ES2337881T3 - Procedimiento y dispositivo de limpieza de un filtro de particulas de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de limpieza de un filtro de partículas (4) que comprende un soporte filtrante (4'') que tiene una estructura porosa eventualmente asociada a un catalizador, fijado dentro de una envuelta metálica (5) que tiene una abertura de entrada (5a) y una abertura de salida (5b), estando empalmada la envuelta del filtro, en servicio, a través de su abertura de entrada (5a), a una parte aguas arriba y, a través de su abertura de salida (5b), a una parte aguas abajo de una línea de escape de un vehículo automóvil, de modo que el filtro (4) sea atravesado entre la abertura de entrada (5a) y la abertura de salida (5b) por una corriente de gases de escape del motor del vehículo automóvil que contienen partículas de hollín de las cuales al menos una parte, que es retenida por el soporte filtrante (4''), experimenta una combustión eventualmente catalizada dentro del soporte filtrante (4''), bajo el efecto de un calentamiento, para regenerar el filtro en la línea de escape, caracterizado por el hecho de que después de una duración de funcionamiento del filtro (4) en la línea de escape tal que el soporte filtrante (4'') del filtro (4) regenerado por combustión se encuentre al menos parcialmente obstruido por residuos minerales y el funcionamiento del filtro esté alterado: - se desmonta al menos una parte de la línea de escape que comprende el filtro de partículas (4) para separarle del vehículo automóvil; y - se pone en contacto el soporte filtrante (4'') con una solución de limpieza, durante un tiempo suficiente para asegurar el empapado del soporte filtrante (4'') de manera que se asegure o se facilite el despegue de los residuos retenidos dentro del soporte filtrante (4''); - siendo realizado el citado empapado por la introducción de al menos una parte del filtro (4) que comprende el soporte filtrante (4''), en una solución de limpieza (3), y por el mantenimiento del soporte filtrante (4'') dentro de la solución de limpieza.
Description
Procedimiento y dispositivo de limpieza de un
filtro de partículas de un vehículo automóvil.
La invención se refiere a un procedimiento de
limpieza de un filtro de partículas para la descontaminación de los
gases de escape de un motor de vehículo automóvil.
Los gases de escape de los motores Diésel que
utilizan gasóleo como carburante, contienen a la vez contaminantes
gaseosos, tales como hidrocarburos no quemados y óxidos de nitrógeno
o de carbono, y contaminantes sólidos, que están constituidos
principalmente por partículas de hollín. Las normas
anticontaminación aplicadas a los motores Diésel necesitan cada vez
más una eliminación de las emisiones de partículas de hollín en los
gases de escape de estos motores.
Con el fin de asegurar la eliminación de las
partículas de hollín, es necesario un
post-tratamiento de los gases de escape utilizando
un filtro de partículas.
Un filtro de partículas de este tipo es
instalado en la línea de escape del motor y comprende al menos un
elemento de filtración constituido por un soporte filtrante de
estructura porosa eventualmente asociado a otro elemento de
descontaminación, fijado dentro de una envuelta metálica que está
unida a la línea de escape. El soporte filtrante o los elementos
filtrantes dispuestos dentro de la envuelta metálica del filtro,
denominados "canning", pueden estar constituidos por elementos
de material cerámico poroso. El soporte filtrante es atravesado por
los gases de escape entre una extremidad de entrada y una extremidad
de salida del filtro, lo que permite retener las partículas sólidas
de hollín en suspensión en los gases de escape, con el fin de
obtener a la salida un gas depurado. El filtro de partículas puede
estar dispuesto aguas abajo de un catalizador.
En el transcurso del funcionamiento del motor,
el soporte filtrante se carga de partículas de hollín que se
depositan dentro del soporte filtrante, de modo que el filtro se
obstruye progresivamente. La desobstrucción del filtro puede
obtenerse haciendo quemar el hollín depositado dentro del soporte
filtrante, en la misma línea de escape, durante la utilización de un
vehículo automóvil.
El hollín, en presencia de oxígeno, se quema a
temperaturas del orden de 550ºC a 600ºC. Tales niveles térmicos
raramente son alcanzados por los gases de escape de un motor Diésel
de un vehículo de turismo. Debido a esto, es necesario favorecer el
inicio de la regeneración de los elementos de filtración por adición
al carburante de un aditivo que permita disminuir la temperatura de
combustión del hollín.
Los aditivos pueden estar constituidos por
compuestos minerales en solución en un disolvente orgánico que,
mezclados en proporciones determinadas al gasóleo, siguen el
circuito del gasóleo. Así, estos son inyectados en la cámara de
combustión, por el sistema de inyección, y sus residuos de
combustión se encuentran en los gases de escape.
