ES2241633T3 - Dispositivo de filtrado para el microfiltrado de aceite. - Google Patents
Dispositivo de filtrado para el microfiltrado de aceite.Info
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Abstract
Dispositivo (1) de filtrado para el microfiltrado de aceite, en particular para el uso en motores, transmisiones automáticas y aplicaciones hidráulicas, comprendiendo el dispositivo de filtrado: - un cartucho (10) filtrante tubular, a través del cual puede fluir un medio en la dirección transversal y que es microporoso, con extremos abiertos; - un alojamiento (2, 4) de filtro que encierra una cámara (7, 21) de filtro en la que se aloja o puede alojarse el cartucho (10) filtrante de una manera tal que la cámara (7) de filtro se divide en un primer espacio (7), que se encuentra fuera del cartucho (10) filtrante, y un segundo espacio (21), que se encuentra dentro del cartucho (10) filtrante, espacios (7, 21) que se encuentran el uno en comunicación con el otro a través de una pared (11) tubular, que actúa como un filtro, del cartucho filtrante; estando el alojamiento (2, 4) de filtro dotado de un primer elemento (8) final de cierre y de un segundo elemento (9) final de cierre; y estando el alojamiento de filtro dotado de un medio (19) de sujeción para inmovilizar el cartucho (10) filtrante entre los elementos (8, 9) finales de cierre bajo una pretensión, estando al menos uno de los elementos (8, 9) finales de cierre dotado, en su superficie que está orientada hacia la respectiva pared (18) de fondo del cartucho (10) filtrante, de al menos un saliente (17) que se extiende en la dirección circunferencial transversal del cartucho filtrante sin interrupción y en forma de anillo continuo a lo largo de dicho elemento final de cierre.
Description
Dispositivo de filtrado para el microfiltrado de
aceite.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de filtrado para el microfiltrado de aceite, dispositivo de filtrado
que está de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
A partir del documento
EP-A-678.318 se conoce un
dispositivo de filtrado según el preámbulo de la reivindicación 1.
Esta publicación da a conocer un cartucho (12) filtrante tubular,
una cámara de filtro encerrada por un alojamiento de filtro, unos
primer y segundo elementos (15, 16) de cierre que tienen cada uno un
saliente (38) que penetra en el cartucho filtrante, y un medio de
sujeción para inmovilizar bajo una pretensión el cartucho filtrante
entre los primer y segundo elementos de cierre. El medio de sujeción
del documento EP-A-678.318 comprende
una varilla (21) de unión que se extiende a través del cartucho
(12) filtrante y se acopla en ambos elementos (15, 16) finales de
cierre a fin de inmovilizar el cartucho filtrante entre los
mismos.
A partir de la patente alemana
DE-3.421.399 C2 se conoce un dispositivo de filtrado
de naturaleza similar, pero sin dichos salientes. La estructura que
se conoce a partir de esta patente utiliza un tornillo de fijación
que pretensa los dos elementos finales de cierre el uno hacia el
otro y por tanto inmoviliza el cartucho filtrante tubular entre los
elementos finales de cierre.
También se conocen otros diseños, por ejemplo,
diseños en los que las paredes de fondo del alojamiento de filtro
también son los elementos finales de cierre para cerrar las paredes
de fondo del cartucho filtrante, en cuyo caso una pared de fondo es
una pared de fondo fija y la otra pared de fondo es una tapa roscada
que puede, a fin de que pueda cambiarse el cartucho filtrante,
desenroscarse del alojamiento y luego enroscarse de nuevo en el
alojamiento. Como consecuencia del apriete de esta tapa roscada en
un grado suficiente, el cartucho filtrante queda inmovilizado
entonces entre las paredes de fondo del alojamiento de filtro, que
actúan como elementos finales de cierre.
En la práctica, sin embargo, se ha encontrado que
los dispositivos de filtrado de esta naturaleza todavía permiten que
pase algo de suciedad a su través. El solicitante ha establecido que
esta "falta de estanqueidad" es atribuible a leves cambios de
longitud que experimenta el cartucho filtrante cuando la instalación
en la que está instalado el filtro se enciende y apaga.
