BR112018016914B1 - Elemento de filtro e método de aplicar um revestimento líquido a um filtro - Google Patents

Abstract

Um elemento de filtro é fornecido. O elemento de filtro inclui um pacote de meios de filtro incluindo uma superfície externa. A superfície exterior estende-se entre uma primeira face de fluxo e uma segunda face de fluxo. O elemento de filtro também inclui um revestimento polimérico aplicado na superfície exterior do pacote de meios de filtro, em que o revestimento polimérico não é uma estrutura moldada. Nas modalidades, o revestimento polimérico cobre pelo menos 25% de uma extensão entre a primeira face de fluxo e a segunda face de fluxo e tem uma espessura média entre 0,005 e 0,100 polegadas. Em outras modalidades, o revestimento polimérico tem uma rugosidade de superfície de pelo menos 50 μpol para fornecer uma superfície de pega externa. Um método e sistema para aplicar o revestimento polimérico ao elemento de filtro também são fornecidos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção se refere de modo geral a filtros e, mais particularmente, a um revestimento da superfície externa de um pacote de meios de filtro.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Pacotes de meios de filtro são frequentemente envolvidos com um tecido ou papel para melhorar a estética do bloco de meios de filtro bem como para proteger os meios de filtro durante o manuseio. Convencionalmente, os envoltórios de papel são cartolina pesada, e os envoltórios de tecido são poliéster não trançado. Esses envoltórios fornecem algum reforço para os pacotes de meios de filtro, mas eles não protegem os meios de filtro contra perfuração se eles caírem ou abrirem durante manuseio ou instalação. Além disso, esses envoltórios não fornecem superfícies de ligação fortes para fixar estruturas, tais como membros de vedação ou quadros de montagem, o que permite que as estruturas fixadas se soltem facilmente. Além disso, esses envoltórios são frequentemente difíceis de vincular aos meios de filtro, o que cria trajetórias de vazamento ao redor do pacote de meios de filtro.

[003] Em alguns casos, os meios de filtro não são revestidos ou cobertos como discutido na Patente US 7.396.376 de Schrage e outros. Contudo, também são propostas coberturas externas ou camadas protetoras, conforme evidenciado pelas Patentes US 4.410.427 e US 6.743.317, ambas de Wydeven, Patente US 5.820.646 de Gillingham e outros, e Modelo de Utilidade Japonês S60-155921 de Tuchyiya Seisakusho Limited. Adicionalmente, técnicas de moldagem para tais camadas são propostas na Patente US 7 967 886 de Schrage e outros, mas esta proposta exige espaço substancial e ferramental e operação de moldagem complexas e dispendiosas. Foram propostas outras camadas superficiais resistentes a escorregamento e texturizadas, incluindo a Publicação US 2014/0217009 de Osterfeld e a Patente US 6.080.310 de Bolser e outros.

[004] Vários aperfeiçoamentos na durabilidade, manuseio e prevenção contra vazamento de pacotes de meios de filtro não realizados anteriormente na técnica podem ser realizados com diferentes aspectos ou modalidades da presente invenção, conforme apresentado abaixo, demonstrando assim essas deficiências no estado da técnica.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Os aspectos inventivos e modalidades discutidos abaixo nos parágrafos separados do sumário a seguir podem ser usados independentemente ou em combinação uns com os outros.

[006] Em um aspecto, modalidades de um elemento de filtro são fornecidas. O elemento de filtro inclui um pacote de meios de filtro tendo uma superfície externa. A superfície externa estende-se entre uma primeira face de fluxo e uma segunda face de fluxo. Um revestimento polimérico é aplicado à superfície externa do pacote de meios de filtro, e o revestimento polimérico não é uma estrutura moldada.

[007] Outro aspecto é direcionado a um revestimento polimérico que pode ter uma rugosidade de superfície de pelo menos 50 μpol. Nas modalidades preferidas, a rugosidade de superfície está entre cerca de 100 e cerca de 10.000 μpol.

[008] O revestimento polimérico penetra preferencialmente no pacote de meios de filtro até uma profundidade de pelo menos 9.000 μpol.

[009] Nas modalidades preferidas, o revestimento polimérico pode ser uma camada de revestimento por pulverização. A pulverização tem diversas vantagens.

[010] Em outras modalidades, o revestimento polimérico pode ser uma camada de revestimento com rolo.

[011] A fim de aumentar a proteção do elemento de filtro durante o manuseio, o revestimento polimérico tem preferencialmente uma dureza de Durômetro Shore A entre cerca de 60 e cerca de 95. Assim, o revestimento polimérico é mais duro que envoltórios não trançados ou de papel convencionais que são facilmente perfurados ou amassados se manuseados erradamente.

[012] O revestimento polimérico pode incluir mais do que uma camada, tal como pelo menos duas camadas. Preferencialmente, pelo menos uma camada é poliureia.

[013] Em várias modalidades, o revestimento polimérico é selecionado do grupo consistindo em uretano, acrílico, epóxi, silicone, poliuretano, poliureia, poliaspártico, poliureia alifática, poliestireno, polietileno, etileno acetato de vinila, polietileno acetato de vinila, monômero de etileno propileno dieno, híbrido poliureia/poliuretano e combinações destes. Adicionalmente, o revestimento polimérico pode opcionalmente incluir fibra de vidro, agentes de rugosidade ou outros preenchimentos.

[014] O revestimento polimérico pode ser aplicado a uma variedade de tipos de elemento de filtro. Em uma modalidade, o pacote de meios de filtro é construído de meios de filtro que incluem um pacote de filtro de meios de filtro estriados tendo uma folha de face e uma folha estriada em uma configuração enrolada ou empilhada. O fluido não filtrado passa através da folha de face ou da folha estriada para passar da primeira face de fluxo para a segunda face de fluxo. Nas modalidades preferidas, uma extensão da primeira face de fluxo para a segunda face de fluxo é de pelo menos 8 centímetros.

[015] Além disso, o pacote de filtro de meios de filtro estriados pode ser um pacote enrolado tendo uma forma anular. Uma borda dianteira do pacote enrolado está localizada no centro do pacote, e uma borda posterior do pacote enrolado termina ao longo da superfície externa, formando um estágio na superfície externa. O revestimento polimérico preenche e veda o estágio, impedindo vazamento de fluxo de fluido não filtrado da primeira face de fluxo para a segunda face de fluxo. Preferencialmente, não são aplicados materiais adicionais ao longo do estágio entre o revestimento polimérico e o pacote de filtro de meios de filtro estriados.

[016] Em outra modalidade, o elemento de filtro é um elemento de filtro pregueado construído de meios de filtro tendo uma pluralidade de flancos pregueados que se estendem entre as pontas de prega na primeira face de fluxo e pontas de prega na segunda face de fluxo. O elemento de filtro é configurado de tal forma que o fluido não filtrado tem de passar através dos meios de filtro para passar da primeira face de fluxo para a segunda face de fluxo. O revestimento polimérico é aplicado a um flanco de prega mais dianteiro e a um flanco de prega mais posterior e, opcionalmente, ao longo de bordas dos flancos de prega que se estendem transversalmente ao flanco de prega mais dianteiro e ao flanco de prega mais posterior.

[017] De modo a fornecer a máxima vazão de ar, preferencialmente, a primeira face de fluxo de pacote de meios de filtro e uma segunda face de fluxo estão sem o revestimento polimérico.

[018] O revestimento polimérico do elemento de filtro pode cobrir várias quantidades da superfície externa do pacote de meios de filtro. Preferencialmente, o revestimento polimérico foi aplicado a pelo menos 25% de uma área de superfície da superfície externa entre a primeira face de fluxo e a segunda face de fluxo.

[019] Uma vantagem do revestimento polimérico é que ele ajuda a garantir que o elemento de filtro mantenha suas dimensões durante o armazenamento. Consequentemente, em uma modalidade, o pacote de meios de filtro mantém seu volume durante um período de armazenamento após o revestimento polimérico ter sido aplicado de tal modo que o revestimento polimérico restrinja a expansão do pacote de meios e limite qualquer expansão no perímetro da superfície externa a menos de 5%, quando submetido a 100% de umidade por um período de 48 horas.

[020] Para aumentar adicionalmente as capacidades de estabilização de dimensão do revestimento polimérico, o revestimento polimérico é preferencialmente impermeável ao ar e à umidificação.

[021] Em determinadas modalidades, o elemento de filtro também inclui uma gaxeta limítrofe tendo uma superfície de vedação de alojamento. A gaxeta limítrofe é segurada no revestimento polimérico cercando o pacote de meios de filtro.

