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Filtres et procédé pour leur fabrication.
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5 . < W Y n,;'. la présente invention eet relative à la filtration et/ou à la répartition de fluides telles qu'elles sont né-< y " -'. cessaires, par exemple, dans le cas de masses fondues chatl,,
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des,. sur leur trajet entre dea pompes doseuses ou les pompes
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de filature et les filières, lors de la production de fila"..
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mente en nylon ou en Térylène.
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Le procédé classique pour la production de filaments.
'¯: -' ."""'" L partir d'un polymète fondu chaud à longue chaîne consisterez à chasser ce polymère dans une filière d'extrusion, Loroqtili
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s'agit de produire des fils à filaments multiples, la filière
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d'extrusion présente une série de trous qui, selon la finessp désirée des filaments, peuvent avoir un diamètre de 0,225 à 0,625 mm.
Pour filtrer le polymère fondu chaud et le rdpar- tir unifotuément sur la surface de la filière d'extrusion, z 'il est courant de refouler le polymère à travers une couchez d'alumine, de sable ou d'une autre matière pulvérulente de 'l' cnlibre déterminé, quï "Ine contamine pas le polymère ou ne
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réagit pas avec celui-ci, cette poudre étant contenue dans
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un récipient en acier inoxydable ayant sensiblement la mimez section transversale que la filière et monté entre cette dee- nière et la pompe doseuse ou pompe distributrice.
Ainsi, / dans un cas particulier, la couche de filtration peut être,, ,. f,t t ,-,
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constituée de trois couches d'alumine en poudre, dont les particules ont des grosseurs ou calibres différents à savoir,. :-
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une couche supérieure, lorsqu'on considère la pompe doseuse et la filière se trouvant en-dpssous de cette pompe, de
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intermédiaire + calibre 30, une couche/de calibre 60 et une couche inférieure ou finale de calibre 120. La surface supérieure et la surfa- ce inférieure de la couche de filtration composite sont reoouvertes d'une toile en acier inoxydable, pour maintenir la poudre en place dans la couche.
La mise en place de la couche composite de matière en poudre dans le réoipient de matière inoxydable est une opération délicate. La poudre formant les diverses couches est comprimée autant que possible à la main, à l'aide d'un outil de tassement, mais le degré de compression est inva- riablement insuffisant pour'permettre à la couche de résis- ter à la pression d'extrusion de la pompe doseuse, en sorte qu'un affaissement des couches formant la masse filtrante se produit fréquemment. Au surplus, lorsqu'un tassement excessif est exécuté, dans le but d'ampêcher l'affaissement subséquent des couches de la masse filtrante, sous l'effet de la massa d'extrusion, une dégradation de la poudre d'alu- mine risque de se produire, par suite d'une rupture des grains.
La présente invention vise à remédier aux inconvé. nients évoqués ci-dessus et concerne un nouveau filtre per- feotionné ainsi qu'un procédé pour son obtention, ce filtre évitant le gaspillage considérable de temps au cours du fila- ge, ainsi que les demandes de personnel qualifié qui sont nécessaires pour la production de filaments à partir de mas- ses fondues chaudes, le filtre en question permettant, au surplus, la production de filaments plus uniformes que ceux que l'on pouvait obtenir en utilisant les couches filtrantes actuelles.
L'invention a encore pour objet un filtre d'une porosité déterminée pouvant être utilisé, de manière générale, pour la filtration et/ou la répartition de fluide, ainsi qu'un
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procédé pour la fabrication d'un tel fluide, Pour la iabrioa-,;.t tion d'un filtre suivant l'invention, on mélangeune matière solide en forme de poudre à un agent liant et on comprime le
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mélange dans un moule ou une matrice, en le soumettant à un, ;. pression quelque peu supérieure à la pression exercée par le fluide qui doit être filtré à travers cette matière, de façon..,;
' à obtenir un élément de filtration de forme déterminée, Au besoin, l'agent liant est éliminé, par dissolution, de
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l' élément filtrant, avant son utilisation et sans que 11616- ment perde sa forme
Le mélange contient, de préférence, aussi un agent . de durcissement, l'agent liant et l'agent de durcissement
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étant choisis de façon que la contamination du fluide à fil* ' zur trer soit évitée ou qu'une réact3on avec ce fluide soit évitée:
Ou bien l'agent liant, ainsi que l'agent de durcissement, r ,3 bzz lorsque celui-ci est utilisé, sont tels qu'ils peuvent é%ie,, < 1') éliminés, par dissolution, de l'élément filtrant formé,
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lorsquton traite ce dernier à l'aide d'un solvant, avant que, l'élément soit utilisé dans le but visé, 1'élément filtrant - conservant sa forme, malgré l'élimination de l'agent liant
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et de l'agent de duroïssement.
