont respectivement alignés selon un même axe théorique (X), en étant dans une certaine mesure emboîtés, l'orientation optimale d'utilisation serait alors celle pour laquelle l'axe théorique (X) est confondu avec l'axe géocentrique. Cette orientation permettrait en effet au système et notamment au liquide filtré de bénéficier à son meilleur avantage de la force gravitationnelle tout en allongeant au maximum le temps d'immersion du filtre au cours du cycle d'utilisation, d'où un fonctionnement optimal de l'ensemble du
dispositif de filtration. Une orientation normale d'utilisation peut quant à elle être définie comme une orientation permettant le bon fonctionnement du dispositif de filtration sans pour autant que le rendement de ce dernier soit nécessairement maximal. De manière générale, l'ensemble des termes « supérieur » et « inférieur » tels qu'utilisés dans la présente invention se réfèrent à des zones de localisation par rapport à un plan horizontal théorique désigné qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe géocentrique, dans lesquelles peuvent potentiellement se trouver des composantes du dispositif considéré selon une orientation optimale d'utilisation. Ainsi, les expressions « partie supérieure de l'enceinte de confinement » et « partie inférieure de l'enceinte de confinement » désignent les parties de l'enceinte de confinement se trouvant respectivement au-dessus et en-dessous du plan horizontal théorique passant par l'extrémité supérieure du filtre, c'est à dire la portion du filtre ayant la composante verticale la plus élevée.
L'expression « ouverture d'entrée » telle qu'utilisée dans la présente invention désigne une ouverture utilisée lors du chargement en liquide à filtrer du premier récipient et lors de l'injection d'air dans ce dernier via le dispositif de pressurisation.
L'expression « apte à se substituer à l'ouverture d'évacuation » telle qu'utilisée dans la présente invention et ayant pour objet l'ouverture de filtration se traduit par la fonction, associée à l'ouverture de filtration, d'évacuation du liquide après filtration en dehors de l'ensemble formé par le premier récipient, l'enceinte de confinement et le filtre. Dans l'hypothèse d'un dispositif de filtration ne comprenant pas d'enceinte de confinement, tel que ceux décrits dans l'état de la technique, cette fonction d'évacuation du liquide filtrée serait associée à l'ouverture d'évacuation de l'invention.
Lorsque les composantes du dispositif de filtration tel que décrit ci-dessus sont agencées entre elles, le procédé de filtration peut alors être mis en œuvre par un utilisateur selon les étapes suivantes :
• Le liquide à filtrer est introduit dans le premier récipient par l'utilisateur, par le biais de l'ouverture d'entrée. Il est à noter qu'un tel récipient confère à l'utilisateur une bonne autonomie d'utilisation par la capacité qu'il confère de stocker une quantité déterminée de liquide à filtrer. L'utilisateur n'est
donc pas soumis à la nécessité de se trouver près d'une source d'alimentation en liquide pour faire fonctionner le dispositif. Au cours du remplissage du premier récipient, le liquide à filtrer s'introduit potentiellement dans l'enceinte de confinement par le biais de l'ouverture de remplissage, laissant une partie de l'air initialement contenue dans cette dernière s'échapper dans le premier récipient.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif de purge obture de manière hermétique l'ouverture de purge lorsqu'il est au repos. L'utilisateur procède alors, suite au premier remplissage, à la purge d'une partie additionnelle de l'air initialement contenu dans l'enceinte de confinement par actionnement du dispositif de purge. Le liquide à filtrer présent dans le premier récipient s'introduit alors d'avantage dans l'enceinte de confinement et accroît le volume immergé du filtre. L'utilisateur a alors la possibilité d'introduire un volume additionnel de liquide dans le premier récipient, afin de compenser le volume de liquide ayant été transféré dans l'enceinte de confinement au cours de la purge. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif de purge, lorsqu'il est au repos, permet le passage d'un flux d'air entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte de confinement. Le filtre est alors immergé au cours de l'étape de remplissage en liquide du premier récipient, par passage du liquide à travers l'ouverture de remplissage et mise à niveau des fluides présents respectivement dans le premier récipient et dans l'enceinte de confinement, selon le principe des vases communicants. Une action subséquente de l'utilisateur permet de faire passer le dispositif de purge en position d'obturation.
L'obturation de l'ouverture de purge à la fin de l'étape de purge engendre un différentiel de pression empêchant au liquide contenu dans l'enceinte de confinement de repartir dans le premier récipient. Il y a donc formation d'un circuit fermé entre l'ouverture d'entrée et l'ouverture de filtration.
Par actionnement du dispositif de pressurisation, l'utilisateur injecte de l'air
dans le premier récipient, par l'intermédiaire de l'ouverture d'entrée, créant dans le même temps une surpression dans le premier récipient et l'enceinte de confinement. Le différentiel de pression engendré entre l'entrée et la sortie du filtre permet alors le passage du liquide à travers le filtre, de l'enceinte de confinement vers l'extérieur de l'ensemble formé par l'enceinte de confinement, le premier récipient et le filtre. L'opération se répète alors jusqu'à l'épuisement du liquide contenu dans l'enceinte de confinement, état marquant la fin du procédé de filtration.
A la suite de la phase de remplissage de l'enceinte de confinement, le filtre est immergé à son niveau maximum. Cet état d'immersion reste inchangé au minimum jusqu'à l'abaissement du niveau de liquide dans le premier récipient jusqu'au niveau de l'ouverture de remplissage. Or, cette ouverture de remplissage est localisée dans la partie inférieure de l'enceinte de confinement ou en d'autres termes, en-dessous du plan horizontal théorique passant par l'extrémité supérieure du filtre. Par conséquent, l'enceinte de confinement permet un prolongement de la durée d'immersion du filtre au cours du cycle d'utilisation. Le rendement du filtre étant relatif au volume effectif du filtre immergé, le rendement du filtre conserve donc une valeur maximale durant un laps de temps prolongé de l'étape de filtration.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de purge est localisé au moins en partie à l'extérieur du premier récipient.
Cette caractéristique technique permet de rendre le dispositif de filtration plus ergonomique, le dispositif de purge étant logiquement placé dans une position plus facilement accessible par l'utilisateur. De plus, lorsque l'actionnement de la purge est manuel, l'utilisateur n'est pas contraint d'introduire ses doigts dans le premier récipient pour actionner le dispositif de purge, d'où une limitation des risques de contamination pouvant intervenir entre l'eau non filtrée et les doigts de l'utilisateur.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de pressurisation comprend une cavité dans laquelle le dispositif de purge d'air est au moins en partie compris.
