ES2275757T3 - Sistema de filtro. - Google Patents
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Abstract
Filtro que comprende; (a) un paquete de medios que presenta un primer y un segundo extremos opuestos; definiendo dicho paquete de medios un volumen abierto; (b) un primer tapón terminal en dicho primer extremo de dicho paquete de medios; presentando dicho primer tapón terminal una abertura en comunicación fluida con dicho volumen abierto; (i) comprendiendo dicho primer tapón terminal una zona radial de cierre; la zona radial de cierre comprende poliuretano espumado comprimible; (c) un segundo tapón terminal en dicho segundo extremo de dicho paquete de medios; presentando dicho segundo tapón terminal una zona central; (i) encontrándose dicha zona central del segundo tapón terminal circunscrita por dicho paquete de medios; (ii) comprendiendo dicha zona central del segundo tapón terminal una pared con un segmento saliente; (A) sobresaliendo dicho segmento saliente en dicho volumen abierto de dicho segundo extremo de dicho paquete de medios; y (B) sobresaliendo dicho segmento saliente en dichovolumen abierto de dicho segundo extremo de dicho paquete de medios una distancia axial de por lo menos 6 mm; (iii) comprendiendo dicha zona central del segundo tapón terminal un elemento central saliente que sobresale axialmente hacia fuera.
Description
Sistema de filtro.
La presente invención se refiere a filtros y a
depuradores de aire relacionados. Se refiere particularmente a
filtros y depuradores de aire destinados a sistemas de toma de aire
de motores de combustión y/o sistemas compresores de aire. En una
aplicación habitual, el depurador de aire se utilizará junto con el
sistema de toma de aire en equipos tales como maquinaria para todo
terreno (tractores oruga; camiones de carga; cargadoras de ruedas;
colocadores de tuberías; excavadoras; manipuladores de materiales;
excavadoras de ruedas; palas cargadoras frontales; máquinas
forestales; tractores forestales arrastradores; apisonadoras de
tambor (tierra o asfalto); pisones neumáticos; asfaltadores;
estabilizadores de terrenos; aplanadoras en frío; remolques con
sistema de precámara (VFS); cargadoras de ruedas; manipuladores
telescópicos; tractores portaherramientas integrados; tractores de
ruedas; compactadoras de basura; compactadoras de suelos;
retroexcavadoras; camiones articulados; camiones y tractores para
todo terreno; máquinas escarbadoras; motoniveladoras; tractores
forestales de ruedas; y grupos electrógenos), maquinaria agrícola
(tractores, máquinas combinadas), o maquinaria minera (equipos
transportadores minerales). La invención se refiere también a
métodos de instalación de filtros.
En general, los vehículos para maquinarias u
otros equipos que funcionan con motores de combustión interna
requieren sistemas de filtración en las tomas de aire del motor.
Dichas instalaciones de filtros de aire, a las que normalmente se
hace referencia con el nombre de "depurador de aire", se
disponen generalmente para separar el polvo y los otros
componentes del aire a medida que se va introduciendo en el motor.
Los depuradores de aire comprenden habitualmente una disposición
con un bastidor y un filtro de recambio. Normalmente los
depuradores de aire se diseñan de tal modo que se pueden extraer y
sustituir los filtros.
Los sistemas compresores de aire comprenden
habitualmente dos líneas de aire que requieren filtración: la toma
de aire del motor y la toma de aire del depósito de aire
comprimido. Los depuradores de aire resultan aconsejables también
en dichos sistemas.
En general, se ha pretendido alcanzar una mejora
en los depuradores de aire destinados a dichos sistemas.
Se describe un filtro que comprende un paquete
de medios cilíndricos que definen un volumen central abierto y un
eje longitudinal; un primer tapón terminal que comprende una
abertura central que se encuentra en comunicación fluida con el
volumen central abierto; y un segundo tapón terminal cerrado que
presenta una zona central que cierra un extremo del volumen abierto
central del paquete de medios. En las construcciones preferidas, el
tapón terminal cerrado comprende un saliente que se extiende
axialmente hacia el exterior del mismo y se dispone en una posición
que intersecta con el eje longitudinal.
Se proporciona asimismo una tapa posterior para
el depurador de aire. La tapa posterior puede comprender una cara
interior que comprende un saliente central en la misma.
Preferentemente, el saliente central comprende una pared que
comprende un perímetro externo que define un poliedro regular que
presenta por lo menos cinco caras.
Se proporciona un depurador de aire que
comprende un filtro cilíndrico que presenta un primer tapón
terminal abierto, un segundo tapón terminal cerrado y un paquete de
medios que se extiende entre los mismos. El primer tapón terminal
define una zona radial de cierre. El segundo tapón terminal cerrado
presenta una zona central que comprende una parte circular
ranurada. El depurador comprende también una tapa posterior. La
tapa posterior comprende una cara interior que comprende un
saliente central en la misma. El saliente central presenta un
tamaño y una forma destinada a acoplarse con la parte ranurada del
segundo tapón terminal cerrado, cuando el filtro se encuentra
instalado de un modo funcional en la tapa posterior.
Los métodos de instalación de un filtro en un
depurador de aire utilizarán preferentemente las construcciones tal
como se describen en la presente memoria.
La Figura 1 es una vista esquemática lateral en
alzado, parcialmente fragmentada de un depurador de aire instalado
en un conducto de circulación de aire de un sistema de toma de
aire.
La Figura 2 es una vista posterior del depurador
de aire de la Figura 1, pero sin el conducto de circulación de
aire y el soporte.
La Figura 3 es una vista lateral en alzado,
fragmentada y ampliada del depurador de aire que se ilustra en la
Figura 1.
La Figura 4 es una vista en perspectiva de un
filtro primario utilizable en el depurador de aire ilustrado en las
Figuras 1 a 3.
La Figura 5 es una vista posterior en alzado del
filtro ilustrado en la Figura 4.
La Figura 6 es una vista posterior en alzado del
filtro ilustrado en la Figura 4, y que muestra el extremo opuesto
tal como se ilustra en la Figura 5.
La Figura 7 es una vista transversal del filtro
primario ilustrado en las Figuras 4 a 6, tomándose la sección
transversal a lo largo de la línea 7 - 7 de la Figura 6.
La Figura 8 es una vista transversal ampliada
del elemento de cierre del tapón terminal del filtro primario
ilustrado en las Figuras 4 a 7.
La Figura 9 es una vista transversal del
depurador de aire que ilustra el elemento primario y el elemento de
seguridad instalados de un modo funcional en el bastidor del
depurador de aire.
La Figura 10 es una vista en sección transversal
fragmentada que ilustra la cubierta del bastidor alineada con el
extremo del filtro primario.
La Figura 11 es una vista en perspectiva de la
zona externa de la tapa posterior del depurador de aire.
La Figura 12 es una vista en perspectiva de la
parte interior de la tapa posterior del depurador de aire.
La Figura 13 es una vista superior en planta de
la tapa posterior que se ilustra en la Figura 12.
La Figura 14 es una vista inferior en planta de
la tapa posterior que se ilustra en las Figuras 12 y 13.
La Figura 15 es una vista en sección transversal
de la tapa posterior que se ilustra en las Figuras 11 a 14,
habiéndose tomado la sección transversal a lo largo de la línea 15
- 15 de la Figura 14.
La Figura 16 es una vista en perspectiva del
elemento de seguridad.
La Figura 17 es una vista lateral en alzado del
elemento de seguridad ilustrado en la Figura 16.
La Figura 18 es una vista posterior en alzado
del elemento de seguridad ilustrado en la Figura 16.
La Figura 19 es una vista en sección transversal
del elemento de seguridad que se ilustra en las Figuras 16 a 18,
habiéndose tomado la sección transversal a lo largo de la línea 19
- 19 de la Figura 18.
La Figura 20 es una vista en sección transversal
fragmentada que ilustra el elemento primario y el elemento de
seguridad encontrándose alineados, durante la instalación del
elemento primario en el depurador de aire.
La Figura 21 es una vista en sección transversal
fragmentada que ilustra el elemento de seguridad y el elemento
primario encontrándose en una alineación adecuada entre sí.
En general, los sistemas de filtración de aire
para equipos tales como equipos todo terreno, equipos agrícolas,
equipos mineros y en contraposición a los de los camiones de
carretera, comprenden por lo menos un filtro desmontable y
reemplazable instalado en el interior de un bastidor de un
depurador de aire instalado. En muchos sistemas se utilizan dos
filtros, siendo ambos desmontables y reemplazables, con un primer
filtro dispuesto contracorriente o elemento primario, y un segundo
filtro dispuesto corriente abajo, elemento secundario o de
seguridad.