[022] Além disso, a gaxeta limítrofe pode ser moldada em posição e integralmente ligada ao revestimento polimérico através de um material de vedação da gaxeta limítrofe.

[023] Em tais casos, preferencialmente, o material de vedação é de um material de ligação compatível com o revestimento polimérico. Nas modalidades, o material de vedação pode ser pelo menos um dentre poliuretano, uretano e silicone.

[024] Como mencionado acima, o revestimento polimérico pode ser usado com uma variedade de tipos de elementos de filtro. De modo geral, o elemento de filtro incluirá um pacote de meios de filtro que compreende meios de filtro com as seguintes propriedades: um peso base entre 2 e 4 onças/jarda quadrada; uma permeabilidade ao ar entre 5 e 20 cfm (pés cúbicos por minuto) a 0,5 polegada de pressão manométrica, medida de acordo com ASTM F778-88 (2014); e uma resistência ao rompimento de Mullen de pelo menos 15 PSI.

[025] Além disso, o elemento de filtro pode incluir um pacote de meios de filtro com meios de filtro tendo uma eficiência inicial de filtração de ar de pelo menos 99,6% na remoção de Poeira De Teste Fina de acordo com a norma ISO 12103-1 A2, medida de acordo com a ISO 5011. Além disso, os meios de filtro preferencialmente incluem uma camada contendo pelo menos um dentre fibras de celulose, polímero ou vidro tendo um diâmetro médio entre 1 e 200 micrômetros.

[026] Em determinadas modalidades, os meios de filtro do pacote de meios de filtro formam a superfície externa do pacote de meios de filtro de tal modo que os meios de filtro estejam em contato com o revestimento polimérico.

[027] A fim de fornecer a capacidade de incineração, o elemento de filtro pode ser sem partes componentes pré-formadas de metal ou de plástico.

[028] Em outras modalidades, no entanto, o revestimento polimérico fornece uma vedação envolvente completa entre o pacote de meios de filtro e pelo menos uma dentre uma gaxeta de alojamento ou uma parte componente pré-formada de metal ou de plástico.

[029] Além disso, o revestimento polimérico pode se sobrepor a uma superfície externa mais externa do metal ou parte da parte componente pré-formada de metal ou de plástico.

[030] Preferencialmente, o revestimento polimérico tem uma espessura média entre 0,005 e 0,100 pol.

[031] Em outro aspecto, uma modalidade de um elemento de filtro tendo uma superfície de pega aprimorada é fornecida. O elemento de filtro inclui um pacote de meios de filtro tendo uma superfície externa. A superfície externa estende-se entre uma primeira face de fluxo e uma segunda face de fluxo. Uma camada é aplicada à superfície externa e cercando uma região de filtração do pacote de meios de filtro. A camada tem uma rugosidade de superfície de pelo menos 100 μpol para fornecer uma superfície de pega externa.

[032] Em uma modalidade preferida, a camada é um revestimento polimérico de um material que é integralmente ligado no interior da superfície externa do pacote de meios de filtro de ar e penetra no interior da mesma.

[033] Ainda em outro aspecto, um elemento de filtro compreendendo: um pacote de meios de filtro incluindo uma superfície externa, a superfície externa estendendo-se entre uma primeira face de fluxo e uma segunda face de fluxo; e uma camada aplicada no interior da superfície externa do pacote de meios de filtro e cobrindo pelo menos 25% de uma extensão entre a primeira face de fluxo e a segunda face de fluxo, tendo a camada externa uma espessura média entre 0,005 e 0,100 polegadas, em que a camada é um material que é integralmente ligado através do material à superfície externa do pacote de meios de filtro de ar.

[034] Ainda em outro aspecto, é fornecido um método de aplicação de um revestimento líquido a um elemento de filtro. A primeira etapa é fornecer um pacote de meios de filtro, e a segunda etapa é aplicar um fluido a uma periferia exterior dos meios de filtro sem moldagem de modo que o fluido forme um revestimento polimérico na periferia externa.

[035] Em uma modalidade, a etapa de aplicação é desempenhada usando um pulverizador espaçado a uma distância do pacote de meios de filtro.

[036] Além disso, o pulverizador pode girar ao redor do pacote de meios enquanto o pacote de meios está parado.

[037] No entanto, em vez disso, o pulverizador pode ser parado enquanto o pacote de meios gira na frente do pulverizador.

[038] Além disso, a distância entre o pulverizador e o pacote de meios pode mudar durante a etapa de aplicação.

[039] Em outra modalidade, a etapa de aplicação é desempenhada usando um cilindro.

[040] Em determinadas modalidades, o método de aplicar um revestimento líquido a um elemento de filtro inclui adicionalmente a etapa de bloquear uma primeira face de fluxo do pacote de meios de filtro enquanto se está aplicando um fluido polimérico de modo a impedir que o fluido polimérico seja aplicado à primeira face de fluxo.

[041] Em tais modalidades, pode também ser previsto que uma segunda face de fluxo, diametralmente oposta à primeira face de fluxo, não seja bloqueada enquanto se está aplicando o fluido polimérico.

[042] No entanto, o pulverizador pode ser inclinado em relação ao pacote de meios de filtro, de modo a evitar o revestimento da segunda face de fluxo.

[043] No caso em que o pacote de meios de filtro é um pacote de meios de filtro pregueado e em relevo em que uma pluralidade de flancos pregueados é paralela a um eixo geométrico, o pulverizador pode ser orientado em um ângulo entre 105° e 150° em relação ao eixo geométrico.

[044] Além disso, o pulverizador também pode ser angulado para baixo em relação à gravidade.

[045] Em mais outro aspecto, é fornecido um sistema para aplicar um revestimento a um elemento de filtro. O sistema inclui um pedestal tendo uma base de um primeiro tamanho que é menor que uma superfície inferior de um pacote de meios de filtro. O sistema também inclui um pulverizador que é angulado para baixo em relação ao pedestal e espaçado a uma distância do mesmo. O pulverizador é configurado para aplicar um revestimento ao pacote de meios de filtro. O sistema inclui adicionalmente uma placa tendo um segundo tamanho que é pelo menos do mesmo tamanho que uma superfície superior do pacote de meios de filtro.

[046] Em uma modalidade do sistema, o pedestal gira na frente do pulverizador.

[047] Em outra modalidade do sistema, o pulverizador gira ao redor do pedestal.

[048] Além disso, em qualquer modalidade, a distância entre o pulverizador e o pedestal pode variar durante a aplicação do revestimento.

[049] Determinadas vantagens podem fluir de vários aspectos discutidos acima. Uma vantagem potencial é a capacidade do revestimento polimérico para estabilizar as dimensões do pacote de meios de filtro durante o armazenamento.

[050] Outra vantagem potencial que pode ser percebida através da presente invenção é que a alça do revestimento polimérico aperfeiçoa a resistência à perfuração e ao amassamento do pacote de meios de filtro durante o transporte e/ou manuseio em comparação com envoltórios não trançados e de papel convencionais.

[051] Adicionalmente outra vantagem potencial que pode ser percebida através da presente invenção é que o revestimento polimérico penetra no pacote de meios de filtro e fornece uma superfície de ligação para a gaxeta, o que substancialmente impede trajetórias de vazamento entre o pacote de meios de filtro e a vedação de gaxeta.