Ainsi, une partie du dispositif de purge est intégrée au sein du dispositif de pressurisation. Cette caractéristique technique permet dont une amélioration de la
compacité du dispositif de filtration, ce qui permet de faciliter son rangement dans un volume réduit à des fins de stockage ou de transport, ainsi qu'une amélioration de sa robustesse, le dispositif de purge pouvant potentiellement bénéficier d'une protection des chocs mécaniques extérieurs conférée par la structure du dispositif de pressurisation dans laquelle il est intégré.
Selon une caractéristique particulière du premier mode de réalisation de l'invention, une portion de l'enceinte de confinement forme une saillie sur le premier récipient à travers l'ouverture d'entrée. L'ouverture de purge est ménagée dans cette portion de l'enceinte.
Cette caractéristique technique permet d'améliorer la compacité du dispositif de filtration. En effet, l'ouverture d'entrée a dans cette optique la fonction supplémentaire de permettre l'émergence d'une partie du dispositif de purge à l'extérieur du premier récipient. De plus, l'ouverture de purge étant localisée à l'extérieur du premier récipient, le dispositif de purge qui y est fixé est soumis à un nombre réduit de contraintes techniques pour pouvoir fonctionner, notamment en terme d'étanchéité. La structure de ce dernier s'en trouve donc potentiellement simplifiée. Enfin, une partie de la chambre de confinement étant du fait de cette caractéristique technique en permanence localisée à l'extérieur du premier récipient, cette partie délimite donc une zone remplie d'air tout au long du cycle de filtration. Dans l'hypothèse où la partie du dispositif de purge localisée à l'intérieur de l'enceinte de confinement est cantonnée dans cette zone émergée, l'absence de contact direct entre le liquide à filtrer et le dispositif de purge permet en conséquence de limiter les risques de contamination. L'hygiène de l'ensemble du dispositif de filtration s'en trouve donc amélioré.
Selon une caractéristique particulière du premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif de purge comprend un obturateur mobile associé à des moyens de rappel et se déplaçant sous une pression déterminée.
Selon cette caractéristique technique, le dispositif de purge a pour fonction de réguler la circulation d'air entre ladite enceinte de confinement et ladite cavité. Il est matérialisé sous la forme d'une structure non complexe, robuste et facile d'utilisation. Préférentiellement, le seuil de pression choisi comme condition de déplacement de
l'obturateur mobile correspond à la force moyenne de pression d'une main d'adulte. Le dispositif de purge est par conséquent aisément actionnable, tout en restant stable en l'absence de sollicitation particulière.
Selon une caractéristique technique particulière du deuxième mode de réalisation de l'invention, l'enceinte de confinement comprend un réceptacle, formé autour de l'ouverture de purge sur la paroi extérieure de l'enceinte de confinement, et apte à recevoir un organe de purge, élément composant ledit dispositif de purge, comprenant au moins une partie de forme complémentaire du réceptacle, l'organe de purge étant mobile entre au moins deux positions :
· Une position d'obturation, dans laquelle l'organe de purge obture hermétiquement l'ouverture de purge,
• Une position de purge, dans laquelle l'organe de purge permet le passage d'un flux d'air entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte.
Selon une caractéristique technique particulière, le dispositif de purge adopte une position de purge lorsqu'il est au repos et permet ainsi le passage d'un flux d'air entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte de confinement.
Cette caractéristique technique particulière a pour avantage de permettre à un utilisateur de procéder en une seule étape au remplissage de l'enceinte de confinement et du premier récipient, l'air contenu initialement dans l'enceinte de confinement s'échappant au fur et à mesure de l'étape à travers l'ouverture de purge.
Selon une caractéristique technique particulière, l'organe de purge passe depuis la position de purge à la position d'obturation par déformation élastique, et inversement.
Ainsi, le dispositif de purge ne comprend pas d'élément de rappel. La structure et la capacité de l'organe de purge à se déformer élastiquement sont les seuls facteurs pris en compte lors de la détermination de l'effort nécessaire au passage de l'organe de purge d'une position à une autre. Le dispositif de purge est donc moins complexe est plus aisé à produire, utiliser, et maintenir en état.
Selon une caractéristique technique particulière, le dispositif de pressurisation comprend un organe d'actionnement de forme complémentaire d'une partie de
l'organe de purge, cet organe d'actionnement étant destiné à maintenir l'organe de purge dans sa position d'obturation.
Ainsi, l'assemblage du dispositif de pressurisation et l'effort correspondant produit par l'organe d'actionnement sur l'organe de purge, permettent de faire passer l'organe de purge en position d'obturation. Un utilisateur peut ainsi, à la suite de l'étape de remplissage en liquide du premier récipient et de l'enceinte de confinement, obturer l'ouverture de purge en assemblant le dispositif de pressurisation. Aucun contact direct n'est donc nécessaire entre l'utilisateur et l'organe de purge. De plus, le dispositif de pressurisation, une fois assemblé, permet de maintenir de manière autonome le dispositif de purge en position d'obturation.
Selon une caractéristique technique particulière, l'organe d'actionnement est solidarisé à l'organe de purge.
Une telle fixation peut alternativement être amovible ou permanente, et a pour avantage de permettre l'alignement de l'organe de purge dans l'axe de révolution du dispositif de filtration. Les zones de contact entre l'organe d'actionnement et l'organe de purge sont alors constantes d'une phase d'utilisation à une autre.
Selon une caractéristique particulière, l'enceinte de confinement est comprise en totalité à l'intérieur du premier récipient.
Cette caractéristique permet l'immersion totale de l'enceinte de confinement, et donc du filtre, à la suite à l'étape de remplissage du premier récipient.
Selon une caractéristique particulière, l'enceinte de confinement comprend une valve de remplissage, agencée sur l'ouverture de remplissage, et apte à permettre le passage unilatéral d'un fluide depuis le premier récipient vers l'intérieur de l'enceinte de confinement.
Selon une caractéristique particulière, l'enceinte de confinement comprend une valve de purge, agencée sur l'ouverture de purge, et apte à permettre le passage unilatéral d'un fluide depuis l'intérieur de l'enceinte de confinement vers l'extérieur de l'enceinte de confinement.
Selon une caractéristique particulière, l'enceinte de confinement comprend un bouchon de filtration apte à être fixé autour de ladite ouverture d'évacuation et comprenant l'ouverture de filtration.
