BR102018074695A2

BR102018074695A2 - Filtro oval com vedação radial elíptica externa e estrutura de suporte interna

Info

Publication number: BR102018074695A2
Application number: BR102018074695-2A
Authority: BR
Inventors: Jessie A. Knight; Scott G. Manke
Original assignee: Cummins Filtration Ip, Inc.
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2019-11-26
Also published as: US20190344207A1; CO2018012902A1; CA3024234A1; CA3024234C; MX2018011747A; US10918978B2; BR102018074695B1; DE202018105359U1; US11452952B2; US20210086109A1

Abstract

várias modalidades se referem a um elemento filtrante. o elemento filtrante inclui uma primeira placa terminal que define uma primeira abertura de placa terminal e uma segunda placa terminal. o meio filtrante é posicionado entre, e estendendo-se axialmente entre, a primeira placa terminal e a segunda placa terminal. o meio filtrante define uma abertura central que se estende axialmente no mesmo. uma estrutura de suporte está disposta dentro da abertura central do meio filtrante e é fixada à primeira placa terminal e à segunda placa terminal. a estrutura de suporte inclui uma extensão lobulada axial que se estende a partir de uma primeira extremidade da estrutura de suporte até uma segunda extremidade da estrutura de suporte. a estrutura de suporte é configurada para resistir ao achatamento do elemento filtrante.

Description

FILTRO OVAL COM VEDAÇÃO RADIAL ELÍPTICA EXTERNA E ESTRUTURA DE SUPORTE INTERNA

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE PATENTE CORRELATOS [001] O presente pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente Provisório US n° 62/668.602, depositado em 8 de maio de 2018, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO [002] O presente pedido refere-se a sistemas de filtração. Mais particularmente, o presente pedido se refere a sistemas de filtração de fluido que têm um elemento filtrante substituível.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003] De modo geral, os motores de combustão interna queimam uma mistura de combustível (por exemplo, gasolina, diesel, gás natural, etc.) e ar. Óleo de lubrificação também é fornecido ao motor para lubrificar os vários componentes móveis do motor. Antes de entrar no motor ou durante o funcionamento do motor, o ar de admissão, o combustível, o óleo de lubrificação e outros fluidos passam, tipicamente, através de sistemas de filtração para a remoção de contaminantes (por exemplo, poeira, água, óleo, etc.) dos fluidos. Os sistemas de filtração incluem elementos filtrantes que têm meios filtrantes. À medida que o fluido passa através do meio filtrante, este remove pelo menos uma porção dos contaminantes no fluido.

[004] Os elementos filtrantes (por exemplo, cartuchos de filtro) frequentemente incluem um membro de vedação que é comprimido contra um componente do invólucro do sistema de filtração ou outra porção do sistema de filtração. A vedação adequada em tais sistemas é importante para manter a eficiência do sistema, de modo a atender às regulagens de emissão e fornecer proteção adequada a um motor. Ou seja, é necessária uma vedação adequada para manter a separação entre os lados sujos e limpos de um filtro usado nesses sistemas. O elemento filtrante e o elemento vedante

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2/17 podem incluir formatos que, quando o comprimento axial do elemento filtrante aumenta, fazem com que o elemento filtrante seja achatado sob determinadas condições de filtração.

SUMÁRIO [005] Várias modalidades se referem a um elemento filtrante. O elemento filtrante inclui uma primeira placa terminal que define uma primeira abertura de placa terminal e uma segunda placa terminal. O meio filtrante é posicionado entre, e estendendo-se axialmente entre, a primeira placa terminal e a segunda placa terminal. O meio filtrante define uma abertura central que se estende axialmente no mesmo. Uma estrutura de suporte está disposta dentro da abertura central do meio filtrante e é fixada à primeira placa terminal e à segunda placa terminal. A estrutura de suporte inclui uma extensão lobulada axial que se estende a partir de uma primeira extremidade da estrutura de suporte até uma segunda extremidade da estrutura de suporte. A estrutura de suporte é configurada para resistir ao achatamento do elemento filtrante.

[006] Outra modalidade exemplificadora se refere a um sistema de filtração. O sistema de filtração inclui um invólucro e um elemento filtrante posicionado dentro do invólucro. O elemento filtrante inclui uma primeira placa terminal que define uma primeira abertura de placa terminal e uma segunda placa terminal. O meio filtrante é posicionado entre, e estendendo-se axialmente entre, a primeira placa terminal e a segunda placa terminal. O meio filtrante define uma abertura central que se estende axialmente no mesmo. Uma estrutura de suporte está disposta dentro da abertura central do meio filtrante e é fixada à primeira placa terminal e à segunda placa terminal. A estrutura de suporte inclui uma extensão lobulada axial que se estende a partir de uma primeira extremidade da estrutura de suporte até uma segunda extremidade da estrutura de suporte. A estrutura de suporte é configurada para resistir ao achatamento do elemento filtrante.

