La présente invention concerne un filtre spiralé à fluide.
Les organes de filtration doivent de préférence comporter une surface filtrante aussi grande que possible sous le volume le plus faible possible. L'un des moyens couramment utilisés pour parvenir à ce résultat consiste à enrouler étroitement en spirale une matière multicouche comportant une couche filtrante de manière à former un cylindre dans lequel un liquide entre par l'une des surfaces extrêmes spiralées et sort par l'autre. Il est nécessaire de réaliser le filtre de manière que tout le liquide y passant traverse la matière filtrante, c'est-à-dire que ce liquide ne puisse pas simplement s'écouler entre les spires de la couche filtrante sans les traverser. On a déjà proposé d'utiliser dans ce genre de filtres des éléments filtrants ondulés pour que le rapport entre la surface filtrante et le volume du filtre soit le meilleur possible.
Ce genre de filtres comporte des dispositifs d'étanchéité au niveau de chaque surface extrême spiralée pour obliger le fluide à passer dans le filtre à travers une surface filtrante. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N05 2599604 et 3025963 fournissent des exemples de ce genre de réalisation. Toutefois, les filtres réalisés à partir de bandes ondulées enroulées en spirale ne sont pas suffisamment résistants, ce qui limite leur usage: à l'entrée du fluide dans le filtre, même sous pression modérée, ou lorsque l'accumulation des particules augmente la charge du filtre, la pression s'exerçant tout le long des ondulations se traduit par de sévères contraintes sur la matière filtrante, ce qui augmente considérablement les risques de rupture de cette dernière et de mise hors service du filtre.
Ces caractéristiques défectueuses limitent pratiquement l'usage de ce genre de filtres. Le besoin se fait donc sentir d'un filtre présentant une grande surface de filtration par rapport à son volume et capable de supporter des différences de pression relativement grandes d'un côté à l'autre de la matière filtrante sans que cette dernière risque de se rompre.
Le filtre spiralé à fluide selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est formé d'un bande multicouche comportant au moins une feuille imperméable au fluide, au moins une couche filtrante plate et plusieurs rubans d'espacement sensiblement plats et permettant le passage du fluide d'un de leurs bords à l'autre, cette bande étant enroulée en spirale de façon que ses bords longitudinaux forment les surfaces spiralées extrêmes du filtre et que les deux faces de chaque couche filtrante soient en contact avec un ruban, en ce que les rubans d'espacement sont collés de façon à être exposés au milieu extérieur soit au niveau d'une première des surfaces extrêmes et isolés de ce milieu d'une part le long de leurs bords transversaux le plus proche et le plus éloigné du centre du filtre et d'autre part au niveau de la seconde surface extrême du filtre,
soit au niveau de la seconde surface extrême et isolés de lui au niveau de la première, en ce que chaque feuille imperméable est disposée par rapport aux rubans de façon à isoler les rubans qui communiquent avec le milieu extérieur au niveau d'une surface extrême de ceux qui communiquent avec ce milieu au niveau de la seconde surface, et en ce que la partie centrale du filtre est isolée du milieu extérieur au niveau de l'une au moins des surfaces extrêmes.
Deux formes d'exécution du filtre, objet de l'invention, seront décrites plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple et sur lequel:
La fig. 1 représente schématiquement un procédé de réalisation du filtre;
la fig. 2 est une coupe verticale partielle de ce filtre;
la fig. 3 est une vue en perspective d'une partie du filtre de la fig. 1 déroulé;
la fig. 4 représente un autre procédé de réalisation du filtre; et
la fig. 5 est une vue en perspective de trois quarts montrant la structure d'une bande multicouche destinée à être enroulée pour former le filtre.
La fig. 1 représente des rubans d'espacement 4 et 5 plats et comportant une forte proportion d'espaces vides. Ces rubans sont enroulés respectivement sur des dévidoirs 1 et 2 et une couche filtrante souple 6 est enroulée sur un dévidoir 3. Les rubans 4 et 5 et la couche 6 passent entre deux rouleaux 7 qui les serrent les uns contre les autres dans le sens de leur largeur de manière à former une bande multicouche 8. Un distributeur 9 dépose une bandelette d'adhésif 10 le long d'une couche 11 imperméable au liquide qui se déroule à partir d'un dévidoir 12. La feuille imperméable 11 et l'adhésif 10 entrent alors en contact avec le ruban 5 et la bande 8 entre deux rouleaux 13 qui font adhérer le ruban 5 à la feuille 11 et à l'une des surfaces de la couche filtrante 6.