Selon une caractéristique particulière, le bouchon de filtration comprend un embout ayant la forme d'un cylindre creux dont une première extrémité est montée autour de l'ouverture de filtration, et une deuxième extrémité comprend un organe de fixation de l'embout au filtre.
Un tel embout peut ainsi contenir des éléments filtrants, permettant de compléter l'action filtrante du filtre. Cet embout peut alternativement, être fixé de manière amovible sur le bouchon de filtration, ou être fixé de manière permanente au bouchon de filtration, afin de ne former qu'une seule pièce mécanique avec ce dernier
Selon cette caractéristique technique, une partie de l'enceinte de confinement est amovible. Il en est de même pour le filtre qui y est fixé. L'utilisateur peut ainsi procéder au montage et démontage du filtre et de la partie de l'enceinte de confinement concernée, dans l'optique de procéder à un contrôle du matériel, à un nettoyage, ou à un remplacement de pièce.
Selon une caractéristique particulière, l'extrémité inférieure du premier récipient est localisée au dessus de l'extrémité inférieure de l'enceinte de confinement et l'ouverture de remplissage est localisée au niveau de l'extrémité inférieure du premier récipient.
Cette caractéristique technique a pour conséquence le maintien du filtre en immersion au moins jusqu'à épuisement complet de liquide dans le premier récipient. On évite donc la présence de liquide résiduel dans le premier récipient tout en maximisant le rendement total du dispositif de filtration au cours de l'étape de filtration.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de pressurisation est localisé en totalité à l'extérieur du premier récipient et occupe un volume variable entre deux positions :
• une position déployée, dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est maximal,
· une position repliée dans laquelle le volume occupé par le dispositif de
pressurisation est minimale,
Ce moyen de pressurisation étant localisé à l'extérieur du premier récipient, on limite ainsi l'introduction de corps étrangers à l'intérieur du premier récipient ou du dispositif de pressurisation, et donc les risques de contamination qui y sont liés. Selon cette caractéristique technique, le dispositif de pressurisation est, en l'absence d'action de l'utilisateur, dans une position stable dans laquelle le volume occupé par le dispositif de pressurisation est minimal. Le dispositif de filtration présente donc, lorsqu'il est au repos, une compacité maximale.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de pressurisation comprend un deuxième récipient destiné à collecter le liquide filtré.
Cette caractéristique technique permet donc une meilleure autonomie de l'ensemble du dispositif de filtration. En effet, l'utilisateur n'a pas pour nécessité d'utiliser un tiers récipient pour collecter l'eau filtrée. Selon certains modes de réalisation, la structure du deuxième récipient peut être adaptée à celle du reste du dispositif, de manière à faciliter sa fixation au reste du dispositif, à limiter l'introduction d'agents pathogènes en son sein et d'optimiser le volume occupé par l'ensemble du dispositif de filtration.
Selon une caractéristique particulière, l'enceinte de confinement filtrant, le premier récipient, le deuxième récipient et au moins une partie du dispositif de pressurisation sont des solides de révolution définis autour d'un même axe de révolution.
Selon une caractéristique particulière, l'enceinte de confinement et/ou le premier récipient et/ou le deuxième récipient et/ou au moins une partie du dispositif de pressurisation sont solidarisés entre eux de manière amovible par le moyen de systèmes vis-écrou.
L'expression « système vis-écrou » telle qu'utilisé dans l'invention correspond à une structure hélicoïdale dans lequel une tige filetée est assemblée dans un trou taraudé par translation le long d'un pas de vis.
Selon cette caractéristiques technique, l'utilisateur peut aisément monter et démonter à sa guise les différentes composantes du dispositif de filtration pour cause de
rangement, de transport, de nettoyage ou de remplacement d'une de ces composantes. Le système vis-écrou a pour avantage, en comparaison avec d'autres systèmes de fixation amovible, de s'adapter de manière optimale à l'association de solides de révolution entre eux. Le dispositif de filtration a en conséquence une meilleure résistance aux chocs mécaniques et une meilleure étanchéité vis-à-vis des fuites de liquide et des déperditions de pression pouvant être occasionnées dans le cadre des transferts de fluide réalisés au cours du cycle d'utilisation. Selon d'autres modes de réalisation, des systèmes de vissage sont remplacés par des systèmes d'emboîtement ou de clips. Ces derniers ont notamment pour avantage de s'adapter à des formes non circulaires. C'est l'élasticité du matériau qui assure alors la fermeture et l'étanchéité.
Selon une caractéristique particulière, le filtre est au moins en partie en céramique et présente une forme tubulaire, creuse, close sur une première extrémité, une deuxième extrémité étant apte à être fixée sur ladite enceinte de confinement.
La filtration par filtre céramique est en générale extrêmement fine, de l'ordre de 0.2 microns, en raison des minuscules pores qui constituent sa microstructure. L'utilisation d'un filtre en céramique permet ainsi d'arrêter des microorganismes dangereux pour la santé tels que des virus ou des bactéries. Il est de plus envisageable de combiner la filtration céramique avec un traitement chimique traditionnel, qui permet d'éliminer des composants chimiques additionnels pouvant être dissous dans le liquide filtré. La conformation du filtre « en cartouche » permet quant à elle de maximiser la surface filtrante en contact avec le liquide à filtré, dans l'objectif d'accroître le rendement du filtre. Il peut également être envisagé d'utiliser un filtre imperméable à l'air, de manière à ce que seul les fluides liquides puissent passer à travers. Ainsi, le processus de filtration peut rester effectif dans le cas d'une immersion partielle du filtre dans le liquide à filtrer. Selon certains modes de réalisation, la taille des pores d'au moins une membrane du filtre peut être comprise entre 0.1 et 0.001 micron. Lorsque la taille des pores d'un filtre céramique est comprise entre 0.1 et 0.001 micron, on parle alors d'ultrafiltration. A la différence d'une filtration conventionnelle qui limite le passage des grosses molécules en retenant ces dernières dans son réseau de pores, l'ultraf iltration bloque les impuretés à l'entrée du réseau, ne laissant passer que les
molécules de très faible taille. Ces impuretés peuvent alors être éliminées par l'effet de dynamique du fluide en contact local avec le filtre ou suite à un simple nettoyage. En conséquence, l'efficacité du filtre et sa durée de vie sont considérablement accrus, les risques de contamination bactérienne de l'intérieur du filtre sont réduits et le nettoyage est rendu plus aisé. En revanche, du fait de la réduction de la taille des pores, le fonctionnement de ce procédé impose l'existence d'un différentiel de pression entre les parois du filtre, ce qui justifie l'utilisation d'un moyen de pressurisation dans le cadre de l'invention.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend au moins un réservoir perméable apte à contenir des éléments filtrant.
