BR112015017169B1

BR112015017169B1 - Meio de filtração de profundidade de canal

Info

Publication number: BR112015017169B1
Application number: BR112015017169-9A
Authority: BR
Inventors: Julie Anne Graber; Gary L. Rickle; Dale Ray Estepp; Andrew Gordon Platt
Original assignee: Kuss Filtration, Inc
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2021-12-21
Also published as: JP2018047468A; EP2945720A1; ES2656691T3; MX2015009310A; BR112015017169A2; CN105008014B; EP2945720A4; PL2945720T3; WO2014113670A1; JP2016507371A; CN105008014A; JP6374401B2; EP2945720B1; US9555353B2; US20140202951A1; MX363179B

Abstract

meio de filtração de profundidade de canal. a presente invenção refere-se a um meio de filtração de fluido que incorpora uma camada de profundidade de canal para impedir um colapso entre camadas de meio para uma eficácia de filtração aumentada enquanto se mantém a vida do filtro aumentada. a presente invenção se refere a um meio de filtração de fluido e, mais particularmente, se refere a um meio de filtração de fluido que compreende pelo menos uma camada de profundidade de canal para capacidade de filtração volumétrica aumentada enquanto se estende a vida do meio de filtro.

Description

CAMPO

[001] A presente invenção refere-se a meio de filtração de fluido1. mais particularmente, refere-se a meio de filtração de fluido que compreende pelo menos uma camada de profundidade de canal para capacidade de filtração volumétrica aumentada enquanto estende a vida de meio de filtro.

ANTECEDENTES

[002] Os sistemas de meio de filtro existentes, como os sistemaspara combustível automotivo, compreendem múltiplas camadas de fibra configuradas para formar uma estrutura de filtro de gradiente. Os filtros de estrutura de gradiente têm camadas de fibra com tamanho de poro decrescente e estrutura para prender partículas cada vez menores, à medida que o fluido flui através das camadas. Alguns dos aspectos importantes de modelo de filtro incluem a eficácia na remoção de particulado, proporções de tamanho adequadas para aplicações e vida útil de filtro estendida para limitar custos com a manutenção e custos relacionados. Um exemplo em que a vida útil de filtro é particu-larmente importante é no caso de filtros automotivos localizados no interior dos tanques de combustível. Esses filtros precisam ter vida útil estendida de modo a aumentar a duração de sua utilidade e reduzir a necessidade de substituição do filtro. A substituição desse filtro exige a remoção do tanque de combustível a partir do veículo e demanda um tempo de serviço extenso. O estado da técnica neste campo técnico é revelado no documento EP1 785 262 A1.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] A presente invenção fornece um meio de filtração de fluidoque compreende pelo menos uma camada de profundidade de canal para capacidade de filtração volumétrica aumentada enquanto se es- tende a vida de meio de filtro. As várias formas da presente revelação proporcionam uma vida útil de filtro aumentada e uma flexibilidade aumentada, incluindo aplicações que exigem vida útil estendida do filtro em condições de grandes quantidades de particulado.

[004] De acordo com a invenção, um meio de filtro que compreende as características da reivindicação 1 incluindo a primeira e a segunda camadas de meio de material não tecido e uma camada de profundidade de canal formada por um material de malha extrudado disposto entre as camadas de não tecido. A primeira e a segunda camadas podem ser compostas por qualquer material de filtração adequado, mas, preferencialmente são compostas por filamentos fundidos por sopro. A espessura da camada de profundidade de canal varia de aproximadamente 0,25 mm a 4 mm, enquanto a espessura da primeira e da segunda camadas de meio varia de aproximadamente 125 mí- crons para 500 mícrons. A camada de profundidade de canal está disposta entre a primeira e a segunda camadas e tem uma espessura pelo menos 125% superior à camada anterior a fim de fornecer suporte para as fibras de não tecido. A camada de profundidade de canal também pode ser formada por uma pluralidade de fibras que têm uma razão entre o tamanho de fio (mícrons) e a contagem de fios (tiras por cm) na faixa de 50 a 1.000, preferencialmente, de 80 a 150 e, com máxima preferência, cerca de 114.

[005] Nessa implantação, a camada de profundidade de canalpode ter uma espessura nominal na faixa de 0,25 mm a 2,5 mm e, em algumas implantações exemplificativas, pode ter uma espessura nominal na faixa de aproximadamente 0,5 mm a 0,9 mm e, preferencialmente, de 0,65 mm a 0,77 mm. O tamanho de fio da camada de pro-fundidade de canal pode variar em diâmetro de 100 a 1.000 mícrons. Em algumas implantações, o tamanho de fio pode variar em diâmetro de 200 a 600 mícrons, e, com máxima preferência, 400 mícrons. Em- bora o termo diâmetro seja discutido em referência ao tamanho de fio, pode-se compreender que fios que compreendem formatos em corte transversal alternativos (por exemplo, quadrado, retangular, trapezoidal, etc.) podem ser implantados de forma semelhante com larguras em corte transversal correspondente ao diâmetro de tamanho de fio discutido no presente documento. Os fios da camada de profundidade de canal estão arranjados em uma configuração de interseção que tem uma primeira direção e uma segunda direção.

