BR102015005198A2 - self-cleaning exhaust component arrangement - Google Patents
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Abstract
1 / 1 resumo “arranjo de componente de escape de autolimpezaâ€� um arranjo de componente de escape de autolimpeza, compreendendo: um componente de escape (100); um alojamento (102) encerrando o componente de escape (100); um arranjo de filtro (104, 104') acoplado ao alojamento (102) para suprir o alojamento (102) com um fluxo de ar filtrado, o arranjo de filtro (104, 104') compreendendo ainda um elemento de filtro (114, 114'); em que o arranjo de filtro (104, 104') ã© configurado para dirigir ar em uma primeira direã§ã£o atravã©s do elemento de filtro (114, 114') para prover o fluxo de ar filtrado, e ã© ainda configurado para dirigir o fluxo de ar filtrado em uma segunda direã§ã£o atravã©s do elemento de filtro (114, 114') para limpar o elemento de filtro (114, 114').1/1 Summary “Self-Cleaning Exhaust Arrangement” A self-cleaning exhaust component arrangement comprising: an exhaust component (100); a housing (102) enclosing the exhaust component (100); a filter arrangement (104, 104 ') coupled to the housing (102) to supply the housing (102) with a filtered air flow, the filter arrangement (104, 104') further comprising a filter element (114, 114 '); wherein the filter arrangement (104, 104 ') is configured to direct air in a first direction through the filter element (114, 114') to provide filtered air flow, and is It is further configured to direct the filtered air flow in a second direction through the filter element (114, 114 ') to clean the filter element (114, 114').
Description
“ARRANJO DE COMPONENTE DE ESCAPE DE AUTOLIMPEZA” Campo da Invenção [001] A invenção se refere a dispositivos de pós-tratamento para motores de combustão interna de veículos de trabalho. Ela também se refere a sistemas de filtro de autolimpeza para tais dispositivos.Field of the Invention The invention relates to aftertreatment devices for internal combustion engines of work vehicles. It also refers to self-cleaning filter systems for such devices.
Antecedentes [002] Motores de combustão interna, usados em veículo, se defrontam crescentemente com regulamentos restritivos. Os regulamentos requerem que os motores produzam um baixo nível de poluentes. Uma maneira de reduzir os poluentes é a de prover componentes de escape (tais como dispositivos de pós-tratamento) para tratar o gás de escape. Esses componentes de escape operam a temperaturas elevadas, as quais podem causar com que suas superfícies externas se tomem muito quentes.Background Internal combustion engines used in vehicles are increasingly facing restrictive regulations. Regulations require engines to produce a low level of pollutants. One way to reduce pollutants is to provide exhaust components (such as aftertreatment devices) for treating the exhaust gas. These exhaust components operate at elevated temperatures, which can cause their outer surfaces to become very hot.
[003] Veículos de trabalho, tais como colheitadeiras agrícolas, geram uma grande quantidade de partículas combustíveis que se acumulam sobre as superfícies livres dos componentes de escape. Um método de impedir este acúmulo é o de encerrar os componentes em um alojamento. As temperaturas podem ser elevadas, todavia, e, por conseguinte, ar é circulado através do alojamento para impedir que o alojamento se torne demasiadamente quente.Work vehicles, such as agricultural harvesters, generate a large amount of combustible particles that accumulate on the free surfaces of the exhaust components. One method of preventing this buildup is by enclosing the components in a housing. Temperatures may be high, however, and therefore air is circulated through the housing to prevent the housing from becoming too hot.
[004] O ar circulado através do alojamento deve ser limpo, todavia, e relativamente livre das partículas combustíveis geradas pela colheitadeira agrícola. Dado o pequeno tamanho das partículas, todavia, é difícil filtrar o ar suficientemente limpo para impedir o acúmulo de partículas sobre o componente de escape. Devido ao grande volume do ar que deve ser circulado em tomo do componente de escape, qualquer filtro é rapidamente obstruído. Se o filtro for obstmído, a temperatura do alojamento começa a se elevar, e quaisquer partículas que se acumularam sobre o exterior do alojamento são incidentes a pegar fogo.[004] Air circulated through the housing must be clean, however, and relatively free of combustible particles generated by the agricultural harvester. Given the small particle size, however, it is difficult to filter sufficiently clean air to prevent particulate buildup on the exhaust component. Due to the large volume of air that must be circulated around the exhaust component, any filter is quickly blocked. If the filter is obstructed, the housing temperature begins to rise, and any particles that have accumulated on the outside of the housing are incidents of fire.
