ES2643539T3

ES2643539T3 - Filtro de profundidad soplado en estado fundido, procedimiento y máquina para su preparación

Info

Publication number: ES2643539T3
Application number: ES14805716.9T
Authority: ES
Inventors: Travis Gerald Stifter; Thomas Martin Aune
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2017-11-23
Anticipated expiration: 2034-11-05
Also published as: EP3065844A1; CA2928705A1; HUE037196T2; CA2928705C; JP2016536121A; US20150122726A1; WO2015069765A1; CN105705215A; JP6353532B2; EP3065844B1; DK3065844T3; US10179426B2

Description

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DESCRIPCION

Filtro de profundidad soplado en estado fundido, procedimiento y maquina para su preparacion Campo

Esta memoria descriptiva se refiere a cartuchos de filtro de profundidad, a medios soplados en estado fundido y a metodos para su preparacion.

Antecedentes de la invencion

Un filtro de profundidad retiene partmulas por toda la profundidad de un medio de filtracion. Pueden usarse diversos medios para construir un filtro de profundidad, siendo uno de ellos un medio no tejido de filamentos soplados en estado fundido o hilados. Un filtro de profundidad puede tener multiples capas (o zonas), formando habitualmente la capa que tiene el tamano de poro mas grande una capa aguas arriba y formando la capa que tiene el tamano de poro mas pequeno una capa aguas abajo. Esto es a diferencia de los filtros de superficie, denominados alternativamente filtros de tamiz, que retienen partmulas principalmente mediante exclusion por tamanos en o cerca de una capa de separacion aguas arriba en vez de por toda la profundidad del filtro. Un filtro de superficie puede proporcionar algo de filtrado de profundidad para partmulas por debajo de su tamano de partmula absoluto nominal, pero la cantidad de filtrado de profundidad esta limitado por la falta de grosor del filtro de superficie y el deseo de hacer que cualquier capa detras de la capa de separacion aguas arriba sea tan permeable como sea posible. Un filtro de profundidad puede distinguirse de un filtro de superficie por medio del grosor sustancial del filtro de profundidad, que es normalmente al menos de 5 mm y mas a menudo al menos de 10 mm. Un filtro de profundidad esta previsto tambien normalmente en una configuracion que proporciona una superficie periferica interna y externa lisa para maximizar su volumen, mientras que un filtro de superficie esta normalmente plegado o plisado para maximizar su area superficial.

Un filtro de cartucho es un elemento de filtro extrafble o reemplazable disenado para colocarse en una carcasa. Algunos filtros de cartucho pueden limpiarse, pero normalmente se desechan al final de su vida util. Un cartucho de filtro de profundidad puede clasificarse segun su capacidad de retencion de suciedad (DHC, dirt holding capacity), que se mide en gramos de partmulas solidas que puede retener el filtro antes de taponarse. La vida util de un cartucho se mide como el tiempo que puede hacerse funcionar el elemento de filtro en condiciones espedficas antes de alcanzar una cafda de presion maxima especificada a traves del cartucho de filtro de profundidad. La vida util de un cartucho puede estar limitada por su DHC o por su capacidad mecanica de resistir a la presion aplicada a medida que se carga con partmulas. Otros criterios de clasificacion incluyen la eficacia del filtro a la hora de eliminar partmulas de un tamano especificado y la cafda de presion de agua limpia del filtro. Por ejemplo, una clasificacion de eficacia de eliminacion puede especificarse como una eliminacion del 90% de las partmulas hasta un tamano micrometrico especificado o como eliminacion “absoluta” (que significa el 99%) de las partmulas hasta un tamano micrometrico especificado.

La patente estadounidense numero 6.986.427, expedida el 17 de enero de 2006 concedida a Aune et al., describe un medio no tejido soplado en estado fundido util para un elemento de filtro de profundidad. El medio se prepara dirigiendo una pluralidad de filamentos soplados en estado fundido al lado de un extremo conico de una estructura tubular. La estructura tubular rota en una espiga giratoria. La longitud de la estructura tubular crece a medida que se anade material a su extremo conico, al tiempo que la estructura tubular se estira del area de proyeccion de filamentos a lo largo de la longitud de la espiga. Diferentes filamentos se dirigen a diferentes partes del cono, y una o mas caractensticas de los filamentos pueden variar a lo largo de la longitud del cono. Esto produce zonas anulares concentricas en el elemento tubular con una variacion correspondiente en la una o mas caractensticas. Uno o mas de otros filamentos soplados en estado fundido pueden aplicarse a traves de la longitud del cono para anadir filamentos que se extienden por la profundidad del elemento, atravesando multiples zonas, para reforzar el medio.

La patente estadounidense numero 6.938.781, que comparte una solicitud de prioridad comun con la patente estadounidense numero 6.986.427, describe un cartucho de filtro de profundidad no tejido que incluye una masa cilmdrica de filamentos polimericos soplados en estado fundido esencialmente continuos y un filamento polimerico soplado en estado fundido transversal esencialmente continuo que se extiende por la masa. La masa cilmdrica tiene una dimension de profundidad, una dimension longitudinal y una dimension circunferencial. Los filamentos de la masa cilmdrica estan orientados generalmente en las dimensiones longitudinal y circunferencial y forman una pluralidad de zonas concentricas. El filamento transversal se extiende en la dimension longitudinal por una parte sustancial de una longitud de la masa cilmdrica, al tiempo que se extiende alrededor de la masa cilmdrica en la dimension circunferencial y se extiende radialmente en la dimension de profundidad sustancialmente por todo el grosor de dos o mas zonas de la masa cilmdrica.

El documento US 5681469 describe un medio de filtracion formado por una masa de fibras de soporte y de filtracion sopladas en estado fundido no tejidas que estan ubicadas conjuntamente de manera integrada unas con otras. Las fibras de soporte tienen, en promedio, diametros relativamente mayores en comparacion con las fibras de filtracion que estan ubicadas conjuntamente de manera integrada con las mismas.

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Cartuchos de filtro de profundidad de polipropileno preparados segun las patentes descritas anteriormente se vende por GE Water and Process Technologies en asociacion con la marca comercial Z.PLEX. Estos cartuchos tienen diametros internos de aproximadamente 1 pulgada (2,5 cm) y diametros externos de aproximadamente 2 o 2,75 pulgadas (5 o 7 cm). Se usan en varias aplicaciones de filtracion de agua.

Introduccion a la invencion

La siguiente introduccion pretende introducir al lector la descripcion detallada para seguir y no limitar ni definir lo reivindicado en la invencion. Una invencion reivindicada puede ser una subcombinacion de elementos o etapas descritos mas adelante, o incluir un elemento o una etapa descritos en otras partes de esta memoria descriptiva.

