BR112012003473B1

BR112012003473B1 - filtro para motores de combustão interna.

Info

Publication number: BR112012003473B1
Application number: BR112012003473A
Authority: BR
Inventors: Girondi Giorgio
Original assignee: Ufi Innovation Center S R L
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2020-02-04
Also published as: CN102574044A; US20120210687A1; JP5606530B2; JP2013503286A; EP2470285B1; ES2662949T3; WO2011023503A1; CN102574044B; US9011568B2; BR112012003473A2; EP2470285A1; IT1395633B1; ITRE20090085A1

Abstract

filtro para motores de combustão interna um filtro para motores de combustão interna, compreendendo um invólucro externo rígido (2) provido com pelo menos uma entrada (21) para um fluido a ser filtrado, e uma saída (22) para o fluido quando filtrado, e um cartucho de filtro (3) localizado internamente ao invólucro externo (2), que compreende uma pluralidade de paredes de filtro tubulares (30, 30') dispostas paralelas umas às outras que são destinadas a serem atravessadas pelo fluido escoando da entrada (21) para a saída (22) do invólucro externo (2), o invólucro externo (2) sendo conformado de tal modo a delimitar um cartucho (24), de cuja uma seção transversal, realizada ao longo de um plano perpendicular a eixos das paredes de filtro tubulares (30, 30'), apresenta uma linha prevalecente de desenvolvimento (a) e uma pequena largura (b) com relação à linha prevalecente de desenvolvimento (a), as paredes de filtro tubulares (30, 30') sendo dispostas internamente ao cartucho (24), lado a lado umas das outras, formando uma única fileira que acompanha a linha prevalecente de desenvolvimento (a) do cartucho (24).

Description

“FILTRO PARA MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA”

Campo Técnico

A invenção se refere a um filtro para motores de combustão interna, especialmente para motores de combustão interna instalados em veículos.

As características da invenção são principalmente aplicáveis a um filtro de ar a ser conectado à aspiração do motor de combustão interna, mas também podem ser aplicadas a filtros para vários fluidos, por exemplo, um filtro para gás de escape ou um filtro para combustível.

Técnica Anterior

Como se sabe, filtros de ar geralmente compreendem um invólucro externo rígido, normalmente chamado de caixa de filtro, que é provido com uma entrada para o ar a ser filtrado e uma saída para o ar filtrado.

Dentro de um veículo, uma caixa de filtro fica normalmente localizada intemamente ao compartimento do motor, onde ela está associada a um primeiro conduto destinado a conectar a entrada de ar com uma admissão de ar disposto na capota ou na parte frontal do veículo, e a um segundo conduto destinado a conectar a saída de ar com o coletor de aspiração do motor.

Um cartucho de filtro é alojado na caixa de filtro, destinado a filtrar o ar que circula da entrada para a saída.

O cartucho de filtro precisa ter um bom nível de eficiência de filtragem sem causar perda de carga excessiva, e tem que ter uma capacidade de armazenamento bastante alta, de modo a não precisar ser substituído muito frequentemente.

O cartucho de filtro pode apresentar vários tipos de construção, dependendo das características geométricas e dimensionais da caixa de filtro.

Em particular, a técnica anterior compreende cartuchos de filtro com paredes de filtro conformadas como folhas retangulares ou corpos toroidais, possivelmente pregueadas, para aumentar a superfície de filtragem e a capacidade de armazenamento.

Estes cartuchos de filtro são bem grandes e, por conseguinte, têm o inconveniente de terem que ser alojados intemamente às caixas de filtro pesadas, que ocupam muito espaço interno do compartimento do motor.

A substituição destes cartuchos de filtro requer ainda grande espaço interno de manobra do compartimento do motor, cujo espaço deve ser deixado vazio pronto para a manobra.

Também conhecidos são os cartuchos de filtro que compreendem uma parede de filtro tubular e ligeiramente cônica, que são destinados a serem diretamente inseridos intemamente no conduto de aspiração do motor.

Neste caso, a caixa de filtro é constituída por um trato do conduto de aspiração.

Estas paredes de filtro tubulares podem ser concebidas por um feltro têxtil não tecido ou uma parede pregueada mais tradicional.

As paredes de filtro tubulares têm o inconveniente de aumentarem perda de carga, devido ao espaço pequeno entre a parede e o conduto em que ele está contido, e de ter uma capacidade de armazenamento (e, por conseguinte, uma vida útil) que é bem limitada devido à superfície de filtragem pequena proferida.

Também são conhecidos cartuchos de filtro de múltiplas paredes, que compreendem uma pluralidade de paredes de filtro tubulares que são dispostas alinhadas em filas paralelas, como para formar um feixe.

As paredes de filtro tubulares são fechadas em uma extremidade por um flange de suporte de parede continua, enquanto na outra extremidade elas são suportadas por um flange de suporte furado, que é provido com uma pluralidade de orifícios de passagem que são separadamente alinhados com a cavidade de uma parede de filtro respectiva.

Os cartuchos de filtro de múltiplas paredes são alojados intemamente a uma caixa de filtro, onde as paredes de filtro tubulares são geralmente atravessadas em paralelo pelo ar a ser filtrado.

Com base na modalidade, o ar a ser filtrado pode atravessar as paredes de filtro tubulares de dentro para fora, ou de fora para dentro.