[006] O espaçamento de fio na primeira direção pode variar de 1a 6 fios por cm e 1 a 6 fios por cm na segunda direção. Em algumas implantações, o espaçamento de fio na primeira direção pode variar de 3 a 4 fios por cm e 3 a 4 fios por cm na segunda direção. Os fios na primeira direção podem cruzar os fios na segunda direção em um ângulo na faixa de 45 a 135 graus e, preferencialmente, cerca de 90 graus. Em algumas implantações, o meio de filtração pode compreender também uma terceira camada de não tecido e uma segunda camada de profundidade de canal disposta entre a segunda camada de não tecido e a terceira camada de não tecido. Em outras implantações, a camada de profundidade de canal também pode estar disposta tanto entre a primeira e a segunda camadas de não tecido como entre a segunda e terceiras camadas de não tecido dependendo da implantação. Em algumas implantações, uma camada de profundidade de canal também pode ser omitida entre a primeira e segunda ou entre a segunda e terceiras camadas de meio.

[007] O meio de filtração revelado no presente documento também pode ser definido como um meio de filtração de profundidade de gradiente, em que uma direção de fluxo através do meio de filtro entra em contato com a primeira camada de não tecido antes da segunda camada de não tecido e a porosidade da segunda camada de não tecido é menor que a porosidade da primeira camada de não tecido. Nas implantações que têm uma terceira camada de meio, a direção de fluxo também pode entrar em contato com a segunda camada de meio antes da terceira camada de meio e o tamanho de poro da terceira camada de meio pode ser menor que o tamanho de poro da segunda camada de meio. Nessa implantação, o meio de filtração pode compreender adicionalmente uma primeira e uma segunda camadas transportadoras que ensanduicham a primeira e a segunda camadas de meio. As camadas transportadoras podem ser construídas a partir de qualquer material de filtração adequado, mas, preferencialmente, compreendem material preso por repuxo. A camada transportadora pode ser incluída no meio de filtro a fim de fornecer suporte para os filamentos fundidos por sopro frágeis.

[008] Em outra implantação, a invenção pode compreender ummeio de filtração que tem uma primeira camada de meio e uma segunda camada de meio configuradas para ter porosidade decrescente em uma direção de fluxo. Entre a primeira e a segunda camadas de meio, uma camada de profundidade de canal pode estar disposta compreendendo uma pluralidade de fibras de interseção que definem aberturas. Quando o fluido flui através do meio de filtro, a primeira camada de meio pode se estender nas aberturas da camada de profundidade de canal. As aberturas da camada de meio de profundidade de canal podem ter um espaçamento em uma direção pelo menos 50 vezes maior que o tamanho de fio da primeira camada de meio. O maior tamanho da abertura, preferencialmente, é de cerca de 2.000 mícrons a 3.500 mícrons, e, com máxima preferência, cerca de 2.700 mícrons. A fim de fornecer a primeira camada de meio de filtro que se estende na camada de profundidade de canal, a camada de profundidade de canal pode compreender uma pluralidade de fios que têm um diâmetro nominal na faixa de 100 a 1.000 mícrons e, preferencialmente, 200 a 600 mícrons.

[009] A espessura da camada de profundidade de canal varia deaproximadamente 0,25 mm a 2,5 mm e, em algumas implantações, pode variar de 0,5 mm a 0,9 mm. A espessura da primeira e da segunda camadas de meio pode variar de aproximadamente 200 mí- crons a 600 mícrons. Em termos gerais, a camada de profundidade de canal é mais espessa que a primeira e a segunda camadas de meio e pode ter, preferencialmente, uma espessura de 125% da camada anterior. A camada de profundidade de canal também pode ter uma razão entre o tamanho de fio (mícrons) e a contagem de fios (tiras por cm) na faixa de 50 a 1.000, preferencialmente, de 80 a 150 e, com máxima preferência, cerca de 114.

[0010] Nessa implantação, as fibras da camada de profundidadede canal são compostas preferencialmente de malha extrudada. A pluralidade de fibras pode ser construída em uma faixa de 2 a 6 fios por cm na primeira direção e 2 a 6 fios por cm na segunda direção. Em algumas implantações o espaçamento de fio na primeira direção pode variar de 3 a 4 fios por cm em uma primeira direção e 3 a 4 fios por cm em uma segunda direção. Adicionalmente, a primeira direção pode ser angulada em relação à segunda direção. Em algumas implantações, o espaçamento de fio na primeira direção pode diferir do espaçamento de fio na segunda direção.