La presencia de estos aditivos en el filtro de
partículas donde estos son mezclados íntimamente con las partículas
de hollín les permite hacer una función de catalizador durante la
combustión de las partículas de hollín y disminuir las temperaturas
de inflamación del hollín en torno a 350ºC a 550ºC.
La combustión, eventualmente catalizada, del
hollín dentro del filtro de partículas permite eliminar los
compuestos orgánicos y el carbono contenido en este hollín. Sin
embargo, al final de la regeneración del filtro por combustión,
subsisten residuos minerales que son retenidos dentro del soporte
filtrante. Estos residuos minerales están constituidos en
particular por residuos que provienen de los aditivos de ayuda a la
combustión del hollín, de otros aditivos incorporados al gasóleo o
también de lubricante; estos residuos pueden estar constituidos
igualmente por partículas debidas al desgaste del motor o que
provienen del ambiente exterior, cuando tales partículas no son
retenidas por el filtro de aire del motor. Todos estos residuos
permanecen almacenados dentro del soporte filtrante del filtro de
partículas. Desde el punto de vista de la composición química, en
estos residuos pueden estar presentes numerosas especies, por
ejemplo óxidos, sulfatos, nitratos o fosfatos de elementos tales
como el cerio, el cinc, el calcio, el cobre, el hierro o el
níquel.
El filtro de partículas se obstruye
progresivamente y, después de una cierta duración de funcionamiento
en la línea de escape, la obstrucción del soporte filtrante puede
ser tal que resulte un deterioro de las características del motor y
un aumento del consumo de carburante. Para restaurar las condiciones
de funcionamiento satisfactorias del filtro, es necesario,
entonces, ya sea reemplazar el filtro por un filtro nuevo, o bien
limpiar el filtro.
Debido al coste elevado de los filtros de
partículas, puede ser interesante económicamente evitar un
reemplazamiento del filtro.
En las solicitudes de patente francesa 99 07682
y 01 05582, se han propuesto procedimientos de limpieza de un
filtro de partículas en los cuales se hace pasar, a través del
soporte filtrante del filtro de partículas, en el sentido que va de
la extremidad de salida hacia la extremidad de entrada del filtro,
una corriente de líquido de limpieza susceptible de disolver o de
despegar los residuos depositados dentro de los canales o las
porosidades del soporte filtrante del filtro de partículas. Para
mejorar la limpieza, de acuerdo con estos procedimientos, se puede
enviar a través del filtro un gas a presión, tal como aire,
susceptible de expulsar el líquido de limpieza y los residuos
despegados o disueltos.
Pueden efectuarse igualmente fases de aclarado
por paso de agua a través del filtro y fases de secado con aire
caliente.
Estos procedimientos que permiten restaurar los
filtros de partículas de los vehículos automóviles después de un
cierto tiempo de utilización necesitan instalaciones relativamente
complejas y costosas que comprenden medios de inyección de líquido
o de gas a través de los filtros de partículas y medios de mando
automático de las diferentes fases sucesivas de la limpieza.
Las operaciones de limpieza deben ser efectuadas
en talleres o fábricas especializadas equipadas con instalaciones
de limpieza que deben ser utilizadas para la regeneración de
numerosos filtros de partículas, de manera que se amortigüen los
costes importantes de estas instalaciones.
Además, en el caso de ciertos residuos
particularmente adherentes, es muy difícil obtener, en un tiempo
limitado, una disolución o un despegue suficiente de los
residuos.
El objeto de la invención es, por tanto,
proponer un procedimiento de limpieza de un filtro de partículas
que comprende un soporte filtrante que tiene una estructura porosa
eventualmente asociada a un catalizador, fijado dentro de una
envuelta metálica que tiene una abertura de entrada y una abertura
de salida, estando empalmada la envuelta del filtro, en servicio, a
través de su abertura de entrada, a una parte aguas arriba y, a
través de su abertura de salida, a una parte aguas abajo de una
línea de escape de un vehículo automóvil, de modo que el filtro sea
atravesado entre la abertura de entrada y la abertura de salida por
una corriente de gases de escape del motor del vehículo automóvil
que contienen partículas de hollín de las cuales al menos una
parte, que es retenida por el soporte filtrante, experimenta una
combustión eventualmente catalizada dentro del soporte filtrante,
bajo el efecto de un calentamiento, para regenerar el filtro en la
línea de escape, permitiendo el procedimiento de limpieza facilitar
la eliminación de residuos minerales que obstruyen el filtro al
final de la regeneración del filtro de partículas por combustión y
eliminar los residuos parcial o totalmente, sin utilizar instalación
compleja y costosa.
