BR112020011190A2 - filtro com botão de pressão que é livre para girar - Google Patents
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Abstract
Elemento de filtragem, cabeça de filtro, um sistema de filtragem e métodos de montagem ou montar um elemento de filtragem para uma cabeça de filtro são fornecidos. O elemento de filtragem e a cabeça de filtro tem regiões de vedação ondulando cooperando axialmente. A cabeça de filtro tem um botão que tem uma região não cilíndrica que se estende através de uma abertura não circular no elemento de filtragem para comunicar um furo central do botão com uma cavidade central definida por um meio de filtragem do elemento de filtragem. O método inclui alinhar de maneira angular as regiões de vedação ondulando inserindo a região não cilíndrica do botão através da abertura não circular do elemento de filtragem.
Description
[001] Esta invenção refere-se geralmente a elementos de filtragem, sistemas de filtro, a interface entre o elemento de filtragem e uma cabeça do filtro e um sistema de filtragem assim como métodos de montagem de elementos de filtragem para uma cabeça de filtro.
[002] Os sistemas de filtro são usados para filtrar fluidos para prevenir danos ou redução no desempenho de sistemas a jusante. Muitos sistemas de filtro incluem uma cabeça de filtro a qual um ou mais elementos de filtragem substituíveis são montados. Uma vez que o filtro esteja gasto (por exemplo, um meio de filtragem do mesmo está cheio de impurezas), o elemento de filtragem pode ser removido e substituído sem precisar substituir o sistema de filtragem como um todo.
[003] Um tipo particular de sistema de filtragem usa elementos de filtragem que são referidos como filtros centrífugas. O sistema de filtragem inclui uma cabeça de filtro a qual o elemento de filtragem substituível se acopla de maneira roscada. Assim, o elemento de filtragem deve ser girado para ser acoplado à cabeça de filtro durante os intervalos de substituição.
[004] A cabeça de filtro tipicamente incluirá portas de entrada e saída que direcionam o fluido para dentro e para fora do elemento de filtragem. O fluido passa através do elemento de filtragem, que separa partículas e outros contaminantes do fluido que é então enviado para u sistema operacional a jusante. A fim de fazer com que o elemento de filtragem funcione propriamente e não vaze, uma vedação positiva deve ser mantida com a cabeça de filtro. Tipicamente, os elementos de filtragem de líquido usando um anel em O suportado ao longo de um plano em um desenho de glândula de vedação radial ou de corte reto. Um desenho de glândula de vedação inclinada ou angulada foi usado, por exemplo, conforme mostrado na Patente US de
No. 7,494,017 para “Elemento de Filtragem com Tampa de Extremidade fora do Eixo”, expedida para o cessionário da presente invenção. Recentemente, uma interface de vedação que utiliza uma geometria de ondulação foi desenvolvida pelo cessionário do presente pedido e é ilustrado na Patente U.S. de No. 8,916,044 para “Elemento de Filtragem de Vedação de Manga Ondulada”.
[005] A invenção fornece melhorias sobre o estado atual da técnica e particularmente o estado atual da técnica ao passo que se refere a inclusão de uma interface de vedação que inclui uma geometria ondulada.
[006] As modalidades do presente pedido fornecem elementos de filtragem novos e melhorados, cabeças de filtro, sistemas de filtro e métodos para montagem de sistemas de filtro ou montagem de um elemento de filtragem para uma cabeça de filtro.
[007] Em uma modalidade particular, um elemento de filtragem de centrífuga incluindo um alojamento externo e uma montagem de subelemento é fornecida. O alojamento de filtragem inclui um invólucro externo e um membro de anexação roscado. O membro de anexação roscado é segurado no invólucro externo. O membro de anexação roscado inclui uma rosca de montagem que define um eixo rotacional. O membro de anexação roscado e o invólucro externo definem uma cavidade de invólucro interna. A submontagem do elemento é segurada dentro da cavidade de invólucro interna. A submontagem do elemento inclui um anel tubular do meio de filtragem e uma primeira tampa de extremidade. O anel tubular do meio de filtragem se estende entre a primeira e a segunda extremidades e circunda uma cavidade de meio interno. Uma abertura se estende através da primeira tampa de extremidade em comunicação fluida com a cavidade de meio interno. A abertura central define uma periferia não circular. Um membro de vedação é anexado a primeira tampa de extremidade e circunda a abertura central da primeira tampa de extremidade. O membro de vedação tem uma região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente.
[008] Em uma modalidade, o membro de anexação roscado é angularmente fixado ao invólucro externo para um grau maior que a submontagem do elemento. Desse modo, a submontagem rotacionará sob menos torque que o membro de anexação roscado.
[009] Em uma modalidade, a submontagem do elemento é rotacionável dentro do alojamento externo.
[010] Em uma modalidade, um torque maior é requerido para rotacionar o membro de anexação roscado relativo ao invólucro externo sobre o eixo rotacional que é requerido para rotacionar a submontagem do elemento relativo ao membro de anexação roscado.
[011] Em uma modalidade, a periferia da abertura central tem um comprimento que é maior que a largura do mesmo. O comprimento é perpendicular à largura.
[012] Em uma modalidade, o membro de vedação define a abertura central.
[013] Em uma modalidade, a tampa de extremidade define a abertura central.
[014] Em uma modalidade, a abertura central é recuada axialmente no invólucro externo mais distante que a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente.