[0011] O ângulo de interseção entre a primeira direção de fibra e asegunda direção de fibra pode variar, mas, preferencialmente, pode cruzar em um ângulo na faixa de 45 a 135 graus e, preferencialmente, cerca de 90 graus. Adicionalmente, as fibras podem ser conectadas ou formadas conjuntamente em cada interseção. Essa implantação também pode compreender uma terceira camada de meio a montante da primeira e da segunda camadas de meio em relação à direção de fluxo e, em algumas implantações, também pode incluir uma segunda camada de profundidade de canal disposta entre a terceira camada de meio e a primeira camada de meio.

[0012] Também é importante observar que, embora o meio de filtrorevelado possa ser aplicado em uma faixa de taxas de fluxo aumentadas quando comparadas a taxas de fluxo nominal para filtros de combustível, preferencialmente, o filtro pode ser aplicado a sistemas que têm taxas de fluxo inferiores a 5 litros por minuto.

[0013] As áreas adicionais de aplicabilidade se tornarão aparentesa partir da descrição fornecida no presente documento. Deve-se compreender que a descrição e os exemplos específicos são projetados para fins de ilustração apenas e não se destinam a limitar o escopo da presente revelação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral diagramática deum tanque de combustível de veículo motorizado que tem um módulo de bomba que pode incorporar o meio de filtração descrito no presente documento.

[0015] A Figura 2 é uma vista seccional fragmentada e ampliadade uma implantação de meio de filtração que compreende camadas de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

[0016] A Figura 3 é uma vista pictórica detalhada de uma modalidade preferencial de uma camada de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

[0017] A Figura 4 é uma vista em corte transversal de meio de filtração que compreende camadas de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

[0018] A Figura 5 é uma vista em corte transversal detalhada demeio de filtração que compreende camadas de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

[0019] A Figura 6 é uma vista seccional fragmentada e ampliadade uma implantação de meio de filtração que compreende uma única camada de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

[0020] A Figura 7 é uma vista seccional fragmentada e ampliadade uma implantação de meio de filtração que compreende uma única camada de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

[0021] A Figura 8 é uma vista seccional fragmentada e ampliadade uma implantação preferencial de meio de filtração que compreende uma única camada de profundidade de canal, de acordo com a revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] O meio de filtração descrito no presente documento podeser utilizado na filtração de vários fluidos que incluem, porém não se limitam a combustível como combustível sem chumbo ou combustível diesel, fluido hidráulico, óleo de lubrificação, ureia e outros fluidos (tanto líquidos quanto gasosos), em que a vida útil de filtração aumentada e o fluxo de fluido crescente são buscados. Por conveniência, o meio de filtração será descrito no presente documento como útil para uso em filtração de combustível. Para ajudar a descrever os conceitos do meio de filtração, a Figura 1 ilustra um módulo de combustível alojado no tanque de um veículo motorizado em que o meio de filtração descrito no presente documento pode ser usado. O meio de filtração pode ser incorporado no filtro de sucção 10 localizado na parte inferior do módulo de combustível. A construção e a operação dos módulos de combustível alojados no tanque são bem conhecidas na técnica. Outros usos do meio de filtração revelados são possíveis e incluem vários filtros de combustível dispostos tanto no interior como no exterior do tanque de combustível.

[0023] Referindo-se à Figura 2, uma implantação de um meio defiltração 20 construído de acordo com os ensinamentos da presente invenção é ilustrada. O meio de filtração 20 é um aperfeiçoamento em filtros como aqueles revelados na Patente no U.S. 5.716.522, cuja re- velação está incorporada no presente documento a título de referência. O meio de filtração 20 inclui o meio de filtro 22 adequado para filtrar combustível que também é ilustrado como uma primeira camada de meio 22a, uma segunda camada de meio 22b e uma terceira ca-mada de meio 22c, em que cada uma tem porosidade decrescente em relação à direção de fluxo de fluido ilustrada pela seta. Preferencialmente, o meio de filtração 20 também inclui duas camadas transportadoras 24 e 26 de meio de filtração não tecido que são mostradas na Figura 2. As camadas transportadoras 24, 26 são preferencialmente presas por repuxo e também podem compreender elementos dissipáveis estáticos. O meio de filtração 20 também inclui preferencialmente uma camada de revestimento exterior 28.

