ES2918324T3 - Módulo de colector y conjunto de filtro - Google Patents

Abstract

Una válvula incluye un miembro de la válvula tubular que se extiende a lo largo de un eje longitudinal y tiene una primera entrada conectada fluida a una primera toma de corriente, y tiene una segunda entrada conectada fluida a una segunda toma de corriente. El miembro de la válvula está configurado para permitir un primer flujo de fluido desde la primera entrada a la primera toma de corriente y para permitir un segundo flujo de fluido desde la segunda entrada a la segunda toma de corriente cuando el miembro de la válvula está en una posición abierta de tal manera que la primera El flujo de fluido y el segundo flujo de fluido no se intercambian. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de colector y conjunto de filtro

La presente invención se refiere en general a un módulo de colector que se puede utilizar en sistemas de filtración que tienen múltiples conjuntos de filtro.

Los vehículos alimentados con diésel o gasolina, tales como los vehículos marinos con motores marinos, suelen recibir el combustible de un sistema de filtración de combustible. Los sistemas de filtración de combustible suelen incluir un colector que se fija al vehículo marino y se utiliza para suministrar combustible limpio a los motores. Tradicionalmente, un sistema de filtración separa los contaminantes, tales como los sólidos y las moléculas de agua, del combustible para evitar un daño y/o desgaste excesivo del motor.

Típicamente, un sistema de filtración incluye una pluralidad de unidades de filtrado que se montan en el vehículo marino y se conectan fluidamente con al menos una válvula externa a través de un colector para controlar el combustible que fluye hacia o desde la unidad de filtrado correspondiente. Así, el cierre del flujo a una sola unidad de filtrado puede requerir la operación de dos válvulas para permitir el mantenimiento de cada unidad de filtrado en el sistema de filtración o la sustitución de un filtro de una unidad de filtrado correspondiente. Las válvulas externas suelen ser voluminosas y pesadas, sobre todo porque cada unidad de filtrado requiere dos válvulas para controlar el flujo hacia y desde cada unidad de filtración. Además, aumentar el número de unidades de filtrado en un sistema de filtración suele requerir un colector externo completamente nuevo para conectar las nuevas unidades de filtrado, lo que puede exigir más tiempo de fabricación y montaje, así como espacio adicional alrededor de cada unidad de filtrado.

La Publicación de Patente Internacional Núm. WO-91/16124 desvela una estructura de filtro modular microporosa ensamblada a partir de cartuchos de filtro reemplazables alojados dentro de un conjunto de cartuchos de filtro conectados en extremos opuestos por medio de cabezales simétricos. Los cabezales incluyen un tubo dentro de una estructura tubular por lo que están adaptados para conducir el primer y el segundo fluido de forma independiente a ambos cabezales adyacentes, como interconectados, y dentro y fuera de los cartuchos de filtro a los que cada cabezal está conectado en ambos extremos de cada cartucho. Los colectores incluyen un tubo similar dentro de una estructura tubular que permite conectarlos a los extremos de filas de colectores interconectados, con lo que se puede construir un banco de filtros modular de dimensiones y capacidad indefinidas. En cada cabezal se puede instalar un conjunto de válvulas por medio del cual se puede aislar el paso de uno de los dos fluidos conductibles desde el conjunto de cartuchos de filtro hasta el cabezal, de los conductos del cabezal, de forma que se pueda evitar selectivamente la contaminación de la salida de los cabezales adyacentes. En el conjunto de válvulas desvelado, se coloca una válvula dentro de un pasillo de cierre para controlar el flujo de fluido. Cuando la válvula está cerrada, una junta cierra un puerto del paso de descarga del filtrado para evitar el flujo del filtrado desde el cartucho hacia el cabezal.

La Publicación Internacional de Patente Núm. WO-2006/074137 desvela un módulo de filtro para una batería de filtros que incluye una pared exterior que rodea una cámara que tiene extremos de entrada y salida. Una pared interior divide la cámara en una pluralidad de compartimentos que incluyen un compartimento de entrada, un compartimento de salida, un compartimento bidireccional y un compartimento de drenaje. Cada compartimento se extiende desde el extremo de entrada hasta el extremo de salida de la cámara. En la pared exterior se forman un primer y un segundo orificio que dan acceso a los compartimentos bidireccional y de salida, respectivamente. Para cada módulo, se coloca un filtro fuera de la cámara y a lo largo de una trayectoria de flujo entre el compartimento bidireccional y el compartimento de salida. Una válvula dirige el flujo dentro del módulo y cambia el módulo entre los modos. En el modo de filtrado del fluido, éste pasa secuencialmente por el compartimento de entrada, el compartimento bidireccional, el filtro y, a continuación, el compartimento de salida. En el modo de limpieza del filtro, el fluido pasa secuencialmente por el compartimento de salida, el filtro, el compartimento bidireccional y posteriormente el compartimento de drenaje.

La Publicación de Patente China Núm. CN-203525425 desvela un sistema de filtrado de laminación automático que comprende una válvula de tres vías de dos posiciones, en la que la válvula comprende una entrada de agua, una salida de agua y una salida de drenaje. La entrada de agua está comunicada con un tubo de entrada de agua, la salida de agua está comunicada con una unidad de filtrado de laminación, una salida de drenaje está comunicada con un tubo de descarga, y la unidad de filtrado de laminación también está comunicada con un tubo de salida de agua. El sistema de filtrado automático de laminación se utiliza para filtrar el agua de riego agrícola (agua de riego por aspersión y agua de riego por goteo).