Os cartuchos de filtro de múltiplas camadas têm a vantagem de garantir perda de carga mais contida.

Um inconveniente é que os cartuchos de filtro de múltiplas camadas têm a desvantagem de ser em geral muito volumosos, e, assim, precisam de grandes caixas de filtro que ocupam bastante espaço interno do compartimento do motor.

Uma finalidade da presente invenção é solucionar aos inconvenientes acima mencionados da técnica anterior.

Uma outra finalidade da invenção é atingir o objetivo acima no âmbito de uma solução simples, racional e de custo relativamente baixo. Descrição da Invenção

As finalidades são atingidas pelas características da invenção conforme reportadas na reivindicação independente 1. As reivindicações dependentes delineiam aspectos preferidos e/ou particularmente vantajosos da invenção.

A invenção toma disponível um filtro para motores de combustão interna, que compreende resumidamente um invólucro externo rígido provido com pelo menos uma entrada para um fluido a ser filtrado, e uma saída para o filtro filtrado, e um cartucho de filtro localizado intemamente ao invólucro externo.

O cartucho de filtro compreende uma pluralidade de paredes de filtro tubulares dispostas paralelas umas às outras, que são destinadas a serem atravessadas pelo fluido que escoa da entrada para a saída do invólucro externo.

Na invenção, o invólucro externo é conformado de tal modo a delimitar um cartucho, de cuja uma seção transversal, em um plano perpendicular aos eixos das paredes de filtro tubulares, apresenta uma linha prevalecente de desenvolvimento e uma largura menor com relação à linha prevalecente de desenvolvimento.

Intemamente ao cartucho, as paredes de filtro tubulares são dispostas lado a lado formando uma única fileira que acompanha a linha prevalecente de desenvolvimento do cartucho.

Na prática, uma parede de filtro tubular simples é contida na largura do cartucho.

Segue-se que a espessura selecionada pode ser bem pequena, obtendo um invólucro externo fino que ocupa mais eficientemente e racionalmente os espaços disponíveis dentro do compartimento do motor de um veículo.

A linha prevalecente de desenvolvimento do cartucho pode ser de qualquer formato, por exemplo, ela pode ser uma linha reta, uma linha curvada ou uma linha dividida.

Se a linha prevalecente é reta, o invólucro externo do filtro é um corpo plano e fino, que pode vantajosamente ser alojado em um espaço aproximadamente em paralelepípedo de baixa altura.

Se a linha prevalecente de desenvolvimento é curvada, o invólucro externo do filtro é um corpo fino ou convexo, que pode vantajosamente ser alojado em espaços curvados do compartimento do motor, por exemplo, abaixo de uma cobertura esteticamente atrativa.

Se a linha de desenvolvimento é dividida, o invólucro externo do filtro é um corpo angular, que pode vantajosamente ser alojado nos cantos do compartimento do motor.

Na invenção, as paredes de filtro tubulares geralmente têm que ter um diâmetro pequeno e um comprimento considerável.

O diâmetro pequeno possibilita que a espessura do invólucro externo seja proporcionalmente reduzida.

O pequeno diâmetro também significa que as paredes de filtro têm paredes laterais finas, levando, assim, a uma redução de perda de carga.

O comprimento considerável significa que uma superfície de filtro em geral bem grande pode ser concebida, não obstante o diâmetro contido das paredes de filtro.

O bom comprimento facilita ainda distribuição do fluido intemamente nas paredes de filtro tubulares, com consequentes vantagens fluido-dinâmicas.

Neste contexto, em um aspecto preferido da invenção, o diâmetro de cada parede de filtro tubular não ultrapassa 20% de seu comprimento.

Por razões estruturais, é mais preferível que o diâmetro das paredes de filtro tubulares não seja menor que 2% de seu comprimento.

As paredes de filtro tubulares podem ser feitas de um têxtil não tecido feito de fibras de polímero, por exemplo, polipropileno, que pode ser obtido através de qualquer processo conhecido, preferencialmente soprado em fusão.

Na invenção, as paredes de filtro tubulares podem ser concebidas de modo a exibirem ambas as extremidades abertas.

Neste caso, uma primeira extremidade de cada parede de filtro tubular é preferencialmente fixada a um flange de suporte, que é provido com pelo menos um orifício de passagem alinhado com a cavidade interna da parede de filtro tubular; enquanto a extremidade oposta de cada parede de filtro tubular é fechada por um segundo flange de suporte tendo uma parede contínua.

Uma modalidade preferida da invenção, entretanto, tem cada parede de filtro tubular concebida de tal modo a apresentar uma extremidade aberta e uma extremidade fechada oposta, de modo a substancialmente assumir o formato de uma cobertura de proteção.

O fecho pode ser obtido aplainando e unindo a parede lateral da parede de filtro tubular, na extremidade da mesma.

Neste caso também, a extremidade aberta de cada parede de filtro tubular é preferencialmente fixada a um flange de suporte tendo pelo menos um orifício de passagem que é alinhado com a cavidade interna da parede de filtro tubular; mas a extremidade fechada oposta pode ser deixada livre.

De acordo com a invenção, o cartucho de filtro pode ser predisposto de tal modo que as paredes de filtro tubulares sejam atravessadas em paralelo pelo fluido que escoa da entrada para a saída do invólucro externo.

