BR112018006508B1

BR112018006508B1 - Dispositivo de filtração do tipo percolação

Info

Publication number: BR112018006508B1
Application number: BR112018006508-0A
Authority: BR
Inventors: Maurizio Moretto
Original assignee: Laica S.P.A.
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2022-09-20
Also published as: CN108349750A; HK1253270A1; IL258374B; CN108349750B; WO2017056048A1; RU2730537C1; KR102581746B1; BR112018006508A2; EP3356298A1; JP6814797B2; JP2018534128A; KR20180072698A; ITUB20154053A1; EP3356298B1; MX2018003550A; IL258374A

Abstract

DISPOSITIVO DE FILTRAÇÃO DO TIPO PERCOLAÇÃO. Trata-se de um dispositivo de filtração do tipo percolação que compreende um invólucro externo, um elemento de divisão semelhante a funil, um assento que é formado no elemento de divisão semelhante a funil na região de uma trajetória de fluxo de modo a receber de maneira removível o primeiro meio de filtração, uma abertura de descarga que é formada no assento e que tem capacidade para receber de maneira removível o segundo meio de filtração, uma abertura de ventilação que coloca em comunicação o assento com o lado externo do invólucro externo. A abertura de ventilação ser abre no assento em uma direção a jusante ao longo da trajetória de descarga em relação a uma porção de conexão do primeiro meio de filtração. O elemento de divisão semelhante a funil compreende adicionalmente uma primeira parede de perímetro e uma segunda parede de perímetro, entre as quais é definido um espaço que define uma expansão da abertura de ventilação.

Description

DESCRIÇÃO

[001] A invenção refere-se a um dispositivo de filtração do tipo percolação do tipo que inclui as características mencionadas no preâmbulo da reivindicação principal.

[002] Nos dispositivos de filtração do tipo percolação, o gradiente de pressão ao qual o fluido a ser filtrado é submetido é relativamente baixo devido ao fato de que a filtração ocorre substancialmente por meio de força gravitacional. Os meios de filtração contêm normalmente camadas de carbono ativado, resina de troca de íons e materiais similares que, devido ao efeito das respectivas tensões de superfície, podem fazer com que o ar seja capturado na camada de filtração. Isso, por sua vez, causa algumas desvantagens. Uma primeira desvantagem é que, quando a camada de filtração retém ar, o corte transversal de passagem útil para o fluxo de líquido a ser filtrado é reduzido, cujo fluxo é consequentemente desacelerado. Isso causa uma baixa taxa de fluxo de água filtrada e um aumento consequente no tempo necessário para a filtração.

[003] Uma segunda desvantagem que agrava a primeira desvantagem é um resultado do fato de que as áreas de camada de filtração que capturam ar não participam na filtração com uso não homogêneo (fraco) resultante do material que forma o leito de filtro. Isso envolve uma exaustão prematura do cartucho de filtro e/ou mau funcionamento do mesmo ao fim da vida útil do mesmo.

[004] Esse problema é ainda mais relevante em soluções que fornecem para o uso de dois cartuchos de filtro diferentes que podem ser individualmente substituídos e que são tipicamente destinados para filtração dupla, um primeiro direcionado à realização de uma ação de troca de íons e um segundo para reduzir a carga bacteriana.

[005] Para o propósito de aprimorar a descarga de água, o pedido de patente internacional no WO 2012/168896 no nome da mesma Depositante propõe o uso de meio de ventilação de modo a liberar gás que é armazenado em uma câmara que é definida entre os dois cartuchos ao mesmo tempo que o fluxo de líquido que é destinado a ser filtrado.

[006] Embora essa solução seja constatada como eficaz em prevenir massas de ar que permanecem capturadas dentro do material de filtração e, portanto, aprimorando a capacidade de descarga da água, a produção dos meios de ventilação é constatada como complexa em algum grau.

[007] Em particular, com base em uma primeira modalidade, os meios de ventilação são formados por meio de um canal que é formado no cartucho a montante da trajetória de descarga.

[008] É evidente que essa solução precisa da construção de cartuchos específicos que são destinados a serem usados somente naqueles sistemas de filtração dupla.

[009] Uma segunda modalidade fornece, em vez disso, o uso de um tubo que se estende ao longo da parede que forma o elemento de divisão do cântaro. Esse tubo é obtido por meio de um tubo que conecta a câmara definida entre os cartuchos de filtro ao lado externo do cântaro.