La Publicación de la Patente de los Estados Unidos Núm. US-3931011 desvela un aparato autónomo para separar fluidos de baja densidad de fluidos y partículas de mayor densidad. El aparato comprende una cámara alargada hueca cerrada en un extremo por un medio de copa. Una entrada de fluido se extiende en la cámara intermedia de sus extremos e incluye una porción tubular que se extiende hacia el medio de copa a lo largo de un eje de la cámara. Un miembro de embudo impermeable al fluido rodea la porción tubular en estrecha relación espaciada con su superficie exterior con el ápice del miembro de embudo que se extiende hacia el medio de copa y la periferia exterior del miembro de embudo que se extiende en relación hermética al fluido con la superficie interior de la cámara. Un medio de turbina de deflector está montado en el extremo libre de la porción tubular del paso de entrada para recibir fluido de la misma e instarlo para moverse en trayectorias generalmente anulares alrededor del eje, y extiende a través de la cámara con porciones del mismo en contacto con y otras porciones en relación espaciada cercana a la superficie interior de la cámara. Un paso de salida se extiende fuera de la cámara intermedia de su extremo y tiene una porción tubular que se extiende fuera del medio de copa a lo largo del eje, y un elemento de filtro tubular rodea dicha porción tubular del paso de salida en relación espaciada a la misma y con la superficie exterior del elemento de filtro espaciada de la superficie interior de la cámara. Un medio de pared impermeable al fluido cierra el extremo interior del elemento de filtro que se extiende en relación espaciada cercana con la superficie interior de la cámara y un miembro de capuchón, en cooperación con el medio que forma un cierre a través del extremo exterior del elemento de filtro, cierra el extremo de la cámara opuesto del medio de copa.

La presente invención proporciona un módulo de colector como se reivindica en la reivindicación 1.

En las reivindicaciones dependientes se definen otras características adicionales opcionales del módulo de colector. Un miembro de la válvula tubular del módulo de colector de la presente invención está configurado para controlar dos corrientes de flujo. El miembro de la válvula permite controlar las dos corrientes de flujo en un espacio más compacto en comparación con las válvulas tradicionales. El miembro de la válvula puede requerir menos espacio para operar debido a su naturaleza compacta en comparación con las válvulas externas tradicionales con múltiples manijas que cada una requiere espacio para girar. El miembro de la válvula también se puede utilizar para cerrar fácilmente el flujo a un filtro de un conjunto de filtro sin limitar el uso de otro conjunto de filtro en el mismo sistema de filtración. Alternativamente, el miembro de la válvula puede cerrar el flujo a un filtro correspondiente de un conjunto de filtro independiente que no está conectado a otro conjunto de filtro.

Además, el miembro de la válvula permite sistemas de filtración menos costosos y más ligeros. Los conjuntos de filtración tradicionales requieren dos válvulas, una para controlar el flujo de entrada al conjunto de filtración y otra para controlar el flujo de salida del conjunto de filtración, lo que aumenta el coste y el peso del sistema de filtración correspondiente y aumenta el potencial de fugas externas.

El módulo de colector permite aumentar y disminuir fácilmente el número de conjuntos de filtro en el sistema de filtración. El módulo de colector no requiere un colector externo que ocupe espacio, cueste y consuma tiempo. Más bien, el módulo de colector puede ser fácilmente apilado junto a otro módulo de colector o desapilado de otro módulo de colector para aumentar o disminuir fácilmente el número de conjuntos de filtro.

La invención también proporciona un conjunto de filtro y un sistema de filtración como se reivindica en las reivindicaciones dependientes.

El módulo de colector puede comprender una junta en forma de tambor que comprende una primera porción circular, una segunda porción circular y una pluralidad de porciones que se extienden axialmente y que separan la primera porción circular de la segunda porción circular.

La invención se describe a continuación a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un sistema de filtración que incluye una pluralidad de conjuntos de filtro. La Fig. 2 es una vista en perspectiva del sistema de filtración de la Fig. 1 con una porción de uno de los conjuntos de filtro recortado.

La Fig. 3 es una sección transversal del sistema de filtración de la Fig. 1.

La Fig. 4 es una vista en perspectiva de un miembro de la válvula para su uso en el sistema de filtración de la Fig. 1.

La Fig. 5 es una vista en perspectiva de una junta en forma de tambor para su uso en el sistema de filtración de la Fig. 1.

La Fig. 6 es una vista superior de la junta en forma de tambor de la Fig. 5.

La Fig. 7 es una sección transversal de la junta en forma de tambor de la Fig. 5.

La Fig. 8 es una vista en despiece de uno de los conjuntos de filtro para su uso en el sistema de filtración de la Fig. 1.

La Fig. 9 es una sección transversal de uno de los conjuntos de filtro para su uso en el sistema de filtración de la Fig. 1 en una posición abierta.

La Fig. 10 es una segunda sección transversal desde un punto de vista girado del conjunto de filtro de la Fig. 9 en una posición abierta.

La Fig. 11 es una sección transversal de uno de los conjuntos de filtro para su uso en el sistema de filtración de la Fig. 1 en una posición cerrada.

La Fig. 12 es una segunda sección transversal desde un punto de vista girado del conjunto de filtro de la Fig. 11 en una posición cerrada.

La Fig. 13 es una sección transversal del sistema de filtración de la Fig. 1 con una porción de uno de los conjuntos de filtro recortado y en una posición parcialmente abierta.

La Fig. 14 es una vista lateral del conjunto de filtro con el recorte parcial de la Fig. 13.

La Fig. 15 es una vista en perspectiva de otra junta ejemplar en forma de tambor.

La Fig. 16 es una sección transversal de la junta en forma de tambor de la Fig. 15.

La invención se puede aplicar útilmente a conjuntos de filtro para eliminar partículas y otros contaminantes de un sistema de fluidos, tal como desde una corriente de combustible en un sistema de combustible para un vehículo marino, tal como un barco, y por lo tanto se describirá a continuación principalmente en este contexto. La invención se puede utilizar en relación con otros conjuntos de filtro en los que se desee eliminar las partículas y/o el agua de un fluido, tal como del fluido de un avión u otro vehículo.