Desta forma, não obstante o pequeno tamanho de cada parede de filtro tubular individual, a superfície de filtro total do cartucho de filtro é bem grande, de modo a garantir e adequar capacidade de armazenamento total.

Neste contexto, o cartucho de filtro pode ser predisposto de modo que o fluido atravesse cada parede de filtro tubular de dentro para fora, ou altemativamente, de fora para dentro.

De acordo com a invenção, o cartucho de filtro pode compreender uma outra parede tubular, para pré-filtração, que extemamente circunda e contém todas as paredes de filtro tubulares, por exemplo, para ser atravessada primeiro pelo fluido escoando da entrada para a saída.

Na prática, a parede tubular de pré-filtração é atravessada em série com relação às paredes de filtro tubulares, e ela é disposta a montante das mesmas com relação à direção de fluido, a fim de reter as partículas maiores que, caso contrário, poderíam rapidamente bloquear as paredes de filtro tubulares.

A parede tubular de pré-filtração pode ser feita de um têxtil não tecido feito de fibras de polímero, por exemplo, polipropileno ou poliéster, que podem ser obtidos através de qualquer processo conhecido.

A parede tubular de pré-filtração é geralmente mais porosa que as paredes de filtro tubulares.

A parede tubular de pré-filtração é preferencialmente feita de modo a apresentar uma extremidade fechada, tal como para assumir um formato de bolsa ou um formato de béquer que aloja as paredes de filtro tubulares intemamente na mesma.

O fecho pode ser obtido por meio de aplainamento e junção da parede lateral da parede tubular de pré-filtração na extremidade da mesma.

Altemativamente, o cartucho de filtro pode ser predisposto de tal modo a pelo menos uma das paredes de filtro tubulares ser destinada a ser atravessada em série com relação às outras.

A parede de filtro tubular pode ser disposta a montante das outras com relação à direção do fluido, a fim de realizar o estágio de préfiltração.

A parede de filtro tubular pode ser do mesmo tamanho das outras, mas será geralmente mais porosa.

Breve Descrição dos Desenhos

Outras características e vantagens da invenção emergirão de uma leitura da descrição a seguir, que é provida por meio de exemplo não limitativo, com a ajuda das figuras dos desenhos, em que:

A fig. 1 é uma vista em planta de um filtro de ar da invenção.

A fig. 2 é uma projeção perpendicular da vista da fig. 1.

A fig. 3 é a seção 1II-III da fig. 2.

A fig. 4 é a seção IV-IV da fig. 3.

A fig. 5 é a seção V-V da fig. 3, rotacionada e mostrada em escala aumentada.

A fig. 6 é uma vista em perspectiva do cartucho de filtro montado no filtro de ar da fig. 1.

A fig. 7 é a fig. 2, ilustrada durante inserção/extração do cartucho de filtro.

A fig. 8 é a seção da fig. 3 relativa a um filtro de ar de uma primeira modalidade da invenção.

A fig. 9 é a seção IX-IX da fig. 8.

A fig. 10 é a seção da fig. 3, relativa a um filtro de ar de uma segunda modalidade da invenção.

A fig. 11 é a seção XI-XI da fig. 10.

A fig. 12 é a seção XII-XII da fig. 10, rotacionada e mostrada em escala aumentada.

A fig. 13 é a seção da fig. 3 relativa a um filtro de ar de uma terceira modalidade da invenção.

A fig. 14 é a seção XIV-XIV da fig. 13, rotacionada e mostrada em escala aumentada.

A fig. 15 é a seção da fig. 3 relativa a um filtro de ar de uma quarta modalidade da invenção.

A fig. 16 é a seção XVI-XVI da fig. 15.

A fig. 17 é a seção da fig. 3 relativa a um filtro de ar de uma quinta modalidade da invenção.

A fig. 18 é a seção XVIII-XVIII da fig. 17.

A fig. 19 é a seção da fig. 3 relativa a um filtro de ar de uma sexta modalidade da invenção.

A fig. 20 é a seção XX-XX da fig. 19.

A fig. 21 é a seção XXI-XXI da fig. 19, rotacionada e mostrada em escala aumentada.

A fig. 22 é a seção da fig. 5 relativa a um filtro de ar de uma sétima modalidade da invenção.

A fig. 23 é uma vista em perspectiva do cartucho de filtro montado no filtro de ar da fig. 22.

A fig. 24 é a seção da fig. 5 relativa a um filtro de ar de uma oitava modalidade da invenção.

A fig. 25 é uma vista em perspectiva do cartucho de filtro montado no filtro de ar da fig. 24.

Melhor Modo de Realização da Invenção

O filtro de ar 1 ilustrado nas figs. 1 e 2 compreende um invólucro externo rígido 2 que a seguir será chamado simplesmente de caixa de filtro.

A caixa de filtro 2 pode ser feita de folha de metal estruturada ou de plástico.

A caixa de filtro 2 compreende um corpo central 20 que se comunica com uma entrada 21 para o ar a ser filtrado, e com uma saída 22 para o ar filtrado.

A entrada 21 e a saída 22 são alinhadas ao longo de um eixo longitudinal X da caixa de filtro 2.

O corpo central 20 compreende uma cobertura de abrir 23, para inserção ou extração de um cartucho de filtro removível 3 (ver, por exemplo, a fig. 7), que é destinado a ficar dentro da caixa de filtro 2 a fim de filtrar o ar que escoa da entrada 21 para a saída 22.