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3/17 [007] Estas e outras características, juntamente com a organização e o modo de operação das mesmas, ficarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, quando tomada em conjunto com os desenhos em anexo, sendo que elementos similares têm números similares ao longo dos vários desenhos descritos abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [008] A Figura 1A mostra uma vista lateral explodida de um elemento filtrante com uma vedação elíptica e uma estrutura de suporte interna de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[009] A Figura 1B mostra uma vista em perspectiva de um elemento filtrante da Figura 1A.

[010] A Figura 1C mostra uma vista em seção transversal do elemento filtrante da Figura 1A.

[011] A Figura 2 mostra uma vista de topo do membro protuberante elíptico do elemento filtrante da Figura 1A.

[012] A Figura 3A mostra uma vista em perspectiva da estrutura de suporte interna do elemento filtrante da Figura 1A, de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[013] A Figura 3B mostra uma vista em perspectiva de um único membro de suporte axial da estrutura de suporte interna da Figura 3A.

[014] A Figura 4A mostra uma vista em perspectiva de um sistema de filtração que tem um elemento filtrante com uma vedação elíptica e uma estrutura de suporte interna de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[015] A Figura 4B mostra uma vista em seção transversal do sistema de filtração da Figura 4A.

DESCRIÇÃO DETALHADA [016] Com referência às Figuras de modo geral, várias modalidades aqui

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4/17 reveladas se referem a um sistema de filtração com um elemento filtrante que inclui uma configuração de vedação exclusiva entre um elemento filtrante e um invólucro e uma estrutura de suporte interna dentro do elemento filtrante que inibe o achatamento do elemento filtrante durante a operação. A interface de vedação é fornecida entre uma extremidade de um elemento filtrante e uma extremidade de uma cabeça de acoplamento ou componente de um invólucro. O elemento filtrante tem uma extensão com formato elíptico com uma guarnição em torno de seu perímetro externo. Para o componente de acoplamento, um invólucro tem uma porção com uma porção com formato elíptico para vedar contra a extensão com formato elíptico do elemento filtrante. A interface de vedação aqui descrita pode fornecer um recurso-chave que pode ser útil para assegurar que o elemento filtrante correto está sendo instalado e pode ajudar a tornar a instalação mais fácil. Consequentemente, o elemento filtrante com a configuração de vedação elíptica permite uma ampla variedade de projetos de elemento filtrante que inclui formatos e tamanhos diferentes e, devido à eliminação de seção plana na zona de vedação, fornece vedação aprimorada entre o invólucro e o elemento filtrante. Uma estrutura de suporte interna dentro do elemento filtrante proporciona resistência ao achatamento do elemento filtrante, permitindo, assim, maiores razões de aspecto do elemento filtrante (por exemplo, mais longo e mais estreito). Conforme será entendido, à medida que aumenta a razão de aspecto do elemento filtrante, aumenta a tensão no meio filtrante e no elemento filtrante, assim como o risco de achatamento do elemento filtrante. De modo benéfico, a estrutura de suporte interna inclui membros de suporte lobulados axiais e membros transversais que fornecem suporte contra o achatamento do elemento filtrante durante o funcionamento.

[017] Como usado na presente invenção, o termo elíptico refere-se a um formato que é uma elipse matematicamente verdadeira: uma curva de plano fechado gerada por um ponto que se move de modo que as somas de suas

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5/17 distâncias a partir de dois pontos fixos sejam uma constante. Conforme será entendido, os recursos descritos como elípticos, por exemplo, o membro protuberante elíptico, podem ter formatos circulares diferentes em modalidades alternativas. O termo oval refere-se a um formato que tem um contorno ou formato arredondado e levemente alongado, por exemplo, o formato similar a um ovo. Adicionalmente, oval refere-se a um formato de pista de corridas que são duas porções hemisféricas que são espelhadas e duas superfícies retas substancialmente paralelas que conectam as porções hemisféricas.

[018] Com referência às Figuras 1A e 1B, é mostrada uma vista explodida e em perspectiva de um elemento filtrante 100 que inclui um membro protuberante elíptico 110 e uma estrutura de suporte interna 108, de acordo com uma modalidade exemplificadora. O elemento filtrante 100 inclui uma primeira placa terminal 102 que inclui o membro protuberante elíptico 110, uma segunda placa terminal 106, meio filtrante 104 e a estrutura de suporte interna 108 disposta entre a primeira placa terminal 102 e a segunda placa terminal 106 e disposta dentro do meio filtrante 104. O elemento filtrante 100 pode ser um elemento filtrante cilíndrico com componentes similarmente conformados. Conforme será entendido, o elemento filtrante 100 pode ser instalado em um compartimento interno de um invólucro que tenha um formato elíptico similar ou outro formato que possa receber o formato e tamanho do elemento filtrante 100 e/ou fixado a uma cabeça de filtro. Em algumas disposições, o elemento filtrante 100 é conectado a uma cabeça de montagem de filtro, e um invólucro também é fixado à cabeça de montagem de filtro (por exemplo, através de uma conexão rosqueada em disposições onde o invólucro é um invólucro de rotação).

