BR112020014357A2

BR112020014357A2 - Dispositivo de filtro, em particular para filtração de gás

Info

Publication number: BR112020014357A2
Application number: BR112020014357-0A
Authority: BR
Inventors: Mario Rieger; Pedro Miguel Pereira MADEIRA; Stefan Kunze; Ulrich Dehnen; Johannes Stürner; Markus Beylich
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2020-12-08
Also published as: DE102018000544A1; WO2019145136A1; US11826688B2; DE112019000506A5; DE112019000506B4; US20200346158A1; CN111615420A

Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo de filtro (1) tendo um alojamento de filtro (3) com um elemento de filtro (2), cujo elemento de filtro compreende um corpo de meio de filtro anular (7). uma zona de coleta de poeira (14) é formada no alojamento de filtro e se une a um elemento de separação hermético a fluido (27) no ou adjacente ao corpo do meio de filtro, em que a zona de coleta de poeira tem uma extensão radial maior do que uma região de influxo diretamente unindo a zona de coleta de poeira.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE FILTRO, EM PARTICULAR PARA FILTRAÇÃO DE GÁS". Campo técnico

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de filtro, em particular para filtração de gás, compreendendo um alojamento de filtro e um elemento de filtro com um corpo de meio de filtro anular, em que o elemento de filtro é recebido em um espaço de recebimento no alojamento de filtro, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Técnica Precedente

[002] US 4.388.091 descreve um dispositivo de filtro que é incorporado como um filtro de ar e compreende um elemento de filtro oco-cilíndrico em um alojamento de filtro. O elemento de filtro compreende dois cilindros perfurados concentricamente dispostos entre que um corpo de meio de filtro é posicionado que é fluido através radialmente do exterior ao interior pelo ar a ser filtrado. Em um espaço de recebimento no alojamento de filtro no qual o elemento de filtro é recebido, uma abertura de descarga de sujeira é disposta axialmente a montante do elemento de filtro pela qual as partículas sujas separadas são descarregadas do espaço de recebimento no alojamento de filtro. À abertura de descarga de sujeira abre por um funil em uma câmara de coleta de sujeira que é fechada por uma válvula. Desde que o peso das partículas coletadas seja suficientemente alto, a válvula abre de modo que as partículas sujas possam escapar ao ambiente.

[003] DE 10 2014 011 444 A1 mostra um dispositivo de filtro com um elemento de filtro oco-cilíndrico que, adjacente a um disco de extremidade, compreende uma parede calmante associada ao alojamento que circunda o elemento de filtro em um formato de anel e se estende por um comprimento axial parcial do elemento de filtro. Uma saída de sujeira é fornecida no alojamento de filtro na parte inferior.

Sumário da Invenção

[004] É o objeto da invenção configurar um dispositivo de filtro com simples medidas construtivas de modo que partículas sujas sejam separadas em uma forma efetiva do fluxo de fluido a ser filtrado.

[005] Este objeto é solucionado de acordo com a invenção com os recursos da reivindicação 1. As reivindicações dependentes fornecem modalidades adicionais convenientes.

[006] O dispositivo de filtro de acordo com a invenção compreende um alojamento de filtro e um elemento de filtro, recebido no alojamento de filtro, com um corpo de meio de filtro anular em que a filtração de um fluido a ser purificado ocorre. O dispositivo de filtro é usado em particular para filtração de gás, por exemplo, para filtração do ar de combustão a ser fornecido a um motor de combustão interna. A princípio, entretanto, um uso para fluidos líquidos é ainda concebível.

[007] O corpo de meio de filtro anular do elemento de filtro é fluido através do fluido a ser purificado na direção radial, em particular radialmente do exterior ao interior, de modo que o lado externo do corpo de meio de filtro seja o lado de influxo ou lado bruto e o lado posicionado para dentro do lado limpo. A princípio, um fluxo reverso através do corpo de meio de filtro radialmente do interior ao exterior é ainda concebível. O corpo de meio de filtro é, em particular, de uma configuração fechada anular e compreende um espaço de fluxo posicionado para dentro para o fluido. No caso de um fluxo através do corpo de meio de filtro radialmente do exterior ao interior, o fluido purificado é axialmente descarregado do espaço de fluxo posicionado para dentro.

[008] No alojamento de filtro, um espaço de coleta de sujeira é fornecido estando em comunicação fluida com o espaço de recebimento para receber o elemento de filtro. A região de coleta de sujeira é em particular integrada ao alojamento de filtro. A região de coleta de sujeira recebe partículas sujas que são separadas do fluido antes de fluir através do corpo de meio de filtro. Por a região de coleta de sujeira, as partículas sujas podem ser descarregadas vantajosamente do alojamento de filtro.