Un autre distributeur 14 dépose d'autres bandelettes d'adhésif 16 et 18 sur la bordure transversale avant 17 et la bordure longitudinale 19 de la bande 20.
La colle ou l'adhésif utilisé n'agit pas immédiatement et ne colle pas définitivement les unes aux autres les différentes couches lorsqu'elles passent entre les rouleaux 13. Cet adhésif est choisi de manière que la bande multicouche puisse être enroulée sur un noyau 21 avant son séchage qui n'a lieu qu'une fois réalisée la structure spiralée du filtre. On utilise une quantité d'adhésif suffisante pour coller les unes aux autres les couches contigües de la labande mais insuffisante pour que l'adhésif puisse traverser la couche filtrante et rendre étanche sa surface opposée du côté de la même surface extrême spiralée. Quand la bande 20 s'enroule sur le noyau 21, la bandelette 18 d'adhésif entre en contact avec la feuille 11 imperméable au liquide sur la surface et le bord longitudinal opposés à ceux qui supportent la bandelette collante 10.
On obtient la longueur de filtre désirée en coupant transversalement les couches et rubans 4, 5 et 6, mais on laisse la couche imper méable 11 se dérouler sur la longueur suffisante pour qu'elle puisse envelopper la structure ainsi réalisée. On applique ensuite une bandelette d'adhésif le long de la ligne transversale correspondant au bord suivant du ruban d'espacement 4. On prolonge en outre la bandelette collante 10 jusqu'au bord suivant de la feuille 11.
Les fig. 2 et 3 permettent de voir le trajet suivi par le fluide dans le filtre spiralé représenté sur la fig. 1. Le filtre est enfermé dans une enveloppe 29. Le liquide à filtrer entre par une ouverture 28 de cette enveloppe 29, s'étale sur la surface supérieure 30 de la cartouche filtrante 32 et dans l'espace 31 compris entre la paroi latérale de l'enveloppe 29 et la cartouche 32. Une cloison d'étanchéité 33 montée en bas de la cartouche 32 oblige le fluide à remplir l'espace 31 puis à traverser la cartouche 32 en pénétrant dans les vides du ruban d'espacement 5, en s'écoulant vers le bas dans ce dernier et en traversant la couche filtrante 6 pour atteindre le ruban d'espacement 4 qui est en contact avec la face opposée de la couche 6.
Comme ce ruban 4 est exposé au milieu extérieur au niveau de la surface spiralée inférieure 45, le fluide peut sortir par là du filtre 32 dans le volume 36 formé par la cloison 33, la surface 45 et l'enveloppe 29.
Le filtrat sort du volume 36 par des trous 37 ménagés dans le fond de l'enveloppe 29 et passe dans un collecteur 38. La bandelette d'adhésif 10 qui colle la bande imperméable 11 au noyau 21 empêche le fluide non filtré de passer entre la surface extérieure de ce dernier et la bande 11. La bandelette d'adhésif 16, qui remplit les vides du ruban d'espacement 4 et le colle aux couches 11 et 6, empêche le liquide non filtré d'entrer dans le ruban 4 par son bord 39.
Comme le montre la fig. 3, la feuille imperméable 11 forme la surface inférieure de la bande multicouche et est surmontée successivement d'un ruban d'espacement 5, d'une couche filtrante 6 et d'un autre ruban d'espacement 4 qui sont collés les uns aux autres comme précédemment décrit. Une bandelette d'adhé six 40 déposée sur le bord arrière du ruban 4 remplit les vides de ce dernier et le fait adhérer aux parties contiguës des couches filtrantes 6 et imperméables 11, ce qui empêche le fluide entrant dans la cartouche 32 de passer dans le ruban 4 par le côté aval de la couche filtrante 6.