[015] Em uma modalidade adicional, um sistema de filtragem é fornecido. O sistema de filtragem inclui uma cabeça de filtro e um elemento de filtragem de centrífuga. O elemento de filtragem pode ser um conforme descrito acima. A cabeça de filtro inclui uma primeira porta e uma segunda porta. A cabeça de filtro inclui uma interface de montagem de filtro roscada que inclui uma rosca de montagem. A cabeça de filtro inclui um botão estendendo-se axialmente. O botão tem um furo através dele em comunicação fluida operável com a primeira porta. O botão tem uma primeira porção estendendo-se axialmente definindo uma superfície externa não cilíndrica. O botão tem uma segunda porção estendendo-se axialmente definindo uma primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente. A segunda porção estendendo-se axialmente é axialmente deslocada da primeira porção estendendo-se axialmente. A primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro se encaixa na região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento ode filtragem de centrífuga. O membro de anexação roscado encaixa de maneira roscada a interface de montagem de filtro roscado. A primeira porção estendendo-se axialmente do botão se estende através da abertura central da submontagem do elemento com o furo do botão em comunicação fluida com a cavidade de meio interno. Assim, a porta está operavelmente em comunicação fluida com a cavidade do meio de filtragem.
[016] Em uma modalidade, a superfície externa não cilíndrica da primeira porção estendendo-se axialmente tem um perfil externo que corresponde a uma periferia não circular da abertura central de maneira que o botão se encaixa de maneira angular a submontagem de elemento e um torque é transferido entre o botão e a submontagem de elemento ao passo que o elemento de filtragem de centrífuga é montado de maneira roscada à interface de montagem de filtro roscado.
[017] Em uma modalidade, o botão é montado de maneira rotativa com o elemento de filtro de centrífuga ao passo que o membro de anexação roscado é montado de maneira rotativa à interface de montagem do filtro roscado com o botão se estendendo na abertura central.
[018] Em uma modalidade, a submontagem do elemento é realizada de maneira rotativa dentro do alojamento externo. Como dito, com o botão encaixado na abertura central, a submontagem de elemento é rotacionada dentro do alojamento externo ao passo que o elemento de filtragem centrifuga é montado à interface de montagem de filtro roscado.
[019] Em uma modalidade, a rosca de montagem da interface de montagem de filtro roscado é axialmente espaçado em relação à primeira porção do botão se estendendo axialmente uma primeira distância e uma rosca de montagem do membro de anexação roscado é axialmente espaçado em relação a abertura central da submontagem do elemento uma segunda distância menor que a primeira distância de maneira que a primeira porção do botão se estendendo axialmente se estende na abertura central antes da rosca de montagem da cabeça de filtro se encaixar na rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga durante a instalação.
[020] Em uma modalidade, a superfície externa não cilíndrica do botão coopera com a periferia não circular da abertura central de maneira que a inserção da primeira porção do botão se estendendo axialmente na abertura central se alinha de maneira angular à primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro com uma região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento de filtragem de centrífuga.
[021] Em uma modalidade, a rosca de montagem da interface de montagem de filtro roscado é espaçada axialmente em relação a primeira porção de botão se estendendo axialmente e a rosca de montagem do membro de anexação roscado é espaçado axialmente em relação a abertura central da submontagem de elemento de maneira que a primeira porção de botão se estendendo axialmente se estende na abertura central antes da rosca de montagem da cabeça de filtro se encaixar na rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga.
[022] Em uma modalidade, é fornecido um método para montar um elemento de filtragem de centrífuga a uma cabeça de filtro. A cabeça de filtro e o elemento de filtragem podem ser de acordo com aqueles descritos acima. O método inclui alinhar de maneira angular a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro com uma região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento de filtragem de centrífuga inserindo a primeira porção de botão se estendendo axialmente na abertura central com uma periferia externa não cilíndrica orientada de maneira angular com a periferia não circular da abertura central. O método inclui encaixar a rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro.
[023] Em um método, o encaixe da rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro inclui rotacionar o alojamento externo do elemento de filtragem de centrífuga para a interface de montagem de filtro roscado. Adicionalmente, rotacionar o alojamento externo rotaciona o botão em relação a interface de montagem de filtro roscado.
[024] Em um método, o encaixe da rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro inclui rotacionar o alojamento externo do elemento de filtragem em relação a interface de montagem de filtro roscado. Adicionalmente, o método inclui prevenir a rotação da submontagem de elemento em relação a interface de montagem de filtro roscado durante a etapa de encaixe encaixando de maneira angular o botão com a abertura central. O botão é fixado de maneira angular a interface de montagem de filtro roscado.
[025] Em um método, o botão é inserido axialmente na abertura central antes da etapa de encaixar a rosca de montagem do elemento de filtro de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro.
[026] Em um método, o método inclui encaixar radialmente a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro com a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento de filtragem de centrífuga para prevenir o desvio de fluido entre o botão e o membro de vedação.
[027] Em uma modalidade, uma cabeça de filtro é fornecida para uso com um elemento de filtragem substituível. A cabeça de filtro inclui um membro de corpo, uma interface de montagem de filtro roscado e um botão se estendendo axialmente. O membro de corpo inclui uma primeira porta e uma segunda porta. A interface de montagem de filtro roscado inclui uma rosca de montagem. O botão tem um furo través dele em comunicação fluida operável com a primeira porta. O botão tem uma primeira porção se estendendo axialmente definindo uma superfície externa não cilíndrica. O botão tem uma segunda porção se estendendo axialmente definindo uma primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente. A segunda porção de estendendo axialmente é deslocada axialmente da primeira porção se estendendo axialmente.