[009] A região de coleta de sujeira compreende na direção radial, com relação ao eixo longitudinal do corpo de meio de filtro anular e do elemento de filtro, uma maior extensão do que uma região de influxo dentro do espaço de recebimento se estendendo ao lado de influxo do corpo de meio de filtro. A extensão radialmente maior da região de coleta de sujeira fornece para uma ação calmante de fluxo onde a separação das partículas sujas do fluido é promovida. A região de coleta de sujeira é de uma configuração se estendendo circunferencialmente anular. Isto permite um fluxo anular e deposição das partículas sujas na região de coleta de sujeira. Partículas guiadas axialmente na direção da região de coleta de sujeira alcançam posição independente de sua posição circunferencial da seção radialmente expandida da região de coleta de sujeira e passam por uma ação calmante de fluxo e deposição na parede da região de coleta de sujeira.

[0010] A região de coleta de sujeira se une a um elemento de separação estanque ao fluxo que está localizado imediatamente no corpo de meio de filtro ou pelo menos adjacente ao corpo de meio de filtro. O elemento de separação estanque ao fluxo se estende por uma superfície parcial do corpo de meio de filtro e impede ou reduz pelo menos um influxo do corpo de meio de filtro nesta seção onde uma ação calmante de fluxo do fluido bruto no lado de influxo do corpo de meio de filtro é alcançada.

[0011] O elemento de separação é incorporado, por exemplo, como uma parede calmante ou como um filme de separação e impede que o fluido seja fluxos purificados no lado de influxo na posição do elemento de separação imediatamente através do corpo de meio de filtro. O fluido bruto não purificado guiado em direção ao lado de influxo é impedido de imediatamente fluir através do corpo de meio de filtro na posição do elemento de separação e é, portanto, forçado a residir no espaço no lado de influxo do corpo de meio de filtro por pelo menos um período levemente mais longo, que implica uma ação calmante de fluxo. Subsequente a isso, o fluido não purificado pode fluir através do corpo de meio de filtro. A ação calmante de fluxo tem o resultado que partículas maiores sujas arrastadas no fluido bruto podem depositar no espaço que está a montante do lado de influxo do corpo de meio de filtro. Portanto, uma pré-separação está ocorrendo em que as partículas separadas vantajosamente podem ser descarregadas por uma válvula de descarga do alojamento de filtro. Devido à pré-separação, a carga suja do corpo de meio de filtro é reduzida.

[0012] De acordo com uma modalidade vantajosa, o elemento de separação está localizado no alojamento de filtro no qual o elemento de filtro com o corpo de meio de filtro é recebido. O elemento de separação pode ser incorporado, conforme necessário, como uma peça junto com o alojamento de filtro. Por exemplo, o elemento de separação é uma parede calmante que circunda o corpo de meio de filtro em um formato de anel e compreende uma distância com relação ao lado externo do corpo de meio de filtro.

[0013] De acordo com uma modalidade vantajosa adicional, o elemento de separação é disposto imediatamente no elemento de filtro, por exemplo, é aplicado ao lado externo do corpo de meio de filtro. Por exemplo, o elemento de separação é um filme de separação que é aplicado imediatamente no lado externo do corpo de meio de filtro. Na região do filme de separação, nenhum influxo radial imediato ao corpo de meio de filtro é possível. Em uma configuração dobrada do corpo de meio de filtro, o filme de separação está descansando nas margens externas das dobras do filtro, em que espalhar do fluido bruto no lado de influxo é possível ao longo da extensão longitudinal das dobras do filtro. Dessa forma, fluido bruto que radialmente entra em uma localização do corpo de meio de filtro sem tal filme de separação pode ser guiado ao longo da extensão longitudinal das dobras axialmente na região em que o filme de separação está localizado onde o corpo de meio de filtro é radialmente fluido através dessa seção ainda. Dessa forma, a seção do corpo de meio de filtro que é coberta pelo filme de separação pode ainda ser usada para filtração.

[0014] Em uma modalidade vantajosa adicional, é possível fornecer um elemento de separação na forma de uma parede calmante associada ao alojamento bem como um elemento de separação adicional na forma de um filme de separação associado ao elemento de filtro. Esses dois elementos de separação estão localizados em particular nos lados axial e opostamente posicionados do corpo de meio de filtro do elemento de filtro.

[0015] Em qualquer caso, é conveniente que o elemento de separação, ou a soma de todos os elementos de separação, se estenda apenas por uma superfície parcial no lado de influxo do corpo de meio de filtro de modo que uma seção parcial adicional no lado de influxo do corpo de meio de filtro permaneça livre de tal elemento de separação.

[0016] De acordo ainda com outra modalidade vantajosa, o elemento de separação se estende, começando em uma face de extremidade axial do corpo de meio de filtro, na direção axial bem como completamente na direção circunferencial do corpo de meio de filtro. À extensão axial do elemento calmante é, entretanto, em qualquer caso menor que o comprimento total axial do corpo de meio de filtro de modo que uma seção parcial do corpo de meio de filtro permaneça livre do elemento de separação. Vantajosamente, a extensão axial de um elemento de separação é no máximo tão grande quanto metade do comprimento total axial do corpo de meio de filtro, por exemplo, no máximo apenas tão grande quanto um terceiro do comprimento total axial do corpo de meio de filtro.