O cartucho de filtro 3 compreende uma pluralidade de paredes de filtro tubulares 30 dispostas paralelas umas às outras e destinadas a serem atravessadas pelo ar a ser filtrado, para reter as impurezas que podem estar presentes no ar.

O cartucho de filtro 3 é inserido intemamente no corpo central 20 da caixa de filtro 2, de tal modo que as paredes de filtro tubulares 30 fiquem paralelas ao eixo longitudinal X.

As paredes de filtro tubulares 30 podem ser feitas de um têxtil não tecido feito de fibras de polímero, por exemplo, polipropileno, que pode ser obtido através de qualquer processo conhecido, preferencialmente, através de um processo soprado em fusão.

As paredes de filtro tubulares 30 são geralmente bem rígidas, e são, por conseguinte, destinadas normalmente a manter o formato tubular e desenvolvimento retilíneo das mesmas.

Nos exemplos ilustrados, as paredes de filtro tubulares 30 têm todas elas as mesmas dimensões.

As paredes de filtro tubulares 30 têm diâmetros que são geralmente contidos e são geralmente longos.

O diâmetro contido possibilita uma redução no tamanho da caixa de filtro 2 e significa ainda que as paredes de filtro tubulares 30 têm uma espessura de parede que é consequentemente bem pequena, reduzindo, desse modo, as perdas de carga.

O comprimento considerável possibilita que uma superfície de filtro adequadamente longa seja concebida, não obstante o diâmetro limitado das paredes de filtro tubulares 30, e facilita ainda distribuição do ar intemamente às mesmas, com consequentes vantagens fluido-dinâmicas.

Em particular, o diâmetro das paredes de filtro tubulares 30 é preferencialmente de até 20% do comprimento das mesmas.

Por razões estruturais, é preferível que o diâmetro das paredes de filtro tubulares 30 não seja menor que 2% do comprimento das mesmas.

No entanto, cada parede de filtro tubular 30 podería ser acoplada a um suporte respectivo, consistindo, por exemplo, de um plástico furado ou tubo de metal que é coaxialmente inserido internamente ou extemamente na parede de filtro tubular respectiva 30.

A caixa de filtro 2 é destinada a ser alojada intemamente ao compartimento do motor de um veículo (não ilustrada), com a entrada 21 conectada a uma admissão de ar que pode ser disposta na capota ou parte frontal do compartimento do motor, e a saída 22 conectada com o coletor de aspiração do motor de combustão interna do veículo.

Como ilustrado na fig. 5, o corpo central 20 da caixa de filtro 2 é conformado de modo a prover um cartucho 24, de cuja uma seção transversal, feita ao longo de um plano perpendicular ao eixo das paredes de filtro tubulares 30, apresenta um desenvolvimento prevalecente ao longo de uma linha de desenvolvimento predeterminada indicada por A, e uma pequena largura B com relação ao desenvolvimento prevalecente.

A largura B é tomada como a dimensão do cartucho 24 indo em uma direção perpendicular à linha prevalecente de desenvolvimento A, considerada em cada ponto da mesma.

A largura B é preferencialmente constante ao longo da linha prevalecente de desenvolvimento A. As paredes de filtro tubulares 30 do cartucho 3 são inseridas na caixa de filtro 2 uma ao lado da outra, de tal modo que a largura B do cartucho 24 seja ocupada por uma única parede de filtro tubular 30.

Na prática, as paredes de filtro tubulares 30 do cartucho 3 são dispostas alinhadas para fonnar uma única fileira que segue a linha prevalecente de desenvolvimento A do cartucho 24.

Na modalidade da fig. 5, a linha prevalecente de desenvolvimento A é uma linha reta, e, consequentemente, o cartucho de filtro 3 compreende uma pluralidade de paredes de filtro tubulares 30 tendo eixos paralelos que se encontram em um único plano (ver também fig. 6).

Desta forma, a caixa de filtro 2 é um corpo plano e fino, que pode ser alojado em um espaço aproximadamente em paralelepípedo e de uma pequena altura.

A caixa de filtro 2 requer ainda pouco espaço de manobra intemamente ao compartimento do motor para substituir o cartucho de filtro 3, pois o cartucho 3 pode se extraído e inserido com um movimento oblíquo, como mostrado na fig. 7.

Na modalidade alternativa ilustrada nas figs. 22 e 23, a linha prevalecente de desenvolvimento A do cartucho 24 é uma linha curvada, e consequentemente o cartucho de filtro 3 compreende uma pluralidade de paredes de filtro tubulares 30 tendo eixos paralelos que se encontram em uma única superfície curvada.

Desta maneira, a caixa de filtro 2 é um corpo convexo fino que pode ser alojado na proximidade de paredes curvadas do compartimento do motor, por exemplo, abaixo de uma cobertura esteticamente atrativa.

Na modalidade alternativa ilustrada nas figs. 24 e 25, a linha prevalecente de desenvolvimento A do cartucho 24 é uma linha dividida, e, consequentemente, o cartucho de filtro 3 compreende uma pluralidade de paredes de filtro tubulares 30 tendo eixos paralelos que se encontram em dois planos incidentes.

Desta forma, a caixa de filtro 2 é um corpo angular fino que pode ser alojado dentro de um canto do compartimento do motor.