En la Figura 1 se ilustran determinadas
características externas de un sistema o instalación depuradora de
aire típica. Haciendo referencia a la Figura 1, la referencia
numérica 1 señala el depurador de aire. El depurador de aire 1
comprende un bastidor 3 instalado, por ejemplo, mediante un
soporte 4 a un elemento de armazón 5 del equipo adecuado. El equipo
comprenderá habitualmente un vehículo tal como un camión, un equipo
de todo terreno para la construcción, un tractor o un vehículo
similar; o un grupo electrógeno fijo o un compresor de aire.
El bastidor 3 de un depurador de aire 1 típico
generalmente se encuentra definido por dos secciones o segmentos
primarios: es decir, el cuerpo principal 8, y una utilidad
desmontable o tapa de acceso 9. La tapa de acceso 9 permite acceder
al interior del cuerpo principal 8 para realizar el mantenimiento.
En el caso de un depurador de aire 1 de tipo general como el
ilustrado en la Figura 1, el mantenimiento generalmente implica
desmontar y extraer del bastidor 3 por lo menos un filtro alojado
en el interior, tanto para su reacondicionamiento como para su
sustitución.
El bastidor 3 del depurador de aire 1 descrito
comprende una pared externa 11, una entrada de aire 12 y una salida
de aire 13. En la forma de realización preferida que se ilustra, la
entrada 12 y la salida 13 se encuentran en el cuerpo principal 8.
En su utilización habitual, el aire ambiente o sin filtrar entra en
el depurador de aire 1 a través de la entrada 12. En el interior
del depurador de aire 1, el aire pasa a través del dispositivo de
filtración, descrito posteriormente, a fin de obtener un nivel
adecuado de eliminación de partículas. El aire filtrado a
continuación pasa al exterior desde el depurador de aire 1 a través
de la salida 13, y se dirige, mediante las tuberías o conductos
apropiados, a una entrada o toma de aire destinada al motor o
compresor u otro sistema asociado.
El depurador de aire particular 1 descrito
presenta una pared externa 11 que define una configuración en forma
de tambor o generalmente cilíndrica. En dicha configuración
general, la salida 13 se puede describir como una salida axial, ya
que generalmente se extiende en la dirección del eje 15 y lo
circunscribe. El eje 15 es un eje central longitudinal definido por
un elemento primario 25 alojado internamente, tal como se describe
posteriormente.
Se ha de señalar que el depurador de aire
particular 1 descrito en la Figura 1, tal como se observa en la
vista posterior de la Figura 2, presenta de algún modo una forma
alargada, con lados rectos entre los extremos y forma circular en
cada extremo, es decir, ligeramente "ovalizada" a partir de
la cilíndrica. Dichas configuraciones resultan muy conocidas así
como los bastidores que son más perfectamente cilíndricos. En la
presente memoria se hará referencia a ambos tipos como
"generalmente cilíndrico".
La tapa de acceso 9 generalmente encaja con el
extremo abierto 19 del cuerpo 8. En la disposición particular que
se ilustra, se fija la tapa de acceso 9 en el extremo 19 mediante
pestillos 20.
Debido a que la disposición particular 1
ilustrada es ligeramente ovalizada, resulta aconsejable garantizar
una alineación adecuada entre la tapa posterior 9 y el resto del
cuerpo del bastidor 8. Se puede obtener una alineación radial
adecuada acoplando la entalladura 20a (Figuras 11 a 13) de la tapa
9 con un saliente del cuerpo del bastidor
8.
8.
El depurador de aire particular 1 descrito se
presenta instalado en una configuración horizontal de un modo
general, es decir, con el eje 15 extendiéndose de un modo general
en horizontal (suponiendo que el equipo se dispone a nivel del
suelo y con la sección del armazón 5 extendiéndose de un modo
general en paralelo al suelo). Sin embargo, se admite que los
depuradores de aire 1 del tipo descrito se pueden utilizar con
otras orientaciones.
En la Figura 3 se ilustran las partes del
montaje 1 de modo fragmentado, a fin de poder visualizar con
detalle su interior. Haciendo referencia a la Figura 3, se puede
observar que el cuerpo 8, junto con las partes laterales 20 de la
tapa 9, define una zona interior 22 del depurador de aire 1. En el
interior 22, en el caso del depurador de aire particular 1
descrito, se dispone un filtro de aire 23, a través del que se
dirige el aire durante su utilización. El filtro de aire particular
23 descrito comprende un primer filtro o filtro primario 25 y un
filtro secundario o de seguridad 26.
En la disposición particular que se ilustra, los
filtros 25 y 26 presentan una configuración cilíndrica y por lo
tanto presentan un perímetro externo circular. El cuerpo del
bastidor, al ser ligeramente ovalizado, no define un acceso
longitudinal central perfecto alineado con los filtros 25, 26.
Dichas disposiciones, de nuevo, resultan comunes. Sin embargo,
resulta asimismo común presentar tanto el bastidor como el filtro
con unos perímetros exteriores circulares, y el mismo eje
longitudinal central.
En la presente memoria, los términos
"filtro" o "elemento" se utilizan para hacer referencia a
un componente desmontable y reemplazable (en relación con el
bastidor 11) que comprende unos soportes filtrantes a través de los
que pasa el aire que se está filtrando, ya que el aire se dirige:
(I) desde la entrada 12; (2) a través del interior 22; (3) hacia
la salida 13; en general con el elemento realizando una función de
nitración del aire (o de eliminación del polvo). Excepto cuando se
indique lo contrario, los términos "elemento", "filtro" y
"elemento de filtración" se refieren a un componente
desmontable y reemplazable del interior del montaje depurador de
aire 1. Generalmente y preferentemente, los filtros se configuran
de tal modo que se pueden desmontar y reemplazar a mano, siguiendo
una pauta de intervalos de mantenimiento adecuada. Ello se
describirá con un mayor detalle posteriormente.
En la presente memoria, los términos "elemento
primario" y "elemento principal" se utilizan en general
para hacer referencia a un filtro en el que la mayor parte de la
carga de polvo tiene lugar durante el funcionamiento del depurador
de aire. En los sistemas habituales que presentan dos elementos,
el elemento primario se dispone contracorriente en relación con el
elemento secundario o de seguridad, durante el montaje habitual.
Mediante "contracorriente" en el presente contexto, se entiende
que, debido a la posición del filtro, la configuración del depurador
de aire y la disposición de los cierres durante el funcionamiento,
el aire ha de pasar generalmente a través del elemento primario
antes de que el aire pase a través del elemento de seguridad o
secundario, cuando el aire se desplaza desde la entrada 12 hacia la
salida 13.
En la presente memoria, los términos "elemento
secundario" o "elemento de seguridad" se utilizan
indistintamente, y se refieren a un elemento dispuesto corriente
abajo en relación con el elemento primario. Habitualmente, se
realiza una carga muy pequeña de polvo en el elemento secundario o
de seguridad, y generalmente únicamente tiene lugar como resultado
de: un fallo de alguna parte del elemento primario o de un cierre;
movimiento involuntario de polvo durante el servicio de
mantenimiento del elemento primario; o alguna avería.
Haciendo referencia a la Figura 3, en el caso
del depurador de aire 1 descrito, tanto el elemento primario 25
como el elemento de seguridad 26 presentan generalmente una
configuración cilíndrica, presentando cada uno de ellos una zona
interior cilíndrica abierta y un perímetro exterior circular (en
sección transversal). Los dos elementos 25, 26 se encuentran
configurados de tal modo que el elemento primario 25 se instala
circunscribiendo el elemento de seguridad 26. Dicha configuración
general de un elemento primario cilíndrico 25 instalado sobre un
elemento secundario cilíndrico 26 se ha utilizado en diversos
equipos, y se describe por ejemplo, en las siguientes patentes:
6.051.042; 6.099.606.
Haciendo referencia a la Figura 3, el montaje 1
comprende un anillo de montaje o anillo de cierre 29 interior. El
anillo de cierre 29 es una parte de una construcción o tubo de
flujo de salida 29a (Figura 1), que se encuentra en comunicación
fluida con la salida 13. Más específicamente, el anillo 29, la
sección de la pared 29b y el saliente de salida 29c en conjunto
forman el tubo de salida 29a destinado a la salida del aire
filtrado del depurador de aire 1.
