IT201600122425A1 - Filtro perfezionato. - Google Patents

Description

Filtro perfezionato.

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un filtro, in particolare un filtro per l'abbattimento di particolato presente in fluidi gassosi.

Filtri di tale tipo sono utilizzati, ad esempio, in macchine sterilizzatrici , come sterilizzatori o tunnel di sterilizzazione ad aria calda, come quelli in uso nel settore farmaceutico .

In breve, in tali macchine sterilizzatrici, il materiale da sterilizzare viene investito da aria calda (approssimativamente a temperature comprese tra 200°C e 400°C).

L'aria, o più in generale il fluido gassoso, deve essere filtrata per evitare che il particolato eventualmente presente possa contaminare il materiale in sterilizzazione.

A tal fine vengono usati dedicati filtri, posti usualmente lungo il percorso del fluido gassoso (o aria), ad esempio in corrispondenza della bocchette di erogazione o lungo il percorso di ricircolo del fluido.

Un filtro di tipo noto si compone usualmente di

- un telaio perimetrale, tipicamente metallico o ceramico

- un pacco filtrante, tipicamente in fibra di vetro

un sigillante, tipicamente ceramico o in fibra di vetro

- opzionalmente, due reti di protezione.

Il funzionamento delle macchine sterili zzatrici non è continuo, ma soggetto a cicli di accensione/spegnimento intervallati a quelli di sterilizzazione vera e propria; durante tali cicli le temperature di funzionamento dei vari componenti della macchina variano in intervalli anche piuttosto ampi, che provocano in essi dilatazioni termiche.

Un componente particolarmente soggetto a tali dilatazioni è, appunto, il filtro; le diverse parti di cui esso si compone sono infatti contraddistinte da coefficienti di dilatazione termica diversi, con la conseguenza che i ripetuti cicli termici possono comportare la rottura del filtro; in particolare la Richiedente ha osservato che i cicli termici causano sovente la rottura del sigillante o del medium filtrante e/o la formazione di cricche o fessurazioni che ingenerano punti di perdita.

Un altro limite dei filtri noti è legato al fatto che la velocità di riscaldamento, in particolare quella del filtro, non deve superare una certa soglia, in modo da ridurre i fenomeni di rottura già citati.

Ancora un altro limite dei filtri noti è che gli interventi di manutenzione devono essere piuttosto frequenti.

Ancora un altro limite è legato alla fase di collaudo della macchina, nella quale le condizioni operative (es. temperature e gradienti termici che si instaurano) sono usualmente più gravose di quelle di utilizzo, con la conseguenza che, in tale fase, è maggiormente probabile un guasto del filtro .

Compito precipuo della presente invenzione consiste nel fatto di realizzare un filtro che risolva i problemi tecnici sopra esposti, ovvi agli inconvenienti e superi i limiti della tecnica nota .

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un filtro che sia meno soggetto a rotture derivanti da dilatazione o cicli termici.

Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un filtro che consenta una riduzione dei tempi di messa in servizio o riscaldamento delle macchine sterilizzatrici su cui è applicato.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un filtro che richieda minori interventi di manutenzione e/o ispezione rispetto ai filtri noti.

Ancora un altro scopo del trovato è quello di mettere a disposizione un filtro che sia meno soggetto, rispetto ai filtri noti, a rotture nelle fasi di collaudo delle macchine sterilizzatrici.

Ancora un altro scopo del trovato è quello di realizzare un filtro che sia relativamente semplice ed economico da realizzare.

Un ulteriore scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un filtro che sia in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell'uso.

Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un filtro che sia facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un filtro comprendente

un telaio perimetrale a cornice, comprendente una pluralità di pareti che delimitano una zona di alloggiamento per un pacco filtrante

- un pacco filtrante alloggiato nella detta zona di alloggiamento del telaio perimetrale

in cui il filtro comprende almeno un compensatore di dilatazione termica interposto tra almeno una delle dette pareti del telaio ed il pacco filtrante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un filtro, illustrata/e a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di una forma di realizzazione preferita di un filtro, secondo il trovato;

la figura 2 è una vista prospettica in parziale esploso del filtro di fig.l;

la figura 3 è una vista prospettica di un pacco filtrante del filtro delle figure precedenti ;

la figura 4 è una vista prospettica di un telaio del filtro delle figure precedenti;

le figure 5 e 6 sono viste prospettiche di due diverse pareti perimetrali del telaio del filtro delle figure precedenti;

le figure 7 ed 8 sono rispettivamente una vista in pianta ed una prospettica della parete perimetrale di fig. 5 in una fase di realizzazione;

la figura 9 è una vista prospettica della parete perimetrale di fig. 6 con applicato un secondo tipo di compensatore di dilatazione termica;

le figure da 10 a 14 sono viste prospettiche di vari momenti di fabbricazione del filtro delle figure precedenti;

le fig. 15 e 16 mostrano sezioni dei compensatori di dilatazione termica del filtro delle figure precedenti .

Nelle allegate figure è mostrato un esempio di un filtro secondo il trovato, indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 1.

Il filtro 1 comprende un telaio perimetrale 2 a cornice, comprendente una pluralità di pareti 21,22,23,24 che delimitano una zona di alloggiamento 25 in cui trova posto, in condizione montata, un pacco filtrante 3.

Nell'esempio fornito la forma in pianta del telaio 2 è sostanzialmente un quadrato o un rettangolo, pertanto le pareti laterali 21,22,23,24 che la delimitano sono quattro pareti a due a due parallele e contrapposte.

Ovviamente, in linea generale, possono essere previste forme in pianta del telaio (e, conseguentemente un numero di pareti) diverse.

Il pacco filtrante 3 risulta alloggiato nella zona di alloggiamento 25 e presenta, in questo esempio, forma sostanzialmente corrispondente a quella del telaio 2; anche in questo caso forme diverse per il pacco filtrante possono essere previste senza per questo uscire dagli insegnamenti qui forniti.

Per quanto attiene al pacco filtrante 3, con riferimento a fig. 3, esso, preferibilmente, comprende un medium filtrante plissettato comprendente un foglio di carta in fibra di vetro 39 piegato lungo linee di piegatura o plissettatura 38 che risultano sostanzialmente parallele tra loro, in modo da poter disporre di una maggiore superficie filtrante a parità di area occupata dal pacco 3, come noto in generale nel settore dei filtri.

Opzionalmente, tra pieghe del foglio plissettato 38, sono previsti elementi separatori (non mostrati), realizzati ad esempio con una fettuccia di medium filtrante.

La carta in fibra di vetro 39 presenta preferibilmente le seguenti caratteristiche:

medium filtrante in microfibra di vetro dello spessore di 0,4 min, grammatura di circa 80 g/m<z>, 5% di leganti.

Il foglio di carta in fibra di vetro 39 è preferibilmente bordato mediante applicazione di due fogli piani 37 di medium filtrante in corrispondenza delle basi plissettate del pacco 3, come mostrato in fig. 3, nella quale il foglio piano superiore (in figura) 37 è mostrato con linea tratteggiata ed in trasparenza.

L'applicazione dei fogli piani 37 alle basi 31 plissettate del pacco 3 avviene preferibilmente mediante incollaggio con un sigillante liquido, una cui componente volatile evapora in un intervallo di tempo di asciugatura, consentendo l'adesione tra le parti.

Come si può notare in fig. 2 le linee di piegatura o plissettatura 38 risultano normali ad almeno una prima parete 21 del telaio 2, e, nell'esempio illustrato, anche ad una seconda parete 23 parallela alla prima; i fogli piani 37 risultano così paralleli a tali pareti 21 e 23.