Con referencia a los dibujos, las Figs. 1 a 3 muestran un sistema de filtración 20 que incluye una pluralidad de conjuntos de filtro 22 conectados fluidamente entre sí en una relación de apilamiento. Cada conjunto de filtro puede incluir un módulo de colector 23 de acuerdo con la invención, que tiene una primera entrada 24, una primera salida 26, una válvula de control 28, una segunda salida 30 y una segunda entrada 32, una abrazadera 34 para conectar un conjunto de filtro adyacente, un coalescente 36, una carcasa del filtro 38 y una válvula 50 para controlar el flujo de fluido desde la primera entrada 24. La primera entrada 24 y la segunda salida 30 forman una porción de una línea de suministro para suministrar fluido sin filtrar a cada conjunto de filtro 22. La segunda entrada 32 y la primera salida 26 forman una porción de una línea de descarga para descargar el fluido filtrado a un componente, tal como un motor. La válvula de control 28 puede controlar el flujo de fluido entre la primera entrada 24 y un interior de la carcasa del filtro, así como el flujo de fluido entre el interior de la carcasa del filtro y la porción de la línea de descarga del conjunto de filtro 22.

El sistema de filtración 20 se puede fijar permanentemente en el interior de un vehículo, tal como un barco. Por ejemplo, el sistema de filtración 20 puede incluir soportes para montar el sistema de filtración 20 a una pared interior del barco.

La relación apilada de los conjuntos de filtro 22 permite conectar o desconectar fácilmente los conjuntos de filtro 22 entre sí y permite un diseño general compacto. Cada control de válvula 28 puede facilitar la relación apilada por medio del control de dos trayectorias de flujo de fluido dentro de cada conjunto de filtro 22, una para el flujo de fluido sin filtrar y la otra para el flujo de fluido filtrado.

Los conjuntos de filtro 22 pueden estar conectados fluidamente en serie entre sí por cada módulo de colector 23 que se ensambla con un módulo de colector adyacente en una relación apilada. La segunda salida 30 del conjunto de filtro 22 puede estar conectada fluidamente a una entrada de un conjunto de filtro adyacente, y el siguiente conjunto de filtro puede estar conectado de forma similar. La segunda salida 30 y la entrada adyacente pueden formar una línea de suministro. Por ejemplo, cada conjunto de filtro 22 se puede conectar a un conjunto de filtro adyacente con una junta orientada axialmente y/o con la abrazadera 34. El último conjunto de filtro puede incluir un tapón o tope 40 (mostrado en la Fig. 3) para evitar el flujo de fluido sin filtrar a través de su correspondiente salida. El uso de la misma primera entrada 24 y la misma segunda salida 30 para cada conjunto de filtro 22 permite ampliar o contraer modularmente el sistema de filtración 20 para aumentar o disminuir la funcionalidad del sistema de filtración 20. Alternativamente, el último conjunto de filtro puede no incluir una salida para permitir el paso del fluido sin filtrar. Opcionalmente, la salida para el fluido sin filtrar, del último conjunto de filtro, puede actuar como una entrada para proporcionar fluido sin filtrar a los conjuntos de filtro.

La segunda entrada 32 del conjunto de filtro 22 (mostrado en la Fig. 3) puede estar conectada fluidamente a una salida de un conjunto de filtro adyacente, y el siguiente conjunto de filtro puede estar conectado de forma similar. La segunda entrada 32 y la salida adyacente pueden formar una línea de descarga. El último conjunto de filtro puede incluir un tapón o tope 42 (mostrado en la Fig. 3) para impedir el flujo de fluido filtrado a través de su correspondiente entrada. El uso de la misma segunda entrada 32 y la primera salida 26 para cada conjunto de filtro 22 permite ampliar o contraer modularmente el sistema de filtración 20 para aumentar o disminuir la funcionalidad del sistema de filtración 20. Alternativamente, el último conjunto de filtro puede no incluir una entrada para permitir el paso del fluido filtrado. Opcionalmente, la entrada de fluido filtrado, del último conjunto de filtro, puede actuar como una salida para proporcionar fluido filtrado a otro componente, tal como un motor.

Durante el uso, el fluido sin filtrar puede entrar a través de la primera entrada 24 y fluir a través de la válvula 50 hacia cada conjunto de filtro adyacente a través de la entrada correspondiente. Cuando la válvula 50 está en una posición abierta, el fluido sin filtrar fluye a través de la válvula 50 hacia el coalescente 36 y hacia la carcasa del filtro 38. Desde la carcasa del filtro 38 el fluido filtrado fluye hacia la válvula 50 para proporcionar un flujo de fluido filtrado a la primera salida 26. Cuando la válvula 50 está en una posición cerrada, se impide que el fluido sin filtrar fluya desde la válvula 50 al coalescente 36 y que el fluido filtrado fluya desde la carcasa del filtro 38 a través de la válvula 50 hacia la primera salida 26. El fluido sin filtrar puede continuar fluyendo a través de la válvula 50 hacia el conjunto de filtro adyacente para permitir una dirección de flujo similar hacia un coalescente y una carcasa del filtro correspondientes. También se prevé que, cuando la válvula está en la posición cerrada, o en una posición parcialmente cerrada, la válvula puede impedir que el fluido sin filtrar fluya hacia un conjunto de filtro adyacente.

Volviendo a la Fig. 4, la válvula 50 incluye un miembro de la válvula 70 que tiene un paso del flujo 72, una entrada del primer miembro de la válvula sin filtrar 54, una salida del primer miembro de la válvula sin filtrar 56, una entrada del segundo miembro de la válvula filtrado 58 y una salida del segundo miembro de la válvula filtrado 60 (mostrado en la Fig. 9). En las Figs. 9 y 11 se muestra una junta en forma de tambor 52 para sellar contra una pared interior 94 del módulo de colector 23. Las Figs. 8 a 14 muestran una configuración de la válvula 50 dentro de uno de los conjuntos de filtro 22.