En general, en el montaje 1 descrito, el
elemento de seguridad 26 se instala de modo que fije una superficie
interior 30 del anillo de montaje 29 (o tubo 29a), y el elemento
primario 25 se instala de modo que se fije a una superficie
exterior 31 del anillo de montaje 29 (o tubo 29a).
Generalmente se hará referencia al cierre 32
formado entre el elemento primario 25 y la superficie exterior 31
del anillo de cierre 29 como "radial" debido al arco de
fuerzas de fijación dirigidas radialmente hacia el eje 15 y/o
alejándose del mismo, es decir, generalmente ortogonal al mismo.
Por lo tanto, las fuerzas se dirigen radialmente como opuestas a
dirigirse axialmente; en el presente contexto "axial"
significa dirigido en una dirección generalmente paralela al eje
15. El cierre radial particular del elemento 25 a veces se denomina
"interior" o "interno" debido a que el cierre radial 32
se dispone en el interior del elemento 25.
Se conocen diversos tipos de sistemas de cierre
radial. Uno de los sistemas radiales más ampliamente utilizados en
depuradores de aire de los tipos ilustrados en las Figuras 1 y 2 es
el sistema Donaldson Radialseal^{TM}, disponible en la Donaldson
Company, Inc. de Bloomington, Minnesota, y descrito generalmente en
dichas referencias como EP 0329659; y la patente US nº 3.547.480.
Los sistemas Donaldson Radialseal^{TM} se han utilizado en
elementos primarios para equipos tales como maquinarias y vehículos
todo terreno, tractores agrícolas, transportes de minerales,
camiones de carretera; y compresores de aire.
El elemento de seguridad 26 se fija también al
anillo de cierre 29 mediante un cierre radial 33. En este caso, el
cierre radial 33 es un cierre radial "exterior", ya que se
extiende hacia fuera alejándose del exterior del elemento 26 y
alrededor del mismo, al contrario de que si se dirigiera hacia
dentro. Dichos cierres se describen, por ejemplo, en la patente US
nº 6.099.606. Los elementos de seguridad fabricados por Donaldson
que utilizan dichos cierres radiales se han suministrado para
equipos tales como maquinaria y equipos todo terreno tales como
vehículos oruga; maquinaria sobre ruedas; rodillos compresores;
grupos electrógenos; y transportes de minerales.
Cuando el sistema depurador de aire es en líneas
generales tal como el que se ilustra en las Figuras 1 y 2, con el
eje 15 extendiéndose de un modo general en horizontal, el filtro 25
se instala generalmente también en horizontal. En el extremo 31
asociado con el tubo de salida 13, el elemento 25 generalmente se
encuentra bien sostenido por el anillo de montaje 29. Sin embargo,
en el extremo opuesto, que no se ilustra en la Figura 2,
generalmente no se encuentra una estructura análoga a la que se
fije el elemento, para mantener el elemento en una configuración
horizontal. Por lo tanto, habitualmente, resulta aconsejable una
estructura de soporte.
En determinados sistemas anteriores de cierre
radial, resulta muy conocido la utilización de una funda o
recubrimiento cilíndrico externo en dicho lugar, que mantenía en
posición externamente el elemento primario. Dichos recubrimientos
se describen por ejemplo en las patentes US nº 6.051.042 y US nº
5.755.842.
En relación con el problema del soporte
horizontal, los sistemas de cierre radial difieren
significativamente de los sistemas de cierre axial. En los sistemas
de cierre axial, generalmente se utiliza un montaje con un pestillo
como con una abrazadera para aplicar la presión axial al elemento,
forzando de algún modo el elemento contra el extremo del bastidor.
Dichos sistemas se describen, por ejemplo, en la patente US nº
3.488.928. En general, no se requiere un soporte horizontal en
dichos sistemas durante el montaje, ya que la presión axial evita
que el elemento se desplace. En algunos casos, se suministran
soportes para facilitar una posición o un centrado apropiado del
elemento durante el montaje.
En general, el mantenimiento de instalaciones
tales como las ilustradas en las Figuras 1 y 2 pueden resultar un
problema si el elemento de seguridad no se instala con una
alineación axial prácticamente perfecta, ya que el elemento
primario 25 se ha de instalar sobre el elemento de seguridad 26.
Dicho problema empeora en elementos de seguridad 26 más largos, es
decir, elementos de por lo menos 10 pulgadas (25 cm) o
superiores.
Para ayudar a la alineación del elemento de
seguridad, se han desarrollado algunos sistemas de alineación del
elemento de seguridad, véase, por ejemplo, las patentes US nº
5.800.581 y US nº 3.488.928.
En las Figuras 4 a 7 se ilustra el elemento
primario 25. El elemento primario 25 comprende una extensión
lateral 34, un extremo abierto 35 y un extremo cerrado 36. En
general, la extensión lateral 34 se extiende entre los extremos
abierto y cerrado 35, 36. El extremo abierto 35 define generalmente
una abertura central 40, Figura 7.
En la forma de realización descrita, el elemento
primario 25 comprende un primer tapón terminal 41 y un segundo
tapón terminal 42, con un paquete de medios filtrantes 43 que se
extiende entre los mismos. En general, el primer tapón terminal
define un primer extremo o extremo abierto 35; el segundo tapón
terminal 42 define un segundo extremo o extremo cerrado 36; y el
paquete de medios 43 define la extensión lateral 34. En los
sistemas habituales, el paquete de medios 43 será generalmente
cilíndrico con un eje central 15. Se pueden utilizar diversas
realizaciones del paquete de medios 43, describiéndose
posteriormente una preferida para determinadas aplicaciones.
En la instalación 1 descrita, el primer tapón
terminal 41 realiza diversas funciones. Por ejemplo, define una
abertura central de salida 40 y una zona central de cierre 46
destinada a fijarse a la superficie 29 (Figura 3) cuando el
elemento 25 se encuentra instalado. Asimismo, el tapón terminal 41
fija los componentes del paquete de medios 43 entre sí e impide que
el aire y el polvo se escapen del mismo.
Además, las características estructurales
realizadas en el tapón terminal 41 pueden proporcionar mejoras en el
rendimiento. Más específicamente, el tapón terminal 41 comprende
una estructura anular segmentada que sobresale 44, Figura 6.
Cuando el tapón terminal 41 se realiza con el poliuretano blando
comprimible preferido, por ejemplo, del tipo indicado
posteriormente, el anillo segmentado 44 define una extensión en
forma de parachoques en el extremo 35 del elemento 25. Ello puede
proporcionar un amortiguamiento no hermético contra la pared 11 del
bastidor 3 (Figura 1).
En los sistemas habituales preferidos, el primer
tapón terminal 41 está realizado con un único material unitario
moldeado, preferentemente un material blando comprimible, más
preferentemente un poliuretano espumado comprimible. Los materiales
preferidos y sus características se proporcionan en la presente
memoria posteriormente. Preferentemente las características
estructurales del tapón terminal 41, por lo tanto, se realizan
durante el proceso de moldeo al mismo tiempo que se introduce el
paquete de medios 43 en el material del tapón terminal 41, o se
fija al mismo. Un enfoque general de dicha realización se describe
también posteriormente.
En determinadas instalaciones, la zona de cierre
46 presentará una forma o se configurará análogamente a otros
sistemas Donaldson Radialseal^{TM}. Dichas configuraciones se
describen y se ilustran por ejemplo en las patentes EP 0329659; US
nº 5.547.480; US nº 6.099.606; y especialmente WO 9942719A2.
La Figura 8 ilustra una sección transversal
explosionada fragmentada de una configuración de un cierre radial
en tres etapas o en tres fases utilizable en el elemento 25.
Más específicamente, la zona de cierre radial 46
comprende (desplazándose desde la parte exterior del elemento
hacia el interior), tres anillos o fases 37, 38 y 39 con un
diámetro que disminuye secuencialmente. Como resultado de ello la
posición del elemento 25 sobre el tubo de salida 29 se ve
facilitada ya que la compresión tiene lugar en etapas consecutivas
de resistencia creciente.
La zona de cierre radial 46 se realiza y se
dispone preferentemente para comprender por lo menos el 12% de su
espesor, es decir, la distancia entre la superficie exterior 39a
cuando se encuentra sin comprimir, y la superficie interior 43a del
paquete de medios, encontrándose habitualmente definida la
superficie interior 43a por una funda interna. Preferentemente, la
compresión corresponde a un valor de por lo menos el 15% de su
espesor, habitualmente se encuentra comprendida entre el 20 y el
33% de su espesor.