A partir de um ponto de vista estrutural e funcional, os filtros de ar ilustrados nas figs. 22 e 24 são totalmente similares ao filtro de ar ilustrado na fig. 5.

Por esta razão, as outras características, variantes e vantagens da invenção serão descritas a seguir com referência a um filtro de ar plano, mediante este entendimento de que as características, variantes e vantagens também podem ser aplicadas às modalidades das figs. 22 e 24.

No exemplo ilustrado nas figs, de 1 a 5, as paredes de filtro 30 são feitas de modo tal a apresentarem extremidades abertas.

As extremidades das paredes de filtro tubulares 30 são fixadas a um flange de suporte respectivo 31 e 32.

Os flanges de suporte 31 e 32 são destinados separadamente a conectar as paredes de filtro tubulares 30 umas às outras para tomar a parede de filtro 3 um único corpo.

As paredes de filtro tubulares 30 podem ser fixadas a cada flange de suporte 31 e 32 por colagem, por meio de uma junção ou qualquer outro sistema apropriado.

Os flanges de suporte 31 e 32 podem ser feitos de um plástico ou um material de metal.

O flange de suporte 31 compreende uma pluralidade de orifícios de passagem 33 em um mesmo número que as paredes de filtro tubulares 30, cada um dos quais é alinhado com a cavidade de uma parede de filtro tubular respectiva 30.

O flange de suporte 32 tem uma parede contínua, a fim de fechar a extremidade oposta de cada parede de filtro tubular 30.

A parede de filtro 3 está localizada intemamente à caixa de filtro 2 com o flange de suporte 31 voltado para a entrada 21 e o flange de suporte 32 voltado para a saída 22.

Como ilustrado nas figs. 3 e 4, o flange de suporte 31 ocupa totalmente a seção transversal da caixa de filtro 2, tal como para subdividir o volume interno em duas câmaras distintas, das quais uma primeira câmara 25 se comunica com a entrada 21 e a segunda câmara 26 se comunica com a saída 22.

O flange de suporte 32 apresenta pequenas câmaras (ver figuras 4, 5 e 6) que definem, intemamente à caixa de filtro 2, passagens laterais 34 que são externas às cavidades das paredes de filtro tubulares 30.

Graças a esta solução, o ar a ser filtrado que entra na primeira câmara 25 é forçado a passar através dos orifícios de passagem 33 do flange de suporte 31 e circular axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30.

À medida que a extremidade oposta das paredes de filtro tubulares 30 é fechada pelo flange de suporte 32, o ar a ser filtrado é forçado a atravessar as paredes de filtro tubulares 30 radialmente de dentro para fora, a fim de alcançar a segunda câmara 26.

O ar filtrado na segunda câmara 26 circula livremente através das passagens laterais 34 definidas pelo flange de suporte 32 para a saída 22.

As paredes de filtro tubulares 30 são então fechadas em paralelo pelo ar a ser filtrado, de tal modo que não obstante as dimensões menores de cada parede de filtro tubular simples 30, a superfície de filtro total do cartucho de filtro 3 seja bem grande a fim de garantir uma capacidade de armazenamento total adequada.

As figs. 8 e 9 mostram uma variante do filtro de ar 1 que difere do dito precedente devido ao fato de que o cartucho de filtro 3 é instalado substancialmente oposto, ou seja, com o flange de suporte 31 voltado para a saída 22 e o flange de suporte 32 voltado para a entrada.

Desta forma, o ar a ser filtrado que está na primeira câmara 25 não pode penetrar axialmente nas paredes de filtro tubulares 30, que estão fechadas pelo flange de suporte 32, e o ar precisa, por conseguinte, escoar através das passagens laterais 34.

A medida que o flange de suporte lateral 31 ocupa completamente a seção de passagem da caixa de filtro 2, o ar a ser filtrado é forçado a atravessar as paredes de filtro tubulares 30 radialmente de fora para dentro.

O ar filtrado, assim, escoa axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30 e atravessa os orifícios de passagem 33 do flange de suporte 31 e alcança a segunda câmara 26 e a saída 22.

Neste caso também as paredes de filtro tubulares 30 são atravessadas em paralelo pelo ar a ser filtrado.

Nas figs, de 10 a 12 uma outra variante do filtro de ar 1 é ilustrada, que difere da variante precedente no que se refere às características reportadas a seguir.

O cartucho de filtro 3 compreende dois flanges de suporte 3 Γ e 32' que são ambos providos com orifícios de passagem respectivos 33.

Os orifícios de passagem 33 do flange de suporte 31' são alinhados com as cavidades internas de um primeiro grupo de paredes de filtro tubulares 30, cujas extremidades opostas são fechadas pelo flange de suporte 32'.

Similarmente, os orifícios de passagem 33 do flange de suporte 32' são alinhados com as cavidades internas de um segundo grupo distinto de paredes de filtro tubulares 30, cujas extremidades opostas são fechadas pelo flange de suporte 31'.

O cartucho de filtro 3 está localizado intemamente à caixa de filtro 2 com o flange de suporte 31' voltado para a entrada 21 e o flange de suporte 32' voltado para a saída.

Como ilustrado na fig. 10 e 11, ambos os flanges de suporte 31' e 32' são conformados de modo tal a ocupar totalmente a seção transversal da caixa de filtro 2. Desta forma, eles subdividem o volume interno da caixa de filtro 2 em três câmaras distintas, das quais uma primeira câmara 25 se comunica com a entrada 21, uma segunda câmara 26 se comunica com a saída 22 e uma câmara intermediária isolada 27, contendo as paredes de filtro tubulares 30.