Ainsi, par exemple, l'agent liant, de même que ¯"]ni[?i;
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l'agent de durcissement, lorsque ce dernier est utilisé, ,/.(/), peuvent être tels qu'ils puissent être éliminés, par dissa7ûsßr' tion de l'élément filtrant formé, à l'aide de solvants aim- )ÎÎ' "A'1," ples, tels que l'eau ou la vapeur d'eau. Ou bien encore, 1['Jjj l'agent liant ou l'agent de durcissement et l'agent liant
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peuvent être choisis de façon à pouvoir rester dans l' élé-. "n, ment filtrant formé, jusqu'au moment de l'utilisation de ce- lui -ci, le fluide à filtrer ayant pour effet d'éliminer
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cet agent ou ces agents, par dissolution, au commencement de l'opération de filtration.
L'invention concerne également un filtre pour fluides, constitué d'un corps oohérent d'une matière solide en poudre à l'état oomprimé, de manière à former un élément filtrant de forme déterminée, rempli de micro-pores provenant de l'action dissolvante exercée sur un agent liant utilisé lors de la compression préalable dudit corps, A titre de produit intermédiaire, l'invention concerne le corps cohérent précité de matière solide en poudre, dans lequel est réparti un agent liant, avant que l'action dissolvanteen question soit exercée sur ledit corps..
Si on le désire, l'élément filtrant peut se pré- senter sous la forme d'un biscuit plat, Cependant, on peut avantageusement comprimer ensemble plusieurs biscuits formés de poudres ayant des granulométries différentes, de façon à former un bloc filtrant composite ou à plusieurs couches,
La poudre utilisée pour la fabrication du filtre peut être,par exemple, constituée par de l'alumine, du sa- ble ou du verre ou des matières céramiques en poudre autres que l'alumine. Cette poudre peut aussi se présenter sous forme d'un métal, par exemple sous forme de billes d'acier.
Des formes de réalisation du procédé suivant la présente invention pour la fabrication d'un élément oonve- nant particulièrement pour la filtration et/ou la répartition d'un polymère fondu et chaud à longue ohatne, pour la produc- tion de filaments de nylon, seront décrites à présent, à titre d'exemple, en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels:
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les figures 1 et ? sont respectivement une vue ' de face et une vue latérale d'un élément filtrant en forme de biscuit plat; - la figure 3 est une vue en bout d'un élément filtrant composite, et - la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3, montrant l' élément composite en association avec une filière ou matrice d'extrusion à orifices multiples.
Pour la fabrication de l'élément filtrant 1 des figures'! et 2, 20 parties d'alumine en poudre. (par exemple) de la qualité voulue sont mélangées de 1-2 parties d'une solu- tien ou pâte de sucre et d'amidon contenait 2 parties de su- crée 1 partie d'amidon et 3 parties d'eau bouillante. Le au..@ cre agit comme agent liant pour la poudre et l'amidon comme agent de durcissement. Le mélange est agité, puis placé dans un moule ou matrice en acier, dans lequel il est soumis,à une pression supérieure d'environ 5 % à la pression d'extrusion de la pompe qui alimente une filière y associée, pression qui est normalement de 140 kg/om2.
Ainsi, la pression utili- sée dans le cas particulier considéré est d'environ 147 kg/ cm2 et, après avoir étéretirée de la presse, la masse peut être enlevée du moule ou de la matrice, Elle se présente sous forme d'un biscuit circulaire plat, comme montré sur le dessin.
L'élément filtrant peut être utilisé sous cette for- me, car le polymère à extrader est chassé par la pompe d'ali- mentation à travers le filtre en présence de vapeur d'eau, vers la filière, en sorte que la pâte de sucre et d'amidon, qui forme le liant et l'agent de durcissement, est chassée de l'élément filtrant, dès que celui-ci est mis en service.
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Cependant, ai on le désire, la pâte de ancre et d'amidon peut être éliminée, par dissolution, à l'aide d'eau chaude, . ou de vapeur d'eau, au cours d'une opération qui fait partie
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- de la fabrication de l'élément filtrant 1, go dernier Q9-n@. vant sa forme après l'élimination de la pâte 4e g4ppe Il etgn midon, par suite du collage mutuel des granules on parfiqu de la poudre, dû à la compression.