De nuevo, debido a la naturaleza blanda y
comprimible del material del tapón terminal 41, (especialmente el
material de la zona 46), cuando se instala el elemento primario 25
en el anillo de cierre 29, el material de la zona 46 se ve
comprimido contra la superficie exterior 31; generalmente
controlándose la compresión y conteniendo una parte del paquete de
medios 43, habitualmente una funda interior tal como se caracteriza
posteriormente.
El segundo tapón terminal 42 define el extremo
cerrado 36 del elemento primario 25. El segundo tapón terminal 42
realiza asimismo un cierto número de funciones. Por ejemplo, el
tapón terminal 42 actúa reteniendo el paquete de medios 43 junto y
fijado al extremo cerrado 36. Dicha operación se realiza
generalmente mediante una zona anular exterior 49 del segundo tapón
terminal 42. Además, las zonas del segundo tapón terminal 42
permiten extender el elemento primario 25 a lo largo del interior
50 abierto de algún otro modo, hasta el extremo cerrado 51 a fin
de que el aire sin filtrar pase a través del mismo. Dicha función
la realiza el área central 53 del segundo tapón terminal 42. Por
"extremo cerrado" se entiende que el tapón terminal 42 evita
el paso hacia el interior o hacia el exterior del filtro interior
50; un extremo cerrado comprende un tapón terminal con un orificio
tapado por una parte del filtro, por ejemplo.
Tal como se indicará posteriormente, la zona
anular 49 comprende tanto un material blando comprimible como un
material duro. Preferentemente, la zona anular 49 comprende una
pluralidad de segmentos 52 que sobresalen axialmente hacia fuera de
la misma, formando un acoplamiento no hermético con la tapa 9,
durante la instalación, Figura 10.
El segundo tapón terminal 42 preferido descrito
comprende unas características que permiten unas funciones
adicionales. Una de dichas funciones se refiere a la configuración
apropiada para sostener el elemento primario 25 cuando se instala
en una posición horizontal tal como se indica en las Figuras 1 y 2.
Dicha función la realiza en parte el reborde central 55 tal como se
describirá posteriormente. También preferentemente, algunas zonas
del segundo tapón terminal 42 permiten una alienación y una
función de soporte junto con el elemento de seguridad 26. En la
disposición particular que se ilustra, dicha función la realiza la
zona de acoplamiento 56 del elemento de seguridad, tal como se
describe posteriormente.
En la disposición particular descrita, el
segundo tapón terminal 42 es un tapón terminal formado por dos
componentes, comprendiendo el primer componente un material
polimérico moldeado que defina una región anular 49 y comprendiendo
el segundo componente una estructura realizada 58 que define un
reborde central 55, una zona o área central 53 y una zona de
acoplamiento del elemento de seguridad 56. Por "realizada" se
entiende, en el presente contexto, que la estructura 58 comprende
preferentemente un material rígido realizado de tal modo que
presente una configuración preferida y que por lo tanto se fije al
elemento primario 25 en su totalidad, durante una etapa de
construcción del elemento, descrita posteriormente, antes de
moldear la zona anular exterior 49. La estructura realizada 58 se
describe posteriormente con un mayor detalle.
Tal como se ha indicado anteriormente, las
características del elemento primario 25 facilitan el soporte del
extremo cerrado 36 del elemento cuando se instala para utilizarlo,
especialmente en la posición horizontal que se ilustra en las
Figuras 1 y 2. En relación con dicha función, se hará referencia a
las Figuras 9 a 15.
Haciendo referencia primero a las Figuras 11 a
15, se ilustra la tapa posterior 9. La tapa posterior 9 comprende
una superficie exterior 65 y una superficie interior 66. Cuando se
instala, la superficie exterior 65 de la tapa 9 dicha superficie
se dirige generalmente hacia el medio exterior, y la superficie
interior 66 se dirige generalmente hacia el depurador de aire que
se encuentra en el interior 22.
Haciendo referencia a las Figuras 12 y 13, la
superficie interior 66 comprende una construcción de acoplamiento
70 con el elemento en la misma. La construcción de acoplamiento 70
con el elemento se construye y se dispone generalmente para encajar
o acoplarse, ensamblarse o alinearse sosteniendo el extremo 36 del
elemento 25, cuando la tapa 9 se dispone en un depurador de aire 1
que presenta instalado el elemento primario 25 preferido. En la
disposición particular ilustrada, la construcción de acoplamiento
70 con el elemento comprende un saliente 72 que sobre sale hacia la
ranura 74 del tapón terminal 42, durante la instalación.
Preferentemente el saliente 72 presenta un tamaño y una
configuración destinada a ensamblarse, acoplarse o alinearse
sosteniendo el reborde central 55 durante la instalación, durante
el montaje. (Se ha de señalar que no se requiere un contacto real
entre el saliente 72 y el reborde 55 si la alineación se cierra
adecuadamente para garantizar que el elemento 25 no se desplace o
se balancee hacia abajo alejándose inaceptablemente, habitualmente,
por ejemplo, no más de 20 milímetros). Se ha de señalar que si se
mantiene una separación de únicamente unos pocos milímetros o
inferior, durante un corto período de después del montaje, el
elemento principal tenderá a asentarse hasta que realmente tenga
lugar el acoplamiento, habitualmente tanto como resultado de las
fuerzas vibracionales que se producen cuando el equipo se encuentra
en funcionamiento, como debido al incremento de peso del elemento
debido a la carga de partículas durante su utilización.
En el sistema preferido particular descrito, el
reborde 55 es circular y de este modo define la ranura circular 74.
En los sistemas preferidos, la zona central 53 se encuentra
circunscrita por el paquete de medios 43. Preferentemente, el
reborde central 55 comprende una pared anular 57 con un segmento
que sobresale 57a. Preferentemente, dicho segmento 57a sobresale
hacia el volumen central abierto 50 desde el segundo extremo 36 del
paquete de medios 43 una distancia axial de por lo menos 6 mm,
habitualmente una distancia comprendida entre 12 y 25 mm y no
superior a 200 mm. El segmento que sobresale 57a puede ladearse o
inclinarse hacia el interior 50, pero no más de una cierta
distancia radial desde el borde interior del paquete de medios 43
de tal modo que se evitará que encaje con la tapa posterior 9 del
depurador de aire. Preferentemente, el segmento que sobresale 57a
se separa radialmente no más de 50 mm desde el paquete de medios 43
a lo largo de una distancia del saliente axial interior de por lo
menos 6 mm. En particular, el segmento 57a ilustrado en las
Figuras no se separa radialmente más de 1 a 15 mm a lo largo de una
distancia del saliente axial interior comprendida entre 12 y 25 mm.
Se ha de señalar que, en algunas formas de realización
alternativas, otras partes de la pared anular 57 se pueden separar
radialmente del paquete de medios 43 una distancia superior a los
50 mm.
Las dimensiones de ejemplo comprenden: el
reborde 55 que presenta un diámetro de por lo menos 125 mm,
habitualmente comprendido entre 150 y 180 mm, y no superior a 300
mm. La ranura 74 presenta preferentemente una profundidad (o
altura) (determinada desde el reborde 162 hasta la zona plana 158)
de por lo menos 6 mm, habitualmente comprendida entre 12 y 25 mm, y
no superior a 200 mm.
\newpage
Preferentemente, el perímetro exterior 75 del
saliente 72 no es circular, a causa de unos motivos que se
describirán posteriormente. Más preferentemente el perímetro
exterior 75 comprende por lo menos tres vértices o ápices 79.
Preferentemente, el perímetro exterior 75 define un poliedro que
presenta un tamaño y configuración para acoplarse, ensamblarse o
alinearse en posición con el reborde central 55 en puntos separados
o vértices 76. Las formas poliédricas regulares, es decir, los
poliedros que presentan segmentos o secciones rectas 78 todos con
una longitud igual, y que definen los ápices separados 79, resultan
las preferidas. Más preferentemente, el perímetro poliédrico 75
presenta por lo menos cinco caras y no más de diez caras,
definiendo por lo menos cinco y no más de diez ápices. El saliente
particular 72 ilustrado en las Figuras 12 y 13 es octaédrico.
Preferentemente, el saliente 72 se configura de
tal modo que no pueda ensamblarse con el reborde central circular
55, separándose los ápices 79 del reborde central 55, cuando se
instala el depurador de aire 1, no más de 30 milímetros, y
preferentemente no más de 15 milímetros. Ello garantizará que,
cuando se encuentre instalado, el elemento 25 no se balancee hacia
abajo alejándose inaceptablemente.