Passando ora a descrivere più nel dettaglio il telaio 2, esso, nella forma esecutiva preferita ed illustrata, comprende, oltre alla prima ed alla seconda parete 21, 23 (anche dette, nel settore tecnico, "bacinelle"), le due pareti ad esse perpendicolari 22 e 24 (anche dette, nel settore tecnico, "lastrine") .

Un dettaglio delle bacinelle 21 e 23 può essere visto in fig. 5, mentre le lastrine 22 e 24 sono mostrate in fig. 6.

Le pareti 21-24 sono collegate tra loro, a formare il telaio 2, mediante accoppiamento meccanico, ad esempio con bulloni o collegamenti a vite .

Le pareti 21 e 23, di cui alla fig. 5, comprendono un corpo piastriforme 211 sostanzialmente rettangolare su cui è realizzata o applicata una coppia di alette 212 che si estendono sui due lati maggiori ed aggettano dalla superficie del corpo piastriforme 211, in modo da estendersi, in condizione di filtro 1 assemblato, verso il pacco filtrante 3 e mantenerlo in posizione .

Le pareti 22 e 24, invece, di cui alla fig. 6, comprendono un corpo piastriforme 221 sostanzialmente rettangolare su cui è realizzata o applicata una aletta 222 che si estende su uno dei due lati maggiori ed aggetta dalla superficie del corpo piastriforme 221, in modo da estendersi, in condizione di filtro 1 assemblato, verso il pacco filtrante 3 e mantenerlo in posizione.

Preferibilmente le pareti 21-24 del telaio 2 sono realizzate in metallo o ceramica.

Caratteristicamente, secondo l'invenzione, il filtro 1 comprende almeno un compensatore di dilatazione termica interposto tra almeno una delle pareti 21,23 del telaio 2 ed il pacco filtrante 3.

Preferibilmente il filtro 1, nell'esempio fornito, comprende compensatori di dilatazione termica 4, 5 interposti tra le pareti 21,22,23,24 del telaio 2 ed il pacco filtrante 3.

Più in dettaglio sono previsti due diversi tipi di compensatori: un primo compensatore 4 montato o sulle bacinelle (pareti 21,23) ed un secondo compensatore 5 -da ritenersi opzionalemontato sulle lastrine (pareti 22,24); i compensatori 4 o 5 risultano in condizione assemblata interposti tra la rispettiva parete perimetrale 21,22,23,24 e il pacco filtrante 3.

Con riferimento alle fig. 15 e 16, sia il primo 4 che il secondo compensatore 5 (se previsto) comprendono un foglio, rispettivamente 43 e 51, di medium filtrante analogo (preferibilmente sostanzialmente identico) a quello del pacco 3; il foglio 43, 51 è ripiegato su sé stesso ed accoppiato sia telaio 2 che al pacco filtrante 3, essendo un bordo libero del detto foglio 43,51 ulteriormente risvoltato attorno ad una corrispondente parete 21,22,23,24 del telaio 2 a ad essa accoppiato, preferibilmente mediante incollaggio.

La presenza dei compensatori 4 o 4 e 5, grazie al foglio 43, 51 filtrante ripiegato (che in caso di deformazioni agisce a guisa di soffietto) consente al telaio 2 ed al pacco filtrante 3 di dilatarsi indipendentemente tra loro, compensando eventuali differenze di elongazione o ritiro delle parti e di evitare, in ultima analisi, i problemi presenti nei filtri dello stato dell'arte e più sopra descritti.

Scendendo più nel dettaglio, e con riferimento a fig. 7 e 15, il primo compensatore di dilatazione termica 4 risulta almeno interposto tra una bacinella 21, 23 ed una corrispondente base 37 del pacco filtrante 3; vantaggiosamente come nell'esempio illustrato, sono previsti due primi compensatori di dilatazione termica 4, uno per ciascuna bacinella 21, 23.