Graças a esta solução, o ar a ser filtrado que penetra na primeira câmara 25 é forçado a passar através dos orifícios de passagem 33 do flange de suporte 31 ' e circular axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30 do primeiro grupo.

A medida que a extremidade oposta é fechada pelo flange de suporte 32', o ar a ser filtrado é forçado a atravessar as paredes de filtro tubulares 30 do primeiro grupo radialmente de dentro para fora a fim de alcançar a câmara intermediária 27.

As paredes de filtro tubulares 30 do primeiro grupo são atravessadas em paralelo pelo ar a ser filtrado.

Uma vez que o flange de suporte 32' ocupa completamente a seção de passagem da caixa de filtro 2, o ar alcançando a câmara intermediária 27 não pode escoar livremente para a saída 22 e é, assim, forçado a atravessar as paredes de filtro 30 do segundo grupo radialmente de fora para dentro.

Na prática, as paredes de filtro tubulares 30 do segundo grupo são atravessadas em paralelo umas com relação às outras, mas em série com respeito às paredes de filtro tubulares 30 do primeiro grupo.

O ar filtrado finalmente escoa axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30 do segundo grupo e atravessa os orifícios de passagem 33 do flange de suporte 32' a fim de alcançar a segunda câmara 26 e a saída 22.

As paredes de filtro tubulares 30 do primeiro grupo, que são atravessadas primeiro pelo ar a ser filtrado, são destinadas a realizar um estágio de pré-filtração, enquanto as paredes de filtro tubulares 30 do segundo grupo, que são atravessadas depois, são destinadas a realizar um estágio de filtração final.

Com esta finalidade, as paredes de filtro tubulares 30 do primeiro grupo podem ser do mesmo tamanho que aquelas do segundo grupo, mas geralmente são mais porosas.

O estágio de pré-filtração é útil para reter as partículas maiores a montante e para impedir as paredes de filtro tubulares 30 destinadas à filtração final de bloquearem tão rapidamente, aumentando, assim, a vida útil do cartucho de filtro 3.

O estágio de pré-filtração pode ser obtido altemativamente com um cartucho de filtro 3 conforme na modalidade ilustrada nas figs. 13 e

14.

O cartucho de filtro 3 é o mesmo que o ilustrado na fig. 8, e difere do mesmo quanto ao fato de que ele também compreende uma membrana de filtro 35 conformada como uma camisa tubular que extemamente e coaxialmente envelopa todas as paredes de filtro tubulares 30 do cartucho 3.

A membrana de filtro 35 tem ambas as extremidades abertas.

As extremidades da membrana de filtro 35 são fechadas pelos flanges de suporte 31 e 32, de tal modo a delimitar um espaço interno em que as paredes de filtro tubulares 30 são contidas.

A membrana de filtro 35 pode ser fixada aos flanges de suporte 31 e 32 por colagem, usando um sistema de união de conexão e desconexão, ou qualquer outro sistema apropriado.

A membrana de filtro 35 pode ser feita de um têxtil não tecido de fibras de polímero, por exemplo, polipropileno ou poliéster, que pode ser obtido através de qualquer processo conhecido.

A membrana de filtro 35 é geralmente mais porosa que as paredes de filtro tubulares 30.

Graças a esta solução, o ar a ser filtrado que penetra na primeira câmara 25 é inicialmente forçado a atravessar a membrana de filtro 35 de fora para dentro.

Uma vez dentro da membrana de filtro 35, o ar é assim forçado a atravessar as paredes de filtro tubulares 30 radialmente, de fora para dentro.

O ar filtrado finalmente escoa axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30 e atravessa os orifícios de passagem 33 do flange de suporte 31 para alcançar a segunda câmara 26 e a saída 22.

As paredes de filtro tubulares 30 são atravessadas em paralelo umas com relação às outras, mas em série com respeito à membrana de filtro 35, que fica localizada a montante com relação à direção de escoamento de ar, para realizar o estágio de pré-filtração.

Nas figs. 15 e 16 um filtro de ar 1 é ilustrado que difere dos anteriores em que o cartucho de filtro 3 compreende paredes de filtro tubulares 30', cada uma das quais é concebida de modo tal a apresentar uma extremidade aberta e uma extremidade oposta fechada.

O fecho é preferencialmente obtido comprimindo a parede lateral de cada parede de filtro tubular 30' na extremidade da mesma, de modo tal a aplainá-la até que duas porções opostas da parede lateral entrem em contato para fechar a passagem.

As porções da parede lateral em contato recíproco são então unidas entre si, preferencialmente por soldagem a quente, ou seja, por pelo menos fusão parcial do material da parede, pressão e seguinte solidificação.

Altemativamente, as porções em contato podem ser unidas por colagem ou outros sistemas conhecidos.

Se possível, cada parede de filtro 30' pode ser concebida diretamente na forma de um recipiente fechado na parte inferior da mesma.

Desta forma, cada parede de filtro tubular 30' substancialmente apresenta o formato de um recipiente ou um béquer estreito e longo.

As extremidades abertas das paredes de filtro tubulares 30' são fixadas a um único flange de suporte 31 destinado a conectá-las juntas, enquanto as extremidades fechadas são deixadas livres.