Preferentemente, el saliente 72 presentará una
extensión continua, es decir, sin espacios intermedios, de modo que
resulte suficientemente resistente y no sea probable que se rompa
al utilizarlo. Sin embargo, se pueden utilizar configuraciones
discontinuas. Asimismo, preferentemente, el saliente 72 define una
zona interior hueca ranurada que, entre otras cosas, permite
determinadas características adicionales del elemento 25 que se
caracterizan posteriormente. Preferentemente, el perímetro 75
comprende una pared continua: (a) con un espesor de por lo menos
aproximadamente 0,25 milímetros, habitualmente comprendido entre
0,5 y 5 milímetros, no superior a 20 mm; y (b) con una altura de
por lo menos 10 milímetros, habitualmente comprendida entre 20 y 50
milímetros, no superior a 100 mm.
Haciendo referencia a las Figuras 9 y 10, se
puede observar que después de la instalación del elemento, una vez
se ha puesto en su ubicación la tapa 9, el saliente 72 se extiende
en la ranura 74. En general, cualquiera de los ápices que se dirija
hacia arriba, por ejemplo el ápice 83, Figura 9, soportará el
elemento 25 y evitará una flexión, balanceo o caída indeseable de
dicho elemento 25 en el extremo 36. En las disposiciones
preferidas, se configuran las distintas partes de tal modo que el
saliente 72 se extiende por lo menos 5 milímetros en la ranura 74,
más preferentemente entre 10 y 30 milímetros, y no más de 100 mm. La
Figura 9 también ilustra el elemento de seguridad 26 instalado en
el sistema.
A partir del análisis de las Figuras 9 y 10, se
pueden observar determinadas ventajas de las configuraciones
particulares de la zona anular 49 y el perímetro 75. Debido a que
el área anular 49 preferida es circular, la posición relativa
radial (rotacional) del elemento 25 sobre el anillo 29 cuando se
encuentra instalado, no supondrá diferencia alguna en relación con
el acoplamiento de la tapa posterior 9. Es decir, no importa cómo
se oriente radialmente el elemento 25, generalmente presenta una
simetría radial en relación con el eje 15, cuando se encuentra
instalado, por lo menos en relación con la configuración del
reborde 55.
Si el bastidor fuese realmente cilíndrico en vez
de ligeramente ovalizado, la forma o configuración preferida
caracterizada en relación con el saliente 72 y el perímetro 75
permitiría variaciones en la orientación radial de la tapa
posterior 9 del extremo 19. En particular, cuando el saliente 72
comprende por lo menos cinco ápices, con separaciones
equivalentes, si la tapa 9 fuese redonda, no importa cómo se
orientase radialmente la tapa 9 en el cuerpo 8, al cerrar el
extremo 19, por lo menos un ápice se orientaría de un modo general
hacia arriba. Sin embargo, con la configuración ovalizada, la tapa
9 presenta una configuración fija que guarda relación con el
cuerpo 8, de modo que los ápices se orientan en la tapa 9 de modo
que garanticen que por lo menos uno se dirige hacia arriba, cuando
la construcción se instala de un modo operativo.
Se prefiere que el perímetro 75 no sea redondo
por diversos motivos. Primero, si el perímetro 75 no es redondo,
difícilmente se intentara fijar un elemento al perímetro 75 que
pueda provocar una instalación inadecuada del depurador de aire 1.
Asimismo, una estructura que no sea redonda será relativamente
fuerte y autoportante y será suficientemente recto para poder
fabricarse según las especificaciones apropiadas.
En las Figuras 11 y 14 se ilustra la tapa
posterior 9. La superficie externa 65 generalmente comprende una
zona central plana 84. La superficie 65 comprende asimismo unas
zonas escalonadas 85, con unos refuerzos moldeados 86 de soporte.
Tal como se ha indicado, la zona central 84 se encuentra
desplazada de la alineación concéntrica con el reborde del
perímetro exterior 87 (Figura 14). Ello se realiza de tal modo que
la tapa posterior 9 encaje con la alienación de determinados
cuerpos depuradores de aire ya existentes.
Tal como se ha indicado anteriormente,
determinados otros equipos actuales utilizan un bastidor redondo,
en cuyo caso el eje central del saliente 72 se puede disponer
alineado con el eje central del perímetro de la tapa.
Haciendo referencia a las Figuras 12 y 13, en la
superficie interior 66, la zona central 67, sobresaliendo de la
misma hacia dentro, la pared 75 así como unas aristas de refuerzo 68
que se extienden radialmente desde la pared 75 hasta el reborde del
perímetro externo 87.
Tal como se ha indicado anteriormente el
depurador de aire 1 preferido comprende un montaje 76 (Figuras 20,
21) que garantiza la alineación apropiada del elemento de seguridad
26 con el elemento primario 25.
La alienación del elemento de seguridad no
requiere estructura alguna en el anillo de cierre 29, o incluso
estructura adicional alguna en el bastidor 3, pero en cierto modo
funciona con las características de los elementos 25, 26. Por lo
tanto, se puede readaptar a bastidores existentes previamente.
En general, el montaje de la alineación 76
comprende una disposición de saliente y receptor 88 con un primer
elemento 89 de disposición de saliente y receptor 88 dispuesto en
el elemento primario 25, y un segundo elemento 90 de disposición de
saliente y receptor 88 proporcionado en el elemento de seguridad
26. En el montaje particular descrito, el elemento primario 25
comprende un elemento receptor 92 en el tapón terminal 42; y el
elemento de seguridad 26 comprende un elemento que sobresale 93 en
el tapón terminal 105.
En las Figuras 16 a 19 se ilustra el elemento de
seguridad 26. El elemento de seguridad 26 comprende un primer
extremo abierto 100, un extremo opuesto cerrado 101 y una extensión
lateral 102. En el montaje particular que se describe, el extremo
abierto 100 se define mediante un primer tapón terminal abierto
104; el extremo cerrado 101 se define mediante un segundo tapón
terminal cerrado 105; y la extensión lateral 102 se define mediante
un paquete de medios 106 que se encuentra incorporado en los dos
tapones terminales 104, 105 y se extiende entre los mismos. El
montaje particular que se describe comprende también una funda
interior 120 y una funda exterior 121, que se extiende entre los
dos tapones terminales 104, 105. En algunas formas de realización
alternativas, se pueden suprimir las fundas interior y exterior
120, 121. En las Figuras 19 a 21, se ilustra únicamente una sección
parcial de la funda interior 120.
En la forma de realización particular que se
describe, el tapón terminal abierto 104 permite las funciones de:
retener el paquete fijado y acoplado en el extremo abierto 100; y
fijar la zona de cierre 108 (como un cierre radial dirigido
externamente) al anillo 29, cuando se acopla. En los montajes
preferidos, el tapón terminal 104 está realizado de un material
unitario moldeado que comprende un polímero blando comprimible,
preferentemente poliuretano espumado. Los materiales preferidos y
las características de los materiales se describen
posteriormente.
El segundo tapón terminal 105 realiza también
diversas funciones. Por ejemplo, encierra fijamente el extremo 101
y mantiene el paquete de medios 106 sujeto y acoplado a dicho
extremo. Asimismo, el tapón terminal cerrado 105 se orienta de un
modo adyacente al elemento primario 25, y en algunos casos se
ensambla con el mismo, de modo que el elemento de seguridad 26 no
retrocede desde el extremo 110 (Figura 1) del depurador de aire 1
cuando se esta utilizando, una vez se ha instalado el elemento
primario 25.
En la forma de realización preferida que se
describe, otra función del elemento de seguridad 26 consiste en que
comprende una parte de la disposición de saliente y receptor 88,
que se acopla con el elemento correspondiente del elemento primario
25, a fin de garantizar una alineación axial apropiada del
elemento de seguridad 26, durante el montaje.
Más específicamente, el elemento de seguridad 26
comprende un segundo elemento 90 de la disposición de saliente y
receptor 88. En la disposición particular ilustrada, el segundo
elemento 90 comprende un elemento que sobresale 93.
Los elementos que sobresalen preferidos se
configuran para que presente un perímetro exterior 111 que
comprenda algún grado de simetría radial, de modo que la alineación
radial del elemento de seguridad 26 no resulte crítica para el
funcionamiento adecuado de la disposición de saliente y receptor
88. El elemento que sobresale 93 preferido que se describe es un
elemento frustocónico 112 que presenta una pared lateral 113 y un
extremo 113a.
