ES2897893T3 - Cartucho filtrante con boquilla Venturi - Google Patents

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Abstract

Cartucho filtrante (10) para limpiar un flujo de aire (LN) con una base (2), una tapa (3) dotada de un rebaje (4) central y al menos un elemento filtrante (1) plisado dispuesto entre la tapa (3) y la base (2), rodeando el al menos un elemento filtrante (1) un espacio interior (6) y presentando la tapa (3) una boquilla Venturi (5) y enganchándose la boquilla Venturi (5) en el elemento filtrante (1) plisado, caracterizado por que la boquilla Venturi (5) se abre en abanico a modo de peine en la zona de su extremo que se engancha en el elemento filtrante (1) y por que la boquilla Venturi (5) tiene en la zona de su extremo que se engancha en el elemento filtrante (1) una pluralidad de láminas radiales (59), que están abiertas en abanico en su zona de lado de entrada del flujo y se unen entre sí en su zona de lado de salida del flujo, estando dispuesta una respectiva lámina radial (59) radialmente alrededor del espacio interior (6) y enganchándose entre dos pliegues (8) del elemento filtrante (1) plisado.

Description

DESCRIPCIÓN
Cartucho filtrante con boquilla Venturi
La invención se refiere a un cartucho filtrante según el preámbulo de la reivindicación 1.
Campo técnico
Los cartuchos filtrantes se utilizan en muchos ámbitos de la tecnología, por ejemplo, para limpiar el aire de alimentación o el aire de escape y para evitar que entren partículas en sopladores, ventiladores, turbomáquinas o similares. A este respecto, el aire a limpiar fluye a través de los cartuchos filtrantes. A menudo se emplean cartuchos filtrantes como filtros de eliminación de polvo. Para permitir un uso prolongado de los cartuchos filtrantes es necesario limpiarlos regularmente. Esto se lleva a cabo aplicando un impulso de aire al cartucho filtrante en el sentido opuesto.
El documento US 2003/0121238 A1 muestra cartuchos filtrantes con boquillas Venturi. Entre dos cartuchos filtrantes montados uno al lado de otro se coloca en cada caso una boquilla Venturi. A este respecto, la boquilla Venturi está alojada en el espacio interior del cartucho filtrante inferior. En las configuraciones según los documentos US 8.580.044 B1 y DE 202016 005 074 U1 en cada caso una boquilla Venturi está colocada en el extremo superior de un cartucho filtrante. El objetivo de la boquilla Venturi es mejorar la conducción de aire durante la limpieza mediante un impulso de aire, o más exactamente: reducir el consumo de aire comprimido para la limpieza. Durante el funcionamiento normal, cuando el aire a limpiar fluye a través de los cartuchos filtrantes, la boquilla Venturi constituye más bien un obstáculo. Esto se debe a que la boquilla Venturi reduce desventajosamente el diámetro de la abertura, a través de la cual puede salir el aire limpio. La reducción del diámetro conlleva un aumento de la pérdida de presión. A su vez, una mayor pérdida de presión significa una menor eficiencia energética del filtro.
Objetivo
El objetivo de la presente invención es proporcionar un cartucho filtrante, que una una mayor eficiencia energética durante el funcionamiento normal con una buena capacidad de limpieza y que suprima al menos en parte las desventajas del estado de la técnica.
Solución técnica
Este objetivo se alcanza mediante un cartucho filtrante con las características de la reivindicación 1.