Específicamente, el solicitante ha descubierto lo siguiente:
Durante el funcionamiento, el aceite que ha de
limpiarse en el filtro se suministra al exterior del cartucho
filtrante a alta presión. Bajo la influencia de la alta presión, el
aceite pasará entonces a través del cartucho filtrante y, en el
proceso, se eliminarán los contaminantes. En los cartuchos
filtrantes de esta naturaleza, generalmente se emplean como material
filtrante materiales parecidos al papel, materiales parecidos al
fieltro y también materiales de fibra de vidrio, en particular para
microfiltros. En vista de la alta presión, estos cartuchos
filtrantes normalmente se sostienen en el interior del tubo, si la
presión externa es mayor que la presión interna, o en el exterior
del tubo, si la presión interna es mayor que la presión externa. El
material filtrante relativamente deformable se comprimirá entonces
bajo la influencia de la alta presión y
provocará que la longitud del cartucho filtrante aumente ligeramente. Cuando la instalación en la que está instalado el dispositivo de filtrado se apague entonces, y por tanto la presión del aceite disminuya de nuevo a una baja presión o a cero, este material filtrante volverá a expandirse en la dirección transversal y la longitud del cartucho filtrante se reducirá ligeramente. Por consiguiente, en este estado, se forma una pequeña separación entre la pared de fondo del cartucho filtrante y el respectivo elemento final de cierre. Cuando la instalación en la que está instalado el filtro se enciende entonces otra vez y el aceite se pone de nuevo en marcha, con el resultado de que la presión aumenta de nuevo, habrá inicialmente un momento en el que los contaminantes se verán forzados a pasar por esta separación desde un lado del filtro al otro lado del filtro. Aunque este fenómeno es sólo transitorio, no obstante representa un defecto no insignificante del dispositivo de filtrado que, de medio a largo plazo, da lugar a daños en la instalación en la que está instalado el dispositivo de filtrado.
provocará que la longitud del cartucho filtrante aumente ligeramente. Cuando la instalación en la que está instalado el dispositivo de filtrado se apague entonces, y por tanto la presión del aceite disminuya de nuevo a una baja presión o a cero, este material filtrante volverá a expandirse en la dirección transversal y la longitud del cartucho filtrante se reducirá ligeramente. Por consiguiente, en este estado, se forma una pequeña separación entre la pared de fondo del cartucho filtrante y el respectivo elemento final de cierre. Cuando la instalación en la que está instalado el filtro se enciende entonces otra vez y el aceite se pone de nuevo en marcha, con el resultado de que la presión aumenta de nuevo, habrá inicialmente un momento en el que los contaminantes se verán forzados a pasar por esta separación desde un lado del filtro al otro lado del filtro. Aunque este fenómeno es sólo transitorio, no obstante representa un defecto no insignificante del dispositivo de filtrado que, de medio a largo plazo, da lugar a daños en la instalación en la que está instalado el dispositivo de filtrado.
Ahora que se ha detectado la causa de este viejo
problema, el objeto de la presente invención es proporcionar un
dispositivo de filtrado del tipo mencionado en la introducción en el
que la "falta de estanqueidad" por la separación entre la pared
de fondo del cartucho filtrante y un elemento final de cierre
asociado se evite o al menos se reduzca. Según la presente
invención, el problema que ha sido identificado por el solicitante
se resuelve proporcionando un dispositivo de filtrado según la
reivindicación 1.
Según la invención, el problema que ha sido
identificado por el solicitante se solventa por el hecho de que al
menos uno, preferiblemente ambos, de los elementos finales de cierre
está/n dotado/s, en su/s superficie/s orientada/s hacia la
respectiva pared de fondo del cartucho filtrante, de al menos un
saliente que se extiende en la dirección circunferencial transversal
del cartucho filtrante. Bajo la influencia del medio de sujeción,
los salientes de esta naturaleza se presionan contra la pared de
fondo del cartucho filtrante e interrumpen espaciosa separación que
puede formarse cuando el dispositivo de filtrado deja de funcionar,
o al menos cuando se elimina la presión del aceite. Resultará
evidente que esta medida impide que los contaminantes finos se vean
forzados a pasar por espaciosa separación cuando se enciende la
instalación. Puesto que la presión sobre el cartucho filtrante
desciende cuando la instalación se apaga, el cartucho filtrante
además también tenderá a expandirse ligeramente en la dirección
transversal, en cuyo caso, si los salientes ya se han replegado
levemente con respecto a las paredes de fondo del cartucho
filtrante, todavía será capaz de juntar estos salientes bajo la
influencia de la reducción de longitud del cartucho filtrante. Sin
embargo, debería indicarse que, incluso en el caso de que el
saliente que se ha presionado adentro de la pared de fondo del
cartucho filtrante se separe levemente de la pared de fondo y que el
material filtrante ya no se apoye totalmente en el saliente,
espaciosa separación que se forma cuando se elimina la presión del
aceite rodeará en cualquier caso el saliente en la ubicación del
saliente, y ya sólo este hecho dificultará que se fuerce suciedad a
pasar por la separación.