Les proportions des ingrédients 40 la 004tq4 40 ',, sucre et d'amidon sont assez critiques, maie g VQot9A de solution par rapport à l'alumine en poudre est variable et dépend de la grosseur des grains de la ppueee çt de ;114e4r' nabilité désirée du mélange dans le moule. On comprendra que .la poudre peut être constituée de n'importe quelle matière qui ne contamine pas la masse de polymère fondue chaude ou ne réagit pas avec cette masse, Les dimensions de l'élément
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1 varient selon les caractéristiques de firatiqn 44qrdept Au lieu d'alumine, on peut utiliser des poudres galbée.A de sable et duperies de verre,
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Comme on l'a déjà signalé, il eist classique, çqç,
de la filtration d'un polymère fondu oba4d longue chaîne au cours de la production de filaments en nylon, de faire : passer le polymère fondu et chau4 à travers zoos epuohes &1 trantes de finesse croissante. S on le désire, go pe1, par conséquent, utiliser, par exemple, trois biscuits fil- transts distincts pour former l'élément 1, le premier biscuit ,
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étant constitué d'alumine en poudre de calibre Ot Q ggggg4@ d'alumine en poudre de calibre 60 et le troisième d'alumine en poudre de calibre 120. Un tel agencement est illustré aux figures 3 et 4, cette dernière figure étant une vue dissociée de l'assemblage final.
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Comme on le voit, en particulier, à la figur ,': 1<'; ,\ : \e. J. les trois biscuits 2, 3 et 4, sont places l'un au-dessus.,.; Y,,";,ry;' , ,..;iif;'..;.' de l'autre dans un récipient approprié en acier inoxydab.ex ^, 5. Une feuille 6 et une toile en acier inoxydable 7 s it:J}t; prévues sur la surface inférieure du biscuit final 4. dtnt ,"ß> ; les grains ont la granulométrie la plus fine, de façon à , \: .:- '!j:'-1 .'-"' être intercalés entre le récipient 5 et la filière ou natx s : r ce d'extrusion 8 à orifices multiples.
Dans ce cas, les bis= " . r ...! f 1-f. cuits 2,3 et 4 sont préalablement formés, de manière à s'a dapter dans le récipient 5, et une toile 9 est montée à l'ex- trémité supérieure ou extrémité d'entrée du récipient 9, au- dessus du premier biscuit 2 constitué de grains ayant la granulométrie la plus grosse...:
..'
Cependant, on peut aussi utiliser trois biscuits préformes distincts, tels que celui désigné par la notation de référence 1, dans le montage composite des figures 3 et 4, le premier biscuit étant constitué, par exemple, de 26 cc de poudre de calibre 30, le second de 36 ce de poudre de cali- bre 60 et le troisième de 12 cc de poudre de calibre 120, l'en- semble étant placé dans le moule ou la matrice d'une presse
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.avec le récipient 5, pour être soumis à. une nouvelle comprea-, sion afin de former un bloc de filtration composte à plu- ...sieurs couches. On constate, en pratique, que les biscuits 2,
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3 et 4 adhèrent l'un à l'autre, pour former le bloc composite, '" sans additiond'aucun autre agent liant ou durcissant.
On préfère, lorsqu'il s'agit de comprimer un bloc composite à plusieurs couches, que le biscuit 3 formé de grains de calibre intermédiaire et éventuellement aussi, le biscuit
4 formé de grains les plus gros soient chanfreinés à le.ur
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périphérie, comme montré en 10 aux figures 1 et 2. En consé- quence, lors de l'opération finale de re-compression, pour former le bloc composite à plusieurs couches, la matière du . biscuit 2 est partiellement comprimée dans les intervalles provenant des chanfreins, de façon à obtenir un bon joint entre le bord du bloc 2, 3, 4 et le récipient en acier inoxydable 5. Un angle de chanfrein approprié A (figure 2) s'est révélé d'environ 5 .
Bien entendu, ce chanfrein est om@, bien qu'il soit représenté aux figures 1 et 2, lorsque le biscuit doit être utilisé seul ou lorsqu'on utilise plusieurs biscuits, sans soumettre l'ensemble à une re-oompression. Le but de la feuille 6, dont on peut se passer, est d'assurer un recouvrement uniforme pour les fils de la toile 7. Le fonc- tionnement de la pompe doseuse ou distributrice, qui n'est pas?1 représentée et qui se trouve au-dessus du récipient 5, a pour effet de refouler la masse fondue chaude à travers les' couches filtrantes et de faire éclater la feuille 6, qui vient enrober les fils de la toile 7.
Le passage de la masse fondue à travers les couches filtrantes élimine, par disso- lution, l'agent liant et l'agent durcissant, en sorte que l'on obtient un élément filtrant ayant la porosité désirée,
REVENDICATIONS.