On applique les bandelettes d'adhésif 16 et 40 aux emplacements désirés qui dépendent de la taille que l'on veut donner au filtre en arrêtant le déroulement des composants de la bande multicouche et en posant l'adhésif en travers du ruban d'espacement 4. Une autre bandelette d'adhésif 43 fait adhérer à la bande multicouche le bord arrière 44 de la feuille imperméable 11. Cette bande imperméable 11 est suffisamment plus longue que les autres couches du filtre pour entourer complètement la cartouche et en constituer la surface extérieure. On peut aussi faire adhérer le bord 44 de la bande 11 à la bande multicouche par un procédé thermique. Il n'est alors nécessaire ni de poser la bandelette 43 ni de découper la bande 11 à une longueur supérieure à celle des autres couches.
En fait, si l'on n'applique pas la bandelette d'adhésif 43, le fluide peut entrer librement dans le ruban 5 par son bord 46 situé en amont de la couche filtrante 6. La suppression de la bandelette d'adhésif 43 présente l'avantage de permettre de vider l'espace 31 du fluide à filtrer qu'il contient et donc de filtrer la totalité du fluide qui traverse le filtre. En revanche lorsqu'on utilise la bandelette 43, le fluide que contient l'espace 31 ne peut pas entrer dans la cartouche filtrante et est donc perdu. On peut aussi perforer la bandelette 43 de la bande imperméable périphérique 11 dans la partie de cette dernière qui constitue la surface extérieure du filtre de façon à permettre de filtrer le liquide que contient l'espace 31.
La fig. 4 met en évidence que les rubans d'espacement 4 et 5 sont respectivement enroulés sur des dévidoirs 2 et 1, la couche filtrante 6 étant enroulée sur un dévidoir 3. Les rubans 4 et 5 et la couche 6 passent entre deux rouleaux 7 qui les serrent étroitement les uns contre les autres sur toute leur largeur. De l'autre côté des rouleaux 7, un distributeur 9 pose une bandelette d'adhésif 10 sur la bordure longitudinale de la bande multicouche 8 en mouvement.
Cette bandelette collante 10 entre ensuite en contact avec une couche 11 imperméable au liquide se déroulant à partir d'un dévidoir 12 et passant avec la bande 8 entre deux rouleaux 13 où elle entre en contact avec la bandelette 10 qui fait adhérer les uns aux autres le ruban 4, la couche imperméable 11 et une surface de la couche filtrante 6, de façon à former de l'autre côté des rouleaux 13 une bande multicouche 20 sur une bordure longitudinale de laquelle un distributeur 14 pose une bandelette d'adhésif 18.
On enroule ensuite la bande 20 sur le noyau 21, de sorte que la bandelette 18 adhère au ruban d'espacement 5 et à la couche filtrante 6 le long de la bordure longitudinale et sur la surface opposée à celles qui sont en contact avec la bandelette 10. Avant d'appliquer la bandelette adhésive 18, on fait adhérer la couche 11 imperméable au liquide au noyau 21 au moyen d'un adhésif entourant ce dernier. On applique les bandelettes d'adhésif transversales au moyen soit du distributeur 9, soit du distributeur 14, comme décrit précédemment en regard de la fig. 1.
La couche imperméable au fluide 11 peut être constituée d'une matière flexible quelconque suffisamment résistante pour s'opposer au passage du fluide même soumis à des pressions élevées.
Cette couche 11 doit de préférence, de même que la couche filtrante, être relativement mince pour augmenter au maximum la surface filtrante par rapport au volume du filtre. Les matières imperméables particulièrement appropriées à cet usage comprennent les composés polyvinyliques, par exemple le chlorure ou l'acétate de polyvinyle, et des matières plastiques telles que le polyéthylène, le polypropylène et les polyesters.