[052] Outros aspectos, objetivos e vantagens da invenção irão se tornar mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir quando tomada em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[053] Os desenhos anexos são concretizados no relatório descritivo e formando uma parte do mesmo ilustram diversos aspectos da presente invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos: a Figura 1 ilustra uma vista isométrica de um elemento de filtro tendo meios estriados empilhados de acordo com uma modalidade exemplificativa; a Figura 2 ilustra uma vista em corte transversal parcial do elemento de filtro ilustrado na Figura 1; a Figura 3A ilustra uma vista em detalhe do revestimento polimérico como mostrado na Figura 2; a Figura 3B ilustra uma vista em detalhe de uma modalidade do revestimento polimérico tendo duas camadas; a Figura 4 ilustra um pacote de meios de filtro empilhados que pode ser usado no elemento de filtro mostrado na Figura 1; a Figura 5 ilustra o pacote de meios de filtro empilhados da Figura 4 com uma gaxeta limítrofe; a Figura 6 ilustra o pacote de meios de filtro empilhados da Figura 4 com um quadro; a Figura 7 ilustra uma vista em corte transversal parcial do pacote de meios de filtro empilhados com um quadro da Figura 6; a Figura 8 ilustra uma vista em corte transversal do pacote de meios de filtro empilhados com um quadro da Figura 6 preenchido com material de vedação; a Figura 9 ilustra uma vista isométrica de uma segunda modalidade de um elemento de filtro tendo meios de filtro estriado empilhados; a Figura 10 ilustra meios de filtro estriado empilhados com quadro que pode ser usada na modalidade mostrada na Figura 9; a Figura 11 ilustra uma vista em corte parcial do pacote de meios de filtro e quadro da Figura 10 com um revestimento polimérico; a Figura 12 ilustra uma vista isométrica do pacote de meios de filtro da Figura 11 com um revestimento polimérico; a Figura 13 ilustra uma vista em corte parcial do pacote de meios de filtro da Figura 12 com um material de vedação aplicado no quadro; a Figura 14 ilustra uma vista isométrica do lado de baixo do elemento de filtro ilustrado na Figura 9; a Figura 15A ilustra uma vista isométrica de uma modalidade alternativa de um elemento de filtro estriado tendo um formato anular; a Figura 15B ilustra uma vista isométrica do elemento de filtro da Figura 15A com uma gaxeta limítrofe; a Figura 15C ilustra uma vista isométrica do elemento de filtro da Figura 15B também tendo um quadro de montagem central; a Figura 15D ilustra uma vista isométrica do elemento de filtro da Figura 15A com apenas um quadro; a Figura 15E ilustra uma vista em corte transversal parcial do elemento de filtro da Figura 15B descrevendo adicionalmente a estrutura de reforço adesiva; a Figura 15F ilustra uma vista em corte transversal do elemento de filtro da Figura 15C; a Figura 15G ilustra uma vista em corte transversal do elemento de filtro da Figura 15C como inserido em um alojamento de filtro; as Figuras 16A-B ilustra uma modalidade alternativa de um elemento de filtro tendo meios de filtro pregueados; a Figura 17 ilustra uma vista isométrica de uma modalidade de um pacote de meios de filtro retangular em relevo e pregueado; a Figura 18 ilustra uma ilustração dos meios de filtro do pacote de meios de filtro da Figura 17; a Figura 19 ilustra uma ilustração dos meios de filtro da Figura 18 sendo dobrados para formar o pacote de meios de filtro da Figura 17; a Figura 20 ilustra uma vista isométrica do pacote de meios de filtro da Figura 17 como revestido com um revestimento polimérico; a Figura 21 ilustra uma vista isométrica de outra modalidade alternativa de um pacote de meios de filtro cilíndrico em relevo e pregueados; a Figura 22 ilustra uma ilustração dos meios de filtro do pacote de meios de filtro da Figura 21; a Figura 23 ilustra uma vista isométrica do pacote de meios de filtro da Figura 21 como revestido com um revestimento polimérico; as Figuras 24-25 ilustram vistas isométricas de uma modalidade de um sistema para aplicar um revestimento polimérico a meios de filtro estriados; a Figura 26 ilustra uma vista isométrica em corte transversal de um elemento de filtro enrolado tendo uma gaxeta de espuma adesiva como o material de vedação flexível de acordo com outra modalidade exemplificativa; as Figuras 27A e 27B ilustram vistas em corte parcial do elemento de filtro enrolado da Figura 26 quando o quadro está sendo localizado nele; e a Figura 28 ilustra uma vista em corte parcial do elemento de filtro enrolado da Figura 27 com um material de ligação preenchendo um canal formado pelo quadro.

[054] Embora a invenção vá ser descrita em conexão com determinadas modalidades preferidas, não há intenção de limitá-la a essas modalidades. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes como incluídos dentro do espírito e escopo da invenção, como definido pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[055] A Figura 1 ilustra um elemento de filtro 10 de acordo com uma modalidade. O elemento de filtro 10 inclui um pacote de meios de filtro 12 tendo uma superfície externa 14 (mostrada na Figura 2). A superfície externa 14 se estende entre uma primeira face de fluxo 16 e uma segunda face de fluxo 18. A superfície externa 14 do pacote de meios 12 é pelo menos parcialmente coberta com um revestimento polimérico 20. Vantajosamente, o revestimento polimérico 20 não é uma estrutura moldada e, portanto, não exige nenhum ferramental de molde, que pode ser caro de se fazer para vários tamanhos e de manter. Em vez disso, nas modalidades preferidas o revestimento polimérico 20 é aplicado diretamente à superfície externa 14 do pacote de meios de filtro 12 como um líquido, ou outro material que flui/fluido, que cura ou endurece em um revestimento ou camada sólida (o).

[056] O pacote de meios de filtro 12 inclui meios de filtro para remover particulado de uma corrente de fluido. Em alguns casos, os meios de filtro formam a superfície externa 14 do pacote de meios de filtro 12. Além disso, o elemento de filtro 10 pode ser formado de modo a ser sem partes componentes pré-formadas de metal ou de plástico. Elementos de filtros da variedade que não incluem metal de modo geral estão aptos a ser incinerados. No entanto, as modalidades do elemento de filtro podem incluir partes componentes pré-formadas de metal ou de plástico.

[057] Podem ser empregados vários meios para aplicar o revestimento polimérico 20 à superfície externa 14 do pacote de meios de filtro 12. Por exemplo, o revestimento polimérico 20 pode ser rolado para a superfície externa 14. Em uma modalidade preferida, o revestimento polimérico 20 é pulverizado sobre a superfície externa 14.

[058] O revestimento polimérico 20 pode cobrir a superfície externa 14 inteira ou somente uma porção da superfície externa 14 (ver, por exemplo, a Figura 4). Em uma modalidade preferida, o revestimento polimérico 20 é aplicado a pelo menos 25% da superfície externa 14 estendendo-se entre a primeira face de fluxo 16 e a segunda face de fluxo 18. Em uma modalidade mais preferida, o revestimento polimérico 20 é aplicado a pelo menos 50% da superfície externa 14 estendendo-se entre a primeira face de fluxo 16 e a segunda face de fluxo 18. Em uma modalidade mais preferida, o revestimento polimérico 20 é aplicado a pelo menos 95% da superfície externa 14 estendendo-se entre a primeira face de fluxo 16 e a segunda face de fluxo 18.

[059] Adicionalmente, em algumas modalidades, o revestimento polimérico 20 pode se estender além da superfície externa 14 para cobrir uma porção da primeira face de fluxo 16 e/ou da segunda face de fluxo 18. Em outras modalidades, a primeira face de fluxo 16 e a segunda face de fluxo 18 do pacote de meios de filtro 12 está sem o revestimento polimérico 20 para proporcionar o fluxo de fluido máximo através do mesmo.

[060] A Figura 2 ilustra uma vista em corte transversal parcial da modalidade de filtro da Figura 1. Como ilustrado na Figura 2, o revestimento polimérico 20 é relativamente fino em relação ao tamanho total do elemento de filtro 10. O revestimento polimérico 20 tem uma espessura média entre 0,005 e 0,100 polegadas. Mais preferencialmente, o revestimento polimérico 20 tem uma espessura média entre 0,020 e 0,050 polegadas, e mais preferencialmente, o revestimento polimérico tem uma espessura média entre 0,030 e 0,045 polegadas.

[061] A aplicação do revestimento polimérico ao pacote de meios de filtro 12 como um líquido, fluido ou outro material que flui permite que o revestimento polimérico 20, em algumas modalidades, penetre no pacote de meios de filtro 12. Preferencialmente, o revestimento polimérico 20 penetra no pacote de meios de filtro 12 até uma profundidade de 9.000 μpol. Deste modo, o revestimento polimérico 20 está integralmente ligado à superfície externa 14 do pacote de meios de filtro 12. Isto permite que o revestimento polimérico 20 se estenda ao redor das fibras dos meios de filtro e se interligue com as mesmas para aumentar a ligação ao pacote de meios de filtro 12

[062] Nas modalidades preferidas, o revestimento polimérico 20 é aplicado de modo a fornecer uma superfície rugosa. A rugosidade de superfície aperfeiçoa a pega durante o manuseio e também fornece um produto mais agradável esteticamente como um todo. A Figura 3A ilustra uma vista exagerada do revestimento polimérico 20 da Figura 2, que demonstra a rugosidade de superfície de forma exagerada. Em uma modalidade preferida, o revestimento polimérico 20 tem uma rugosidade de superfície de pelo menos 50 μpol (micropolegadas); tipicamente a rugosidade de superfície será inferior a cerca de 10.000 μpol, mas não é limitada assim em todas as modalidades. Rugosidade de superfície, conforme o uso no presente documento, refere-se à diferença média entre as alturas de projeções superficiais 22 se comparado a vales superficiais 24. Mais preferencialmente, a rugosidade de superfície é de pelo menos 1.000 μpol, e, mais preferencialmente, a rugosidade de superfície é de pelo menos 5.000 μpol. Além disso, a rugosidade de superfície é mais preferencialmente inferior a 9.000 μpol e mais preferencialmente inferior a 7.000 μpol.