Tal como se describe posteriormente, el elemento
primario 25 preferido comprende un receptor 92 con un tamaño y una
forma adecuados para el elemento frustocónico 112.
Más específicamente y haciendo referencia a las
Figuras 20 a 21, el elemento primario 25 comprende un elemento
receptor 92, realizado, dispuesto y orientado para recibir el
elemento frustocónico 112 en el mismo, durante el montaje. Un
elemento receptor 92 preferido, para un elemento que sobresale
frustocónico 112, es un receptor frustocónico 114, que comprende
una pared lateral 115 y un extremo 116.
El funcionamiento del sistema de saliente y
receptor 88, a fin de facilitar la alineación entre el elemento de
seguridad 26 y el elemento primario 25 se podrá comprender a partir
de las representaciones esquemáticas de las Figuras 20 y 21.
Haciendo referencia a la Figura 20, el elemento
de seguridad se indica con la referencia numérica 26 y el elemento
principal con la referencia numérica 25. Los elementos 25, 26 se
ilustran con el elemento 1 de seguridad 26 sin una alineación
perfecta con el eje central 124. Como resultado de la
desalineación, al desplazarse el elemento primario 25 en la
dirección de la flecha 125, el saliente 93 del elemento de
seguridad 26 se acopla con el receptor 92, de nuevo sin una
alineación axial perfecta. Sin embargo, una leva o un acoplamiento
deslizante entre las superficies 130 y 131, al continuar
desplazándose el elemento primario 25 en la dirección de la flecha
125, desde la posición que se ilustra en la Figura 20, se alinearán
los elementos 25, 26. En particular, el acoplamiento entre las
superficies 130 y 131 forzará que el elemento de seguridad 26 se
enderece o se oriente de nuevo por sí mismo en la alienación
ilustrada en la Figura 21. Expresado de un modo alternativo,
preferentemente la combinación de saliente y receptor 92, 93 se
orienta de tal modo que cuando se produce la desalineación, el
movimiento continuo a lo largo de la dirección del eje central del
elemento primario 25 tenderá a hacer que el elemento de seguridad
26 se deslice hasta una alineación apropiada. Se ha de señalar que
el acoplamiento entre el saliente 93 y el receptor 92 en el
extremo de la alienación, Figura 21, tenderá asimismo a mantener el
elemento de seguridad en una alineación apropiada, por lo menos
hasta que se desmonte el elemento primario 25.
Se prefiere que el saliente 93 y el receptor 92
presenten una simetría circular suficiente (aunque no resulte
necesario que presenten la misma forma) de modo que la orientación
radial relativa entre el elemento de seguridad y el elemento
primario no tiene importancia alguna en el funcionamiento del
acoplamiento entre el saliente y el receptor. Se prefiere la
configuración frustocónica indicada pero no constituye un
requisito. Las formas utilizables alternativas comprenden:
cilindros, cubos, cajas, esferas truncadas, semiesferas, y
estructuras tridimensionales que presentan secciones transversales
de triángulos, pentágonos, octágonos u otros poliedros.
Las dimensiones preferidas del saliente
frustocónico 93 se proporcionan a continuación: una altura desde la
superficie exterior del tapón terminal 107 hasta el extremo 113a de
por lo menos 5 milímetros, habitualmente entre 10 y 50 milímetros,
y no superior a 100 mm; el diámetro de la base, es decir, el
diámetro en la sección mayor coplanar con la superficie del tapón
terminal 107 de por lo menos 25 milímetros, habitualmente entre 30
y 80 milímetros, y no superior a 150 mm; y un diámetro en su
extremo 113a de por lo menos 5 milímetros, habitualmente entre 10 y
30 milímetros, y no superior a 80 mm. La pared lateral 113 se
extiende formando un ángulo entre el diámetro de la base y el
extremo 113a de por lo menos 0,5º, habitualmente entre 1 y 45º, y
no superior a 80º. El receptor 92 presenta preferentemente un
tamaño para recibir el saliente 93 sin interferencias. Por tanto,
el receptor 92 presenta preferentemente un tamaño del orden del 5
al 20% superior al de las dimensiones anteriores (es decir, una
altura (o profundidad, en función de la perspectiva) comprendida
entre 11 y 40 mm; un diámetro en su sección mayor (extremo abierto)
comprendido entre 33 y 100 mm; y un diámetro en su extremo cerrado
comprendido entre 11 y 40 mm).
En la Figura 7 se ilustra el paquete de medios
43. El paquete de medios 43 comprende una funda interior 151 y una
extensión cilíndrica de los medios filtrantes 152 que circunscribe
la funda interior 151. En un sistema preferido, la funda interior
151 y los medios de extensión 152 presentan la misma longitud. En
la Figura 7, la funda interior 151 se ilustra fragmentada. Se ha de
comprender que si se utiliza una funda interior, la funda revestirá
la parte interior entera de los medios filtrantes 152.
Durante un montaje típico, se realizará la
extensión de los medios filtrantes 152 y a continuación se hará
deslizar sobre la funda interior 151. Una etapa posterior de la
fabricación consiste en el acoplamiento entre el paquete de medios
43 y el tapón terminal central 160. En una realización final
moldeada, el tapón terminal central 160 servirá para formar y
definir las siguientes características: el área central 53 del
tapón terminal cerrado 42; el reborde central 55; y el receptor
92.
Preferentemente, el tapón terminal central 160
presenta una forma de cubilete 161, con un reborde que sobresale
hacia fuera 162, un receptor central 92 y una zona plana 158. En la
forma de realización particular que se describe, la zona plana 158
corresponde a una zona superficial exterior del tapón terminal 42
que es la más ranurada en relación con el resto de zonas del tapón
terminal 42. Preferentemente, la pared lateral ranurada 163 del
cubilete 161 presenta un perímetro exterior circular 163a (Figura
10) con un diámetro exterior ligeramente superior al diámetro
interior de la funda interior 151, ya que provoca un ajuste con
apriete cuando se presiona la funda interior 151 contra la pared
lateral 163.
El montaje que comprende el tapón terminal
central 160 y el paquete de medios 43 se dispone a continuación en
un molde, al que se aplica una resina a fin de formar el resto del
tapón terminal cerrado 42.
El tapón terminal abierto opuesto 41 se puede
realizar tanto antes como después del tapón terminal cerrado 42. En
general, el tapón terminal abierto 41 se formará colocando el
extremo apropiado del paquete de medios 43 en un molde con resina
para formar el tapón terminal. El tapón terminal central preferido
160 comprenderá unas construcciones moldeadas de plástico
rígido.
El filtro de seguridad 26 se puede realizar
generalmente según las técnicas de fabricación aplicadas
previamente, excepto en las modificaciones destinadas a manejar la
configuración del elemento de la disposición de saliente y receptor
88 del extremo cerrado 101 del elemento de seguridad 26.
Preferentemente el extremo cerrado 101 del elemento de seguridad 26
se realiza de un plástico moldeado, tal como el uretano con una
dureza de 30 determinada con un durómetro Shore D.
Los métodos habituales de preparación, por lo
tanto, implicarán el acoplamiento del paquete de medios; disponiendo
un primer extremo en un molde, con resina, para moldear el tapón
terminal cerrado; y disponiendo un segundo extremo en un molde, con
resina, para realizar el tapón terminal abierto.
Debido a que el tapón terminal abierto presenta
el cierre radial externo dirigido en el mismo, se preferirá
generalmente la resina que puede formar al endurecerse un tapón
terminal de poliuretano adecuadamente blando y comprimible tal como
se utilizaría para realizar el primer tapón terminal que presenta
el cierre radial del elemento primario en el mismo. Dicho material
preferido se caracterizará posteriormente.
Los paquetes de medios preferidos para los
elementos primario y de seguridad dependerán, en parte de las
especificaciones y las necesidades de eficacia por parte del motor
u otro sistema implicado. En la presente memoria se describirá un
paquete de medios preferido de un elemento primario, que se ha
desarrollado específicamente para mejorar el rendimiento de
determinados tipos de maquinaria de construcción todo terreno,
maquinaria agrícola y maquinaria minera, tal como se
caracteriza.