Les rubans d'espacement peuvent être constitués d'une matière tissée ou non, présentant une forte proportion de vides intérieurs et laissant passer entre leurs bords ou leurs surfaces un débit de fluide raisonnable sans qu'il soit nécessaire de soumettre le fluide qui pénètre dans le filtre à de fortes pressions. En outre, ces rubans d'espacement doivent être assez épais pour permettre ce débit important du fluide mais assez minces pour ne pas réduire sensiblement la surface filtrante et le pouvoir filtrant du filtre par rapport à son volume global. L'épaisseur de ces rubans d'espacement est de préférence comprise entre 0,5 et 0,8 mm environ, et ils sont commodément constitués d'un réseau ou tissu de matière plastique, d'étoffe, de papier, etc.
La fig. 5 représente un ruban d'espacement particulièrement approprié, constitué d'un réseau formé par deux séries de fils ou brins parallèles en matière plastique dont l'une est étendue et collée sur l'une des surfaces de l'autre de façon à la croiser en biais. Quand on place un ruban ainsi construit contre deux couches filtrantes plates ou entre une couche filtrante et une couche imperméable plate, chaque série de brins n'est en contact qu'avec une seule de ces couches, de sorte que le fluide peut passer facilement dans le ruban d'espacement et entre les deux couches plates. Comme le montre la fig. S, la bande multicouche comprend la bande 11 imperméable au liquide, la couche filtrante 6 et les rubans d'espacement 4 et S.
Pour réaliser chacun de ces derniers, on colle une première série de fils en matière plastique 4a, Sa à la surface d'une seconde série de fils identiques 4b, Sb de manière à former une couche comportant une forte proportion d'espaces vides par lesquels le fluide que contiennent les rubans 4 et S peut entrer en contact avec les couches contiguës 11 et 6. Les surfaces des rubans d'espacement sont ainsi sensiblement plates, c'est-à-dire que les surfaces de chaque série de fils ou de brins se trouvent sensiblement dans le même plan.
La couche filtrante doit être assez souple pour pouvoir être enroulée autour du noyau sans se fissurer. Bien des matières filtrantes présentent de telles caractéristiques, mais certaines sont trop cassantes pour pouvoir être utilisées et l'on doit les modifier avant de les incorporer à la bande multicouche. Ces matières filtrantes comprennent des matières microporeuses formées à partir d'esters cellulosiques, par exemple d'acétate et de nitrate de cellulose. La largeur de leurs pores est inférieure au micron et peut atteindre la valeur de 0,025 micron. Ces matières filtrantes sont connues sous les noms MF-Millipore , Celotate , Dura Ion , Mitex , Polyvic , Solvinert et Microweb .
Pour rendre ces matières filtrantes suffisamment souples, on peut les insérer entre deux matières souples poreuses, par exemple un tissu formé de fibres de polyester comportant un adhésif en réseau constitué de fibres résineuses fondant à la chaleur, par exemple des fibres de polyester et de polyéthylène. Des structures feuilletées de ce genre conviennent particulièrement bien à la réalisation du filtre.
La qualité et la quantité de l'adhésif utilisé lui permettent de pénétrer la couche filtrante sans la traverser de façon à ne rendre étanche qu'une de ses surfaces. Les adhésifs à base d'époxyde ou de polyuréthanne conviennent particulièrement bien pour assurer l'étanchéité souhaitable.
Le filtre peut être réalisé en enroulant en spirale une bande multicouche comportant plus d'une bande imperméable au fluide, plus d'une couche filtrante et plus de deux rubans d'espacement pourvu que les rubans collés sur les surfaces opposées de chaque couche soient isolés l'un de l'autre. Par exemple, la bande multicouche à enrouler peut être constituée d'une bande imperméable au fluide, de deux couches filtrantes et de trois rubans d'espacement, les rubans d'espacement et les couches filtrantes alternant dans l'épaisseur de la bande. On peut aussi former une bande multicouche en réunissant deux de celles représentées sur la fig. 1 pourvu que le ruban d'espacement 4 de l'une d'entre elles soit contigu au ruban 11 de l'autre.
