BR112014005384B1

BR112014005384B1 - recipiente de filtração

Info

Publication number: BR112014005384B1
Application number: BR112014005384-7A
Authority: BR
Inventors: David J. Burns; Daniel M. Cloud; Tyler Glenn Boswell; Artimus Charlesjones
Original assignee: Parker Hannifin Filtration (Us), Inc
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2021-02-23
Also published as: EP2755740A4; WO2013040173A2; BR112014005384A2; CA2845937A1; CN103857454B; WO2013040173A3; EP2755740A2; EP2755740B1; ES2750048T3; EA032033B1; CN103857454A; AU2012308622B2; EA201400341A1; AU2012308622A1; US10137391B2; CA2845937C; MX359857B; MX2014002850A; US20130062273A1

Abstract

“CESTO DE SUPORTE DE FILTRO APRIMORADO” A presente invenção refere-se a um recipiente de filtração que é fornecido com superfícies de vedação aprimoradas e métodos de alinhamento. A superfície de vedação é fornecida por uma luva perfurada dentro do dito recipiente de filtração. É fornecido também um mecanismo de alinhamento que permite manutenção aprimorada do recipiente de filtração.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se geralmente a sistemas de filtração, e em particular a recipientes de filtração e métodos para manutenção dos mesmos.

Fundamentos da Invenção

[002] As correntes de fluido, tais como fluidos líquidos e gasosos (por exemplo, fluxos de ar) transportam frequentemente particulados que são frequentemente contaminantes indesejáveis contidos na corrente de fluido. Os filtros são empregados geralmente para remover alguns ou todos os particulados da corrente de fluido. Os recipientes de filtração com um ou mais filtros, dispostos frequentemente em um circuito paralelo, fornecem uma forma conhecida de filtrar um alto volume de fluido. Tipicamente, um recipiente de filtração inclui uma estrutura de suporte de filtro disposta dentro de um alojamento externo que pode ser adaptado para fornecer suporte radial e axial aos elementos filtrantes durante a operação.

[003] Grandes recipientes de filtração conhecidos atualmente na técnica têm alto custo de fabricação e manutenção devido ao tamanho dos componentes e sua inacessibilidade dentro do alojamento externo. Quando os componentes no recipiente de filtração são fabricados de forma imperfeita, é difícil de manter uma relação de vedação entre um elemento filtrante e o recipiente de filtração. Isso pode resultar em fluido contaminado desviando dos filtros. Para tentar evitar tal desvio, os fabricantes frequentemente usinam, de forma precisa, furos na placa de partição de parede espessa e sólida de tais alojamentos, mas mesmo com tais operações de usinagem adicionais, os furos usinados podem ser danificados durante o uso prolongado.

[004] Esta invenção fornece aprimoramentos sobre a técnica anterior com relação aos recipientes de filtração e métodos para manutenção dos mesmos. Estas e outras vantagens da invenção, bem como características adicionais da invenção, se tornarão claras a partir da descrição da invenção fornecida aqui.

Sumário da Invenção

[005] Em um aspecto, é fornecido um recipiente de filtração que inclui um alojamento externo que define uma câmara de filtração. O alojamento externo tem uma porta de entrada e uma porta de saída, com o fluxo de fluido da porta de entrada para a porta de saída. O recipiente de filtração compreende ainda uma placa de partição disposta dentro do alojamento externo, que divide a câmara de filtração em uma câmara de entrada e uma câmara de saída. A câmara de entrada se comunica com a porta de entrada e a câmara de saída se comunica com a porta de saída. A placa de partição define um furo, e uma luva é montada no furo. A luva tem uma porção de anel sólida demarcando o furo, que fornece uma superfície de vedação radial. O recipiente de filtração compreende ainda um elemento filtrante que é instalado de forma removível na luva. O elemento filtrante tem uma vedação que o veda radialmente contra a superfície de vedação radial.

[006] Um recipiente de vedação que fornece uma vedação radial na luva perfurada tem muitas vantagens sobre a técnica anterior. Por razões que serão descritas em mais detalhes abaixo, a placa de partição pode ser fabricada a partir de um material mais fino, e os furos podem ser formados com técnicas de fabricação menos dispendiosas, tais como estampagem ou corte com maçarico.

[007] Em uma modalidade preferencial, é fornecida uma pluralidade de furos, luvas perfuradas e elementos filtrantes. Cada luva perfurada é montada em um furo, e cada elemento filtrante é montado em uma luva. Nesta modalidade, uma pluralidade de elementos filtrantes pode ser disposta em um circuito paralelo, de tal forma que o fluido a ser filtrado flua através da porta de entrada para a câmara de saída, através dos furos e para os elementos filtrantes e para fora da câmara de saída e através da porta de saída.

[008] Em modalidades preferenciais, uma placa de partição pode estar entre 9,525 mm (0,375 polegada) e 67,94 mm (2,675 polegadas). Preferencialmente, para muitas aplicações, a placa de partição é menor que 38,1 mm (1,5 polegadas).