[028] Em uma modalidade, o botão é montado de maneira rotacionável ao corpo de filtro para rotação em relação a interface de montagem de filtro roscado sobre um eixo definido pela rosca de montagem.
[029] Outros aspectos, objetivos e vantagens da invenção tornar-se-ão mais aparentes a partir da seguinte descrição detalhada quando tomada em conjunto com os desenhos que acompanham.
[030] Os desenhos que acompanham incorporados aqui e formando uma parte da especificação ilustram vários aspectos da presente invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:
[031] A figura 1 é uma ilustração perspectiva de um sistema de filtragem de acordo com uma modalidade da invenção incluindo uma cabeça de filtro e elementos de filtragem primário e secundário;
[032] A figura 2 é uma ilustração em seção transversa da cabeça de filtro e o elemento de filtragem primário do sistema de filtragem da Figura 1;
[033] A figura 3 é uma ilustração explodida parcial de um membro de vedação de combinação do elemento de filtragem primário e um botão da cabeça de filtro; e
[034] A figura 4 é uma ilustração em seção transversa do elemento de filtragem do sistema de filtragem;
[035] A figura 5 é uma ilustração em seção transversa do botão da cabeça de filtro;
[036] A figura 6 é uma ilustração em seção transversa do botão da figura 5;
[037] A figura 7 é uma ilustração em seção transversa do botão montado a uma porção de corpo da cabeça de filtro;
[038] A figura 8 é uma ilustração em seção transversa do membro de vedação do elemento de filtragem ilustrando a seção transversa da abertura na cavidade interna definida pelo meio de filtragem;
[039] A figura 9 é uma ilustração em seção transversa do sistema de filtragem antes de montar o elemento de filtragem primário da cabeça de filtro; e
[040] A figura 10 é uma ilustração em seção transversa do sistema de filtragem após o botão ter sido inserido na abertura do elemento de filtragem antes de encaixar de maneira roscado o elemento de filtragem à cabeça de filtro.
[041] Enquanto a invenção será descrita em conexão com certas modalidades preferidas, não há intenção de limita-la a estas modalidades. Ao contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes conforme incluídos dentro do espírito e do escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações anexadas.
[042] A figura 1 ilustra um sistema de filtragem 100 para filtrar fluidos e particularmente líquidos. Em uma implementação, o sistema de filtragem 100 filtra o combustível. O sistema de filtragem 100 inclui uma cabeça de filtro 102, um elemento de filtragem primário 104, e um elemento de filtragem secundário 106. Enquanto múltiplos elementos de filtragem são ilustrados, as modalidades da invenção podem ser praticadas com mais ou menos elementos de filtragem.
[043] A cabeça de filtro 102 inclui uma pluralidade de portas (entrada de fluidos sujos e portas de saída de fluido limpo 108, 110 são ilustradas na figura 1) para conexão a suprimentos de fluido e sistemas a jusante como, por exemplo, um tanque de combustível a montante e um motor a jusante. A porta de entrada de fluido sujo 108 está a montante do elemento de filtragem primária 104 com a porta de saída de fluido limpo 110 a jusante do filtro secundário 106. A porta interna é fornecida entre um lado limpo do filtro primário e um lado sujo do filtro secundário. Tal como, a cabeça de filtro 102 fornecerá tipicamente uma porta limpa e uma suja para cada um dos elementos de filtragem primário e secundário 104, 106.
[044] Os elementos de filtragem primário e secundário 104, 106 são elementos de filtragem de centrífuga que anexam de maneira roscada a cabeça de filtro 102.
[045] A figura 2 ilustra uma porção do sistema de filtragem 100 em seção transversa e particularmente uma porção do elemento de filtragem primária 104. A porta de entrada de fluido sujo 108 onde o fluido sujo entra no sistema e uma porta de saída de fluido limpo 112 onde o fluido limpo que passa através do elemento de filtragem primário 104 é ilustrado.
[046] Conforme notado, o elemento de filtragem primário 104 é um elemento de filtragem de centrífuga. Como dito, a cabeça de filtro 102 inclui uma interface de montagem de filtro roscado 114 que inclui uma pluralidade de roscas de montagem em espiral. O elemento de filtragem primário 104 inclui uma interface de anexação roscada correspondente na forma de um membro de anexação roscado 116 que está na forma de uma placa anexada que inclui uma pluralidade de roscas de montagem em espiral. A interface de montagem de filtro roscado 114 e o membro de anexação roscado 116 define um eixo rotacional 118 sobre o qual o membro de anexação roscado 116 gira ao passo que o elemento de filtragem primário 104 é rotacionado para encaixar as roscas de cooperação e montar o elemento de filtragem primária 104 à cabeça de filtro 102.
[047] Para prevenir vazamento de fluido passando através do sistema de filtragem 100, uma primeira vedação de alojamento 120 é fornecida entre a cabeça de filtro 102 e o elemento de filtragem primário 104. A primeira vedação de alojamento 120 é uma vedação axial que é comprimida axialmente entre o elemento de filtragem primário 104 e a cabeça de filtro 102.
[048] Um segundo arranjo de vedação 122 é fornecido entre a cabeça de filtro 102 e o elemento primário 104. O segundo arranjo de vedação 122 é fornecido por um encaixe radial entre o membro de vedação 124 do elemento de filtragem primário 104 e o botão se estendendo axialmente 126 da cabeça de filtro 102.