[0024] O meio de filtro 22 pode ser qualquer meio adequado parafiltrar o fluido com qual o meio de filtração 20 é usado. No caso do combustível, o meio de filtro 22 pode ser qualquer um entre vários meios que são conhecidos por aqueles versados na técnica como suficientes para filtrar combustível. Por exemplo, o meio de filtro 22 pode ser um meio de filtro de profundidade de gradiente que compreende uma pluralidade de camadas de não tecido 22a, 22b, 22c preferencialmente de filamentos fundidos por sopro. Em algumas implantações, o meio de filtro pode compreender uma única camada de meio ou múltiplas camadas de meio que não são gradientes em estrutura. As camadas 22a-22c estão arranjadas por tamanho de filamento e poro decrescentes na direção de fluxo de combustível a fim de fornecer uma filtração graduada de matéria particulada. Como um resultado, a primeira camada de meio 22a tem uma primeira porosidade, a segunda camada de meio 22b tem uma porosidade inferior e a terceira camada de meio 22c tem a menor porosidade. Os exemplos de camadas de meio de filtro fundidas por sopro de densidade de gradiente são bem conhecidos na técnica, cujos exemplos adequados são revelados nas seguintes referências: Publicação de Pedido de Patente no U.S. 2006/0266701, Patente no U.S. 6.613.227 e Patente no U.S. 7.927.400.

[0025] A camada de revestimento exterior 28 do meio de filtração20 é composta preferencialmente por malha extrudada de qualquer material tolerante a combustível e impermeável adequado, por exemplo, náilon, poliéster, acetal ou Teflon™, embora também possa ser construída a partir de qualquer material tecido ou não tecido que exiba durabilidade suficiente. A grossura relativa da camada de revestimento exterior 28 fornece uma cobertura externa que é resistente à abrasão e excepcionalmente estável para o meio de filtração 20. Embora a camada de malha exterior 28 seja extrudada, a mesma tem a aparência de um tecido de teia e trama. As frestas dos filamentos são altamente uniformes, pois os filamentos de urdida e filamentos de entrelaçamento são conectados ou formados integralmente em cada interseção. Essa configuração resulta em uma camada de malha exterior da malha extrudada com uma estabilidade dimensional excepcional devido sua resistência pantografia e aspereza devido à força da malha e sua excelente resistência à abrasão. Conforme ora usado, o termo pantogra- fia se refere à tendência ou capacidade de retalhos de material de tecido de se distorcerem e contraírem como um pantógrafo quando os lados do retalho são puxados ou empurrados. Uma implantação do revestimento exterior que pode ser empregada no presente documento refere-se à Patente no U.S. 5.902.480 que também está incorporada no presente documento a título de referência.

[0026] As camadas transportadoras 24 e 26 do meio de filtração20 podem ser compostas por filamentos de náilon presos por repuxo, mas também podem ser compostas por poliéster preso por repuxo, acetal, Teflon™, ou outro material estável tolerante a combustível. Conforme utilizado no presente documento, os termos filamentos presos por repuxo e meio de filtração preso por repuxo se referem a essa classe de materiais não tecidos em que os filamentos são resfriados mediante a aplicação de ar frio imediatamente após a formação a fim de interromper a atenuação do mesmo. Os diâmetros desses filamentos podem ter aproximadamente 100 mícrons, mas também podem variar entre 50 e 200 mícrons.

[0027] As camadas transportadoras 24 e/ou 26 também podemcompreender elementos dissipáveis estáticos. Conforme usado no presente documento, os termos dissipável estático e elementos dissipáveis estáticos se referem a essa classe de materiais que são classificados como dissipáveis e estáticos pela Associação ESD. De acordo com a Associação ESD, um material é classificado como dissipável e estático quando tem uma resistividade de superfície igual ou superior a 1 x 105 Q/sq, mas inferior a 1x1012 Q/sq, ou uma resistividade de volume igual ou superior a 1 x 104 Q/cm2, mas inferior a 1x1011 Q/cm2. Um exemplo de uma implantação de camadas dissipáveis estáticas no meio de filtração é a Patente no U.S. 6.613.227, que está incorporada no presente documento em sua totalidade a título de referência.

[0028] Para materiais dissipáveis estáticos, as cargas fluem para osolo mais lentamente e de uma maneira um pouco mais controlada do que com materiais condutores. É importante entender que um material pode dissipar material estático, e ainda assim não ser classificado como material dissipável estático. Vários materiais que poderiam ser classificados como condutores, de acordo com a Associação ESD, satisfazem esse critério. As fibras dissipáveis estáticas podem compreender materiais com apenas um componente, como carbono ou fibras metálicas. Em circunstâncias aproximadas, o pó de carbono ou pó metálico ou as partículas poderiam ser usados, assim como polímeros dissipáveis de forma inerente.