Tal como se indico anteriormente, los cartuchos de filtro de profundidad comerciales preparados segun las patentes estadounidenses numero 6.938.781 y 6.986.427 tienen diametros externos de menos de 3 pulgadas (8 cm). Los filtros de diametro grande, en particular filtros con diametros externos nominales de mas de 3 pulgadas (8 cm) y hasta 7 pulgadas (18 cm), se construyen normalmente a partir de filtros de superficie en un formato de filtro plisado. Un cartucho de filtro plisado con un diametro externo nominal de 6,5 pulgadas (16,5 cm) y una longitud de 40 pulgadas (101,5 cm) puede tener un area superficial de aproximadamente 70-80 pies cuadrados (de 6,5 a 7,5 metros cuadrados). Por el contrario, un filtro de profundidad del mismo tamano tiene un area superficial de aproximadamente 5 pies cuadrados en su superficie externa y de aproximadamente 3 pies cuadrados (0,25 metros cuadrados) en su superficie interna. Debido a esta area superficial limitada, no se espera que un filtro de profundidad convencional tenga una cafda de presion de agua limpia baja, por ejemplo menos de 0,5 psi (3,4 kPa) a un caudal de 40 galones estadounidenses (151 litros) por minuto (gpm) en un filtro de 40 pulgadas (101,5 cm) de longitud nominal con una eficacia de eliminacion del 90% para particulas por debajo de los 20 micrometros. Sin embargo, los filtros de profundidad tienen algunas ventajas, incluyendo por ejemplo la capacidad de resistir a la carga superficial con contaminantes organicos o emulsionados.

Esta memoria descriptiva describe un elemento de filtro de profundidad tubular que tiene tres o mas zonas concentricas. Cada zona puede estar hecha de un filamento soplado en estado fundido esencialmente continuo. Cada zona esta hecha de uno o mas filamentos, y el uno o mas filamentos de una zona externa tienen un diametro mayor que el uno o mas filamentos de las otras zonas. Un filamento de zona externa se solapa o se cruza o ambos con el filamento de otra zona por al menos el 50 o el 85% de, y preferiblemente por toda, la profundidad de la otra zona. Opcionalmente, uno o mas filamentos adicionales pueden atravesar todas las zonas. Una realizacion a modo de ejemplo tiene 5 zonas.

Esta memoria descriptiva tambien describe un metodo de preparacion de un elemento de filtro de profundidad. Filamentos soplados en estado fundido se proyectan sobre una espiga rotatoria para formar una masa de filamentos en contacto con un rodillo compactador conico. Los filamentos se proyectan desde tres o mas boquillas que estan separadas a lo largo de la longitud de la espiga. Uno de los filamentos esta formado en un patron de proyeccion que se solapa con al menos el 50 o el 85% de, y preferiblemente todo, el patron de proyeccion de un filamento adyacente. Preferiblemente, el patron de proyeccion solapante se produce desde una boquilla que forma una zona externa que forma un angulo de al menos 10 grados en relacion con una lmea normal con respecto a la espiga hacia la siguiente zona

Un elemento de filtro de profundidad descrito en el presente documento proporciona una alternativa util a los cartuchos de filtro existentes. El elemento de filtro de profundidad puede usarse, por ejemplo, para proporcionar un filtro con un diametro exterior de al menos 4,5 pulgadas (11,5 cm), que tiene una vida util significativa y una cafda de presion de agua limpia baja.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una fotograffa de un cartucho de filtro de profundidad tomada desde su lado derecho.

La Figura 2 es una fotograffa del cartucho de filtro de profundidad de la Figura 1 tomada desde su lado izquierdo.

La Figura 3 es una vista de extremo esquematica del cartucho de filtro de profundidad de la Figura 1 cuando esta formandose.

La Figura 4 es un dibujo esquematico de una maquina para preparar el cartucho de filtro de profundidad de la Figura 1.

La Figura 5 es un grafico de resultados experimentales que muestran la capacidad de retencion de suciedad de cartuchos de filtro de profundidad de cuatro y cinco zonas comparativos y un cartucho de filtro de profundidad de la Figura 1.

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La Figura 6 es un grafico de resultados experimental que muestran la vida util de los cartuchos de filtro de profundidad sometidos a prueba en la Figura 5.

Descripcion detallada

Un lenguaje de aproximacion, tal como se usa en el presente documento por toda la memoria descriptiva y las reivindicaciones, puede aplicarse para modificar cualquier cantidad que pueda variarse sin dar como resultado un cambio en la funcion basica con la que este relacionada. Por consiguiente, un valor modificado por un termino o terminos tales como “aproximadamente” no se limita al valor preciso especificado. En algunos casos, el lenguaje de aproximacion puede corresponder a la precision de un instrumento para medir el valor. Las limitaciones de intervalo pueden combinarse y/o intercambiarse, y tales intervalos, y todos los subintervalos, se incluyen en el presente documento a menos que el contexto o el lenguaje indique lo contrario. Aparte de en los ejemplos de funcionamiento o cuando se indique lo contrario, todos los numeros o expresiones que se refieren a cantidades de materiales, condiciones de proceso y similares, usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, deben entenderse como modificados en todos los casos por el termino “aproximadamente”.

“Opcional” o “preferible” y terminos similares significan que el evento o la circunstancia descrito posteriormente puede producirse o no, o que el material identificado posteriormente puede estar presente o no, y que la descripcion incluye casos en los que el evento o la circunstancia se produce o en los que el material esta presente, y casos en los que el evento o la circunstancia no se produce o el material no esta presente. El termino “puede” se usa para indicar condiciones que podnan estar presentes o no.

Tal como se usa en el presente documento, los terminos “comprende”, “que comprende”, “incluye”, “que incluye”, “tiene”, “que tiene” o cualquier otra variacion de los mismos, pretenden cubrir una inclusion no excluyente. Por ejemplo, un procedimiento, metodo, artmulo o aparato que comprende una lista de elementos no esta necesariamente limitado solo a esos elementos, sino que puede incluir otros elementos no listados expresamente o inherentes a tal procedimiento, metodo, artmulo o aparato. Las formas en singular “un”, “una” y “el/la” incluyen las referencias en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, un cartucho de filtro de profundidad 10 tiene un elemento de filtro de profundidad tubular 12, una tapa de extremo de lado izquierdo 14 y una tapa de extremo de lado derecho 16. Las palabras “lado izquierdo” y “lado derecho” son arbitrarias y se usaran en esta descripcion meramente para proporcionar un medio para describir el cartucho 10 tal como esta orientado en las figuras. El cartucho 10, o una parte del mismo, tambien puede describirse como que tiene una longitud (medida en una dimension longitudinal en paralelo a una lmea entre los lados izquierdo y derecho del cartucho), una circunferencia (medida en una dimension circunferencial a lo largo de un cmculo en perpendicular a la dimension longitudinal) o una profundidad (medida en una dimension radial en perpendicular a la dimension circunferencial).

