BR102015009994B1 - Dispositivo de filtração e elemento de filtração para um dispositivo de filtração - Google Patents
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Abstract
dispositivo de filtração. a presente invenção refere-se a um dispositivo de filtração que apresenta em uma carcaça de filtro um elemento de filtração em forma de placa, bem como um tubo de saída guiado pelo elemento de filtração, para descarga de fluido purificado. adicionalmente, uma abertura de saída de fluido puro está inserida na carcaça de filtro.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de filtração.
[0002] No documento DE 199 41 303 A1 é descrito um filtro de ar para um motor de combustão interna, que apresenta em uma carcaça um elemento de filtração em forma de placa, que é permeado pelo ar transversalmente ao plano do elemento de filtração. O elemento de filtração está alojado em uma carcaça de filtro, na qual o ar não purificado é guiado através de um bocal lateral ao lado bruto do elemento de filtração. O elemento de filtração apresenta uma abertura de passagem central, na qual se projeta um tubo de saída, através do qual o ar purificado pode ser descarregado da carcaça de filtro.
[0003] A invenção tem por base a tarefa de criar com medidas simples um dispositivo de filtração compacto e de uso versátil.
[0004] Essa tarefa é solucionada com as características da presente invenção. As concretizações indicam aprimoramentos convenientes.
[0005] O dispositivo de filtração de acordo com a invenção pode ser usado para filtração de fluidos gasosos ou líquidos, por exemplo, como filtro de ar para um motor de combustão interna. O dispositivo de filtração apresenta um elemento de filtração em forma de placa, que é permeado pelo fluido a ser purificado, transversalmente ao seu plano de elemento de filtração; as superfícies laterais opostas do elemento de filtração formam o lado de afluência no lado bruto e o lado de saída no lado puro. O elemento de filtração formado como placa ou cubo pode estar formado como filtro de pregas, com um corpo de meio de filtração em forma de pregas ou apresentar um corpo de meio de filtração formado de modo compacto. O elemento de filtração está alojado em uma carcaça de filtro, na qual é introduzido o fluido bruto e do qual o fluido limpo é descarregado para utilização adicional.
[0006] O elemento de filtração apresenta uma abertura de passagem, pela qual passa um tubo de saída para descarga do fluido limpo. O fluido não purificado, depois de introduzido na carcaça de filtro, é guiado para o lado bruto do elemento de filtração, permeia o elemento de filtração e, subsequentemente, é descarregado do lado puro da carcaça de filtro pela abertura de passagem no elemento de filtração, através do tubo de saída.
[0007] Particularmente, a abertura de passagem pode estar formada por uma abertura de passagem, um orifício ou um recorte no meio de filtração do elemento de filtração. Especialmente, o fluido pode correr pela abertura de passagem do elemento de filtração, sem que ele precise permear (novamente) o próprio meio de filtração.
[0008] Adicionalmente à descarga através do tubo de saída guiado pelo elemento de filtração, está inserida na carcaça de filtro uma primeira abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça, que está disposta distanciada do tubo de saída. Existe, portanto, a possibilidade de descarregar o fluido limpo, alternativamente ou adicionalmente, através da abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça. Consequentemente, existe a possibilidade de descarregar da carcaça de filtro uma parte da corrente de fluido através da abertura de saída de fluido limpo do tubo de saída e uma outra parte da corrente de fluido, através da abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça. Quando o dispositivo de filtração está equipado com elementos de regulação controláveis, por exemplo, com válvulas de regulação, a corrente de fluido pode ser descarregada, opcionalmente, através do tubo de saída ou pela abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça ou, de acordo com uma outra modalidade, pode ser ajustada a altura das correntes de fluido parciais pelo tubo de saída e a abertura de saída de fluido limpo. A segunda abertura de corrente de saída de fluido limpo no tubo de saída é formada, por exemplo, pela abertura no lado frontal no tubo de saída.
[0009] A abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça, realizada separadamente do tubo de saída, na parede da carcaça de filtro possibilita conduzir a corrente de fluido descarregada através da mesma a um outro fim de utilização do que a corrente de fluido descarregada através do tubo de saída. Através da abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça, ocorre, por exemplo, a saída de ar primário e através da abertura de saída de fluido limpo no tubo de saída, a descarga de ar secundário, que pode ser conduzido a um dispositivo auxiliar. Assim, é possível, por exemplo, conduzir uma primeira corrente parcial (ar primário) ao motor de combustão interna e uma segunda corrente parcial (ar secundário) à cabine do veículo.