[049] Com referência adicional à fig. 3, o membro de vedação 124 inclui uma primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente 128 (também referida aqui como “primeira região de vedação 128”) que faceia radialmente para dentro. O botão 126 inclui uma segunda região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente 130 (também referida aqui como “segunda região de vedação 130”) que faceia radialmente para fora e é dimensionada e formatada para combinar com a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente 128. A primeira e a segunda regiões de vedação radialmente se encaixam uma na outra para o desvio de fluido entre o membro de vedação 124 e o botão 126. As direções radial e axial são levadas em consideração em relação ao eixo de rotação 118.
[050] Devido aos vários espaços vazios, 132, 134, 136, 138 criados pela geometria de ondulação da primeira e da segunda regiões 128, 130, as regiões de vedação 128, 130 devem ser propriamente orientadas de maneira angular em relação uma a outra quando o elemento de filtragem primário 104 é montado à cabeça de filtro
102. A capacidade propriamente de orientar de maneira angular as regiões de vedação 128, 130 serão discutidas em maiores detalhes após a discussão mais geral dos componentes do sistema de filtragem 100 serem discutidos.
[051] Com referência à figura 4, o elemento de filtragem primário 104 é ilustrado em seção transversa. O elemento de filtragem primária 104 inclui um alojamento externo 140 que é formado em parte pelo membro de anexação roscado
116 e um invólucro externo 142. O invólucro externo 142 é segurado de maneira operável ao membro de anexação roscado 116 para fixar de maneira angular os dois componentes para inibir a rotação do membro de anexação roscado 116 em relação ao invólucro externo 142 de maneira que a montagem e a remoção do elemento de filtragem primária 104 possam ser realizados agarrando de maneira operável o invólucro externo 142 e aplicando um torque apropriado ao mesmo. Por exemplo, uma porção da porção de aro 144 do membro de anexação roscado 116 pode ser ondulado entre uma placa de suporte de vedação 146 que suporta a primeira vedação de alojamento 120 e que é ondulado em uma extremidade de uma parede lateral anelar do invólucro externo 142. Alternativamente, o membro de anexação roscado 116 poderia ser soldado, seguro de maneira adesiva ou intertravado mecanicamente tanto com um ou com ambos o invólucro externo 142 ou a placa de suporte de vedação
146.
[052] O membro de anexação roscado 116 e o invólucro externo 142 combinam para definir, ao menos em parte, uma cavidade de invólucro interna 148.
[053] Uma submontagem de elemento 150 (também referida aqui como “submontagem 150”) é segurada dentro da cavidade de invólucro interna 148. A submontagem 150 inclui um anel tubular de meio de filtragem 152 (também referido aqui como “meio de filtragem 152”) que se estende axialmente entre a primeira e a segunda extremidades 154, 156. O anel tubular do meio de filtragem 152 e circunda uma cavidade de meio interno 158. O anel tubular do meio de filtragem 152 pode ser fornecido por um meio plissado e pode ter envoltórios externos para suporte e pode incluir um núcleo de suporte dentro da cavidade de meio interno 158.
[054] A primeira e a segunda tampas de extremidade 160, 162 são anexadas à primeira e segunda extremidades 154, 156. As tampas de extremidade 160, 162 que vedam de maneira operável a primeira e a segunda extremidades 154, 156. A primeira e a segunda extremidades 154, 156 podem ser seguradas de maneira adesiva às tampas de extremidade 160, 162, a primeira e a segunda extremidades 154, 156 do meio de filtragem 152 podem ser incorporadas de maneira operável na primeira e na segunda tampa de extremidade 160, 162 (por exemplo, se as tampas de extremidade são plásticas ou formadas a partir de um material do tipo poliuretano), ou tampas de extremidade podem ser moldadas em placa como a partir de um material plástico ou de poliuretano apropriado.
[055] Na modalidade ilustrada, a primeira tampa de extremidade 160 é anelar e inclui uma abertura que fornece um acesso através dela à cavidade de meio interno
158. O membro de vedação 124 é montado de maneira operável na abertura na primeira tampa de extremidade 160. O membro de vedação 124 também define uma abertura central 164 que está em comunicação fluida com a cavidade de meio interno
158. O membro de vedação 124 é encaixado por pressão axialmente a primeira tampa de extremidade 160 dentro da abertura da primeira tampa de extremidade 160 por uma ou mais projeções se estendendo radialmente que sobreponham com uma porção da primeira tampa de extremidade 160. O membro de vedação 124 é vedado na primeira tampa de extremidade 160 para prevenir o desvio de fluido entre o membro de vedação 124 e a primeira tampa de extremidade 160. A figura 4 também ilustra a primeira região de vedação 128 e uma geometria de ondulação em repetição do mesmo.
[056] Com referência à figura 4, a abertura central 164 é recuada axialmente no invólucro externo 142 ao longo do eixo 118 mais distante que a primeira região de vedação 128.
[057] As roscas do membro de anexação roscado 116 são claramente ilustradas na figura 4 também.
[058] Com referência às figuras 3 e 8, a abertura central 164 do membro de vedação 124 tem uma periferia não circular. A periferia não circular inclui um par de lóbulos 165 que fornecem a periferia não circular. A periferia não circular tem um comprimento L1 que é maior que uma largura W1 que é perpendicular ao comprimento L1. Tanto o comprimento L1 quanto a largura W1 são perpendiculares ao eixo 118. Esta periferia não circular corresponde a uma porção similarmente formatada do botão 126 para alinhar de maneira angular a primeira e a segunda regiões de vedação 128,
130.