El problema que ha identificado el solicitante se
resuelve además por el hecho de que el medio de sujeción comprende
un muelle que actúa con pretensión sobre uno de los elementos
finales de cierre de una manera tal que este elemento de cierre
sigue la pared de fondo a la que se junta en el caso de expansión
longitudinal y/o contracción longitudinal del cartucho filtrante.
Por tanto, resulta posible garantizar que los dos elementos de
cierre seguirán apoyándose de manera estanca en las paredes de fondo
en todo momento bajo la acción del muelle pretensado.
Para interrumpir la separación a lo largo de la
totalidad de la pared de fondo, resulta ventajoso según la invención
si el al menos un saliente se extiende sin interrupción y en forma
de anillo continuo por todo dicho elemento final de cierre.
Para permitir que el saliente se presione adentro
de la pared de fondo del cartucho filtrante con relativa facilidad,
resulta ventajoso según la invención si dicho al menos un saliente
termina en un borde puntiagudo que esté orientado hacia la
respectiva pared de fondo del cartucho filtrante. En este caso,
resulta particularmente ventajoso si este borde puntiagudo se diseña
como un borde afilado, como un borde cortante, por ejemplo.
Para garantizar que el al menos un saliente sigue
extendido totalmente hasta la pared de fondo del cartucho filtrante
en todo momento, resulta ventajoso según la invención si la altura
del al menos un saliente, en la dirección longitudinal del cartucho
filtrante, es mayor que un cambio de longitud predeterminado que
sufrirá el cartucho filtrante a una presión máxima de funcionamiento
predeterminada del aceite.
Según una realización ventajosa de la invención,
el muelle es un muelle de compresión que está alojado, con una
pretensión, entre, por una parte, aquel lado de dicho elemento final
de cierre que no está orientado hacia el cartucho filtrante y, por
otra parte, la pared del alojamiento de filtro.
Según una realización ventajosa de la invención,
en este caso, la pretensión del muelle es de al menos 2942 N/m (3
Kg/cm), preferiblemente al menos 4903 N/m (5 Kg/cm), y como máximo
8826 N/m
(9 Kg/cm), preferiblemente como máximo 6865 N/m (7 Kg/cm).
(9 Kg/cm), preferiblemente como máximo 6865 N/m (7 Kg/cm).
Según la invención, resulta ventajoso si los
elementos finales de cierre se dotan, en su lado que está orientado
hacia el cartucho filtrante, de un tapón obturador que puede
encajarse ajustadamente en el interior del cartucho filtrante. Esto,
por una parte, garantiza que el cartucho filtrante queda bien fijado
en la cámara del alojamiento de filtro y, por otra parte,
proporciona otro cierre hermético adicional entre la pared interior
del cartucho filtrante y el tapón obturador en la ubicación de los
extremos abiertos.
Según una realización ventajosa adicional de la
invención, el cartucho filtrante comprende un núcleo perforado de
bobinado con papel, en particular papel de filtro, enrollado en el
mismo.
La presente invención se explicará más
detalladamente en el siguiente texto con referencia a una
realización a modo de ejemplo que se representa en el dibujo, en el
que:
La figura 1 muestra una vista esquemática en
sección longitudinal de un dispositivo de filtrado según la
invención; y
la figura 2 muestra una vista en perspectiva de
un elemento final de cierre para un dispositivo de filtrado según la
invención.
El dispositivo 1 de filtrado según la invención
comprende un alojamiento de filtro que está formado por una placa 2
inferior, un placa 3 superior y una
pared 4 cilíndrica que está situada entre estas dos placas. La placa 2 inferior y la placa 3 superior está sujetas a la pared 4 cilíndrica por medio de tornillos, que se representan esquemáticamente mediante unos ejes 5. Para garantizar que haya un cierre hermético entre la placa 2 inferior y la pared 4 cilíndrica y entre la placa 3 superior y la pared 4 cilíndrica, se proporcionan unas juntas 6 de estanqueidad con forma de O.
pared 4 cilíndrica que está situada entre estas dos placas. La placa 2 inferior y la placa 3 superior está sujetas a la pared 4 cilíndrica por medio de tornillos, que se representan esquemáticamente mediante unos ejes 5. Para garantizar que haya un cierre hermético entre la placa 2 inferior y la pared 4 cilíndrica y entre la placa 3 superior y la pared 4 cilíndrica, se proporcionan unas juntas 6 de estanqueidad con forma de O.