[0017] No caso de um filme de separação como um elemento de separação, é conveniente que o filme de separação seja conectado fixamente ao corpo de meio de filtro, por exemplo, por cola ou por soldagem.

[0018] Em uma modalidade vantajosa adicional, o corpo de meio de filtro é de uma configuração dobrada em que a extensão de comprimento das dobras do filtro se estende na direção axial, com relação ao eixo longitudinal do elemento de filtro.

[0019] De acordo com uma modalidade vantajosa, uma válvula de descarga é disposta em ou na região de coleta de sujeira que pode ser ajustada entre uma posição aberta e uma fechada, preferivelmente uma válvula de bico de pato, que fecha quando um vácuo com relação ao ambiente é aplicado. Para descarregar as partículas coletadas na região de coleta de sujeira, a válvula de descarga é ajustada da posição fechada à posição aberta, por exemplo, por acionamento manual, por vibração, ou por uma transferência do sistema em um estado sem pressão (em espera). O ajuste ativo da válvula de descarga pode ser realizado em uma forma manualmente controlada ou por meio de um atuador. É ainda possível, conforme descrito, uma modalidade passiva da válvula de descarga, em particular de modo que por ação externa a válvula de descarga seja transferida da posição aberta à fechada, por exemplo, pelo próprio peso das partículas sujas coletadas ou pelo vácuo de um componente conectado à válvula de descarga, por exemplo, uma linha que é conectada a um lado do vácuo de um dispositivo, por exemplo, a uma ventoinha de resfriamento.

[0020] A região de coleta de sujeira é integrada ao alojamento de filtro e forma uma seção do alojamento de filtro. Vantajosamente, a região de coleta de sujeira no alojamento de filtro é axialmente adjacente ao lado de transbordamento do elemento de filtro e/ou axialmente espaçado da abertura de entrada, preferivelmente na extremidade do alojamento de filtro que é oposta em relação à abertura de entrada, que torna possível realizar uma separação de partículas sujas do fluido por todo o lado interno da parede de alojamento do alojamento de filtro, antes das partículas sujas alcançando a região de coleta de sujeira. As partículas sujas são transportadas radialmente para fora pelas forças centrífugas; este efeito é reforçado pelo número crescente de circulações do fluxo sobre o elemento de filtro. A inclinação das aletas-guia é, assim, preferivelmente ajustada de modo que o fluxo após entrar através da abertura de entrada circula várias vezes sobre o elemento de filtro de modo que o máximo de partículas possível seja transportada ao lado interno da parede de alojamento antes das partículas sendo carregadas pelo comprimento axial na direção do espaço circunferencial da coleta de sujeira.

[0021] A região de coleta de sujeira é preferivelmente incorporada como uma peça junto com o alojamento de filtro. Por exemplo, uma parede da região de coleta de sujeira se estende como uma parte da parede de alojamento mais distante radialmente para fora do que uma região da parede de alojamento axial e imediatamente próxima do alojamento de filtro. A região de coleta de sujeira nesta modalidade é uma expansão circunferencialmente se estendendo radialmente para fora projetando da parede de alojamento do alojamento de filtro.

[0022] De forma adicional ou alternativa, é ainda possível que tal expansão radial do alojamento de filtro seja omitida e em vez da região de coleta de sujeira se estender axialmente à região que é adjacente a uma face de extremidade do elemento de filtro. Opcionalmente, a região de coleta de sujeira está localizada completa e axialmente para fora do corpo de meio de filtro e é posicionada adjacente a uma face de extremidade do corpo de meio de filtro. Neste caso, um disco de extremidade que é disposto no corpo de meio de filtro forma um elemento de separação que separa a região de coleta de sujeira do corpo de meio de filtro. Além disso, pode ser conveniente que a região de coleta de sujeira radialmente se una a uma tomada que se une a uma face de extremidade do corpo de meio de filtro e pela qual o fluido purificado é axialmente descarregado do espaço de fluxo posicionado para dentro no corpo de meio de filtro.

[0023] Opcionalmente, a região de coleta de sujeira que é disposta axialmente na face de extremidade do elemento de filtro e do corpo de meio de filtro pode ser combinada com uma parede de alojamento radialmente expandida. Além disso, é possível que a região de coleta de sujeira na direção axial se estenda parcialmente ao longo do corpo de meio de filtro e parcialmente fora do corpo de meio de filtro e é disposta adjacente à face de extremidade do elemento de filtro.

[0024] O disco de extremidade adjacente à que vantajosamente a região de coleta de sujeira é disposta é em particular um disco de extremidade de configuração aberta que hermeticamente em fluxo tampa apenas o corpo de meio de filtro. No caso de fluxo radial através do corpo de meio de filtro do exterior ao interior, o fluido limpo no espaço de fluxo posicionado para dentro pode ser descarregado axialmente do corpo de meio de filtro por um corte central no disco de extremidade.

