BR112018071544B1 - Elemento de filtro em formato circular e equipamento de filtro - Google Patents

Elemento de filtro em formato circular e equipamento de filtro Download PDF

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Abstract

a presente invenção refere-se a um elemento de filtro em formato circular que abrange um corpo de meio filtrante, no qual, em seu lado frontal, está disposto um elemento de vedação circundante que, pelo menos, apresenta um segmento de vedação com superfície transversal maior e outro segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida, no qual, pelo menos, um segmento de vedação com superfície transversal reduzida apresenta um recesso em formato circular que, pelo menos, se estende aproximadamente ao longo do comprimento ou uma parte do comprimento do segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida.

Description

Campo Técnico
[001] A presente invenção refere-se a um elemento de filtro em formato circular, em particular, para filtração de gás, por exemplo, para um filtro de ar.
Estado da Técnica
[002] A partir da DE 10 2007 017 091 A1 é conhecido um elemento circular de filtro para um filtro de ar para um motor de combustão interna que apresenta um corpo de meio filtrante em formato circular, pelo qual o ar a ser limpo flui radialmente do exterior para o interior. O espaço interno do corpo do meio filtrante, que é revestido por um tubo central, forma o espaço limpo, a partir do qual o ar purificado é axialmente descarregado. O tubo central, na área de seu lado frontal axial, está provido de um colar de suporte que se estende radialmente para o exterior e que está apoiado sobre um disco final do corpo do meio filtrante. O colar de suporte apresenta um segmento circundante em formato circular axialmente saliente, que é envolto por um material de vedação. Na condição inserida no alojamento receptor do filtro apoia-se uma tampa de alojamento no elemento de vedação no colar de suporte do elemento de filtro.
Descrição da Invenção
[003] A invenção tem por objetivo desenvolver um elemento de filtro em formato circular por meio de medidas simples de construção de modo que seja assegurada a vedação entre o lado não tratado e limpo por um amplo período de operação.
[004] O elemento de filtro de acordo com a invenção é desenvolvido em formato circular e o ar a ser limpo flui radialmente através do mesmo. O formato circular do elemento de filtro compreende segmentos transversais básicos em formato circular, oval e ovalizado, bem como segmentos transversais ovais alongados e retangulares com lados estreitos curvos, por exemplo, na forma de semicírculos, no qual os lados longitudinais podem ser em linha reta ou curvatura convexa ou côncava. O elemento de filtro em formato circular circunda um espaço interno que se conecta ao lado limpo de um corpo de meio filtrante do elemento de filtro, no qual se realiza a filtração do fluido. O fluido limpo é descarregado a partir do espaço interno em direção axial do elemento de filtro.
[005] O elemento de filtro em formato circular, de preferência, é utilizado para a filtração de gás, por exemplo, como filtro de ar para motores de combustão interna. No entanto, também é considerado para a utilização de filtração de líquidos.
[006] No lado frontal do corpo do meio filtrante do elemento de filtro está disposto um elemento de vedação circundante que, na condição montada do elemento de filtro, separa o lado não tratado do lado limpo. O equipamento de filtro, ao qual pertence o elemento de filtro, apresenta um alojamento de filtro para acomodar o elemento de filtro, no qual o elemento de filtro pode ser inserido no componente do alojamento e o elemento de vedação se apoia no interior do componente de alojamento.
[007] Conforme o caso, o lado interno do corpo de meio filtrante pode ser revestido por um tubo central que forma um segmento de suporte.
[008] O elemento de vedação circundante apresenta no lado frontal do corpo do meio filtrante, pelo menos, dois segmentos de vedação que se diferenciam um do outro em sua superfície transversal e, conforme o caso, também em sua geometria transversal. Pelo menos, um segmento de vedação apresenta uma superfície transversal maior, formada de modo sólido e, pelo menos, um segmento de vedação adicional de uma superfície transversal, pelo menos, parcialmente mais reduzida que é formada menor em relação ao primeiro segmento de vedação. Esta forma de execução apresenta a vantagem de que diferenciadas tensões no elemento de vedação podem ser acomodadas através das diversas superfícies transversais. Deste modo, em particular, é possível a previsão de superfícies transversais mais reduzidas em segmentos de vedação com tensão mais baixa e de superfícies transversais maiores em segmentos de tensão mais alta.
[009] De modo vantajoso, o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida dispõe de um comprimento maior do que o segmento de vedação com superfície transversal maior. Em particular, em formas transversais não circulares do elemento de filtro e do corpo de meio filtrante, por exemplo, em formas transversais muito ovais ou retangulares formadas com lados estreitos arredondados, de modo vantajoso, dispõem de uma superfície transversal mais reduzida em ambos os lados mais longos e os lados estreitos, que estão providos com uma curvatura relativamente forte, por seu lado, dispõem de uma superfície transversal maior. Os lados estreitos dispõem de uma maior tensão residual do que os lados longitudinais, no qual os lados longitudinais, para a estabilização vantajosa na condição montada, são lateralmente suportados e cercados por um componente do alojamento do equipamento de filtro.