Toutefois, la réalisation de ces structures peut poser certains problèmes par suite des couches supplémentaires à dérouler et des bandelettes d'adhésif à appliquer. il est donc préférable de réaliser le filtre au moyen d'une bande à quatre couches telle que celle décrite ci-dessus. Bien entendu, il n'est pas nécessaire que les rubans d'espacement soient aussi larges que les couches filtrantes et les couches imperméables au fluide. Il est possible d'isoler du milieu extérieur les couches filtrantes et/ou la couche imperméable au fluide en contact avec les surfaces opposées d'un ruban d'espacement au niveau des surfaces extrêmes spiralées sans les coller à ce ruban. Il suffit que le joint empêche l'entrée ou la sortie du fluide à l'emplacement désiré.
Mais comme le ruban d'espacement constitue essentiellement le support de la couche filtrante contiguë, il doit entrer en contact avec une partie au moins relativement large de la surface de cette couche de façon à ne pas augmenter sensiblement les risques de cassure de la couche filtrante. On peut en outre former les joints de différentes façons, par exemple thermiquement, pourvu qu'ils permettent aux couches de glisser un peu les unes par rapport aux autres au moment où on enroule la bande sur le noyau.
Le filtre décrit présente une meilleure résistance essentiellement du fait que la couche filtrante est plate et supportée, mais les rubans d'espacement n'ont pas besoin de présenter une épaisseur uniforme. On peut aussi utiliser des rubans d'espacement effilés dans le sens de leur largeur de façon à présenter au fluide souillé entrant dans le filtre du côté de la surface extrême spiralée d'amont une surface de bordure relativement large, le ruban s'amincissant graduellement parallèlement à l'axe du filtre enroulé. Le ruban d'espacement contigu isolé du milieu extérieur au niveau de la surface spiralée extrême sur laquelle arrive le fluide non filtré est effilé en sens inverse parallèlement à l'axe du filtre. Ce dispositif de rubans d'espacement effilés permet au fluide d'entrer dans le filtre et d'en sortir plus facilement sans augmenter beaucoup le volume de ce dernier.
Pour réaliser le filtre spiralé, il est préférable d'utiliser un noyau plein, mais cela n'est pas indispensable. On peut si on le désire enrouler la bande multicouche autour d'un mandrin que l'on enlève ensuite, et l'on obstrue et monte de façon étanche l'espace central ainsi laissé libre de manière à obliger le fluide non filtré à traverser une couche filtrante.
Le filtre décrit, formé d'une bande multicouche, est capable de supporter des pressions importantes sans grand risque de rupture de la couche filtrante. En outre, ce filtre présente une surface de filtration importante par rapport à son volume et son débit est suffisant sans qu'il soit nécessaire de soumettre le fluide à de fortes pressions.
The present invention relates to a spiral fluid filter.
The filtration members should preferably have as large a filtering surface as possible in the smallest possible volume. One of the means commonly used to achieve this is to tightly spiral a multi-layered material having a filter layer so as to form a cylinder into which liquid enters through one of the spiral end surfaces and exits the other. . It is necessary to make the filter such that all the liquid passing through it passes through the filter material, that is to say that this liquid cannot simply flow between the turns of the filter layer without passing through them. It has already been proposed to use corrugated filter elements in this type of filter so that the ratio between the filtering surface and the volume of the filter is the best possible.
This type of filter has sealing devices at each spiral end surface to force fluid to pass into the filter through a filter surface. US Patents Nos. 2599604 and 3025963 provide examples of this type of embodiment. However, filters made from corrugated bands wound in a spiral are not strong enough, which limits their use: when fluid enters the filter, even under moderate pressure, or when the accumulation of particles increases the load filter, the pressure exerted all along the corrugations results in severe stresses on the filter material, which considerably increases the risks of the latter breaking and the filter being out of service.
These defective characteristics practically limit the use of this type of filter. There is therefore a need for a filter having a large filtration surface in relation to its volume and capable of withstanding relatively large pressure differences from one side of the filter material to the other without the latter running the risk of collapsing. to break up.