[0025] De acordo com uma modalidade adicional conveniente, o corpo de meio de filtro compreende um formato transversal alongado, por exemplo, um formato transversal oval ou ovalizado. Formatos alongados em formato não oval são ainda concebíveis, por exemplo, lados longitudinais curvados de forma côncava ou lados longitudinais planos de superfície reta ou lados longitudinais convexos curvados não ovais. A extensão dos lados longitudinais é maior do que a extensão dos lados estreitos; por exemplo, pode ser conveniente que a extensão dos lados longitudinais é pelo menos duas vezes tão grande quanto a extensão dos lados estreitos. Os lados estreitos são fornecidos, por exemplo, com um formato transversal semicircular. O formato transversal alongado do corpo de meio de filtro ou do elemento de filtro tem a vantagem que espaços de instalação que são de uma altura relativamente baixa podem ser usados para o dispositivo de filtro. Ainda, uma grande superfície de influxo é fornecida nos lados longitudinais do corpo de meio de filtro.

[0026] Como uma alternativa a um formato transversal alongado, um formato transversal circular do corpo de meio de filtro é ainda concebível.

[0027] O elemento de filtro ou o corpo de meio de filtro pode ter pelo comprimento axial, com relação ao eixo longitudinal do elemento de filtro, uma seção transversal não constante que muda de uma face de extremidade à face de extremidade opostamente posicionada. Por exemplo, a seção transversal aumenta do disco de extremidade fechada ao disco de extremidade aberta opostamente posicionado.

[0028] Como uma alternativa a uma seção transversal não constante, elementos de filtro ou corpos de meio de filtro com uma seção transversal constante pelo comprimento são possíveis ainda.

[0029] Pode ser conveniente que duas partes do alojamento do alojamento de filtro se encostam na região de coleta de sujeira. É ainda possível, entretanto, uma configuração de peça única do alojamento de filtro na região de coleta de sujeira. Breve Descrição das Figuras

[0030] Vantagens adicionais e modalidades convenientes podem ser tomadas a partir das reivindicações adicionais, da descrição da figura e dos desenhos.

[0031] É mostrado na:

[0032] Figura 1 uma seção longitudinal através de um dispositivo de filtro que é incorporado como filtro de ar para um motor de combustão interna, com um elemento de filtro com corpo de meio de filtro anular e com uma câmara de coleta de sujeira anular circunferencialmente se estendendo, radialmente expandida no alojamento de filtro;

[0033] Figura 2 um dispositivo de filtro similar ao dispositivo de filtro de Figura 1 em uma seção longitudinal adicional girada a 90º que difere do dispositivo de filtro de Figura 1 em relação ao meio para gerar redemoinho;

[0034] Figura 3 uma seção parcial através de um dispositivo de filtro em uma variante da modalidade;

[0035] Figura 4 um dispositivo de filtro incorporado como um filtro de ar em uma variante da modalidade.

[0036] Nas Figuras, os mesmos componentes são fornecidos com os mesmos caracteres de referência. Modalidades da Invenção

[0037] Na modalidade de acordo com as Figuras 1 e 2, duas variantes de um dispositivo de filtro 1 são ilustradas sendo incorporadas como filtro de ar em um coletor de admissão de um motor de combustão interna para filtração do ar de combustão a ser fornecido aos cilindros do motor de combustão interna. Na variante de acordo com a Figura 1, o fluxo é transferido devido ao formato e o curso de canal do alojamento de entrada 5 em um fluxo circular sobre o elemento de filtro 2; na variante de acordo com a Figura 2 devido a um conjunto de aleta-guia. O dispositivo de filtro 1 compreende um elemento de filtro 2 que é de uma configuração oco-cilíndrica ou incorporado com um formato transversal alongado e é disposto em um alojamento de filtro 3 que compreende um alojamento de base de filtro 4 e um alojamento de entrada a montante 5. O alojamento de base de filtro 4 e o alojamento de entrada 5 em que uma abertura de influxo 6 é fornecido são de uma configuração de peça única. O alojamento de base de filtro 4 recebe o elemento de filtto 2 em seu espaço de recebimento 26. O ar de combustão a ser filtrado é introduzido pela abertura de influxo lateralmente disposta 6 ao alojamento de filtro 3 e guiado em direção ao elemento de filtro 2. Com relação ao eixo longitudinal central 15 do elemento de filtro 2, a abertura de influxo 6 é lateral ou radialmente deslocada em que o eixo de influxo da abertura de influxo 6 é posicionado em um ângulo de aproximadamente 90º com relação ao eixo longitudinal central 15 do elemento de filtro 2.

[0038] O elemento de filtro 2 compreende um corpo de meio de filtro 7 que é incorporado em uma configuração fechada anular e fornecido com um formato transversal alongado. Com relação a seu eixo longitudinal central 15, o corpo de meio de filtro 7 é fluido através da direção radial do exterior ao interior pelo fluido a ser filtrado, o ar de combustão, de modo que o lado externo do corpo de meio de filtro 7 forma o lado bruto ou lado de influxo e o lado interno o lado limpo. O corpo de meio de filtro 7 é alinhado em seu lado interno ou lado limpo por um quadro de suporte 8 que é compreendido em material de plástico. O espaço de fluxo posicionado para dentro no corpo de meio de filtro 7 forma o espaço limpo no qual o fluido purificado é coletado e do qual o fluido purificado é axialmente descarregado.