Con referencia brevemente a las Figs. 5 a 7, la junta en forma de tambor 52 puede estar dispuesta alrededor del miembro de la válvula para sellar la entrada sin filtrar 54, la salida sin filtrar 56, la entrada filtrada 58 y la salida filtrada 60 (mostrada en la Fig. 9). La junta en forma de tambor 52 puede tener una primera porción circular 62 y una segunda porción circular 64 separadas por una pluralidad de porciones que se extienden axialmente 66. Las porciones que se extienden axialmente 66 pueden estar separadas circunferencialmente para corresponder a la salida sin filtrar 56 y a la entrada filtrada 58.

Las porciones que se extienden axialmente 66, la primera porción circular 62 y/o la segunda porción circular 64 pueden tener una sección transversal que sea triangular para facilitar el moldeado de la junta en forma de tambor. Al menos una de las porciones que se extienden axialmente 66 puede incluir protuberancias cónicas 68 que se extienden circunferencialmente desde la correspondiente porción que se extiende axialmente 66 para enganchar el miembro de la válvula 70 al ensamblar la junta en forma de tambor 52 con el miembro de la válvula 70.

Con referencia de nuevo a la Fig. 4, el miembro de la válvula 70 puede estar configurado para recibir la junta en forma de tambor 52. Por ejemplo, el miembro de la válvula 70 puede incluir una cavidad de recepción de la junta 110, una cavidad de recepción de la junta 112 y una pluralidad de cavidades de recepción de la junta 114.

La cavidad de recepción de la junta 110 puede estar dispuesta entre el paso del flujo 72 y la salida sin filtrar 56. La cavidad de recepción de la junta 110 se puede extender alrededor del eje longitudinal y a lo largo de una porción orientada radialmente hacia el exterior del miembro de la válvula 70. La cavidad de recepción de la junta 110 puede recibir la primera porción circular 62 de la junta en forma de tambor 52 para evitar el flujo de fluido entre el miembro de la válvula 70 y la pared interior 94 del módulo de colector 23.

La cavidad de recepción del junta 112 puede estar dispuesta entre la entrada filtrada 58 y la salida filtrada 60. La cavidad de recepción de la junta 112 se puede extender alrededor del eje longitudinal y a lo largo de una porción orientada radialmente hacia el exterior del miembro de la válvula 70. La cavidad de recepción de la junta 112 puede recibir la segunda porción circular 112 de la junta en forma de tambor 52 para evitar el flujo de fluido entre el miembro de la válvula 70 y la pared interior 94 del módulo de colector 23.

Las cavidades de recepción de la junta 114 pueden estar dispuestas adyacentes a cualquier lado de la salida sin filtrar 56 y/o a cualquier lado de la entrada filtrada 58. Las cavidades de recepción de la junta 114 se pueden extender longitudinalmente y a lo largo de una porción orientada radialmente hacia afuera del miembro de la válvula 70 para evitar fugas de fluido desde o hacia la salida sin filtrar 56 y/o la entrada filtrada 58. Por ejemplo, cada cavidad de recepción de la junta 114 puede estar circunferencialmente espaciada 90° de la siguiente para formar una cavidad continua alrededor de la salida sin filtrar 56 y/o la entrada filtrada 58 con las cavidades de recepción de la junta 110, 112. Las cavidades de recepción de la junta 114 pueden recibir las porciones que se extienden axialmente 66 de la junta en forma de tambor 52.

El paso del flujo 72 puede permitir el flujo de fluido sin filtrar desde la primera entrada 24 (mostrada en la Fig. 8) hasta la segunda salida 30 (mostrada en la Fig. 8) independientemente de si la válvula 50 está en la posición abierta o cerrada. El paso del flujo 72 puede ser una sección foraminada que incluye una pluralidad de orificios 74 para permitir el flujo de fluido sin filtrar. Los orificios 74 pueden estar dispuestos en un conjunto de filas alineadas longitudinalmente. Las filas alineadas de orificios 74 pueden estar desplazadas circunferencialmente entre sí para permitir el flujo desde la primera entrada 24 hasta la segunda salida 30 independientemente de la posición de la válvula 50. Las filas pueden estar desplazadas circunferencialmente en 15° con respecto al eje longitudinal para permitir un flujo continuo mientras gira la válvula 50. Alternativamente, los orificios pueden estar espaciados alrededor del eje longitudinal para evitar el flujo de fluido desde la entrada a la salida cuando está en al menos una de las posiciones abierta, cerrada y/o parcialmente abierta. Impedir el flujo de fluido desde la entrada hasta la salida puede ser deseable para el último conjunto de filtro en una línea de conjuntos de filtro.

La entrada sin filtrar 54 (mostrada mejor en las Figs. 9 y 11) está conectada fluidamente a la salida sin filtrar 56 (mostrada mejor en la Fig. 9). La entrada sin filtrar puede estar dispuesta centralmente dentro del miembro de la válvula entre el paso del flujo y la salida sin filtrar. La entrada sin filtrar se puede extender radialmente hacia afuera del eje longitudinal.

La salida sin filtrar 56 está dispuesta radialmente hacia afuera del eje longitudinal. La salida sin filtrar 56 se puede extender a lo largo del eje longitudinal y circunferencialmente alrededor del eje longitudinal. Por ejemplo, la salida sin filtrar 56 se puede extender 90° o menos. La extensión de menos de 90° permite que la salida sin filtrar 56 se mueva desde una posición totalmente alineada con un caudal máximo a una posición totalmente desalineada con un caudal mínimo a través de la entrada del coalescente 84. La reducción o ampliación de la salida sin filtrar 56 permite una reducción o aumento del flujo sin filtrar a través de la salida sin filtrar 56 cuando está en una posición abierta o parcialmente abierta. Opcionalmente, la salida sin filtrar se puede extender menos de 45° alrededor del eje longitudinal. Opcionalmente, la salida sin filtrar se puede extender más de 90°.

La entrada filtrada 58 (mostrada mejor en la Fig. 9) está conectada fluidamente a la salida filtrada 60 (mostrada en las Figs. 9 y 11). La entrada filtrada 58 puede estar dispuesta radialmente hacia afuera del eje longitudinal. Por ejemplo, la entrada filtrada 58 puede estar dispuesta frente a la salida sin filtrar 56 con respecto al eje longitudinal. Preferentemente, la entrada filtrada 58 es diametralmente opuesta a la salida sin filtrar 56.