Con este objeto,
- se desmonta al menos una parte de la línea de
escape que comprende el filtro de partículas para separarle del
vehículo automóvil; y
- se pone en contacto el soporte filtrante con
una solución de limpieza, durante un tiempo suficiente para asegurar
el empapado del soporte filtrante, de manera que se asegure o se
facilite el despegue de los residuos retenidos dentro del soporte
filtrante; y
- se introduce al menos una parte del filtro que
comprende el soporte filtrante en una solución de limpieza y se
mantiene el soporte filtrante dentro de la solución de limpieza para
realizar su empapado;
Con este objeto, igualmente:
- se desmonta al menos una parte de la línea de
escape que comprende el filtro de partículas para separarle del
vehículo automóvil; y
- se pone en contacto el soporte filtrante con
una solución de limpieza, durante un tiempo suficiente para asegurar
el empapado del soporte filtrante, de manera que se asegure o se
facilite el despegue de los residuos retenidos dentro del soporte
filtrante; y
- se introduce el líquido de limpieza en el
interior de la envuelta del filtro y se realiza el empapado del
soporte filtrante en el interior de la envuelta del filtro para el
mantenimiento del soporte filtrante dentro del líquido de
limpieza.
El procedimiento de acuerdo con la invención
puede ser puesto en práctica según una de las modalidades
siguientes:
- se introduce y se mantiene el soporte
filtrante en la solución de limpieza en una posición tal que un eje
del filtro y del soporte filtrante dirigido según la dirección de
circulación de los gases entre la abertura de entrada y la abertura
de salida del filtro sea sensiblemente vertical y en un sentido tal
que una extremidad de entrada esté por debajo de una extremidad de
salida de los gases de escape en el soporte filtrante;
- se introduce y se mantiene el soporte
filtrante en la solución de limpieza en una posición tal que el eje
del filtro y del soporte filtrante dirigido según la dirección de
circulación de los gases entre la abertura de entrada y la abertura
de salida sea sensiblemente horizontal, siendo realizado el empapado
del filtro con la abertura de salida del filtro obturada;
- en una segunda fase de la limpieza, se hace
pasar a través del soporte filtrante del filtro de partículas, entre
una extremidad de salida y una extremidad de entrada, una corriente
de fluido de limpieza;
- la solución de limpieza es mantenida a una
temperatura ambiente durante el empapado del soporte filtrante del
filtro;
- la solución de limpieza es calentada a una
temperatura sensiblemente superior a una temperatura ambiente,
durante el empapado del soporte filtrante del filtro;
- la solución de limpieza es agitada durante la
limpieza por empapado del soporte filtrante del filtro, por uno de
un medio de agitación mecánica, de ultrasonidos y de una circulación
de la solución de limpieza utilizando una bomba;
- se produce un desplazamiento o una agitación
del filtro de partículas, durante la limpieza por empapado, para
facilitar el despegue de residuos depositados dentro del soporte
filtrante del filtro;
- se introduce la parte del filtro que comprende
el soporte filtrante en la solución de limpieza contenida en una
cubeta de limpieza, estando una parte restante del filtro que
comprende la abertura de salida de la envuelta del filtro por encima
del nivel de la solución de limpieza en la cubeta de empapado, y se
mantiene el nivel de la solución de limpieza en la cubeta en una
posición sensiblemente constante;
- se tapona de manera estanca la abertura de
salida de la envuelta del filtro después de la inmersión del soporte
filtrante en la solución de limpieza, de manera que se evite el paso
de la solución de limpieza a través de la abertura de salida de la
envuelta del filtro;
- al final de la limpieza por empapado del
soporte filtrante del filtro de partículas, se efectúa un aclarado y
un secado del soporte filtrante del filtro de partículas;
- se realiza un tratamiento y la regeneración de
la solución de limpieza que contiene los residuos de limpieza de
filtros de partículas, en estado disuelto o en suspensión;
- después del desmontaje de la parte de la línea
de escape que comprende el filtro de partículas, se realiza la
regeneración del soporte filtrante del filtro de partículas, por
combustión del hollín presente dentro del soporte filtrante, por uno
de los medios siguientes:
- mantenimiento del filtro de partículas dentro
de un horno a temperatura que asegure la combustión del hollín,
- paso de un gas caliente, tal como el aire, a
través del soporte filtrante del filtro de partículas, de manera que
se asegure la combustión del hollín presente dentro del soporte
filtrante, y
- a continuación se pone el soporte filtrante
del filtro de partículas en contacto con la solución de
limpieza;
- se regenera el filtro en la línea de escape
del vehículo automóvil, previamente al desmontaje de la parte de la
línea de escape que comprende el filtro de partículas.
La limpieza de un filtro de partículas de
acuerdo con la presente invención puede ser realizada en una fase
previamente a una limpieza efectuada de acuerdo con uno de los
procedimientos descritos en las solicitudes de patente 99 07682 y
01 05582, permitiendo el empapado del soporte filtrante facilitar el
despegue o la disolución de los residuos. El empapado puede ir
seguido también únicamente de una operación de aclarado y de secado
del soporte filtrante.