Cette caractéristique technique a pour avantage de permettre la diffusion d'éléments chimiques et/ou le traitement du liquide selon des doses et/ou un temps variable en fonction de l'endroit où est placé le réservoir. Ainsi, le placement du réservoir dans le fond du deuxième récipient permet d'obtenir une diffusion sur un intervalle relativement long. Le placement de billes en céramique dans le prolongement du filtre permet quant à lui un traitement rapide de l'eau. Enfin, le placement du réservoir le long des parois latérales du deuxième récipient, dans un compartiment de forme tubulaire par exemple, permet un traitement sur un intervalle très court, particulièrement adapté pour la diffusion de colorants et/ou de particules saporifiques. On évite ainsi un dosage excessif d'éléments chimiques dans le liquide ciblé. Selon des modes de réalisation particuliers, l'intégration d'un système de pipette au sein du dispositif permet l'ajout de substances liquides dans le liquide à filtrer. Ce système de pipette peut par exemple être fixé de manière amovible le long du second récipient.
Dispositif de filtration de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir est agencé dans le bec verseur dudit dispositif de filtration.
Un tel positionnement du réservoir permet de limiter la contamination du deuxième récipient, à travers le bec verseur. Il a également pour avantage de permettre l'utilisation d'éléments de filtration, ou d'ajout de saveurs, mis en contact avec l'eau filtrée durant un court laps de temps.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend un repère chronologique modulable.
Ainsi, l'enceinte de confinement peut par exemple voir gravée sur son pourtour un repère chronologique. Un système de bagues enfilées de manière pivotante au regard de ce repère permet alors de signaler la date de changement du filtre. L'utilisateur est ainsi informé du temps d'utilisation du filtre.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration comprend un dispositif de mesure de pH et/ou de potentiel d'oxydo-réduction et/ou de concentration en matières solides dissoutes.
Ainsi, en fonction de l'élément du dispositif de filtration dans lequel le dispositif de mesure est placé, l'utilisateur est informé des caractéristiques chimiques locales du liquide ciblé.
Selon une caractéristique particulière, le dispositif de filtration est utilisé pour la filtration d'eau.
5. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, à savoir :
Figure 1 - Vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention,
Figure 2 - Vue schématique en coupe de la partie supérieure d'un premier mode de réalisation de l'invention,
Figure 3 - Vue schématique en perspective de la partie supérieure d'un mode premier de réalisation de l'invention,
Figure 4 - Vue schématique en coupe de la partie supérieure d'un premier mode de réalisation de l'invention en position repliée,
Figure 5 - Vue schématique en coupe de la partie supérieure d'un premier mode de réalisation de l'invention en position déployée,
Figure 6 - Vue schématique en coupe de la partie inférieure d'un premier mode de réalisation de l'invention,
Figure 7 - Vue schématique en coupe de la partie supérieure d'un deuxième mode de réalisation de l'invention,
Figure 8 - Vue en perspective d'une enceinte de confinement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
Figure 9 - Vue en perspective d'un organe de purge selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
Figure 10 - Vue en perspective de d'une partie d'un dispositif de pressurisation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
Figure 11 - Vue en perspective d'un embout de filtration selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
6.1 Description d'un premier mode de réalisation de l'invention
Sur les figures, les échelles et proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté. Dans toute la description détaillée qui suit en référence aux figures, sauf indication contraire, chaque élément du dispositif de filtration est décrit tel qu'il est agencé lorsque la base du deuxième récipient est montée à l'horizontale. Cet agencement est représenté sur l'ensemble des figures 1 à 7.
Tel que représenté sur la figure 1, le dispositif de filtration (1) selon un premier mode de réalisation comprend un ensemble de composants assimilés à des solides de révolution définis par rapport à un axe théorique de révolution (X) autour duquel ils sont montés. Les diamètres tels qu'indiqués dans la présente invention sont définis par rapport à cet axe (X). Ainsi, et tel que représenté sur les figures 1, 2, 4 et 5, le dispositif de filtration (1) comprend sur sa partie supérieure un dispositif de pressurisation (2) constitué d'une partie fixe (2a) et d'une partie amovible (2b). La partie supérieure de la partie fixe (2a) a la conformation d'une bague d'étanchéité ayant pour axe de révolution l'axe théorique (X) et dont les deux lèvres sont orientées vers le haut. La lèvre centrale supérieure (2aa) a un diamètre intérieur (dl), un diamètre extérieur (d2) et une hauteur (hl). La lèvre périphérique supérieure (2ab) a un diamètre intérieur (d3), un diamètre
extérieur moyen (d4) et une hauteur (h2). La lèvre centrale supérieure (2aa) comprend à l'extrémité supérieure de son pourtour intérieur un filetage de pas de vis (pvl). La lèvre périphérique supérieure (2ab) comprend sur son pourtour un bec verseur (2ac) muni d'un clapet (2ad). La partie inférieure de la partie fixe (2a) a la conformation d'une bague d'étanchéité ayant pour axe de révolution l'axe théorique (X) et dont les deux lèvres sont orientées vers le bas. La lèvre centrale inférieure (2ae) a un diamètre intérieur (d5), un diamètre extérieur (d6) et une hauteur (h3). La lèvre périphérique inférieure (2af) a un diamètre intérieur (d7), un diamètre extérieur moyen (d8) et une hauteur (h4). La lèvre centrale inférieure (2ae) comprend à l'extrémité inférieure de son pourtour intérieur un filetage de pas de vis (pv2). La lèvre périphérique inférieure (2ae) comprend à l'extrémité inférieure de son pourtour intérieur un filetage de pas de vis (pv3). Le diamètre extérieur moyen (d4) est environ égale au diamètre extérieur moyen (d8).
La partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation comprend un élément de solidarisation (2c) et un élément mobile (2d). L'élément de solidarisation (2c) est monté autour de l'axe (X). L'élément de solidarisation (2c) a la conformation d'une bague d'étanchéité dont les lèvres sont dirigées vers le bas. La lèvre centrale inférieure (2ca) a un diamètre intérieur (d9), un diamètre extérieur (dlO) sensiblement égale à (d l) et une hauteur (h5). La lèvre périphérique inférieure (2cb) a un diamètre intérieur (dlO) sensiblement égale à (d2), un diamètre extérieur moyen (dll) et une hauteur (h6). La lèvre centrale inférieure (2ca) comprend à l'extrémité inférieure de son pourtour extérieur un filetage de pas de vis (pvl) complémentaire avec le filetage formé sur l'extrémité supérieure du pourtour intérieur de la lèvre centrale supérieure (2aa) de la partie fixe (2a). L'élément de solidarisation (2c) peut ainsi être vissé de manière amovible dans la lèvre centrale supérieure (2aa) de la partie fixe (2a). La section ouverte formée par la lèvre centrale inférieure (2ca) est obturée sur son extrémité inférieure par une paroi discale (2cc) mise à part un orifice d'injection d'air (2cd) ménagé au centre de la paroi discale (2cc) qui est lui-même obturé par une bille d'étanchéité (2ce), ladite bille ne laissant passer l'air que du haut vers le bas. Il est à noter qu'à la différence des autres parties de l'élément de solidarisation (2c), la lèvre périphérique inférieure (2cb) a une
épaisseur variable sur sa circonférence. De plus, la lèvre périphérique inférieure (2cb) comprend sur l'extrémité inférieure de son pourtour extérieur, sur la portion la plus épaisse, une encoche (2cf). Enfin, l'élément de solidarisation (2c) comprend sur l'extrémité supérieure du pourtour extérieur de sa lèvre périphérique inférieure (2cb) un rail circulaire (2cg) de hauteur (h7).
L'élément mobile (2d) est monté autour de l'axe (X). Cet élément mobile (2d) s'apparente à un bouchon à rabats dont la partie supérieure (2da) a une forme concave, cavité orientée vers le bas. Les parois latérales (2db) de l'élément mobile (2d) sont cylindriques, de hauteur (h8) sensiblement supérieure à la hauteur (h2), avec un diamètre intérieur (dl2) supérieur à la somme du diamètre (dll) et de la hauteur (h7), et un diamètre extérieur (dl3) inférieur au diamètre (d3). Les parois latérales (2db) de l'élément mobile (2d) comprennent sur le pourtour intérieur de leur extrémité inférieure un rabat (2dc) de forme annulaire de diamètre intérieur (dl4) supérieur au diamètre (dll). Ce rabat (2dc) comprend sur son extrémité supérieure centrale une encoche (2de) apte à venir par complémentarité de forme se fixer de manière amovible à l'encoche de l'encoche (2cf), par rotation de l'élément mobile (2d) autour de l'élément de solidarisation (2c), par rapport à l'axe (X). Deux lèvres circulaires d'un diamètre intérieur (dl5) sont localisées respectivement sur la paroi inférieure de la partie supérieure (2da) du bouchon à rabats (2d) et la paroi supérieure de la paroi discale (2cc) de l'élément de solidarisation (2c), autour de l'axe (X). Un joint d'étanchéité (2dd) de forme annulaire est positionné dans le rail circulaire (2cg), entre l'élément de solidarisation (2c) et l'élément mobile (2d), ledit joint d'étanchéité (2dd) ne laissant passer l'air que du bas vers le haut.
L'ensemble formé par le pourtour intérieur de l'élément mobile (2d) et la partie supérieure de l'élément de solidarisation (2c) définit une cavité (Cl) de volume (VI).
Un ressort tenseur (3) de diamètre (dl6), sensiblement inférieur au diamètre (dl5), est positionné autour de l'axe (X) entre la paroi inférieure de la partie supérieure (2da) du bouchon à rabats (2dc) et la paroi supérieure de la paroi discale (2cc) de l'élément de solidarisation (2c). Ce ressort tenseur (3) est notamment maintenu dans l'axe (X) par lesdites lèvres circulaires. Lorsque les encoches (2cf) et (2de) sont
désolidarisées l'une de l'autre, le ressort tenseur (3) tend à déplacer l'élément mobile (2d) selon l'axe (X), du bas vers le haut, de manière à ce que le rabat (2dc) viennent en butée contre la partie inférieure du rail circulaire (2cg). La partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation est alors en position déployée. En exerçant une force de pression déterminée sur le bouchon, selon l'axe (X), du haut vers le bas, l'utilisateur peut contraindre l'élément mobile (2d) à un déplacement vers le bas jusqu'à ce que le rabat (2c) soit sensiblement au niveau de l'extrémité inférieure de la lèvre périphérique inférieure (2cb) de l'élément de solidarisation (2c). La partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation est alors en position repliée. L'utilisateur peut alors stabiliser l'élément mobile (2d) dans cette position repliée en effectuant une rotation de ce dernier autour de l'axe (X), de manière à ce que les encoches (2cf) et (2de) se solidarisent l'une de l'autre, par complémentarité des formes.
Tel que représenté par les figures 1 à 5, une enceinte de confinement (4) est fixée sur la partie inférieure du dispositif de pressurisation (2). Cette enceinte de confinement (4) est un solide de révolution défini et positionné autour de l'axe (X). La partie supérieure (4a) de l'enceinte de confinement (4) comprend une surface distale (4aa) d'un diamètre (dl7) ayant en son centre une ouverture de purge (βΐ) d'un diamètre (dl8), surmontée d'une lèvre circulaire (4ab) orientée vers le haut. La partie supérieure (4a) de l'enceinte de confinement (4) est sensiblement coplanaire à la partie inférieure de la partie fixe (2a) du dispositif de pressurisation, et est fixée de manière permanente à cette dernière par le moyen de bandes solides (4ac). La partie inférieure de la partie supérieure (4a) de l'enceinte de confinement (4) possède la conformation d'une bague d'étanchéité comprenant une lèvre centrale inférieure (4ad) de diamètre moyen (dl8) et de hauteur (h9), et une lèvre périphérique inférieure (4ae) d'un diamètre sensiblement égale à (dl7) et d'une hauteur (hlO). L'extrémité inférieure du pourtour intérieur de la lèvre périphérique inférieure (4ae) comprend un filetage de pas de vis (pv4).
Lorsque la partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation (2) est vissée dans sa partie fixe (2a), l'ensemble formé par la paroi discale (2cc) en haut, le pourtour
intérieur de la lèvre centrale supérieure (2aa) sur les côtés et la partie supérieure (4a) de l'enceinte de confinement (4) en bas définit une cavité (C2) de volume (V2).
La partie latérale (4b) de l'enceinte de confinement est un cylindre de révolution défini et positionné autour de l'axe (X). Cette partie latérale (4b) est caractérisée par un diamètre (dl9) sensiblement égal au diamètre (dl7), une épaisseur (el) et une hauteur (hll). Cette partie latérale (4b) comprend sur l'extrémité supérieure de son pourtour intérieur un filetage par lequel elle est fixée par vissage dans la lèvre périphérique inférieure (4ae).