1.- Procédé .pour la fabrication d'un filtre pour fluides, caractérisé en ce qu'on mélange une macère solide en forme de poudre à un agent liant et on comprime le mélange dans un moule ou une matrice, à une pression quelque peu supérieure à la pression exercée par le fluide filtré à travers le filtre, de façon à obtenir un élément filtrant de tonne déterminée.
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2.'- Procédé suivant la revendication 1, caractérise; en ce que le mélange contient également un agent durcissant 3.- Procède suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes, caractérise en ce que l'agent liant, . ainsi que l'agent durcissant, lorsqu'un tel agent est utilisée sont tels qu'ils puissent être éliminés, par dissolution, de l'élément.filtrant formé.
4.- Procédé suivant.la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent liant, ainsi que l'agent durcissant, lors- , qu'un tel agent est utilisé, sont éliminés, par dissolution, de l'élément filtrant, avant utilisation de celui-ci et dans que cet élément perde sa forme,
5.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revend!- cations précédentes, caractérisé en ce que l'agent liant, ainsi que l'agent durcissant, lorsqu'un tel agent est utilisée sont choisis de façon à ne pas contaminer le fluide à filtrer ' et à ne pas réagir avec celui-ci*
6.0 Procédé suivant la revendication 4, caractérisé 'en ce que l'agent liant, ainsi que l'agent durcissant, lors-;¯±,;
qu' un tel agent est utilisé, sont choisis de façon à rester dans l'élément filtrant,formé, jusqu'à ce que celui-ci soit éliminé, le fluide à filtrer ayant pour effet d'éliminer, par dissolution, le ou les agents en question, au début de,' l'opération de filtration...
7.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tiens précédentes, caractérisé en ce que l'agent liant est du sucre.
8. - Procédé suivant la revendication 2 ou suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 7, lorsqu'elles dé- pendent de la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent durcissant est de l'amidon,,
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9.- Procédé suivant les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le mélange est constitué par une solu- tion contenant 2 parties de sucre, 1 partie d'amidon et 3 parties d'eau.
10,-. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendioa tions précédentes, caractérisé en ce que le mélange est com- primé à une pression supérieure d'environ 5 % à la pression exercée par le fluide filtré,
11.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le mélange est com- primé dans le moule ou la matrice de manière à lui donner la forme d'un biscuit.
12.- Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que plusieurs éléments en forme de biscuit ayant des porosité différentes, sont assemblés, pour former un élément composite,
13.- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments en forme de biscuit assemblés sont sou- mis à une nouvelle compression, pour former un bloc filtrant composite, dans lequel les biscuits individuels adhèrent l'un à l'autre, sans addition d'auoun agent liant ou durcissant supplémentaire.
14. - Procédé suivant la revendication 13, caractéri- sé en ce qu'au moins un des éléments individuels en forme de biscuit est comprimé initialement, de manière à présenter un chanfrein périphérique.
15. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce quea matière solide en poudre est constituée par de l'alumine, du sable, du verre ou une matière céramique en poudre autre que l'alumine.
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>.l ?...,,>g)1,1' l6.- Filtre pour fluides obtenu par le proééà4 'éÎ[":.],1 wlaY,N?re suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes
17. - Filtre pour fluides, caractérisé en ce qu'ils est constitué par un corps cohérent d'une matière solide en
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.j ..i;>..,; poudre à l'état comprimé de manière à former un élément fil-
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L Faû ' trant rempli de micro-pores provenant de l'action dissolvante ; exercée sur un agent liant utilisé au cours de la compression.
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préalable dudit corps. w : ,.'...-.
18:- Filtre suivant la revendication 17, caracté-,. risé en ce que l'élément filtrant se présente sous forme d'un biscuit plat,
19.- Filtre suivant la revendication 18, caracté- risé en ce que le filtre comprend une série d'éléments fil- trantsayant chacun la forme d'un biscuit plat, formés à partir de poudres ayant des granulométries différentes et comprimés ensemble, pour former un filtre composite à plu- sieurs couches,
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20/- Filtre suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 17 à 19 monté entre une pompe distributrice ou une pompe doseuse et une filière, pour la production de filaments à partir d'un polymère fondu et chaud à longue chaîne.
21.- Filtre suivant la revendication 20, caracté- risé en ce qu'une toile métallique est interposée entre un bottier pour le filtre et la filière.
22. - Corps cohérent formé d'une matière solide en poudre avec un agent liant dispersé dans la poudre, ce corps étant destiné à être utilisé pour la production d'un élément . filtrant par une action'dissolvante exercée sur ce-corps.'