Con el fin de hacer comprender bien la
invención, se van a describir, a título de ejemplo, refiriéndose a
las figuras adjuntas en anexo, varios modos de puesta en práctica de
un procedimiento de limpieza de filtro de partículas, de acuerdo con
la invención.
La figura 1 es una vista en alzado y en corte de
una cubeta de empapado de filtro de partículas dentro de la cual
están dispuestos filtros de partículas para su limpieza por
empapado.
Las figuras 2A y 2B son vistas en alzado y en
corte análogas a la vista de la figura 1 que muestran dos variantes
de realización de la limpieza de un filtro por empapado dentro de
una cubeta de limpieza.
Las figuras 3A a 3D son vistas en alzado y en
corte que muestran cuatro variantes de realización de la limpieza de
un filtro por empapado del soporte filtrante en el interior de la
envuelta metálica del filtro.
Después de una cierta duración de funcionamiento
de un vehículo automóvil de motor Diésel que comprende una línea de
escape en la cual está intercalado un filtro de partículas, pudiendo
corresponder esta duración de funcionamiento, por ejemplo, a una
distancia recorrida por el vehículo del orden de 80.000 km, puede
considerarse necesario realizar una limpieza del filtro de
partículas para restaurar las características del motor y para
limitar el consumo de carburante.
Previamente a la operación de limpieza
propiamente dicha, se asegura que el filtro ha sido regenerado por
combustión de las partículas de hollín contenidas dentro del soporte
filtrante. Todos los componentes orgánicos y las estructuras
carbonadas contenidos en el hollín han sido quemados pero el soporte
filtrante contiene residuos minerales de naturalezas diversas que
obstruyen sus poros y sus canales y provocan la obstrucción del
filtro.
\newpage
En un primer tiempo, se realiza el desmontaje de
toda o de parte de la línea de escape con el fin de separar, del
vehículo automóvil, el filtro de partículas o una parte de la línea
de escape que comprende el filtro de partículas. En particular,
cuando el soporte filtrante del filtro de partículas está contenido
dentro de una envuelta o "canning" desmontable, la envuelta es
separada de la línea de escape y el conjunto del filtro de
partículas que comprende el soporte filtrante en el interior del
canning es llevado a una instalación de limpieza por empapado, tal
como la representada en la figura.
Previamente a la limpieza del filtro de
partículas, puede ser necesario o deseable completar o asegurar la
regeneración del filtro, por combustión del hollín todavía presente
dentro del filtro. Para esto, el filtro que ha sido separado de la
línea de escape puede ser colocado dentro de un horno y llevado a
una temperatura que asegure la combustión completa del hollín. El
filtro puede ser empalmado igualmente a una instalación que permita
inyectar un gas caliente, tal como aire, a través del filtro para
asegurar la combustión y la eliminación del hollín.
En el caso de un primer modo de realización
representado en la figura 1, la instalación de limpieza por
empapado, designada en su conjunto por la referencia 1, comprende
principalmente una cubeta de empapado 2 dentro de la cual se ha
introducido una solución de limpieza 3. La solución de limpieza
puede ser una solución acuosa que contenga diferentes aditivos de
limpieza o cualquier otra solución de limpieza, por ejemplo a base
de disolventes orgánicos.
Los filtros de partículas 4 que han sido
separados de la línea de escape comprenden la envuelta o canning 5
en el interior de la cual está colocado el soporte filtrante 4'. El
canning 5 comprende una abertura de entrada 5a a nivel de la cual
está unido, en la línea de escape, a la parte aguas arriba de la
línea de escape, que da acceso a una primera cara, o cara de
entrada 4'a, del soporte filtrante y una segunda abertura o abertura
de salida 5b unida, en la línea de escape, a la parte aguas abajo
de la línea de escape, que da acceso a una segunda cara 4'b o cara
de salida del soporte filtrante 4'.
Los gases de escape atraviesan el filtro de
partículas en una dirección longitudinal axial del filtro que va de
la abertura de entrada 5a hacia la abertura de salida 5b.
Para realizar la limpieza de los filtros en la
instalación de limpieza por empapado 1 representada en la figura 1,
se fijan los filtros que comprenden el canning 5 y el soporte
filtrante 4' en el interior del canning, a un soporte 6 situado por
encima del nivel superior del líquido de limpieza en la cubeta 2, de
tal manera que la dirección longitudinal o eje de los filtros sea
vertical y que la extremidad de entrada 4'a del soporte filtrante
4' queda por debajo de la extremidad de salida 4'b. Los filtros
están fijados al soporte 6 por encima del nivel de líquido de
limpieza en la proximidad de la abertura de salida 5b. El soporte
filtrante 4' del filtro clocado con su eje longitudinal en la
dirección vertical queda sumergido en el interior del líquido de
limpieza.