El cartucho filtrante según la invención sirve para limpiar un flujo de aire y tiene una base, una tapa dotada de un rebaje central y al menos un elemento filtrante plisado dispuesto entre la tapa y la base. A este respecto, el elemento filtrante rodea un espacio interior del cartucho filtrante. Según la invención la tapa del cartucho filtrante presenta una boquilla Venturi y la boquilla Venturi se engancha en el elemento filtrante plisado. Con enganchar no se hace referencia a que la boquilla Venturi se inserte en el espacio interior del elemento filtrante, sino más bien que la boquilla Venturi y el elemento filtrante confluyen entre sí. Mediante esta configuración ventajosa se consigue que la tapa a través de la que puede fluir el flujo de aire en la zona de su rebaje tenga la mayor configuración posible, o exactamente: que la superficie a través de la que puede pasar el flujo tenga la mayor configuración posible. Mediante esta conducción ventajosa del flujo de aire pueden reducirse las pérdidas de presión producidas por el cuello de botella existente. Las menores pérdidas de presión conllevan un aumento de la eficiencia energética del cartucho filtrante. Dicho de otro modo: por la mayor eficiencia energética del cartucho filtrante puede ahorrarse energía.
Cuando el cartucho filtrante se hace funcionar durante el funcionamiento normal, el aire entra a través de la superficie lateral del elemento filtrante, se limpia y vuelve a salir a través del rebaje en la tapa. Para ello resulta útil la geometría descrita de una conducción dirigida del flujo. Adicionalmente al funcionamiento normal también es posible un funcionamiento de limpieza del cartucho filtrante. Para ello se conduce un impulso de aire opuesto a la conducción de aire durante el funcionamiento normal a través del cartucho filtrante.
Cuando a continuación se hable de la zona de lado de entrada del flujo o de lado de salida del flujo, o del diámetro de lado de entrada del flujo o de lado de salida del flujo, entonces esta información se referirá a la conducción de aire durante el funcionamiento normal.
En el cartucho filtrante según la invención la boquilla Venturi se abre en abanico a modo de peine en la zona de su extremo que se engancha en el elemento filtrante. En la zona de este extremo que se engancha en el elemento filtrante la boquilla Venturi tiene una pluralidad de láminas radiales, estando dispuesta una respectiva lámina radial radialmente alrededor del espacio interior. Las láminas radiales están abiertas en abanico en su zona de lado de entrada del flujo y se unen entre sí en su zona de lado de salida del flujo. A este respecto, una respectiva lámina radial se engancha entre dos pliegues del elemento filtrante plisado. Mediante esta configuración se consigue de manera particularmente ventajosa que el elemento filtrante pase directamente a la boquilla Venturi y que en la zona de la transición no se produzca una reducción adicional de la superficie del espacio interior, a través de la que puede pasar el flujo. Con una configuración redonda del cartucho filtrante, el diámetro de la superficie a través de la que puede pasar el flujo corresponde aproximadamente al diámetro interno del elemento filtrante.
La boquilla Venturi puede estar realizada de una sola pieza. En una variante alternativa y conveniente con respecto a la producción, la zona de la boquilla Venturi, que se abre en abanico a modo de peine, está realizada al menos como un componente separado, que puede unirse con al menos un segundo componente para obtener la boquilla Venturi. En una variante alternativa y conveniente con respecto al montaje, la zona de la boquilla Venturi, que se abre en abanico a modo de peine, está realizada por al menos dos componentes, concretamente como peine interior y como peine exterior, quedando sujeto el elemento filtrante entre el peine interior y el peine exterior.
En un perfeccionamiento ventajoso la boquilla Venturi está conformada de modo que tiene un punto de estrangulamiento y el diámetro de estrangulamiento en la zona del punto de estrangulamiento es menor que un diámetro de lado de entrada del flujo y menor que un diámetro de lado de salida del flujo de la boquilla Venturi. En particular, el diámetro de lado de entrada del flujo y el diámetro de lado de salida del flujo de la boquilla Venturi pueden tener el mismo tamaño.
Ha resultado particularmente ventajoso que el diámetro de estrangulamiento de la boquilla Venturi corresponda aproximadamente al diámetro interno del espacio interior en el elemento filtrante. Así pueden evitarse escalones y resaltes en la transición del elemento filtrante a la boquilla Venturi, pueden reducirse pérdidas de presión y así puede aumentarse la eficiencia del cartucho filtrante.