La entrada filtrada 58 se puede extender a lo largo del eje longitudinal y circunferencialmente alrededor del eje longitudinal. Por ejemplo, la entrada filtrada 58 se puede extender 90° o menos. La extensión de menos de 90° permite que la entrada filtrada 58 pase de una posición totalmente alineada con un caudal máximo a una posición totalmente desalineada con un caudal mínimo a través de la salida del filtro 90. La reducción o ampliación de la entrada filtrada 58 permite una reducción o aumento del flujo filtrado a través de la entrada filtrada 58 cuando está en una posición abierta o parcialmente abierta. También se prevé que la entrada filtrada se pueda extender menos de 45° alrededor del eje longitudinal. También se prevé que la entrada filtrada se pueda extender más de 90° alrededor del eje longitudinal.

La salida filtrada 60 puede estar dispuesta en un extremo del miembro de la válvula 70 opuesto a la entrada sin filtrar 54 en relación con la salida sin filtrar 56. La salida filtrada 60 puede estar separada de la entrada sin filtrar 54 por una pared de separación de flujo 192 (mostrada mejor en las Figs. 9 a 14). Preferentemente, la salida filtrada 60 es simétrica con la entrada sin filtrar. Por ejemplo, la salida filtrada 60 puede ser paralela a la entrada sin filtrar 54. La salida filtrada 60 se puede extender radialmente hacia afuera del eje longitudinal. El diámetro de la salida filtrada 60 puede ser igual al diámetro de la entrada sin filtrar 54. Opcionalmente, la salida filtrada puede ser más pequeña que la entrada sin filtrar. También se prevé que la salida filtrada pueda ser mayor que la entrada sin filtrar.

Durante el uso, el flujo de fluido sin filtrar y el flujo de fluido filtrado no se mezclan dentro de la válvula 50. Por ejemplo, el flujo de fluido sin filtrar a través del paso del flujo 72 hacia la segunda salida 30 está separado del flujo sin filtrar a través de la entrada sin filtrar 54 y del flujo filtrado a través de la entrada filtrada 58. De este modo, el flujo de fluido filtrado que entra en la entrada filtrada 58 puede permanecer sin contaminar el fluido sin filtrar que entra en la entrada sin filtrar 54. En otras palabras, el flujo de fluido sin filtrar a través del paso del flujo 72 no fluye a través de la entrada sin filtrar 54 o la entrada filtrada 58. Más bien, el flujo de fluido sin filtrar a través del paso del flujo 72 continúa hacia el siguiente conjunto de filtro adyacente.

Cuando la válvula 50 está abierta, el flujo de fluido entra a través de una porción del paso del flujo 72, tal como los orificios 74, y un primer flujo de fluido entra en la entrada sin filtrar 54 y sale por la salida sin filtrar 56. El primer flujo es filtrado por un filtro 104 (mostrado en las Figs. 9 y 10) y se impide que se mezcle con un segundo flujo de fluido entre el miembro de la válvula 70 y la pared interior 94 del módulo de colector 23 por medio de la junta en forma de tambor 52.

Con referencia a continuación a las Figs. 8 a 14, se ilustra uno de los conjuntos de filtro 22. El módulo de colector 23 se describirá primero sin hacer referencia a la válvula 50. La primera entrada 24 se puede extender a lo largo del eje lateral A y puede estar conectada fluidamente a la segunda salida 30 por medio de un paso de la válvula 62 que está conectado fluidamente a una entrada del coalescente 84 y a una salida del filtro 90. La entrada 84 del coalescente y la salida 90 del filtro pueden estar conectadas fluidamente a la segunda entrada 32 y a la primera salida 26 por medio de una entrada de descarga 92.

La primera entrada 24 puede incluir un paso cilíndrico que se extiende a lo largo del eje lateral A parcialmente a través del módulo de colector 23. La segunda salida 30 puede incluir un paso cilíndrico que se extiende parcialmente a través del módulo de colector 23 que coincide con la primera entrada 24. La segunda entrada 32 (no mostrada) y la primera salida 26 se pueden extender de forma similar a través del módulo de colector 23 coincidiendo entre sí y paralelamente al eje lateral.

El paso de la válvula 62 se puede extender parcialmente a través del módulo de colector 23 para conectar fluidamente la primera entrada 24 con la segunda salida 30 y la entrada del coalescente 84 perpendicularmente al eje lateral. El paso de la válvula 62 puede ser cilíndrico y estar configurado para recibir la válvula 50. El paso de la válvula 62 se ilustra como definido por una pared interior cilíndrica 94 del módulo de colector 23. La pared interior cilíndrica 94 puede tener un radio que coincida con una porción más externa de la válvula 50 para sellar contra la válvula 50.

El conjunto de filtro 22 puede incluir una junta 86, tal como una junta tórica, dispuesta entre el control de la válvula 28 y el miembro de la válvula 70 para evitar fugas fuera del paso de la válvula 62.

El conjunto de filtro 22 puede incluir un anillo de retención 88 dispuesto frente a la junta tórica 86 en relación con el control de la válvula 28 para evitar el movimiento axial de la válvula 50 fuera del paso de la válvula 62.

La entrada del coalescente 84 y la salida del filtro 90 están desplazadas entre sí alrededor de un eje longitudinal B (véase la Fig. 9) que es perpendicular al eje lateral A. El desplazamiento de la entrada del coalescente 84 y la salida del filtro 90 permite que el miembro de la válvula 70 se selle contra la pared interior cilíndrica 94 entre la entrada del coalescente 84 y la salida del filtro 90. La entrada del coalescente 84 y la salida del filtro 90 pueden ser diametralmente opuestas entre sí con respecto al eje longitudinal.