[0039] Nas duas faces de extremidade opostamente posicionadas do elemento de filtro 2, um disco de extremidade 9, 10 é disposto, respectivamente, em que o primeiro disco de extremidade 9 próximo à abertura de influxo 6 é incorporado em uma configuração fechada e o segundo disco de extremidade opostamente posicionado 10 voltado distante da abertura de influxo 6 é incorporado em uma configuração aberta de modo que o fluido possa fluir axialmente fora do espaço limpo posicionado para dentro pelo disco de extremidade aberta 10. Adjacente ao disco de extremidade aberta 10 do elemento de filtro 2, uma seção de saída associada ao alojamento 11 se une o alojamento de base de filtro 4 e compreende uma abertura de escoamento 12 pela qual o fluido purificado é descarregado do dispositivo de filtro 1. A seção de saída 11 é incorporada separada do alojamento de base de filtro 4,, mas conectada ao alojamento de base de filtro 4.

[0040] O formato transversal do elemento de filtro 2 ou do corpo de meio de filtro 7 pode ser de uma configuração alongada em que os lados longitudinais em uma forma exemplar se estendem planos e paralelos entre si e são conectados por lados estreitos curvados. Entretanto, um formato transversal circular do elemento de filtro 2 e do corpo de meio de filtro 7 é possível ainda.

[0041] Pelo comprimento axial, com relação ao eixo longitudinal central 15, o elemento de filtro 2 e o corpo de meio de filtro 7 compreendem uma seção transversal não constante que na região do disco de extremidade fechada 9 é menor do que na região opostamente posicionada com o disco de extremidade aberta 10 e aumenta contínua e uniformemente da seção transversal menor à maior.

[0042] Adjacente à seção de saída associada ao alojamento 11, no alojamento de base de filtro 4 um espaço anular radialmente expandido 14 é fornecido que forma uma região de coleta de sujeira e em que uma válvula de descarga 13 é disposta. Na região de coleta de sujeira radialmente expandida 14 que é de uma configuração anular, partículas sujas separadas podem coletar podendo ser descarregadas pela válvula de descarga 13 do alojamento de filtro 3.

[0043] A válvula de descarga 13 é preferivelmente incorporada como uma válvula passiva que pode ser ajustada por influências externas da posição geralmente fechada em uma posição aberta na qual as partículas sujas podem ser descarregadas. Por exemplo, é possível conectar a válvula de descarga 13 a uma fonte de vácuo, por exemplo ao lado do vácuo de uma ventoinha de resfriamento em um veículo, de modo que a válvula de descarga 13 seja aberta com pressão de vácuo suficientemente alta.

[0044] A região de coleta de sujeira 14 se comunica com o espaço de recebimento 26 no lado bruto ou lado de influxo do corpo de meio de filtro 7. Axialmente, a região de coleta de sujeira 14 está localizada adjacente ao disco de extremidade 10 de configuração aberta no lado de escoamento do elemento de filtro 2. Com relação ao comprimento total axial do elemento de filtro 2, a região de coleta de sujeira 14 se estende por um comprimento axial parcial que soma a não mais do que 20% do comprimento total do elemento de filtro 2. A região de coleta de sujeira 14 é expandida radialmente com relação à parede de alojamento imediatamente próxima do alojamento de base de filtro 4. No centro axial da região de coleta de sujeira 14, o alojamento de base de filtro 4 e a seção de saída 11 do alojamento se encostam.

[0045] Na direção radial, a região de coleta de sujeira 14 é separada do corpo de meio de filtro 7 por uma parede calmante configurada circunferencialmente se estendendo de forma cônica 27. A parede calmante 27 forma a parede limiar radialmente posicionada para dentro da câmara de coleta de sujeira 14. A parede calmante 27 se estende circunferencialmente e é posicionada em um espaçamento mínimo ao lado de influxo ou lado bruto do corpo de meio de filtro 7. Na direção axial, a parede calmante 27 se estende de uma seção da face de extremidade do alojamento de filtro 3, em particular da seção de saída 11, no nível do disco de extremidade 10 pela extensão axial da região de coleta de sujeira 14. O comprimento axial da parede calmante 27 soma a, por exemplo, pelo menos um quarto do comprimento total axial do elemento de filtro 2. A parede calmante 27 garante uma ação calmante de fluxo nesta seção axial no espaço de recebimento 26 e reduz, nesta seção, o influxo do corpo de meio de filtro 7. A região de coleta de sujeira 14 está em comunicação fluida com o espaço de recebimento 26.