En la zona de su extremo que se engancha en el elemento filtrante la boquilla Venturi puede presentar ventajosamente un perfil de entrada que se estrecha y en la zona por fuera del elemento filtrante en la zona de lado de salida del flujo, un perfil de salida que se ensancha. De este modo puede optimizarse la conducción de aire a través de la boquilla Venturi. El perfil de entrada que se estrecha puede estar realizado por ejemplo como perfil redondeado. El perfil de salida puede estar realizado como perfil de salida que se ensancha lentamente con un perfil oblicuo, por ejemplo como cono de salida.
Además ha resultado ventajoso configurar la boquilla Venturi como boquilla Venturi estándar, por ejemplo según la norma DIN EN ISO 5167.
En un perfeccionamiento ventajoso del cartucho filtrante según la invención su al menos un elemento filtrante tiene una forma cilíndrica o en forma de cono truncado y, en sección, en perpendicular al eje longitudinal del cartucho filtrante, tiene una superficie de base ovalada, esencialmente redonda o circular. Una conformación de este tipo del elemento filtrante es de implementación particularmente sencilla con respecto a la producción.
En un perfeccionamiento del cartucho filtrante ya descrito su al menos un elemento filtrante puede estar sellado con respecto a la tapa mediante un material aislante, por ejemplo, poliuretano PUR. Así se evita una derivación en la transición del elemento filtrante a la boquilla Venturi y se garantiza una alta eficiencia del cartucho filtrante.
En una configuración alternativa la boquilla Venturi, al menos en la zona de su apertura en abanico a modo de peine, puede ser de un material elástico o estar recubierta con un material elástico, que da lugar a un sellado del elemento filtrante con respecto a la boquilla Venturi, sin que tenga que introducirse un material de sellado adicional.
La invención descrita y los perfeccionamientos ventajosos descritos de la invención, en combinación entre sí, siempre que sea útil desde el punto de vista técnico, representan también perfeccionamientos ventajosos de la invención. Con respecto a otras ventajas y, desde un punto de vista constructivo y funcional, a las configuraciones ventajosas de la invención, se hace referencia a las reivindicaciones dependientes, así como a la descripción de los ejemplos de realización con referencia a las figuras adjuntas.
Ejemplo de realización
La invención se explicará con más detalle con la ayuda de las figuras adjuntas. Los elementos y componentes correspondientes están marcados con los mismos números de referencia en las figuras. En aras de la claridad de las figuras se ha prescindido de una representación a escala.
Muestran en una representación esquemática
la figura 1, una representación general de un dispositivo para un filtrado con cartuchos filtrantes según la invención la figura 2, la boquilla Venturi de un cartucho filtrante según la invención en una representación en sección la figura 3a, la boquilla Venturi de la figura 2 en una representación espacial
la figura 3b, la boquilla Venturi de la figura 3a en una sección parcial
la figura 4, un cartucho filtrante según el estado de la técnica
La figura 4 muestra un cartucho filtrante 10 según el estado de la técnica. Entre una base 2 y una tapa 3 que presenta un rebaje 4 está dispuesto un elemento filtrante 1 plisado, que rodea un espacio interior 6 (no representado) del cartucho filtrante 10. En el ejemplo de realización representado el cartucho filtrante 10 tiene una forma cilíndrica y el elemento filtrante 1 también tiene una forma cilíndrica. La representación de la figura 4 muestra una sección a través del cartucho filtrante 10, de modo que pueden reconocerse tanto los pliegues 8 del elemento filtrante 1 como los segmentos de pliegue, es decir, las superficies situadas en cada caso entre dos bordes de pliegue.
