ES2238386T3 - Elemento filtrante para el flujo de entrada frontal. - Google Patents
Elemento filtrante para el flujo de entrada frontal.Info
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Abstract
Elemento filtrante para la entrada de flujo en el lado frontal, comprendiendo: - por lo menos una capa plana (17) y por lo menos una capa plegada (18), estando dispuesta por lo menos una capa plana con por lo menos una capa plegada alternativamente, formando canales (19) con sección transversal triangular, - cierres estancos (20a, b) cada uno de ellos de un primer grupo de canales (19), por una parte, y cierres estancos (20a, b) de los restantes, de canales (19) que no cuentan en el grupo citado de un segundo grupo, por otra parte, de tal manera que el fluido filtrante en el paso del elemento de filtro esté formado por un lado de entrada (22) por un lado frontal del elemento filtrante, hasta un lado de salida (23) formado por su otro lado frontal, tiene que pasar por una de las citadas capas (17, 18) que se han previsto para el filtrado del fluido, - medios para estanqueizar el lado de entrada (22) desde el lado de salida (23) en el lugar de montaje del elemento de filtro, caracterizadoporque - tanto por lo menos una capa plana (17) como también por lo menos otra capa plegada (18) están formadas por medios filtrantes permeables, - en cada uno de los canales que forman la sección transversal triangular los canales del primer grupo están separados del borde (26) del elemento filtrante, un canal del segundo grupo es contiguo, de tal manera que la superficie completa de los canales del primer grupo pueden ser atravesados por el fluido excepto los bordes de plegado de los canales.
Description
Elemento filtrante para el flujo de entrada
frontal.
La presente invención se refiere a un elemento
filtrante para el flujo entrante frontal, formado por capas planas y
plegadas alternativas, las cuales producen canales con sección
transversal triangular, teniendo lugar, mediante un cierre
alternativo correspondiente de los canales, una circulación del
medio filtrante a través el fluido a filtrar, según la clase de la
reivindicación 1. La invención se refiere, además, a un filtro en
el que está montado el elemento filtrante descrito.
Los elementos filtrantes para la entrada de flujo
frontal son suficientemente conocidos. Estos filtros están formados,
por ejemplo, por capas de filtro enrolladas, que se conforman
alternativamente planas y en forma de ondas. Con ello se originan
canales que, mediante un cierre alternativo, obligan a una
circulación del medio filtrante. A continuación, el medio a filtrar
entra a través de canales frontales abiertos en el lado de entrada
del filtro y cambia dentro del elemento filtrante a los canales,
que están abiertos flujo abajo, y contiguos a los canales de
entrada. De este modo tiene lugar un filtración del fluido.
El objetivo de una configuración de filtro de
esta clase es, por una parte, reducir el espacio de montaje para el
elemento filtrante hasta el punto que sea posible. Para ello forman
los lados frontales del elemento filtrante un lado de entrada de un
flujo y un lado de salida de flujo. Los canales, que están unidos
con el lado de entrada de flujo forman el lado sin filtrar del
filtro, y los de salida, el lado filtrado. Por ello, tales filtros
pueden ser muy compactos, por ejemplo, montarse en línea en
conductos tubulares como los llamados filtros. Al mismo tiempo, se
debe incrementar lo más posible la capacidad del filtro. Esto es
posible, sin embargo, sólo en medida limitada en la realización en
forma de ondas de la instalación de filtro. Se ha demostrado que
los canales entrantes en la zona de contacto entre la instalación
central en forma de ondas con la capa de filtro planas pueden
circular poco, de tal manera que el medio filtrante en estas partes
tiene menos partículas que en otras. Mediante la carga desigual del
medio filtrante, el final de la duración del filtro, que se
determina por la caída de presión aplicada, se alcanza en un
momento en que partes del medio filtrante todavía no han alcanzado
la carga límite.
Por ejemplo, por los documentos WO 87/01301 y US
3,020,977 se conoce utilizar capas de filtro plegadas en zigzag en
filtros enrollados. Estos deben actuar como separadores entre las
diferentes capas. Para ello, alternativamente se enrolla una capa
de filtro que participa en el filtrado del fluido y otra capa, que
se puede utilizar como, por ejemplo, para la descarga electrostática
del fluido a filtrar o de las partículas contenidas en él
(WO87/01301). La capa plana se puede utilizar, además, para
alcanzar una separación fiable de las capas que participan en el
filtrado (US 3,020,977). Con ello se coloca la capa plana como capa
adicional en el filtro, y parte de esta manera los canales
romboidales originados por las capas de filtro plegadas en zigzag en
una de las diagonales.