[063] O revestimento polimérico 20 aperfeiçoa vantajosamente a resistência ao amassamento e a resistência ao rompimento do elemento de filtro, de modo a evitar danos durante o transporte e/ou manuseio. Em uma modalidade preferida, o revestimento polimérico 20 tem uma dureza de Durômetro Shore A entre cerca de 60 e cerca de 95. Isto é significativamente mais duro do que os envoltórios de filtro convencionais feitos de tecido não trançado ou papel, que eram propensos a rasgar ou perfurar se caíssem ou abrissem durante instalação ou manuseio. No entanto, isso fornece alguma flexibilidade na direção ortogonal. A falha desses envoltórios convencionais como um resultado de perfurações causou danos aos pacotes de meios de filtro e resultou em trajetórias de vazamento ao redor dos pacotes de meios de filtro.

[064] Adicionalmente, o revestimento polimérico 20 aumenta a resistência de aro do pacote de meios de filtro 12 enquanto mantém a flexibilidade na direção radial. Dito de outro modo, o revestimento polimérico 20 não é um material rígido, inflexível, que poderia causar rasgar ou lacerar os meios de filtro se o pacote de meios de filtro 12 for contorcido durante a instalação e/ou manuseio. Em vez disso, o revestimento polimérico 20 pode se flexionar com o pacote de meios de filtro 12 durante a instalação e/ou manuseio, ao mesmo tempo impedindo que o pacote de meios de filtro 12 se expanda para fora, como por absorção de umidificação ou tensões de processamento residuais.

[065] Uma variedade de materiais adequados pode ser utilizada como o revestimento polimérico 20. Tais materiais incluem: uretano, acrílico, epóxi, silicone, poliuretano, poliureia, poliaspártico, poliureia alifática, poliestireno, polietileno, etileno acetato de vinila, polietileno acetato de vinila, monômero de etileno propileno dieno, híbrido poliureia/poliuretano, e suas combinações. O revestimento polimérico pode também incluir, opcionalmente, fibra de vidro, agentes de rugosidade ou outros preenchimentos.

[066] Em uma modalidade preferida, o revestimento polimérico 20 é poliureia.

[067] O revestimento polimérico pode ser aplicado a vários tipos de embalagens de meios de filtro 12. Em uma modalidade descrita nas Figuras 1 e 9-10, o pacote de meios de filtro 12 é construído de meios de filtro estriados e particularmente faixas empilhadas de meios de filtro estriados. Como mostrado na Figura 4, em uma modalidade, os meios de filtro estriados incluem uma folha de face 26 e uma folha estriada 28 em uma configuração empilhada para formar caneluras de entrada e de saída, tapadas em extremidades opostas, por exemplo, adjacentes ou à primeira face de fluxo 16 ou à segunda face de fluxo 18 de modo que fluido não filtrado tenha de passar através da folha de face 26 ou da folha estriada 28 para passar da primeira face de fluxo 16 para a segunda face de fluxo 18. Tipicamente, a folha de face 26 será fixada à folha estriada 28 e depois cortada para formar tiras. Estas tiras de uma secção da folha de face 26 seguras na folha estriada 28 serão então empilhadas para formar o pacote de meios de filtro 12. Alternativamente, a folha de face 26 e a folha estriada 28 serão seguradas em conjunto e então enroladas para formar um pacote de meios de filtro enrolado. 12. O adesivo ou outro vedante está localizado entre camadas do pacote de meios de filtro 12 para fechar as caneluras e forçar o fluido (como o ar) a fluir através dos meios. Em uma modalidade preferida, uma extensão S da primeira face de fluxo 16 até a segunda face de fluxo 18 é de pelo menos 8 centímetros.

[068] As Figuras 4 a 8 ilustram etapas para montar diversas modalidades do elemento de filtro. Começando na Figura 4, um pacote de meios de filtro empilhado 12 é fornecido. O pacote de meios de filtro empilhados 12 tem o revestimento polimérico 20 aplicado à superfície externa 14. A Figura 4 ilustra um pacote de meios de filtro parcialmente revestidos 12. No entanto, como referido acima, mais ou menos da superfície externa 14 poderia ser revestida, tal como ilustrado na Figura 5

[069] Como mostrado na Figura 5, uma gaxeta limítrofe 30 fixada proximal à segunda face de fluxo 18 do pacote de meios de filtro 12. A gaxeta limítrofe 30 pode ser uma parte pré-moldada que é aderida ou ligada ao revestimento polimérico 20. Adicionalmente, a gaxeta limítrofe pré-moldada 30 pode ser estirada ao redor do pacote de meios de filtro 12, de modo que a gaxeta limítrofe 30 é mantida em posição por um engate de fricção firme entre a gaxeta limítrofe 30 e o revestimento polimérico 20 como um resultado da tensão na gaxeta limítrofe estirada 30. Além disso, a gaxeta limítrofe 30 pode ser moldada diretamente no revestimento polimérico 20.

[070] Em uma modalidade preferida, a altura do revestimento polimérico 20 sobre a extensão S é maior do que a altura da gaxeta limítrofe 30. Isso ajuda a assegurar que forças de cisalhamento na gaxeta limítrofe 30 sejam espalhadas por uma extensão maior dos meios de filtro por causa do revestimento polimérico 20. Em pacotes de meios de filtro convencionais nos quais a gaxeta limítrofe era ligada diretamente no pacote de meios de filtro, forças de cisalhamento na gaxeta limítrofe estavam localizadas nos meios de filtro mais fracos, o que frequentemente fazia com que os meios de filtro falhassem e a gaxeta limítrofe se soltasse do pacote de meios de filtro. Com o presente revestimento polimérico 20, não apenas a gaxeta limítrofe 30 é dotada de uma superfície de melhor vedação ou ligação, mas também as forças de cisalhamento na gaxeta limítrofe 30 são espalhadas por uma extensão maior dos meios de filtro devido ao revestimento polimérico 20 em vez de localizadas no pacote de meios de filtro 12.

[071] A gaxeta limítrofe 30 pode ser moldada diretamente no revestimento polimérico 20. Em tais modalidades, a gaxeta limítrofe 30 é moldada em posição e integralmente ligada no revestimento polimérico 20. Nesses casos, a gaxeta limítrofe é selecionada por sua compatibilidade com o revestimento polimérico 20 de tal modo que uma forte adesão seja formada. Materiais de vedação adequados incluem poliuretano, uretano e silicone. Em uma modalidade preferida, é usado um material de vedação de poliuretano com um revestimento de poliureia 20.

[072] Em algumas modalidades, a gaxeta limítrofe 30 pode fornecer uma superfície de vedação para vedação direta com um alojamento de filtro (similar à gaxeta limítrofe 230 com alojamento de filtro 243 ilustrada ilustrativamente na Figura 15G).

[073] Como mostrado na Figura 6, em uma modalidade alternativa, o pacote de meios de filtro 12 e o revestimento polimérico 20 poderiam, em vez disso, ser inseridos em um quadro 32, incluindo uma estrutura de face 34 (mostrada na Figura 7). Com referência à Figura 7, o quadro 32 também inclui uma saliência protuberante 36 que se estende ao redor do perímetro do quadro 32 e radialmente para fora. A Figura 7 mostra uma vista em corte parcial do pacote de meios de filtro 12 e revestimento polimérico 20 inserido no quadro 32. Como pode ser visto, o pacote de meios de filtro 12 repousa de encontro à estrutura de face 34, e um material de vedação flexível 37 é depositado em um canal periférico 38 entre uma porção do quadro 32 e o revestimento polimérico 20 (que revestiu a superfície externa 14 e penetrou no pacote de meios de filtro 12). O material de vedação flexível 37 evita trajetórias de vazamento entre o quadro 32 e o revestimento polimérico 20. A seguir, o canal periférico 38 é preenchido com um material de ligação 40 como mostrado na Figura 8 para segurar o quadro 32 no revestimento polimérico 20. Em modalidades alternativas, o material de vedação flexível 37 pode ser fixado ao revestimento polimérico 20 antes do pacote de meios de filtro 12, do revestimento polimérico 20, e da montagem de material de vedação flexível 37 serem inseridos no quadro 32.