[009] Também preferencialmente, a vedação tem um flange de vedação anular e uma parte de base anular, podendo ser uma vedação do tipo “Chevron”. A parte de base anular é transportada por uma primeira tampa de extremidade do elemento filtrante, e o flange de vedação anular tem uma extremidade de terminação anular. Em uma modalidade, a extremidade de terminação anular é espaçada radialmente dentro de uma superfície periférica interna da primeira tampa de extremidade. Em uma modalidade alternativa, a extremidade de terminação anular é espaçada radialmente fora de uma superfície periférica externa da primeira tampa da extremidade. Essa vedação é elastomérica e tem resiliência e flexibilidade suficientes para se adequar e vedar uma abertura não redonda com até ao menos 0,254 mm (0,01 polegada) em uma variância de diâmetro a partir do redondo.

[010] Mais preferencialmente, a vedação se adequa a uma abertura geralmente redonda com um diâmetro de até ao menos 3,175 mm (0,125 polegada) fora de um diâmetro de projeto da superfície de vedação radial. Também preferencialmente, a vedação se adequa a uma abertura não redonda com até ao menos 6,35 mm (0,25 polegada) em uma variância de diâmetro a partir do redondo. Essas várias características de vedação permitem que o elemento filtrante vede uma superfície de vedação radial fabricada de forma não dispendiosa e de forma imperfeita fornecida pela luva perfurada, reduzindo vantajosamente assim os custos de fabricação do recipiente de filtração.

[011] Em outra modalidade preferencial, uma solda anular é formada entre a porção de anel sólida e a placa de partição, montando e vedando assim a luva perfurada no furo. Em uma modalidade preferencial, a porção de anel sólida da luva perfurada se estende entre 38,1 mm (1,5 polegadas) e 63,5 mm (2,5 polegadas) ao longo de um comprimento axial da luva perfurada. Também em uma modalidade preferencial, o elemento filtrante tem um diâmetro externo entre 50,8 mm (2 polegadas) e 254 mm (10 polegadas), e um comprimento entre 101,6 mm (4 polegadas) e 2.032 mm (80 polegadas). Também em uma modalidade preferencial, a luva perfurada é feita em aço inoxidável tendo uma calibre entre 14 e 20. Mais preferencialmente, a luva perfurada é feita de aço inoxidável com calibre 16.

[012] Em outra modalidade preferencial, o recipiente de filtração compreende ainda uma grade de suporte traseiro. A grade de suporte traseiro define uma primeira estrutura de alinhamento, e a luva perfurada define uma segunda estrutura de alinhamento. A primeira estrutura de alinhamento recebe a segunda estrutura de alinhamento, ajudando assim o alinhamento da luva perfurada entre a placa de partição e a grade de suporte traseiro. Em uma modalidade preferencial, a primeira e a segunda estrutura de alinhamento são rosqueadas, de tal forma que a dita luva perfurada seja rosqueada na grade de suporte traseiro. Em uma modalidade mais preferencial, é fornecida uma gaxeta plana, que fornece uma vedação axial entre um flange da luva perfurada e a placa de partição.

[013] Em outra modalidade preferencial, o furo na placa de partição é formado com um dos métodos de estampagem, corte com maçarico ou corte com jato d’água. Como a luva perfurada fornece uma superfície de vedação radial, uma superfície periférica interna do furo não precisa ser perfeitamente redonda. Então, métodos de fabricação menos dispendiosos, tais como aqueles mencionados acima, são os mais preferenciais para uso.

[014] Em outro aspecto, é fornecido um recipiente de filtração. O recipiente de filtração compreende um alojamento externo, que define uma câmara de filtração. O alojamento externo tem uma porta de entrada e uma porta de saída. O recipiente de filtração compreende ainda uma placa de partição, que divide a câmara de filtração em uma câmara de entrada e uma câmara de saída. A câmara de entrada se comunica com a porta de entrada, e a câmara externa se comunica com a porta de saída. O recipiente de filtração compreende ainda uma grade de suporte traseiro. A placa de partição define um furo, e uma luva perfurada é montada no furo e fixada a esse ou à grade de suporte traseiro. A grade de suporte traseiro define uma primeira estrutura de alinhamento, que é alinhada com o furo na placa de partição. A luva perfurada define uma segunda estrutura de alinhamento, que engata, de forma removível, na primeira estrutura de alinhamento. As estruturas de alinhamento servem assim para alinhar a luva perfurada entre a placa de partição e a grade de suporte traseiro. O recipiente de filtração compreende ainda um elemento filtrante instalado, de forma removível, na luva perfurada.

[015] Esse aspecto fornece aprimoramentos sobre a técnica anterior com relação ao acesso aos componentes dentro do recipiente de filtração. Engatar de forma removível as estruturas de alinhamento permite que uma luva perfurada seja removida do recipiente de filtração através de um furo, sem ter que abrir o recipiente de filtração para acessar a grade de suporte traseiro.

[016] Em uma modalidade preferencial, a primeira estrutura de alinhamento é um furo de alinhamento e a segunda estrutura de alinhamento é uma projeção que se estende a partir de um corpo da luva perfurada. Mais preferencialmente, a projeção é oca e define um furo passante que se estende através do corpo da luva perfurada e através da projeção. Em uma modalidade, a luva perfurada é fixada de forma segura no furo na placa de partição por uma solda anular.

[017] Em uma modalidade alternativa, a projeção e o furo de alinhamento são rosqueados, de tal forma que a projeção possa ser rosqueada no furo de alinhamento, e uma gaxeta plana veda a luva perfurada à placa de partição. Nesta modalidade, nenhuma solda é necessária para segurar a luva perfurada.