La parte aguas abajo del filtro de partículas
que comprende la abertura de salida 5b de la envuelta 5 permanece
por encima del nivel superior del líquido de limpieza, durante el
empapado.
Generalmente, el nivel del líquido de limpieza
(como está representado en la figura 1) es mantenido ligeramente
por encima de la extremidad de salida 4'b del elemento filtrante 4'
y sensiblemente por debajo de la abertura de salida 5b de la
envuelta 5 a nivel de la cual el filtro 4 está fijado al soporte de
la cubeta de empapado 2, de manera que se evita cualquier
introducción de la solución de limpieza 3 en el filtro a través de
su abertura de salida.
Los soportes filtrantes de los filtros de
partículas comprenden canales de dirección longitudinal cuyas
paredes laterales porosas aseguran la filtración de los gases de
escape y la detención de las partículas de hollín. Los canales de
filtración están obturados en su extremidad situada a nivel de la
extremidad de salida 4'b del soporte filtrante 4'. Los gases de
escape atraviesan la pared lateral de los canales de filtración y
penetran en canales de evacuación colocados alrededor de los
canales de filtración que están obturados a nivel de la cara de
entrada 4'a del elemento filtrante 4' y abiertos a nivel de la cara
de salida 4b.
Las partículas de hollín se acumulan en las
paredes de los canales de filtración que están cerrados a nivel de
la cara de salida 4'b. Los elementos filtrantes de los filtros de
partículas están generalmente obstruidos por los residuos de
combustión del hollín, principalmente hacia la salida de los canales
de filtración, en la proximidad de la cara de salida 4'b del
elemento filtrante 4'.
Durante el empapado de los filtros 4, como está
representado en la figura 1, la solución de limpieza penetra en los
canales del soporte filtrante hasta un nivel próximo al nivel
superior de la solución de limpieza en la cubeta 2, encontrándose
este nivel un poco por encima de la cara o extremidad de salida 4'b
del soporte filtrante 4'. La solución de limpieza, durante el
empapado, asegura la disolución y el despegue de residuos en
particular en las partes aguas abajo de los canales de filtración
del soporte filtrante 4', siendo arrastrados los residuos
despegados o disueltos por gravedad hacia el fondo de la cubeta de
empapado 2.
Debido a que la solución de limpieza no llega
hasta la parte aguas abajo del filtro en la proximidad de la
abertura de salida, se evita arrastrar residuos de la parte más
obstruida del filtro en el fondo de los canales de filtración hacia
la pared de los canales de evacuación que no está obstruida.
\newpage
Los filtros de partículas 4 pueden ser
mantenidos en el interior de la cubeta de limpieza 2 durante una
duración que va de algunos minutos a algunas horas, por ejemplo
durante una duración que va de dos minutos a veinticuatro horas.
En las figuras 2A y 2B, se han representado dos
variantes de realización del procedimiento de limpieza por empapado
del filtro 4 en el interior de una cubeta de limpieza 2 que contiene
una solución de limpieza. El filtro 4, en lugar de estar suspendido
de un soporte 6, como en el caso del modo de realización
representado en la figura 1, reposa sobre un soporte 6' sumergido
en la cubeta de limpieza 2. Preferentemente, el soporte 6' comprende
una superficie de apoyo del filtro 4 constituida por una rejilla o
una chapa perforada.
El filtro 4 puede estar colocado, durante el
empapado en el interior de la cubeta de limpieza 2, con su eje
vertical (véase la figura 2A). Éste reposa entonces sobre el soporte
6' a nivel de la abertura de entrada 5a de la envuelta 5.
El filtro puede estar colocado igualmente con su
eje horizontal (véase la figura 2B). La abertura de salida 5b de la
envuelta 5 está obturada, entonces, preferentemente, por un tapón,
para impedir que el líquido de limpieza penetre a través de esta
abertura que está sumergida.
En las figuras 3A, 3B, 3C y 3D, se han
representado cuatro variantes de puesta en práctica del
procedimiento de acuerdo con la invención por empapado del soporte
filtrante 4' del filtro 4, en el interior de la envuelta metálica
(5). El filtro 4 está colocado dentro de una cubeta de retención 2'
destinada a recoger eventualmente solución de limpieza en el
transcurso o al final del llenado de la envuelta metálica 5 del
filtro 4.