Las tapas de extremo 14, 16 pueden estar hechas de un material termoplastico y preferiblemente estan unidas termicamente a cada extremo del elemento de filtro de profundidad 12 para formar un sello con los extremos del elemento de filtro de profundidad 12. Alternativamente, las tapas de extremo 14, 16 pueden estar unidas al elemento de filtro de profundidad 12 mediante un adhesivo o mediante otro medio conocido en la tecnica. Las tapas de extremo 14, 16 separan a nivel de fluido el exterior del elemento de filtro de profundidad 12 del centro hueco del elemento de filtro de profundidad 12. Preferiblemente, un tubo de nucleo poroso (no visible) se extiende por el centro hueco del elemento de filtro de profundidad 12 y esta acoplado y sellado a las tapas de extremo 14, 16.

El cartucho de filtro de profundidad 10 se usa normalmente tras insertarlo en una carcasa o vaina, no mostrada. La carcasa puede contener un, o mas de un, cartucho 10. En un modo de filtracion de fuera a dentro, agua de alimentacion que debe filtrarse fluye a traves de una entrada a una camara definida por el interior de la carcasa y el exterior del cartucho 10. El agua de alimentacion fluye entonces a traves del elemento de filtro de profundidad 12 y el agua filtrada se recoge en el centro hueco del elemento de filtro de profundidad 12 o el tubo de nucleo. Una o ambas de las tapas de extremo 14, 16 tienen una abertura para el agua filtrada conectada a una salida de la carcasa. En el cartucho 10 mostrado, la tapa de extremo de lado izquierdo 14 incluye un adaptador 18 y un sello 20, que se conectan a una salida de la carcasa. El sello 20 es una junta torica ubicada en una ranura en el adaptador 18. Alternativamente, un sello 20 puede formarse encapsulando un material elastomerico en una ranura para proporcionar una junta de estanqueidad anular plana alrededor de un adaptador 18 que esta en forma de un agujero sencillo, o mediante otro medio conocido en la tecnica.

Haciendo referencia a la Figura 3, el elemento de filtro de profundidad 12 comprende una pluralidad de capas o zonas de medio 22 por su profundidad. Preferiblemente, las zonas disminuyen en su tamano de retencion (tamano de partmula eliminado a una eficacia dada) desde la superficie exterior 24 hasta la superficie interior 26 del elemento de filtro de profundidad 12. Por tanto, las partmulas grandes se retendran cerca de la superficie exterior 24 y partmulas progresivamente mas pequenas se retendran a medida que la alimentacion pasa hacia dentro a traves del elemento de filtro de profundidad 12. Aunque las zonas 22 se ilustran con una lmea mtida entre las mismas por facilidad de ilustracion, en la practica puede haber una transicion mas gradual, o un area de transicion, entre las zonas 22. Aunque se prefieren 5 zonas 22, tal como se muestra, puede haber mas o menos zonas. En el elemento

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de filtro de profundidad 12 de las Figuras 1 y 2, cada una de sus cinco zonas 22 tiene un diametro de filamento y un tamano de retencion diferentes, disminuyendo tanto el diametro de filamento como el tamano de retencion hacia la superficie interior 26. Opcionalmente dos o mas zonas 22 pueden tener el mismo diametro de filamento o tamano de retencion, pero preferiblemente al tiempo que todavfa proporciona una disminucion global en el tamano de retencion hacia la superficie interior 26 para el elemento de filtro de profundidad 12 en su conjunto.

En el ejemplo de las Figuras 1 y 2, el elemento de filtro de profundidad 12 tiene un diametro exterior de aproximadamente 6,5 pulgadas (16,5 cm) y un diametro interior de aproximadamente 3 pulgadas (7,5 cm). La longitud del cartucho 10 es de aproximadamente 38 pulgadas (96,5 cm), que se corresponde con una longitud nominal de 40 pulgadas (101,5 cm). El adaptador 18 es un accesorio de tipo convencional 226, aunque pueden usarse otros accesorios adecuados. Las dimensiones del cartucho 10 tambien pueden variarse. Por ejemplo, el diametro exterior puede ser mayor o menor, preferiblemente en el intervalo de 3 pulgadas a 9 pulgadas (de 7,5 a 23 cm), o de 4,5 pulgadas a 7 pulgadas (de 11,5 a 18 cm). La longitud tambien ser mayor o menor, por ejemplo puede prepararse un cartucho de 60 pulgadas (152,5 cm) nominales. Opcionalmente puede proporcionarse un filtro de superficie dentro del elemento de filtro de profundidad 12 de la manera descrita en la publicacion internacional numero WO 2012/034028, que se incorpora como referencia. En este caso, el filtro de superficie puede, por ejemplo, descansar sobre un tubo de nucleo que tiene un diametro exterior de entre aproximadamente 1,1 pulgadas (2,79 cm) y 3 pulgadas (7,5 cm) y extenderse hasta un diametro exterior del filtro de superficie interno de entre aproximadamente 2 pulgadas y 4,5 pulgadas (5 y 11,5 cm).

El cartucho 10 de las Figuras 1 y 2 esta hecho de un elemento de filtro de profundidad 12 de polipropileno (PP) y tapas de extremo 14, 16 de ABS acopladas con un adhesivo. Se pretende que las tapas de extremo 14, 16 se reemplacen en realizaciones comerciales por tapas de extremo 14, 16 de PP soldadas termicamente al elemento de filtro de profundidad 12 para proporcionar un cartucho conforme con el contacto con alimentacion 10. Otros materiales utiles para formar el elemento de filtro de profundidad 12 incluyen, por ejemplo, otras poliolefinas tales como polietileno, celulosa, poliamidas, poliesteres y fibras minerales tales como fibra de vidrio. Pueden usarse multiples materiales en un unico cartucho 10.

El elemento de filtro de profundidad 12 puede estar hecho de medios soplados en estado fundido, en los que cada zona 22 es una masa formada de uno o mas filamentos polimericos esencialmente continuos. Tal como se describira mas adelante en relacion con la Figura 4, cada zona 22 esta hecha de polfmero suministrado desde un sistema de suministro de filamentos soplados en estado fundido. Sujeta a la posibilidad de roturas aleatorias, cada zona 22 esta hecha de un unico filamento esencialmente continuo. Los filamentos que constituyen las zonas 22 se extienden principalmente en las direcciones longitudinal y circunferencial. Preferiblemente, el elemento de filtro de profundidad 12 tambien comprende uno o mas filamentos de zonas multiples 32. Los filamentos de zonas multiples 32 son filamentos polimericos esencialmente continuos que se extienden en la dimension de profundidad entre dos o mas zonas 22, preferiblemente entre todas las zonas 22. En la Figura 3 (y en el cartucho de las Figuras 1 y 2) los filamentos de zonas multiples 32 incluyen filamentos estaticos 28 y filamentos Z 30 tal como se describe en las patentes estadounidenses numero 6.938.781 y 6.986.427.