[0010] São consideradas diversas modalidades, em que ponto da carcaça de filtro a abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça está disposta. De acordo com uma modalidade preferida, a abertura de saída de fluido limpo encontra-se em uma câmara limpa na carcaça de filtro, que está diretamente voltada para o lado de saída do elemento de filtração. Consequentemente, o fluido limpo pode ser descarregado diretamente e com resistência de corrente mínima da câmara limpa. Pode ser conveniente descarregar a proporção de corrente de fluido maior através da abertura de saída de fluido limpo e a proporção de corrente de fluido menor, através do tubo de saída. Para esse fim, a abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça apresenta, vantajosamente, uma área de seção transversal maior do que o tubo de saída.
[0011] Vantajosamente, está inserida uma abertura de passagem no elemento de filtração, através da qual está guiado o tubo de saída. De acordo com uma modalidade alternativa, o tubo de saída está disposto lateralmente no elemento de filtração e guiado junto ao elemento de filtração ou através de uma abertura de passagem aberta pela metade no elemento de filtração. O tubo de saída comunica-se com sua uma extremidade com a câmara limpa na carcaça de filtro e termina com sua extremidade oposta em uma abertura de saída, através da qual o fluido limpo é descarregado da câmara limpa.
[0012] De acordo com uma outra modalidade conveniente, na abertura de passagem no elemento de filtração, através da qual o tubo de saída está guiado, está inserido um elemento de vedação, no qual se encosta o tubo de saída. Vantajosamente, no componente de carcaça está disposta uma peça de apoio, que se apoia no elemento de filtração, no elemento de vedação, que está inserido na abertura de passagem no elemento de filtração. No caso do componente de carcaça trata-se, por exemplo, de uma tampa da carcaça de filtro, que pode ser inserida sobre um corpo de base de carcaça da carcaça de filtro. A peça de apoio, que está realizada, por exemplo, como grade de apoio, está realizada monoliticamente com o componente de carcaça, particularmente, como componente de fundição injetada, ou como componente separado, que está conectado com o componente de carcaça. A peça de apoio confere estabilidade adicional ao componente de carcaça conectado com a mesma. Na peça de apoio estão inseridas aberturas de corrente, através das quais o fluido limpo chega ao tubo de saída.
[0013] A peça de apoio pode salientar-se no elemento de vedação anular, sendo que, nesse caso, é dado um apoio em direção radial e, devido à fricção, também em direção axial da peça de apoio. Também é possível que a peça de apoio se apoie com seu lado frontal no elemento de vedação, nesse caso, o apoio dá-se de modo axial.
[0014] O tubo de saída pode estar realizado, opcionalmente, monoliticamente com um componente de carcaça, particularmente, o corpo de base de carcaça. No caso de componentes de carcaça, trata- se, de preferência, de componente de fundição injetada de plástico. Um lado frontal do tubo de saída salienta-se, vantajosamente, como bocal para fora da carcaça e pode ser usado como conexão de um tubo flexível ou tubo.
[0015] A invenção refere-se, ainda, a um elemento de filtração para um dispositivo de filtração, de preferência, um filtro de gás, tal como, por exemplo, um filtro de ar, sendo que o elemento de filtração está realizado em forma de placa ou cubo e está dotado, de preferência, de uma abertura de passagem, pela qual pode ser guiado um tubo de saída. O elemento de filtração é parte do dispositivo de filtração descrito acima.
[0016] Outras vantagens e modalidades convenientes podem ser encontradas nas outras concretizações, na descrição das figuras e nos desenhos. Mostram: fig. 1 em representação em perspectiva, um filtro de ar para um motor de combustão interna, fig. 2 o filtro de ar de acordo com a Fig. 1, em uma representação em corte, fig. 3 um tubo de saída inserido em uma abertura de passagem no elemento de filtração, em representação ampliada, fig. 4 um filtro de ar em uma outra modalidade, em representação em perspectiva, fig. 5 o filtro de ar de acordo com a Fig. 4, em uma representação parcialmente cortada, fig. 6 o filtro de ar de acordo com as figuras 4 e 5, em corte, fig. 7 uma representação ampliada do filtro de ar de acordo com a Fig. 6, na região de um tubo de saída, guiado através de uma abertura de passagem no elemento de filtração, fig. 8 um filtro de ar em uma outra modalidade, em corte, fig. 9 o filtro de ar da Fig. 8 em representação ampliada, na região de um tubo de saída, guiado através de uma abertura de passagem no elemento de filtração. Nas figuras, componentes iguais estão dotados de sinais de referência iguais.