[059] Com referência às figuras 3 e 5, o botão 126 é um membro se estendendo axialmente que define um furo 166 que se estende axialmente através dali. O botão 126 inclui uma primeira porção se estendendo axialmente 168, uma segunda porção se estendendo axialmente 170, e uma terceira porção se estendendo axialmente 172 que são deslocadas axialmente a partir de uma outra segunda porção posicionada axialmente entre a primeira e a segunda porções.
[060] Com referência adicional à figura 6, a primeira porção se estendendo axialmente 168 define uma superfície externa não cilíndrica 174. Conforme usado aqui, não cilíndrico pode significar que não tem uma periferia externa circular quando visto em seção transversa. A superfície externa não cilíndrica 174 inclui um par de lóbulos se estendendo para fora radialmente 176 que se estendem a partir de uma seção geralmente cilíndrica 178. A seção transversa da superfície externa não cilíndrica tem um comprimento L2 que é maior que uma largura W2, que é perpendicular ao comprimento L2. Tanto o comprimento L2 quanto a largura W2 são perpendiculares ao eixo 118. A superfície externa não cilíndrica 174 é usada para orientar de maneira angular o botão 126 em relação ao membro de vedação 124 de maneira que a primeira e a segunda regiões de vedação 128, 130 se alinhem quando o elemento de filtragem primário 104 é montado à cabeça de filtro 102. O comprimento L2 geralmente corresponde ao comprimento L1 enquanto a largura W2 corresponde à largura W1 da abertura 164 do membro de vedação 124 de maneira que as duas seções transversas geralmente correspondam e combinem com uma outra para orientar de maneira angular propriamente uma outra e assim o torque pode ser transferido entre elas. Enquanto um formato particular é ilustrado, é contemplado que outros formatos poderiam ser fornecidos. Além disso, a superfície externa não cilíndrica poderia ser fornecida por uma pluralidade de características ou formatos a fim de criar um perfil personalizado para uma aplicação particular. Por exemplo, diferentes diâmetros e formatos podem ser usados para filtros para sistemas diferentes para prevenir o uso de um elemento de filtragem impróprio.
[061] Com referência à figura 3, a segunda porção se estendendo axialmente 170 define a segunda região de vedação 130.
[062] Com referência às figuras 3 e 7, a terceira porção se estendendo axialmente 172 define uma região de montagem que inclui um primeiro sulco anelar 178 que transporta um membro de vedação 180 ilustrado na forma de um anel em O que veda o botão 126 para uma porção de corpo 188 da cabeça de filtro 102 e particularmente a porta de fluido limpo 112 do mesmo. A região de montagem também inclui um segundo sulco anelar 182 que transporta um anel de montagem 184 para segurar axialmente o botão 126 ao resto da cabeça de filtro 102. O anel de montagem 184 é recebido em outro sulco 186 formado na porção de corpo 188 da cabeça de filtro 102. Fornecendo este tipo de montagem do botão 126, o botão 126 é livre para rotacionar sobre o eixo 118 para ajudar no alinhamento de maneira angular a primeira e a segunda regiões de vedação 128, 130 quando a montagem do elemento de filtragem primário 104 para a cabeça de filtro 102. O botão 126 nesta modalidade é livre para rotacionar sobre o eixo 118 em relação a interface de montagem de filtro roscado 114 da cabeça de filtro 102.
[063] Com referência a figura 2, quando o elemento de filtragem primária 104 é montado na cabeça de filtro 102, a primeira porção se estendendo axialmente 168 do botão 126 se estende através da abertura central 164. Este comunica a porta limpa 112 com a cavidade de meio interno 158 do meio de filtragem 152. Além disso, com a primeira porção se estendendo axialmente 168 se estendendo através da abertura central 164, os formatos periféricos correspondentes dos dois componentes (ilustrados nas figuras 6 e 8) causam um alinhamento angular apropriado ao membro de vedação 124 e ao botão 126 de maneira que a primeira e a segunda regiões de vedação correspondentes 128, 130 sejam alinhadas apropriadamente de maneira angular.
[064] Com relação a figura 9, as roscas iniciais para os propósitos de montagem da interface de montagem de filtro 114 são espaçadas em uma distância axial D1 a partir da extremidade distal 190 do botão 126 próxima/ parte de formação da primeira porção se estendendo axialmente 168 com a superfície externa não cilíndrica. As roscas iniciais com o propósito de montagem do membro de anexação roscado 116 são espaçadas em uma segunda distância D2 axial a partir da abertura central 164. Isto permite que a extremidade distal 190 e a primeira porção se estendendo axialmente 168 seja inserida na abertura central antes das roscas da interface de montagem do filtro roscado 114 e do membro de anexação roscado 116 se encaixar durante os propósitos de montagem. Como dito, o usuário pode alinhar apropriadamente de maneira angular o botão 126 com o membro de vedação 124 e, assim, as primeira e segunda regiões de vedação correspondentes 128, 130 antes de serem encaixados por rosca entre a interface de montagem de filtro roscado 114 e o membro de anexação roscado 116.
[065] Enquanto desnecessário, é desejável que uma terceira distância axial D3 entre a segunda região de vedação 130 e a extremidade distal 190 é maior que uma quarta distância axial D4 entre o lado axialmente externo da primeira região de vedação 128 e a abertura central 164. Isto permite que a extremidade distal 190 seja inserida na abertura central 164 antes da primeira e da segunda regiões de vedação 128 entrarem em contiguidade axial/ sobreposição radial. Novamente, isto facilita ainda o alinhamento de maneira angular da primeira e da segunda regiões de vedação 128, 130 em relação ao eixo 118.
[066] Em referência à figura 4, em algumas modalidades, a submontagem do elemento 150 é transportada de maneira rotativa dentro do alojamento externo 140 quando comparado ao membro de anexação roscado 116. Mais particularmente, uma grande quantidade de torque é requerida para girar o membro de anexação roscado 116 em relação ao invólucro externo 142 sobre o eixo 118 do que o requerido para girar a submontagem de elemento 150 em relação ao membro de anexação roscado
142. Isto permite que a submontagem de elemento 150 gire e ainda facilita o alinhamento do botão 126 com a abertura central 164. Ainda adicionalmente, se o botão 126 se torna fixo em relação ao corpo 188 da cabeça de filtro 102 e particularmente a interface de montagem de filtro roscado 114, o elemento de filtragem primário 104 pode ainda ser rotacionado para encaixar a interface de montagem de filtro roscado 114 com o membro de anexação roscado 116. Isto também fornece uma outra modalidade em que o botão 126 não é montado de maneira rotativa ao corpo 188 e é fixo de maneira angular sobre o eixo 118 em relação a interface de montagem de filtro roscado 114. Nesta modalidade, o botão 126 e a submontagem de elemento 150 permanecerão em uma orientação angular fixa em relação a interface de montagem de filtro roscado da cabeça de filtro 102 enquanto o alojamento externo 104 (por exemplo, o invólucro externo 142 e o membro de anexação roscado 116) gira sobre o eixo 118 ao montar ou remover o elemento de filtragem primário 104 da interface de montagem de filtro roscado 114.
[067] Na modalidade ilustrada, onde o botão 126 é anexado de maneira rotativa ao corpo 188, o botão 126 vai girar tipicamente com o elemento de filtragem primária 104 ao passo que o elemento de filtragem primária 104 é segurado de maneira rotativa à cabeça de filtro 102. O botão 126 vai girar durante a montagem devido a um encaixe angular e a transferência de torque entre as periferias não circular/ não cilíndrica da abertura central 164 e a primeira porção se estendendo axialmente 168.
[068] Um método de montagem do elemento de filtragem primaria 104 à cabeça de filtro 102 será descrito. Primeiro, a primeira porção se estendendo axialmente 168 e o botão 126 serão alinhados de maneira angular com a abertura central 164 de maneira que a primeira porção se estendendo axialmente 168 possa ser inserida axialmente na abertura central (por exemplo, as geometrias não circular/ não cilíndrica correspondentes serão alinhadas de maneira angular). Isto também alinhará de maneira angular a primeira e a segunda regiões de vedação 128, 130.
[069] Depois disso/ substancialmente ao menos tempo, a primeira porção se estendendo axialmente 168 do botão 126 será inserida axialmente na abertura central 164 até que as roscas iniciais da interface de montagem de filtro roscado 114 e o membro de anexação roscado 116 fiquem contíguos axialmente (veja, por exemplo, figura 10).
[070] As roscas serão então encaixadas de maneira rotativa para anexar o elemento de filtragem primária 104 à cabeça de filtro 102 girando o alojamento externo 140 e particularmente o membro de anexação roscado 116 em relação a interface de montagem de filtro roscado. Isto desenhará axialmente o elemento de filtragem primária 104 em direção à cabeça de filtro 102. O elemento de filtragem primária 104 será rotacionado em relação a cabeça de filtro 102 até que seja vedado de maneira apropriada axialmente em relação a cabeça de filtro 102. Isto ocorrerá quando a primeira vedação de alojamento 120 é comprimida de maneira apropriada axialmente contra uma região de vedação correspondente 194 do corpo 188. Isto também vai assegurar que a primeira e a segunda regiões 128, 130 são encaixadas de maneira apropriada radialmente um com o outro para prevenir o desvio de fluido entre o membro de vedação 124 e o botão 126.
[071] Dependendo da modalidade, a rotação do alojamento externo 140 rotaciona o botão 126 em relação a interface de montagem de filtro roscado 114, por exemplo, a modalidade onde o botão 126 é montado de maneira rotativa ao corpo
188. Além disso, em algumas modalidades, a rotação do alojamento externo 140 rotaciona a submontagem de elemento 150 em relação ao alojamento externo 140. Isto pode ser feito inibindo a rotação da submontagem de elemento 150 por um encaixe angular com um botão 126 fixo de maneira angular.
[072] Enquanto a discussão anterior foi com base no elemento de filtragem primária 104, a montagem do elemento de filtragem secundária 106 a cabeça de filtro 102 é similar a aquela do elemento de filtragem primária 104. Mais particularmente, um botão similar, a abertura central e o arranjo de vedação de ondulação podem ser incluídos.
[073] Além disso, outras modalidades não precisam incluir nem um elemento de filtragem primária nem secundária, mas apenas um único elemento de filtragem.
[074] Ainda adicionalmente, enquanto a abertura central e a geometria não circular no mesmo é fornecida pelo membro de vedação por pressão 124, outras modalidades poderiam ter uma abertura não circular através da tampa de extremidade fornecida diretamente na tampa de extremidade. Na dita modalidade, o membro de vedação poderia precisar ser alinhado apropriadamente de maneira angular em relação ao perfil não circular da abertura central.