[005] Infelizmente, o operador deve parar sua colheitadeira agrícola, descer da cabina do operador, abrir as coberturas do motor, limpar o filtro, retomar para a cabina do operador, e começar novamente a colheita. Este é um processo demorado.Unfortunately, the operator must stop his combine harvester, step down from the operator's cab, open the engine covers, clean the filter, return to the operator's cab, and start harvesting again. This is a time consuming process.
[006] O que é necessário, portanto, é um arranjo de dispositivo de f pós-limpeza que requeira menos manutenção. E um objetivo desta invenção o de prover um tal arranjo.What is needed, therefore, is a post-cleaning device arrangement that requires less maintenance. It is an object of this invention to provide such an arrangement.
Sumário da Invenção [007] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um arranjo de componente de escape de autolimpeza é provido, compreendendo: um componente de escape; um alojamento encerrando o componente de escape; um arranjo de filtro acoplado ao alojamento para suprir o alojamento com um fluxo de ar filtrado, o arranjo de filtro compreendendo ainda um elemento de filtro; em que o arranjo de filtro é configurado para dirigir ar em uma primeira direção através do elemento de filtro para prover o fluxo de ar filtrado, e é ainda configurado para dirigir o fluxo de ar filtrado em uma segunda direção através do elemento de filtro para limpar o elemento de filtro.Summary of the Invention According to a first aspect of the invention, a self-cleaning exhaust component arrangement is provided, comprising: an exhaust component; a housing enclosing the exhaust component; a filter arrangement coupled to the housing for supplying the housing with a filtered air flow, the filter arrangement further comprising a filter element; wherein the filter arrangement is configured to direct air in a first direction through the filter element to provide filtered air flow, and is further configured to direct filtered air flow in a second direction through the filter element to clean the filter element.
[008] O arranjo de filtro pode compreender um motor acoplado ao elemento de filtro, o motor sendo configurado para mover o elemento de filtro de uma primeira posição, na qual uma porção do elemento de filtro filtra ar que entra no alojamento, para uma segunda posição, na qual a porção do elemento de filtro é limpa pelo ar que sai do alojamento. O motor pode ser configurado para mover o elemento de filtro de uma primeira posição, permitindo assim que a porção do elemento de filtro seja reusada na primeira posição depois de ser limpa na segunda posição. O elemento de filtro pode ser acoplado a um motor para acionar o elemento de filtro em rotação. O elemento de filtro pode ser em uma forma selecionada dentre um grupo compreendendo um disco e um cilindro. O elemento de filtro pode ser em uma forma selecionada dentre o grupo compreendendo um disco geralmente circular e um cilindro geralmente circular. O componente de escape pode ser um dispositivo de pós-tratamento. O componente de escape pode ser um filtro de particulado de diesel.The filter arrangement may comprise a motor coupled to the filter element, the motor being configured to move the filter element from a first position, in which a portion of the filter element filters air entering the housing, to a second position in which the portion of the filter element is cleaned by air leaving the housing. The motor may be configured to move the filter element from a first position, thereby allowing the portion of the filter element to be reused in the first position after cleaning in the second position. The filter element may be coupled to a motor to drive the rotating filter element. The filter element may be in a shape selected from a group comprising a disc and a cylinder. The filter element may be in a shape selected from the group comprising a generally circular disc and a generally circular cylinder. The exhaust component may be an aftertreatment device. The exhaust component may be a diesel particulate filter.
Breve Descrição dos Desenhos [009] A figura 1 é uma vista lateral de um dispositivo de pós-tratamento e alojamento de acordo com a presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a side view of an aftertreatment and housing device according to the present invention.
[0010] A figura 2 é uma vista em seção transversal do arranjo da figura 1, tomada na linha de seção 2-2 na figura 1.[0010] Figure 2 is a cross-sectional view of the arrangement of figure 1, taken at section line 2-2 in figure 1.