[018] Em ainda outro aspecto, é fornecido um método para realizar a manutenção de um recipiente de filtração. Em uma primeira modalidade, as etapas do método compreendem as seguintes. Uma luva perfurada original é removida de um recipiente de filtração que é montado em um furo em uma placa de partição do recipi- ente de filtração. Uma nova luva perfurada é instalada no furo da placa de partição. Um novo elemento filtrante é instalado no engate de vedação com a nova luva perfurada.

[019] O método pode ter ainda outras etapas. Por exemplo, um elemento de alinhamento é inserido através do furo e através de um furo de alinhamento em uma grade de suporte traseiro do recipiente de filtração. Uma luva perfurada de substituição desliza ao longo do elemento de alinhamento até que a dita luva perfurada entre em contato com a grade de suporte traseiro. O elemento de alinhamento é removido do recipiente de filtração. A luva de substituição é fixada à periferia externa do furo.

[020] Em uma modalidade preferencial, a etapa de remover compreende raspar uma solda anular formada entre a luva perfurada original e o furo. Em uma modalidade alternativa, a etapa de remover compreende desaparafusar a luva perfurada do engate rosqueado com a placa de suporte traseiro.

[021] Em outra modalidade preferencial, a etapa de deslizar compreende ainda inserir uma projeção oca que se estende a partir da luva perfurada de substituição no furo de alinhamento.

[022] Em outra modalidade preferencial, a etapa de fixar compreende formar uma solda anular entre a luva perfurada de substituição e a placa de partição. Em uma modalidade alternativa, a etapa de fixar compreende aparafusar a luva perfurada de substituição na grade de suporte traseiro.

[023] Outros aspectos, objetivos e vantagens da invenção se tornarão mais claros a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos

[024] Os desenhos em anexo incorporados e formando uma parte da especificação ilustram vários aspectos da presente invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:

[025] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de um recipiente de filtração conhecido na técnica anterior.

[026] As FIGs. 1A e 1B são vistas transversais de uma luva perfurada utilizada no recipiente de filtração da FIG. 1.

[027] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um recipiente de filtração, de acordo com os ensinamentos da presente invenção.

[028] A FIG. 2A é uma vista transversal de uma primeira extremidade de uma luva perfurada e de um elemento filtrante utilizados no recipiente de filtração da FIG. 2.

[029] A FIG. 2B é uma vista transversal de uma gaxeta do tipo Chevron usada no elemento filtrante da FIG. 2A.

[030] A FIG. 2C é uma vista transversal de uma segunda extremidade da luva perfurada e do elemento filtrante da FIG. 2A.

[031] A FIG. 3 é uma vista em perspectiva de uma grade de suporte traseiro usado no recipiente de filtração da FIG. 2.

[032] As FIGs. 4A e 4B são vistas transversais de partes das modalidades alternativas do recipiente de filtração da FIG. 2, mostrando a montagem da luva perfurada e a fixação rosqueada da projeção guia em extremidades opostas, respectivamente.

[033] A FIG. 5 é uma vista em perspectiva que ilustra uma modalidade de um método para realizar a manutenção de um recipiente de filtração.

[034] As FIGs. 6 a 8 são vistas de uma vedação do tipo Chevron usada no recipiente de filtração da FIG. 2.

[035] Enquanto a invenção for descrita em conjunto com certas modalidades preferenciais, não existirá intenção de limitá-la às modalidades. Ao contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modalidades e equivalentes incluídos dentro do espírito e escopo da invenção definida pelas reivindicações em anexo.

Descrição Detalhada da Invenção

[036] As FIGs. 1, 1A e 1B descrevem um recipiente de filtração 10 conhecido na técnica anterior. O recipiente de filtração 10 tem um alojamento externo 12 com uma porta de entrada 14 e uma porta de saída 16, e define uma câmara de filtração 13. Uma estrutura de suporte de filtro 50 é disposta dentro do alojamento externo 12. A estrutura de suporte de filtro 50 tem uma placa de partição 52, que divide a câmara de filtração 13 em um compartimento de entrada 24 e um compartimento de saída 26. A placa de partição 52 tem uma pluralidade de aberturas de fluxo 54. A partir de cada abertura de fluxo 54, uma primeira extremidade de uma luva perfurada corres-pondente 70 se estende para o compartimento de saída 26 e termina em uma segunda extremidade, acoplada a uma placa de suporte traseiro 62. Cada luva perfurada 70 é adaptada para receber um elemento filtrante 110.

[037] A placa de partição 52 define uma pluralidade de superfícies de vedação radial 55 ao longo de uma periferia interna de cada abertura de fluxo 54. Como tal, uma vedação tal como um anel em “O” 30 retida por uma primeira tampa da extremidade de cada elemento filtrante 110 tenta vedar o dito elemento filtrante 110 à placa de partição 52. Uma boa relação de vedação é exigida para impedir que o fluido contaminado no compartimento de entrada 24 desvie dos elementos filtrantes 110 e se mova para o compartimento de saída 26. Entretanto, pelas razões discutidas abaixo, uma boa vedação é frequentemente difícil de alcançar nos recipientes de filtração conhecidos.