Tal como se describira adicionalmente en relacion con la Figura 4, los filamentos que constituyen las zonas 22 se acumulan en una masa de capa sobre capa al proyectarse desde posiciones separadas longitudinalmente contra un extremo conico rotatorio del elemento de filtro de profundidad 12 que esta formandose. Los filamentos de zonas multiples 32 se proyectan de manera similar contra el extremo conico rotatorio del elemento de filtro de profundidad 12 que esta formandose, pero estos filamentos 32 se proyectan en un patron que se extiende longitudinalmente a traves de multiples zonas 22. Un filamento de multiples zonas 32 principalmente no es responsable de formar ninguna zona particular 22. Los filamentos de zonas multiples 32 proporcionan colectivamente menos del 50% de la masa de filamentos en cualquier zona.

Los filamentos de zonas multiples 32, entre otras cosas, mejoran la union fibra a fibra y proporcionan un elemento de enclavamiento a la estructura mecanica de los otros filamentos. En particular, la masa del filamento o filamentos estaticos 28 es la mas alta, al menos en una base por unidad de volumen, pero preferiblemente tambien en una base absoluta, en la zona o zonas mas internas 22. El diametro del filamento o filamentos estaticos 28 puede ser aproximadamente el mismo que o mayor que el diametro de los filamentos usados en la zona mas interna 22. Un filamento estatico 28 refuerza las zonas internas 22, que de lo contrario senan debiles en el caso de compresion dado el pequeno diametro de filamento usado en las zonas internas 22 para proporcionar la retencion de partfculas pequenas.

El filamento o filamentos Z 30 se proyectan en un patron oscilante (en vez de desde un sistema de suministro fijo) a traves del extremo conico rotatorio del elemento de filtro de profundidad 12 que esta formandose. La oscilacion del sistema de suministro de un filamento Z 30 proporciona una masa de filamentos que esta concentrada (es decir tiene areas de mayor y menor densidad) en la direccion circunferencial mientras que un filamento estatico 28 y los filamentos que constituyen las zonas 22 tienen una densidad homogenea en la dimension circunferencial. Un filamento Z 30 une de ese modo multiples zonas 22, preferiblemente todas las zonas 22, junto con regiones resistentes a la compresion sin aumentar enormemente la densidad del elemento de filtro de profundidad 12 en su conjunto. La masa del filamento o filamentos Z 30 es preferiblemente de entre el 2 y el 20% de la masa del elemento

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de filtro de profundidad 12. Opcionalmente, la densidad por unidad de volumen del filamento Z 30 puede ser mayor en zonas internas 22 para reforzar adicionalmente estas zonas. Por ejemplo, el filamento Z 30 puede constituir aproximadamente el 25% de la masa de filamentos en la zona mas interna 22 y aproximadamente el 3% de la masa de filamentos en la zona mas externa 22.

Tal como se muestra en la Figura 3, el elemento de filtro de profundidad 12 mostrado tiene cinco zonas 22 marcadas, desde la zona mas interna hasta la zona mas externa, como zonas 22A a zona 22E. Estas zonas 22 tambien pueden denominarse zonas 22 primera a quinta respectivamente. La zona externa o quinta 22E incluye una parte libre 32 y una parte solapante 34. La parte solapante 34 se extiende por al menos el 50 o el 85% de, y preferiblemente toda, al menos otra zona 22. Por ejemplo, la parte solapante 34 en la Figura 3 se extiende a traves de toda la cuarta zona 22D y parcialmente al interior de la tercera zona 22C. Opcionalmente, pero no preferiblemente, la parte libre 32 puede omitirse. En un elemento de filtro de profundidad 12 con mas o menos de 5 zonas 12, la ultima zona esta hecha tal como se describe para la quinta zona 22 anteriormente.

Preferiblemente, aunque no se muestra en la Figura 3, se anade una capa delgada de fibras de union sobre la zona mas externa 22 tal como se describe en las patentes estadounidenses numero 6.938.781 y 6.986.427. Las fibras de union reducen el aspecto de bucles de filamentos sueltos y proporcionan una jaula protectora sobre la superficie externa del elemento de filtro de profundidad 12. Estas fibras de union tambien pueden contraerse cuando se enfnan, lo que proporciona rugosidad para aumentar el area superficial eficaz del elemento de filtro de profundidad 12.

Aunque las figuras se refieren a filtros cilmdricos, pueden aplicarse los mismos principios a una lamina plana o un producto plano. Un producto plano de este tipo puede producirse a lo largo de una mesa plana, oscilando los proyectores de filamento a traves de la anchura de la mesa o cortando un elemento de filtro de profundidad preparado sobre una espiga cilmdrica grande a lo largo de su longitud para obtener una lamina de material.

La Figura 4 muestra un sistema 110 para preparar un medio de filtro de profundidad tubular de manera continua hasta una longitud indefinida. El medio puede cortarse entonces en una pluralidad de elementos de filtro de profundidad individuales 12 de longitud deseada. Este sistema es similar al sistema descrito en las patentes estadounidenses numero 6.938.781 y 6.986.427, por ejemplo la Figura 5 de la patente estadounidense numero 6.938.781, pero con la adicion de un sistema de suministro de filamentos para proporcionar una quinta zona 22.

El sistema 110 incluye una extrusora de tipo tornillo accionada por motor 112, que se suministra con material polimerico termoplastico desde una fuente (no mostrada). Se prefiere el polipropileno, pero tambien pueden usarse otros materiales tales como poliesteres, Nylon™ o poliuretanos para algunos de o todos los filamentos. Dentro de la extrusora 112, el material polimerico se calienta hasta un estado fundido, momento en el cual se dosifica y se transporta a lmeas de suministro calentadas 114. El material se transporta a dos sistemas de suministro de filamentos 116 y 118.