Le dispositif de filtration (1) comprend également un premier récipient (5) de forme cylindrique défini et positionné autour de l'axe (X). Ce premier récipient (5) est caractérisé par un volume (V3), une hauteur (h l2) et une épaisseur (e2). Il comprend à son extrémité supérieure une lèvre circulaire (5a) centrée autour de l'axe (X), orientée vers le haut, de hauteur (hl3) sensiblement égale à la hauteur (h3), qui définit une ouverture d'entrée (al) de forme distale et d'un diamètre (d20). L'extrémité supérieure du pourtour extérieur de cette lèvre circulaire (5a), de diamètre (d21) sensiblement égale au diamètre (d5), comprend un filetage par lequel elle est fixée par vissage dans la lèvre centrale inférieure (2ae). Le premier récipient (5) comprend également à son extrémité inférieure une lèvre circulaire inférieure (5b) centrée autour de l'axe (X), orientées vers le bas, de hauteur (hl4), qui définit une ouverture d'évacuation (ct2) de forme distale et d'un diamètre (d22). L'extrémité inférieure du pourtour extérieur de cette lèvre circulaire inférieure (5b), de diamètre (d23), comprend un filetage de pas de vis (pv5).
Tel que représenté sur les figures 1 et 6, la partie inférieure (4c) de l'enceinte de confinement s'apparente à une bague d'étanchéité ayant pour axe de révolution l'axe théorique (X) et dont les deux lèvres sont orientée vers le haut. La lèvre centrale supérieure (4ca) a un diamètre intérieur (d24), un diamètre extérieur (d25) et une hauteur (hl5). La lèvre périphérique supérieure (4cb) a un diamètre intérieur (d26), sensiblement égale au diamètre (d23), un diamètre extérieur (d27) et une hauteur (hl6). La lèvre périphérique supérieure (4ca) comprend à l'extrémité supérieure de son pourtour intérieur un filetage de pas de vis sensiblement égale au pas de vis (pv5), qui
permet à l'utilisateur de visser la partie inférieure (4c) de l'enceinte de confinement sur l'extrémité inférieure de la lèvre inférieure du premier récipient (5). Le pourtour intérieur de la lèvre centrale supérieure (4ca) comprend un filetage de pas de vis pv6 et définit une ouverture de filtration (β2). La partie inférieure (4c) de l'enceinte de confinement comprend une lèvre supplémentaire de renfort (4cc), de diamètre extérieur sensiblement égale à la différence du diamètre (d26) par l'épaisseur (e2), qui permet de renforcer la solidité et l'étanchéité de la liaison amovible par vissage existante entre la partie inférieure (4c) de l'enceinte de confinement et le premier récipient (5). Un anneau d'étanchéité (4cd) est positionné dans le prolongement de l'extrémité inférieure de la lèvre circulaire inférieure (5b), entre celle-ci et la partie inférieure (4c) de l'enceinte de confinement (4). Une ouverture de remplissage (β3) circulaire est de fait ménagée dans l'espace séparant l'extrémité inférieure de la partie latérale (4b) de l'enceinte de confinement (4) et sa partie inférieure (4c).
Tel que représenté sur les figures 1 à 5, le dispositif de filtration (1) comprend également un dispositif de purge (6). Ce dispositif de purge (6) comprend une tige (6a), de hauteur (hl7) et de diamètre (d28) sensiblement inférieur au diamètre (dl8). Cette tige (6a) est positionnée selon l'axe (X) dans l'ouverture de purge (βΐ), selon une liaison de type pivot glissant. A son extrémité inférieure, localisée dans l'enceinte de confinement (4), cette tige (6a) comprend un obturateur (6b) de forme concave, cavité orientée vers le bas, et de diamètre d29 supérieur ou égal au diamètre (dl8). A son extrémité supérieure, localisée dans la cavité (C), cette tige (6a) comprend un bouton poussoir (6c) ayant la forme d'un disque de diamètre (d30) supérieur à (dl8) centré autour de l'axe (X). Un ressort tenseur (6d) de diamètre (d31), inférieur au diamètre (d30), est positionné autour de l'axe (X) entre la partie inférieure du bouton poussoir (6c) et la partie supérieure de la partie supérieure (4a) de l'enceinte de confinement (4). Ce ressort tenseur (6d) tend à déplacer le dispositif de purge (6) selon l'axe (X), du bas vers le haut, de manière à ce que l'obturateur (6b) vienne en butée contre l'extrémité inférieure de la lèvre centrale inférieure (4ad) de l'enceinte de confinement. Le dispositif de purge est alors dans une position stable. En exerçant une force de pression déterminée sur le bouton poussoir (6c), selon l'axe (X), du haut vers le bas, l'utilisateur
peut contraindre le dispositif de purge à un déplacement vers le bas. L'obturateur (6b) libère alors un passage d'air entre l'intérieur de la cavité définie par la lèvre centrale inférieure (4ad) et le reste de l'enceinte de confinement (4). L'espace ménagé entre la tige (6a) et le pourtour intérieur de la lèvre circulaire (4ab) permet quant à lui le passage de l'air entre l'intérieur de l'enceinte de confinement (4) et la cavité (C).
Le dispositif de filtration (1) comprend également un filtre (8) en céramique qui présente une forme tubulaire, creuse, close sur une première extrémité, une deuxième extrémité comprenant un filetage obturant l'ouverture de filtration (β2). Le filtre (8) est destiné à la filtration d'eau, avec une capacité moyenne de 5000 Litres, en fonction de la qualité de l'eau à filtrer et de la fréquence de nettoyage du filtre (8). Dans la description du processus de filtration ci-dessous, le liquide ciblé est l'eau. Cependant, selon d'autres modes de réalisation, l'eau est remplacée par un autre liquide et le filtre est adapté en conséquence.
Le dispositif de filtration comprend également un deuxième récipient (7) de forme cylindrique défini et positionné autour de l'axe (X). Ce deuxième récipient (7) est caractérisé par un volume (V4), une hauteur (h l7) et une épaisseur (e3). Il comprend à son extrémité supérieure une lèvre circulaire (7a) centrée autour de l'axe (X), orientée vers le haut, de hauteur (hl8). L'extrémité supérieure du pourtour extérieur de cette lèvre circulaire (7a), de diamètre (d32) sensiblement égale au diamètre (d7), comprend un filetage par lequel elle est fixée par vissage dans la lèvre périphérique inférieure (2af). Le deuxième récipient (7) comprend à son extrémité inférieure une surface planaire (7b) comprenant sur sa partie inférieure une surface antidérapante. Cette surface planaire (7b) permet ainsi le positionnement stable du dispositif de filtration (1) sur une table ou toute autre surface planaire. Un conduit d'évacuation (2ag) est ménagé entre la cavité définie par le bec verseur (2ac) et le deuxième récipient (7), de manière à permettre l'évacuation du liquide filtré du dispositif de filtration (1), par basculement par l'utilisateur de ce dernier.