The spiral fluid filter according to the invention is characterized in that it is formed of a multilayer strip comprising at least one sheet impermeable to the fluid, at least one flat filter layer and several substantially flat spacing ribbons and allowing passage. fluid from one of their edges to the other, this strip being wound in a spiral so that its longitudinal edges form the extreme spiral surfaces of the filter and that the two faces of each filter layer are in contact with a tape, in this that the spacer tapes are glued so as to be exposed to the external environment either at the level of a first of the end surfaces and isolated from this environment on the one hand along their transverse edges closest to and furthest from the center of the filter and on the other hand at the level of the second extreme surface of the filter,
either at the level of the second end surface and isolated from it at the level of the first, in that each impermeable sheet is arranged with respect to the tapes so as to isolate the tapes which communicate with the external environment at the level of an end surface of those which communicate with this medium at the level of the second surface, and in that the central part of the filter is isolated from the external medium at the level of at least one of the end surfaces.
Two embodiments of the filter, object of the invention, will be described in more detail with reference to the accompanying drawing by way of example and in which:
Fig. 1 schematically represents a method of making the filter;
fig. 2 is a partial vertical section of this filter;
fig. 3 is a perspective view of part of the filter of FIG. 1 unwound;
fig. 4 shows another method of making the filter; and
fig. 5 is a three-quarter perspective view showing the structure of a multi-layered tape intended to be wound up to form the filter.
Fig. 1 shows flat 4 and 5 spacing tapes with a high proportion of empty spaces. These tapes are wound respectively on reels 1 and 2 and a flexible filter layer 6 is wound on a reel 3. The tapes 4 and 5 and the layer 6 pass between two rollers 7 which tighten them against each other in the direction of their width so as to form a multilayer strip 8. A dispenser 9 deposits a strip of adhesive 10 along a liquid impermeable layer 11 which unwinds from a reel 12. The impermeable sheet 11 and the adhesive 10 then come into contact with the tape 5 and the strip 8 between two rollers 13 which cause the tape 5 to adhere to the sheet 11 and to one of the surfaces of the filter layer 6.
Another dispenser 14 deposits further strips of adhesive 16 and 18 on the front transverse edge 17 and the longitudinal edge 19 of the strip 20.
The glue or adhesive used does not act immediately and does not permanently bond the different layers to each other when they pass between the rollers 13. This adhesive is chosen so that the multilayer tape can be wound up on a core 21 before drying, which only takes place once the spiral structure of the filter has been produced. Sufficient adhesive is used to bond adjoining layers of the strip to each other but insufficient for the adhesive to pass through the filter layer and seal its opposite surface on the side of the same spiral end surface. As the strip 20 winds over the core 21, the adhesive strip 18 contacts the liquid impervious sheet 11 on the surface and the longitudinal edge opposite to those supporting the sticky strip 10.
The desired filter length is obtained by cutting the layers and tapes 4, 5 and 6 transversely, but the waterproof layer 11 is allowed to unwind over the sufficient length so that it can envelop the structure thus produced. A strip of adhesive is then applied along the transverse line corresponding to the next edge of the spacer tape 4. The adhesive strip 10 is further extended to the next edge of the sheet 11.
Figs. 2 and 3 make it possible to see the path followed by the fluid in the spiral filter shown in FIG. 1. The filter is enclosed in a casing 29. The liquid to be filtered enters through an opening 28 of this casing 29, spreads over the upper surface 30 of the filter cartridge 32 and in the space 31 between the side wall of the casing 29 and the cartridge 32. A sealing partition 33 mounted at the bottom of the cartridge 32 forces the fluid to fill the space 31 and then to pass through the cartridge 32 by entering the voids of the spacer strip 5, by flowing down into the latter and passing through the filter layer 6 to reach the spacer tape 4 which is in contact with the opposite side of the layer 6.
As this tape 4 is exposed to the external environment at the level of the lower spiral surface 45, the fluid can exit through there from the filter 32 into the volume 36 formed by the partition 33, the surface 45 and the casing 29.
The filtrate leaves the volume 36 through holes 37 in the bottom of the casing 29 and passes into a collector 38. The adhesive strip 10 which bonds the impermeable strip 11 to the core 21 prevents unfiltered fluid from passing between the outer surface of the latter and the strip 11. The adhesive strip 16, which fills the voids of the spacer tape 4 and glues it to layers 11 and 6, prevents unfiltered liquid from entering the tape 4 by its edge 39.