Tanto la entrada del coalescente 84 como la salida del filtro 90 están separadas longitudinalmente de cada extremo del paso de la válvula 62 para permitir que la válvula 50 se selle contra la pared interior 94 de cada lado longitudinal de la entrada del coalescente 84 y la salida del filtro 90. Por ejemplo, el espacio longitudinal de la entrada del coalescente 84 puede proporcionar una porción de la pared interior 94 en cualquier lado longitudinal de la entrada del coalescente 84 para permitir que la válvula 50 se selle contra cada porción de la pared interior 94 alrededor de una abertura de la entrada del coalescente 84. El espacio longitudinal de la salida del filtro 90 proporciona una porción de la pared interior 94 a cada lado de la salida del filtro 90 para permitir que la válvula 50 se selle alrededor de una abertura de la salida del filtro 90.

La entrada del coalescente 84 y la salida del filtro 90 se ilustran como concéntricas con un eje vertical C (véase la Fig. 9) que es perpendicular al eje lateral A y al eje longitudinal B. Opcionalmente, la entrada del coalescente y la salida del filtro pueden estar desplazadas longitudinalmente entre sí. También se prevé que la entrada del coalescente pueda tener un diámetro diferente al de la salida del filtro.

La entrada de descarga 92 puede incluir una pared interior cilíndrica que se extiende axialmente 96 que se extiende parcialmente alrededor del eje longitudinal. La entrada de descarga 92 puede incluir una lengüeta que se extiende radialmente hacia adentro 98 para limitar la rotación de la válvula 50. La lengüeta que se extiende radialmente hacia adentro puede tener una superficie de tope en cada extremo circunferencialmente separado de la lengüeta que se extiende 98. Opcionalmente, la lengüeta que se extiende radialmente hacia adentro puede ser una pluralidad de lengüetas para restringir la rotación de la válvula.

Cuando la válvula está en una posición abierta, el fluido sin filtrar fluye hacia la válvula 50 y hacia el coalescente 36, donde el agua coalescente puede ser eliminada del fluido sin filtrar. El fluido sin filtrar puede ser dirigido en una trayectoria en espiral por una turbina 100 para facilitar la eliminación del agua.

Desde el coalescente 36, el fluido sin filtrar se dirige a través de un paso de filtro 102 hacia el filtro 104. El fluido sin filtrar puede fluir hasta el filtro 104 desde el coalescente 36. Opcionalmente, no se utiliza un coalescente y el fluido sin filtrar se dirige a un filtro.

El filtro 104 filtra el fluido sin filtrar y dirige el fluido filtrado a la salida del filtro 90. El fluido filtrado fluye desde la salida del filtro 90 al miembro de la válvula 70 y a la entrada de descarga 92. Una vez que el fluido filtrado llega a la entrada de descarga 92, el fluido filtrado puede fluir fuera de la primera salida 26 para ser utilizado por un componente del vehículo, tal como un motor.

La válvula 50 controla el flujo de fluido sin filtrar desde la primera entrada 24 hasta el coalescente 36 y controla el flujo desde el filtro 104 hasta la primera salida 26.

El miembro de la válvula 70 está configurado para permitir el flujo sin filtrar desde la entrada sin filtrar 54 hasta la salida sin filtrar 56, y para permitir el flujo de fluido filtrado desde la entrada filtrada 58 hasta la salida filtrada 60, cuando el miembro de la válvula 70 está en una posición abierta. El miembro de la válvula 70 se extiende a lo largo del eje longitudinal B. El miembro de la válvula 70 puede tener una longitud mayor que la pared interior cilíndrica 94. El miembro de la válvula 70 puede ser generalmente cilíndrico para permitir el movimiento de rotación dentro del paso de la válvula 62. Un primer extremo 142 del miembro de la válvula 70 se inserta primero en el paso de la válvula 62. El miembro de la válvula 70 puede tener una lengüeta de tope que se extiende axialmente 144 para enganchar la lengüeta que se extiende radialmente hacia dentro 98 del módulo de colector 23. La lengüeta de tope 144 se puede extender circunferencialmente sobre el eje longitudinal para permitir 90° de movimiento de rotación del miembro de la válvula 70 durante su uso.

Por ejemplo, la lengüeta de tope 144 se puede extender 180° sobre el eje longitudinal y la lengüeta que se extiende radialmente hacia adentro 98 se puede extender 90° sobre el eje longitudinal. Así, un primer extremo de la lengüeta de tope 144 puede enganchar un primer extremo de la lengüeta que se extiende radialmente hacia dentro 98 (mostrada en las Figs. 9, 11, 13 y 14) en la posición abierta, y un segundo extremo de la lengüeta de tope 144 puede enganchar un segundo extremo de la lengüeta que se extiende radialmente hacia dentro 98 (mostrada en las Figs.

9, 11, 13 y 14) en una posición cerrada. Además, la lengüeta de tope 144 puede impedir la inserción axial completa del miembro de la válvula 70 hasta que el miembro de la válvula 70 esté orientado correctamente en la posición abierta, cerrada y/o parcialmente abierta.

Durante la inserción, un segundo extremo 146 del miembro de la válvula 70 puede seguir al primer extremo 142 dentro del paso de la válvula 62. Una porción radialmente más externa del segundo extremo 146 se puede extender radialmente hacia afuera más allá de la pared interna cilíndrica 94 para evitar un mayor movimiento axial del miembro de la válvula 70 en el paso de la válvula 62. La prevención del movimiento axial adicional permite la alineación axial adecuada del miembro de la válvula 70 en el módulo de colector 23.