[0010] Em uma configuração vantajosa, o elemento de filtro, em uma configuração oval ou retangular com dois lados longitudinais e dois lados estreitos conectados com os lados longitudinais, apresentam, respectivamente, dois segmentos de vedação com superfície transversal maior e, por outro lado, dois segmentos de vedação com superfície transversal mais reduzida, no qual nos lados longitudinais, os segmentos de vedação transcorrem com uma superfície transversal mais reduzida e nos estreitos os segmentos de vedação transcorrem com superfície transversal maior. Os lados estreitos curvados dispõem de um comprimento menor do que os lados longitudinais com curvatura menor ou sem curvatura e apresentam uma estabilidade residual maior.
[0011] De acordo com a invenção, o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida apresenta um recesso em formato de sulco que se estende, pelo menos, aproximadamente ao longo do comprimento deste segmento de vedação. O sulco serve para a acomodação da nervura de suporte que está disposta no lado interno do componente de alojamento no qual o elemento de filtro pode ser inserido. Esta nervura de suporte estabiliza o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida e mantém o mesmo na sua posição prevista. No componente de alojamento também podem estar presentes várias nervuras de suporte que podem se estender, por exemplo, apenas por um segmento de comprimento menor do segmento de vedação.
[0012] De acordo com outra configuração vantajosa, na parede de vedação que limita o recesso em formato de nervura está disposto um colar de vedação que se projeta no interior do recesso em formato de sulco. Na condição montada, a nervura de suporte se encontra no recesso em formato de sulco e pressiona contra o colar de vedação - transversal em relação à extensão longitudinal do segmento de vedação - por meio do qual é alcançada uma vedação aperfeiçoada.
[0013] De acordo com outra configuração vantajosa, o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida apresenta vários recessos subsequentes um ao outro. Estes podem ser separados um do outro. Conforme o caso, em cada um dos recessos também pode se projetar no interior, respectivamente, uma nervura de suporte no componente de alojamento a ser colocado.
[0014] De acordo com ainda outra configuração vantajosa adicional, o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida apresenta, pelo menos, uma seção transversal formada de modo sólido, no entanto, adelgaçada. Nesta configuração, tanto o segmento de vedação com superfície transversal maior bem como o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida estão formados de modo sólido. No segmento de vedação com superfície transversal adelgaçada, de modo vantajoso, é possível envolver uma ou ambas as superfícies laterais com o componente do alojamento a ser colocado.
[0015] O componente de alojamento no qual o elemento de filtro é inserido e no qual o elemento de vedação se apoia axialmente, de modo vantajoso, está com, pelo menos, um lado da parede apoiado na parede de vedação do segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida. Deste modo, em direção transversal - transversal em relação à extensão longitudinal do segmento de vedação - é alcançado um apoio do elemento de vedação no segmento com superfície transversal mais reduzida. De um modo vantajoso, no entanto, apenas a parede de vedação interna se apoia no componente de alojamento de suporte, enquanto a parede de vedação externa do segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida apresenta uma folga em relação ao componente de alojamento. Esta configuração reduz as forças na inserção do elemento de filtro no componente de alojamento e impede uma deformação descontrolada do elemento de vedação.
Breve Descrição das Figuras
[0016] As demais vantagens e formas de configuração convenientes podem ser encontradas na descrição das figuras e nos desenhos, que apresentam na:
[0017] Figura 1: em uma vista em perspectiva, um elemento de filtro em formato circular que abrange um corpo de meio filtrante, no qual, em seu lado frontal, está disposto um elemento de vedação circundante, o qual está provido, em seu lado estreito curvado em formato de semicírculo com superfície transversal maior e em seus lados longitudinais com recessos em formato de sulcos com superfície transversal reduzida.
[0018] Figura 2: um corte longitudinal através de um equipamento de filtro com o elemento de filtro, inserido em um alojamento de filtro que, em seu lado interno, apresenta uma nervura de suporte que pode ser inserida no recesso em forma de sulco no elemento de vedação.
[0019] Figura 3: uma representação correspondente à figura 2, no entanto em uma posição aproximada de nervura de suporte e elemento de vedação.
[0020] Figura 4: uma representação individual ampliada de um corte através do elemento de vedação e a nervura de suporte totalmente inserida do componente de alojamento.
[0021] Nas figuras, os mesmos componentes estão providos com números de referência iguais.
Forma(s) de Configuração da Invenção