[075] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patente, e patentes citadas aqui são incorporadas aqui por referência para a mesma extensão como se cada referência fosse individualmente e especificamente indicada para ser incorporada por referência e fossem estabelecidas em sua totalidade aqui.
[076] O uso dos termos “um”, “uma”, “uns”, “umas” e “o”, “a”, “os”, “as” e similares referentes no contexto descrevendo a invenção (especialmente no contexto das seguintes reivindicações) são para serem construídos para cobrir tanto o plural quanto o singular, a menos que indicado o contrário aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo”, e “contendo” são para serem construídos como termos em aberto (isto é, significando “incluindo, mas não limitado a,”) a menos que notado o contrário. A recitação de faixas de valores aqui pretende meramente servir como um método de forma abreviada do referido individualmente para cada valor separado abrangido dentro da faixa, ao menos que indicado o contrário aqui, e cada valor separado é incorporado na especificação como se fossem recitados individualmente aqui. Todos os métodos descritos aqui podem ser realizados em qualquer ordem compatível a menos que indicado o contrário aqui ou de outra maneira claramente contradito pelo contexto. O uso de qualquer e todos os exemplos, ou de linguagem exemplificadora (por exemplo, “como”) fornecida aqui, pretende meramente iluminar melhor a invenção e não coloca uma limitação no escopo da invenção a menos que reivindicado o contrário. Nenhuma linguagem na especificação deve ser construída como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial à prática da invenção.
[077] As modalidades preferidas desta invenção são descritas aqui, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações daquelas modalidades preferidas podem se tornar aparentes aos técnicos no assunto após a leitura da descrição acima mencionada. Os inventores esperam que os técnicos no assunto empreguem as ditas variações como apropriadas, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de outra maneira que não a especificamente descrita aqui. Portanto, essa invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria recitada nas reivindicações anexas aqui como permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos acima mencionados em todas as variações possíveis do mesmo é abrangida pela invenção a menos que indicado o contrário aqui ou de outra maneira claramente contradito pelo contexto.
Claims (22)
1. Elemento de filtragem de centrífuga, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um alojamento externo incluindo: um invólucro externo; um membro de anexação roscado segurado ao invólucro externo, o membro de anexação roscado incluindo uma montagem de rosca que define um eixo rotacional, o membro de anexação roscado e o invólucro externo definindo uma cavidade de invólucro interna; uma submontagem de elemento segurada dentro da cavidade de invólucro interna, a submontagem de elemento incluindo: um anel tubular do meio de filtragem se estendendo entre a primeira e a segunda extremidades e circundando uma cavidade de meio interno; uma primeira tampa de extremidade anexada à primeira extremidade, uma abertura central se estendendo através da primeira tampa de extremidade em comunicação fluida com a cavidade de meio interno, a abertura central definindo uma periferia não circular; e um membro de vedação anexado a primeira tampa de extremidade e circundando a abertura central da primeira tampa de extremidade, o membro de vedação tendo uma região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente.
2. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de anexação roscado é fixo de maneira angular ao invólucro externo para um grau maior que a submontagem de elemento.
3. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a submontagem de elemento é rotacionável dentro do alojamento externo.
4. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um torque maior é requerido para rotacionar o membro de anexação roscado em relação ao invólucro externo sobre o eixo rotacional do que é requerido para rotacionar a submontagem de elemento em relação ao membro de anexação roscado.
5. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a periferia da abertura central tem um comprimento que é maior que uma largura, o comprimento sendo perpendicular à largura.
6. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro de vedação define a abertura central.
7. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a tampa de extremidade define a abertura central.
8. Elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura central é recuada axialmente no invólucro externo mais distante que a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente.
9. Sistema de filtragem, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma cabeça de filtro incluindo: uma primeira porta e uma segunda porta; uma interface de montagem de filtro roscado que inclui uma rosca de montagem; um botão se estendendo axialmente, o botão tendo um furo através dali em comunicação fluida operável com a primeira porta, o botão tendo uma primeira porção se estendendo radialmente definindo uma superfície externa não cilíndrica, o botão tendo uma segunda porção se estendendo axialmente definindo uma primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente, a segunda porção se estendendo axialmente sendo deslocada de maneira axial a partir da primeira porção se estendendo axialmente; um elemento de filtragem de centrífuga de acordo com a reivindicação 1: em que: a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente a cabeça do filtro encaixa a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente o elemento de filtragem de centrífuga; o membro de anexação roscado encaixa de maneira roscada a interface de montagem de filtro roscado; e a primeira porção se estendendo axialmente do botão se estende através da abertura central da submontagem de elemento com o furo do botão em comunicação fluida com a cavidade de meio interno.
10. Sistema de filtragem de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície externa não cilíndrica da primeira porção se estendendo axialmente tem um perfil externo que corresponde a uma periferia não circular da abertura central de maneira que o dito botão se encaixe de maneira angular a submontagem de elemento e um torque é transferido entre o botão e a submontagem de elemento como um elemento de filtragem de centrífuga é montado de maneira roscada a interface de montagem de filtro roscado.
11. Sistema de filtragem de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o botão é montado de maneira rotacionável para girar com o elemento de filtragem de centrífuga como o membro de anexação roscado é montado de maneira rotativa a interface de montagem de filtro roscado com o botão se estendendo na abertura central.