As shown in fig. 3, the waterproof sheet 11 forms the lower surface of the multilayer tape and is successively surmounted by a spacer tape 5, a filter layer 6 and another spacer tape 4 which are glued to each other as previously described. A six adhesive strip 40 deposited on the rear edge of the tape 4 fills the voids of the latter and makes it adhere to the contiguous parts of the filter layers 6 and impermeable 11, which prevents the fluid entering the cartridge 32 from passing into the tape 4 from the downstream side of the filter layer 6.
Apply the adhesive strips 16 and 40 to the desired locations which depend on the size to be given to the filter by stopping the unwinding of the components of the multi-layered strip and laying the adhesive across the spacer tape 4 Another strip of adhesive 43 causes the rear edge 44 of the waterproof sheet 11 to adhere to the multilayer tape 11. This waterproof tape 11 is sufficiently longer than the other layers of the filter to completely surround the cartridge and constitute its outer surface. The edge 44 of the strip 11 can also be adhered to the multilayer strip by a thermal process. It is then not necessary either to put the strip 43 or to cut the strip 11 to a length greater than that of the other layers.
In fact, if the strip of adhesive 43 is not applied, the fluid can enter freely into the strip 5 through its edge 46 situated upstream of the filter layer 6. The elimination of the strip of adhesive 43 presents the advantage of making it possible to empty the space 31 of the fluid to be filtered which it contains and therefore to filter all of the fluid which passes through the filter. On the other hand, when the strip 43 is used, the fluid contained in the space 31 cannot enter the filter cartridge and is therefore lost. It is also possible to perforate the strip 43 of the peripheral impermeable strip 11 in the part of the latter which constitutes the outer surface of the filter so as to allow the liquid contained in the space 31 to be filtered.
Fig. 4 shows that the spacer tapes 4 and 5 are respectively wound on reels 2 and 1, the filter layer 6 being wound on a reel 3. The tapes 4 and 5 and the layer 6 pass between two rollers 7 which them. squeeze tightly against each other over their entire width. On the other side of the rollers 7, a dispenser 9 places a strip of adhesive 10 on the longitudinal edge of the multilayer strip 8 in motion.
This sticky strip 10 then comes into contact with a liquid-impermeable layer 11 unwinding from a reel 12 and passing with the strip 8 between two rollers 13 where it comes into contact with the strip 10 which adheres to each other. the tape 4, the impermeable layer 11 and a surface of the filter layer 6, so as to form on the other side of the rollers 13 a multilayer tape 20 on a longitudinal edge of which a distributor 14 places a strip of adhesive 18.
The strip 20 is then wound over the core 21 so that the strip 18 adheres to the spacer tape 5 and the filter layer 6 along the longitudinal edge and on the surface opposite to those which contact the strip. 10. Before applying the adhesive strip 18, the liquid-impermeable layer 11 is adhered to the core 21 by means of an adhesive surrounding the latter. The transverse adhesive strips are applied by means of either the dispenser 9 or the dispenser 14, as described previously with reference to FIG. 1.
The fluid-impermeable layer 11 may be made of any flexible material strong enough to resist the passage of fluid even under high pressures.
This layer 11 should preferably, like the filter layer, be relatively thin in order to increase the filtering surface as much as possible with respect to the volume of the filter. Impermeable materials particularly suitable for this use include polyvinyl compounds, for example polyvinyl chloride or acetate, and plastics such as polyethylene, polypropylene and polyesters.
The spacer tapes can be made of a woven or non-woven material, having a high proportion of internal voids and allowing a reasonable flow of fluid to pass between their edges or their surfaces without it being necessary to subject the fluid which enters it. the filter at high pressures. In addition, these spacer ribbons must be thick enough to allow this high flow rate of the fluid but thin enough not to significantly reduce the filtering surface and the filtering power of the filter relative to its overall volume. The thickness of such spacer tapes is preferably between about 0.5 and 0.8 mm, and they are conveniently made of a network or fabric of plastics, cloth, paper, etc.