El control de la válvula 28 puede estar configurado para girar el miembro de la válvula para permitir la apertura o el cierre de la válvula 50. Por ejemplo, el control de la válvula 28 puede estar configurado para girar el miembro de la válvula 90°, desde la posición abierta hasta la posición cerrada. El miembro de la válvula 70 puede tener una pluralidad de lengüetas 148 para enganchar el control de la válvula 28 (mostrado en las Figs. 8, 9 y 11) en el segundo extremo 146. Por ejemplo, el control de la válvula 28 puede ser un pomo con una pluralidad de muescas 150. Las lengüetas 148 se pueden extender radialmente hacia el interior para encajar las correspondientes muescas 150 en el control de la válvula 28. Cada lengüeta 148 puede estar separada 90° de la lengüeta siguiente alrededor del eje longitudinal. También se prevé que sólo se proporcione una única lengüeta. También se prevé que el control de la válvula pueda incluir una lengüeta para enganchar una muesca en el miembro de la válvula. También se prevé que el control de la válvula se pueda fijar al miembro de la válvula de cualquier otra manera adecuada, tal como con adhesivo, moldeado por inyección o ajuste a presión.

Con referencia a las Figs. 9 y 10, el miembro de la válvula 70 puede incluir la pared de separación de flujo 192 para separar fluidamente el flujo de fluido sin filtrar del flujo de fluido filtrado. La pared de separación de flujo 192 se puede extender desde una primera porción interior del miembro de la válvula 70 que es adyacente a la entrada sin filtrar 54 y a la entrada filtrada 58 hasta una segunda porción interior del miembro de la válvula que es adyacente a la salida sin filtrar 56 y a la salida filtrada 60. Por ejemplo, la pared de separación de flujo 192 se puede extender en un ángulo de 45° con respecto al eje vertical C. La pared de separación de flujo 192 también se puede extender en paralelo con el eje lateral A desde una pared lateral 194 del miembro de la válvula 70 hasta una pared lateral 196 del miembro de la válvula 70.

Cada pared lateral 194, 196 se puede extender entre la salida sin filtrar 56 y la entrada filtrada 58. Las paredes laterales 194, 196 pueden ser opuestas entre sí respecto al eje longitudinal. Por ejemplo, las paredes laterales 194, 196 pueden ser diametralmente opuestas entre sí. En la posición cerrada (mostrada en las Figs. 11 y 12) se bloquea el paso del fluido por la salida sin filtrar 56, y se bloquea el paso del fluido por la salida filtrada 60.

El segundo flujo de fluido sale del filtro 104, entra en la entrada filtrada 58 y sale por la salida filtrada 60. El segundo flujo puede tener un caudal sustancialmente idéntico al del primer flujo. Por ejemplo, el primer flujo puede pasar a través del coalescente 36 y el filtro 104 donde comienza el segundo flujo. El caudal del segundo flujo puede ser ligeramente inferior al del primero, dado que se eliminará el agua coalescida y se filtrarán las partículas del primer flujo.

Un tercer flujo de fluido fluye dentro y fuera del paso del flujo 72. El tercer flujo puede continuar hacia el siguiente conjunto de filtro adyacente que se va a filtrar. El tercer flujo tiene un caudal diferente al primero y al segundo. Por ejemplo, el tercer flujo puede proporcionar flujo para más de dos conjuntos de filtro corriente abajo. Preferentemente, el caudal del tercer flujo será al menos el doble del caudal del primer y el segundo flujo para alojar los al menos dos conjuntos de filtro corriente abajo. Se evita que el tercer flujo se mezcle con el primero y el segundo entre el miembro de la válvula 70 y la pared interior 94 por la junta en forma de tambor 52. También se prevé que, en un conjunto de filtro posterior, no es necesario proporcionar el tercer flujo y todo el flujo que entra en el paso del flujo es el primer flujo.

Cuando la válvula 50 está en una posición cerrada, el fluido sin filtrar fluye a través del paso del flujo 72, y el fluido no fluye a través de la entrada sin filtrar 54 o la entrada filtrada 58. La presión del fluido que impulsa el primer flujo a través del coalescente 36 y el filtro 104 se reduce a cero al desconectar fluidamente la entrada del coalescente 84 de la primera entrada filtrada 24. Al mismo tiempo, la salida del filtro 90 puede estar desconectada de forma fluida de la primera salida filtrada 26 y de la segunda entrada filtrada 32 para permitir la retirada del filtro 104 sin que se produzcan fugas debido al reflujo de la segunda entrada filtrada 32.

Las Figs. 15 y 16 muestran una junta en forma de tambor 332 que es sustancialmente la misma que la junta en forma de tambor 52 antes mencionada que se muestra en las Figs. 4 y 5, por lo que se utilizan los mismos números de referencia pero indexados por 200 para denotar las estructuras correspondientes a estructuras similares en la junta en forma de tambor. Además, la descripción anterior de la junta en forma de tambor 52 mostrada en las Figs. 4 y 5 es igualmente aplicable a la junta en forma de tambor 332 mostrada en las Figs. 15 y 16, salvo lo que se indica a continuación. Además, los aspectos de las juntas en forma de tambor se pueden sustituir entre sí o utilizarse en conjunto, cuando sea aplicable.

Las porciones que se extienden axialmente 265, la primera porción circular 262 y/o la segunda porción circular 264 pueden tener una sección transversal que sea circular para facilitar la rotación de la válvula correspondiente 250.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un módulo de colector (23) para un filtro (104), que comprende:

una porción de una línea de suministro (24, 30) para el fluido a filtrar, una porción de una línea de descarga (26, 32) para el fluido filtrado, y un paso de la válvula (62) que conecta fluidamente la porción de la línea de suministro con la porción de la línea de descarga, y

un miembro de la válvula tubular (70) que es recibido por el paso de la válvula, el miembro de la válvula se extiende a lo largo de un eje longitudinal (B) y que tiene una primera entrada de miembro de la válvula (54), una primera salida de miembro de la válvula (56), una segunda entrada de miembro de la válvula (58), una segunda salida de miembro de la válvula (60) y un paso del flujo (72) configurado para permitir el flujo de fluido a través del miembro de la válvula,

en la que la entrada del primer miembro de la válvula (54) está conectada fluidamente a la porción de la línea de suministro (24, 30) y a la salida del primer miembro de la válvula (56), y la entrada del segundo miembro de la válvula (58) que recibe el fluido filtrado del filtro (104) está conectada fluidamente a la salida del segundo miembro de la válvula (60), que está conectada fluidamente a la porción de la línea de descarga (26, 32),