12. Sistema de filtragem de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a submontagem de elemento é transportada de maneira rotativa dentro do alojamento externo de maneira que, com o botão encaixado com a abertura central, a submontagem de elemento é rotacionada dentro do alojamento externo como u elemento de filtragem de centrífuga é montado a interface de montagem de filtro roscado.
13. Sistema de filtragem de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a rosca de montagem da interface de montagem de filtro roscado é axialmente espaçada em relação a primeira porção se estendendo axialmente do botão uma primeira distância e uma rosca de montagem do membro de anexação roscado é espaçado axialmente em relação a abertura central da submontagem de elemento uma segunda distância menor que uma primeira distância de maneira que a primeira porção se estendendo axialmente do botão se estende na abertura central antes da rosca de montagem da cabeça de filtro se encaixar na rosca de montagem do elemento ode filtragem de centrífuga.
14. Sistema de filtragem de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície externa não cilíndrica do botão coopera com a periferia não circular da abertura central de maneira que a inserção da primeira porção se estendendo axialmente do botão na abertura central alinha de maneira angular a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro com a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento de filtragem de centrífuga.
15. Sistema de filtragem de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a rosca de montagem da interface de montagem de filtro roscado é axialmente espaçada em relação a primeira porção se estendendo axialmente do botão e uma rosca de montagem do membro de anexação roscado é axialmente espaçado em relação a abertura central da submontagem de elemento de maneira que a primeira porção se estendendo axialmente do botão se estende na abertura central antes da rosca de montagem da cabeça de filtro se encaixar na rosca de montagem do elemento ode filtragem de centrífuga.
16. Método para montagem de um elemento de filtragem de centrífuga para uma cabeça de filtro, a cabeça de filtro inclui uma interface de montagem de filtro roscado que inclui uma cabeça de montagem, um botão se estendendo axialmente, o botão tendo um furo através dele em comunicação fluida operável com uma primeira porta da cabeça de filtro, o botão tendo uma primeira porção se estendendo definindo uma superfície externa não cilíndrica, o botão tendo uma segunda porção se estendendo axialmente definindo uma primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente, a segunda porção se estendendo axialmente sendo deslocada axialmente da primeira porção se estendendo axialmente, o elemento de filtragem de centrífuga inclui um alojamento externo incluindo um invólucro externo, um membro de anexação roscado segurado ao invólucro externo, o membro de anexação roscado inclui uma rosca de montagem que define um eixo rotacional, o membro de anexação roscado e o invólucro externo definindo uma cavidade de invólucro interna, uma submontagem de elemento segurada dentro da cavidade de invólucro interna, a submontagem de elemento inclui um anel tubular de meio de filtragem se estendendo entre a primeira e a segunda extremidades e circundando uma cavidade de meio interno, uma primeira tampa de extremidade anexada à primeira extremidade, uma abertura central se estendendo através da primeira tampa de extremidade em comunicação fluida com a cavidade de meio interno, a abertura central definindo uma periferia não circular, e um membro de vedação anexado a uma primeira tampa de extremidade e circundando uma abertura central da primeira tampa de extremidade, o membro de vedação tendo uma região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: alinhar de maneira angular a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro com a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento de filtragem de centrífuga inserindo a primeira porção se estendendo axialmente do botão na abertura central com a periferia externa não cilíndrica orientada de maneira angular com a periferia não circular da abertura central; e encaixar a rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro.
17. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que: encaixar a rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro inclui rotacionar o alojamento externo do elemento de filtragem de centrífuga em relação a interface de montagem de filtro roscado; e em que a rotação do alojamento externo gira o botão em relação a interface de montagem de filtro roscado.
18. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que: encaixar a rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro inclui rotacionar o alojamento externo do elemento de filtragem de centrífuga em relação a interface de montagem de filtro roscado; e incluir adicionalmente uma prevenção de rotação da submontagem de elemento em relação a interface de montagem de filtro roscado durante a etapa de encaixar por encaixe de maneira angular o botão com a abertura central, o botão sendo fixo de maneira angular em relação a interface de montagem de filtro roscado.
19. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o botão é axialmente inserido na abertura central antes da etapa de encaixar a rosca de montagem do elemento de filtragem de centrífuga com a rosca de montagem da cabeça de filtro.
20. Método de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente encaixar radialmente a primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente da cabeça de filtro com a região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente do elemento de filtragem de centrífuga para prevenir o desvio de fluido entre o botão e o membro de vedação.
21. Cabeça de filtro para uso com um elemento de filtragem substituível, a cabeça de filtro CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um membro de corpo incluindo uma primeira porta e uma segunda porta; uma interface de montagem de filtro roscado que inclui uma rosca de montagem; um botão se estendendo axialmente, o botão tendo um furo através dele em comunicação fluida operável com a primeira porta, o botão tendo uma primeira porção se estendendo axialmente definindo uma superfície externa não cilíndrica, o botão tendo uma segunda porção se estendendo axialmente definindo uma primeira região de vedação faceando radialmente e ondulando axialmente, a segunda porção se estendendo axialmente sendo deslocada axialmente a partir da primeira porção se estendendo axialmente.
22. Cabeça de filtro de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADA pelo fato de que o botão é montado de maneira rotativa ao corpo de filtro para rotação em relação a interface de montagem de filtro roscado sobre um eixo definido pela rosca de montagem.
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