En caso de que en un cartucho filtrante 10 de este tipo haya que mejorar la conducción de aire mediante el uso de una boquilla Venturi convencional, entonces se insertaría en el rebaje 4. De este modo, en la zona del rebaje 4, se obtiene una reducción adicional de la superficie a través de la que puede pasar el flujo y así, durante el funcionamiento normal, una pérdida de presión no deseada, que da lugar a una reducción de la eficiencia filtrante del cartucho filtrante 10.
En la figura 1 se representa un dispositivo 100 para filtrar aire. En una placa perforada 20, es decir, una placa que presenta perforaciones, están colocados dos cartuchos filtrantes 10 según la invención. Estos tienen una base 2 y una tapa 3 con un elemento filtrante 1 dispuesto entremedias, que rodea un espacio interior 6 del cartucho filtrante 10. A diferencia del cartucho filtrante 10 según el estado de la técnica de la figura 4, los cartuchos filtrantes 10 según la invención tienen en la zona de su tapa 3 en cada caso una boquilla Venturi 5. Como puede reconocerse bien en la representación en sección, la boquilla Venturi 5 se engancha en el elemento filtrante 1, de modo que confluyen entre sí sin la existencia de escalones o resaltes.
En el ejemplo del cartucho filtrante 10 superior la conducción de aire Ln se representa durante el funcionamiento normal. Mediante el cartucho filtrante 10 inferior se representa la conducción de aire La durante la limpieza del cartucho filtrante mediante un impulso de aire. En la conducción de aire Ln durante el funcionamiento normal entra aire a través del elemento filtrante 1 en el espacio interior 6 del cartucho filtrante 10 y de este modo se limpia. El aire sale del cartucho filtrante 10 a través del rebaje 4 en la boquilla Venturi 5. Mediante una configuración geométrica correspondiente de la boquilla Venturi 5 puede optimizarse la conducción de aire Ln durante el funcionamiento normal.
Durante la limpieza del cartucho filtrante 10 necesaria a determinados intervalos de tiempo la conducción de aire se produce en el sentido opuesto: un impulso de aire La entra a través de la boquilla Venturi 5 en el espacio interior 6 del cartucho filtrante 10, atraviesa el elemento filtrante 1 y así produce una limpieza del elemento filtrante 1.
La construcción de la boquilla Venturi 5 y la transición del elemento filtrante 1 a la boquilla Venturi 5 se representan en más detalle en la representación en sección de la figura 2. La boquilla Venturi 5 tiene una zona 53 de lado de entrada del flujo con un diámetro 54 de lado de entrada del flujo y una zona 56 de lado de salida del flujo con un diámetro 57 de lado de salida del flujo. Entre la zona 53 de lado de entrada del flujo y la zona 56 de lado de salida del flujo está dispuesto un punto de estrangulamiento 51, que presenta un diámetro de estrangulamiento 52. Éste forma el punto más estrecho de la boquilla Venturi 5.
Como puede reconocerse en la figura 2, el punto de estrangulamiento 51 con el diámetro de estrangulamiento 52 representa el punto más estrecho de la tapa 3. A este respecto, este punto sólo es un poco más estrecho que el diámetro interno 7 del elemento filtrante 1.
En la zona 53 de lado de entrada del flujo la boquilla Venturi 5 tiene un perfil de entrada 55 con un perfil redondeado con un radio R. En la zona 56 de lado de salida del flujo la boquilla Venturi 5 tiene un perfil de salida 58 oblicuo, que se ensancha lentamente.
En la zona 53 de lado de entrada del flujo la boquilla Venturi 5 se engancha en el elemento filtrante 1 plisado. Para ello, en esta zona la boquilla Venturi 5 está abierta en abanico a modo de peine y tiene una pluralidad de láminas radiales 59, que están dispuestas radialmente al eje central de la boquilla Venturi 5 en la zona del diámetro 54 de lado de entrada del flujo. La apertura en abanico de la boquilla Venturi 5 a través de las láminas radiales 59 también se representa en las figuras 3a y 3b. Como puede reconocerse, las láminas radiales 59 están dispuestas a intervalos regulares. De este modo es posible que una respectiva lámina radial pueda engancharse entre dos pliegues 8 del elemento filtrante 1 plisado. Dicho de otro modo: los extremos de los segmentos de pliegue del elemento filtrante 1 plisado, asociados a la boquilla Venturi 5, pueden introducirse entre la conformación a modo de peine de las láminas radiales 59.