[019] O meio filtrante 104 é posicionado entre, e estendendo-se axialmente entre, a primeira placa terminal 102 e a segunda placa terminal 106. O meio filtrante define uma abertura central 105 que se estende axialmente no mesmo. Conforme

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6/17 mostrado nas Figuras 1A a 1C, o meio filtrante 104 tem formato de pista de corridas, entretanto uma ampla variedade de formatos, incluindo configurações não redondas ou razões de aspecto diferentes podem ser implementadas. Em algumas modalidades, o meio filtrante 104 tem uma configuração não redonda com uma razão de aspecto entre 0,20 e 0,30 (por exemplo, mín/máx). O meio filtrante 104 inclui um lado interno limpo (por exemplo, combustível filtrado) e um lado externo sujo (por exemplo, combustível não filtrado). Consequentemente, o elemento filtrante 100 é um elemento filtrante de fluxo de fora para dentro. Em uma disposição alternativa, o elemento filtrante 100 é um elemento filtrante de fluxo de dentro para fora que tem um lado interno sujo e um lado externo limpo. O fluido a ser filtrado passa do lado sujo do meio filtrante 104 para o lado limpo do meio filtrante 104. O meio filtrante 104 pode incluir qualquer meio filtrante à base de papel, meio filtrante à base de fibra, meio filtrante à base de espuma, meio filtrante pregueado ou similares. O meio filtrante pregueado refere-se ao meio filtrante que é dobrado ao longo de uma pluralidade de linhas de flexão estendendo-se axialmente ao longo de uma direção axial entre uma entrada a montante e uma saída a jusante. Em algumas modalidades, uma folha plana de meio filtrante é alternadamente dobrada ao longo de uma pluralidade de linhas de dobra de prega, definindo, assim, um bloco de pregas. O meio filtrante pregueado pode incluir uma pluralidade de segmentos de parede que se estendem como serpentina entre as linhas de flexão e definem canaletas de fluxo axial entre as mesmas.

[020] A primeira placa terminal 102 pode incluir uma pluralidade de abas de retenção para prender o elemento filtrante 100 a uma cabeça de montagem de filtro de um sistema de filtração quando o elemento filtrante 100 é instalado no sistema de filtração. Conforme mostrado na Figura 1A, a primeira placa terminal 102 é acoplada a uma primeira extremidade superior do meio filtrante 104 e é uma placa terminal aberta que inclui uma abertura 116. A primeira placa terminal 102 inclui uma primeira superfície de extremidade 114 e uma segunda superfície de extremidade 115

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7/17 axialmente espaçada a partir da primeira superfície de extremidade 114. A primeira superfície de extremidade 114 inclui o membro protuberante elíptico 110 estendendose axialmente a partir da primeira superfície de extremidade 114 em uma direção oposta ao meio filtrante 104. O membro protuberante elíptico 110 circunda substancialmente a abertura 116. Em geral, o membro protuberante elíptico 110 está disposto na primeira placa terminal 102 e é configurado para se engatar a um invólucro ou a uma cabeça de montagem de filtro (não mostrado). Em modalidades específicas, o membro protuberante elíptico 110 pode ter uma razão de aspecto de 0,35 e 0,40 (por exemplo, mín/máx). O formato de elipse do membro protuberante elíptico 110 elimina seções planas na zona de vedação de uretano, o que pode dificultar a criação de uma vedação. Quando o elemento filtrante 100 é instalado no interior de um invólucro, o membro protuberante elíptico 110 forma uma vedação radial elíptica entre o invólucro e o elemento filtrante 100, evitando, assim, que o fluido se desvie do elemento filtrante 100. Conforme será entendido, o formato da primeira placa terminal 102 pode ser um formato diferente do membro protuberante elíptico 110. Por exemplo, e conforme mostrado na vista superior da primeira placa terminal 102 da Figura 2, o membro protuberante elíptico 110 tem um formato elíptico e a primeira placa terminal 102 tem um formato de pista de corridas.

[021] Um membro de vedação elíptica 118 está disposto ao redor de uma superfície externa do membro protuberante elíptico 110. O membro de vedação elíptica 118 é configurado para fornecer uma interface de vedação entre o elemento filtrante 100 e a cabeça de acoplamento (por exemplo, invólucro). Uma função do membro de vedação elíptica 118 é fornecer vedação entre os lados sujo e limpo do elemento filtrante. Conforme mostrado, o membro protuberante elíptico 110 se projeta a partir da primeira placa terminal 102 de modo que o membro de vedação elíptica 118 seja posicionado ao longo de um eixo geométrico de inserção para assegurar a capacidade de vedação entre os dois componentes.

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8/17

O eixo geométrico de inserção refere-se ao local de vedação quando o membro protuberante elíptico 110 é inserido em uma porção elíptica de formato similar na cabeça de acoplamento.

[022] Em algumas modalidades, uma guarnição elíptica está parcialmente disposta no membro de vedação elíptica 118 do membro protuberante elíptico 110. Em uma modalidade, a guarnição elíptica é sobremoldada ao membro protuberante elíptico 110. Em outras modalidades, o membro de vedação elíptica 118 é uma guarnição deslizante que pode ser fixada ao membro protuberante elíptico 110 através de um encaixe por interferência entre o membro de vedação elíptica 118 e o membro protuberante elíptico 110. A guarnição elíptica fornece adicionalmente uma força de inserção baixa enquanto mantém uma junta robusta e veda a superfície entre o elemento filtrante 100 e um invólucro. Em algumas modalidades, o membro de vedação elíptica 118 é configurado para fornecer um formato de guarnição de fácil inserção uma vez que a porção de engate de guarnição contra profundidade de inserção seria uma função contínua e levemente variável. Em outras palavras, o formato contínuo e levemente variável do membro de vedação elíptica 118 pode ajudar a tornar mais fáceis a instalação e a manutenção do elemento filtrante 100.

[023] Em algumas modalidades, o membro de vedação elíptica 118 pode incluir elíptico pelo menos um pico e/ou uma configuração oscilante. O pico é uma porção elevada que se estende axialmente na direção oposta à primeira superfície de extremidade 114 da primeira placa terminal 102 e em direção à extremidade do membro protuberante elíptico 110. A estrutura de pico pode permitir uma força de inserção ainda mais baixa durante o engate inicial entre o elemento filtrante 100 e um invólucro receptivo. Em algumas modalidades, a estrutura de pico é configurada e disposta com arcos tangentes que se projetam em um padrão de onda em torno da superfície do membro protuberante elíptico 110. Tal formato do membro de vedação elíptica 118 pode criar uma curvatura contínua. Por exemplo, um primeiro pico e um

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9/17 segundo pico são dispostos de modo oposto em lados do membro de vedação elíptica 118 em um contorno de um paraboloide hiperbólico ou contorno de uma superfície de sela. O paraboloide hiperbólico pode ser empregado para fornecer um aumento gradual na força de inserção em oposição a um aumento abrupto causado por seções planas.

[024] O elemento filtrante 100 inclui adicionalmente uma segunda placa terminal 106 acoplada a uma segunda extremidade inferior do meio filtrante 104. Conforme mostrado na Figura 1A, a segunda placa terminal 106 é uma placa terminal fechada. Em algumas modalidades, a segunda placa terminal 106 é uma placa terminal aberta que inclui uma abertura central dimensionada e conformada para receber um componente de um sistema de filtração (por exemplo, um tubo vertical) quando o elemento filtrante 100 é instalado em uma posição operacional dentro do sistema de filtração.

[025] Passando-se para a Figura 1C, é mostrada uma vista em seção transversal do elemento filtrante 100. A vista em seção transversal mostra porções da pluralidade de extensões lobuladas axiais 120 e uma pluralidade de nervuras transversais 122 da estrutura de suporte interna 108. Conforme mostrado na Figura 1C, a pluralidade de extensões lobuladas axiais 120 inclui uma primeira extensão lobulada axial 134 e uma segunda extensão lobulada axial 136. Cada extensão lobulada axial se estende a partir de uma primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126 até uma segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128. A primeira extensão lobulada axial 134 fica axialmente afastada em relação à segunda extensão lobulada axial 136. Cada nervura transversal na pluralidade de nervuras transversais 122 se estende radialmente em torno de um perímetro da estrutura de suporte interna 108 e cada nervura transversal axialmente deslocada de uma nervura transversal adjacente. Conforme mostrado na Figura 1C, a primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126 é configurada para se posicionar

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10/17 adjacente à primeira placa terminal 102 e/ou com a mesma. Adicionalmente, a segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128 é configurada para se posicionar adjacente à segunda placa terminal 106 e/ou com a mesma. A estrutura de suporte interna 108 é expandida com mais detalhes abaixo em relação às Figuras 3A e 3B. Em algumas modalidades, a pluralidade de extensões lobuladas axiais 120 pode compreender uma porção de extensão axial com porções não lobuladas (por exemplo, substancialmente retas) que se estendem axialmente entre pelo menos uma porção lobulada e uma extremidade da estrutura de suporte interna 108. Em outras modalidades, as extensões lobuladas axiais podem se estender substancialmente na mesma direção em relação ao eixo geométrico central do elemento filtrante 100. As extensões lobuladas podem compreender protuberâncias alargadas ou substancialmente retas que se estendem na direção contrária a um eixo geométrico central da extensão lobulada axial.

[026] Com referência à Figura 3A, uma vista em perspectiva da estrutura de suporte interna 108 do elemento filtrante 100 da Figura 1A. Adicionalmente, a Figura 3B mostra uma vista em perspectiva de uma primeira extensão lobulada axial 134 da estrutura de suporte interna 108 da Figura 3A. A estrutura de suporte interna 108 inclui a primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126, a segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128, um primeiro suporte axial 130 e um segundo suporte axial 132. Em algumas modalidades, a estrutura de suporte interna 108 é um intercorpo plástico que é moldado para formar os vários elementos da estrutura de suporte interna 108 (por exemplo, é uma só unidade integral). Em outras modalidades, o intercorpo da estrutura de suporte interna 108 é feito de uma liga metálica (por exemplo, aço). Conforme será entendido, o intercorpo plástico fornece uma variedade de vantagens sobre um intercorpo de liga metálica, incluindo facilidade de moldagem, custo mais baixo, variedade mais ampla de áreas de vedação e maior eficiência de projeto.

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11/17 [027] Conforme mostrado melhor nas Figuras 1B e 3A, a primeira extensão lobulada axial 134 e a segunda extensão lobulada axial 136 definem três seções do elemento filtrante 100. A primeira seção é definida pelo primeiro suporte axial 130 e pela primeira extensão lobulada axial 134, a segunda seção é definida pela primeira extensão lobulada axial 134 e pela segunda extensão lobulada axial 136 e a terceira seção é definida pela segunda extensão lobulada axial 136 e pelo segundo suporte axial 132. A primeira extensão lobulada axial 134 e a segunda extensão lobulada axial 136 são configuradas para encorajar o fluxo cruzado entre as várias seções (definidas pela primeira extensão lobulada axial 134 e pela segunda extensão lobulada axial 136) do elemento filtrante 100.

[028] Conforme mostrado na Figura 3A, a primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126 inclui uma extensão elíptica 143 configurada para engatar o membro protuberante elíptico 110 da primeira placa terminal 102. Em algumas modalidades, o membro protuberante elíptico 110 é moldado sobre a primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126 como uma unidade integral. O primeiro suporte axial 130 e o segundo suporte axial 132, cada, se estendem a partir do diâmetro interno (por exemplo, em torno da abertura 116 da primeira placa terminal 102) da primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126 em direção à segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128 em um respectivo polo das porções hemisféricas. Conforme será entendido, a primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126, a segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128, o primeiro suporte axial 130 e o segundo suporte axial 132 formam o esqueleto da estrutura de suporte interna 108. Em torno do perímetro da estrutura de suporte interna 108 (por exemplo, alinhamento com o perímetro da segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128 e o primeiro suporte axial 130 e o segundo suporte axial 132), a pluralidade de nervuras transversais 122 fornece suporte radial e estrutura ao elemento filtrante 100 por

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12/17 meio da estrutura de suporte interna 108. Conforme mostrado na Figura 3A, cada conjunto de nervuras transversais na pluralidade de nervuras transversais inclui duas bandas de nervuras transversais concêntricas 148 conectadas por uma pluralidade de nervuras de conexão axiais 150. Em algumas modalidades, cada faixa de nervuras transversais 148 está conectada a um lóbulo das extensões lobuladas axiais 120.

[029] A primeira extensão lobulada axial 134 inclui um primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 e um segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140. Conforme mostrado na Figura 3B, cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 se estende em uma direção lateral (por exemplo, eixo geométrico x) em relação à direção axial (por exemplo, eixo geométrico y). Cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 é axialmente espaçado em relação a outro lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138, de modo que um lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 esteja disposto entre cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138. Cada lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 se estende na direção lateral em uma direção relativa à direção axial que é oposta ao primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138. Em outras palavras, o primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 e o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 são substancialmente espelhados ao redor do eixo geométrico central 160 (por exemplo, eixo geométrico y) da primeira extensão lobulada axial 134. A conexão do primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 com o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 (que é espelhado ao redor do eixo geométrico central 160) define um padrão ondulante ao longo de ambos os lados da primeira extensão lobulada axial 134. Em algumas modalidades, o

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13/17 primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 e/ou o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 podem ser espelhados ao redor do eixo geométrico central 160 em locais e/ou ângulos diferentes para facilitar o fluxo cruzado entre diferentes seções do elemento filtrante 100. Por exemplo, um lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 é inclinado em um ângulo substancialmente de 45 graus em direção ao centro da estrutura de suporte interna 108 de modo que um ângulo substancialmente de 90 graus seja formado ao longo da primeira extensão lobulada axial 134. Em outras modalidades, cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 inclui uma primeira porção angulada 302, uma segunda porção angulada 304 e uma porção plana 306 disposta entre a primeira porção angulada 302 e a segunda porção angulada 304. A primeira porção angulada 302 e a segunda porção angulada 304 são anguladas em um ângulo substancialmente de 45 graus em direção ao centro da estrutura de suporte 108 em direções opostas (embora o ângulo preciso possa variar). A porção plana 306 é substancialmente paralela ao centro da estrutura de suporte 108. Cada lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 pode incluir uma versão espelhada (ao redor do eixo geométrico central 160) da primeira porção angulada 302, da segunda porção angulada 304 e da porção plana 306.

[030] O primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 e o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 são unidos em um plano de conexão 158 ao longo de um eixo geométrico lateral (por exemplo, substancialmente paralelo ao eixo geométrico x). O plano de conexão 158 é a transição do primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 até o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140. Em algumas modalidades, o plano de conexão 158 pode ser orientado diagonalmente (por exemplo, angulado entre o eixo geométrico x e/ou o eixo geométrico y)

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14/17 dependendo da orientação de cada lóbulo. O plano de conexão 158 da primeira extensão lobulada axial 134 com a primeira extremidade da estrutura de suporte interna 126 e a segunda extremidade da estrutura de suporte interna 128 é substancialmente paralela ao eixo geométrico x. Conforme será entendido, uma ou ambas as extremidades da primeira extensão lobulada axial 134 podem ser um primeiro conjunto parcialmente formado de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 ou um segundo conjunto parcialmente formado de lóbulos estendendo-se lateralmente 140.

[031] Cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 138 tem uma primeira porção alargada 142 que se estende no eixo geométrico z em relação ao eixo geométrico y. Em algumas modalidades, a primeira porção alargada 142 é inclinada na direção oposta (por exemplo, perpendicular) em relação ao eixo geométrico central 160 de um plano de conexão 158 até outro plano de conexão 158 no mesmo lóbulo. De modo similar, cada lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente 140 tem uma segunda porção alargada 144 que se estende no eixo geométrico z em relação ao eixo geométrico y em uma direção que é oposta à primeira porção alargada 142. Em algumas modalidades, a segunda porção alargada 144 é inclinada na direção oposta (por exemplo, perpendicular) em relação ao eixo geométrico central 160 de um plano de conexão 158 até outro plano de conexão 158 no mesmo lóbulo. Em outras modalidades, a primeira porção alargada 142 e a segunda porção alargada 144 se estendem na mesma direção no eixo geométrico z em relação ao eixo geométrico y. A primeira porção alargada 142 e a segunda porção alargada 144 podem incluir uma ampla variedade de orientações, tamanhos e configuração para promover o fluxo cruzado entre as seções definidas no elemento filtrante 100.

[032] Com referência às Figuras 4A e 4B, é mostrada uma vista em perspectiva e em seção transversal de um sistema de filtração 400, um elemento filtrante 402 com

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15/17 um membro protuberante elíptico 110 e uma estrutura de suporte interna 108, de acordo com uma modalidade exemplificadora. O elemento filtrante 402 é similar ao elemento filtrante 100 descrito nas Figuras 1A a 1C. Uma diferença entre o elemento filtrante 402 e o elemento filtrante 100, é que o elemento filtrante 402 tem a largura e o comprimento para se encaixar no invólucro 404 do sistema de filtração 400. Consequentemente, elementos similares entre o elemento filtrante 402 e o elemento filtrante 100 terão uma numeração similar.

[033] O invólucro 404 tem uma primeira extremidade de invólucro 410 que tem uma abertura de invólucro 414, uma segunda extremidade de invólucro 412 e uma saída 416. O invólucro 404 é conectado de modo liberável ao elemento filtrante 402. Como um exemplo, o elemento filtrante 402 é inserido em uma direção axial para ser montado sobre o invólucro 404. O invólucro 404 tem um componente de montagem que inclui uma saliência elíptica 408 que circunda a primeira extremidade de invólucro 410. Quando o elemento filtrante 402 é conectado ao invólucro 404, a abertura de invólucro 414 está em comunicação fluida com a abertura 116 da primeira placa terminal 102 do elemento filtrante 100. A saliência elíptica 408 se encaixa com o membro protuberante elíptico 110 e forma uma vedação com o membro de vedação elíptica 118. Durante o uso, por exemplo, o elemento filtrante 100 é conectado ao invólucro 404 quando o membro protuberante elíptico 110 é inserido na saliência elíptica 408, de modo que a saliência elíptica 408 circunde o membro protuberante elíptico 110 e o membro de vedação elíptica 118, e uma vedação radialmente direcionada seja formada. Conforme descrito acima, o membro de vedação elíptica 118 pode incluir uma guarnição elíptica que fornece vedação aprimorada entre o elemento filtrante 402 e o invólucro 404. Em algumas modalidades, a saliência elíptica 408 do invólucro 404 pode ter um anteparo que fica em contiguidade à primeira superfície de extremidade 114 da primeira placa terminal 102.

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16/17 [034] Em algumas modalidades, a saliência elíptica 408 e o membro protuberante elíptico 110 podem fornecer um recurso-chave para assegurar que o elemento filtrante 402 correto está sendo instalado no invólucro 404. Por exemplo, uma pluralidade de abas em torno do membro protuberante elíptico 110 (ou, em alguns casos, sobre a primeira superfície de extremidade 114) da primeira placa terminal 102 se engatam a uma pluralidade de fendas complementares na saliência elíptica 408 (ou, em alguns casos, sobre a primeira extremidade de invólucro 410) do invólucro 404. Essa configuração de aba e fenda pode ajudar a orientar e chavear o elemento filtrante 402 dentro do invólucro 404 para ajudar adicionalmente a assegurar que o elemento filtrante correto está sendo instalado no sistema de filtração 400. Em outras modalidades, a saliência elíptica 408 inclui uma abertura lateral formada em uma parede da saliência elíptica 408 e o membro protuberante elíptico 110 inclui uma porção de âncora que é configurada para se engatar a um diâmetro interno da saliência elíptica 408. O ponto de âncora fornece um recurso-chave e um recurso de travamento adicional quando a porção de âncora é retida na saliência elíptica 408.

[035] Deve-se observar que qualquer uso do termo exemplificador, conforme usado neste documento para descrever várias modalidades, se destina a indicar que tais modalidades são exemplos, representações e/ou ilustrações possíveis de modalidades possíveis (e tal termo não se destina a conotar que tais modalidades são necessariamente exemplos extraordinários ou superlativos).

[036] Os termos acoplado, conectado, e similares, como usados aqui, significam a união de dois membros direta ou indiretamente um com o outro. Tal união pode ser estacionária (por exemplo, permanente) ou móvel (por exemplo, removível ou liberável). Tal união pode ser alcançada com os dois membros ou os dois membros e quaisquer membros intermediários adicionais que são formados integralmente como um único corpo unitário um com o outro ou com os dois membros ou os dois membros e quaisquer membros intermediários adicionais

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17/17 fixados um ao outro.

[037] As referências aqui às posições dos elementos (por exemplo, superior, inferior, acima, abaixo, etc.) são meramente usadas para descrever a orientação dos vários elementos nas FIGURAS. Deve-se observar que a orientação de vários elementos pode ser diferente, de acordo com outras modalidades exemplificadoras, e que tais variações se destinam a serem englobadas pela presente revelação.

[038] É importante notar que a construção e disposição das várias modalidades exemplificadoras são apenas ilustrativas. Embora apenas algumas modalidades tenham sido descritas em detalhes nesta revelação, os versados na técnica que irão revisar esta revelação irão observar, prontamente, que diversas modificações são possíveis (por exemplo, variações em tamanhos, dimensões, estruturas, formatos e proporções dos vários elementos, valores de parâmetros, disposições de montagem, uso de materiais, cores, orientações, etc.) sem que se afaste substancialmente dos ensinamentos e das vantagens inovadores aqui descritos. Por exemplo, os elementos mostrados como integralmente formados, podem ser construídos a partir de múltiplas partes ou elementos, a posição dos elementos pode ser invertida ou, de outro modo, variada e a natureza ou quantidade de elementos distintos ou posições podem ser alteradas ou variadas. A ordem ou sequência de quaisquer etapas de processo ou de método podem ser variadas ou ressequenciadas de acordo com as modalidades alternativas. Além disso, as características de modalidades particulares podem ser combinadas com as características de outras modalidades, conforme será compreendido pelo versado na técnica. Outras substituições, modificações, alterações e omissões podem também ser realizadas no projeto, condições de operação e disposição das várias modalidades exemplificadoras, sem que se afaste do escopo da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Elemento filtrante CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

uma primeira placa terminal definindo uma primeira abertura de placa terminal;

uma segunda placa terminal;

meio filtrante posicionado entre, e estendendo-se axialmente entre, a primeira placa terminal e a segunda placa terminal, o meio filtrante definindo uma abertura central que se estende axialmente no mesmo; e uma estrutura de suporte disposta dentro da abertura central do meio filtrante e fixada à primeira placa terminal e à segunda placa terminal, a estrutura de suporte compreendendo uma extensão lobulada axial que se estende a partir de uma primeira extremidade da estrutura de suporte até uma segunda extremidade da estrutura de suporte, a estrutura de suporte configurada para resistir ao achatamento do elemento filtrante.
2. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão lobulada axial compreende um primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente e um segundo conjunto de lóbulos estendendose lateralmente, o primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente se estende em uma primeira direção lateral em relação à direção axial, o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente se estende em uma segunda direção lateral em relação à direção axial, a primeira direção lateral oposta à segunda direção lateral.
3. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente inclui uma primeira porção angulada, uma segunda porção angulada e uma porção plana disposta entre a primeira porção angulada e a segunda porção angulada, a primeira porção angulada e a segunda porção angulada anguladas em

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2/6 direção a um eixo geométrico central da estrutura de suporte e a porção plana sendo paralela ao eixo geométrico central da estrutura de suporte.
4. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente e o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente são unidos em um plano de conexão ao longo de um eixo geométrico x, o plano de conexão estruturado para transição de pelo menos um lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente para pelo menos um lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente.
5. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente tem uma primeira porção alargada que se estende em um eixo geométrico z em relação a um eixo geométrico y, de modo que a primeira porção alargada seja angulada na direção contrária ao eixo geométrico y, e cada lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente tenha uma segunda porção alargada que se estende no eixo geométrico z em relação ao eixo geométrico y em uma direção que é oposta à primeira porção alargada.
6. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão lobulada axial compreende um primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente e um segundo conjunto de lóbulos estendendose lateralmente, sendo que cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendose lateralmente tem uma primeira porção alargada que se estende em um eixo geométrico z em relação a um eixo geométrico y, de modo que a primeira porção alargada seja angulada na direção contrária ao eixo geométrico y, e cada lóbulo no segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente tenha uma segunda porção alargada que se estende no eixo geométrico z em relação ao eixo geométrico y na mesma direção no eixo geométrico z em relação ao eixo geométrico

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3/6 y como a primeira porção alargada.
7. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão lobulada axial é uma primeira extensão lobulada axial, a estrutura de suporte compreendendo adicionalmente uma segunda extensão lobulada axial afastada radialmente da primeira extensão lobulada axial, a segunda extensão lobulada axial estendendo-se a partir da primeira extremidade da estrutura de suporte para a segunda extremidade da estrutura de suporte.
8. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira extensão de suporte axial e uma segunda extensão de suporte axial disposta lateralmente a partir da primeira extensão de suporte axial, a primeira extensão de suporte axial estendendo-se de um diâmetro interno da primeira extremidade da estrutura de suporte até um diâmetro interno da segunda extremidade da estrutura de suporte.
9. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que uma primeira seção é definida pela primeira extensão de suporte axial e pela primeira extensão lobulada axial, uma segunda seção é definida pela primeira extensão lobulada axial e pela segunda extensão lobulada axial e uma terceira seção é definida pela segunda extensão lobulada axial e pela segunda extensão de suporte axial, sendo que a extensão lobulada axial e a segunda extensão lobulada axial são configuradas para encorajar o fluxo cruzado entre a primeira seção, a segunda seção e a terceira seção.
10. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de suporte compreende adicionalmente uma pluralidade de nervuras transversais fixadas à extensão lobulada axial, cada nervura transversal na pluralidade de nervuras transversais estendendo-se radialmente em torno de um perímetro da estrutura de suporte e cada nervura transversal axialmente deslocada de uma nervura transversal adjacente.

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11. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que cada nervura transversal na pluralidade de nervuras transversais compreende uma primeira faixa de nervuras e uma segunda faixa de nervuras axialmente deslocada da primeira faixa de nervuras, a primeira faixa de nervuras concêntrica em relação à segunda faixa de nervuras e uma pluralidade de nervuras axiais são axialmente dispostas entre a primeira faixa de nervuras e a segunda faixa de nervuras e conectadas às mesmas.
12. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira placa terminal compreende uma primeira superfície de extremidade e uma segunda superfície de extremidade espaçada axialmente da primeira superfície de extremidade, a primeira abertura de placa terminal estendendo-se da primeira superfície de extremidade até a segunda superfície de extremidade, compreendendo adicionalmente um membro protuberante elíptico que se projeta axialmente da primeira superfície de extremidade do meio filtrante e circunda a primeira abertura de placa terminal, sendo que o membro protuberante elíptico compreende uma superfície externa com um membro de vedação.
13. Elemento filtrante, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro protuberante elíptico é sobremoldado à primeira placa terminal.
14. Sistema de filtração CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um invólucro; e um elemento filtrante posicionado dentro do invólucro, sendo que o elemento filtrante compreende:

uma primeira placa terminal definindo uma primeira abertura de placa terminal;

uma segunda placa terminal;

meio filtrante posicionado entre, e estendendo-se axialmente entre, a

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5/6 primeira placa terminal e a segunda placa terminal, o meio filtrante definindo uma abertura central que se estende axialmente no mesmo; e uma estrutura de suporte disposta dentro da abertura central do meio filtrante e fixada a pelo menos uma dentre a primeira placa terminal e a segunda placa terminal, a estrutura de suporte compreendendo uma extensão lobulada axial que se estende a partir de uma primeira extremidade da estrutura de suporte até uma segunda extremidade da estrutura de suporte, a estrutura de suporte configurada para resistir ao achatamento do elemento filtrante.
15. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão lobulada axial compreende um primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente e um segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente, o primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente se estende em uma primeira direção lateral em relação à direção axial, o segundo conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente se estende em uma segunda direção lateral em relação à direção axial, a primeira direção lateral oposta à segunda direção lateral.
16. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que cada lóbulo no primeiro conjunto de lóbulos estendendo-se lateralmente inclui uma primeira porção angulada, uma segunda porção angulada e uma porção plana disposta entre a primeira porção angulada e a segunda porção angulada, a primeira porção angulada e a segunda porção angulada anguladas em direção a um eixo geométrico central da estrutura de suporte e a porção plana sendo paralela ao eixo geométrico central da estrutura de suporte.
17. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a extensão lobulada axial é uma primeira extensão lobulada axial, a estrutura de suporte compreendendo adicionalmente uma

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6/6 segunda extensão lobulada axial afastada radialmente da primeira extensão lobulada axial, a segunda extensão lobulada axial estendendo-se a partir da primeira extremidade da estrutura de suporte para a segunda extremidade da estrutura de suporte.
18. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de suporte compreende adicionalmente uma pluralidade de nervuras transversais fixadas à extensão lobulada axial, cada nervura transversal na pluralidade de nervuras transversais estendendo-se radialmente em torno de um perímetro da estrutura de suporte e cada nervura transversal axialmente deslocada de uma nervura transversal adjacente.
19. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira placa terminal compreende uma primeira superfície de extremidade e uma segunda superfície de extremidade espaçada axialmente da primeira superfície de extremidade, a primeira abertura de placa terminal estendendo-se da primeira superfície de extremidade até a segunda superfície de extremidade, compreendendo adicionalmente um membro protuberante elíptico que se projeta axialmente da primeira superfície de extremidade do meio filtrante e circunda a primeira abertura de placa terminal, sendo que o membro protuberante elíptico compreende uma superfície externa com um membro de vedação.
20. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o invólucro compreende um componente de montagem que compreende uma saliência elíptica que circunda uma primeira extremidade de invólucro do invólucro, sendo que a saliência elíptica é configurada para se engatar ao membro protuberante elíptico do elemento filtrante para formar uma vedação com o membro de vedação.