En particular, la siguiente maquinaria ha
utilizado el sistema Donaldson Radialseal^{TM} durante un cierto
número de años: tractores oruga, maquinaria para manipulación de
residuos, camiones de carga, cargadoras de ruedas; colocadores de
tuberías; excavadoras, manipuladores de materiales, palas
cargadoras frontales, máquinas forestales, tractores forestales
arrastradores, apisonadoras, máquina pavimentadoras, estabilizadores
de terrenos, aplanadoras, máquinas combinadas, remolques con sistema
de precámara (VFS), retroexcavadoras, camiones todo terreno,
tractores todo terreno, tractores forestales arrastradores, máquinas
escarbadoras y motoniveladoras.
El sistema instalado, sin embargo, en dicho tipo
de maquinaria, generalmente: (1) no presenta un sistema de
alineación para apoyar o aplicar el elemento de seguridad con la
alineación adecuada, mientras se realiza el acoplamiento con el
elemento primario; y (2) presenta un tiempo de vida limitado
debido a que aumenta la limitación a medida que el sistema se va
cargando de polvo.
Al desarrollar los elementos preferidos
caracterizados en la presente memoria, Donaldson se esforzó en
incrementar sustancialmente la duración del tiempo de vida
funcional de los elementos de dichas maquinarias sin modificar el
tamaño y la configuración del cuerpo del depurador de aire; y sin
pretender modificación alguna de las especificaciones o del
funcionamiento del motor.
Se da a conocer ahora la construcción de un
nuevo elemento para un rendimiento más largo. En términos
generales, la construcción de los medios comprende dos segmentos de
medios: una sección plisada interior de medios; y una zona exterior
de medios profunda que presentan fibras no tejidas.
Otra construcción útil particular se ilustra en
la Figura 7. En dicha construcción, el elemento primario presenta
un primer tapón terminal abierto 41, que comprende poliuretano
espumado blando comprimible según las especificaciones que se
proporcionan posteriormente; un segundo tapón terminal 42 realizado
según el método indicado anteriormente y que está compuesto por: un
cubilete central 161 moldeado a partir de plástico rígido; una zona
anular exterior moldeada a partir de uretano. El paquete de medios
comprende una funda interior 151 que es porosa; inmediatamente
rodeada por una zona de medios plisada 177 que presenta un pliegue
con una profundidad de por lo menos 25 mm, habitualmente
comprendida entre 50 y 100 mm. Preferentemente los medios plisados
177 comprenden papel o celulosa. Un tipo de celulosa plisada que se
puede utilizar en las construcciones que se describen en la
presente memoria presenta las siguientes propiedades: un peso de
base comprendido entre 28,6 a 32,2 kg/279 m^{2} (63 y 71
lbs./3000 pies^{2}); un espesor de aproximadamente 0,33 mm (0,013
pulgadas); un tamaño de poro de aproximadamente 88 micrómetros; un
pliegue comprendido entre 0,38 y 0,53 mm (0,015 y 0,021 pulgadas);
una resistencia a la tracción en seco comprendida entre 216 y 504
kg/m (12 y 28 lbs./pulgada); una resistencia a la tracción en
humedad comprendida entre 54 y 234 kg/m (3 y 13 lbs./pulgada); una
resistencia a la explosión en humedad comprendida entre 1,03 y 2,41
bar (15 y 35 psi); una permeabilidad de Frazier comprendida entre
15 y 20 m/min (50 y 64 pies/min). Preferentemente, la funda
interior comprende metal foraminado, pero puede estar realizada
asimismo de un componente no metálico como el plástico.
Una extensión cilíndrica de medios profundos
fibrosos 178 se dispone en el exterior de los medios plisados,
preferentemente unos medios de fibras de poliéster dispuestas al
aire con un espesor en el interior de la construcción comprendido
entre 6,35 y 25,4 mm (0,25 y 1 pulgadas). Los medios en particular
que presentan las siguientes propiedades resultan utilizables: un
peso comprendido entre 156 y 190 g/m^{2} (4,6 y 5,6
onzas/yarda^{2}); y una permeabilidad de 275 m/min (900
pies/min).
En el montaje particular descrito, la extensión
de los medios profundos comprende un único envoltorio de un
material como los medios profundos fibrosos, cosido para formar una
costura 180. Se pueden utilizar métodos alternativos para fijar los
medios profundos disponibles comercialmente 178 en una
configuración cilíndrica.
Se ha de señalar que se pueden proporcionar
diversas construcciones alternativas de medios profundos, por
ejemplo, sistemas multicapa, sistemas inclinados, etc. Sin embargo,
la construcción particular que se describe, con unas
especificaciones tal como las que se indican posteriormente,
permite una mejora sustancial cuando se instala en un depurador de
aire existente previamente. En algunas realizaciones, resulta
aconsejable fijar o apoyar los medios plisados 177 con una banda
estrecha alrededor de la circunferencia de las puntas plisadas. Si
se utiliza una banda, se puede aplicar la banda antes de que el
envoltorio exterior 178 se disponga sobre los medios plisados
177.
Haciendo referencia de nuevo a la Figura 7, en
ella se ilustra el paquete entero de medios 43 introducido o
moldeado en cada uno de los tapones terminales 41, 42. Se puede
observar que la funda de los medios profundos 178 se introduce en
el tapón terminal 41 en el pliegue 181. De un modo similar, el
extremo opuesto de la funda de los medios profundos fibrosos 178 se
introduce en el tapón terminal 42 en el pliegue 182. En la
disposición que se ilustra en la Figura 7, se contempla que el
paquete entero de medios 43 comprendiendo tanto los medios plisados
177 como los medios profundos 178 se introduce en cada uno de los
tapones terminales 41, 42 como una unidad total, lo que produce las
zonas plegadas 181, 182. En algunos métodos alternativos de
construcciones únicamente los medios plisados 177 se moldearán en
el interior y embebidos en los tapones terminales opuestos 41, 42.
En dicha disposición alternativa, los medios profundos 178 se
envuelven a continuación alrededor de la construcción resultante de
medios plisados 177 embebidos en los tapones terminales opuestos
41, 42.
Preferentemente, el tapón terminal 41 y el tapón
terminal 104, que forman las zonas de cierre 46, 108,
respectivamente, se realizan de poliuretano espumado moldeado. Un
material de ejemplo presenta las siguientes propiedades: una
resistencia mínima a la tracción de 7,6 bar (110 psi); una
elasticidad mínima del 200%; una resistencia mínima a la rotura de
270 kg/m (15 lbs./pulgada); una deformación por compresión a 21ºC
(70ºF) en promedio comprendida entre 0,48 y 0,96 bar (7 y 14 psi);
una deformación por compresión después de calentar durante 7 días a
70ºC (158ºF) del \pm 20% de cambio en relación con los valores de
deformación originales; una deformación máxima por compresión en
frío a una temperatura de -40ºC (-40ºF) de 6,9 bar (100 psi); una
compresión máxima determinada después de calentar durante 22 horas
a 70ºC (158ºF) del 100%; y tras calentar durante 22 horas a 180ºC
de un máximo del 25%.
Un elemento primario de ejemplo presenta las
siguientes dimensiones: una longitud total de por lo menos 225 mm,
habitualmente comprendida entre 300 y 385 mm; un diámetro interior
en su tapón terminal abierto de por lo menos 125 mm, habitualmente
comprendido entre 150 y 255 mm; un diámetro interior en el cubilete
161 de por lo menos 125 mm, habitualmente comprendido entre 150 y
180 mm; una altura del elemento receptor 92 de por lo menos 6 mm,
habitualmente comprendida entre 12 y 25 mm; el diámetro más externo
del receptor 92 de por lo menos 25 mm, habitualmente comprendido
entre 37 y 75 mm; un diámetro exterior global de por lo menos 200
mm, habitualmente comprendido entre 280 y 385 mm.
Un elemento de seguridad 26 de ejemplo presenta
las siguientes dimensiones: una longitud total de por lo menos 125
mm, habitualmente comprendida entre 255 y 385 mm; el diámetro más
externo de por lo menos 75 mm, habitualmente comprendida entre 125
y 200 mm; un diámetro interior de por lo menos 50 mm,
habitualmente comprendido entre 75 y 125 mm; y una altura del
elemento que sobresale 93 de por lo menos 6 mm, habitualmente
comprendida entre 12 y 20 mm.
Un ejemplo de tapa posterior 9 presenta las
siguientes dimensiones; el diámetro más externo de por lo menos 150
mm, habitualmente comprendida entre 300 y 400 mm; una profundidad
de por lo menos 20 mm, habitualmente comprendido entre 40 y 100 mm;
una pared poliédrica que forma el perímetro exterior 75 que
presenta una altura comprendida entre el 20 y el 60%, habitualmente
entre el 30 y el 50% de la altura total de la tapa posterior, de
por lo menos 5 mm, habitualmente comprendida entre 10 y 40 mm.