Sin embargo, tales filtros son caros en la
fabricación. Además, en la filtración del fluido participa sólo la
mitad de las capas utilizadas. De este modo, no se da una
optimización de las relaciones entre el espacio constructivo y la
superficie del filtro.
El objeto de la presente invención es, por ello,
proponer un elemento filtrante para la entrada de flujo frontal,
que sea de coste económico y presente una superficie filtrante
óptima, así como una capacidad filtrante en relación al volumen
constructivo. Este objetivo se consigue mediante las características
de la reivindicación 1.
El elemento filtrante, según la invención, está
formado por lo menos de una capa plana, así como de una capa
plegada. La capa plegada comprende un medio filtrante, que está
formada entre los pliegues de los bordes de plegado. En el caso de
que el elemento filtrante esté configurado como filtro enrollado, es
suficiente una posición plana y una plegada, que se enrollan
alternativamente. En caso de que el elemento filtrante se ha
realizado como bloque, se deben apilar varias capas de filtro, una
encima de la otra (alternativamente plana y plegada).
Además, se deben prever medios para la
estanqueización del lado de entrada desde los lados de salida en
lugar de montaje. El lugar de montaje puede representar, por
ejemplo, una caja de filtro. Otra posibilidad es la utilización del
elemento filtrante en una tubería como filtro en línea. Los medios
para el montaje puede configurarse de diferente forma. Por ejemplo,
es imaginable un plegado fijo del elemento filtrante en el lugar de
montaje. Otra posibilidad es la configuración del elemento
filtrante como una unidad de intercambio, debiéndose colocar juntas
en el lugar de montaje o en el elemento filtrante, y separar el lado
de entrada y de salida.
Tanto las capas planas como las plegadas del
elemento filtrante, participan en el filtrado, es decir, están
formados de un medio filtrante. Para ello pueden emplearse, además,
medios filtrantes iguales o distintos. Además, por lo menos en el
interior del elemento filtrante, es decir, a una cierta distancia
del borde del elemento filtrante los canales están cerrados de tal
forma que en todos los tres lados de un canal de entrada se
encuentran contiguos canales de salida. De este modo, los tres
lados del correspondiente canal de flujo de entrada están activos
como filtros. Con ello se puede conseguir en relación a la
superficie filtro construido del medio filtrante la capacidad de
absorción de suciedad máxima.
Se mejora este efecto, además, gracias a que los
tres lados de los correspondientes canales se puede utilizar hasta
las esquinas formadas por los bordes de plegado del medio
filtrante. Esto se puede explicar con la sección transversal
triangular que conduce, como se ha descrito al principio, con capas
intermedias en forma de ondas a las ondas del medio filtrante, que
convergen tan en punta que ya no tiene lugar una corriente de
fluido medible. Mediante la sección transversal puesta a
disposición se minimiza al mismo tiempo la resistencia de flujo de
paso del elemento filtrante.
En el bordes del elemento filtrante, se puede
realizar sólo limitadamente la condición de que en el canal del lado
de flujo debe limitar un canal de salida de flujo. Esto radica en
que en la zona del borde del elemento filtrante se encuentran
canales de llegada, que no pueden presentar ningún canal contiguo de
salida sino el borde del elemento filtrante. Esta limitación se
debe aceptar debido a la geometría del elemento filtrante.
El elemento filtrante, como ya se ha descrito, se
puede llevar a una forma cilíndrica por el enrollado de las capas
de filtro o fabricarse mediante apilado de varias capas planas y
plegadas. El elemento filtrante cilíndrico no debe ser cilíndrico
circular. Son imaginables también otras formas, por ejemplo,
elípticas. En el apilado de las capas se pueden crear, junto a los
elementos filtrantes en forma de paralepípedo, también elementos
filtrantes escalonados con capas de filtro montadas escalonadas,
así como estructuras giradas espacialmente. Los elementos filtrantes
enrollados se pueden enrollar también de forma cónica, lo que
corresponde a un apilado escalonado con elementos filtrantes en
forma de paralepípedos. De este modo, se puede llenar casi
completamente cualquier sección transversal retrasada por
estructuras atravesando por el medio filtrante. Se consigue un
llenado óptimo del espacio constructivo que se dispone.
Según una configuración especial de la invención,
se han dispuesto los canales del elemento filtrante de tal manera
que cada seis elementos contiguos formen una sección transversal
hexagonal. Es decir, que los bordes plegados de dos bandas plegadas
están separadas por una banda plana, convergen en una línea. De
esta manera, la cantidad de material filtrante, que no se utiliza
para el filtrado se puede minimizar. Sin embargo, la condición de
que los canales de flujo del lado que llegan se unen exclusivamente
a los canales del lado de salida también se encuentra un
desplazamiento entre capas plegadas contiguas del elemento
filtrante. Para ello desemboca, sin embargo, aquel lado de los
canales de flujo de llegada que está formados por la capa intermedia
plana en cada dos canales del lado de salida, que están separados
por un canal plegado de la capa plegada.