As paredes de filtro tubulares 30' podem ser fixadas separadamente ao flange de suporte 31 por colagem, por meio de um sistema de conexão e desconexão, ou por qualquer outro sistema apropriado.

O flange de suporte 31 pode ser feito de um plástico ou um metal.

O flange de suporte 31 compreende uma pluralidade de orifícios de passagem 33, em um mesmo número que as paredes de filtro tubulares 30', cada um dos quais é alinhado com a cavidade de uma parede de filtro tubular respectiva 30'.

Como ilustrado nas figs. 15 e 16, o cartucho de filtro 3 é inserido na caixa de filtro com o flange de suporte 31 voltado para a entrada

21.

O flange de suporte 31 é conformado de tal modo a ocupar completamente a seção de passagem da caixa de filtro 2, subdividindo o volume interno nas câmaras de comunicação 25 e 26 comunicando respectivamente com a entrada 21 e a saída 22.

Desta forma, o ar a ser filtrado penetrando na primeira câmara 25 é forçado a atravessar através das aberturas 33 do flange de suporte 31 e circular axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30'.

Uma vez que a extremidade oposta das paredes de filtro tubulares 30' é fechada, o ar a ser filtrado é forçado a atravessar os filtros tubulares 30' radialmente de dentro para fora, para alcançar a segunda câmara 26, a partir da qual finalmente ele escoa para o exterior 22.

As paredes de filtro tubulares 30' são atravessadas assim em paralelo pelo ar a ser filtrado. As figs. 17 e 18 mostram um filtro de ar 1 que difere do precedente devido ao fato de que o cartucho de filtro 3 é instalado substancialmente oposto, ou seja, com o flange de suporte 31 voltado para a saída 22.

Neste caso, à medida que o flange de suporte 31 ocupa completamente a seção de passagem da caixa de filtro 2, o ar a ser filtrado que está na câmara 25 é forçado a atravessar as paredes de filtro 30' radialmente de fora para dentro, e posteriormente escoar axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30' a fim de atravessar as aberturas 33 do flange de suporte 31 e alcançar a saída 22.

Neste caso também as paredes de filtro 30' são atravessadas em paralelo pelo ar a ser filtrado. As figs. 19 a 21 mostram um filtro de ar 1 que difere dos precedentes em que o cartucho de filtro 3 também é predisposto a realizar um estágio de pré-filtração de ar. O cartucho de filtro 3 compreende uma outra membrana de filtro 35', substancialmente conformada como uma bolsa ou béquer, cuja boca é fechada pelo flange de suporte 31 de modo tal a delimitar um espaço interno em que todas as paredes de filtro tubulares 30' são contidas.

A membrana de filtro 35' pode ser fixada ao flange de suporte 31 por colagem, com um sistema de conexão e desconexão ou qualquer outro sistema apropriado.

A membrana de filtro 35' pode ser feita em um têxtil não tecido feito de fibras de polímero, por exemplo, polipropileno ou poliéster, que pode ser obtido usando qualquer processo conhecido.

A membrana de filtro 35' é geralmente mais porosa que as paredes de filtro tubulares 30'.

A membrana de filtro 35' é Preferencialmente feita como um corpo tubular destinado a envelopar toda a pluralidades de paredes de filtro tubulares 30', cujo corpo tubular apresenta uma extremidade aberta e uma extremidade fechada que lhe dá o formato de bolsa ou béquer acima mencionado.

O fecho é preferencialmente obtido comprimindo a parede lateral da membrana de filtro tubular 35' nas extremidades da mesma, de modo a aplainá-la até pôr as duas porções opostas da parede lateral em contato recíproco, para fechar a passagem. As porções em contato são unidas, preferencialmente por soldagem a quente, ou seja, por pelo menos fusão parcial do material da parede, pressão e seguinte solidificação.

Altemativamente, as porções em contato podem ser unidas por colagem ou por outros sistemas conhecidos.

Se possível, a membrana de filtro 35' pode ser diretamente concebida na forma de um recipiente que é fechado em uma parte inferior do mesmo, tal como uma bolsa ou um béquer.

Como ilustrado nas figs. 19 e 20, o cartucho de filtro 3 é inserido na caixa de filtro com o flange de suporte 31 voltado para a saída 22.

O flange de suporte 31 ocupa completamente a seção de passagem da caixa de filtro 2, subdividindo o volume interno nas câmaras 25, 26 comunicando-se respectivamente com a entrada 21 e a saída 22.

Desta forma, o ar a ser filtrado que alcança a primeira câmara 25 é forçado a atravessar a membrana de filtro 35' de fora para dentro.

Uma vez dentro da membrana de filtro 35', o ar é forçado a atravessar as paredes de filtro tubulares 30', também de fora para dentro.

O ar filtrado finalmente escoa axialmente ao longo das paredes de filtro tubulares 30' e atravessa os orifícios de passagem 33 do flange de suporte 31a fim de alcançar a saída 22.

As paredes de filtro tubulares 30' são efetivamente atravessadas em paralelo pelo ar a ser filtrado, mas em série com relação à direção do fluxo de ar a fim de ser capaz de realizar uma pré-filtração efetiva do fluxo de ar.