Dentro del alojamiento, existe un elemento 8
final de cierre primero o inferior, que está montado fijamente, por
medio de un perno banjo perforado del todo dotado dos juntas de
estanqueidad, en la placa 2 inferior, y un elemento 9 final de
cierre segundo o superior. Entre los elementos 8 y 9 finales de
cierre existe un cartucho 10 filtrante. El cartucho 10 filtrante
comprende papel 11 de filtro que está enrollado en un núcleo 12 de
bobinado y puede comprender un número muy grande de finas capas de
papel. El núcleo 12 de bobinado está dotado de perforaciones 13.
A través de una abertura 27 de alimentación, se
suministra aceite a alta presión y luego, como consecuencia de una
separación 20 entre el lado inferior del elemento 8 final de cierre
y la placa 2, pasa a un primer espacio 7 que se encuentra fuera del
cartucho 10 filtrante de la cámara de filtro. A continuación, como
consecuencia de la alta presión, este aceite se presiona en la
dirección radial, de fuera hacia dentro, a través de las capas
enrolladas de papel 11 de filtro, a fin de llegar al interior del
cartucho 10 filtrante a través de las perforaciones 13, interior que
forma el segundo espacio 21, que se encuentra dentro del cartucho
filtrante, de la cámara de filtro. Desde este segundo espacio 21, el
aceite filtrado puede entonces descargarse desde el dispositivo de
filtrado a través de un conducto 14 de salida.
Para poder centrar el cartucho 10 filtrante entre
los elementos 8 y 9 finales de cierre y para poder sellar estos
elementos 8 y 9 finales de cierre sobre la pared interior del núcleo
12 de bobinado, los elementos 8 y 9 finales de cierre están dotados
de unos tapones 15 y 16 obturadores, los cuales pueden encajarse
ajustadamente en el interior del cartucho 10 filtrante.
Los dos elementos 8 y 9 finales de cierre que,
aparte de la abertura de paso para el conducto 14 de salida en el
elemento 8 final de cierre, tienen un diseño sustancialmente
idéntico, tienen cada uno tres salientes 17 que sobresalen en el
sentido de la respectiva pared de fondo del cartucho filtrante y se
extienden ininterrumpidamente en forma de anillo continuo por todo
el respectivo elemento final de cierre. Tal como puede observarse en
la figura 1, estos salientes 17 están diseñados con un borde
puntiagudo, como si estuviese afilado, que está orientado adentro y
hacia la respectiva pared de fondo del cartucho filtrante. Este
borde puntiagudo ayuda a los salientes 17 a penetrar adentro del
relativamente blando material fil-
trante.
trante.
Si entre un elemento 8 y/o 9 final de cierre y la
respectiva pared 18 de fondo del material 11 filtrante se formase
una pequeña separación radial, los salientes 17, que sobresalen
básicamente en la dirección radial, formarán un obstáculo en la
separación radial y por tanto dificultarán el paso de contaminantes
por dicha separación radial.
Además, el alojamiento de filtro contiene un
muelle 19 de compresión que actúa entre la placa 3 superior, por una
parte, y el elemento 9 final de cierre superior, por la otra, y
presiona el elemento 9 final de cierre contra la pared 18 de fondo
superior del material 11 filtrante con una pretensión de entre 5
a
7 Kg/cm, con el resultado de que la pared 18 de fondo inferior de este material 11 filtrante se ve presionada contra el elemento 8 de cierre inferior. Resultará evidente que si entonces el material 11 filtrante se expande o contrae en la dirección A axial, el cierre hermético proporcionado por los elementos 8 y 9 de cierre se mantendrá como consecuencia del muelle 19. Si se utiliza un muelle pretensado, tal como el muelle 19 de compresión, la acción de cierre hermético de los elementos 8 y 9 finales de cierre sobre las paredes 18 de fondo del material filtrante se ve mejorada por el uso de los salientes 17, que también podrían emplearse independientemente de un muelle pretensado de esta naturaleza a fin de mejorar el cierre hermético.
7 Kg/cm, con el resultado de que la pared 18 de fondo inferior de este material 11 filtrante se ve presionada contra el elemento 8 de cierre inferior. Resultará evidente que si entonces el material 11 filtrante se expande o contrae en la dirección A axial, el cierre hermético proporcionado por los elementos 8 y 9 de cierre se mantendrá como consecuencia del muelle 19. Si se utiliza un muelle pretensado, tal como el muelle 19 de compresión, la acción de cierre hermético de los elementos 8 y 9 finales de cierre sobre las paredes 18 de fondo del material filtrante se ve mejorada por el uso de los salientes 17, que también podrían emplearse independientemente de un muelle pretensado de esta naturaleza a fin de mejorar el cierre hermético.
El cartucho filtrante puede cambiarse
desatornillando los tornillos o pernos 5 con los que se sujeta la
placa 3 superior y quitando luego esta placa 3 superior.