[0046] Devido à ação calmante de fluxo e à extensão maior radial da região de coleta de sujeira 14 em comparação com a parede de alojamento imediatamente próxima do alojamento de base de filtro 4, partículas sujas podem depositar na região de coleta de sujeira 14 que são subsequentemente descarregadas através da válvula de descarga

13.

[0047] Na Figura 3, uma variante da modalidade de um dispositivo de filtro 1 é ilustrada na qual o elemento de filtro 2 basicamente compreende a mesma configuração que na primeira modalidade e compreende um corpo de meio de filtro fechado anular 7 que é fechado em seu lado de transbordamento por um disco de extremidade aberta 10, em que através da abertura no disco de extremidade 10 o fluido purificado pode ser descarregado axialmente através da seção de saída

11. A região de coleta de sujeira 14 se une axialmente ao disco de extremidade 10 e é posicionado, assim, axialmente para fora do corpo de meio de filtro 7. A região de coleta de sujeira 14 é delimitada axialmente pelo disco de extremidade 10 que forma um elemento de separação estanque ao fluxo entre o corpo de meio de filtro 7 e a região de coleta de sujeira 14.

[0048] No disco de extremidade 10, uma tomada se estendendo axialmente 10a é integralmente formada formando uma tomada de vedação e está em contato hermeticamente por vedação ao lado externo de um canal de transbordamento na seção de saída 11. O canal de transbordamento 11a é formado como uma peça junto com a seção de saída 11 do alojamento. A região de coleta de sujeira 14 é delimitada radialmente para dentro parcialmente pela tomada de vedação axial 10a do disco de extremidade 10 e parcialmente pelo canal de transbordamento 11a da seção de saída 11.

[0049] Na parede de alojamento do alojamento de base de filtro 4, uma abertura de descarga 28 é fornecida na região de coleta de sujeira 14 e unida pela válvula de descarga 13. A abertura de descarga 28 e a válvula de descarga 13 são dispostas axialmente completamente na região de coleta de sujeira 14 e são, assim, axialmente para fora do corpo de meio de filtro 7.

[0050] A extensão anular da região de coleta de sujeira anular 14 é maior do que a extensão anular do espaço de recebimento 26 na região do corpo de meio de filtro 7 e, assim, da região de influxo do corpo de meio de filtro 7. O canal de transbordamento 11a e a tomada de vedação 10a têm um menor raio do que o lado externo do corpo de meio de filtro 7 de modo que, correspondentemente, a região de coleta de sujeira 14 seja fornecida com a extensão maior radial. O lado externo radial da região de coleta de sujeira 14 é formado pela parede externa do alojamento de base de filtro 4 sem abaulamento radial adicional. O limite axial no lado da região de coleta de sujeira 14 voltado do corpo de meio de filtro 7 é formado por uma seção da parede da seção de saída associada ao alojamento 11.

[0051] Na Figura 4, uma variante da modalidade de um dispositivo de filtro 1 incorporado como um filtro de ar é ilustrada. O dispositivo de filtro 1 de acordo com a Figura 4 compreende um elemento de filtro 2 que é incorporado oco-cilíndrico ou com formato transversal alongado e disposto em um alojamento de filtro 3 que compreende um alojamento de base de filtro 4 e um alojamento de entrada a montante 5. O alojamento de base de filtro 4 e o alojamento de entrada 5 em que uma abertura de influxo 6 está localizada são de uma configuração de peça única. O alojamento de base de filtro 4 recebe o elemento de filtro 2 em seu espaço de recebimento 26. O ar de combustão a ser filtrado é introduzido através da abertura de influxo lateralmente disposta 6 ao alojamento de filtro 3 e guiado em direção ao elemento de filtro 2. Com relação ao eixo longitudinal central 15 do alojamento de filtro 2, a abertura de influxo 6 é posicionada lateral ou radialmente deslocada em que o eixo de influxo da abertura de influxo 6 é posicionada em um ângulo de aproximadamente 90º com relação ao eixo longitudinal central 15 do elemento de filtro 2.

[0052] O elemento de filtro 2 compreende um corpo de meio de filtro 7 que é de uma configuração fechada anular e fornecido com um formato transversal alongado. O corpo de meio de filtro 7, com relação a seu eixo longitudinal central 15, é fluido através radialmente do exterior ao interior pelo fluido a ser filtrado, o ar de combustão, de modo que o lado externo do corpo de meio de filtro 7 forma o lado bruto ou lado de influxo e o lado interno o lado limpo. O corpo de meio de filtro 7 em seu lado interno ou lado limpo é alinhado por um quadro de suporte 8 que é compreendido por material de plástico. O espaço de fluxo posicionado para dentro no corpo de meio de filtro 7 forma o espaço limpo no qual o fluido purificado é coletado e do qual o fluido purificado é axialmente descarregado.