Les différentes phases de fonctionnement du dispositif de filtration (1) sont décrites ci-dessous dans leur ordre chronologique d'utilisation.
Lors de la phase de chargement en eau et tel que représenté par les figures 2 et 3, la partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation (2) est désagencée de la partie fixe (2a) de manière à libérer l'accès au premier récipient (5), par l'intermédiaire de la cavité (C )et de l'ouverture d'entrée (al).
Selon d'autres modes de réalisation, le dispositif de pressurisation (2) peut également intégrer en son sein un conduit par lequel l'utilisateur alimente le premier récipient (5) en liquide à filtrer. Selon d'autres modes de réalisation, ce conduit peut également être annexe au dispositif de pressurisation (2).
L'utilisateur remplit le premier récipient (5) d'eau. Une fois le premier récipient (5) remplie d'eau, l'utilisateur procède à la purge de l'enceinte de confinement (4) par pression sur le bouton poussoir (6c). L'air emprisonné dans l'enceinte de confinement
(4) peut alors être purgé par l'intermédiaire de l'ouverture de purge (βΐ). Selon le principe des vases communiquant, une partie de l'eau contenue dans le premier récipient (5) passe alors dans l'enceinte de confinement (4), par l'ouverture de remplissage (β3), jusqu'à ce que les niveaux d'eau contenue dans le premier récipient
(5) et dans l'enceinte de confinement (4) soient sensiblement coplanaires. L'utilisateur met alors fin à la purge en relâchant la pression exercée sur le bouton poussoir (6c). Sous l'action du ressort tenseur (6d), ledit dispositif de purge revient alors dans une position stable dans laquelle l'obturation de la lèvre centrale inférieure (4ad) par l'obturateur (6b) empêche tout passage d'air. Le différentiel de pression existant alors à l'intérieur de l'enceinte de confinement (4) empêche tout retour de l'eau contenue dans l'enceinte de confinement (4) vers le premier récipient (5). Le filtre présent dans l'enceinte de confinement (4) est donc contraint à rester totalement immergé dans l'enceinte de confinement (4) jusqu'à ce que la baisse du niveau d'eau contenue dans le premier récipient (5) au cours de la phase de filtration entraîne la libération d'une partie de l'ouverture de remplissage (β3).
Une fois la purge effectuée, la partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation (2) est réagencée sur le reste du dispositif par vissage, tel que représenté par les figures 1, 4 et 5.
Une fois le dispositif de pressurisation assemblé, nous partons du postulat selon lequel ce dernier est en position repliée. Si tel n'est pas le cas, la phase de libération de l'élément mobile (2d) décrite ci-dessous s'avère être inutile.
Lors de la phase de libération de l'élément mobile (2d), l'utilisateur exerce une force de pression déterminée sur le bouchon (6da), selon l'axe (X), du haut vers le bas, tout en effectuant un mouvement de rotation par rapport à l'axe (X), de manière à ce que les encoches (2cf) et (2de) se désolidarisent l'une de l'autre. Sous l'action du ressort tenseur (3), l'élément mobile (2d) se déplace alors selon l'axe (X), du bas vers le haut. Le volume (VI) de la cavité (Cl) augmente proportionnellement à la distance (D) séparant la paroi inférieure de la partie supérieure (2da) du bouchon à rabats et la paroi supérieure de la paroi discale (2cc) de l'élément de solidarisation (2c), engendrant un différentiel de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la cavité (Cl) qui entraîne à son tour le déplacement du joint d'étanchéité (2dd) permettant la libération d'un passage d'air entre le rail circulaire (2cg) et le bouchon à rabats. La libération de ce passage permet ainsi le cheminement de l'air de l'extérieur du dispositif de filtration (1) vers la cavité (Cl), premièrement par passage entre le pourtour interne de la lèvre périphérique supérieure (2ab) et le pourtour extérieur des parois latérales (2db) de l'élément mobile (2d), puis par passage entre le pourtour extérieur de la lèvre périphérique inférieure (2cb) et le pourtour intérieur du rabat (2dc) et des parois latérales (2db) de l'élément mobile (2d). Une fois le dispositif de pressurisation (2) en position déployée, tel que représenté par la figure 5, le différentiel de pression se réduit engendrant la fermeture du passage d'air par retour dans une position stable du joint d'étanchéité (2dd).
Lors de la phase de filtration, l'utilisateur produit un effort de compression sur le bouchon (6da), et tend à rapprocher la paroi inférieure de la partie supérieure (2da) du bouchon à rabats de la paroi supérieure de la paroi discale (2cc) de l'élément de solidarisation (2c) par translation selon l'axe (X). Ce travail s'oppose à celui du ressort tenseur (3). Le volume (VI) de la cavité (Cl) diminue proportionnellement à la distance (D), engendrant un différentiel de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la cavité (Cl) qui engendre à son tour l'ouverture de l'orifice d'injection d'air (2cd) par
déplacement de la bille d'étanchéité (2ce), et le transfert d'air de la cavité (Cl) vers la cavité (C2) puis vers le premier récipient (5).
L'apport d'air dans le premier récipient (5) engendre un différentiel de pression entre l'ensemble formé par le premier récipient (5) et l'enceinte de confinement (4), et le deuxième récipient (7), qui engendre un transfert d'eau, de l'enceinte de confinement (4) vers le deuxième récipient (7), à travers le filtre (8). Une fois le dispositif de pressurisation (2) en position repliée, le différentiel de pression se réduit engendrant l'obturation de l'orifice d'injection d'air (2cd) par déplacement de la bille d'étanchéité (2ce) vers sa position stable. Le transfert d'eau de l'enceinte de confinement (4) vers le deuxième récipient (7) continue jusqu'à ce que la valeur du différentiel de pression entre les deux récipients atteigne une valeur limite, fonction des caractéristiques du filtre (8), marquant l'arrêt du processus de filtration. A la suite du processus d'injection d'air, l'élément mobile (2d) reprend sous l'action du ressort tenseur (3) une position déployée, remplissant dans le même temps en air la cavité (Cl). L'utilisateur peut alors procéder à une nouvelle phase d'injection d'air et de filtration d'eau associée par action sur le dispositif de pressurisation (2). Ce processus peut être réitéré jusqu'à épuisement de l'eau contenue dans l'enceinte de confinement (4) et donc émersion totale du filtre (8). Il appartient alors à l'utilisateur de vider le deuxième récipient (7) par inclinaison du dispositif de filtration (1) de manière à permettre l'évacuation de l'eau filtrée par le conduit d'évacuation (2ag) et le bec verseur (2ac), le clapet (2ad) s'ouvrant par lui- même sous l'action de l'eau évacuée.