en el que el miembro de la válvula tubular (70) es movible entre una posición abierta y una posición cerrada, por lo que:

en la posición abierta, el miembro de la válvula (70) permite

un primer flujo de fluido sin filtrar del flujo de la línea de suministro para fluir desde la entrada del primer miembro de la válvula (54) hasta la salida del primer miembro de la válvula (56) y desde la salida del primer miembro de la válvula hasta el filtro (104),

un segundo flujo de fluido filtrado desde el filtro hasta la entrada del segundo miembro de la válvula (58) y desde la entrada del segundo miembro de la válvula hasta la salida del segundo miembro de la válvula (60), y

un tercer flujo de fluido sin filtrar del flujo de la línea de suministro para que fluya a través del paso del flujo (72) sin fluir a través de la entrada del primer miembro de la válvula (54), el miembro de la válvula está configurado de forma que el fluido sin filtrar en el primer flujo de fluido y el fluido filtrado en el segundo flujo de fluido no se entremezclen, y de forma que el fluido sin filtrar en el tercer flujo de fluido y el fluido filtrado en el segundo flujo de fluido no se entremezcle, y

en la posición cerrada, el miembro de la válvula (70) permite que el fluido sin filtrar fluya a través del paso del flujo (72) y bloquea el flujo de fluido a través de la primera entrada del miembro de la válvula (54) y el flujo de fluido a través de la segunda entrada del miembro de la válvula (58).

2. El módulo de colector (23) de la reivindicación 1, en el que la porción de la línea de suministro (24, 30) se extiende en paralelo a la porción de la línea de descarga (26, 32).

3. El módulo de colector (23) de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el miembro de la válvula (70) además incluye una pared de separación de flujo (192) para separar fluidamente el primer flujo de fluido del segundo flujo de fluido, opcionalmente la pared de separación de flujo se extiende desde una primera porción interior del miembro de la válvula (70) que es adyacente a la primera entrada del miembro de la válvula (54) y la segunda entrada del miembro de la válvula (58) a una segunda porción interior del miembro de la válvula que es adyacente a la primera salida del miembro de la válvula (56) y la segunda salida del miembro de la válvula (60).

4. El módulo de colector (23) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la primera entrada del miembro de la válvula (54) está dispuesta centralmente dentro del miembro de la válvula (70) entre el paso del flujo (72) y la primera salida del miembro de la válvula (56), y en el que la primera salida del miembro de la válvula (56) y la segunda entrada del miembro de la válvula (58) están dispuestas radialmente hacia fuera desde el eje longitudinal (B).

5. El módulo de colector (23) de la reivindicación 4, en el que la segunda entrada del miembro de la válvula (58) está dispuesta frente a la primera salida del miembro de la válvula (56) con respecto al eje longitudinal (B), opcionalmente la segunda entrada del miembro de la válvula (58) es diametralmente opuesta a la primera salida del miembro de la válvula (56).

6. El módulo de colector (23) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que además incluye una junta en forma de tambor (52) dispuesta alrededor del miembro de la válvula (70) para sellar las entradas del primer y el segundo miembro de la válvula (54 y 58) y las salidas del primer y el segundo miembro de la válvula (56 y 60).

7. El módulo de colector (23) de la reivindicación 6, en el que la junta en forma de tambor (52) tiene una primera porción circular (62) y una segunda porción circular (64) separadas por una pluralidad de porciones que se extienden axialmente (66), opcionalmente las porciones que se extienden axialmente están espaciadas circunferencialmente para corresponder a la primera salida del miembro de la válvula (56) y la segunda entrada del miembro de la válvula (58).

8. El módulo de colector (23) de cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en el que una sección transversal de las porciones que se extienden axialmente, la primera porción circular, y/o la segunda porción circular es al menos una de triangular y circular.

9. El módulo colector (23) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el paso del flujo (72) incluye una pluralidad de orificios (74) para permitir la tercera parte del flujo de fluido, opcionalmente los orificios (74) están dispuestos en un conjunto de filas alineadas longitudinalmente.

10. El módulo de colector (23) de la reivindicación 9, en el que las filas alineadas de orificios (74) están desplazadas circunferencialmente entre sí para permitir que la tercera parte del flujo de fluido sea independiente de la posición del miembro de la válvula tubular (70).

11. El módulo de colector (23) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el miembro de la válvula (70) es giratorio dentro del paso de la válvula (62) entre sus posiciones de apertura y cierre.

12. Un conjunto de filtro (22) que comprende:

el módulo de colector de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11; y

el filtro (104), en el que el filtro está dentro de una carcasa del filtro (38) del conjunto de filtro (22), el filtro está conectado fluidamente al miembro de la válvula (70).

13. Un conjunto de filtro de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el filtro incluye medios de filtro para filtrar el primer flujo de fluido.

14. El conjunto de filtro (22) de cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, que además incluye:

un coalescente (36), en el que cuando el miembro de la válvula (70) está en la posición abierta, el primer flujo de fluido fluye a través del miembro de la válvula (70) hacia el coalescente (36) y hacia la carcasa del filtro (38), en el que desde el coalescente (36) el primer flujo de fluido se dirige a través de un paso de filtro (102) hacia el filtro (104); y

el filtro (104) filtra el primer flujo de fluido y dirige el segundo flujo de fluido hacia una salida del filtro (90), el segundo flujo de fluido fluye desde la salida del filtro (90) hasta el miembro de la válvula (70) y hasta una entrada de descarga (92), y una vez que el segundo flujo de fluido alcanza la entrada de descarga (92) el segundo flujo de fluido fluye fuera de la línea de descarga (26).

15. Un sistema de filtración (20) que comprende:

el conjunto de filtro (22) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, y

un elemento de conexión para conectar de forma fluida la porción de la línea de suministro (24, 30) del conjunto de filtro a una segunda porción de la línea de suministro (24, 30).