Claims (27)
1. Filtro que comprende;
(a) un paquete de medios que presenta un primer
y un segundo extremos opuestos; definiendo dicho paquete de medios
un volumen abierto;
(b) un primer tapón terminal en dicho primer
extremo de dicho paquete de medios; presentando dicho primer tapón
terminal una abertura en comunicación fluida con dicho volumen
abierto;
- (i)
- comprendiendo dicho primer tapón terminal una zona radial de cierre; la zona radial de cierre comprende poliuretano espumado comprimible;
(c) un segundo tapón terminal en dicho segundo
extremo de dicho paquete de medios; presentando dicho segundo tapón
terminal una zona central;
- (i)
- encontrándose dicha zona central del segundo tapón terminal circunscrita por dicho paquete de medios;
- (ii)
- comprendiendo dicha zona central del segundo tapón terminal una pared con un segmento saliente;
- (A)
- sobresaliendo dicho segmento saliente en dicho volumen abierto de dicho segundo extremo de dicho paquete de medios; y
- (B)
- sobresaliendo dicho segmento saliente en dicho volumen abierto de dicho segundo extremo de dicho paquete de medios una distancia axial de por lo menos 6 mm;
- (iii)
- comprendiendo dicha zona central del segundo tapón terminal un elemento central saliente que sobresale axialmente hacia fuera.
2. Filtro según la reivindicación 1 en el
que:
(a) dicho segundo tapón terminal comprende un
compuesto de dos secciones que incluyen:
- (i)
- una forma previa central, que presenta una forma de cubilete; y
- (ii)
- una zona en anillo anular y moldeada a la que se fijan dicho paquete de medios y dicha forma previa.
3. Filtro según la reivindicación 2 en el
que:
(a) dicha forma previa central presenta dicha
forma de cubilete con:
- (i)
- una pared exterior circular;
- (ii)
- un reborde anular que sobresale radialmente hacia fuera desde dicha pared exterior circular; y
- (iii)
- una base central; comprendiendo dicha base central dicho saliente de la zona central del segundo tapón terminal en la misma.
4. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 en el que:
(a) dicho saliente de la zona central del
segundo tapón terminal comprende una base circular.
5. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 en el que:
(a) dicho saliente de la zona central del
segundo tapón terminal comprende una sección frustocónica.
6. Filtro según la reivindicación 5 en el
que:
(a) dicho segundo tapón terminal comprende una
zona superficial externa que se encuentra más ranurada en relación
con el resto de zonas de dicho segundo tapón terminal; y
(b) dicha sección frustocónica sobresale
axialmente hacia fuera desde dicha zona superficial exterior más
ranurada en una distancia de por lo menos 5 mm y no superior a 10
mm.
7. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 en el que:
(a) dicho paquete de medios es cilíndrico
presentando un eje longitudinal a lo largo del centro del
cilindro;
- (i)
- intersectando dicho eje longitudinal con dicho saliente de la zona central del segundo tapón terminal.
8. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 en el que:
(a) dicha zona radial de cierre comprende una
zona de cierre radial dirigida internamente.
9. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 en el que:
(a) dicho segmento saliente se separa
radialmente una distancia no superior a 50 mm de dicho paquete de
medios a lo largo de una distancia del saliente axial interior de
por lo menos 6 mm.
10. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9 en el que:
(a) dicho paquete de medios comprende una
extensión cilíndrica de medios plisados.
11. Filtro según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 que comprende además:
(a) una funda interior que se extiende entre
dichos primer y segundo tapones terminales;
- (i)
- comprendiendo dicho paquete de medios una extensión cilíndrica de medios plisados que circunscribe dicha funda interior.
12. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 10 y 11 en el que:
(a) dicho paquete de medios comprende una
extensión cilíndrica de medios profundos no tejidos que
circunscribe dicha extensión cilíndrica de medios plisados.
13. Filtro según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 en el que:
(a) dicho segmento saliente sobresale hacia
dicho volumen abierto desde dicho segundo extremo de dicho paquete
de medios una distancia axial comprendida entre 12 y 25 mm.
14. Depurador de aire para utilizar con el
filtro según la reivindicación 1; comprendiendo el depurador de
aire:
(a) una tapa de acceso al depurador de aire que
presenta una cara interior que comprende un saliente central en la
misma; dicho saliente central se extiende en dicha zona central de
dicho segundo tapón terminal por lo menos 5 mm para soportar dicho
filtro.
15. Depurador de aire según la reivindicación 14
en el que:
(a) dicho saliente central de dicha tapa
posterior comprende una pared con un espesor no superior a 20 mm y
que presenta una distancia del saliente de por lo menos 10 mm y no
superior a 100 mm.
16. Depurador de aire según cualquiera de las
reivindicaciones 14 y 15, en el que dicho filtro comprende un
filtro primario; y en el que dicho depurador de aire comprende
además:
(a) un filtro de seguridad instalado en el
interior de dicho filtro primario;
- (i)
- presentando dicho elemento de seguridad un tapón terminal abierto, un tapón terminal cerrado, una zona de medios filtrantes entre los mismos.
17. Depurador de aire según la reivindicación 16
en el que:
(a) dicho tapón terminal cerrado del elemento de
seguridad comprende un saliente que se extiende axialmente desde el
mismo;
(b) dicho filtro primario define un receptor en
dicha zona central de dicho segundo tapón terminal; y
- (i)
- dicho saliente del tapón terminal cerrado del elemento de seguridad se extiende en dicho receptor.
18. Depurador de aire según la reivindicación 17
en el que:
(a) dicho saliente central de la tapa de acceso
presenta un perímetro no circular.
19. Depurador de aire según la reivindicación 18
en el que:
(a) dicho saliente no circular comprende por lo
menos tres vértices.
20. Depurador de aire según cualquiera de las
reivindicaciones 18 y 19, en el que:
(a) dicho saliente no circular comprende un
poliedro.
21. Método de instalación de un filtro según la
reivindicación 1 en un depurador de aire; comprendiendo el
método:
(a) orientar el filtro y el conducto de
circulación de aire para comprimir la zona radial de cierre del
primer tapón terminal contra el conducto de circulación de aire y
formar un cierre dirigido radialmente entre el conducto de
circulación de aire y el filtro; y
(b) orientar la tapa de acceso que presenta una
cara interior con un saliente central en la misma sobre el filtro
extendiendo el saliente central hacia la zona central del segundo
tapón terminal por lo menos 5 mm para soportar el filtro.
22. Método según la reivindicación 21 en el
que:
(a) dicha etapa de orientar la tapa de acceso
comprende extender el saliente central no circular hacia dentro de
la zona central del segundo tapón terminal.
23. Método según la reivindicación 22 en el
que:
(a) dicha etapa de orientar la tapa de acceso
comprende extender el saliente central en forma de poliedro regular
hacia dentro de la zona central del segundo tapón terminal.
24. Método según la reivindicación 21 en el
que:
(a) dicha etapa de orientar el filtro comprende
orientar el filtro incluyendo el saliente central que se extiende
axialmente hacia fuera desde la zona central del segundo tapón
terminal.
25. Método según la reivindicación 21 que
comprende además:
(a) antes de dicha etapa de orientación,
instalar un filtro de seguridad en el conducto de circulación de
aire;
- (i)
- presentando dicho elemento de seguridad un tapón terminal abierto, un tapón terminal cerrado y una zona de medios filtrantes entre los mismos;
(b) y en la que dicha etapa de orientación
comprende orientar el filtro sobre el filtro de seguridad.
26. Método según la reivindicación 25 en el
que:
(a) dicha etapa de instalación de un elemento de
seguridad comprende instalar un filtro de seguridad que tiene un
saliente que se extiende axialmente desde el tapón terminal
cerrado; y
(b) dicha etapa de orientación comprende
orientar el filtro sobre el elemento de seguridad de modo que el
saliente del tapón terminal cerrado del elemento de seguridad se
extienda hacia dentro del receptor de la zona central del segundo
tapón terminal.
27. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 26 en el que:
(a) dicha etapa de orientación del filtro y del
conducto de circulación de aire comprende comprimir una zona radial
de cierre del primer tapón terminal dirigida hacia dentro contra el
tubo de circulación de aire y formar un cierre dirigido
radialmente entre el conducto de circulación de aire y el
filtro.
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