[0011] A figura 3 é uma vista em seção transversal do arranjo das figuras 1-2, tomada na linha de seção 3-3 na figura 1.[0011] Figure 3 is a cross-sectional view of the arrangement of figures 1-2, taken at section line 3-3 in figure 1.
[0012] A figura 4 é uma vista lateral de um dispositivo de pós-tratamento alternativo e alojamento de acordo com a presente invenção, [0013] A figura 5 é uma vista em seção transversal do arranjo da figura 4, tomada na linha de seção 5-5 na figura 4.Figure 4 is a side view of an alternative aftertreatment device and housing according to the present invention. Figure 5 is a cross-sectional view of the arrangement of Figure 4 taken at the section line. 5-5 in figure 4.
Descrição Detalhada [0014] Com referência às figuras 1-3, um arranjo de componente de escape é mostrado, compreendendo um componente de escape (aqui mostrado como um dispositivo de pós-tratamento 100 na forma do filtro de particulado de diesel) encerrado em um alojamento 102 que é suprido com ar por um arranjo de filtro 104.Detailed Description Referring to Figures 1-3, an exhaust component arrangement is shown, comprising an exhaust component (shown here as an aftertreatment device 100 in the form of the diesel particulate filter) enclosed in a housing 102 which is supplied with air by a filter arrangement 104.
[0015] O dispositivo de pós-tratamento 100 é geralmente um corpo cilíndrico. O alojamento 102 é uma concha geralmente cilíndrica que se estende em tomo de, e encerra, o dispositivo de pós-tratamento 100. O arranjo de filtro 104 é fixado a uma parte superior do alojamento 102. Uma bomba de ar ou ventilador 106 é acoplado a um conduto de entrada 108 para prover o arranjo de filtro 104 com um fluxo de ar. O conduto de entrada 108 conduz ar para dentro de uma concha de filtro 112 que circunda um elemento de filtro 114. O elemento de filtro 114 é geralmente na forma de um cilindro circular que tem um meio de filtro que é corrugado para prover uma maior capacidade de filtragem, muito similar ao filtro de ar de combustão de um automóvel.The aftertreatment device 100 is generally a cylindrical body. The housing 102 is a generally cylindrical shell extending around and enclosing the aftertreat 100. The filter arrangement 104 is attached to an upper part of the housing 102. An air pump or blower 106 is coupled. to an inlet duct 108 to provide the filter arrangement 104 with an air flow. The inlet duct 108 conducts air into a filter shell 112 surrounding a filter element 114. The filter element 114 is generally in the form of a circular cylinder having a filter means that is corrugated to provide greater capacity. filter, very similar to a car's combustion air filter.
[0016] A concha de filtro 112 se ajusta estreitamente contra a superfície externa do elemento de filtro 114 de forma que ar introduzido na concha de filtro 112 é forçado através de uma superfície de entrada 116 do elemento de filtro 114 adjacente a uma saída do conduto de entrada 108.The filter shell 112 fits closely against the outer surface of the filter element 114 so that air introduced into the filter shell 112 is forced through an inlet surface 116 of the filter element 114 adjacent an outlet of the duct. input 108.
[0017] Ar passando através do elemento de filtro 114 é filtrado de forma que as partículas que entraram no ar são removidas e depositadas sobre a superfície de entrada 116 do elemento de filtro 114.Air passing through the filter element 114 is filtered so that particles that have entered the air are removed and deposited on the inlet surface 116 of the filter element 114.
[0018] O ar, tendo passado através do elemento de filtro 114 para a região do conduto de entrada 108, é então recebido por um primeiro conduto de ar filtrado 118. O primeiro conduto de ar filtrado 118 direciona este ar filtrado para baixo e para dentro de um espaço 120 formado entre a superfície externa 122 do dispositivo de pós-tratamento 100 e a superfície interna 124 do alojamento 102.The air, having passed through the filter element 114 to the inlet duct region 108, is then received by a first filtered air duct 118. The first filtered air duct 118 directs this filtered air downward and downward. within a space 120 formed between the outer surface 122 of the aftertreat 100 and the inner surface 124 of the housing 102.