[0022] Na figura 1 está representado um elemento de filtro 1 que, de preferência, é utilizado para a filtração de gás, por exemplo, para um filtro de ar no sistema de admissão de um motor de combustão interna. O elemento de filtro 1 apresenta um corpo de meio filtrante 2 em formato circular, no qual se realiza a filtração dos gases e pelo qual o gás flui radialmente do exterior para o interior. De acordo com isso, o espaço interno no corpo do meio filtrante forma o espaço limpo para acomodar os gases limpos que são axialmente descarregados.
[0023] O lado interno do corpo do meio filtrante 2 é revestido por uma estrutura de suporte 3 que, de preferência, é composta de material sintético e apresenta suportes longitudinais e transversais. A estrutura de suporte 3 estabiliza o corpo do meio filtrante 2.
[0024] O elemento de filtro 1 com o corpo de meio filtrante 2 está configurado em formato circular e apresenta uma forma transversal retangular ou ovalizada com lados estreitos 4 com curvatura em formato de semicírculo e lados longitudinais 5 formados em linha reta. Também são possíveis configurações ovais, nas quais os lados longitudinais 5 são em formato curvado convexo para o exterior, no entanto dispõem de uma curvatura menor do que os lados estreitos 4.
[0025] O lado frontal do corpo do meio filtrante 2 está encoberto por um disco final 6 em formato circular, que é suporte de um elemento de vedação circundante 7. O elemento de vedação 7 pode ser aplicado por injeção, espumado sobre o disco final 6 como colar de vedação ou produzido de outro modo. Na condição montada no equipamento de filtro, o elemento de vedação 7 é axialmente exposto à pressão de uma tampa de alojamento que pode ser inserida sobre o alojamento de filtro, o que não é apresentado de modo figurativo, uma vez que a tampa de alojamento pode estar presente, por exemplo, em uma extremidade oposta do alojamento de filtro.
[0026] O elemento de vedação 7 encontra-se, de modo vantajoso, no lado limpo do elemento de filtro 1, através do qual o fluido limpo é axialmente descarregado a partir do espaço interno no corpo de meio filtrante 2.
[0027] Em ambos os lados longitudinais 5 do elemento de vedação 7 está produzido um recesso 8 em formato de sulco. O recesso 8 em formato de sulco encontra-se no lado frontal axial do elemento de vedação e estende-se aproximadamente ao longo do comprimento do lado longo 5.
[0028] Os lados estreitos 4 são formados de modo sólido e os mesmos não apresentam nenhum recesso em formato de sulco como os lados longitudinais 5. Quanto ao restante, os segmentos de vedação, na área dos lados estreitos, e os segmentos de vedação, na área dos Lados longitudinais, dispõem do mesmo formato transversal. Na área dos lados longitudinais, a superfície transversal é reduzida em relação à superfície transversal nos lados estreitos em razão do recesso 8 em formato de sulco.
[0029] O disco final 6 e o elemento de vedação 7 também podem estar formados em uma só peça.
[0030] Na figura 2 até 4, o equipamento de filtro 9 está representado com o elemento de filtro 1 que está inserido no alojamento de filtro. Em uma extremidade do alojamento de filtro oposta à nervura de suporte 11 o alojamento de filtro pode estar fechado com uma tampa, o que não está figurativamente representado. No lado interno do componente de alojamento 10 está moldada uma nervura de suporte 11 que se projeta para o interior e que pode ser inserida no recesso 8 em formato de sulco no elemento de vedação 7 na área dos lados longitudinais 5. A nervura de suporte 11 estende-se de acordo com a configuração do recesso 8 em formato de sulco no elemento de vedação 7 apenas ao longo dos lados longitudinais, no entanto, não ao longo dos lados estreitos no lado interno no componente de alojamento 10. A figura 2 apresenta o componente de alojamento 10 no início do procedimento de inserção da nervura de suporte 11 no recesso 8 em formato de sulco. A figura 3, na condição de inserção parcial e na figura 4 na condição totalmente inserida.
[0031] A nervura de suporte 11 divide o lado interno do componente de alojamento 10, na área na qual o elemento de vedação 7 é inserido, em duas câmaras radialmente adjacentes, que envolvem, respectivamente, uma parede de vedação do elemento de vedação, no qual ambas as paredes de vedação são separadas pelo recesso 8 em formato de sulco. Como, em particular, é possível visualizar na figura 4, no lado externo da parede de vedação situada internamente na qual está moldado um colar de vedação 12, no lado voltado ao recesso 8 em formato de sulco, que se estende em direção do recesso 8 em formato de sulco e na qual a nervura de suporte 11 do componente de alojamento 10 está em contato. O colar de vedação 12 projeta-se em direção transversal para o interior do recesso 8 em formato de sulco e é exposto à pressão, de modo correspondente, em direção transversal pela nervura de suporte 11, por meio do qual se obtém um efeito aumentado de vedação. A parede de vedação situada no interior também é exposta à pressão de uma parede 10b do componente de alojamento 10. Em contraste, a parede externa 10b do componente de alojamento 10 fica distanciada em relação ao lado externo da parede de vedação externa. Por meio desta configuração, fica assegurado que as forças que atuam em direção transversal e axial sobre o elemento de vedação 7 na inserção no componente de alojamento 10 não levam a uma deformação inadmissível do elemento de vedação 7.
[0032] A parede situada no lado interno 10a do componente de alojamento 10 também nos lados estreitos exerce uma pressão sobre o elemento de vedação 7. Em contraste, a parede externa 10b do componente de alojamento 10 também está no lado estreito a uma distância do elemento de vedação 7.