[074] Em uma modalidade preferida, o material de ligação 40 é um material rígido, tal como o uretano. Um material de ligação "rígido" é um material de vedação 40 tendo um Durômetro Shore A de pelo menos 80. Finalmente, como mostrado na Figura 1, uma gaxeta externa 42 para vedação com um alojamento de filtro é moldada, aderida ou segurada de outro modo na saliência protuberante 36.

[075] Vantajosamente, o revestimento polimérico 20 fornece uma superfície aderente aperfeiçoada na qual recursos podem ser fixados ao elemento de filtro 10. Como mostrado nas Figuras 5 e 8, o revestimento polimérico 20 é receptivo à moldagem direta ou ligação com uma gaxeta limítrofe 30 ou colagem de um quadro 32. Envoltórios anteriores, especialmente não trançados de poliéster, não podem fornecer superfícies que fossem compatíveis com uma variedade de estruturas diferentes e/ou agentes de ligação/vedação.

[076] Em algumas modalidades, como nas Figuras 26 a 28, o material de vedação flexível 737 é uma gaxeta de espuma pré-formada de baixa densidade aderida ao revestimento polimérico 720 antes da localização do quadro 732. Como ilustrado na vista em corte isométrica da Figura 26, a junta de espuma usada como o material de vedação flexível 737 pode estar na forma de uma fita de espuma que tem um adesivo aplicado a um único lado. Nas modalidades exemplificativas, a fita de espuma pode ser um poliéster ou uma espuma de poliéster. Adicionalmente, em algumas modalidades, o adesivo é um adesivo sensível à pressão.

[077] Depois que a junta de espuma é fixada ao revestimento polimérico, o quadro 732 é pressionado sobre o material de vedação flexível de gaxeta de espuma 737, como mostrado nas Figuras 27A e 27B, formando assim o canal periférico 738. O interior do quadro 732 inclui uma região escalonada na forma de uma protrusão 742 que contata o material de vedação flexível 737 e comprime o mesmo. Porque o revestimento polimérico 720 e o pacote de meios de filtro 12 podem não se conformar exatamente em relação ao formato do quadro 732, o material de vedação flexível 737 fornece uma vedação entre o revestimento polimérico 720 e o quadro 732 durante a manufatura. Por exemplo, irão ocorrer vãos radiais entre a protrusão 742 e a superfície criada pelo revestimento polimérico 720 devido a inconsistências no formato/dimensões no pacote de meios de filtro 712. Assim, inserir o quadro 732 sobre o material de vedação flexível 737 irá fazer com que o material de vedação flexível 737 exerça uma compressão ao redor do perímetro do revestimento polimérico 720 e preencher quaisquer lacunas. A Figura 27A mostra o quadro 732 deslizando sobre o material de vedação flexível 737 e comprimindo o mesmo. Como mostrado na Figura 27B, o quadro 732 foi completamente inserido sobre o material de vedação flexível 737 e comprimiu o mesmo completamente. Preferencialmente, o material de vedação flexível 737 comprime pelo menos 5% em torno do perímetro do revestimento polimérico 720, e mais preferencialmente o material de vedação flexível comprime pelo menos 10% ao redor do perímetro do revestimento polimérico 720. Contudo, o material de vedação flexível 737 pode comprimir mais de 75%.

[078] Como mencionado acima, a colocação do quadro 732 sobre o material de vedação flexível 737 cria um canal 738 entre o revestimento polimérico 720 e a saia de quadro 746. A Figura 28 ilustra que um material de ligação 740 preenche o canal 738 e, em determinadas modalidades como aquelas ilustradas na Figura 28, se estende acima do quadro 732. O material de ligação 740 segura o quadro 732 no revestimento polimérico 720. O material de vedação flexível 737 ajuda a assegurar que o material de ligação 740 não vaze para fora do quadro 732 quando o material de ligação 740 é derramado no interior do canal 738.

[079] Um molde pode ser usado ao aplicar o material de ligação 740. Assim, como mostrado na Figura 28, o material de ligação 740 tem as estruturas adicionais de uma região afunilada 747 e uma superfície de vedação axial 748. A superfície de vedação axial 748 pode ser usada para formar uma vedação para vedação com um alojamento na direção axial. Em outras modalidades, uma vedação radial poderia ser definida. O quadro 732 inclui a projeção 742, uma saia 746, uma saliência que se estende radialmente 736, e um flange que se estende axialmente 749, formando um perfil escalonado em múltiplos estágios. Nas modalidades preferidas, o material de ligação 740 é feito de poliuretano, uretano ou silicone ou outro material similar àquele usado para a gaxeta limítrofe 30 discutida em relação a outras modalidades (por exemplo, Figuras 5, 15B, 15C, 15E, 15F e 15G).

[080] Enquanto as modalidades das Figuras 26 a 28 descrevem um elemento de filtro “pista de corrida” 700 no qual o pacote de meios de filtro 712 é formado enrolando-se meios de filtro em torno de uma estrutura de enrolamento 754, outra configuração de pacote de meios de filtro também pode ser usada incluindo, entre outras, meios de filtro estriados empilhados, configurações de meios de filtro enrolados (por exemplo, circular) e pregueadas.

[081] A Figura 9 ilustra uma modalidade alternativa de um elemento de filtro de pacote de meios de filtro empilhados 100. As Figuras 10 a 14 ilustram um método de montagem do elemento de filtro 100 mostrado na Figura 9. Nesta modalidade, o pacote de meios de filtro 112 e o revestimento polimérico 120 são substancialmente similares ao pacote de meios de filtro 12 e revestimento polimérico 20 da modalidade anterior do elemento de filtro 10. De acordo com este método concretizado e começando com as Figuras 10 e 11, o pacote de meios de filtro empilhados 112 é inserido em um quadro 132 de tal modo que uma extremidade 133 do quadro 132 é coplanar com a segunda face de fluxo 118 do elemento de filtro 100.

[082] Como mostrado na Figura 11, o quadro 132 inclui uma perna afunilada 144 que forma um encaixe firme com a superfície externa 114 do pacote de meios de filtro 112 e que afunila em relação à parede lateral do pacote de meios de filtro 112. Tal como acontece com o quadro anterior 132, o quadro 132 desta modalidade forma um canal periférico 138 entre o pacote de meios de filtro 112 e o quadro 132, e o quadro 132 inclui um flange que se estende radialmente para fora na forma de uma saliência protuberante 136 que se estende ao redor do perímetro do quadro 132.

[083] Neste método concretizado, o revestimento polimérico 120 é então aplicado à superfície externa 114 do pacote de meios de filtro 112 e, pelo menos, uma porção da perna afunilada 144 do quadro 132, como ilustrado nas Figuras 11-12. O revestimento polimérico pode assim ajudar a segurar o quadro 132 no pacote de meios de filtro 112. Como mostrado na Figura 13, o canal periférico 138 é preenchido com material de vedação 140. Preferencialmente, o material de vedação 140 é um material rígido, tal como uma resina de uretano. O engate firme entre a perna afunilada 144 e o pacote de meios de filtro 112 ajuda a impedir vazamento de material de vedação 140 antes da cura.

[084] Como mostrado na Figura 14, uma junta de vedação 146 é moldada, aderida, ou segura de outro modo na saliência protuberante 136 do quadro 132 para completar a construção do elemento de filtro 100. Tal como a junta exterior 142, a junta 146 veda o elemento de filtro 100 em um alojamento de filtro (similar ao alojamento de filtro 243 mostrado na Figura 15G).

[085] Em outra modalidade de um elemento de filtro 200 ilustrado na Figura 15A, o pacote de meios de filtro 212 é um pacote enrolado tendo um formato anular, especificamente um formato de pista de corrida. No entanto, outros formatos enrolados poderiam ser criados, incluindo formatos ovais, redondos, e com raios de curvatura variados em lados diferentes, e o pacote enrolado não deve ser interpretado como estando limitado a qualquer formato particular enrolado. O pacote de meios de filtro 212 é preferencialmente formado a partir de uma única folha de meios de filtro estriado. A folha de meios de filtro estriados é preferencialmente fornecido por uma folha de face segura a uma folha estriada. No entanto, outras formas de meios de filtro podem ser empregadas. Os meios de filtro têm uma borda dianteira 248 em um centro 250 de um pacote 212 e uma borda traseira 252 do pacote enrolado 212 ao longo da superfície externa 214 (mostrada nas Figuras 15E e 15F). Como ilustrado na Figura 15A, a borda dianteira 248 está ligada a uma estrutura de enrolamento central 254 para facilitar o enrolamento e que influencia o formato final do elemento de filtro 200. No entanto, outras modalidades não necessitam de incorporar uma estrutura de enrolamento 254. A borda traseira 252 termina em um local ao longo da superfície externa 214 do último enrolamento, que forma um estágio 256 na superfície externa 214 do pacote de meios de filtro 212.