En la figura 3A, relativa a una primera variante
de realización del procedimiento por empapado del soporte filtrante
4' en la solución de limpieza en el interior de la envuelta metálica
5 del filtro dispuesta verticalmente dentro de la cubeta de
retención 2', se ha representado la envuelta metálica 5 del filtro
reposando por su extremidad que comprende la abertura de entrada 5a
sobre el fondo de la cubeta 2', por intermedio de un conjunto 7 de
taponamiento de la extremidad de entrada 4'a del soporte filtrante
4' solidario del fondo de la cubeta de retención 2'. Se introduce
la solución de limpieza en la envuelta del filtro 5, a través de su
abertura de salida 5b, como está representado por la flecha 8,
generalmente hasta el nivel de la extremidad de salida 4'b del
soporte filtrante. Se mantiene la solución de limpieza en contacto
con el soporte filtrante 4' que está totalmente sumergido, durante
un tiempo suficiente para asegurar el despegue de los residuos
minerales depositados dentro del soporte filtrante 4'.
La figura 3B es relativa a una segunda variante
de realización. El filtro 4 reposa sobre el conjunto de taponamiento
7 por su extremidad que comprende la abertura de entrada 5a. El
llenado de la envuelta 5 del filtro es realizado, por la parte
inferior, por intermedio de un conducto de alimentación de solución
de limpieza 8' que atraviesa el fondo de la cubeta 2' y el conjunto
de taponamiento 7.
En la figura 3C, el filtro 4 reposa por
intermedio de la extremidad de la envuelta 5 que comprende la
abertura de salida 5b que, así, queda obturada con un tapón 7'
solidario del fondo de la cubeta 2'. Como está representado por la
flecha 8, el llenado del soporte filtrante 4' y de la envuelta 5 de
solución de limpieza es realizado a través de la abertura de salida
5a de la envuelta metálica 5.
En el caso de la variante representada en la
figura 3D, el llenado del filtro de líquido de limpieza es realizado
a través del conducto 8' que atraviesa el tapón 7'.
La limpieza por empapado puede ir seguida de una
limpieza por paso de líquido de limpieza a través del filtro de
acuerdo con los procedimientos de las patentes 99 07682 y 01 05582.
En este caso, el número de ciclos de limpieza efectuados por la
puesta en práctica de estos procedimientos puede ser reducido,
debido a que el empapado favorece el despegue y la disolución de los
residuos.
Por una elección adecuada de la solución de
limpieza y de las condiciones de empapado, es posible realizar una
limpieza completa de los filtros de partículas por empapado sin
efectuar posteriormente operación de limpieza por paso de líquido a
los filtros de partículas de acuerdo con los procedimientos
anteriores.
En cualquier caso, a continuación de la
operación de limpieza por empapado (seguida eventualmente de una
limpieza por paso de líquido a través del filtro), es preferible
efectuar un aclarado del filtro, generalmente con agua, y un secado
del filtro, generalmente por aire caliente.
A continuación, el filtro puede ser montado
nuevamente en la línea de escape de un vehículo automóvil.
De acuerdo con la naturaleza de la solución de
limpieza utilizada, ésta puede ser mantenida a temperatura ambiente
dentro de la cubeta o la envuelta del filtro 5, durante toda la
duración del empapado o, por el contrario, calentada a una
temperatura que puede ser sensiblemente superior a la temperatura
ambiente.
Sin embargo, esta temperatura debe ser inferior
a la temperatura de ebullición de la solución de limpieza. Por
ejemplo, en el caso de una solución acuosa, la solución puede ser
utilizada a una temperatura comprendida, por ejemplo, entre 50ºC y
80ºC.
La solución de limpieza puede ser agitada en el
interior de la cubeta de empapado 2 o de la envuelta de filtro 5
durante el empapado de los filtros, de manera que se active la
renovación de la solución de limpieza en contacto con los residuos
depositados dentro del soporte filtrante. La agitación de la
solución puede ser obtenida por un dispositivo mecánico, por
ultrasonidos o imponiendo una circulación de agua o de líquido de
limpieza dentro de la cubeta de empapado 2 o la envuelta de filtro
5, utilizando una bomba.
Los filtros a su vez pueden ser desplazados o
agitados durante el empapado, de modo que se facilite el despegue
de los residuos de combustión depositados en los canales del soporte
filtrante. Por ejemplo, el soporte 6 o también la cubeta 2' pueden
comprender una pieza vibratoria que transmita vibraciones al filtro
4 durante el empapado.
En el caso de un empapado en el interior de una
cubeta de limpieza, para evitar introducir solución de limpieza en
la parte aguas abajo del soporte filtrante 4' de los filtros a
través de la abertura de salida 5b del filtro, es posible, ya sea
mantener el nivel superior de líquido de limpieza a una distancia
suficiente por debajo de la abertura de salida 5b de los filtros,
durante todo el empapado, o bien colocar, en la parte de salida de
los filtros, después de la inmersión del soporte filtrante 4' en la
solución de limpieza, tapones estancos que eviten cualquier entrada
de líquido de limpieza en el filtro a través de su abertura de
salida 5b.
Después de que se haya realizado la limpieza por
empapado de un cierto número de filtros en el interior de la
solución de limpieza 3 contenida en la cubeta de empapado 2, puede
ser necesario realizar un tratamiento y una regeneración de la
solución de limpieza. Esta regeneración y este tratamiento de la
solución de limpieza puede ser una filtración para eliminar los
residuos, un tratamiento químico o una adición de productos de
limpieza.
El procedimiento de acuerdo con la invención
permite realizar una desobstrucción eficaz de los filtros de
partículas utilizando medios simples y poco costosos. La
desobstrucción puede ser obtenida únicamente por el procedimiento
de acuerdo con la invención o asociando este procedimiento a un
procedimiento de limpieza, por ejemplo por inyección de fluido, de
acuerdo con las patentes 99 07682 y 01 05582. Así, una instalación
completa de limpieza podrá comprender, por ejemplo, una primera
instalación para la regeneración del filtro dentro de un horno o
por paso de gases calientes, una segunda instalación para el
empapado y una tercera instalación para la limpieza, el aclarado y
el secado.
La regeneración del filtro de partículas puede
ser realizada, ya sea en el filtro separado de la línea de escape, o
bien en el vehículo automóvil antes del desmontaje de la parte de la
línea de escape que comprende el filtro de partículas.
La invención se aplica a la limpieza de filtros
de partículas para cualquier tipo de vehículo automóvil.
Claims (15)
1. Procedimiento de limpieza de un filtro de
partículas (4) que comprende un soporte filtrante (4') que tiene una
estructura porosa eventualmente asociada a un catalizador, fijado
dentro de una envuelta metálica (5) que tiene una abertura de
entrada (5a) y una abertura de salida (5b), estando empalmada la
envuelta del filtro, en servicio, a través de su abertura de entrada
(5a), a una parte aguas arriba y, a través de su abertura de salida
(5b), a una parte aguas abajo de una línea de escape de un vehículo
automóvil, de modo que el filtro (4) sea atravesado entre la
abertura de entrada (5a) y la abertura de salida (5b) por una
corriente de gases de escape del motor del vehículo automóvil que
contienen partículas de hollín de las cuales al menos una parte, que
es retenida por el soporte filtrante (4'), experimenta una
combustión eventualmente catalizada dentro del soporte filtrante
(4'), bajo el efecto de un calentamiento, para regenerar el filtro
en la línea de escape, caracterizado por el hecho de que
después de una duración de funcionamiento del filtro (4) en la línea
de escape tal que el soporte filtrante (4') del filtro (4)
regenerado por combustión se encuentre al menos parcialmente
obstruido por residuos minerales y el funcionamiento del filtro esté
alterado:
- se desmonta al menos una parte de la línea de
escape que comprende el filtro de partículas (4) para separarle del
vehículo automóvil; y
- se pone en contacto el soporte filtrante (4')
con una solución de limpieza, durante un tiempo suficiente para
asegurar el empapado del soporte filtrante (4') de manera que se
asegure o se facilite el despegue de los residuos retenidos dentro
del soporte filtrante (4');
- siendo realizado el citado empapado por la
introducción de al menos una parte del filtro (4) que comprende el
soporte filtrante (4'), en una solución de limpieza (3), y por el
mantenimiento del soporte filtrante (4') dentro de la solución de
limpieza.
2. Procedimiento de limpieza de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se
introduce y se mantiene el soporte filtrante (4') en la solución de
limpieza en una posición tal que un eje del filtro (4) y del soporte
filtrante (4'), dirigido según la dirección de circulación de los
gases entre la abertura de entrada (5a) y la abertura de salida (5b)
del filtro (4), sea sensiblemente vertical y en un sentido tal que
una extremidad de entrada (4'a) esté por debajo de una extremidad de
salida (4'b) de los gases de escape dentro del soporte filtrante
(4).
3. Procedimiento de limpieza de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se
introduce y se mantiene el soporte filtrante (4') en la solución de
limpieza en una posición tal que el eje del filtro (4) y del soporte
filtrante (4'), dirigido según la dirección de circulación de los
gases entre la abertura de entrada (5a) y la abertura de salida
(5b), sea sensiblemente horizontal, siendo realizado el empapado del
filtro (4) con la abertura de salida (5b) del filtro obturada.