El sistema de suministro de filamentos 116 incluye, para cada una de las cinco boquillas 127, 128, 129, 216 y 217, una bomba dosificadora de desplazamiento positivo de tipo engranaje accionada por motor 120 que recibe material polimerico fundido de la lmea de suministro calentada 114 y lo bombea al bloque de calentador 122. La velocidad del motor 124 que acciona la bomba dosificadora 120, y por tanto la tasa a la que el material se dosifica mediante la bomba 120 se controla electronicamente mediante un controlador apropiado 126. El motor 124 y el controlador 126 se muestran solo para la boquilla 127 para simplificar la figura, pero normalmente tambien se proporcionana uno para cada una de las boquillas 128, 129, 216 y 217.

Cada bloque de calentador 122, que se calienta independientemente a traves de medios de calentamiento (no mostrados), esta dotado de un paso interno que conduce hasta una de las boquillas 127, 128, 129, 216 y 217. Los medios de calentamiento, y por tanto la temperatura del material polimerico dentro del bloque de calentador 122, se controlan mediante el control de temperatura 130. Cada boquilla 127, 128, 129, 216 y 217 incluye un orificio, cuyo tamano puede seleccionarse segun se desee para ayudar a conseguir un tamano o diametro de filamento deseado. El material fundido alimentado a cada boquilla 127, 128, 129, 216 y 217 sale del respectivo orificio en una corriente. Preferiblemente, el tamano de los orificios aumenta a traves de las boquillas 127, 128, 129, 216 y 217 del lado derecho al izquierdo de la Figura 4, de modo que la boquilla 127 tiene el orificio mas pequeno y la boquilla 217 tiene el orificio mas grande.

Con cada boquilla 127, 128, 129, 216 y 217 estan asociados mecanismos de atenuacion 131, 132, 133, 218 y 219, que comprenden una pluralidad de chorros de gas o de aire. El gas que fluye hacia fuera de los mecanismos de atenuacion 131, 132, 133, 218 y 219 funciona atenuando la corriente de material fundido que sale de las boquillas 127, 128, 129, 216 y 217 para formar filamentos polimericos de una manera conocida en la tecnica. Por consiguiente, los mecanismos de atenuacion 131, 132, 133, 218 y 219 pueden ser de cualquier diseno conocido en la tecnica incluyendo el descrito en la patente estadounidense n.° 4.173.443 de Lin.

Los mecanismos de atenuacion 131, 132, 133, 218 y 219 estan asociados con un calentador de gas 134 y una fuente de suministro de gas 136 opcionales. La fuente de suministro de gas 136 proporciona gas a traves del

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conducto 138 y valvulas y reguladores apropiados al calentador 134. La temperatura del calentador 134 se eleva o se reduce hasta la temperatura deseada por medio del control de temperatura 140. El gas se alimenta entonces desde el calentador 134 a traves del conducto 142 a un mecanismo de atenuacion 131. Puede proporcionarse gas a los mecanismos de atenuacion 131, 132, 133, 218 y 219 desde una fuente de suministro comun o alternativamente pueden emplearse fuentes de gas controladas por separado para cada mecanismo de atenuacion 131, 132, 133, 218 y 219. En el caso de un suministro de gas comun, normalmente se proporcionan valvulas de control de flujo (no mostradas), de modo que cada mecanismo de atenuacion 131, 132, 133, 218, 219 puede recibir aire a una tasa diferente.

El sistema de suministro de filamentos 118 es sustancialmente similar al del sistema 116 descrito anteriormente, excepto porque el sistema de suministro de filamentos 118 incluye preferiblemente un medio de suministro de los filamentos, de tal manera que se entremezcle activamente con filamentos producidos por una o mas de las boquillas usadas en el sistema 116. El sistema de suministro de filamentos 118 puede incluir una o mas boquillas de extrusion polimericas. Una realizacion usa una boquilla 144 y un atenuador 154 conectado a un mecanismo de barrido. Espedficamente, el sistema 118 incluye un bloque de calentador 146, una bomba dosificadora de desplazamiento positivo accionada independientemente 148 y un motor 150. El bloque de calentador 146 esta dotado de un control de temperatura 152. El sistema 118 tambien esta dotado de un mecanismo de atenuacion 154 asociado con la boquilla 144. Se hace pasar gas a presion al mecanismo de atenuacion 154 desde la fuente de suministro de gas 156 a traves del conducto 158. Como con el sistema de suministro 116, cada uno de los atenuadores en el sistema 118 puede estar asociado con calentadores de gas opcionales, no mostrados. La provision de sistemas de suministro de filamentos 116 y 118 independientes permite un control y una produccion independientes de filamentos polimericos producidos por cada parte del sistema 116 y del sistema 118.

Los sistemas de suministro 116 y 118 producen corrientes de filamentos polimericos esencialmente continuos, diferenciados, que se distribuyen en patrones acampanados 166, 168, 170, 220, 221, 172 y 228 dirigidos desde boquillas 127, 128, 129, 216, 217, 144, 224 y mecanismos de atenuacion 131, 132, 133, 218, 219, 154 y 226 respectivamente, hacia el dispositivo de recogida de filamentos 174. Hay preferiblemente cierto solapamiento en patrones de filamentos adyacentes 166, 168, 170 y 220 de modo que los filamentos de cada patron se conectan con los filamentos de los respectivos patrones adyacentes, dando como resultado una masa de filamentos tubular integrada. Ademas, el patron de filamentos 221 se solapa con al menos la mitad del patron 220, opcionalmente al menos el 85% del patron 220, preferiblemente todo el patron 220, y mas preferiblemente tambien parte del patron 170. El dispositivo de recogida de filamentos 174 incluye un dispositivo de recogida rotatorio, central, 176 tal como una espiga o tambor, que se extiende desde el motor de accionamiento 178. Un elemento de rodillo compactador 180, que rota alrededor del cuerpo de eje 181, esta dispuesto adyacente a la espiga 176 y separado con respecto a la misma.

Durante el funcionamiento, los filamentos polimericos esencialmente continuos de corrientes 166, 168, 170, 220 y 221 se dirigen en un patron acampanado hacia la espiga rotatoria 176 y se recogen sobre la misma. Aunque se muestra la espiga 176, se contempla que tambien puedan usarse otros dispositivos de recogida, tal como tambores de diametro grande. Simultaneamente, una corriente alternante u oscilante 172 deposita una corriente de fibra o filamento esencialmente continuo que abarca la distancia entre un borde alejado 182 de la corriente 166 y un borde alejado 184 de la corriente 221 y atraviesa las capas de filamentos depositadas por las corrientes 166, 168, 170, 220 y 221. El rodillo compactador rotatorio 180 engancha los filamentos que se han acumulado sobre la espiga rotatoria 176. Como se acumulan suficientes filamentos sobre la espiga 176, el rodillo compactador 180 fuerza una estructura de fibra o de masa de filamentos no tejida 186 fuera del extremo axial de la espiga 176 en el sentido de la flecha 188 para producir una masa de filamentos continuos 186 de longitud indefinida. La masa de filamentos 186 tiene una dimension radial, una dimension longitudinal y una dimension circunferencial. Todo el dispositivo de recogida de filamentos 174 puede ser similar al descrito en la patente estadounidense n.° 4.240.864 de Lin.

Las boquillas 127, 128, 129, 216 y 217 estan alineadas longitudinalmente a lo largo de un eje comun 190, que preferiblemente esta desviado aproximadamente 0-15 grados con respecto a en paralelo a la espiga 176. Cada boquilla 127, 128, 129, 216 y 217 incluye un orificio que define un eje 192, 194, 196, 193 y 195 respectivamente. Los ejes 192, 194, 196 y 193 son preferiblemente perpendiculares al eje 190 y estan desviados aproximadamente 0-15 grados con respecto a en perpendicular a la espiga 176. Los ejes 192, 194, 196, 193 y 195 corresponden generalmente al eje de flujo de polfmero fundido que sale del respectivo orificio de boquilla. Esta orientacion da como resultado patrones de filamentos acampanados 166, 168, 170, 220 y 221 que se dirigen hacia la espiga 176. El patron de filamentos 221 forma preferiblemente un angulo hacia dentro, hacia el patron de filamentos 170, para ayudar a proporcionar un solapamiento del patron de filamentos 221 con el patron de filamentos 220 y opcionalmente el patron de filamentos 170. El patron de filamentos 221 forma preferiblemente un angulo, disponiendo la boquilla 217 en angulo hacia dentro. Opcionalmente, el atenuador 219 tambien puede formar un angulo hacia dentro.

Como ejemplo no limitativo, los filamentos polimericos de patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221 pueden producirse extruyendo polipropileno calentado hasta una temperatura de entre aproximadamente 325 grados C y aproximadamente 400 grados C a una tasa de aproximadamente 5 a 20 libras (de 2,5 a 9 kg) por hora por boquilla, al tiempo que se hace pasar un gas ambiental a una temperatura de aproximadamente 25 grados C a una tasa de

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aproximadamente 10 a 20 pies cubicos estandar (de 0,3 a 0,6 metros cubicos) por minuto sobre la corriente de poKmero fundido que sale del orificio de boquilla. La espiga 176 puede rotar a entre 600 y 1000 rpm.

El patron de filamentos 172 comprende un patron 172A, que se mueve en un patron transversal, alternante, cubriendo preferiblemente la distancia entre los bordes de patron primarios 182 y 184. Alternativamente, el patron de filamentos 172 cubre menos de la distancia entre los bordes 182 y 184. El patron de filamentos 172 se origina preferiblemente desde una o mas boquillas 144 ubicadas en una posicion por encima o por debajo del rodillo compactador 180 de modo que el patron 172 se desplaza desde la boquilla 144 hasta la espiga 176 y se posa sobre la masa de filamentos en formacion 186 sin proyectar directamente sobre el rodillo compactador 180.

El mecanismo de atenuacion 154 incluye preferiblemente un mecanismo de barrido servoaccionado 198 que permite que el mecanismo de atenuacion 154 o la boquilla 144 realice un barrido por un angulo, de modo que el patron de filamentos 172A atraviese hacia delante y hacia atras entre los patrones de fibras 166, 168, 170, 220 y 221 a lo largo de una dimension longitudinal de la masa de filamentos 186. A medida que el patron 172A atraviesa los patrones de fibras 166, 168, 170, 220 y 221, deposita filamentos polimericos esencialmente continuos por el patron de deposicion global que se extiende entre los bordes de patron primarios 182 y 184.

En una realizacion preferida, el mecanismo de barrido 198 comprende un motor de servoaccionamiento con un mecanismo de leva y de seguidor. Otros dispositivos adecuados, tales como ciguenales mecanicos accionados por CA/CC y mecanismos de biela, por ejemplo, tambien son aceptables. En una realizacion preferida, el mecanismo de barrido 198 funciona a aproximadamente de 800 a 1000 oscilaciones por minuto. Tal como se representa, el mecanismo de atenuacion 154 de la boquilla 144 esta orientado para producir corrientes de gas que dan como resultado que el patron de filamentos acampanado 172 se dirija hacia la espiga 176.

Preferiblemente, la fibra del patron de filamentos 172 esta todavfa relativamente lfquida cuando entra en contacto con las fibras de patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221. Debido a que no se ha formado completamente una piel o vaina sobre la fibra del patron de filamentos 172, se adhiere instantaneamente a las fibras de patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221 tras el contacto. Sin embargo, se requiera cierta atenuacion o enfriamiento de la fibra del patron de filamentos 172 para evitar la fusion de las fibras de patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221.

Como ejemplo no limitativo, se producen filamentos polimericos del patron de filamentos 172 en el filtro de profundidad de la presente invencion haciendo pasar polipropileno calentado hasta una temperatura de entre aproximadamente 325 grados C y aproximadamente 400 grados C a traves de una boquilla que tiene un tamano de orificio de aproximadamente 0,016 pulgadas (0,04 cm) a una tasa de aproximadamente 8 libras (4 kg) por hora y haciendo pasar un gas ambiental a una temperatura de aproximadamente 25 grados C a una tasa de aproximadamente 7 pies cubicos estandar (0,2 metros cubicos) por minuto por encima de la corriente de polfmero fundido que sale del orificio de boquilla. Tambien pueden usarse otras combinaciones de parametros adecuadas.

Se produce una masa acumulada de filamentos 186 sobre la espiga 176. El patron de filamentos 172 comprende un patron de filamentos en forma de cono alternante 172A, que hace un barrido entre los bordes del patron 182 y 184 para producir un patron en forma de cono mas ancho en global 172. En una realizacion, el rodillo compactador 180 esta orientado a un angulo en relacion con la espiga 176 con la cabeza 200 en contacto con la espiga 176. Como ejemplo no limitativo, la superficie externa 202 del rodillo compactador 180 esta desplazada angularmente en aproximadamente de 1 a 10 grados en relacion con la espiga 176. En una realizacion, la cabeza 200 entra en contacto con la espiga 176 cerca del borde 182 del patron de filamentos 166. Debido a la colocacion angular del rodillo compactador 180, la compresion de los filamentos en la masa de filamentos colectiva 186 vana a lo largo de la longitud de rodillo compactador 180. Esto da como resultado una masa de filamentos que tiene un gradiente de densidad variable en la dimension radial, siendo la densidad de filamentos del patron de filamentos 166 generalmente mayor que la de las masas de filamentos compuestas por los patrones de filamentos externos.

Las fibras de los patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221 forman una estera o capa de material generalmente bidimensional que se forma de manera continua sobre la espiga 176 para acumular la masa de filamentos 186 compuesta por muchas capas de fibras. Estas fibras pueden describirse como depositadas en un plano X-Y, o en las dimensiones longitudinal y circunferencial (o latitudinal). A medida que las fibras se acumulan, capa sobre capa, producen una dimension radial o de profundidad. El movimiento de barrido del patron de filamentos 172A, combinado con la rotacion de la espiga 176, provoca que las fibras que proceden de la boquilla 144 se integren en la masa 186 como fibra en la direccion “z”, que se extiende radialmente por las zonas producidas por los patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221. Los patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221 producen las zonas 22 mostradas en la Figura 3. El filamento Z 30 de la Figura 3 se produce mediante el patron de filamentos 172. El filamento Z 30 se coloca preferiblemente de manera continua desde el interior hasta el exterior y de vuelta al interior de las zonas 22 durante aproximadamente 120 grados o menos de rotacion del elemento de filtro de profundidad 12.

El sistema 110 preferiblemente incluye ademas un sistema de suministro de filamentos 214, que es sustancialmente similar al del sistema 116 descrito anteriormente, excepto porque el sistema de suministro de filamentos 214 incluye

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preferiblemente un medio de suministro de los filamentos, de tal manera que se entremezclan con filamentos producidos por una o mas de las boquillas usadas en el sistema 116. El sistema de suministro de filamentos 214 puede incluir una o mas boquillas de extrusion polimericas. Una realizacion usa una boquilla 224 con atenuador 226, situado a un angulo agudo en relacion con la espiga 176 para suministrar un patron o corriente de filamentos 228 que entra en contacto con la masa de filamentos 186 en un patron elfptico, que se entremezcla con patrones de filamentos 166, 168, 170, 220 y 221 y los del sistema de suministro de filamentos 118.

Espedficamente, el sistema 214 incluye un bloque de calentador 230, una bomba dosificadora de desplazamiento positivo accionada independientemente 232 y un motor 234. El bloque de calentador 230 esta dotado de una boquilla 224 y un control de temperatura 236. El sistema 214 tambien esta dotado de un mecanismo de atenuacion 226 asociado con la boquilla 224. Se hace pasar gas a presion al mecanismo de atenuacion 226 desde la fuente de suministro de gas 238 a traves del conducto 240. Como con el sistema de suministro 116, atenuadores 226 pueden estar asociados con un calentador de gas opcional, no mostrado. La provision de sistemas de suministro de filamentos 118 y 214 independientes permite el control y la produccion independientes de filamentos polimericos producidos por cada sistema 118 y 214, aunque cada uno de los sistemas de suministro de filamentos 118 y 214 produce filamentos que atraviesan la masa de filamentos 186 en una dimension radial, o z. En una realizacion, la fuente de material para el sistema de suministro de filamentos 214 es la extrusora 112 a traves de la lmea de suministro 114; en otra realizacion, la fuente de material para el sistema 214 es independiente, para proporcionar materiales alternativos a los usados en sistemas de suministro de filamentos 116, 118 y 214.

El sistema de suministro 214 produce una corriente de un filamento polimerico esencialmente continuo, diferenciado, que se distribuye en un patron acampanado 228 y se dirige desde la boquilla 224 y el mecanismo de atenuacion 226 hacia el dispositivo de recogida de filamentos 174. Durante el funcionamiento, el patron de filamentos 228 se dirige en un patron acampanado hacia la espiga rotatoria 176. En una realizacion, el patron de filamentos 228 abarca la distancia entre un borde alejado 182 de la corriente 166 y un borde alejado 184 de la corriente 221. En una realizacion alternativa, el patron de filamentos 228 no abarca la distancia entre los bordes alejados 182 y 184, pero sf cubre una parte significativa de las capas de conformacion de masa de filamentos 186, por ejemplo, la distancia cubierta por el patron de filamentos 228 es mayor que la distancia cubierta por cada corriente de filamentos primarios 166, 168, 170, 220 y 221 individualmente. Preferiblemente, la distancia cubierta por el patron de filamentos 228 es mayor que la distancia cubierta por dos o mas corrientes de filamentos principales adyacentes 166, 168, 170, 220 y 221. En una realizacion, la boquilla 224 se coloca en un angulo agudo de aproximadamente 10 grados a aproximadamente 20 grados en relacion con la espiga 176. El filamento estatico 28 en la Figura 3 se corresponde con el filamento de patron de proyeccion 228.

El sistema de suministro de filamentos que forma la vaina 222 es sustancialmente similar al sistema 116 descrito anteriormente, excepto porque el sistema de suministro de filamentos que forma la vaina 222 esta configurado y ubicado preferiblemente para producir una zona de vaina exterior relativamente lisa sobre la superficie cilmdrica exterior de la masa de filamentos 186. El sistema de suministro de filamentos que forma la vaina 222 usa preferiblemente una ubicacion, un rendimiento de polfmero y unos parametros de atenuacion de aire diferentes en relacion con el sistema de suministro de filamentos 116. En comparacion con el sistema 116, la boquilla 244 esta colocada preferiblemente mas cerca de la espiga 176 y usa un rendimiento de polfmero inferior; adicionalmente, el mecanismo de atenuacion 246 usa menos atenuacion de aire. De manera similar al sistema 116, el sistema de suministro de filamentos que forma la vaina 222 incluye un bloque de calentador 248, una bomba dosificadora 250, un motor 252, un control de temperatura 254, una fuente de suministro de gas 256 y un conducto 258. Como ejemplo no limitativo, los filamentos polimericos del patron de filamentos 262 se producen extruyendo polipropileno calentado hasta una temperatura de entre aproximadamente 270 grados C y aproximadamente 325 grados C a traves de la boquilla 244 que tiene un tamano de orificio de aproximadamente 0,016 pulgadas (0,04 cm) a una tasa de aproximadamente 1 libra (0,5 kg) por hora y haciendo pasar una gas ambiental a una temperatura de aproximadamente 25 grados C a una tasa de aproximadamente 1,5 pies cubicos estandar (0,04 metros cubicos) por minuto por encima de la corriente de polfmero fundido que sale del orificio de boquilla.

La boquilla 244 esta colocada preferiblemente de modo que el filamento producido de ese modo se deposita sobre la zona externa 22e formada por el patron de filamentos 221. Esta configuracion produce una zona o vaina muy poco profunda con una union de fibra a fibra significativa, incluyendo cierta union entre las fibras de la vaina y las fibras de la zona externa 22e. La union de fibra a fibra de la vaina elimina esencialmente la presencia de fibras sueltas sobre la superficie del elemento de filtro de profundidad 12 acabado y aumenta significativamente el area superficial del elemento de filtro de profundidad 12 resultante.

Las Figuras 5 y 6 proporcionan los resultados de las pruebas sobre varios cartuchos de filtro de profundidad hechos segun tres disenos. Cada uno de estos cartuchos tema un diametro exterior de aproximadamente 6,5 pulgadas (16,5 cm) y una longitud nominal de 40 pulgadas (101,5 cm) (es decir aproximadamente 37 o 38 pulgadas (94 o 96,5 cm)) y una eficacia de eliminacion aproximadamente del 90% para partfculas de 12 micrometros o una eliminacion del 99% (absoluta) de partfculas de 70 micrometros. Los filtros A y B se prepararon segun el metodo descrito en las patentes estadounidenses numero 6.938.781 y 6.986.427 con cuatro y cinco zonas concentricas respectivamente que se solapan mmimamente y filamentos de multiples zonas estaticos y en forma de Z. Los filtros

C se prepararon tal como se muestra en las Figuras 1 a 4 con 5 zonas, solapandose la quinta zona con la zona 4 y parte de las zonas 3, y filamentos multizona estaticos y en forma de Z similares.

Tal como se muestra en la Figura 5, cada uno de los filtros B y filtros C proporcionaron significativamente mas 5 capacidad de retencion de suciedad (DHC) que cualquiera de los filtros A. Sin embargo, tal como se muestra en la Figura 6, la vida util con respecto a un diferencia de presion de 50 psi (350 kPa) a 40 gpm para los filtros C estaba aumentado significativamente en relacion tanto con los filtros A como con los filtros B. Basandose en estos resultados y la inspeccion visual de los filtros, los inventores creen que los filtros C eran mas resistentes a la compresion que los filtros B y que esta propiedad de los filtros C era al menos parcialmente responsable de su vida 10 util mejorada en relacion con los filtros B. Sin pretender limitarse por la teona, los inventores creen que el solapamiento de los filamentos de la quinta zona hasta el interior de la cuarta zona proporciona una densidad aumentada de los enlaces de filamento a filamento, asf como permite una densidad de filamentos adecuada por unidad de volumen en estas zonas a pesar de la alta velocidad de rotacion de un elemento de filtro de diametro grande tal como se prepara. El patron de proyeccion en angulo de la quinta zona, en relacion con la cuarta zona, 15 tambien puede inhibir adicionalmente la compresion de la cuarta zona.

En otras pruebas, el diferencia de presion de agua limpia (cafda de presion) de los filtros C se midio a entre 0,2 y 0,4 psi (1,5 y 3 kPa) a 40 gpm. La cafda de presion segrna siendo insignificante cuando se hacfan funcionar los filtros a 80 gpm. Se registro una cafda de presion de 1,0 psi (7 kPa) a 100 gpm.

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Una o mas realizaciones de la invencion se han descrito en esta descripcion detallada con referencia a los dibujos para ayudar a dar a conocer la invencion y permitir poner en practica la invencion.

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REIVINDICACIONES

1. - Un elemento de filtro de profundidad tubular que tiene tres o mas zonas concentricas, en el que uno o mas filamentos de una zona externa tienen un diametro mayor que filamentos de las otras zonas, y en el que un filamento de la zona externa se solapa, se cruza o se entremezcla con un filamento de otra zona por al menos el 50% de la profundidad de la otra zona.
2. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun la reivindicacion 1, en el que cada zona esta hecha de un filamento esencialmente continuo.
3. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun la reivindicacion 1 o 2, en el que un filamento de la zona externa se solapa, se cruza o se entremezcla con un filamento de otra zona por toda la profundidad de la otra zona.
4. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el filamento de la zona externa se solapa, se cruza o se entremezcla con el filamento de la otra zona por toda la profundidad de la otra zona y parte de una tercera zona adyacente a la otra zona.
5. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que tiene cuatro o mas zonas concentricas o cinco o mas zonas concentricas.
6. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que tiene uno o mas filamentos adicionales que atraviesan todas las zonas.
7. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que tiene un diametro exterior de 4,5 pulgadas (11,5 cm) o mas o de 6 pulgadas (15 cm) o mas.
8. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun la reivindicacion 7, que tiene una eficacia de al menos el 90% para eliminar partfculas de 20 micrometros o una eliminacion absoluta de partfculas de 70 micrometros.
9. - El elemento de filtro de profundidad tubular segun la reivindicacion 7 u 8, que tiene una permeabilidad del agua limpia de 0,5 psi (3,5 kPa) o menos en un filtro de al menos 37 pulgadas (94 cm) de longitud que se hace funcionar a 40 gpm o de 1 psi (7 kPa) o menos en un filtro de al menos 37 pulgadas (94 cm) de longitud que se hace funcionar a 100 gpm.
10. - Un metodo de preparacion de un elemento de filtro de profundidad que tiene tres o mas zonas concentricas que comprende las etapas de proyectar filamentos soplados en estado fundido sobre una espiga rotatoria para formar una masa de filamentos en contacto con un rodillo compactador conico, en el que los filamentos se proyectan desde tres o mas boquillas que estan separadas a lo largo de la longitud de la espiga, en el que uno o mas filamentos de una zona externa tienen un diametro mayor que filamentos de las otras zonas, y uno de los filamentos producidos desde una boquilla que forma la zona externa se forma en un patron de proyeccion que se solapa con al menos el 50% del patron de proyeccion de un zona de filamentos adyacente.
11. - El metodo segun la reivindicacion 10, en el que uno de los filamentos de la zona externa se forma en un patron de proyeccion que se solapa con al menos el 85% del patron de proyeccion de un filamento adyacente o con todo el patron de proyeccion de un filamento adyacente.
12. - El metodo segun la reivindicacion 11, en el que el patron de proyeccion solapante forma un angulo de al menos 10 grados en relacion con una lmea normal con respecto a la espiga hacia la zona solapada.
13. - Una maquina de preparacion de un elemento de filtro de profundidad que comprende,

a) una espiga rotatoria;

b) un rodillo compactador conico; y,

c) tres o mas boquillas que estan separadas a lo largo de la longitud de la espiga y configuradas para proyectar filamentos hilados en estado fundido sobre la espiga,

en el que uno o mas filamentos de una zona externa tienen un diametro mayor que filamentos de la otra zona, en el que una primera de las boquillas forma un angulo en relacion con una segunda boquilla con el fin de formar un patron de proyeccion que se solapa con al menos el 50% o al menos el 85% del patron de proyeccion formado mediante una segunda boquilla.
14. - La maquina segun la reivindicacion 13, en la que la primera de las boquillas forma un angulo de al menos 10 grados en relacion con la segunda boquilla.