[0053] Nas duas faces de extremidade opostamente posicionadas do elemento de filtro 2, um disco de extremidade 9, 10 é disposto, respectivamente, em que o primeiro disco de extremidade 9 próximo à abertura de influxo 6 é incorporado em uma configuração fechada e o segundo disco de extremidade opostamente posicionado 10 voltado distante da abertura de influxo 6 é incorporado em uma configuração aberta de modo que o fluido possa fluir axialmente fora do espaço limpo posicionado para dentro pelo disco de extremidade aberto 10. Adjacente ao disco de extremidade aberto 10 do elemento de filtro 2, uma seção de saída associada ao alojamento 11 se une ao alojamento de base de filtro 4 e compreende uma abertura de escoamento 12 pela qual o fluido purificado é descarregado do dispositivo de filtro 1. A seção de saída 11 é incorporada separada do alojamento de base de filtro 4, mas conectada ao alojamento de base de filtro 4.

[0054] O formato transversal do elemento de filtro 2 ou do corpo de meio de filtro 7 pode ser incorporado alongado em que os lados longitudinais em uma forma exemplar se estendem planos e paralelos entre si e são conectados por lados estreitos curvados. Entretanto, um formato transversal circular do elemento de filtro 2 e do corpo de meio de filtro 7 é ainda possível.

[0055] O elemento de filtro 2 e o corpo de meio de filtro 7 têm pelo comprimento axial, com relação ao eixo longitudinal central 15, uma seção transversal não constante que é menor na região do disco de extremidade fechado 9 do que na região opostamente posicionada com o disco de extremidade aberto 10 e aumenta contínua e uniformemente da seção transversal menor à maior.

[0056] Adjacente à seção de saída associada ao alojamento 11, no alojamento de base de filtro 4 um espaço anular radialmente expandido 14 é fornecido que forma uma região de coleta de sujeira e em que uma válvula de descarga 13 é disposta. Na região de coleta de sujeira radialmente expandida 14 que é de uma configuração anular, as partículas sujas separadas podem coletar podendo ser descarregadas pela válvula de descarga 13 do alojamento de filtro 3.

[0057] A válvula de descarga 13 é preferivelmente incorporada como uma válvula passiva que pode ser ajustada por influências externas da posição geralmente fechada em uma posição aberta na qual as partículas sujas podem ser descarregadas. Por exemplo, é possível conectar a válvula de descarga 13 a uma fonte de vácuo, por exemplo, a um lado do vácuo de uma ventoinha de resfriamento em um veículo, de modo que a válvula de descarga 13 seja aberta no vácuo suficientemente alto.

[0058] A região de coleta de sujeira 14 se comunica com o espaço de recebimento 26 no lado bruto ou lado de influxo do corpo de meio de filtro 7. A região de coleta de sujeira 14 está localizada axialmente adjacente ao disco de extremidade 10 de configuração aberta no lado de escoamento do elemento de filtro 2. Com relação ao comprimento total axial do elemento de filtro 2, a região de coleta de sujeira 14 se estende por um comprimento axial parcial que soma a não mais do que 20% do comprimento total do elemento de filtro 2. A região de coleta de sujeira 14 é radialmente expandida com relação à parede de alojamento imediatamente unida do alojamento de base de filtro 4. No centro axial da câmara de coleta de sujeira 14, o alojamento de base de filtto 4 e a seção de saída 11 do alojamento se encostam.

[0059] Na direção radial, a região de coleta de sujeira 14 é separada por um elemento de separação 27 do corpo de meio de filtro 7 em que o elemento de separação 27 é incorporado como uma parede calmante conicamente incorporada se estendendo circunferencialmente 27 que faz parte do alojamento de filtro 3. A parede calmante 27 forma a parede limiar radialmente posicionada para dentro da câmara de coleta de sujeira 14. A parede calmante 27 se estende circunferencialmente ao redor e é posicionada a uma distância mínima com relação ao lado de influxo ou lado bruto do corpo de meio de filtro 7. Na direção axial, a parede calmante 27 se estende de uma seção da face de extremidade do alojamento de filtro 3, em particular da seção de saída 11, no nível do disco de extremidade 10 pela extensão axial da região de coleta de sujeira 14. O comprimento axial da parede calmante 27 soma a, por exemplo, pelo menos um quarto do comprimento total axial do elemento de filtro 2. A parede calmante 27 fornece uma ação calmante de fluxo nesta seção axial no espaço de recebimento 26 e reduz nesta seção o influxo ao corpo de meio de filtro 7. A região de coleta de sujeira 14 está em comunicação fluida com o espaço de recebimento 26.

[0060] Devido à ação calmante de fluxo e a extensão maior radial da região de coleta de sujeira 14 em comparação com a parede de alojamento imediatamente próxima do alojamento de base de filtro 4, partículas sujas podem depositar na região de coleta de sujeira 14 e são subsequentemente descarregadas pela válvula de descarga 13.

[0061] A parede calmante 27 está localizada axialmente adjacente ao disco de extremidade aberto 10 e se estende na direção axial, começando no disco de extremidade aberto 10, por uma região parcial do corpo de meio de filtro 7.