[0019] O ar filtrado então escoa em tomo do dispositivo de pós-tratamento 100 até atingir um segundo conduto de ar filtrado 126. O segundo conduto de ar filtrado 126 dirige o ar filtrado de volta através do elemento de filtro 114 em uma direção de fluxo que é oposta à direção de fluxo pela qual o ar foi inicialmente filtrado. Quando o ar filtrado passa na direção oposta através do elemento de filtro 114, o ar sopra partículas combustíveis para fora da superfície de entrada 116 do elemento de filtro 114. Isto funciona para limpar o elemento de filtro 114 e estender sua vida útil.The filtered air then flows around the aftertreat 100 until it reaches a second filtered air duct 126. The second filtered air duct 126 directs the filtered air back through the filter element 114 in a direction of flow that is opposite to the flow direction in which air was initially filtered. When filtered air passes in the opposite direction through the filter element 114, air blows combustible particles out of the inlet surface 116 of the filter element 114. This works to clean the filter element 114 and extend its service life.
[0020] A fim de limpar as partículas combustíveis para fora da superfície de entrada 116, contudo, o elemento de filtro 114 deve ser girado com relação à concha de filtro 112 (estacionária). Para efetuar isto, um motor 128 é provido, o qual é acoplado (através de um eixo 130) ao elemento de filtro 114. O motor 128 aciona o elemento de filtro em rotação, rodando o elemento de filtro 114 em tomo de se eixo central 132. Isto move as porções da superfície de entrada 116 (que previamente acumularam partículas combustíveis) a partir da região do conduto de entrada 108 para a região do segundo conduto de ar filtrado 126.In order to clean the combustible particles off the inlet surface 116, however, the filter element 114 must be rotated with respect to the (stationary) filter shell 112. To accomplish this, a motor 128 is provided which is coupled (via an axis 130) to the filter element 114. The motor 128 drives the rotating filter element by rotating the filter element 114 about its central axis. 132. This moves portions of the inlet surface 116 (which previously accumulated combustible particles) from the inlet duct region 108 to the second filtered air duct region 126.
[0021] O alojamento 102 circunda e encerra o dispositivo de pós-tratamento 100, na modalidade das figuras 1-3, de forma suficiente para que o ar introduzido no espaço 120 pelo ventilador 106 aumente a pressão no espaço 120, de forma suficiente para forçar pelo menos uma porção do ar no espaço 120 para fora do espaço 120 e para fora do alojamento 102 através do segundo conduto de ar filtrado 126.The housing 102 surrounds and encloses the aftertreatment device 100, in the embodiment of FIGS. 1-3, sufficiently for air introduced into space 120 by blower 106 to increase pressure in space 120 sufficiently for forcing at least a portion of air into space 120 out of space 120 and out of housing 102 through the second filtered air duct 126.
[0022] Com referência às figuras 4-6, o dispositivo de pós-tratamento 100 é mostrado encerrado no alojamento 102, que é suprido com ar pelo arranjo de filtro 104'. O arranjo de filtro 104' é fixado a uma parte superior do alojamento 102.Referring to Figs. 4-6, the aftertreatment device 100 is shown enclosed in the housing 102, which is supplied with air by the filter arrangement 104 '. The filter arrangement 104 'is attached to an upper part of the housing 102.
[0023] A bomba de ar ou ventilador 106 é acoplada a um conduto de entrada 108' para prover o arranjo de filtro 104' com um fluxo de ar. O conduto de entrada 108' conduz ar para dentro de uma concha de filtro 112' que circunda um elemento de filtro 114'. O elemento de filtro 114' é na forma geral de um disco circular.The air pump or blower 106 is coupled to an inlet duct 108 'to provide the filter arrangement 104' with an air flow. The inlet duct 108 'conducts air into a filter shell 112' surrounding a filter element 114 '. The filter element 114 'is in general form a circular disc.
[0024] A concha de filtro 112' se ajusta estreitamente contra a superfície externa do elemento de filtro 114', de forma que ar introduzido na concha de filtro 112' é forçado através de uma superfície de entrada 116' do elemento de filtro 114' adjacente a uma saída do conduto de entrada 108'.Filter shell 112 'fits tightly against the outer surface of filter element 114' so that air introduced into filter shell 112 'is forced through an inlet surface 116' of filter element 114 ' adjacent to an inlet conduit outlet 108 '.