[038] Um recipiente de vedação 10 é tipicamente adaptado para filtrar um fluido em pressões diferenciais de 30 a 50 PSID. Essas altas pressões diferenciais tendem a comprimir axialmente o elemento filtrante 110 contra a placa de suporte traseiro 62. Devido a essa compressão, a primeira tampa de extremidade do elemento filtrante 100 e então o anel em “O” 30 se move axialmente ao longo da superfície de vedação 55. Um típico elemento filtrante 110 pode comprimir até 25,4 mm (1 polegada) ou mais. De modo a acomodar essa compressão e ainda garantir uma boa relação de vedação, a placa de partição 52 tem uma espessura T1 de ao menos 38,1 mm (1,5 polegadas) a 63,5 mm (2,5 polegadas). Essa espessura T1 garante que, mesmo quando o elemento filtrante 110 é comprimido, o anel em “O” pode formar ainda uma vedação com a superfície de vedação 55.

[039] A estrutura de suporte de filtro 50 pode também incluir uma placa de retenção 58, que é configurada com aberturas de fluxo com um diâmetro menor do que um diâmetro do elemento filtrante 110. Assim, a placa de retenção 58 ajuda a impedir que os elementos filtrantes 110 não sejam vedados de suas respectivas luvas perfuradas 70 quando o fluxo de fluido é invertido, como ele pode durante a despressurização da tubulação. A placa de retenção pode ser fixada à placa de partição por uma variedade de métodos, incluindo fixadores tais como porcas e parafusos, ou uma ou mais soldas.

[040] Como a placa de partição 52 fornece uma superfície de vedação 55, as aberturas de fluxo 54 precisam ser usinadas cuidadosamente ao longo de toda a profundidade do furo, à medida que a vedação pode deslizar axialmente devido à compressão citada acima. A usinagem imperfeita resulta em uma superfície de vedação deficiente, que pode permitir que o fluido contaminado desvie dos elementos filtrantes 110. As gaxetas em “O” tipicamente têm dificuldade de vedar as superfícies de vedação fabricadas de forma imperfeita. Por exemplo, as gaxetas em “O” podem ter problemas de vedação e então permitem algum vazamento, se a dita superfície de vedação é até 0,0127 mm (0,0005 polegada) descentrada, ou tiver um diâmetro real de 0,254 mm (0,010 polegada) fora de uma tolerância de projeto do diâmetro. As gaxetas de anel em “O” também são também conhecidas por permitir vazamento, se a superfície de vedação tiver uma rugosidade de aproximadamente 32 micrometros ou mais. Assim, o custo é muito alto para se ter certeza que a superfície de vedação 55 é usinada cuidadosamente ao longo de toda a sua profundidade. Mesmo uma superfície de vedação fabricada perfeitamente, entretanto, pode sofrer danos ao longo do tempo, e pode ser difícil para um anel em “O” fornecer uma vedação adequada.

[041] Também, a placa de partição 52 é tipicamente feita de um material dispendioso, tal como o aço inoxidável. O tamanho e o custo de criar uma placa de partição 52 são então frequentemente indesejavelmente altos.

[042] De modo a impedir que a luva perfurada 70 se mova sob altas pressões de fluido, a mesma é soldada tipicamente à placa de partição 52 em uma primeira solda anular 56, e também à placa de suporte traseiro em uma segunda solda anular 66. Então, quando a luva 70 precisa ser substituída devido ao desgaste e rompimento normais, o processo de substituição pode também ter um custo proibitivo. De modo a remover a luva 70, o alojamento externo 12 precisa ser cortado fre-quentemente na metade, de tal forma que a primeira e a segunda solda anular 56, 66 possam ser raspadas. Em muitos casos, o todo o alojamento externo 12 precisa ser substituído por um novo, tornando a manutenção muito mais dispendiosa.

[043] Voltando agora às FIGs. 2, 2A, 2B e 2C, é descrita uma modalidade de um recipiente de filtração 100 tendo aprimoramentos sobre a técnica anterior. Similar à técnica anterior, o recipiente de filtração 100 inclui um alojamento externo 112 com uma porta de entrada 114 e uma porta de saída 116, e define uma câmara de filtração 113. Uma placa de partição 152 divide a câmara de filtração 113 em uma câmara de entrada 124 e uma câmara de saída 126. As luvas perfuradas 170 se estendem a partir da placa de partição 152 para uma grade de suporte traseira 162 disposta dentro da câmara de saída 126, e recebem os elementos filtrantes 110. Similarmente aos recipientes de filtração na técnica anterior, o recipiente de filtração 100 pode incluir também uma placa de retenção que é substancialmente similar à placa de retenção 58; entretanto, uma placa de retenção não é mostrada na modalidade do recipiente de filtração 100. Os elementos filtrantes 100 são retidos nas respecti- vas luvas perfuradas 170. Cada elemento filtrante 110 inclui uma tampa de extremidade aberta 104 (ver FIG. 2A) e uma tampa de extremidade fechada 106 (ver FIG. 2C), e um meio filtrante que se estende entre elas.