[0062] O lado axial e opostamente posicionado é fornecido com um elemento de separação adicional 27a na forma de um filme de separação que é aplicado imediatamente no corpo de meio de filtro 7. O filme de separação 27a se estende, começando no disco de extremidade fechado 9, na direção axial de modo que a parede calmante 27 e o filme de separação 27a se estendam das faces de extremidade opostamente posicionadas axialmente em direção ao centro do corpo de meio de filtro 7. O comprimento axial da parede calmante 27 e do fime de separação 27a é pelo menos aproximadamente do mesmo tamanho. No centro entre os dois elementos de separação 27 e 27a, uma seção parcial do corpo de meio de filtro 7 é fornecida que é livre de elementos de separação e, assim, pode imediatamente receber fluxo radialmente de entrada do fluido bruto a ser purificado.

[0063] Ambos os elementos de separação 27 e 27a fornecem uma ação calmante de fluxo do fluido bruto fluindo ao espaço de influxo no lado de influxo do corpo de meio de filtro de modo que seja possível que partículas sujas grossas depositem no espaço anular 14 e possam ser descarregadas pela válvula de descarga 13. Apesar dos elementos de separação 27 e 27a, o fluido bruto pode fluir ao corpo de meio de filtro 7 por seu comprimento axial total e seu lado de influxo total. A parede calmante 27 é posicionada radialmente a uma distância ao lado de influxo do corpo de meio de filtro 7 de modo que um espaço anular seja formado entre a parede calmante 27 e o lado de influxo do corpo de meio de filtro em que o fluido bruto pode fluir.

[0064] O corpo de meio de filtro 7 é de uma configuração dobrada em que a extensão longitudinal das dobras se estende paralelos ao eixo longitudinal 15 do elemento de filtro.

Na região do filme calmante 27a que é aplicado imediatamente ao corpo de meio de filtro 7 e, por exemplo, é soldado ou colado ao corpo de meio de filtro 7, o fluido bruto pode fluir ao longo das dobras do corpo de meio de filtro 7, começando na seção parcial do corpo de meio de filtro sem elemento de separação, axialmente na região parcial que é coberta pelo filme de separação 27a.

Dessa forma, o corpo de meio de filtro 7 é disponível para filtração do fluido bruto mesmo na região do filme de separação 27a.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de filtro, em particular para filtração de gás, com um alojamento de filtro (3) e com um elemento de filtro (2) que compreende um corpo de meio de filtro anular (7) e é recebido em um espaço de recebimento no alojamento de filtro (3), e com uma região de coleta de sujeira (14) no alojamento de filtro (3) que está em comunicação fluida com o lado de influxo do corpo de meio de filtro (7), caracterizado pelo fato de que a região de coleta de sujeira (14) se une a um elemento de separação estanque ao fluxo (27) no ou adjacente ao corpo de meio de filtro (7) do elemento de filtro (2) e no qual a região de coleta de sujeira (14) na direção radial, com relação ao eixo longitudinal (15) do corpo de meio de filtro anular (7), compreende uma maior extensão do que uma região de influxo imediatamente unindo a região de coleta de sujeira (14) e posicionado no lado de influxo do corpo de meio de filtro (7), em que a região de coleta de sujeira (14) é de uma configuração se estendendo circunferencialmente anular.

2. Dispositivo de filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma válvula de descarga (13) é disposta na região de coleta de sujeira (14).

3. Dispositivo de filtro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a região de coleta de sujeira (14) é disposta axialmente adjacente ao lado de transbordamento do elemento de filtro (2).

4. Dispositivo de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de separação (27) é uma parede calmante que é disposta na região de influxo no lado de influxo do corpo de meio de filtro (7) e se estende por um comprimento parcial do corpo de meio de filtro (7).

5. Dispositivo de filtro, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a parede calmante (27) faz parte do alojamento de filtro (3).

6. Dispositivo de filtro, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que a parede calmante (27) é incorporada de forma oco-cilíndrica ou cônica.

7. Dispositivo de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a parede calmante (27) se estende axialmente pela região de coleta de sujeira (14).

8. Dispositivo de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma parede da região de coleta de sujeira (14) faz parte da parede de alojamento do alojamento de filtro (3) e se estende radialmente para fora com relação a uma região da parede de alojamento axialmente próxima.

9. Dispositivo de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma parede da região de coleta de sujeira (14) faz parte da parede de alojamento do alojamento de filtro (3) sem expansão radial.

10. Dispositivo de filtro, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a região de coleta de sujeira (14) se estende à região que é posicionada adjacente a uma face de extremidade do elemento de filtro (2).

11. Dispositivo de filtro, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a região de coleta de sujeira (14) se une a uma tomada (11a) que se une a uma face de extremidade do corpo de meio de filtro (7).

12. Dispositivo de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o elemento de separação é formado por um disco de extremidade (10) que é disposto em uma face de extremidade do corpo de meio de filtro (7).

13. Dispositivo de filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que nos lados axial e opostamente posicionados do corpo de meio de filtro (7) um elemento de separação (27, 27a) é disposto, respectivamente.

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