Para evitar derivaciones entre el elemento filtrante 1 y la boquilla Venturi 5, ambos pueden fundirse conjuntamente. En la figura 2 se indica la posición de un material aislante 9 utilizado para ello mediante líneas discontinuas.
Lista de símbolos de referencia
1 elemento filtrante
3 tapa
4 rebaje
5 boquilla Venturi
6 espacio interior
7 diámetro interno elemento filtrante
8 pliegues elemento filtrante
9 material aislante
10 cartucho filtrante
20 placa perforada
51 punto de estrangulamiento
52 diámetro de estrangulamiento
53 zona de lado de entrada del flujo
54 diámetro de lado de entrada del flujo
55 perfil de entrada
56 zona de lado de salida del flujo
57 diámetro de lado de salida del flujo
58 perfil de salida
59 lámina radial
100 dispositivo para filtrar aire
Ln conducción de aire durante el funcionamiento normal
La conducción de aire durante la limpieza mediante impulso de aire R radio del perfil de entrada redondeado

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Cartucho filtrante (10) para limpiar un flujo de aire (Ln) con una base (2), una tapa (3) dotada de un rebaje (4) central y al menos un elemento filtrante (1) plisado dispuesto entre la tapa (3) y la base (2), rodeando el al menos un elemento filtrante (1) un espacio interior (6) y presentando la tapa (3) una boquilla Venturi (5) y enganchándose la boquilla Venturi (5) en el elemento filtrante (1) plisado, caracterizado por que la boquilla Venturi (5) se abre en abanico a modo de peine en la zona de su extremo que se engancha en el elemento filtrante (1) y por que la boquilla Venturi (5) tiene en la zona de su extremo que se engancha en el elemento filtrante (1) una pluralidad de láminas radiales (59), que están abiertas en abanico en su zona de lado de entrada del flujo y se unen entre sí en su zona de lado de salida del flujo, estando dispuesta una respectiva lámina radial (59) radialmente alrededor del espacio interior (6) y enganchándose entre dos pliegues (8) del elemento filtrante (1) plisado.
2. Cartucho filtrante según la reivindicación 1, caracterizado por que la boquilla Venturi (5) tiene un punto de estrangulamiento (51) de modo que el diámetro de estrangulamiento (52) es menor que un diámetro (54) de lado de entrada del flujo y un diámetro (56) de lado de salida del flujo de la boquilla Venturi (5).
3. Cartucho filtrante según la reivindicación 2, caracterizado por que los diámetros (54, 56) de lado de entrada del flujo y de lado de salida del flujo tienen el mismo tamaño.
4. Cartucho filtrante según la reivindicación 3, caracterizado por que el diámetro de estrangulamiento (51) corresponde aproximadamente al diámetro interno (7) del espacio interior (6) en el elemento filtrante (1).
5. Cartucho filtrante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la boquilla Venturi (5) presenta, en la zona de su extremo (53) que se engancha en el elemento filtrante (1), un perfil de entrada (55) que se estrecha y en la zona (56) por fuera del elemento filtrante (1), un perfil de salida (58) que se ensancha.
6. Cartucho filtrante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la boquilla Venturi (5) está configurada como boquilla Venturi estándar.
7. Cartucho filtrante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento filtrante (1) tiene una forma cilíndrica o en forma de cono truncado y, en sección, tiene una superficie de base ovalada, esencialmente redonda o circular.
8. Cartucho filtrante según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento filtrante (1) está sellado con respecto a la tapa (3) mediante un material aislante (9).
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