[044] Em uma modalidade preferencial, cada luva perfurada 170 tem uma porção de anel sólida 172 ao longo de uma superfície periférica interna de uma primeira extremidade próxima à placa de partição 152. A porção de anel sólida 172 fornece uma superfície de vedação radial para o elemento filtrante 110. Para acomodar a compressão do elemento filtrante 110 discutida acima, a porção de anel sólida 172 se estende preferencialmente ao longo de um comprimento axial L entre 38,1 mm (1,5 polegadas) a 63,5 mm (2,5 polegadas) ou mais (tipicamente ao menos 25,4 mm (1 polegada)). Como tal, a superfície de vedação radial nesta modalidade é fornecida pela luva perfurada 170 ao invés da placa de partição 152.

[045] Vários benefícios resultam da luva perfurada 170 fornecendo uma superfície de vedação para o elemento filtrante 110. Primeiro, a placa de partição 152 pode ser feita com uma espessura T2 que é substancialmente menor do que a largura das placas de partição da técnica anterior, porque ela não precisa mais compensar a compressão do elemento filtrante 110. A espessura T2 está preferencialmente entre 8,255 mm (0,325 polegada) e 66,675 mm (2,625 polegadas), e mais preferencialmente aproximadamente 25,4 mm (1 polegada), embora qualquer espessura adequada possa ser usada. Segundo, a placa de partição 152 pode ser feita de um material adequado menos dispendioso, tal como aço carbono. Terceiro, as aberturas de fluxo 154 não precisam ser usinadas, mas podem ser formadas com processos de fabricação menos dispendiosos, tais como estampagem, corte com maçarico, ou corte via jato d’água.

[046] A luva perfurada 170 é preferencialmente feita de um metal adequado entre calibre 14 e 20, e preferencialmente calibre 16. A luva perfurada 170 é preferencialmente feita de aço inoxidável e pode ser formada de material laminado, fabri- cada de uma variedade de formas, incluindo para estiramento ou formação. Esses métodos de fabricação podem resultar em uma superfície de vedação que não seja perfeitamente redonda, ou que tenha um diâmetro fora da tolerância de projeto de diâmetro da superfície de vedação. De modo a aprimorar mais a relação de vedação entre o elemento filtrante 110 e a luva perfurada 170, uma vedação, tal como uma vedação do tipo Chevron 310, pode ser usada (ver FIG. 2A). A vedação do tipo Chevron pode permitir o fornecimento de uma superfície de vedação menos precisa, acomodando assim um furo menos preciso que pode ser proporcionado pela luva.

[047] Uma vedação do tipo Chevron neste contexto significa referir-se a qualquer vedação tendo uma parte de base de montagem anular que é retida por uma tampa da extremidade do elemento filtrante 100, e uma parte de vedação anular que é disposta ou radialmente dentro ou radialmente fora da parte de base anular. A parte de vedação anular se estende tipicamente em um ângulo inclinado a partir da parte de base anular, formando uma bolsa entre elas. Essa bolsa utiliza beneficamente a pressão diferencial dos recipientes de vedação, tal como o recipiente de vedação 100, para forçar uma relação de vedação maior. As vedações do tipo Chevron fornecem várias vantagens sobre uma vedação padrão, tal como o anel em “O” devido aos problemas de vedação comuns aos anéis em “O” discutidos acima.

[048] Com relação agora às FIGs. 2A e 2B, os detalhes estruturais da vedação tipo Chevron 310 são discutidos. A vedação do tipo Chevron 310 é encravada firmemente em uma ranhura sobre uma tampa de extremidade aberta 104 do filtro, engatando positivamente todos os três lados quando montados nesta. A vedação do tipo Chevron 310 tem um flange de vedação anular 312 e uma parte de base anular 314, definindo uma bolsa entre eles, que se abre em um ângulo α.

[049] A vedação do tipo Chevron 310 tem um diâmetro interno adaptado para ser retido pela ranhura aberta externamente do elemento filtrante 110. Em uma modalidade preferencial, a vedação do tipo Chevron 310 tem um diâmetro externo com uma variância de tolerância de projeto até 5% do diâmetro total externo. Preferencialmente, um diâmetro de uma superfície periférica interna da porção de anel sólida 172 é menor do que o diâmetro externo da vedação do tipo Chevron 310 e maior do que o diâmetro da superfície periférica externa da tampa de extremidade do elemento filtrante 110. Como tal, quando o elemento filtrante 110 é recebido dentro da luva perfurada 170, a vedação do tipo Chevron 310 está em um estado radialmente comprimido.

[050] Em uma modalidade preferencial, a parte de base anular 314 tem uma espessura axial Tba entre 2,54 mm (0,1 polegada) e 38,1 mm (1,5 polegadas) e uma espessura radial Tbr entre 2,54 mm (0,1 polegada) e 25,4 mm (1 polegada). O flange de vedação anular 312 tem uma espessura Ts entre 0,508 mm (0,02 polegada) e 6,35 m (0,25 polegada). Uma extremidade de terminação 318 da parte de vedação anular 312 é espaçada radialmente da parte de base anular 314 por uma distância X entre 2,54 mm (0,1 polegada) e 31,75 mm (1,25 polegadas). O flange de vedação anular 312 atravessa um comprimento longitudinal Y entre 2,54 mm (0,1 polegada) e 31,75 mm (1,25 polegadas). O ângulo α da bolsa 316 está entre 10 graus e 85 graus, e a bolsa 316 tem uma profundidade axial D entre 2,54 mm (0,1 polegada) e 25,4 mm (1 polegada).

[051] A vedação do tipo Chevron 310 é preferencialmente feita de um material de vedação apropriado, tal como buna-n (nitrilo), fluoropolímero, silicone, fluorosilicone, ou EPR (borracha de etileno propileno), embora outros materiais de vedação apropriados sejam observados. Uma modalidade preferencial de vedação do tipo Chevron 310 tem um durômetro Shore A entre 30 e 80.

[052] A bolsa 316 da vedação do tipo Chevron 310 é disposta em relação ao recipiente de filtração 100, de modo que ela se abra em direção à área tendo pressão de fluido mais alta - na modalidade mostrada na FIG. 2, a área de entrada 24. Nesta orientação vantajosa, o fluido de alta pressão exerce pressão dentro da bolsa 316 tanto no flange de vedação anular 312 quando na parte de base anular 310. Essa pressão força a bolsa 316 a se abrir, causando engate de vedação radial adicional entre o flange de vedação anular 312 e a porção de anel sólida 172, bem como entre a parte de vedação anular 314 e a tampa de extremidade do elemento filtrante 110. O estado radialmente comprimido da vedação do tipo Chevron 310 e a orientação benéfica da bolsa 316 ajuda a impedir que o fluido na área de entrada 24 desvie do filtro, mesmo quando a porção de anel sólida 172 não é perfeitamente redonda, ou está ligeiramente fora da tolerância.

[053] As características preferenciais da vedação do tipo Chevron 310 permite que o elemento filtrante 110 forme uma vedação com uma superfície de vedação fabricada de forma imperfeita. Um método para medir a variância a partir de redondo em uma abertura envolve medir os diâmetros máximo e mínimo de uma abertura com uma ferramenta de medição tal como um conjunto de calibradores, e subtrair o diâmetro mínimo do diâmetro máximo. A vedação do tipo Chevron 310 é adaptada para vedar as aberturas com até 6,35 mm (0,25 polegada) de variância a partir de redondo nas modalidades preferenciais, e certamente melhor do que as gaxetas de anel em “O” que podem ser propensas a problemas de vedação sem superfícies não redondas.

[054] As características preferenciais discutidas acima também permitem que o filtro 110 tenha uma vedação do tipo Chevron 310 para formar uma vedação com uma abertura geralmente redonda que é formada tendo um diâmetro que é ao menos até 3,175 m (0,125 polegada) fora de um diâmetro de projeto da abertura, e certamente maior do que 0,254 mm (0,01 polegada) que é fornecida confiavelmente por um anel em “O”. Um filtro 110 tendo uma vedação do tipo Chevron 310 pode também formar uma vedação com uma abertura geralmente redonda que tem uma rugosidade de superfície de ao menos até 0,002286 mm (90 micropolegadas), e certamente maior do que a típica rugosidade máxima de 0,0008128 mm (32 micropole- gadas).

[055] Assim, o elemento filtrante 110 no recipiente de filtração 100 retém pre-ferencialmente uma vedação do tipo Chevron 310 em sua tampa de extremidade de modo a formar uma boa relação de vedação com a luva perfurada 170. Outras vedações adequadas, tal como um anel em forma de “O” ou uma vedação limpadora pode ser usada.

[056] Em uma modalidade preferencial, a luva perfurada 170 compreende ainda uma estrutura de alinhamento, tal como a projeção 174, que é adaptada para engatar de forma deslizante e removível uma estrutura de alinhamento, tal como o furo de alinhamento 164, em uma grade de suporte traseiro 162 da estrutura de suporte de elemento 150 (ver FIG. 3). Em uma modalidade mais preferencial, a projeção 174 é geralmente oca de modo que um furo passante 178 se estenda a partir do interior da luva perfurada 170 através da projeção 174. Esse furo passante 178 ajuda no alinhamento da luva perfurada 170 durante a instalação, como será discutido em mais detalhes abaixo.

[057] As caraterísticas estruturais particulares da grade de suporte traseiro 162 são meramente uma modalidade de muitas configurações adequadas e observadas. Qualquer configuração que localiza e suporta suficientemente os furos de alinhamento 164 é observada, incluindo, mas não limitada a uma placa sólida com uma pluralidade de furos de alinhamento, ou um padrão geralmente em forma de treliça que define furos de alinhamento em uma inserção dos elementos de treliça.

[058] Além disso, a combinação de uma projeção formada em uma luva perfurada com um furo de alinhamento formado em uma grade de suporte traseiro é somente uma de muitas modalidades observadas de engatar de forma removível, formas de intertravamento para engatar a luva perfurada 170 com a grade de suporte traseiro 162. Por exemplo, uma projeção poderia ser formada na grade de suporte traseiro 162, e um furo de alinhamento poderia ser formado na luva perfurada 170. Em outras modalidades, uma série de abas poderiam ser adaptadas para intertravar com uma série de aberturas correspondentes. As características de engate deslizantemente removível da projeção 172 e do furo de alinhamento 164 permitem que uma luva perfurada 170 danificada seja removida e substituída sem ter que danificar o alojamento externo 112, como discutido em mais detalhes abaixo.

[059] Em uma modalidade, a luva perfurada 170 compreende ainda um flange 176 que é acoplado à placa de partição 152 em uma solda anular 156. Quando se deseja remover a luva perfurada 170 do alojamento externo 112, a solda anular 156 é raspada. A luva perfurada 170 pode então deslizar através da abertura de fluxo 154 e para fora do alojamento externo 112.

[060] Em uma modalidade alternativa mostrada nas FIGs. 4A e 4B, são fornecidas conexões alternativas entre uma luva perfurada 270 e uma placa de partição 252, e entre a luva perfurada 270 e uma grade de suporte traseiro 262. Em uma modalidade, a projeção 274 define uma forma de intertravamento, tal como uma parte rosqueada, que é adaptada para engatar um furo de alinhamento rosqueado 264, como mostrado na FIG. 4B. Em outra modalidade, uma parte rosqueada da luva perfurada 270 engata deslizantemente a uma abertura de fluxo 254, como ilustrado na FIG. 4A. Em várias modalidades adequadas, os engates rosqueados mostrado nas FIGs. 4A e 4B podem ser usados, ou ambos podem ser usados em uma modalidade. Em qualquer dessas várias modalidades, uma superfície de vedação axial para a vedação entre a placa de partição 252 e a luva perfurada 270 é fornecida em uma primeira face da placa de partição 252. Uma vedação, tal como uma gaxeta plana 280, veda axialmente a luva perfurada 270 em um flange 276 à primeira face da placa de partição 252. Uma modalidade tendo um dos vários engates rosqueados discutidos acima em adição à gaxeta plana 280 não exigirá uma solda anular entre a placa de partição e o flange. Esses arranjos alternativos ajudarão a reduzir o tempo e o custo de manutenção de uma luva perfurada 270 porque nenhuma solda precisa ser raspada da luva perfurada 270 para ser removida.

[061] Em adição a um engate rosqueado entre a luva perfurada 270 e o furo de alinhamento 264 ou a placa de partição 252, outras formas de intertravamento adequadas são observadas. Por exemplo, uma combinação de formas de intertra- vamento por encaixe ou por ajuste de torção pode ser disposta na luva perfurada 270 e na grade de suporte traseiro 262 ou na placa de partição 252, de tal forma que a luva perfurada 270 possa ser torcida no local e então travada na posição.

[062] Tendo descrito os atributos estruturais de várias modalidades da presente invenção, e com relação às figuras, será discutido um método para realizar a manutenção de um recipiente de filtração. Em uma primeira modalidade de um método, a solda anular 156 é raspada. Como a projeção 174 é engatada deslizantemente com o furo de alinhamento 164, nenhuma ferramenta adicional ou trabalho de desprendimento adicional é exigido na conexão entre a luva perfurada 170 e a grade de suporte traseira 162. A luva perfurada 170, na qual se deseja realizar a manutenção ou que se deseja substituir, é empurrada através de sua abertura de fluxo correspondente 154. Um elemento de alinhamento, tal como uma haste 190, é inserido através da abertura de fluxo 154 na placa de partição 152, e através do furo de alinhamento correspondente 164 na grade de suporte traseiro 162 (ver FIG. 5). A haste 190 é inserida na luva perfurada de substituição 170 através do furo passante 178.

[063] A luva perfurada de substituição 170 é deslizada ao longo do elemento de alinhamento até que ela entre em contato com a grade de suporte traseiro 162. A projeção 174 é então inserida no furo de alinhamento 164. A haste de alinhamento 190 é removida do furo de alinhamento 164, através do furo passante 178, e fora do alojamento externo 112 através da abertura de fluxo 154. A luva perfurada de substituição 170, agora engatada deslizantemente com a grade de suporte traseiro 162, é soldada então em seu flange 176 à placa de partição 152.

[064] Em um método alternativo, a manutenção de um recipiente de filtração não exige as etapas de raspar uma solda anular ou a ressoldar uma luva perfurada de substituição. Nesse método alternativo, uma luva perfurada original 270 é des- rosqueada de um engate rosqueado com a placa de partição 252. A luva perfurada 270 é deslizada para fora do alojamento externo 212 através de uma abertura de fluxo 254. A luva perfurada de substituição 270 é então deslizada de volta para o alojamento externo usando um elemento de alinhamento, tal como uma haste, da mesma forma descrita na modalidade anterior. Quando a luva perfurada de substituição 270 é engatada deslizantemente a uma grade de suporte traseiro 262, ela é rosqueada no engate rosqueado com a placa de partição 152. A gaxeta plana 280 veda axialmente a luva perfurada de substituição 270 à placa de partição 252 quando ela for comprimida axialmente entre o flange 276 e a placa de partição 252.

[065] O uso dos termos “um”, “uma”, “o” e “a” e referências similares no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das seguintes reivindicações) é interpretado para cobrir tanto o singular quanto o plural, a menos que de outra forma indicado aqui ou contradito claramente pelo contexto. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo” e “contendo” são interpretados como termos em aberto (isto é, significa “incluindo, mas não limitado a”), a menos que de outra forma citado. Aqui a citação das faixas de valores é meramente destinada a servir como um método simplificado de se referir individualmente a cada valor separado que está dentro da faixa, a menos que de outra forma indicado aqui, e cada valor separado é incorporado na especificação como se ele fosse citado individualmente aqui. Todos os métodos descritos aqui podem ser executados em qualquer ordem adequada, a menos que de outra forma indicado aqui ou de outra forma contradito claramente pelo contexto. O uso de qualquer ou de todos os exemplos, ou de linguagem exem-plificada (por exemplo, “tal como”) fornecido aqui, é destinado meramente a entender melhor a invenção e não propor uma limitação no escopo da invenção, a menos que de outra forma reivindicado. Nenhuma linguagem na especificação deveria ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial à prática da invenção.