Fig. 5 shows a particularly suitable spacer tape, consisting of a network formed by two series of parallel plastic threads or strands, one of which is extended and glued to one of the surfaces of the other so as to cross it slantwise. When placing a tape so constructed against two flat filter layers or between a filter layer and a flat impermeable layer, each series of strands contacts only one of these layers, so that the fluid can easily pass through. the spacer tape and between the two flat layers. As shown in fig. S, the multilayer tape includes the liquid impermeable tape 11, the filter layer 6, and the spacer tapes 4 and S.
To make each of these, a first series of plastic threads 4a, Sa is glued to the surface of a second series of identical threads 4b, Sb so as to form a layer comprising a high proportion of empty spaces through which the fluid contained in the ribbons 4 and S can come into contact with the contiguous layers 11 and 6. The surfaces of the spacer ribbons are thus substantially flat, that is to say that the surfaces of each series of threads or of strands lie substantially in the same plane.
The filter layer should be flexible enough so that it can be wrapped around the core without cracking. Many filter materials have such characteristics, but some are too brittle to be used and must be modified before they are incorporated into the multilayer tape. These filter materials include microporous materials formed from cellulose esters, for example cellulose acetate and nitrate. The width of their pores is less than a micron and can reach the value of 0.025 micron. These filter materials are known under the names MF-Millipore, Celotate, Dura Ion, Mitex, Polyvic, Solvinert and Microweb.
To make these filter materials sufficiently flexible, they can be inserted between two porous flexible materials, for example a fabric formed of polyester fibers comprising a network adhesive made of resinous fibers melting in the heat, for example polyester and polyethylene fibers. . Laminated structures of this type are particularly suitable for making the filter.
The quality and quantity of the adhesive used allow it to penetrate the filter layer without crossing it so as to seal only one of its surfaces. Epoxy or polyurethane based adhesives are particularly suitable for providing the desirable seal.
The filter can be made by spirally wrapping a multi-layer tape having more than one fluid impermeable tape, more than one filter layer, and more than two spacer tapes provided that the tapes glued to the opposite surfaces of each layer are insulated. one of the other. For example, the multilayer tape to be wound up may consist of a fluid impermeable tape, two filter layers and three spacer tapes, with the spacer tapes and the filter layers alternating in the thickness of the web. It is also possible to form a multilayer strip by combining two of those shown in FIG. 1 provided that the spacer strip 4 of one of them is contiguous to the strip 11 of the other.
However, the realization of these structures can pose certain problems as a result of the additional layers to unroll and the adhesive strips to apply. it is therefore preferable to make the filter by means of a band with four layers such as that described above. Of course, the spacer tapes need not be as wide as the filter layers and the fluid impermeable layers. It is possible to isolate from the external environment the filter layers and / or the fluid impermeable layer in contact with the opposing surfaces of a spacer tape at the level of the spiral end surfaces without sticking them to this tape. It suffices that the seal prevents the entry or exit of fluid at the desired location.
But as the spacer tape essentially constitutes the support of the contiguous filter layer, it must come into contact with at least a relatively large part of the surface of this layer so as not to significantly increase the risks of the filter layer breaking. . The joints can also be formed in various ways, for example thermally, provided that they allow the layers to slide a little relative to each other as the tape is wound on the core.
The disclosed filter exhibits better strength primarily because the filter layer is flat and supported, but the spacer tapes need not be of uniform thickness. Alternatively, spacer tapes tapered across their width can be used so as to present the contaminated fluid entering the filter from the upstream spiral end surface side with a relatively wide edge surface, the tape gradually thinning. parallel to the axis of the coiled filter. The contiguous spacer strip isolated from the external environment at the level of the extreme spiral surface on which the unfiltered fluid arrives is tapered in the opposite direction parallel to the axis of the filter. This device of tapered spacer ribbons allows fluid to enter and exit the filter more easily without greatly increasing the volume of the latter.
To make the spiral filter, it is preferable to use a solid core, but this is not essential. If desired, the multilayer tape can be wound around a mandrel which is then removed, and the central space thus left free is blocked and mounted in a sealed manner so as to force the unfiltered fluid to pass through a filter layer.
The filter described, formed of a multilayer strip, is capable of withstanding high pressures without great risk of rupture of the filter layer. In addition, this filter has a large filtration area relative to its volume and its flow rate is sufficient without it being necessary to subject the fluid to high pressures.