El dispositivo de filtrado según la invención
puede utilizarse, entre otras cosas, como un denominado filtro de
flujo lateral en un dispositivo de filtrado de aceite para motores,
tal como motores diesel, lpg (liquefied petroleum gas -gas de
petróleo licuado-), o de gasolina, transmisiones automáticas y
aplicaciones hidráulicas.
Claims (10)
1. Dispositivo (1) de filtrado para el
microfiltrado de aceite, en particular para el uso en motores,
transmisiones automáticas y aplicaciones hidráulicas, comprendiendo
el dispositivo de filtrado:
- un cartucho (10) filtrante tubular, a través
del cual puede fluir un medio en la dirección transversal y que es
microporoso, con extremos abiertos;
- un alojamiento (2, 4) de filtro que encierra
una cámara (7, 21) de filtro en la que se aloja o puede alojarse el
cartucho (10) filtrante de una manera tal que la cámara (7) de
filtro se divide en un primer espacio (7), que se encuentra fuera
del cartucho (10) filtrante, y un segundo espacio (21), que se
encuentra dentro del cartucho (10) filtrante, espacios (7, 21) que
se encuentran el uno en comunicación con el otro a través de una
pared (11) tubular, que actúa como un filtro, del cartucho
filtrante;
estando el alojamiento (2, 4) de filtro dotado de
un primer elemento (8) final de cierre y de un segundo elemento (9)
final de cierre; y estando el alojamiento de filtro dotado de un
medio (19) de sujeción para inmovilizar el cartucho (10) filtrante
entre los elementos (8, 9) finales de cierre bajo una
pretensión,
estando al menos uno de los elementos (8, 9)
finales de cierre dotado, en su superficie que está orientada hacia
la respectiva pared (18) de fondo del cartucho (10) filtrante, de al
menos un saliente (17) que se extiende en la dirección
circunferencial transversal del cartucho filtrante sin interrupción
y en forma de anillo continuo a lo largo de dicho elemento final de
cierre,
caracterizado porque los elementos (8, 9)
finales de cierre cierran los extremos abiertos del cartucho (10)
filtrante y se solapan a las paredes (18) de fondo del cartucho (10)
filtrante, y porque el medio (19) de sujeción comprende un muelle
que actúa con una pretensión sobre uno de los elementos (8, 9)
finales de cierre de una manera tal que este elemento (8, 9) de
cierre sigue la pared (18) de fondo, con la que colinda, en el caso
de una expansión longitudinal y/o una contracción longitudinal del
cartucho (10) filtrante.
2. Dispositivo de filtrado según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el cartucho
filtrante comprende un núcleo perforado de bobinado con papel, en
particular papel de filtro, enrollado en el mismo.
3. Dispositivo de filtrado según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el saliente (17)
se proporciona en una zona plana vecina.
4. Dispositivo (1) de filtrado según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
dicho al menos un saliente (17) acaba en un borde puntiagudo que
está dirigido hacia la respectiva pared (18) de fondo del cartucho
(10) filtrante.
5. Dispositivo de filtrado según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el muelle
(19) es un muelle de compresión que está alojado, con pretensiones
compresivas, entre, por una parte, aquel lado de dicho elemento (8,
9) final de cierre que no está orientado hacia el cartucho filtrante
y, por otra parte, la pared (3) del alojamiento de filtro.
6. Dispositivo de filtrado según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
pretensión del muelle (19) asciende a al menos 2942 N/m (3 Kg/cm),
preferiblemente al menos 4903 N/m (5 Kg/cm), y como máximo 8826 N/m
(9 Kg/cm), preferiblemente como máximo 6865 N/m (7 Kg/cm).
7. Dispositivo de filtrado según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
elementos (8, 9) finales de cierre están dotados, en su lado que
está orientado hacia el cartucho (10) filtrante, de un tapón (15)
obturador que puede encajarse ajustadamente en el interior del
cartucho filtrante.
8. Dispositivo de filtrado según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
ambos elementos (8, 9) finales de cierre están
dotados, en su superficie que está orientada hacia la respectiva
pared (18) de fondo del cartucho (10) filtrante, de al menos un
saliente (17) que se extiende en la dirección circunferencial
transversal del cartucho filtrante sin interrupción y en forma de
anillo continuo a lo largo de dicho elemento final de cierre.
9. Motor, en particular un motor diesel,
transmisión automática o aplicación hidráulica, dotado de un
dispositivo de filtrado según una de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Sistema hidráulico dotado de un dispositivo
de filtrado según una de las reivindicaciones 1.
Applications Claiming Priority (2)
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