La majorité des composants du dispositif de filtration (1) est fixée de manière amovible. De ce fait, le dispositif de filtration (1) peut être monté et démonté à la guise de l'utilisateur. Ainsi, le procédé de démontage de la partie inférieure du dispositif comprend plusieurs étapes à savoir :
• Le dévissage du deuxième récipient (7),
• Le dévissage de la partie inférieure (4c) de l'enceinte de confinement (4),
• Le dévissage du filtre (8) de cette partie inférieure (4c),
· Le dévissage du premier récipient (5),
• Le dévissage de la partie latérale (4b) de I enceinte de confinement (4).
Le procédé de montage consiste à visser successivement l'ensemble de ces composantes sur la partie inférieure du dispositif de pressurisation (2) dans l'ordre inverse de l'ordre de démontage.
6.2 Description d'un deuxième mode de réalisation de l'invention
Le dispositif de filtration selon un deuxième mode de réalisation comprend de nombreuses caractéristiques techniques en commun avec le dispositif de filtration selon un premier mode de réalisation décrit ci-dessus. A ce titre, la description du dispositif de filtration selon un deuxième mode de réalisation met l'accent sur les différences techniques existantes entre ces deux dispositifs, de manière à permettre à un homme du métier de modifier directement et sans ambiguïté le premier dispositif pour obtenir le second.
Tel qu'illustré par les figures 7 et 8, un dispositif de filtration (1) selon un deuxième mode de réalisation de l'invention comprend une enceinte de confinement (4) en forme de solide de révolution défini autour de l'axe (X). Cette enceinte de confinement (4) comprend sur sa partie supérieure une ouverture de purge surmontée d'une lèvre formant un réceptacle (9). Une valve de purge (10b) est agencée sur l'ouverture de purge de manière à ne permettre qu'un passage unilatéral d'air depuis l'intérieur vers l'extérieur de l'enceinte de confinement.
Un organe de purge (11) est monté sur le réceptacle (9). Cet organe de purge (11) est illustré par la figure 9. Il est composé d'un matériau élastique déformable, tel qu'un caoutchouc. La partie inférieure (lia) présente une forme circulaire complémentaire du réceptacle (9), ainsi qu'une bouée (11b) formée sur son pourtour. L'organe de purge comprend au niveau de sa partie supérieure un billot (11c) à tête renflée. En l'absence de sollicitation externe, l'organe de purge (11) est monté sur le réceptacle en position de purge. La bouée (lia) empêche ainsi l'insertion de la partie inférieure (lia) de l'organe dans le réceptacle (9). En revanche, lorsque une force dépassant un seuil prédéterminé est exercée de haut en bas sur la tête du billot (11c),
les contraintes exercées au niveau de la bouée (lia) engendrent la déformation élastique de l'organe de purge (11) et son insertion dans le réceptacle (9).
La partie fixe (2a) d'un dispositif de pressurisation (2) selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention diffère en ce que sa lèvre centrale (2aa) s'étend vers le bas, à l'intérieur du premier récipient. La partie amovible (2b) diffère quant à elle en ce que sa lèvre périphérique inférieure (2cb), illustrée par la figure 10, s'étend vers le bas et forme un filetage avec la lèvre centrale (2aa), à proximité de son extrémité inférieure. Cette lèvre périphérique inférieure (2cb) comprend de plus à proximité de son extrémité inférieure un organe d'actionnement (12) dont une partie est centrée le long de l'axe (X) et dont la forme est complémentaire du billot (11c) de l'organe de purge (11). Ainsi, lorsque la partie amovible (2b) est agencée sur la partie fixe (2a) du dispositif de pressurisation, l'organe d'actionnement (12) est agencé sur le billot (11c) et exerce une force de pression de haut en bas sur l'organe de purge (11) qui permet de maintenir ce dernier en position d'obturation.
La partie inférieure de l'enceinte de confinement, illustrée par la figure 11, est un bouchon de filtration (13a) dont la partie inférieure s'apparente à une bague d'étanchéité ayant pour axe de révolution l'axe théorique (X) et dont les deux lèvres extérieures sont orientée vers le haut pour permettre la fixation du bouchon (13) autour de l'ouverture d'évacuation.
Ce bouchon de filtration (13a) comprend un embout (13a) ayant la forme d'un cylindre creux défini autour de l'axe (X) dont une première extrémité est montée autour de l'ouverture de filtration, et une deuxième extrémité comprend un organe de fixation apte à permettre sa fixation à la partie inférieure du filtre (8). Un tel embout peut ainsi contenir des éléments filtrants, tel qu'un mélange de nanoparticules, permettant de compléter l'action filtrante du filtre. L'extrémité inférieure de la paroi latérale de l'enceinte de confinement (4) est solidarisée au bouchon de filtration (13a) via un filetage.
Le procédé de filtration mise en œuvre dans le cadre d'un dispositif de filtration selon le deuxième mode de réalisation diffère de celui décrit ci-dessus lors de l'étape de remplissage du premier récipient en liquide à filtrer. En effet, l'organe de purge (11),
alors en position de purge, permet le libre passage d'un flux d'air depuis l'intérieur vers l'extérieur de l'enceinte de confinement (4). Le remplissage du premier récipient permet ainsi le remplissage total de l'enceinte de confinement (4), via la valve de remplissage (10a), selon le principe des vases communicants. Il n'est donc pas nécessaire pour l'utilisateur de procéder à une purge intermédiaire de l'enceinte de confinement au cours de l'étape de remplissage. Par la suite, l'assemblage de la partie amovible (2b) du dispositif de pressurisation (2) sur sa partie fixe (2a) permet de maintenir l'organe de purge (11) en position d'obturation.
Le processus de filtration peut alors se poursuivre tel que décrit dans la description du premier mode de réalisation de l'invention.