[0029] O meio de filtro 22 pode ser composto por meio de filtraçãofundido por sopro com porosidade decrescente na direção de fluxo de fluido. A primeira camada de meio 22a de meio de filtração fundido por sopro está disposta adjacente à camada transportadora 24, e compreende filamentos que têm um diâmetro nominal maior que 10 mícrons e preferencialmente na faixa de cerca de 10 a 25 mícrons. A segunda camada de meio 22b de meio de filtração fundido por sopro que tem um tamanho de filamento nominal de cerca de 10 mícrons e, preferencialmente, na faixa de cerca de 5 a 15 mícrons, é adjacente à primeira camada de meio 22a. Uma terceira camada de meio 22c de meio de filtração fundido por sopro que tem um tamanho de filamento nominal inferior a 10 mícrons e, preferencialmente, na faixa de cerca de 1 a 5 mícrons, é adjacente à segunda camada de meio 22b. Conforme utilizado no presente documento, os termos filamentos fundidos por sopro e meio de filtração fundido por sopro se referem a essa classe de materiais não tecidos em que os filamentos são mantidos em uma temperatura elevada mediante a aplicação de ar quente imediatamente após a formação a fim de estimular a atenuação do mesmo. Tipicamente, os filamentos fundidos por sopro estão na ordem de tamanho dez vezes menor que os filamentos presos por repuxo e, portanto, têm nominalmente 10 mícrons de diâmetro e podem estar prontamente na faixa de 5 a 20 mícrons. Deve-se observar que os tamanhos de filamento citados são utilizados apenas a título de exemplo e ilustração e não se destinam a ser limitantes.

[0030] Deve-se observar que, embora haja vãos mostrados entreas camadas nas Figuras (por exemplo, as Figuras 2 e 6 a 8), os mesmos são mostrados por questões de conveniência na descrição do meio de filtração 20. Na prática real, não haverá (ou pelo menos haverá vãos mínimos) vãos entre as várias camadas. As camadas transpor-tadoras 24 e 26 podem ser enroladas conjuntamente com as camadas de filtro 22a a 22c e podem ser ligadas às mesmas com uso de soldagem a quente, soldagem mecânica, cola ou agente ligante. Da mesma forma, as camadas de filtro 22a a 22c podem ser ligadas à camada transportadora 26 com uso de soldagem a quente, soldagem mecânica, cola ou agente ligante.

[0031] Uma limitação do meio de filtração da técnica anterior foiconstatada e é revelada no presente documento para destacar o aperfeiçoamento dos modelos de meio de filtro da técnica anterior. Em particular, revelou-se que o meio de filtração anterior perde capacidade devido ao colapso entre as camadas de meio de filtração e, em particular, entre as camadas interiores fundidas por sopro. Revelou-se que, quando o fluxo de fluido passa através das camadas de meio, a primeira camada de meio pode ser comprimida na segunda camada de meio e, da mesma forma, a segunda camada de meio pode ser comprimida na terceira camada de meio, etc. A solução preferencial na indústria de filtro não leva em consideração o colapso no meio de filtro. Uma tentativa inicial de aperfeiçoar a vida útil de filtro aumentando a espessura e a contagem de fibra das respectivas camadas de meio não impediu o colapso entre as camadas de meio de filtração.

[0032] De forma semelhante, os modelos de meio de filtração datécnica anterior sugerem proporções de filtro aumentadas a fim de aumentar a capacidade de retenção do particulado, por exemplo, aumentando a espessura das camadas interiores fundidas por sopro; no entanto, o aumento das proporções do filtro é indesejável para aplicações de filtro de combustível que exigem espaço limitado. Ao contrário do meio de filtração anterior, essa revelação fornece a vida útil de filtro aperfeiçoada enquanto mantém o desempenho e diminui a exigência de espessura adicional, as proporções de filtro e o tamanho de fibra que eram considerados necessários anteriormente para aperfeiçoar a vida útil de filtro.

[0033] Referindo-se novamente à Figura 2, uma implantação demeio de filtração que compreende camadas de profundidade de canal 30, de acordo com a revelação, é ilustrada. Uma primeira camada de profundidade de canal 32 está disposta entre a primeira camada de meio 22a e a segunda camada de meio 22b e uma segunda camada de profundidade de canal 34 está disposta entre a segunda camada de meio 22b e a terceira camada de meio 22c. Nessa implantação, quando o fluxo de fluido passa através do meio de filtração 20, a primeira camada de meio 22a entra em contato com a primeira camada de profundidade de canal 32. Os modelos convencionais de filtro partiam do princípio que a camada de profundidade de canal reduz a vida útil de filtro, pois limita a eficácia da primeira camada de meio 22a. Ao contrário dos ensinamentos convencionais, revelou-se que o primeiro meio entra em contato com a primeira camada de profundidade de canal 32 e mantém a eficácia que normalmente seria perdida devido ao colapso na segunda camada de meio 22b.

[0034] Em particular, sabe-se agora que a vida útil de filtraçãoaperfeiçoada quando uma camada de profundidade de canal 30 é aplicada entre as camadas de meio 20 se deve à capacidade aumentada entre as camadas de meio 22 que são sustentadas pelas aberturas de poro ampliadas nas camadas de profundidade de canal 30. À medida que a pressão de fluido força a primeira camada de meio na primeira camada de profundidade de canal 32, as fibras da primeira camada de meio 22a permanecem eficazes na filtração estendendo-se em aberturas na primeira camada de profundidade de canal 32. As aberturas nas camadas de profundidade de canal 30 fornecem suporte para primeira camada de meio a montante 22a ao invés de permitir que a primeira camada de meio 22a se rompa na segunda camada de meio 22b e sofra de capacidade reduzida devido ao colapso.

[0035] A vida do meio de filtração revelado 20 é mais aumentadaaperfeiçoando-se o manuseio de carga, como contaminantes, acumulados por todo o tempo de vida do meio de filtração 20. À medida que o meio de filtração é preenchido com a poeira e os contaminantes, o acúmulo de pressão no meio de filtração 20 devido a fluxo de fluido restrito faz com que a primeira camada de meio 22a seja pressionada contra a primeira camada de profundidade de canal 32. A primeira camada de meio 22a se estica nas aberturas da primeira camada de profundidade de canal 32, permitindo que as fibras de não tecido da primeira camada de meio 22a liberem sujeira presa na segunda camada de meio 22b e estendam a capacidade de retenção de poeira do meio de filtração 20. Compartilhando-se a poeira presa entre as camadas de meio, o meio de filtração 20 revelado que inclui o meio de profundidade de canal 30 pode capturar mais poeira nas camadas de filtro 22 do que o meio convencional que não inclui uma camada de profundidade de canal 30.

[0036] Preferencialmente, a presente implantação inclui adicionalmente a segunda camada de profundidade de canal 34 disposta entre a segunda camada de meio 22b e a terceira camada de meio 22c. Semelhante à primeira camada de meio 22a, a segunda camada de meio 22b é forçada contra a segunda camada de profundidade de canal 34 quando a pressão de fluido é aplicada e mantém a eficiência que, de outra forma, resultaria do colapso na terceira camada de meio 22c.

[0037] As camadas de profundidade de canal 30 do meio de filtração 20 podem ser compostas por malha extrudada de qualquer material adequado tolerante a combustível e impermeável, por exemplo, náilon, poliéster, acetal ou Teflon™. Embora a malha extrudada seja especificada, em outras implantações, as camadas de profundidade de canal podem ser compostas por outros materiais, incluindo materiais de tecido, filme perfurado, materiais formados, materiais moldados por injeção, etc. As camadas de profundidade de canal 30 também podem compreender uma pluralidade de fibras que têm um tamanho de fio de 100 mícrons a 1.000 mícrons, o que proporciona uma estabilidade adicional, porém, mais importante, permite que as camadas de meio 22 se estendam nas aberturas nas camadas de profundidade de canal 30 e não se rompam em uma camada de meio adjacente 22. Em uma modalidade preferencial, o tamanho de fio médio da camada de profundidade de canal pode ser de 400 mícrons. As fibras das camadas de profundidade de canal 30 parecem ser tecidas devido à configuração de interseção das fibras de urdida e das fibras de entrelaçamento (consulte as Figuras 3, 3A e 3B), mas as fibras, nessa implantação, na verdade, são conectadas ou formadas integralmente em cada interseção. As conexões entre as fibras fornecem um espaçamento altamente uniforme entre as fibras ou os fios e uma estabilidade dimensional excepcional devido à resistência da malha pantografia.

[0038] Referindo-se agora às Figuras 3, 3A e 3B, uma vista pictórica detalhada das modalidades preferenciais da camada de profundidade de canal 30 são mostradas de acordo com os ensinamentos da invenção revelada. Cada um dos fios das camadas de profundidade de canal 30 pode ser construído com um espaçamento substancialmente uniforme de 3 a 4 fios por cm em uma direção de urdida 36 e um es-paçamento substancialmente uniforme de 3 a 4 fios por cm em uma direção de entrelaçamento 38. O termo "substancialmente uniforme" inclui uma variação natural determinada no espaçamento de fios e mantém um alinhamento paralelo, como uma variação de 15%, conforme é conhecido na técnica. Em uma implantação preferencial, o espaçamento médio entre os fios pode ser de 1 a 6, preferencialmente, 3 a 4 fios por cm na direção de urdida 36, e 1 a 6, preferencialmente, 3 a 4 fios por cm na direção de entrelaçamento 38. Os fios na primeira direção podem cruzar os fios na segunda direção em um ângulo na faixa de 45 a 135 graus e, preferencialmente, cerca de 90 graus. Embora as direções de urdida e de entrelaçamento sejam representadas no pre sente documento para referência, os termos são usados para promover a compreensão e deve-se compreender que os termos referentes à direção aplicados no presente documento para o material de tecido podem ser usados de maneira intercambiável por equivalentes. Outra implantação ilustrativa das fibras de urdida e de entrelaçamento da camada de profundidade de canal podem compreender o espaçamento de fio de urdida WA na faixa de 2 mm a 4 mm e o espaçamento de fio de entrelaçamento WE na faixa de 1 mm a 3 mm.

[0039] O diâmetro dos fios de urdida e de entrelaçamento podevariar de aproximadamente 100 a 1.000 mícrons de diâmetro. Em uma modalidade preferencial, os fios de urdida podem variar de 200 a 600 mícrons de diâmetro, ao passo que os fios de entrelaçamento podem variar de 200 a 600 mícrons de diâmetro. Ainda em outra implantação, o diâmetro nominal dos fios de urdida podem ter 400 mícrons, ao passo que o diâmetro nominal dos fios de entrelaçamento podem ter 400 mícrons. Em vista do que foi dito anteriormente, as aberturas da camada de meio de profundidade de canal podem ter um espaçamento em uma direção pelo menos 50 vezes maior que o tamanho de fio da primeira camada de meio. O maior tamanho da abertura é preferencialmente de cerca de 2.000 mícrons a 3.500 mícrons e, com máxima preferência, cerca de 2.700 mícrons.

[0040] A Figura 3A representa os fios da direção de urdida 36 quesão angulados em 90 graus a partir dos fios da direção de entrelaçamento 38. Devido ao processo de formação, como extrusão ou outras técnicas de moldagem, as fibras são conectadas e formadas preferencial, integral ou unitariamente em cada interseção. Essa formação integral entre os fios de direção 36, 38 em cada interseção, é mostrada na Figura 3B e pode resultar no fato de a espessura da camada de profundidade de canal 32 ser inferior ao diâmetro combinado dos fios. Por exemplo, enquanto os fios podem ter um diâmetro nominal de cer- ca de 200 a 600 mícrons, a espessura da camada de profundidade de canal 32 pode estar na faixa de cerca de 0,25 mm a 0,90 mm (ligeiramente inferior ao diâmetro combinado de 400 a 1200 mícrons).

[0041] Outras implantações da invenção revelada podem variar apartir das faixas exemplificativas descritas no presente documento e podem continuar em consonância com o espírito da invenção revelada. Por exemplo, em algumas implantações, os fios de urdida 36 podem ser maiores tanto em diâmetro como em espaçamento do que os fios de entrelaçamento 38 (por exemplo, por uma razão de 3:2 ou 2:1), ao passo que os fios de entrelaçamento podem ter mais um fio por cm do que os fios de urdida. Em algumas implantações, os fios de urdida podem ter os mesmos diâmetro e espaçamento dos fios de entrelaçamento. A camada de profundidade de canal também pode ser formada por uma pluralidade de fibras que tem uma razão entre o tamanho de fio (mícrons) e a contagem de fios (tiras por cm) na faixa de 50 a 1.000, preferencialmente, de 80 a 150, e, com máxima preferência, cerca de 114.

[0042] Referindo-se às Figuras 4 e 5, as vistas em corte transversal da implantação do meio de filtração 20 da Figura 2 são mostradas. O meio de filtração 20 compreende uma primeira camada de profundidade de canal 32 disposta entre a primeira camada de meio 22a e a segunda camada de meio 22b e uma segunda camada de profundidade de canal 34 disposta entre a segunda camada de meio 22b e a terceira camada de meio 22c. Em uma implantação preferencial, a espessura d1 da primeira camada de profundidade de canal 32 é pelo menos 125% da espessura d2 da camada de meio anterior 22a. A camada de profundidade de canal 32 tem uma espessura d1 na faixa de cerca de 0,25 mm a 2,5 mm e, preferencialmente, 0,50 mm a 0,90 mm. A camada de meio anterior 22a tem uma espessura d2 na faixa de cerca de 125 mícrons a cerca de 500 mícrons. Em uma implantação exemplificativa, a espessura d1 da camada de profundidade de canal 32 pode ser de aproximadamente 0,65 mm a 0,77 mm. De acordo com a invenção, a camada de profundidade de canal é mais espessa do que a camada de meio anterior. As relações entre uma camada de profundidade de canal 30 e uma camada de meio anterior 22 podem ser aplicadas a outras aplicações de camadas de profundidade de canal 30 e a camadas de meio a montante 22 reveladas no presente documento (por exemplo, a segunda camada de profundidade de canal 34 e a segunda camada de meio 22b).

[0043] Referindo-se às Figuras 6 e 7, outras implantações de meiode filtração 20 que compreendem uma única camada de profundidade de canal 40 são ilustradas de acordo com a revelação. Referindo-se à Figura 6, uma única camada de profundidade de canal 40 está disposta entre a segunda camada de meio 22b e a terceira camada de meio 22c. Referindo-se à Figura 7, uma única camada de profundidade de canal 40 está disposta entre a primeira camada de meio 22a e a segunda camada de meio 22b.

[0044] As implantações das Figuras 6 e 7 demonstram características semelhantes da eficiência de camada de meio aperfeiçoada 20 e da vida útil aperfeiçoada, ilustradas na Figura 2, embora apenas uma única camada de canal de profundidade seja aplicada 40. Essas implantações demonstram também o benefício da revelação permitindo o aumento da vida útil de filtro mesmo em condições de taxa de fluxo aumentadas, enquanto diminui a espessura e contagem de fibra. Essas implantações também proporcionam uma vida útil de filtro aumentada, embora não exijam proporções de tamanho de filtro aumentadas. As presentes implantações podem ser aplicadas em aplicações de fil-tração existentes para permitir o aumento da vida útil de filtro, embora se conformem com as proporções de tamanho limitadas disponíveis em sistemas de combustível modernos. As implantações reveladas são exemplificativas em sua natureza e não devem ser consideradas como limitantes da revelação.

[0045] Referindo-se agora à Figura 8, uma implantação de meiode filtração preferencial, que compreende uma única camada de profundidade de canal 40 e as camadas de meio reduzidas 22, é ilustrada de acordo com a revelação. Nessa implantação, uma única camada de profundidade de canal 40 está disposta entre a segunda camada de meio 22b e a terceira camada de meio 22c. A primeira camada de meio 22a é omitida dessa implantação. Esse exemplo exemplifica também os benefícios das camadas de profundidade de canal 30 reveladas dispostas entre as camadas de meio de filtração 22. Essa implantação permite a redução adicional em proporções de tamanho de filtro para implantação aperfeiçoada em filtros de combustível e vida útil de filtro aperfeiçoada.

[0046] O meio de filtração descrito no presente documento podeser empregado de outras formas sem que se afaste de seu espírito ou de suas características. As modalidades descritas devem ser consideradas em todos os aspectos apenas como ilustrativas e não restritivas. Portanto, o escopo da invenção é indicado pelas reivindicações anexas ao invés de pela descrição anterior. Todas as mudanças que são abrangidas pelo significado e pelo alcance de equivalência das reivindicações devem ser admitidas pelo escopo.

Claims

1. Meio de filtração, caracterizado pelo fato de que compreende:uma primeira camada de meio (22a) formada por um material de não tecido;uma segunda camada de meio (22b) formada por um material de não tecido; euma camada de profundidade de canal (30) formada por um material de malha extrudado disposto entre a primeira camada de não tecido (22a) e a segunda camada de não tecido (22b),em que a camada de profundidade de canal (30) tem uma espessura na faixa de 0,25 mm a 2,5 mm, e em que a primeira e a segunda camadas de meio (22a, 22b) têm uma espessura na faixa de 125 mícrons a 500 mícrons, sendo que a camada de profundidade de canal (30) é mais espessa do que a primeira e a segunda camadas de meio (22a, 22b).

2. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) é formada por uma pluralidade de fibras que têm uma razão de tamanho de fio (mícrons) por contagem de fios (tiras por cm) na faixa de 80 a 150.

3. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) tem pelo menos 125% da espessura da camada de meio precedente.

4. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) compreende uma pluralidade de fios que têm um diâmetro nominal na faixa de 200 a 600 mícrons.

5. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) é formada por uma pluralidade de fibras construídas em 2 a 6 fios por cm em uma primeira direção, e 2 a 6 fios por cm em uma segunda direção angulada em relação à primeira direção.

6. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as camadas de não tecido compreendem filamentos de sopro em fusão.

7. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma direção de fluxo através do meio de filtro entra em contato com a primeira camada de não tecido antes da segunda camada de não tecido, e a porosidade da segunda camada de não tecido é menor que a porosidade da primeira camada de não tecido.

8. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma terceira camada de não tecido.

9. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que uma camada de profundidade de canal (30) não está disposta entre a terceira camada de não tecido e a segunda camada de não tecido.

10. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea primeira camada de meio (22a) e a segunda camada de meio (22b) são configuradas para ter uma porosidade diminuída em uma direção de fluxo; e em quea camada de profundidade de canal (30) compreende uma pluralidade de fibras entrelaçadas que definem aberturas, sendo que as aberturas têm um espaçamento em uma direção que é pelo menos 50 vezes maior que o tamanho de fio da primeira camada de meio (22a).

11. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 10, ca- racterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) tem pelo menos 125% da espessura da primeira camada de meio (22a).

12. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) tem uma faixa de espessura nominal de 0,65 mm a 0,77 mm.

13. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado pelo fato de que a camada de profundidade de canal (30) é formada por uma pluralidade de fibras construídas em 3 a 4 fios por cm em uma primeira direção, e 3 a 4 fios por cm em uma segunda direção angulada em relação à primeira direção.

14. Meio de filtração, de acordo com a reivindicação 13, ca-racterizado pelo fato de que um maior tamanho das aberturas é de 2.000 a 3.500 mícrons.