Una configuración especial de la invención prevé
que los canales presenten una sección transversal de triángulos
equiláteros. En este caso, las ventajas ya descritas en el paso de
la unidad de filtro es cuando están más acentuadas. Sin embargo,
los pliegos de las capas plegadas también se juntan o se alejan más.
En estos casos se obtienen las ventajas de la densidad de
empaquetado del medio filtrante en relación al volumen
constructivo. La geometría exacta del empleo de filtro en relación
al ángulo de plegado de la capa plegada se determinará, por
consiguiente, según sea el caso de aplicación, para llegar a un
resultado óptimo.
El elemento filtrante puede estar dotado
ventajosamente de un marco de filtro, que se utiliza para el
montaje en una caja. En este marco de filtro se puede colocar, por
ejemplo, la junta, que garantiza una separación fiable entre el
lado de entrada y de salida del flujo. El marco del filtro
proporciona al elemento filtrante eventualmente una estabilidad
adicional y facilita el cambio del elemento filtrante.
El elemento filtrante puede presentar en las
superficies laterales, que se encuentran entre la superficie
frontal del lado de la corriente de entrada y de salida una capa de
cierre. Esto se puede utilizar para una junta adicional o formación
de canales de entrada o de salida en la zona marginal del elemento
de filtro. Puede estar formado el medio filtrante propiamente dicho
o por otro material, por ejemplo, una capa final impermeable al
fluido.
Un filtro, en el que se ha montado la unidad de
intercambio descrita, se pone asimismo expresamente bajo
protección.
Ésta y otras características de los
perfeccionamientos preferentes de la invención parten, además, de
las reivindicaciones también de la descripción y de los dibujos,
debiéndose realizar los diferentes características cada una de
ellas por separado o varias en forma de subcombinaciones en la forma
de relación de la invención y realizarse también en otros campos, y
pueden representar realizaciones ventajosas, así como capaces de
protegerse para las que se pide la protección.
Otros detalles de la invención se describen en el
dibujo mediante ejemplos de realización esquemáticos, en los que
muestran:
la figura 1, la construcción de un filtro en
línea, con el elemento filtrante cilíndrico como sección central
esquemática,
la figura 2, el detalle en perspectiva, de un
elemento filtrante realizado como bloque,
la figura 3, una muestra esquemática de plegado
de cinco capas, estando junta la capa plegada,
la figura 4, la muestra de plegado de siete capas
como detalle de un elemento filtrante enrollado cilíndrico, estando
las capas plegadas extendidas,
la figura 5, la vista esquemática en perspectiva
de un elemento filtrante realizado como bloque con marco de filtro
que está girado, y
la figura 6, la vista esquemática en perspectiva
de un elemento filtrante realizado escalonado.
Un filtro en línea, según la figura 1, presenta
una caja 10 con un bote que forma la caja 11 y una tapa 12. En la
tapa se ha formado una entrada 13 a través de la cual entra el
fluido a la caja de acuerdo con la flecha indicada, para circular a
través de una unidad de filtro 14 y sale por la salida 15. La unidad
de filtro 14 se ha fijado en una junta de separación 16 de la
caja.
La unidad de filtro 14 se ha realizado como
unidad enrollada y está representada esquemáticamente. Mediante
diversas capas 17, 18 se han formado los canales 19, a través de
los que circula el fluido a filtrar. Los canales se han sellado
alternativamente mediante cierres 20a, b de tal manera que el fluido
a filtrar durante la circulación por la unidad de filtro 14 debe
cambiar de canales. Las capas 17, 18 se han enrollado estancamente
alrededor de un núcleo 21, por ejemplo, con sección transversal
ovalada.
Para generar una separación fiable entre un lado
de entrada de flujo 22 y un lado de salida de flujo 23, se mantiene
la unidad de filtro en un marco de filtro 24. Éste se sujeta en la
junta de separación 16 de la caja.
Un detalle de un elemento filtrante apilado con
estructura en forma de paralepípedo se representa en la figura 2.
Este elemento presenta como sección transversal triángulos
equiláteros para los canales 19. El lado de entrada 22 y de salida
23 se han estanqueizado alternativamente por los cierres 20a, b de
tal manera que el fluido durante la circulación de la unidad
filtrante ha de tomar el recorrido indicado por las flechas.