[066] As modalidades preferenciais desta invenção são descritas aqui, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para executar a invenção. As variações das modalidades preferenciais podem se tornar claras àqueles versados na técnica mediante a leitura da descrição anterior. Os inventores esperam que os versados na técnica empreguem tais variações quando apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de outra forma que não a descrita especificamente aqui. Consequentemente, a invenção inclui todas as modificações e equiva-lentes do assunto citado nas reivindicações em anexo, como permitida pela lei aplicável. Ademais, qualquer combinação dos elementos descritos acima em todas as variações possíveis desta é englobada pela invenção, a menos que de outra forma indicada aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto.

Claims

1. Recipiente de filtração (100), compreendendo: um alojamento externo (112) definindo uma câmara de filtração (113), o alo-jamento (112) tendo uma porta de entrada (114) e uma porta de saída (116); uma placa de partição (152) no alojamento (112) que divide a câmara de fil-tração (113) em uma câmara de entrada (124) se comunicando com a porta de en-trada (114) e uma câmara de saída (126) se comunicando com a porta de saída (116), a placa partição (152) tendo uma primeira face voltada para a câmara de en-trada (124); um furo definido na placa de partição (152); uma luva perfurada (170, 270) montada no furo na placa de partição (152), a luva (170, 270) tendo uma porção de anel sólida (172) demarcando o furo para for-necer uma superfície de vedação radial, a luva (170, 270) compreendendo um flange (176, 276) fixado à primeira face da placa de partição (152); um elemento filtrante (110) instalado de forma removível na luva (170, 270), o elemento filtrante (110) tendo uma vedação que o veda radialmente contra a su-perfície de vedação radial; CARACTERIZADO pelo fato de que a vedação é uma vedação do tipo Chevron (310) que tem uma parte de base anular (314) encaixada em uma ranhura sobre uma tampa de extremidade aberta (104) do elemento filtrante (110) engatando positivamente todos os três lados da ranhura, e um flange de vedação anular (312), o flange de vedação anular (312) se estendendo em um ângulo inclinado (α) a partir da parte de base anular (314) definindo uma bolsa (316) entre eles, a bolsa (316) sendo disposta de modo que ela abra em direção à câmara de entrada (124), um diâmetro de uma superfície periférica interna da porção de anel sólida (172) sendo menor que o diâmetro externo da vedação do tipo Chevron (310) e maior que um diâmetro da superfície periférica externa da tampa de extremidade do elemento fil- trante (110) de modo que a vedação do tipo Chevron (310) esteja em um estado ra-dialmente comprimido quando recebida dentro da luva perfurada (170, 270).

2. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma pluralidade de furos, luvas perfuradas (170, 270), e elementos filtrantes (110) são fornecidos, cada luva perfurada (170, 270) montada em um dos furos e cada elemento filtrante (110) montado em uma das luvas (170, 270).

3. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de partição (152) tem uma espessura que está entre 9,525 mm (0,375 polegada) e 67,94 mm (2,675 polegadas).

4. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de partição (152) tem uma espessura menor do que 38,1 mm (1,5 polegada).

5. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a vedação é elastomérica com resiliência e fle-xibilidade suficientes para se adequar e vedar uma abertura não redonda com até ao menos 0,254 mm (0,01 polegada) em uma variância de diâmetro a partir do redondo.

6. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a vedação se adequa a uma abertura geralmente redonda tendo um diâmetro de até ao menos 3,175 mm (0,125 polegada) fora de um diâmetro de projeto da superfície de vedação radial.

7. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a vedação se adequa a uma abertura não redonda com até ao menos 6,35 mm (0,25 polegada) em uma variância de diâmetro a partir do redondo.

8. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma solda anular (156) é formada entre a por- ção de anel sólida (172) e a placa de partição (152) montando e vedando assim a luva (170, 270) no furo.

9. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma grade de suporte traseiro (162, 262), em que a grade de suporte traseiro (162, 262) compreende adicionalmente uma primeira estrutura de alinhamento (174), e a luva perfurada (170, 270) adicionalmente compreende uma segunda estrutura de alinhamento (164), e a primeira estrutura de alinhamento (174) é adaptada para receber a segunda estrutura de alinhamento (164).

10. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção de anel sólida (172) se estende entre 38,1 mm (1,5 polegadas) e 63,5 mm (2,5 polegadas) ao longo da luva perfurada (170, 270), a parte perfurada se estende entre 50,8 mm (2 polegadas) e 2.032 mm (80 polegadas).

11. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento filtrante tem um diâmetro externo entre 50,8 mm (2 polegadas) e 254 mm (10 polegadas), e um comprimento entre 101,6 mm (4 polegadas) e 2.032 mm (80 polegadas).

12. Recipiente de filtração (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o furo não é usinado, mas tem uma borda de corte áspera formada com um dos métodos de estampagem, corte com maçarico ou corte com jato d’água.