[010] No entanto, durante as diferentes etapas de construção do cântaro, a fixação do tubo à câmara intermediária que divide o primeiro cartucho do segundo cartucho define uma zona crítica em termos de limpeza física e mecânica. Consequentemente, se ao longo do tempo, o mesmo ser submetido a desgaste, divisão ou sofrer qualquer dano, poderia haver um vazamento direto do líquido da câmara intermediária ao reservatório inferior. Se isso ocorrer, o líquido não será regularmente filtrado pelo filtro com uma ação antibacteriana com um risco resultante de contaminação bacteriana.

[011] Ademais, no entanto, essa solução é preferencialmente complexa a partir do ponto de vista de construção e pode envolver o acúmulo de sujeira ou outro material no tubo de descarga. Portanto, essa solução é também constatada como fracamente adequada se o cântaro for usado com um único cartucho de filtro devido ao fato de que o acúmulo de carga bacteriana que pode se resultar da presença do tubo não é corretamente filtrada na ausência do segundo cartucho.

[012] Outro exemplo de um cântaro que é dotado de uma abertura de ventilação é descrito no documento de patente no DE19615102. No entanto, essa solução é direcionada às soluções com um único meio de filtração e ainda ter as mesmas desvantagens definidas acima.

[013] Portanto, o problema no qual a presente invenção é baseada é fornecer um dispositivo de filtração que é estrutural e funcionalmente configurado para superar todas as desvantagens definidas em referência à técnica anterior citada. Esse problema é resolvido pela invenção por meio de um dispositivo de filtração que é construído de acordo com as reivindicações anexas.

[014] As características e vantagens da invenção serão mais bem verificadas a partir da descrição detalhada de algumas modalidades da mesma que são ilustradas a título de exemplo não limitador em referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é uma vista lateral de um dispositivo de filtração de acordo com a invenção; A Figura 2 é uma vista plana do dispositivo de filtração da Figura 1. As Figuras 3 e 3A são uma vista lateral em corte e um detalhe relevante de um elemento de divisão particular semelhante a funil do dispositivo de filtração de acordo com a invenção; e A Figura 4 é uma vista plana do elemento de divisão semelhante a funil da Figura 3.

[015] Inicialmente em referência à Figura 1, um dispositivo de filtração do tipo percolação é geralmente designado como 1. O dispositivo de filtração 1 compreende um invólucro externo 2, por exemplo, de forma similar a cântaro, no qual é recebido, preferencialmente suspenso por meio de um suporte flangeado 3, um elemento de divisão semelhante a funil 4, sendo que aqueles últimos meios são mais bem ilustrados na Figura 3.

[016] Será verificado que a invenção pode ser adicionalmente aplicada a diferentes sistemas, tais como, por exemplo, chaleiras, cafeteiras, filtros em linha e similares, e mais geralmente todos os dispositivos de filtração portáteis do tipo percolação. Deve-se observar que, no contexto da presente invenção, o termo “portátil” é destinado a indicar um dispositivo que pode ser prontamente transportado pela mão de uma pessoa.

[017] O elemento de divisão semelhante a funil 4 é destinado a armazenar a água a ser filtrada e, uma vez recebida no invólucro externo 2, o mesmo define um reservatório 6 abaixo do mesmo para armazenar a água filtrada.

[018] É definido in o elemento de divisão 4 uma trajetória de fluxo 7 da água a ser filtrada que se estende em uma direção a jusante em relação ao elemento de divisão 4 através do primeiro e do segundo elementos de filtração 10, 11 que são dispostos sequencialmente e que são atravessados por meio de força gravitacional.

[019] Preferencialmente, o dispositivo 1 compreende adicionalmente uma cobertura 9 que cobre o invólucro externo 2 e, consequentemente, o elemento de divisão 4. De acordo com uma modalidade preferencial, é definida na cobertura 9 uma abertura 90 para a passagem da água voltada para o lado interno do invólucro 2 e especificamente para o elemento de divisão 4. Preferencialmente, são adicionalmente fornecidos meios para estabelecer os ciclos de filtração realizados e/ou para indicar o nível de esvaziamento da capacidade de filtração do primeiro e/ou do segundo elementos de filtração 10, 11 do tipo conhecido por si só.

[020] De acordo com uma modalidade preferencial, o primeiro elemento de filtração 10 compreende um filtro do tipo cartucho substituível 101 que, em pelo menos algumas das modalidades descritas abaixo, pode ser do tipo conhecido convencionalmente, por exemplo, do tipo conhecido a partir da descrição dos pedidos de patente no WO 2009/000374 ou no WO 2010/115643 pela mesma Depositante, cujo conteúdo é incorporado na presente descrição a título de referência. Na presente modalidade, o filtro do tipo cartucho 101 compreende uma porção superior 12 e uma porção inferior 13 que são unidas em uma borda periférica 14 que se projeta radialmente para o lado externo e que constitui uma vedação com a qual o filtro do tipo cartucho 101 é conectado de maneira vedante em uma abertura 16 de um assento 17 que é formado na base do elemento de divisão 4. A abertura 16 com a porção superior 12 do cartucho que é dotado de furos (não ilustrado na Figura) define uma abertura de entrada para a água a ser filtrada na trajetória de fluxo. Em uma modalidade, na porção inferior 13 é contido um leito de filtro que não pode ser visto nas Figuras e que pode ser composto de maneira conhecida por si só por uma mistura por adição de materiais que são selecionados a partir dos carbonos ativados, sais, resinas de trocas de íons e similares.

[021] A conexão vedante entre o filtro do tipo cartucho 101 e o assento 17 é ocasionada em uma porção de conexão 18 da mesma, preferencialmente definida por uma região anular de um forro que forma a parede de perímetro do assento 17.

[022] Quando o filtro do tipo cartucho 101 é inserido no assento 17 do elemento de divisão 4, permanece definida uma câmara 21 entre o assento 17 e o invólucro da porção inferior 13 do filtro do tipo cartucho.

[023] É também formada no assento 17 uma abertura de descarga 30, através da qual a água filtrada pelo primeiro elemento de filtração 10 passa.

[024] A abertura de descarga é adicionalmente fornecida para receber de maneira removível o segundo elemento de filtração 11.

[025] Para essa finalidade, a abertura de descarga compreende um elemento de conexão em relação ao segundo elemento de filtração 11. A título de exemplo, ESSE elemento de conexão pode estar na forma de um sistema do tipo baioneta, rosca de parafuso ou simplesmente uma conexão do tipo interferência.

[026] Dessa maneira, a água filtrada pelo primeiro elemento de filtração 10 é conduzida por força gravitacional em direção ao segundo elemento de filtração 11.

[027] De acordo com uma modalidade preferencial, a abertura 30 é dotada de um filtro adicional 31, por exemplo, do tipo rede, que serve para reter quaisquer grânulos de leito de filtro liberado do primeiro elemento de filtração à câmara 21.

[028] Preferencialmente, a abertura 30 é também fornecida, na saída do elemento de divisão 4, com um colar 32, em cuja região é disposto o elemento de conexão e no qual é encaixado o segundo elemento de filtração 11.

[029] De acordo com uma modalidade preferencial, o segundo elemento de filtração 11, compreende, portanto, um invólucro 33 que tem capacidade de conexão rápida ao colar 32, por exemplo, conforme apresentado acima, do parafuso ou tipo baioneta, ou também simplesmente por meio de interferência, de modo a permitir a remoção individual do segundo elemento de filtração 11 do elemento de divisão 4.

[030] O segundo elemento de filtração 11 é preferencialmente do tipo com filtração bacteriana.

[031] Um primeiro exemplo desse elemento de filtração é constituído por um filtro do tipo fibra oca 35, tal como aquele descrito no documento no CA2350292, que permite uma microfiltração da água processada, por exemplo, por osmose reversa.

[032] Todavia, será verificado que, como alternativa às fibras ocas, também podem ser usadas diferentes tecnologias de filtração, tais como um sistema do tipo membrana, um cartucho com elementos bactericidas químicos (por exemplo, iodo, bromo) ou outras soluções do tipo nano-membrana ou soluções com carga elétrica que atua como um biocida.

[033] Normalmente, a vida de serviço do segundo elemento de filtração é substancialmente maior do que a vida de serviço do primeiro elemento de filtração e, com essa estrutura indicada acima, a substituição individual do mesmo é possível.

[034] O dispositivo 1 compreende adicionalmente uma abertura de ventilação 22 que coloca em comunicação o assento com o lado externo do invólucro externo 2 de modo a descarregar o ar ou gás capturado na câmara 21 e assim, aprimorar o fluxo de água através do leito de filtro do filtro do tipo cartucho 10.

[035] A abertura de ventilação 22 se abre no assento 17 em uma direção a jusante ao longo da trajetória de descarga em relação à porção de conexão 18.

[036] Em outras palavras, a abertura de ventilação 22 é formada adjacente à porção de conexão 18 de tal maneira que a mesma esteja abaixo da borda periférica 14 quando o filtro do tipo cartucho 101 é recebido no assento 17. Preferencialmente, a abertura de ventilação 22 é formada em tal posição de modo a ser disposta imediatamente abaixo da borda periférica 14 de modo que o nível de água não tenda a alcançar a abertura 22 por si só.

[037] No dispositivo 1 de acordo com a presente invenção, a abertura de ventilação 22 se expande em um espaço 23 que é definido entre uma primeira parede de perímetro 24 e uma segunda parede de perímetro 25 do elemento de divisão semelhante a funil 4.

[038] Portanto, o espaço 23 define uma expansão da abertura de ventilação 22.

[039] Preferencialmente, o espaço 23 se estende em uma direção vertical ao longo do elemento de divisão semelhante a funil 4. Ainda mais preferencialmente, o espaço 23 se estende em uma direção vertical por todo o elemento de divisão semelhante a funil 4.

[040] Ademais, de acordo com uma modalidade preferencial, uma porção da primeira parede de perímetro 24 define uma porção de outro reservatório 5 para armazenar água a ser filtrada enquanto a segunda parede de perímetro 25 se volta para o invólucro externo 2. Preferencialmente, o reservatório adicional 5 para armazenar água a ser filtrada é inteiramente sobreposto no assento 17.

[041] Em uma modalidade, o espaço 23 se estende em uma direção vertical substancialmente tão distante quanto uma porção superior do invólucro externo 2, preferencialmente na região da cobertura 9 ou dentro da mesma.

[042] Deve-se observar que, preferencialmente, a primeira parede de perímetro se estende longitudinalmente com um corte transversal em formato de U, conforme pode ser observado na Figura 4.

[043] Ademais, preferencialmente, a segunda parede de perímetro 25 é conectada ao suporte flangeado 3 por meio do qual o elemento de divisão 4 é suspenso no invólucro externo 2.

[044] Preferencialmente, o dispositivo 1 compreende adicionalmente um manípulo 8 que é conectado ao invólucro externo 2. Com base nessa modalidade, o espaço 23 é construído em uma porção do elemento de divisão 4 adjacente ao manípulo 8.

[045] De acordo com outra modalidade preferencial, o espaço 23 compreende adicionalmente uma tampa removível 26 que evita a introdução acidental de água ou outro material dentro do espaço, em particular se somente o primeiro elemento de filtração 10 for usado.

[046] De acordo com uma modalidade preferencial, o assento 17 e a abertura de descarga 30 são dispostos para serem deslocados em relação a um plano central do invólucro externo 2.

[047] Dessa maneira, o assento 17 e a abertura de descarga 30 são preferencialmente construídos no elemento de divisão 4 de modo a serem direcionados no mesmo lado da abertura de ventilação 22 e do espaço 23.

[048] Será verificado que um dispositivo de filtração construído dessa maneira é adequado não somente para equipar elementos de filtração do tipo substituído, tais como aqueles descritos, mas também dispositivos nos quais o segundo elemento de filtração é do tipo não removível e/ou não são fornecidos.

[049] Dessa maneira, é possível produzir dispositivos de filtração do tipo cartucho padronizados que podem ser usados tanto como dispositivos de filtração com múltiplos filtros conforme descrito acima e como dispositivos convencionais nos quais é fornecido um único elemento de filtração que é constituído pelo filtro do tipo cartucho substituível 10.

[050] Por último, mas não menos importante, as vantagens mencionadas acima são obtidas sem modificações radicais da arquitetura dos dispositivos de filtração convencionais e/ou dos filtros do tipo cartucho substituíveis, para o benefício de economia de produção.

Claims

1. Dispositivo de filtração do tipo percolação (1) que compreende: um invólucro externo (2), um elemento de divisão semelhante a funil (4) que se destina ao armazenamento da água a ser filtrada e que é ou pode ser recebido no invólucro externo (2) e que define um reservatório (6) abaixo do mesmo para armazenar a água filtrada, sendo que o elemento de divisão semelhante a funil (4) tem capacidade para definir uma trajetória de fluxo (7) da água a ser filtrada, um assento (17) que é formado no elemento de divisão semelhante a funil (4) na região da trajetória de fluxo (7) de modo a receber de maneira removível um primeiro elemento de filtração (10), sendo que o primeiro elemento de filtração (10) compreende um filtro do tipo cartucho substituível (101), uma abertura de descarga (30) que se destina à água filtrada proveniente do primeiro elemento de filtração (10) e que é formada no assento (17) e que tem capacidade para receber de maneira removível um segundo elemento de filtração (11), em que uma porção de conexão (18) é definida no assento (17), na região em que o filtro do tipo cartucho (101) é conectado de maneira vedante no assento (17), uma abertura de ventilação (22) que coloca em comunicação o assento (17) com o lado externo do invólucro externo (2), em que a abertura de ventilação (22) se abre no assento (17) em uma direção a jusante ao longo da trajetória de descarga em relação à porção de conexão (18) e em que o elemento de divisão semelhante a funil (4) compreende uma primeira parede de perímetro (24) e uma segunda parede de perímetro (25) entre as quais é definido um espaço (23) que define uma expansão da abertura de ventilação (22), caracterizado por o espaço (23) se estender em uma direção vertical substancialmente tão distante quanto uma porção superior do invólucro externo (2) e em que o elemento de divisão semelhante a funil (4) define um reservatório adicional (5) que é destinado para o armazenamento de água a ser filtrada, sendo que o reservatório adicional (5) é inteiramente sobreposto no assento (17), a abertura de descarga (30) compreendendo um elemento de conexão para uma conexão removível em relação ao segundo elemento de filtração (11).

2. Dispositivo de filtração (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma câmara (21) ser definida entre um invólucro externo (13) do filtro do tipo cartucho (101) e o assento (17) quando o cartucho é recebido no assento (17), sendo que a câmara (21) é disposta entre o meio de filtração (10, 11) e a abertura de ventilação (22) voltada para a câmara (21).

3. Dispositivo de filtração (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender um segundo elemento de filtração (11) que é disposto na região da abertura de descarga (30).

4. Dispositivo de filtração (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o segundo elemento de filtração (11) compreender um filtro removível do tipo cartucho (35) que pode ser encaixado na abertura de descarga (30).

5. Dispositivo de filtração (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado por o segundo elemento de filtração (11) compreender um filtro de fibra oca (35).

6. Dispositivo de filtração (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma porção da primeira parede de perímetro (24) definir uma porção de um reservatório (5) adicional para armazenar água a ser filtrada e a segunda parede de perímetro (25) estar voltada para o invólucro externo (2).

7. Dispositivo de filtração (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a segunda parede de perímetro (25) ser conectada a um suporte flangeado (3), por meio do qual o elemento de divisão (4) é suspenso no invólucro externo (2).

8. Dispositivo de filtração (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o espaço (23) compreender uma tampa removível (26).

9. Dispositivo de filtração (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender adicionalmente um manípulo (8) que é conectado ao invólucro externo (2), sendo que o espaço é construído na região de uma porção do elemento de divisão semelhante a funil (4) que se volta para o manípulo (8).

10. Dispositivo de filtração (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o assento (17) e a abertura de descarga (30) serem dispostos para serem deslocados em relação a um plano central do invólucro externo (2).

11. Dispositivo de filtração, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento de conexão ser disposto na região de um colar (32) que é construído na saída do elemento de divisão semelhante a funil (4).

12. Dispositivo de filtração, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a porção superior do invólucro externo (2) ser disposta na região da cobertura (9) ou dentro da mesma.

13. Dispositivo de filtração, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a abertura de ventilação (22) ser construída adjacente à porção de conexão (18) de tal maneira que a abertura de ventilação (22) esteja imediatamente abaixo da borda periférica (14) do cartucho quando o filtro do tipo cartucho (101) é recebido no assento (17).