[0025] Ar passando através do elemento de filtro 114' é filtrado de forma que as partículas que entraram no ar são removidas e depositadas sobre a superfície de entrada 116' do elemento de filtro 114'.Air passing through the filter element 114 'is filtered so that airborne particles are removed and deposited on the inlet surface 116' of the filter element 114 '.
[0026] O ar, tendo passado através do elemento de filtro 114' para a região do conduto de entrada 108', é então recebido pelo primeiro conduto de ar filtrado 118'. O primeiro conduto de ar filtrado 118' direciona este ar filtrado para baixo e para dentro de um espaço 120 formado entre a superfície externa 112 do dispositivo de pós-tratamento 100 e a superfície interna 124 do alojamento 102.The air, having passed through the filter element 114 'to the inlet duct region 108', is then received by the first filtered air duct 118 '. The first filtered air conduit 118 'directs this filtered air down and into a space 120 formed between the outer surface 112 of the aftertreat 100 and the inner surface 124 of the housing 102.
[0027] O ar filtrado então escoa era tomo do dispositivo de pós-tratamento 100 até atingir um segundo conduto de ar filtrado 126'. O segundo conduto de ar filtrado 126' dirige o ar filtrado de volta através do elemento de filtro 114' em uma direção de fluxo que é oposta à direção de fluxo pela qual o ar foi inicialmente filtrado. Quando o ar filtrado passa na direção oposta através do elemento de filtro 114', o ar sopra partículas combustíveis para fora da superfície de entrada 116' do elemento de filtro 114'. Isto funciona para limpar o elemento de filtro 114' e estender sua vida útil.The filtered air then flows through the aftertreat 100 until it reaches a second filtered air duct 126 '. The second filtered air conduit 126 'directs the filtered air back through the filter element 114' in a flow direction that is opposite to the flow direction in which air was initially filtered. When filtered air passes in the opposite direction through filter element 114 ', air blows combustible particles out of the inlet surface 116' of filter element 114 '. This works to clean filter element 114 'and extend its service life.
[0028] A fim de limpar as partículas combustíveis para fora da superfície de entrada 116', contudo, o elemento de filtro 114' deve ser girado com relação à concha de filtro 112' (estacionária). Para efetuar isto, o motor 128 é provido, o qual é acoplado (através de um eixo 130') ao elemento de filtro 114'. O motor 128' aciona o elemento de filtro em rotação, rodando o elemento de filtro 114' em tomo de se eixo central 132'. Isto move as porções da superfície de entrada 116' (que previamente acumularam partículas combustíveis) a partir da região do conduto de entrada 108 para a região do segundo conduto de ar filtrado 126'.In order to clean the combustible particles off the inlet surface 116 ', however, the filter element 114' must be rotated with respect to the filter shell 112 '(stationary). To accomplish this, the motor 128 is provided which is coupled (via an axis 130 ') to the filter element 114'. Motor 128 'drives the rotating filter element by rotating the filter element 114' about its center axis 132 '. This moves portions of the inlet surface 116 '(which have previously accumulated combustible particles) from the inlet duct region 108 to the second filtered air duct region 126'.
[0029] O alojamento 102 circunda e encerra o dispositivo de pós-tratamento 100, na modalidade das figuras 4-6, de forma suficiente para que o ar introduzido no espaço 120 pelo ventilador 106 aumente a pressão no espaço 120, de forma suficiente para forçar pelo menos uma porção do ar no espaço 120 para fora do espaço 120 e para fora do alojamento 102 através do segundo conduto de ar filtrado 126.The housing 102 surrounds and encloses the aftertreatment device 100, in the embodiment of FIGS. 4-6, sufficiently for air introduced into space 120 by blower 106 to increase pressure in space 120 sufficiently to forcing at least a portion of air into space 120 out of space 120 and out of housing 102 through the second filtered air duct 126.
[0030] As figuras e explicações dadas aqui ilustram duas modalidades da invenção. A invenção não é limitada às modalidades ilustradas, todavia. Para uma pessoa especializada na técnica de projeto e operação de cabeça de milho, outras modalidades da invenção são também possíveis.The figures and explanations given herein illustrate two embodiments of the invention. The invention is not limited to the illustrated embodiments, however. For a person skilled in the art of corn head design and operation, other embodiments of the invention are also possible.
REIVINDICAÇÕES
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
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| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] | ||
| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |