BR102017021487A2

BR102017021487A2 - Elemento de filtro redondo, em especial para filtração de gás

Info

Publication number: BR102017021487A2
Application number: BR102017021487-7A
Authority: BR
Inventors: Neef Pascal; Donauer Nadine; Hettkamp Philipp; Sudermann Arthur; Fritzsching Torsten; Rieger Mario; Heim Michael
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2018-05-02
Also published as: US11247159B2; CN107952306A; DE102016012328B4; BR102017021487B1; DE102016012328A1; US20190134546A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo de filtragem, com um elemento de filtro básico, possui uma carcaça de filtro com uma forma de seção transversal alongada longitudinalmente, em que uma abertura de entrada de fluxo e uma abertura de saída de fluxo estejam dispostas na carcaça do filtro em lados opostos.

Description

(54) Título: ELEMENTO DE FILTRO REDONDO, EM ESPECIAL PARA FILTRAÇÃO DE GÁS (51) Int. Cl.: B01D 46/24; B01D 46/52; B01D 46/42; F02M 35/02 (52) CPC: B01D 46/2403,B01D 46/523,B01D 46/42,F02M 35/0203 (30) Prioridade Unionista: 17/10/2016 DE 102016012328.1 (73) Titular(es): MANN+HUMMEL GMBH (72) Inventor(es): PASCAL NEEF; NADINE DONAUER; PHILIPP HETTKAMP; ARTHUR SUDERMANN; TORSTEN FRITZSCHING; MARIO RIEGER; MICHAEL HEIM (74) Procurador(es): DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (57) Resumo: A presente invenção refere-se a um dispositivo de filtragem, com um elemento de filtro básico, possui uma carcaça de filtro com uma forma de seção transversal alongada longitudinalmente, em que uma abertura de entrada de fluxo e uma abertura de saída de fluxo estejam dispostas na carcaça do filtro em lados opostos.

Fig. 1

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ELEMENTO DE FILTRO REDONDO, EM ESPECIAL PARA FILTRAÇÃO DE GÁS.

Área técnica [001] A presente invenção refere-se à um elemento de filtro redondo, em particular para filtração de gás, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Estado da arte [002] Um elemento de filtro para filtração de ar é descrito em DE 10 2011 011 595 A1, cujo corpo central do filtro seja construído anularmente à sua volta e contenha um espaço de fluxo interno, no qual o fluido não purificado a ser purificado é introduzido axialmente. O corpo central do filtro, através do qual o fluido flui radialmente do interior para o exterior, possui uma forma de secção transversal alongada com lados estreitos semicirculares e lados longitudinais cônicos direcionados para dentro. O corpo central do filtro possui uma forma de seção transversal constante e permanente sobre a sua altura axial.

[003] A DE 10 2013 002 057 B4 descreve um dispositivo de filtragem, bem como um elemento de filtro que possui uma forma oval em corte transversal. O dispositivo de filtragem possui uma carcaça de recepção com uma conexão de entrada e saída, sendo a conexão de entrada situada sobre uma cobertura da carcaça e a conexão de saída está disposta sobre um corpo básico da carcaça. No elemento de filtro oval, um elemento secundário em forma de cartucho é acomodado, o qual é apoiado em uma seção de caixilho interno do elemento de filtro. [004] Além disso, um dispositivo de filtragem semelhante é conhecido do DE 10 201 416 850 A1, que também possui um elemento de filtro oval com uma carcaça correspondente e, adicionalmente, possui elementos guia, em especial em forma de espada, em uma zona de contato entre a carcaça de base e a cobertura da carcaça.

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Divulgação da Invenção [005] A invenção baseia-se no objetivo de projetar um dispositivo de filtragem com um elemento de filtro redondo, que possui um espaço de fluxo interno, no qual o fluido a ser purificado flui radialmente do interior para o exterior, através de procedimentos de construção simples de tal modo que, um alto desempenho de filtração seja obtido durante um longo período de operação.

[006] Este objetivo é conseguido, de acordo com a invenção, com as características da reivindicação 1. As sub-reivindicações indicam um apropriado aperfeiçoamento adicional.

[007] O dispositivo de filtragem, de acordo com a invenção, compreende um elemento de filtro redondo, em particular para filtração de gás, e de preferência serve como filtro de ar para o ar de admissão de um motor de combustão interna. Ele preferencialmente compreende uma carcaça de filtro para acomodar o elemento de filtro redondo. O elemento de filtro redondo tem um corpo central de filtro através do qual o fluido a ser purificado possa fluir na direção radial em relação ao eixo longitudinal do filtro do elemento de filtro ou do dispositivo de filtragem e envolve um espaço de fluxo interno. O elemento de filtro redondo e / ou a carcaça do filtro têm de preferência uma forma de secção transversal alongada. De preferência, é proporcionada uma abertura de entrada na carcaça do filtro para a introdução de um fluido não purificado e mais preferencialmente uma abertura de saída na carcaça do filtro para descarregar um fluido purificado, em lados opostos da carcaça do filtro. Pelo menos uma abertura, isto é, uma abertura de entrada e / ou uma abertura de saída também estão de preferência dispostas na região de um lado estreito da carcaça do filtro. A abertura de entrada e a abertura de saída são preferencialmente dispostas em lados estreitos opostos e também de preferência em relação ao eixo longitudinal da carcaça de filtro ou ao elemento de filtro em extremidaPetição 870170075938, de 06/10/2017, pág. 38/101

3/21 des axiais opostas à carcaça do filtro. Pelo menos uma abertura, isto é, uma abertura de entrada e / ou uma abertura de saída são, além disso, de preferência dispostas de modo a assumir um ângulo de no máximo 45°, em relação ao plano central longitudina I da carcaça do filtro, que intersepta os lados estreitos do aljamento do filtro. Desta forma, pode-se conseguir uma otimização das condições de fluxo, em particular em conjunto com o elemento de filtro redondo.

[008] O dispositivo de filtragem de acordo com a invenção com um elemento de filtro redondo é de preferência usado para filtração de gás, por exemplo para filtração de ar, em particular no trato de admissão de um motor de combustão interna de um veículo. O elemento do filtro possui um corpo médio de filtro fechado anularmente, cuja parede flui na direção radial pelo fluido a ser purificado. O corpo central do filtro compreende um espaço de fluxo interno, que é delimitado pela parede interna do corpo central do filtro, a parede interna formando o lado não purificado. O fluido a ser purificado é introduzido axialmente na câmara de fluxo interno e flui através da parede do corpo central do filtro na direção radial em relação ao seu eixo longitudinal. O lado externo do corpo central do filtro forma o lado limpo, através do qual o líquido limpo flui atrvés da parede do corpo central do filtro. As faces das extremidades axiais do corpo central do filtro são cobertas e vedadas por discos finais. Um disco final possui uma abertura central, que se comunica com a câmara de fluxo interno, para o guia de fluxo axial do fluido, enquanto que o disco final oposto é fechado e isola a câmara de fluxo interno axialmente para fora.

[009] A carcaça do filtro do dispositivo de filtragem possui uma forma de seção transversal alongada, oval ou ovalizada. A forma de seção transversal longitudinal compreende, por exemplo, uma forma de seção transversal com lados longitudinais paralelos e lados estreitos semicirculares. O elemento de filtro redondo a ser acomodado na

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4/21 carcaça do filtro também possui uma forma de seção transversal correspondente.

[0010] A carcaça do filtro, de acordo com a invenção, compreende uma carcaça de base de filtro bem como uma cobertura de carcaça, a qual pode ser colocada sobre a carcaça de base de filtro e com a qual um espaço de recepção na carcaça de base de filtro, na qual o elemento de filtro pode ser inserido, seja fechado. Tanto a carcaça de base de filtro como a cobertura da carcaça têm uma forma de seção transversal alongada.

[0011] Uma abertura de entrada para a introdução do fluido não purificado e uma abertura de saída para a descarga do fluido purificado são introduzidas na carcaça do filtro. A abertura de entrada e a abertura de saída estão localizadas em lados radialmente opostos da carcaça do filtro, os eixos de fluxo longitudinais das aberturas de entrada e saída, que caracterizam o curso do fluxo através da abertura respectiva, pelo menos aproximadamente na direção radial e ocupam um ângulo máximo de 45° em relação ao plano central longitudinal da carcaça do filtro. O plano central longitudinal da carcaça de filtro, neste caso, é aquele plano que intersecta os dois lados estreitos opostos da carcaça do filtro e, ao mesmo tempo, acomoda o eixo longitudinal da carcaça do filtro, bem como o elemento de filtro inserido. O plano central longitudinal preferencialmente divide a carcaça do filtro em duas metades simétricas como uma imagem espelhada, com base na geometria básica da carcaça do filtro.

[0012] Esta forma de realização tem a vantagem de que o fluxo do fluido, que é purificado no dispositivo de filtragem, sofre apenas um desvio relativamente pequeno e, consequentemente, a velocidade do fluxo através da geometria do filtro é reduzida apenas de uma maneira comparativamente pequena. Isso melhora o desempenho de filtragem do dispositivo de filtragem.

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5/21 [0013] De acordo com uma forma de realização adequada, tanto a abertura de entrada como a abertura de saída estão localizadas na carcaça da base do filtro, que serve para receber o elemento do filtro. No entanto, a abertura de entrada e a abertura de saída estão localizadas em lados opostos da carcaça de base do filtro. Vantajosamente, uma abertura de entrada também é introduzida na cobertura da carcaça que, no estado montado, se encontra sobreposta com a abertura de entrada da carcaça da base do filtro, quando a cobertura da carcaça esteja montada sobre a carcaça da base do filtro.

[0014] Os eixos longitudinais de abertura das aberturas de entrada e de saída na carcaça da base do filtro podem possuir pelo menos aproximadamente eixos longitudinais de abertura paralelos, em que, se for o caso, também seja considerado um ângulo entre os eixos longitudinais de abertura das aberturas de entrada e de saída, que seja, por exemplo, de 30°, em que também sejam considerados d esvios angulares superiores ou inferiores à 30°. No entanto, o d esvio de ângulo dos eixos longitudinais de abertura da abertura de entrada, bem como da abertura de saída oposta ao plano central longitudinal da carcaça do filtro, é, conforme descrito acima, em cada caso no máximo de 45°, em que podem ser considerados desvios angulares menores, como, por exemplo, um máximo de 30°. Além disso, também é possível que os eixos longitudinais de fluxo tanto da abertura de entrada como da abertura de saída sejam localizados respectivamente em, ou pelo menos, aproximadamente, no plano central longitudinal da carcaça do filtro. Numa forma de realização alternativa, os eixos longitudinais de abertura das aberturas de entrada e de saída estão pelo menos aproximadamente em um plano comum, mas este plano possui um ângulo com o plano central longitudinal que seja, em particular, no máximo de 30°ou no máximo de 45°.

[0015] De acordo com uma outra forma de realização conveniente,

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6/21 o eixo longitudinal de abertura da abertura de entrada e / ou da abertura de saída se situa pelo menos aproximadamente num plano que é ortogonal ao eixo longitudinal do filtro. Por exemplo, a abertura de entrada está localizada lateralmente na parede da carcaça da base do filtro, de modo que o eixo longitudinal de abertura da abertura de entrada é ortogonal ao eixo longitudinal do filtro e, portanto, fica no plano que é direcionado ortogonalmente ao eixo longitudinal do filtro. Com esta orientação da abertura de entrada, pode ser conveniente que a abertura de saída tenha uma inclinação que seja de pelo menos 30° em relação ao plano que é ortogonal ao eixo longitudinal do filtro. A abertura de saída é, em particular, disposta numa região da carcaça da base do filtro perto do fundo, por exemplo na região de transição entre uma parede lateral e o fundo da carcaça da base do filtro.

[0016] Alternativamente, está prevista uma forma de realização na qual a abertura de entrada ou a abertura de saída estejam alinhadas de tal maneira que, os seus eixos longitudinais de abertura situam-se cada um pelo menos aproximadamente no plano ortogonal ao eixo longitudinal do filtro, ou uma forma de realização com uma abertura de entrada disposta angularmente e uma abertura de saída, cujo eixo longitudinal de abertura se localiza pelo menos aproximadamente no plano ortogonal ao eixo longitudinal do filtro.

[0017] Tanto a abertura de entrada como a abertura de saída podem estar localizadas nas peças de conexão da carcaça, que estão integralmente ajustados na carcaça de base do filtro. As peças de conexão da carcaça sobressaem acima da carcaça da base do filtro, em particular na direção radial, em relação ao eixo longitudinal do filtro. [0018] De acordo com uma outra forma de realização vantajosa, uma peça de conexão de guia de fluxo preferencialmente em forma de espada está disposta no lado interno da cobertura da carcaça, que suporta a introdução do fluxo de fluido na câmara de fluxo interno e da

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7/21 carga uniforme de partículas do elemento de filtro durante a filtração do fluido, em particular também nos casos de fluxo não simétrico ou não paralelo. O fluido não purificado é de preferência dirigido de fora radialmente na direção do corpo central do filtro e, em seguida, invade a peça de conexão de guia de fluxo no lado interno da cobertura da carcaça, a qual influencia o escoamento do fluido, por exemplo dividindo-o e / ou escoando-o axialmente na direção da câmara de fluxo interno no corpo central do filtro.

[0019] Várias formas de realização da peça de conexão de guia de fluxo são consideradas. A peça de conexão da guia de fluxo pode ser construída ou retilínea ou sobre um plano, ou, de acordo com uma forma de realização alternativa, curvada. A peça de conexão de guia de fluxo pode prolongar-se, no caso da construção retilínea, na direção axial do elemento de filtro, de modo que as paredes da peça de conexão de guia de fluxo se prolonguem paralelamente ao eixo longitudinal do elemento de filtro.

[0020] A peça de conexão da guia de fluxo pode se projetar na abertura de fluxo, que é introduzida no disco final do elemento do filtro redondo, através do qual o fluido não purificado é introduzido na câmara de fluxo interno no corpo central do filtro.

[0021] De acordo com uma outra forma de realização conveniente, o elemento de filtro no estado instalado projeta-se axialmente ligeiramente para fora da face de extremidade da carcaça da base do filtro, pelo que é facilitada a remoção do elemento de filtro da carcaça da base do filtro, por exemplo, para fins de manutenção. O suporte de vedação com o elemento de vedação está localizado a uma pequena distância axial da face de extremidade saliente do elemento de filtro e garante a separação de fluxo entre a porção externa do elemento de filtro e a porção interna do elemento de filtro alojada na carcaça da base do filtro. [0022] O disco final fornecido com a abertura central é convenienPetição 870170075938, de 06/10/2017, pág. 43/101

8/21 temente arredondado sobre o elemento do filtro no lado interno radial, pelo que é facilitada a entrada do ar não purificado na câmara interna do corpo central do filtro. O raio de arredondamento é vantajosamente maior no lado interno do disco final do que no lado externo. O raio no lado interno é, se necessário, tão grande que o início do raio na face final ainda se situe dentro do contorno do corpo central do filtro.

[0023] De preferência, a parede interna e a parede externa do corpo central do filtro são concêntricas entre si, de modo que o corpo do central filtro possua uma espessura radial constante.

[0024] De acordo com uma outra forma de realização conveniente, o elemento de filtro redondo tem uma forma de seção transversal que se afunila na direção axial, de modo que a circunferência externa do elemento de filtro redondo na região do primeiro disco final é de tamanho diferente em comparação com a circunferência externa do elemento de filtro redondo na região do disco da segunda extremidade oposta. Também nesta forma de realização, são possíveis formas redondas de seção transversal na região dos dois discos finais de modo que o elemento de filtro redondo e o corpo central do filtro sejam construídos em forma cônica. Além disso, também é possível fornecer uma forma de seção transversal oval ou ovalizada na região dos dois discos finais.

[0025] No caso de uma forma de corte transversal do elemento de filtro redonda se afunilando, o disco final pode ser construído fechado no lado de extremidade com uma circunferência externa menor e fechar axialmente a câmara de fluxo interno, enquanto que o disco final oposta possui na circunferência externa maior, uma abertura de fluxo para a introdução de fluido na câmara de fluxo interno.

[0026] Além disso, são também possíveis formas de realização em que o disco final seja construído fechado na face de extremidade com uma circunferência externa maior e fecha axialmente a câmara de fluPetição 870170075938, de 06/10/2017, pág. 44/101

9/21 xo interna, e o disco final oposto possui na circunferência externa menor uma abertura de fluxo para a introdução de fluido na câmara de fluxo interna.

[0027] O elemento de filtro redondo possui uma grade de suporte na parede externa do corpo central do filtro, que é particularmente construída em forma estável. A grade de suporte é projetada, por exemplo, como uma peça moldada por injeção de termoplástico. Devido ao fluxo através do corpo central do filtro fluir radialmente do interior para o exterior, a parede do corpo central do filtro é submetida à uma pressão dirigida radialmente para fora, sob a qual a parede tende a se abaular para fora. A grade de suporte na parede externa do corpo central do filtro impede uma deformação da parede radialmente para fora e mantém o corpo central do filtro em sua forma durante a filtração, de modo que a deformação seja evitada. Conseqüentemente, o corpo central do filtro mantém sua forma geométrica original durante um longo período de operação e as condições de fluxo, durante a filtração do fluido, são mantidas. Além disso, o corpo central do filtro experimenta um suporte no lado externo pela grade de suporte, de modo que o corpo central do filtro é submetido a cargas mais baixas e o risco de danos ao corpo central do filtro é reduzido. Vantajosamente, pelo menos uma face de extremidade da grade de suporte, opcionalmente ambas as extremidades, está incorporada aos discos finais. O disco final consiste preferencialmente de um material mais macio do que o da grade de suporte e de um suporte de vedação no elemento de filtro, o qual recebe um elemento de vedação.

[0028] O corpo central do filtro é de preferência concebido como um filtro plissado com uma multiplicidade de pregas de filtro. As pregas de filtro se estendem de preferência na direção radial ou aproximadamente na direção radial e, portanto, na direção do fluxo de passagem e, ao mesmo tempo, se estendem axialmente entre as duas faces de

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10/21 extremidade do corpo central do filtro. O filtro plissado é construído fechado sob a forma de um anel.

[0029] Em particular, exatamente um corpo central de filtro, construído como um filtro redondo, está disposto no elemento de filtro. [0030] De acordo com uma outra forma de realização vantajosa, um corpo moldado é construído no lado de extremidade do corpo central do filtro, o qual adicionalmente estabiliza o corpo central do filtro e, na forma de execução como filtro plissado, mantém as pregas do filtro na posição desejada. Na forma de realização com uma área de seção transversal afunilada, o corpo moldado está de preferência localizado na face de extremidade com uma área reduzida de seção transversal. O corpo moldado pode ser formado de uma só peça junto com a estrutura de suporte no corpo central do filtro, de modo que as forças de suporte, as quais atuam na face de extremidade do elemento de filtro com o corpo moldado sejam guiadas, através do corpo moldado, sobre a grade de suporte e o disco final seja isento das forças de suporte. [0031] O contorno externo do corpo moldado corresponde, vantajosamente, ao contorno externo e / ou ao contorno interno da face de extremidade do corpo central do filtro, no qual o corpo moldado esteja posicionado no corpo central do filtro. Pode ser conveniente conectarse o corpo moldado, pelo menos parcialmente, com o disco final adjacente, por exemplo, formando uma cúpula no corpo moldado, que se projeta no disco final. O disco final, no qual uma ou mais seções do corpo moldado estão situadas, é construído de preferência fechado e veda herméticamente a câmara interna no corpo central do filtro. Se necessário, o corpo moldado pode se afunilar em forma de cunha em direção à sua face de extremidade livre, pelo que o processo de fabricação do elemento de filtro é simplificado e suportado. O corpo moldado é, em particular, concebido como um corpo longitudinal e se estende entre os lados opostos da grade de suporte.

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11/21 [0032] De acordo com uma forma de realização vantajosa, o elemento de filtro redondo possui um elemento de vedação, em particular um anel de vedação periférico que está disposto sobre um suporte de vedação que é formado separadamente do disco final e adjacente ao lado do disco final, por onde o fluxo de ar não purificado passa, disco este através do qual o fluido não purificado é introduzido na câmara de fluxo interno. O elemento de vedação está axial e radialmente afastado do disco final adjacente mais próximo. Uma vedação do lado não purificado, do lado purificado, ocorre através do elemento de vedação. Devido à construção separada do suporte de vedação em relação ao disco final, o disco final não está sujeito às forças de retenção e vedação, as quais são absorvidas pelo elemento de vedação e pelo suporte de vedação na situação instalada do elemento de filtro redondo. O disco final permanece inalterado pelas forças de retenção e vedação. Devido à distância entre o elemento de vedação e vantajosamente também o suporte de vedação axial e radialmente ao disco final adjacente, o suporte de vedação e o elemento de vedação também têm uma folga do lado limpo ou externo do corpo central do filtro, de modo que o fluido pode passar sem impedimento do suporte de vedação e do elemento de vedação através do lado limpo do corpo central do filtro. O suporte de vedação é construído para ser impermeável, e conecta vantajosamente o próximo disco final de forma impermeável ao elemento de vedação.

[0033] O suporte de vedação está axialmente afastado da extremidade do disco final adjacente, mais próximo. A distância axial, por exemplo, é no máximo de 30% da altura axial do elemento de filtro, de preferência no máximo 20% da altura axial ou no máximo 10% da altura axial.

[0034] De acordo com uma forma de realização preferida, o suporte de vedação está disposto na grade de suporte. Em particular, é aPetição 870170075938, de 06/10/2017, pág. 47/101

12/21 dequada uma implementação das grades de suporte e dos suportes de vedação em uma peça só, que de preferência seja construída em componentes plásticos. As forças de vedação e de retenção como também às de suporte são correspondentemente absorvidas através do suporte de vedação e da grade de suporte, enquanto que o corpo central do filtro está isento dessas forças.

[0035] De acordo com uma outra forma de realização vantajosa, o suporte de vedação é construído como uma parede de suporte circunferencial, que se prolonga a uma distância da superfície circunferencial externa do corpo central do filtro. A parede do suporte se prolonga em particular paralelamente à superfície circunferencial externa do corpo central do filtro. O elemento de vedação é vantajosamente inserido numa peça de conexão de recepção na parede de suporte, sendo a peça de conexão de recepção preferencialmente localizada sobre ou adjacente à uma face de extremidade da parede de suporte. A posição do elemento de vedação na parede de suporte está localizada na face de extremidade da parede de suporte, a qual se afasta do disco final adjacente.

[0036] O suporte de vedação é vantajosamente apoiado, na posição de montagem, sobre um componente da carcaça, por exemplo em um ressalto interno em uma carcaça da base de filtro, a qual acomoda o elemento de filtro e sobre a qual possa ser colocada uma cobertura de carcaça.

[0037] Na face de extremidade, em particular no lado superior do suporte de vedação, podem ser ajustados nódulos, vantajosamente à uma distância axial da face de extremidade. Estes nódulos possuem a função de uma compensação de tolerância e podem compensar os desvios do suporte de vedação à partir de uma superfície plana, para a montagem da cobertura da carcaça e / ou a montagem sobre a saliência da carcaça da base do filtro. Os nódulos são, por exemplo, em

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13/21 forma de haste e estão paralelos à parede lateral do suporte de vedação; os nódulos em forma de haste estendem-se, por exemplo, na direção radial. Na posição de montagem, os nódulos se pressionam para dentro do material do componente da carcaça e / ou os nódulos se tornam particularmente elásticos ou se deformam plásticamente e, assim, compensam os desvios de tolerância. De preferência, um material mais suave é selecionado para os nódulos que para o componente de carcaça (em particular da cobertura da carcaça), de modo que a deformação ocorra essencialmente ou completamente nos nódulos.

[0038] De acordo com uma outra forma de realização conveniente, o disco final menor possui ressaltos de suporte que se salientam radialmente. Vantajosamente, estes ressaltos de suporte não se salientam mais na direção radial do que o disco final oposto ou do contorno interno ou externo da vedação situada no lado oposto. No entanto, uma pequena sobretensão também pode ser fornecida para atingir um estresse particularmente forte. O contorno interno do suporte de vedação e / ou do elemento de vedação avança, vantajosamente, na direção radial, essencialmente ao longo da circunferência externa do disco final maior.

[0039] No caso de uma forma de seção transversal oval ou ovalizada do corpo central do filtro, os ressaltos de suporte estão preferencialmente localizados nos lados longitudinais e estão dispostos, em particular, no disco final, de preferência no disco final menor, em particular de forma integral com o disco final e formado sobre o mesmo. No entanto, também é possível organizar um ou mais ressaltos no lado estreito do disco final. Os ressaltos sobressaem na direção radial além do disco final e suportam o elemento do filtro redondo, no estado instalado, na carcaça do filtro receptor.

Breve descrição dos desenhos [0040] Outras vantagens e realizações adequadas podem ser obPetição 870170075938, de 06/10/2017, pág. 49/101

14/21 tidas à partir das reivindicações adicionais, da descrição das figuras e dos desenhos. Mostra-se:

[0041] Na figura 1 uma vista explodida de um dispositivo de filtragem para filtração de gás, com uma carcaça de base de filtro, um elemento de filtro e uma cobertura de carcaça;

[0042] Na figura 2 uma vista em perspectiva do dispositivo de filtragem no estado montado;

[0043] Na figura 3 uma vista de cima em perspectiva do elemento de filtro;

[0044] Na figura 4 uma vista de baixo em perspectiva do elemento de filtro;

[0045] Na figura 5 uma vista interna da cobertura da carcaça, com uma nervura de guia de fluxo no interior da cobertura da carcaça;

[0046] Na figura 6 uma vista em perspectiva de uma secção do dispositivo de filtragem na região da cobertura da carcaça;

[0047] Na figura 7 uma secção adicional através do dispositivo de filtragem; e [0048] Na figura 8 uma vista em planta de uma carcaça da base de filtro com elemento de filtro inserido, em que peças de conexão de entrada e de saída do fluxo são formadas na carcaça da base do filtro. [0049] Nas figuras, os componentes iguais de construção são apresentados com os mesmos números de referência.

Forma(s) de realização da invenção [0050] As figuras 1, 2, 6 e 7 mostram um dispositivo de filtragem 1 que é de preferência usado para filtração de gás, em particular para filtração de ar no trato de admissão de um motor de combustão interna. O dispositivo de filtragem 1 compreende uma carcaça de filtro 2, que é composto por uma carcaça de base de filtro 3 e uma cobertura de carcaça 4, e de um elemento de filtro 5, o qual pode ser inserido na carcaça de base de filtro 3. A cobertura da carcaça 4 fecha a câmara

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15/21 de recepção na carcaça da base do filtro para o recebimento do elemento de filtro 5.

[0051] Como pode ser visto nas figuras 1, 3 e 4, o elemento de filtro 5 está equipado com um corpo central de filtro 6, no qual é realizada a filtração do fluido a ser purificado. O elemento de filtro 5 é concebido como um elemento de filtro redondo, correspondentemente, o corpo central de filtro 6 também é concebido como um elemento redondo, que inclui uma câmara de fluxo interna 7 na qual o fluido a ser purificado é introduzido. O fluido é introduzido na câmara de fluxo 7 axialmente em relação ao eixo longitudinal do filtro 8 do elemento de filtro 5 e ao dispositivo de filtragem 1 (figura 1). Posteriormente, o fluido flui radialmente do interior para o exterior da parede do corpo central do filtro 6. Consequentemente, a parede interna do corpo central do filtro 6 forma o lado não purificado e a parede externa forma o lado purificado.

[0052] O elemento de filtro 5 e o corpo central de filtro 6 possuem uma forma fortemente ovalizada com dois lados longitudinais paralelos e lados estreitos semicirculares. Além disso, o elemento de filtro 5 possui uma forma básica cônica em que as faces de extremidade axialmente opostas do elemento de filtro 5 possuem tamanhos diferentes e também uma circunferência externa diferente. As faces de extremidade axiais do corpo central do filtro 6 são cobertas respectivamente por um disco final vedante 9, 10, sendo o disco final 9 aberto na face de extremidade maior do elemento de filtro 5 e tendo uma abertura de fluxo 11, através da qual o fluido não purificado pode fluir para a câmara de fluxo interna 7. Por outro lado, o disco final oposto 10 está fechado, como pode ser visto na figura 4, de modo que a câmara de fluxo interno 7 neste lado também esteja fechada axialmente.

[0053] No disco final construído fechado 10 são colocados nódulos 12, que se estendem radialmente para fora e estão posicionados nos

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16/21 lados longitudinais adjacentes aos lados estreitos. Os nódulos 12, que são construídos em uma só peça com o disco final 10, suportam o elemento de filtro 5 no estado montado na carcaça da base do filtro 3. Na direção radial, os nódulos 12 não sobressaem além do disco final oposto 9.

[0054] Na parede externa do corpo central do filtro 6 se situa uma grade de suporte 13, que é produzida em particular a partir de plástico e é construída separadamente dos discos finais 9 e 10. A grade de suporte 13 suporta o corpo central do filtro na sua parede externa na direção radial. Devido ao fluxo radial, do interior para o exterior, do corpo central do filtro 6, é produzida uma pressão dirigida para fora no corpo central do filtro, a qual é atenuada pela grade de suporte 13. Isso garante que o corpo central do filtro 6 não se deforme devido à pressão do fluido, que flui através dele.

[0055] Adjacente ao disco final 9, no qual a abertura de escoamento 11, para a introdução do fluido não purificado, está localizada, situase um suporte de vedação 14, o qual é o suporte de um elemento de vedação 15. O suporte de vedação 14 é concebido como uma parede de suporte circunferencial, que se encontra num plano ortogonal ao eixo longitudinal 8 e está de preferência incorporada em uma só peça com a estrutura de suporte 13. O suporte de vedação 14 está disposto em uma pequena distância axial em relação ao disco final superior 9 e com uma distância axial consideravelmente maior em relação ao disco final inferior 10. A circunferência externa do suporte de vedação 14 possui uma extensão radial maior do que a parede externa do corpo central do filtro 6.

[0056] O elemento de vedação 15 é concebido como um anel de vedação, o qual é de preferência inserido numa peça de conexão de recepção, situada na face de extremidade da parede de suporte 14, no lado oposto ao disco final adjacente 9. O elemento de vedação 15 fica

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17/21 afastado do disco final 9 mais próximo e virado para o disco final oposto 10 e, no estado instalado, repousa sobre um ressalto circunferencial 16 (figura 1) na parede interna da carcaça de base de filtro de recepção 3. O ressalto 16 está axialmente afastado da extremidade superior da carcaça de base do filtro 3.

[0057] As seguintes explicações referem-se à cobertura de carcaça 4, que possui em seu interior uma nervura de guia de fluxo, em forma de espada 17 (figuras 5, 6, 7). A nervura de guia de fluxo 17 é, em particular, retilínea e construída sobre um plano e se prolonga axialmente no estado montado, como pode ser visto nas figuras 6 e 7, na câmara de fluxo interno 7, dentro do elemento de filtro 5. A nervura de guia de fluxo 17 é construída em uma peça só com a cobertura de carcaça 4.

[0058] Uma abertura de entrada lateral 19 é introduzida na cobertura da carcaça 4, através da qual o fluido não purificado pode fluir radialmente para o dispositivo de filtragem. A abertura de entrada 19 na cobertura de carcaça 4 corresponde à uma abertura de entrada adicional 20, que é introduzida na carcaça de base do filtro 3. Quando a cobertura da carcaça 4 está montada, as aberturas de entrada 19 e 20 situam-se uma acima da outra, de modo que é formado um percurso de fluxo contínuo, para o fluido não purificado. A face de extremidade 18 da nervura de guia de fluxo 17 está virada para a abertura de entrada 19 na cobertura de carcaça 4. A nervura de guia de fluxo 17 está localizada, em particular, centralmente no lado interno da cobertura de carcaça 4, de modo que o fluido não purificado alimentado radialmente, seja dividido pela nervura de guia de fluxo em forma de espada 17 e também experimente um fluxo axial adicional e melhorado na direção da câmara de fluxo interno 7, no corpo central do filtro 6.

[0059] Como pode ser visto nas figuras 1, 2 e 7, uma abertura de saída radial lateral 21 situa-se na carcaça de base do filtro 3 para o

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18/21 escoamento do fluido purificado. Os eixos longitudinais de fluxo das aberturas de entrada 19 e 20, por um lado, e da abertura de saída 21, por outro lado, avançam pelo menos aproximadamente de forma paralela. O plano do elemento de guia de fluxo 17 também pode avançar pelo menos aproximadamente paralelo aos eixos de fluxo longitudinais das aberturas de entrada e à abertura de saída, embora também sejam possíveis formas de realização com uma disposição não paralela tanto do elemento de guia de fluxo 17 em relação às aberturas 19, 20 e 21, bem como entre as aberturas de entrada 19 e 20 e a abertura de saída 21.

[0060] Como pode ser visto na figura 7, um corpo moldado 22 está disposto na região inferior do elemento de filtro 5, adjacente ao disco final inferior 10, que é, em particular, construído em uma peça só com a grade de suporte 13. O corpo moldado 22 projeta-se axialmente para dentro da câmara de fluxo interna 7 no corpo central do filtro 6 e garante a estabilização do corpo central do filtro 6, o qual é concebido como um filtro plissado. O corpo moldado 22 se afunila em forma de cunha em direção à sua face de extremidade aberta e possui uma abóbada abaixada 23 na região do meio, no disco inferior final 10. As seções radialmente externas do corpo moldado 22 também se projetam para dentro do disco final 10, através do que é conseguida uma conexão fixa entre o corpo moldado 22 e o disco final inferior 10. O corpo moldado 22 é pelo menos essencialmente retilíneo e se prolonga na direção longitudinal do corpo central do filtro 6. As seções radialmente externas do corpo moldado 22 estão conectadas à grade de suporte 13, de modo que as forças de suporte e de retenção sejam absorvidas pelo corpo moldado 22 e, desta forma, o disco final inferior 10 seja aliviado.

[0061] Como pode ser visto na figura 7 em conjunto com a figura 4, uma parte de suporte anular 24 é formada centralmente no disco

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19/21 final inferior 10 no lado axialmente afastado da câmara de fluxo interna 7, com o qual o elemento de filtro 5 pode ser colocado sobre uma abóbada de suporte 25 no lado da carcaça. A abóbada de suporte 25 está localizada na parte inferior da carcaça de base do filtro 3. A parte de suporte anular 24 possui uma forma de seção transversal alongada longitudinalmente.

[0062] Como também pode ser visto na figura 7, as aberturas de entrada 19 e 20 estão posicionadas de tal maneira que, a face de extremidade do disco final superior 9, em relação às aberturas de entrada 19 e 20, formam um contorno contínuo, o qual se encontra no mesmo nível. O lado interno inferior das aberturas de entrada 19 e 20 está localizado axialmente, ao mesmo nível do que a face de extremidade externa do disco de extremidade superior 9. Isto garante uma entrada sem obstruções do fluido não purificado.

[0063] Como pode ser visto na figura 7 em conjunto com a figura 3, o disco final superior 9 está provido, no seu lado radialmente interno virado para a abertura central, de um arredondamento 26, o qual facilita a entrada do fluido não purificado na câmara de fluxo interna 7. O raio do arredondamento 26 no lado interno radial do disco final 9 é maior do que no lado externo radial do disco final 9.

[0064] A figura 8 mostra uma vista em planta de uma carcaça de base do filtro 3 com o elemento de filtro 5 inserido, mas sem a cobertura da carcaça. Análogo ao elemento de filtro 5, a carcaça de base do filtro 3 possui uma forma de seção transversal alongada longitudinalmente com lados estreitos semicirculares e lados longitudinais retilíneos. A carcaça de base do filtro 3 possui uma forma de seção transversal constante sobre a altura axial. Com relação a um plano central longitudinal 50, que se estende através do centro da carcaça de base do filtro 3 e corta os lados estreitos semicirculares centralmente, a geometria básica da carcaça de base do filtro 3, com as paredes laterais

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20/21 adjacentes e o chão, é construída simetricamente como uma imagem espelhada.

[0065] Na carcaça de base do filtro 3, em lados diametralmente opostos aos lados estreitos, são construídas peças de conexão de carcaça 51 e 52. A peça de conexão da carcaça 51 forma uma peça de conexão de entrada de fluxo para a introdução do fluido não purificado, a peça de conexão da carcaça 52 forma a peça de conexão de saída de fluxo, através da qual o fluido purificado é escoado. Por conseguinte, a abertura de entrada de fluxo 20 se situa ao lado da extremidade aberta da peça de conexão de entrada de fluxo, e a abertura de escoamento 21 se situa ao lado da extremidade aberta da peça de conexão de escoamento de fluxo 52. As peças de conexão 51 e 52 são construídas, respectivamente, em linha reta, os eixos longitudinais das peças de conexão 53 e 54 formam simultaneamente o eixo longitudinal de abertura ao nível da abertura de entrada 20 ou da abertura de saída 21, as quais definem a direção do respectivo fluxo de fluido. Tanto o eixo longitudinal de abertura 53 da abertura de entrada 20, bem como o eixo longitudinal de abertura 54 da abertura de escoamento 21, encontram-se num ângulo em relação ao plano central longitudinal 50, o qual é menor do que 30°. Os eixos I ongitudinais de abertura 53 e 54 avançam paralelos entre si.

[0066] Além disso, são possíveis orientações diferentes tanto da peça de conexão de entrada 51 como da peça de conexão de saída 52, em relação a um plano ortogonal ao eixo longitudinal do filtro. Numa concretização vantajosa, os eixos longitudinais de abertura 53 e 54 das peças de conexão 51 e 52 prolongam-se paralelamente ao plano, que é dirigido ortogonalmente ao eixo longitudinal do filtro. No entanto, os desvios angulares também são possíveis apenas para uma peça de conexão 51, 52 ou para ambas as peças de conexão 51, 52, por exemplo, o acessório de saída 52 sendo direcionado para baixo em um

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21/21 ângulo de preferencialmente de 30° em relação ao p lano que é direcionado ortogonalmente ao eixo longitudinal do filtro e, portanto, longe do lado aberto da carcaça de base do filtro 3.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de filtragem com um elemento de filtro redondo, em particular para filtração de gás, por exemplo para um filtro de ar, que compreende uma carcaça de filtro (2) para receber o elemento de filtro redondo, que possui um corpo central de filtro (6), cuja parede está, em relação ao fluido a ser purificado, o qual flui no sentido radial em relação ao eixo longitudinal do filtro (8) do elemento de filtro (5) ou do dispositivo de filtragem (1), em que a carcaça do filtro (2) possui uma forma de seção transversal alongada longitudinalmente, caracterizado pelo fato de que, uma abertura de entrada de fluxo (19, 20) estar posicionada na carcaça de filtro (2), para a introdução de um fluido bruto não purificado e uma abertura de saída de fluxo (21) estar posicionada na carcaça de filtro (2), para a descarga do fluido limpo em lados opostos da carcaça de filtro (2), em que tanto a abertura de entrada (19, 20) como a abertura de saída (21) assumem um ângulo máximo de 45° máximo, em relação ao plano central lon gitudinal da carcaça de filtro (2), o qual intersecta os lados estreitos da carcaça de filtro (2), em que a carcaça do filtro (2) possui uma carcaça da base do filtro (3) e uma cobertura de carcaça (4), como componentes da carcaça, e a abertura de entrada de fluxo (19, 20) e a abertura de saída de fluxo (21) estão dispostas na carcaça da base do filtro (3).
2. Dispositivo de filtragem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, uma abertura de entrada de fluxo (19, 20) ser também posicionada na cobertura da carcaça (4), a qual no estado montado é coberta com a abertura de entrada de fluxo (19, 20) na carcaça de base do filtro (3).
3. Dispositivo de filtragem de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, a abertura de entrada de fluxo (19, 20) e a abertura de saída de fluxo (21) possuir pelo menos aproximadamente eixos longitudinais de abertura (53, 54) paralelos.

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4. Dispositivo de filtragem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, os eixos longitudinais de abertura (53, 54) das aberturas de entrada e saída de fluxo (21), possuirem um ângulo, de uma em relação à outra, de pelo menos 30°.
5. Dispositivo de filtragem de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, os eixos longitudinais de abertura (53, 54) das aberturas de entrada e saída de fluxo (21) estarem localizados, pelo menos aproximadamente, em um plano comum.
6. Dispositivo de filtragem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, os eixos longitudinais de abertura (53, 54) da abertura de entrada de fluxo (19, 20) e/ou da abertura de saída de fluxo (21) estarem localizados, pelo menos aproximadamente, em um plano ortogonal ao eixo longitudinal do filtro.
7. Dispositivo de filtragem de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, o eixo longitudinal de abertura (53, 54) da abertura de saída de fluxo (21) possuir uma inclinação de pelo menos 30 °em relação ao plano ortogonal ao eixo long itudinal do filtro.
8. Dispositivo de filtragem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, um elemento de guia de fluxo (17), que está virado para o lado de entrada ou de saída do corpo central do filtro (6), esteja disposto no interior da cobertura da carcaça (4).
9. Dispositivo de filtragem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, um ressalto circunferencial (16) esteja disposto na parede interna da carcaça de filtro (3), para apoiar o elemento de filtro (5) a ser acomodado.
10. Elemento de filtro para um dispositivo de filtragem (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizaPetição 870170075938, de 06/10/2017, pág. 59/101

3/3 do pelo fato de que o elemento de filtro (5) possui um corpo central de filtro (6), cuja parede está, em relação ao fluido a ser purificado, o qual flui no sentido radial em relação ao eixo longitudinal (8) do corpo central do filtro (6), em que o corpo central do filtro (6) possui uma forma de seção transversal longitudinal alongada, e uma grade de suporte (13) disposta sobre uma parede externa do corpo central do filtro (6).
11. Elemento de filtro de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, o corpo central do filtro (6) ser construído como um filtro plissado.

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