[086] Uma vez formado o pacote de meios de filtro enrolados 212, o elemento de filtro 200 incluindo o pacote de meios de filtro enrolado 212 pode ser montado similarmente ao elemento de filtro 200 tendo um pacote de meios de filtro empilhado 212, isto é, de acordo com as etapas descritas nas Figuras 4 a 8 ou as etapas ilustradas nas Figuras 10 a 14. Tal como nas modalidades anteriores, o revestimento polimérico 220 é aplicado no interior da superfície externa 214. Neste caso, o revestimento polimérico 220 preenche e veda o estágio 256 e impede vazamento de fluxo de fluido não filtrado. Preferencialmente, o revestimento polimérico 220 é aplicado sem quaisquer materiais adicionais aplicados ao longo do estágio 256 entre o revestimento polimérico 220 e o pacote de filtro de meios de filtro estriados 212. Por exemplo, em algumas modalidades, o uso de revestimento polimérico 220 elimina a necessidade de um talão adesivo a ser colocado na borda posterior 252 que se estende entre a primeira e a segunda faces de fluxo 216, 218. Além disso, o revestimento polimérico 220 pode fornecer uma aparência estética aperfeiçoada ocultando o estágio 256.

[087] Como mostrado na Figura 15B, uma gaxeta limítrofe 230 pode ser aderida, ligada, moldada ou presa de outro modo a uma extremidade do revestimento polimérico 220. Como mostrado na Figura 15C, o elemento de filtro 200 pode também apresentar um quadro de montagem 232 com uma saliência protuberante 236 que se estende ao redor de pelo menos uma porção do quadro 232. O quadro 232 é fixado ao revestimento polimérico. Como mostrado na Figura 15C, o quadro é montado no centro, isto é, o quadro 232 está localizado aproximadamente a meio caminho entre a primeira face de fluxo 216 e a segunda face de fluxo 218. A Figura 15D ilustra um elemento de filtro 200 no qual não é fornecida nenhuma gaxeta limítrofe 30 e o quadro 232 é montado perto da primeira face de fluxo 216. A vedação seria fornecida na saliência adjacente 236.

[088] A Figura 15E ilustra uma vista em corte transversal parcial de um elemento de filtro 200 no qual a segunda face de fluxo 218 foi reforçada usando um material adesivo para criar uma estrutura de reforço adesiva 257. Essa estrutura de reforço adesiva 257 é descrita no Pedido de Patente Internacional co-pendente tendo o número de série PCT/US2015/054739 (referido como o pedido ‘739") apresentada a 8 de outubro de 2015, de propriedade do proprietário do presente pedido, cujos ensinamentos são concretizados no presente documento por referência na sua totalidade. A combinação da estrutura de reforço adesiva 257 e o revestimento polimérico de camada externa 220 descrita acima fornece estabilidade e resistência aperfeiçoadas ao pacote de meios de filtro 212. A estrutura de reforço adesiva 257 pode ser aplicada a uma ou ambas as faces de fluxo 216, 218 do elemento de filtro 200.

[089] A Figura 15F ilustra uma vista em corte transversal do elemento de filtro 200 mostrado na Figura 15C. A Figura 15G ilustra uma vista em corte transversal do elemento de filtro 200 inserido em um alojamento de filtro 243. Como pode ser visto na Figura 15G, a saliência protuberante 236 do quadro 232 contata uma região de prateleira 245 da caixa 243 para posicionar o elemento de filtro 200 dentro do alojamento 243. É criada uma vedação entre a vedação de fronteira 230 e uma região de parede inferior 247 da caixa de filtro 243 para impedir desvio de ar em torno do elemento de filtro 200. Em uma modalidade preferida, o ar flui através da primeira face de fluxo 216 para a segunda face de fluxo 218 de tal modo que a pressão de ar no elemento de filtro 200 assegure que o quadro 232 permanece em contato firme com a região de prateleira 245.

[090] Outra modalidade de um elemento de filtro 300 é ilustrada na Figura 16A. A Figura 16B ilustra o pacote de meios de filtro 312, que inclui meios de filtro pregueados 358 tendo uma pluralidade de flancos de preguear 360 estendendo-se entre as pontas de prega 362 na primeira face de fluxo 316 e pontas de prega 364 na segunda face de fluxo 318. O fluido não filtrado passa através dos meios de filtro 358 para passar da primeira face de fluxo 316 para a segunda face de fluxo 318. Os meios de filtro 358 têm um flanco de prega mais dianteiro 360a e um flanco de pregas mais posterior 360b. Como mostrado na Figura 16A, o revestimento polimérico 320 é aplicado ao flanco de pregas mais dianteiro 360a e ao flanco de pregas mais posterior 360b. Adicionalmente, o revestimento polimérico 320 é aplicado ao longo das bordas dos flancos de preguear 360 que se estendem transversalmente ao flanco de prega mais dianteiro 360a e ao flanco de prega mais posterior 360b.

[091] Outra modalidade ainda de elemento de filtro pregueado e em relevo 400 é fornecida nas Figuras 17 a 20. A Figura 17 ilustra um pacote de meios de filtro retangular 412 tendo um meio pregueado 458 incluindo uma pluralidade de flancos de preguear 460 que se estendem entre as pontas de prega 462 em uma primeira face de fluxo 416 e pontas de prega 464 em uma segunda face de fluxo 418. Os flancos de pregas 460 ilustrados na Figura 17 se alternam entre os flancos pregueados em relevo 466 e os flancos pregueados planos 468. Os flancos pregueados em relevo 466 foram pressionados, modelados ou formados de outro modo para incluir cristas ao longo de todo o flanco ou apenas uma outra porção do flanco. Um sistema e método de colocar em relevo meios pregueados e modalidades de meios de filtro em relevo e pregueados são fornecidos no Pedido Provisório US 62/243.740, intitulado "Pacotes de Meios de Filtro, Métodos de Fabricação e Prensas de Meios de Filtro", depositado em 20 de outubro de 2015, cujos ensinamentos são concretizados no presente documento por referência em sua totalidade. A Figura 18 ilustra uma porção do meio pregueado 458 com as pregas 460 dispostas planas. Como mostrado na Figura 18, os flancos de pregas 460 alternam entre as pranchas de pregas em relevo 466 e os flancos de prega planos 468 nas linhas de dobra 470. Quando dobradas ao longo das linhas de dobra 470, a estrutura pregueada toma o formato conforme mostrado na Figura 19. A Figura 20 ilustra o pacote de meios de filtro 412 conforme revestido com o revestimento polimérico 420. Tal como nas modalidades anteriores, uma gaxeta ou quadro limítrofe pode ser moldada, aderida, ligada ou segurada de outro modo no revestimento polimérico 420, conforme desejado pelo usuário.

[092] Uma modalidade adicional de um elemento de filtro pregueado e em relevo 500 é fornecida nas Figuras 21 a 23. A Figura 21 ilustra um pacote de meios de filtro cilíndrico 512 tendo meios pregueados 558 incluindo uma pluralidade de flancos de preguear 560 que se estendem entre as pontas de preguear 562 em uma primeira face de fluxo 516 e pontas de prega 564 em uma segunda face de fluxo 566. Os flancos de prega 460 ilustrados na Figura 21 alternam entre flancos de pregas em relevo 566 e os flancos de prega planos 568. A Figura 22 ilustra uma porção do meio de pregas 558 com as pregas 560 dispostas planas. Como pode ser visto na Figura 22, os flancos de pregas 560 alternam entre seções de flancos de pregas gravadas 566 e seções dos flancos de pregas planas 568. A interface entre estas seções proporciona linhas de dobra 570 pelas quais formar a estrutura pregueada. Para criar o formato circular das faces de fluxo 516, 518 do pacote de meios de filtro 512, as seções de guarnição 572 são removidas dos meios de filtro 558 de modo que a largura dos flancos de prega 560 transite de estreito em um flanco de prega mais dianteiro 560a para mais largo no centro dos meios de filtro pregueado 558 para estreito novamente no flanco de pregas mais posterior 560b (ver, por exemplo, a Figura 21). A Figura 23 ilustra o pacote de meios de filtro 512 como revestido com o revestimento polimérico 520. Tal como nas modalidades anteriores, uma gaxeta ou quadro limítrofe pode ser moldada, aderida, ligada ou de outro modo segura ao revestimento polimérico 520, como desejado pelo usuário.