Obviamente um especialista técnico no setor poderia efetuar numerosas modificações de uma natureza técnica aplicacional ao filtro de ar 1 acima descrito, sem abandonar o âmbito da invenção conforme reivindicada a seguir.

Claims

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Reivindicações

1. Filtro para motores de combustão interna, compreendendo um invólucro externo rígido (2) provido com pelo menos uma entrada (21) para um fluido a ser filtrado e uma saída (22) para o fluido quando filtrado, e um cartucho de filtro removível (3) localizado internamente ao invólucro externo (2), sendo que o cartucho de filtro removível (3) compreende um flange de suporte (31, 31', 32') e uma pluralidade de paredes de filtro tubulares (30, 30') dispostas paralelas umas às outras e configuradas a serem atravessadas pelo fluido que escoa da entrada (21) para a saída (22) do invólucro externo (2), sendo que cada parede de filtro tubular (30, 30') é feita de modo a exibir pelo menos uma extremidade aberta, sendo que a extremidade aberta de cada parede de filtro tubular (30, 30') é fixa ao flange de suporte (31, 31', 32') que é destinado a conectar as paredes de filtro tubulares (30, 30') uma à outra, sendo que o flange de suporte (31, 31', 32') é provido de pelo menos um orifício de passagem (33) alinhado com uma cavidade da parede de filtro tubular (30, 30'), e sendo que o invólucro externo (2) compreende adicionalmente uma cobertura de abrir (23), para a inserção ou extração do cartucho de filtro removível (3), caracterizado por o invólucro externo (2) ser conformado de tal modo a delimitar um cartucho (24) de cuja uma seção transversal, realizada ao longo de um plano perpendicular aos eixos das paredes de filtro tubulares (30, 30'), apresenta uma linha prevalecente de desenvolvimento (A) e uma pequena largura (B) com relação à linha prevalecente de desenvolvimento (A), e em que as paredes de filtro tubulares (30, 30') são dispostas internamente ao cartucho (24), lado a lado umas das outras, formando uma única fileira que acompanha a linha prevalecente de desenvolvimento (A) do cartucho (24), de tal modo que a largura (B) do cartucho (24) seja ocupada por uma única parede de filtro tubular (30), e pelo fato de que o flange de suporte (31, 31', 32') ocupa inteiramente uma seção transversal do invólucro externo (2), de modo a subdividir o volume interno deste em duas câmaras distintas, das quais uma primeira câmera se comunica com a entrada (21) e uma segunda câmara que se comunica com a saída (22).

2. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a linha prevalecente de desenvolvimento (A) ser selecionada de um grupo constituído por: uma linha reta, uma linha curvada e uma linha dividida.

Petição 870190116225, de 11/11/2019, pág. 15/19

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3. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada parede de filtro tubular (30, 30') ter um diâmetro que não é maior do que 20% do comprimento da mesma.

4. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada parede de filtro tubular (30) ser feita de tal modo que uma extremidade oposta da mesma também seja aberta, a extremidade oposta sendo fechada por um segundo flange de suporte (32, 31', 32') destinado a conectar as paredes de filtro tubulares (30) umas às outras.

5. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada parede de filtro tubular (30') ser feita de tal modo que a extremidade oposta seja fechada.

6. Filtro, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a extremidade aberta ser obtida aplainando e unindo a parede lateral da parede de filtro tubular (30').

7. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cartucho de filtro (3) ser pré-disposto de tal modo que as paredes de filtro tubulares (30, 30') sejam destinadas a serem atravessadas em paralelo pelo fluido.

8. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cartucho de filtro (3) ser pré-disposto de tal modo que cada parede de filtro tubular (30, 30') seja destinada a ser atravessada de dentro para fora.

9. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cartucho de filtro (3) ser pré-disposto de tal modo que cada parede de filtro tubular (30, 30') seja destinada a ser atravessada de fora para um lado interno da mesma.

10. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cartucho de filtro (3) compreender uma outra parede tubular de pré-filtragem (35, 35') que envelopa externamente a pluralidade de paredes de filtro tubulares (30, 30'), de tal modo a serem atravessadas pelo fluido a montante das paredes de filtro tubulares (30, 30').

11. Filtro, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a parede tubular de pré-filtragem (35') ser feita de tal modo a apresentar uma extremidade fechada.

12. Filtro, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a extremidade fechada ser obtida aplainando e unindo uma borda da parede lateral da parede tubular de pré-filtragem (35').

13. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cartucho de filtro

Petição 870190116225, de 11/11/2019, pág. 16/19

3/3 (3) ser pré-disposto de tal modo que pelo menos uma parede de filtro tubular (30) seja destinada a ser atravessada pelo fluido em série com relação às outras paredes de filtro tubulares (30) do cartucho (3), dita pelo menos uma parede de filtro tubular (30) tendo uma porosidade maior que as outras, e estando localizada a montante das outras com relação à direção de escoamento.

14. Filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por as paredes (30, 30', 35, 35') do cartucho de filtro (3) serem feitas de um têxtil não tecido de fibras de polímero.

15. Filtro, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o cartucho de filtro (3) ser concebido usando um processo soprado de fusão.

16. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a largura (B) do cartucho (24) ser totalmente ocupada por uma única parede de filtro tubular (30).

17. Filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a entrada (21) ser conectada à uma entrada de ar e a saída (22) é conectada a um duto de aspiração do motor de combustão interna.