Claims (9)

1. Elemento de filtro em formato circular, em particular, para a filtração de gás, por exemplo, para um filtro de ar, com um corpo de meio filtrante (2), pelo qual o fluido ar a ser limpo pode fluir em direção radial, sendo que no lado frontal do corpo de meio filtrante (2) está disposto um elemento de vedação (7) circundante que apresenta, pelo menos, um segmento de vedação com superfície transversal sólida e maior e, pelo menos, um segmento de vedação adicional com uma superfície transversal, pelo menos, parcialmente mais reduzida, no qual, pelo menos, um segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida apresenta um recesso (8) em formato de sulco que se estende, pelo comprimento ou por uma parte do comprimento do segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida, sendo que o corpo de meio filtrante (2) apresenta dois lados longitudinais (5) e dois lados estreitos (4) conectando os lados longitudinais (5), caracterizado pelo fato de que o recesso (8) é provido em uma face frontal axial do elemento de vedação (7) e o segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida se estende ao longo do lado longitudinal (5) e o segmento de vedação com superfície transversal maior se estende ao longo do lado estreito (4).
2. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segmento de vedação apresenta um comprimento mais longo do que o segmento de vedação com superfície transversal maior.
3. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o corpo de meio filtrante (2) está formado em uma configuração oval ou ovalizada.
4. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o corpo de meio filtrante (2) está formado em uma configuração retangular, no entanto, com lados estreitos (4) com curvatura.
5. Elemento de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que em pelo menos uma parede de vedação adjacente ao recesso (8) em formato de sulco está disposto um colar de vedação (12).
6. Elemento de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida apresenta vários recessos subsequentes um ao outro.
7. Elemento de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que, pelo menos, um segmento de vedação com superfície transversal mais reduzida está formada isento de recessos ou sulcos, no entanto, com seção transversal adelgaçada.
8. Equipamento de filtro, em particular, um filtro de gás, por exemplo, um filtro de ar com um elemento de filtro (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e com um alojamento de filtro para acomodar o elemento de filtro (1), caracterizado pelo fato de que o elemento de filtro (1) pode ser inserido no alojamento de filtro e no qual o elemento de vedação (7) se apoia em um componente de alojamento (10).
9. Equipamento de filtro, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o componente de alojamento (10) dá suporte ao segmento de vedação com superfície transversal de vedação mais reduzida, pelo menos em segmentos, transversais em relação à extensão longitudinal do elemento de vedação (7).
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