[093] Como discutido, uma variedade de tipos de elemento de filtro pode se beneficiar do revestimento polimérico 20. De modo geral, os pacotes de meios de filtro dos elementos de filtros terão meios de filtro com as seguintes propriedades: um peso básico entre 2 e 4 onças/jarda quadrada; uma permeabilidade ao ar entre 5 e 20 cfm (pés cúbicos por minuto) a 0,5 polegada de pressão manométrica, medida de acordo com ASTM F778-88 (2014); e uma resistência ao rompimento de Mullen de pelo menos 15 PSI.

[094] Além disso, os meios de filtro podem ser descritos em termos da eficiência de filtração de ar. Meios de filtro típicos do tipo usado com a presente invenção terão uma eficiência de filtração de ar inicial de pelo menos 99,6% na remoção de Poeira de Teste Fina de acordo com a norma ISO 12103-1 A2, medida de acordo com o padrão de teste ISO 5011. Além disso, os meios de filtro do ar podem incluir uma camada contendo pelo menos um dentre fibras de celulose, polímero ou vidro com um diâmetro médio entre 1 e 200 micrômetros.

[095] Como discutido acima, o revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 pode ser aplicado ao pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 usando uma variedade de ferramentas aplicadoras. Nas modalidades preferidas, o revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 é aplicado utilizando um pulverizador que está separado do pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712. Nas modalidades, o pulverizador gira ao redor do pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 enquanto o pacote de meios de filtro é parado. Contudo, em outras modalidades, o pulverizador pode ser parado enquanto o pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 gira na frente do pulverizador.

[096] Adicionalmente, em determinadas modalidades, a distância entre o pulverizador e o pacote de meios muda durante a aplicação do revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720. A distância entre o pulverizador e o pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 pode mudar movendo-se o pulverizador para mais perto e mais longe da embalagem ou vice-versa. Um benefício de variar a distância entre o pulverizador e o pacote de meios de filtro é criar a rugosidade de superfície acima descrita. Quando o pulverizador está posicionado relativamente longe do pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712, o líquido de polímero atomizado do pulverizador forma glóbulos antes de atingir o pacote de meios de filtro, que grudam no revestimento de polímero 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 já contidos no interior da superfície externa 14, 114, 214, 314, 414, 514, 714 do pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 ou o pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 e são então cobertos com uma camada mais uniforme do revestimento de polímero líquido 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720. Após a cura, o revestimento de polímero 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 é assim dotado de uma superfície rugosa para melhor pega e estética.

[097] Em determinadas modalidades, o revestimento polimérico 20 é aplicado em pelo menos duas demãos, isto é, a superfície externa 14 do pacote de meios de filtro 12 é revestida uma primeira vez com o revestimento polimérico 20 e então é revestida pelo menos uma segunda vez com o revestimento polimérico 20. O material do revestimento polimérico 20 pode ser o mesmo em cada etapa de revestimento, ou o material do revestimento polimérico pode ser diferente em cada etapa de revestimento, de tal modo que o revestimento polimérico 20 seja compreendido de pelo menos duas camadas 20a, 20b, como mostrado representativamente na Figura 3B. Enquanto a Figura 3B mostra uma demarcação limpa entre as camadas 20a, 20b, a demarcação real entre camadas pode produzir uma região de camada variada ou mista na interface das camadas 20a, 20b. Preferencialmente, nas modalidades tendo múltiplas camadas diferentes 20a, 20b, pelo menos uma camada é poliureia. Embora ilustrando o revestimento polimérico 20 da primeira modalidade do elemento de filtro 10, o revestimento de camadas múltiplas pode ser aplicado às outras modalidades do elemento de filtro, incluindo os elementos de filtro 100, 200, 300, 400, 500, 700.

[098] As Figuras 24 e 25 ilustram, de forma simplificada, um sistema exemplificativo 600 para aplicar um revestimento a um pacote de meios de filtro 212. O sistema 600 inclui um pedestal 605 sobre o qual repousa o pacote de meios de filtro 212. O pedestal 605 tem uma base 610 (mostrada na Figura 25) de uma primeira área que é igual em tamanho ou menor do que a primeira face de fluxo 216 de um pacote de meios de filtro 212. O sistema 600 também inclui um aplicador 615, tal como um pulverizador 620. Em modalidades que usam um pulverizador 620, o pulverizador 620 inclinado para baixo em relação ao pedestal 605 e à gravidade. O pulverizador 620 é também separado a uma distância do pedestal 605. O aplicador 615, tal como um pulverizador 620, é configurado para aplicar o revestimento polimérico 220 ao pacote de meios de filtro 212. Durante a aplicação, uma placa bloqueadora 625 é colocada sobrea segunda face de fluxo 218 do pacote de meios de filtro 212. A placa bloqueadora 625 tem preferencialmente um formato e tamanho iguais à área e formato da segunda face de fluxo 218 do pacote de meios de filtro 212. Deste modo, a placa bloqueadora 625 impede que o polímero líquido seja aplicado à segunda face de fluxo 218 do pacote de meios de filtro 212. Adicionalmente, por causa do ângulo descendente do pulverizador 620, a primeira face de fluxo 216 também não é revestida com o polímero líquido.

[099] Em uma modalidade, durante a aplicação do revestimento polimérico 220, o pedestal 605 gira na frente do aplicador 615. Em outra modalidade, o aplicador 615 gira ao redor do pedestal 605. Ainda em outras modalidades, o aplicador 615 pode girar ao redor de um pedestal rotativo 605. Em tais modalidades, o aplicador 615 gira, preferencialmente contrário à direção de rotação do pedestal 605.

[0100] Além disso, nas modalidades usando um pulverizador 620, a distância entre o pulverizador 620 e o pedestal 605 pode variar durante a aplicação do revestimento polimérico 220. Desta forma, o pulverizador 620 move-se para mais perto e mais longe do pedestal 605. Isto pode ser usado para formar a superfície de agarrar ou para aplicar mais uniformemente o revestimento polimérico líquido 220 para pacotes de meios de filtro não circulares.

[0101] Embora o sistema de aplicação 600 tenha sido descrito em termos do elemento de filtro 200, o sistema 600 também funciona com as outras modalidades de filtro, incluindo elementos de filtro 10, 100, 300, 400, 500, 700.

[0102] Para os elementos de filtros pregueados (incluindo os elementos de filtros em relevo e pregueados) 300, 400, 500, preferencialmente o pulverizador 620 é angulado em relação a um eixo geométrico A paralelo aos flancos de prega 360, 460, 560 como ilustrado nas Figuras 16B, 17 e 21. Isto é, o pulverizador 620 é angulado em um plano paralelo à primeira face de fluxo 316, 416, 516 e à segunda face de fluxo 318, 418, 518. Em relação ao eixo geométrico A, preferencialmente o pulverizador 620 é orientado em um ângulo θ entre 105° e 150°. Em uma modalidade mais preferida, o pulverizador 620 é orientado em um ângulo θ de aproximadamente 120°. Assim, o pulverizador 620 pode ser angulado em relação ao eixo geométrico A e para baixo em relação à gravidade, ou ambos. Isto reduz a quantidade de excesso de pulverização nos canais formados entre os flancos de prega adjacentes 360, 460, 560. Além disso, se os flancos de prega estiverem suficientemente próximos um do outro, o revestimento polimérico pode ser usado para fechar os canais entre flancos de prega adjacentes 360, 460, 560 para criar efetivamente uma tampa de extremidade do pacote de meios de filtro 312, 412, 512.

[0103] Vantajosamente, os pacotes de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 apresentando o revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 estão mais aptos a reter seu formato durante o armazenamento. O revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 restringe a expansão do pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712 como um resultado de absorção de umidificação ambiente e, no caso de elementos de filtros enrolados, tensões de bobina. Além disso, ele impede que camadas adjacentes de meios de filtro sejam delaminadas. O revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 limita a expansão no perímetro da superfície externa a menos de 5%, quando submetido a 100% de umidade por um período de 48 horas. Nas modalidades preferidas, o revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 é impermeável ao ar e à umidificação, de tal modo que o ar e a umidificação não podem penetrar através do revestimento polimérico 20, 120, 220, 320, 420, 520, 720 e serem absorvidos no pacote de meios de filtro 12, 112, 212, 312, 412, 512, 712.