El elemento filtrante está formado por la
disposición alternativa de capas planas 17 y capas plegadas 18. Con
ello se forman las paredes de los canales. Éstas se han dispuesto
de tal manera que un canal de llegada tiene tres canales de salida
contiguos y viceversa. De este modo se utiliza hasta el borde de
plegado propiamente dicho las superficies disponibles de material
filtrante para la filtración del fluido. La llamada rendija de
aplastamiento, que se origina al emplear capas intermedias
configuradas en forma de onda, se pueden evitar completamente de
esta manera.
En la figura 3 se reconoce una configuración
alternativa de las capas plegadas 18. Éstas se aplican en un ángulo
menor de 60º, de tal manera que es posible una densidad de
empaquetado mayor que la representada en el elemento de filtro de la
figura 2.
En la figura 4 se ensanchan los pliegues, de tal
manera que se originan ángulos mayores de 60º. En este caso se ha
representado un filtro enrollado. Se reconoce, además, que también
los bordes de plegado de las capas plegadas se encuentran en el
lado opuesto de la capa plana, se garantiza que los canales del
lado sin filtrar y del lado filtrado se alternan. Para ello se
desperdicia una superficie de filtrado ligeramente mayor que en el
ejemplo de la figura 2.
En la figura 5 se ha representado
esquemáticamente un filtro realizado como bloque. Éste presenta en
el lado de entrada 22 el marco de filtro 24, que facilita el
montaje en una caja no representada. Además, la unidad de filtro
representada está superpuesta, de tal manera que el lado de entrada
y el de salida del filtro no están alineados. En un filtro de esta
clase puede utilizarse un medio filtrante elástico. El elemento
filtrante está dotado de una capa de cierre 25 a su alrededor, que,
al mismo tiempo, forma un borde 26 de la unidad filtrante.
La figura 6 representa un ejemplo en el que las
capas 17, 18 están escalonadas. Para ello se origina una estructura
escalonada del filtro, lo que puede tener ventajas hidrodinámicas
en la construcción correspondiente en una caja de filtro no
representada. También este filtro esta dotado de una capa de cierre
25.
Claims (9)
1. Elemento filtrante para la entrada de flujo en
el lado frontal, comprendiendo:
- por lo menos una capa plana (17) y por lo menos
una capa plegada (18), estando dispuesta por lo menos una capa plana
con por lo menos una capa plegada alternativamente, formando canales
(19) con sección transversal triangular,
- cierres estancos (20a, b) cada uno de ellos de
un primer grupo de canales (19), por una parte, y cierres estancos
(20a, b) de los restantes, de canales (19) que no cuentan en el
grupo citado de un segundo grupo, por otra parte, de tal manera que
el fluido filtrante en el paso del elemento de filtro esté formado
por un lado de entrada (22) por un lado frontal del elemento
filtrante, hasta un lado de salida (23) formado por su otro lado
frontal, tiene que pasar por una de las citadas capas (17, 18) que
se han previsto para el filtrado del fluido,
- medios para estanqueizar el lado de entrada
(22) desde el lado de salida (23) en el lugar de montaje del
elemento de filtro,
caracterizado porque
- tanto por lo menos una capa plana (17) como
también por lo menos otra capa plegada (18) están formadas por
medios filtrantes permeables,
- en cada uno de los canales que forman la
sección transversal triangular los canales del primer grupo están
separados del borde (26) del elemento filtrante, un canal del
segundo grupo es contiguo, de tal manera que la superficie completa
de los canales del primer grupo pueden ser atravesados por el fluido
excepto los bordes de plegado de los canales.
2. Elemento filtrante, según la reivindicación 1,
caracterizado porque éste presenta una forma esencialmente
cilíndrica y está fabricado por el enrollado alternativo de por lo
menos una capa plegada (18) y una capa plana (17).
3. Elemento filtrante, según la reivindicación 1,
caracterizado porque éste está fabricado por un apilado
alternativo de varias capas planas (17) y capas plegadas (18).
4. Elemento filtrante, según la reivindicación 3,
caracterizado porque los canales (19) están dispuestos de
tal manera que cada seis de ellos contiguos juntos forman una
sección transversal hexagonal.
5. Elemento filtrante, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los
canales (19) presentan una sección de triángulos equiláteros.
6. Elemento filtrante, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque las
diferentes capas están dispuestas escalonadas.
7. Elemento filtrante, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque éste
presenta un marco filtrante (24) para el montaje en una caja
(10).
8. Elemento filtrante, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque éste, en
las dos superficies laterales que unen las superficies frontales,
presenta una capa de cierre (25).
9. Filtro, que comprende una caja (10) con una
entrada (13) y una salida (15) para el medio a filtrar,
caracterizado porque en éste se ha montado un elemento
filtrante según una de las anteriores reivindicaciones.
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