[0017] Nas figuras 1 a 3 está representado um primeiro exemplo de modalidade de um filtro de ar para um motor de combustão interna. O dispositivo de filtração 1 realizado como filtro de ar apresenta uma carcaça de filtro 2 com um corpo de base de carcaça 3 e uma tampa 4 inserida sobre o mesmo; o corpo de base de carcaça 3 e a tampa formam componentes de carcaça. Na carcaça de filtro 2 está inserido um elemento de filtração 5 em forma de placa ou cubo, que está realizado, por exemplo, como filtro de pregas ou consiste em um corpo de meio de filtração compacto. A permeação do elemento de filtração 5 com o fluido a ser purificado dá-se tal como representado na representação de acordo com a Fig. 2, com as setas de corrente, transversalmente ao plano do elemento de filtração. A região na carcaça de filtro 2 voltada para o lado de afluência do elemento de filtração 5 forma, nesse caso, a câmara bruta, a região voltada para o lado da saída, a câmara limpa. O fluido bruto é introduzido na câmara bruta através de uma abertura de entrada 6 no corpo de base de carcaça 3. A câmara bruta encontra-se no corpo de base de carcaça 3, a câmara bruta é recoberta pela tampa 4.
[0018] A descarga do fluido limpo da câmara limpa na carcaça de filtro 2 ocorre de duas maneiras, com, em cada caso, uma corrente parcial. Por um lado, uma abertura de passagem 7 central está inserida no elemento de filtração 5, na qual se salienta um tubo de saída 8. Da câmara limpa, o fluido limpo pode ser descarregado da carcaça de filtro 2 para fora através do tubo de saída 8 que se salienta na abertura de passagem 7. No lado frontal livre do tubo de saída 8 está conectado, por exemplo, um tubo flexível. O tubo de saída 8 está formado monoliticamente com o corpo de base de carcaça 3, o lado frontal livre do tubo de saída 8 salienta-se em forma de bocal para além da parede externa do corpo de base de carcaça 3 e forma uma abertura de saída de fluido limpo.
[0019] Por outro lado, na tampa 4 está inserida uma abertura de saída de fluido limpo 10 no lado da carcaça, através da qual pode ser descarregada uma outra corrente parcial do fluido limpo da câmara limpa. A abertura de saída de fluido limpo 10 no lado da carcaça também está formada em forma de bocal e encontra-se no lado da tampa 4, de modo que a corrente de ar parcial guiada através da abertura de saída de fluido limpo 10 no lado da carcaça é descarregada radialmente com relação ao eixo longitudinal do tubo de saída 8 do dispositivo de filtração 1. A abertura de saída de fluido limpo 10 no lado da carcaça apresenta uma seção transversal maior do que o tubo de saída 8, o que, em conexão com a disposição da abertura 10 na parede da tampa 4, leva ao fato de que através da abertura de saída de fluido limpo no lado da carcaça é descarregada uma corrente de fluido parcial maior do que através do tubo de saída 8.
[0020] No lado interno da tampa 4 encontra-se uma peça de apoio 11 na forma de uma grade de apoio cilíndrica, que está formada monoliticamente com a tampa 4. A peça de apoio 11 está disposta coaxialmente ao tubo de saída 8 e situa-se na câmara limpa na carcaça de filtro 2. A peça de apoio 11 salienta-se com seu lado frontal livre para dentro do tubo de saída 8. Na abertura de passagem 7 no elemento de filtração 5 está inserido um elemento de vedação 12 anular, que está voltado para o lado da câmara limpa e no qual se salienta a região do lado frontal da peça de apoio 11. Com isso, tanto a peça de apoio 11 como a tampa 4 recebem um apoio adicional na direção radial. A peça de apoio 11 salienta-se com fricção para dentro do elemento de vedação 12, com o que também é dado um apoio 9 axial.
[0021] O lado frontal do tubo de saída 8 encosta-se no elemento de vedação 12 e salienta-se, particularmente, em uma ranhura circunferencial, que está inserida no elemento de vedação 12. O tubo de saída 8 apresenta seções com diâmetros de tamanho diferente, a seção do tubo de saída 8, que se salienta na abertura de passagem 7 no elemento de filtração 5 possui um diâmetro ampliado, que é maior do que o diâmetro da peça de apoio 11, de modo que a parte do lado frontal da peça de apoio, que se salienta na abertura de passagem 7 está recoberta pelo tubo de saída 8. O elemento de vedação 12 recebe um apoio axial através do tubo de saída 8, que no lado frontal encosta-se no elemento de vedação 12.
[0022] No primeiro exemplo de modalidade de acordo com as figuras 1 a 3, o tubo de saída 8 está guiado para o lado inferior do corpo de base de carcaça 3, de modo que a corrente de fluido parcial guiada pelo tubo de saída 8 é descarregada para baixo.
[0023] Nas figuras 4 a 7 está representado um outro exemplo de modalidade de um dispositivo de filtração 1 formado como filtro de ar, que apresenta a mesma estrutura básica como o primeiro exemplo de modalidade. Também no dispositivo de filtração 1 de acordo com as figuras 4 a 7, está disposto um elemento de filtração em forma de placa ou cubo em uma carcaça de filtro 2, com um corpo de base de carcaça 3 e uma tampa 4. Na tampa encontra-se na região lateral uma abertura de saída de fluido limpo 10 no lado da carcaça, que está formada como bocal e através da qual, tal como pode ser visto das setas de corrente de acordo com a Fig. 6, é descarregada uma primeira corrente parcial de fluido limpo. No elemento de filtração 5 está inserida uma abertura de passagem central 7, na qual se salienta um tubo de saída 8, que está formado monoliticamente com o corpo de base de carcaça 3 e no qual está formada uma outra abertura de saída de fluido limpo. Porém, em diferença ao primeiro exemplo de modalidade, o lado frontal do tubo de saída 8 afastado do elemento de filtração 5 está formado de modo fechado. O tubo de saída 8 está conectado com um tubo de descarga 13, que vantajosamente está formado monoliticamente com o tubo de saída e ramifica-se do mesmo e estende-se na câmara bruta. O lado frontal aberto do tubo de descarga 13 está realizado, tal como pode ser visto da Fig. 5, como bocal e está guiado para a parede lateral do corpo de base de carcaça 3. O lado frontal aberto do tubo de descarga 13, que forma a segunda abertura de saída de fluido limpo, encontra-se ao lado da abertura de entrada 6 em forma de bocal, através da qual fluido bruto é introduzido.
[0024] No lado interno da tampa 4 também se encontra uma peça de apoio 11 cilíndrica, formada como grade de apoio, e que se salienta em um elemento de vedação 12 anular, que na região do lado puro está inserido na abertura de passagem 7 no elemento de filtração 5. O elemento de vedação 12 está apoiado pelo lado frontal do tubo de saída 8. A peça de apoio 11 salienta-se no elemento de vedação 12, o lado frontal da peça de apoio está situada livremente dentro do tubo de saída 8 circunferencial.
[0025] Nas figuras 8 e 9 está representado um outro exemplo de modalidade, com um dispositivo de filtração 1 realizado como filtro de ar, que corresponde extensivamente ao exemplo de modalidade das figuras 4 a 7. No entanto, é diferente a realização na região da peça de apoio 11 e do elemento de vedação anular 12, que está inserido na abertura de passagem 7 no elemento de filtração 5. De acordo com as figuras 8 e 9, um ressalto de apoio circunferencial, dirigido radialmente para fora, que está disposto de modo contíguo ao lado frontal, está apoiado axialmente sobre o elemento de vedação 12 anular, que está inserido na abertura de passagem 7. A seção do lado frontal da peça de apoio 11 salienta-se axialmente no elemento de vedação 12, que é apoiado axialmente no lado oposto pelo lado frontal do tubo de saída 8.
Claims (15)
1. Dispositivo de filtração (1) compreendendo • uma carcaça de filtro (2) possuindo o uma base de carcaça (3); o uma tampa de carcaça (4) recebida na base de carcaça (3); o sendo que a base de carcaça (3) e a tampa (4) definem e encerram uma câmara em seu interior; • um elemento de filtração (5) que tem forma de placa e está disposto dentro da câmara na carcaça de filtro (2), o elemento de filtração (5) possuindo um meio de filtração compreendendo superfícies laterais posicionadas de maneira oposta que formam um lado de afluência para um fluido a ser filtrado e um lado de saída para o fluido limpo; • uma abertura de passagem (7) se estendendo completamente através do meio de filtração a partir do lado de afluência para o lado de saída; • uma primeira abertura de saída de fluido limpo (10) introduzida na carcaça de filtro (2) e configurada para descarregar o fluido limpo; • um tubo de saída (8) passando através da abertura de passagem (7) do elemento de filtração (5) e configurado para descarregar o fluido limpo através de uma segunda abertura de saída de fluido limpo (10) fornecida no tubo de saída (8); caracterizado pelo fato de que a primeira abertura de saída de fluido limpo (10) é separada do e espaçada do tubo de saída (8).
2. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura de saída de fluido limpo (10) apresenta uma área de seção transversal que é maior do que uma área de seção transversal do tubo de saída (8).
3. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um elemento de vedação (12) anular disposto em uma circunferência externa da abertura de passagem (7) onde a abertura de passagem (7) encontra o meio de filtração, o elemento de vedação (12) anular possuindo uma porção de flange que se projeta para dentro a partir do meio de filtração para um interior da abertura de passagem (7); sendo que o tubo de saída (8) repousa diretamente sobre o elemento de vedação (12) anular.
4. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma peça de apoio (11) formada em uma parede interior da base de carcaça (3) ou da tampa de carcaça (4) e que se projeta para dentro em direção à abertura de passagem (7) do elemento de filtração (5); sendo que o tubo de saída (8) está disposto diretamente em uma parede interior de um diferente dentre a base de carcaça (3) ou a tampa de carcaça (4) com relação à peça de apoio (11); sendo que a peça de apoio (11) é apoiada sobre o elemento de filtração (5) no elemento de vedação (12) anular.
5. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a peça de apoio (11) contata o elemento de vedação (12) anular em um primeiro lado do elemento de vedação (12) anular que é oposto a um segundo lado do elemento de vedação (12) anular, sendo que o tubo de saída (8) repousa sobre o segundo lado.
6. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a peça de apoio (11) salienta-se para dentro do elemento de vedação (12) anular.
7. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a peça de apoio (11) possui uma face de extremidade e a face de extremidade é apoiada diretamente no elemento de vedação (12) anular.
8. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a peça de apoio (1) está formada como uma grade de apoio possuindo aberturas de corrente para corrente entrar no tubo de saída (8) a partir da câmara.
9. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carcaça de filtro (2) compreende uma câmara limpa que está voltada para o lado de saída do elemento de filtração (5), sendo que a primeira abertura de saída de fluido limpo (10) está disposta na câmara limpa da carcaça de filtro (2).
10. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tampa (4) é configurada para ser fixada ao corpo de base de carcaça (3), sendo que a primeira abertura de saída de fluido limpo (10) é introduzida na tampa (4).
11. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura de saída de fluido limpo (10) é introduzida em uma parede lateral de um componente de carcaça da carcaça de filtro (2).
12. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tubo de saída (8) está formado monoliticamente com a base de carcaça (3) ou a tampa de carcaça (4).
13. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que através da primeira abertura de saída de fluido limpo (10), ar primário é fornecido a um motor de combustão interna, e através do tubo de saída (8), ar secundário é fornecido a um dispositivo auxiliar que está formado separadamente do motor de combustão interna.
14. Elemento de filtração (5) para um dispositivo de filtração (1), como definido na reivindicação 1, o elemento de filtração (5) compreendendo um meio de filtração possuindo uma primeira superfície lateral formando um lado de afluência do elemento de filtração (5); uma segunda superfície lateral formando um lado de saída do elemento de filtração (5); uma abertura de passagem (7) formada como um recorte se estendendo completamente através do meio de filtração a partir do lado de afluência para o lado de saída; caracterizado pelo fato de que um elemento de vedação (12) anular está disposto em uma circunferência externa da abertura de passagem (7) onde a abertura de passagem (7) encontra o meio de filtração, o elemento de vedação (12) anular possuindo uma porção de flange que se projeta para dentro a partir do meio de filtração para um interior da abertura de passagem (7).
15. Elemento de filtração (5) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a porção de flange possui uma ranhura circunferencial formada no elemento de vedação (12) anular, sendo que a ranhura circunferencial é configurada para receber e engatar uma porção de extremidade de um tubo de saída (8).
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