[0104] O uso dos termos “um” e “uma” e “o/a” e alusões similares no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) deve ser interpretado como cobrindo tanto o singular quanto o plural, salvo indicação em contrário no presente documento ou se claramente em contradição com o contexto. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo” e “contendo” devem ser interpretados como termos abertos (isto é, significando “incluindo, porém, sem limitação”), a menos que indicado de outra forma. A enunciação de faixas de valores no presente documento é meramente destinada a servir como um método abreviado de se referir individualmente a cada valor separado abrangido pela faixa, a menos que de outro modo indicado no presente documento, e cada valor separado é concretizado no relatório descritivo como se fosse individualmente enunciado aqui. Todos os métodos descritos no presente documento podem ser desempenhados em qualquer ordem adequada a menos que de outro modo indicado no presente documento ou claramente em contradição como contexto de alguma outra forma. O uso de qualquer um dos e de todos os exemplos, ou linguagem exemplificativa (por exemplo, "tal como") aqui apresentados, destina-se meramente a iluminar melhor a invenção e não põe uma limitação no escopo da invenção, a menos que reivindicado de outra forma. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

[0105] Modalidades preferidas desta invenção são descritas no presente documento, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações dessas modalidades preferidas podem tornar-se aparentes para aqueles de habilidade comum na técnica mediante a leitura da descrição anterior. Os inventores esperam que os especialistas habilitados empreguem tais variações conforme apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de modo diferente do que especificamente descrito aqui. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria enunciada nas reivindicações anexas, conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos acima descritos em todas as suas variações possíveis é abrangida pela invenção, a menos que seja indicado de outra forma no presente documento ou claramente em contradição com o contexto.

Claims (18)

1. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700) compreendendo: um pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712) incluindo uma superfície externa (14, 114, 214, 314, 714), a superfície externa estendendo-se entre uma primeira face de fluxo (16, 116, 216, 316) e uma segunda face de fluxo (18, 118, 218, 318); um revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) aplicado à superfície externa do pacote de meios de filtro, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico não é uma estrutura moldada, em que: uma gaxeta limítrofe (30, 230) ou quadro (32, 132, 232) é fixado ao revestimento polimérico (20, 120, 220); ou uma gaxeta limítrofe (230, 730) e quadro (232, 732) são fixados ao revestimento polimérico (220, 720).

2. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) tem uma rugosidade de superfície entre 0,0013mm e 0,254mm (50 μpol e 10000 μpol).

3. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) penetra no pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712) até uma profundidade de pelo menos 0,2286mm (9000 μpol).

4. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) compreende uma camada de revestimento por pulverização, ou uma camada de revestimento com rolo.

5. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) apresenta uma dureza de Durômetro Shore A entre 60 e 95.

6. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento (20, 120, 220, 320, 720) é compreendido de pelo menos duas camadas (20a, 20b).

7. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) compreende um material de poliureia.

8. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) é selecionado do grupo que consiste em uretano, acrílico, epóxi, silicone, poliuretano, poliureia, poliaspártico, polímero, poliureia alifática, poliestireno, polietileno, etileno acetato de vinila, polietileno acetato de vinila, monômero de etileno propileno dieno, híbrido de poliureia/poliuretano e combinações dos mesmos e em que o revestimento polimérico inclui opcionalmente fibra de vidro, agentes de rugosidade ou outros preenchimentos.

9. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712) é construído de um meio de filtro e compreende um pacote de filtro de meios de filtro estriados compreendendo uma folha de face (26) e uma folha estriada (28) em uma configuração enrolada ou empilhada para formar uma pluralidade de camadas de modo que fluido não filtrado tenha que passar através da folha de face ou da folha estriada para passar da primeira face de fluxo (16, 116, 216, 316) para a segunda face de fluxo (18, 118, 218, 318), em particular, uma extensão da primeira face de fluxo para a segunda face de fluxo sendo de pelo menos 8 centímetros.

10. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de filtro é um elemento de filtro pregueado construído de um meio de filtro (358) e compreendendo uma pluralidade de flancos de prega (360, 360a, 360b) se estendendo entre pontas de prega (362) na primeira face de fluxo (316) e pontas de prega (364) na segunda face de fluxo (318), em que fluido tem que passar através dos meios de filtro para passar da primeira face de fluxo para a segunda face de fluxo, o revestimento polimérico aplicado a um flanco de pregas mais dianteiro (360a) e um flanco de pregas mais posterior (360b), preferencialmente, o revestimento polimérico também é aplicado ao longo de bordas dos flancos de prega que se estendem transversais ao flanco da prega mais dianteiro e ao flanco da prega mais posterior.

11. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712) mantém o seu volume durante um período de armazenamento após o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) ter sido aplicado, o revestimento polimérico restringindo a expansão do pacote de meios e limitando qualquer expansão no perímetro da superfície externa a menos de 5%, quando submetido a 100% de umidade por um período de 48 horas.

12. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a gaxeta limítrofe (30, 230, 730) tem uma superfície de vedação de alojamento e é fixada no revestimento polimérico cercando o pacote de meios de filtro, em que a gaxeta limítrofe é moldada no local e integralmente ligada ao revestimento polimérico, preferencialmente a gaxeta limítrofe (30, 230, 730) é formada de um material de vedação que é de um material de ligação compatível com o revestimento polimérico e compreendendo pelo menos um dentre poliuretano, uretano e silicone.

13. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) fornece uma camada aplicada na superfície externa (14, 114, 214, 314, 714) e cercando uma região de filtração do pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712), a camada tem uma rugosidade de superfície de pelo menos 0,0013mm (50 μpol) em que o revestimento polimérico compreende um material que está integralmente ligado a e penetra na superfície externa do pacote de meios de filtro, em particular, o material penetra até uma profundidade de pelo menos 0,2286mm (9000 μpol) na superfície externa do pacote de meios de filtro.

14. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) fornece uma camada aplicada na superfície externa (14, 114, 214, 314, 714) do pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712) e cobrindo pelo menos 25% de uma extensão entre a primeira face de fluxo (16, 116, 216, 316) e a segunda face de fluxo (18, 118, 218, 318), a camada externa tendo uma espessura média entre 0,127mm e 2,540mm (0,005 pol e 0,100 pol), a camada sendo um material que é integralmente ligado por meio do material à superfície externa do pacote de meios de filtro de ar.

15. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o quadro (32, 132, 232, 732) se estende ao redor do revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720); em que o elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700) compreende ainda: um material de vedação flexível (37, 737) entre o quadro e o material de revestimento polimérico, o material de vedação flexível vedando o quadro no revestimento polimérico; e um material de ligação (40, 740) entre o revestimento polimérico e o quadro, o material de ligação fixando o quadro no revestimento polimérico.

16. Elemento de filtro (10, 100, 200, 300, 700) compreendendo: um pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712) incluindo uma superfície externa (14, 114, 214, 314, 714), a superfície externa estendendo-se entre uma primeira face de fluxo (16, 116, 216, 316) e uma segunda face de fluxo (18, 118, 218, 318); e um revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) aplicado à superfície externa do pacote de meios de filtro; CARACTERIZADO pelo fato de que o revestimento polimérico não é uma estrutura moldada e tem uma espessura média entre 0,127mm e 2,540mm (0,005 pol e 0,100 pol).

17. Método de aplicar um revestimento líquido a um filtro (10, 100, 200, 300, 700) compreendendo as etapas de: fornecer um pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712); aplicar um fluido polimérico em uma periferia externa (14, 114, 214, 314, 714) do pacote de meios de filtro; e permitir que o fluido polimérico forme um revestimento polimérico (20, 120, 220, 320, 720) na periferia externa; CARACTERIZADO pelo fato de que o fluido polimérico é aplicado na periferia externa do pacote de meios de filtro sem moldagem para fornecer uma camada externa tendo uma espessura média entre 0,127mm e 2,540mm (0,005 pol e 0,100 pol).

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de aplicação é desempenhada usando um pulverizador (620) espaçado a uma distância do pacote de meios de filtro (12, 112, 212, 312, 712), e compreendendo preferencialmente, bloquear uma primeira face de fluxo (16, 116, 216, 316) do pacote de meios de filtro enquanto se está aplicando um fluido polimérico de modo a impedir que fluido polimérico seja aplicado à primeira face de fluxo.

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