4. Procedimiento de limpieza de un filtro de
partículas (4) que comprende un soporte filtrante (4') que tiene una
estructura porosa eventualmente asociada a un catalizador, fijado
dentro de una envuelta metálica (5) que tiene una abertura de
entrada (5a) y una abertura de salida (5b), estando empalmada la
envuelta del filtro, en servicio, a través de su abertura de entrada
(5a), a una parte aguas arriba y, a través de su abertura de salida
(5b), a una parte aguas abajo de una línea de escape de un vehículo
automóvil, de modo que el filtro (4) sea atravesado entre la
abertura de entrada (5a) y la abertura de salida (5b) por una
corriente de gases de escape del motor del vehículo automóvil que
contienen partículas de hollín de las cuales al menos una parte, que
es retenida por el soporte filtrante (4'), experimenta una
combustión eventualmente catalizada dentro del soporte filtrante
(4'), bajo el efecto de un calentamiento, para regenerar el filtro
en la línea de escape, caracterizado por el hecho de que,
después de una duración de funcionamiento del filtro (4) en la línea
de escape tal que el soporte filtrante (4') del filtro (4)
regenerado por combustión se encuentre al menos parcialmente
obstruido por residuos minerales y el funcionamiento del filtro esté
alterado:
- se desmonta al menos una parte de la línea de
escape que comprende el filtro de partículas (4) para separarle del
vehículo automóvil; y
- se pone en contacto el soporte filtrante (4')
con una solución de limpieza, durante un tiempo suficiente para
asegurar el empapado del soporte filtrante (4') de manera que se
asegure o se facilite el despegue de los residuos retenidos en el
soporte filtrante (4');
- siendo introducido el líquido de limpieza en
el interior de la envuelta del filtro (4) y siendo realizado el
empapado del soporte filtrante (4') en el interior de la envuelta
(5) del filtro (4) para el mantenimiento del soporte filtrante
dentro del líquido de limpieza.
5. Procedimiento de limpieza de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por
el hecho de que, en una segunda fase de la limpieza, se hace pasar a
través del soporte filtrante (4') del filtro de partículas (4),
entre una extremidad de salida (4b) y una extremidad de entrada
(4a), una corriente de fluido de limpieza.
6. Procedimiento de limpieza de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por
el hecho de que la solución de limpieza es mantenida a una
temperatura ambiente durante el empapado del soporte filtrante (4')
del filtro (4).
7. Procedimiento de limpieza de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por
el hecho de que la solución de limpieza es calentada a una
temperatura sensiblemente superior a una temperatura ambiente,
durante el empapado del soporte filtrante (4') del filtro (4).
8. Procedimiento de limpieza de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por
el hecho de que la solución de limpieza es agitada durante la
limpieza por empapado del soporte filtrante (4') del filtro (4), por
uno de un medio de agitación mecánica, de ultrasonidos y de una
circulación de la solución de limpieza utilizando una bomba.
9. Procedimiento de limpieza de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por
el hecho de que se produce un desplazamiento o una agitación del
filtro de partículas (4), durante la limpieza por empapado, para
facilitar el despegue de residuos depositados en el soporte
filtrante (4') del filtro (4).
10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de
que se introduce la parte del filtro que comprende el soporte
filtrante (4') en la solución de limpieza contenida en una cubeta de
limpieza (2), quedando una parte restante del filtro que comprende
la abertura de salida (5b) de la envuelta (5) del filtro (4) por
encima del nivel de la solución de limpieza (3) dentro de la cubeta
de empapado (2), y se mantiene el nivel de la solución de limpieza
dentro de la cubeta (3) en una posición sensiblemente constante.
11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de
que se tapona de manera estanca la abertura de salida (5b) de la
envuelta (5) del filtro (4) después de la inmersión del soporte
filtrante (4') en la solución de limpieza, de manera que se evita el
paso de la solución de limpieza a través de la abertura de salida
(5b) de la envuelta (5) del filtro (4).
12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de
que al final de la limpieza por empapado del soporte filtrante (4')
del filtro de partículas (4), se efectúa un aclarado y un secado del
soporte filtrante (4') del filtro de partículas (4).
13. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de
que se realiza un tratamiento y la regeneración de la solución de
limpieza que contiene los residuos de limpieza de filtro de
partículas (4), en estado disuelto o en suspensión.
14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de
que después del desmontaje de la parte de la línea de escape que
comprende el filtro de partículas (4), se realiza la regeneración
del soporte filtrante (4') del filtro de partículas (4), por
combustión del hollín presente dentro del elemento filtrante (4') a
través de uno de los medios siguientes:
- mantenimiento del filtro de partículas (14)
dentro de un horno a temperatura que asegure la combustión del
hollín,
- paso de un gas caliente, tal como el aire, a
través del soporte filtrante (4') del filtro de partículas (4), de
manera que se asegure la combustión del hollín presente dentro del
elemento filtrante (4'),
y a continuación se pone el soporte filtrante
(4') del filtro de partículas (4) en contacto con la solución de
limpieza.
15. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de
que se regenera el filtro (4) en la línea de escape del vehículo
automóvil, previamente al desmontaje de la parte de la línea de
escape que comprende el filtro de partículas (4).
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