Tale posizionamento risulta particolarmente utile perché consente di compensare eventuali ritiri o elongazioni del pacco (a seguito di raffreddamento o riscaldamento) nella direzione delle linee di piegatura 38, nella quale tali ritiri/elongazioni non sono compensate, neppure in parte, dalla plissettatura del medium del pacco 3.

Partendo dalla superficie della bacinella 21, il primo compensatore 4 comprende, stratificati, un primo foglio di base 41 disposto complanare con il corpo piastriforme 211 della prima parete 21; il primo foglio di base 41 è realizzato in medium filtrante, preferibilmente lo stesso del pacco 3, ed incollato, ad esempio mediante un collante sigillante sul corpo 211 stesso.

Il primo foglio di base 41 presenta sostanzialmente dimensioni tali da non sbordare, in pianta, dalla sagoma della parete 21 e restare contenuto tra le due alette 212.

Il compensatore 4 comprende poi, al di sopra del primo foglio di base 41, uno o più materassini filtranti 42, incollati al foglio di base 41.

Nella forma esecutiva illustrata sono presenti due materassini filtranti 42.

I materassini filtranti 42 sono realizzati in microfibra di vetro compressa, preferibilmente nella stessa del pacco filtrante vetro 39 costituita da fogli dello spessore di media filtrante di 1 mm compressi.

La presenza dei materassini filtranti, e preferibilmente di una pluralità degli stessi, trova la sua ragione d'essere in un migliorata compensazione delle dilatazioni del telaio in direzione delle pieghe del pacco filtrante: questa direzione infatti è la più critica perché l'unica resistenza meccanica a trazione del pacco è quella definita dalle caratteristiche proprie del media filtrante, che, in talune condizioni, potrebbe essere insufficiente per garantire la compensazione necessaria.

Dal lato opposto dei materassini filtranti 42, il compensatore 4 comprende poi un secondo foglio di base 43 che presenta un'estensione circa doppia rispetto al primo foglio di base 41 e risulta, quando posto in opera, ripiegato su sé stesso lungo il lato maggiore, come mostrato in fig. 15: almeno una parte del secondo foglio 43 risulta incollata al sottostante materassino 42 (e quindi accoppiata indirettamente al telaio 2), mentre l'altra parte è accoppiata al pacco 3, preferibilmente incollata mediante; la porzione del secondo foglio che sborda oltre la sagoma in pianta della bacinella è risvoltata attorno alla parete 21 (sul lato lungo della stessa) ed ivi incollata .

In questo modo il, o i, materassini filtranti 42 risultano interposti tra i due fogli di base 41, 43 a guisa di sandwich.

Il collante ha funzione di sigillante, per impedire passaggi di aria non filtrata che potrebbero compromettere il funzionamento del filtro 1.

Con riferimento alle fig. 8, 9 e 16, i secondi compensatori 5, risultano disposti tra le lastrine 22 e 24 (perpendicolari alla prima e seconda parete del telaio 2) ed il pacco 3.

Si noti che, in linea di principio, in luogo di due secondi compensatori 5 potrebbe esserne previsto anche uno solo, o addirittura nessuno.

Il secondo (o i secondi) compensatori 5 possono essere realizzati analogamente al primo compensatore 4; in questo caso non ci si dilunga nei dettagli ma si rimanda a quanto sopra.

Nella forma esecutiva illustrata, invece, in modo vantaggioso, il secondo compensatore 5 è realizzato in modo più semplice ed economico, come mostrato in fig. 8, 9 e 16.

In questa forma esecutiva il secondo compensatore 5 comprende il foglio 51 di medium filtrante applicato (preferibilmente incollato) direttamente alla parete 22, 24.

Anche in questo caso il collante svolge una contemporanea azione di sigillante, come nel caso del compensatore 4.

Il foglio 51 del secondo compensatore 5 è disposto complanare con il corpo piastriforme 221 della parete 22 ed è realizzato in medium filtrante, preferibilmente lo stesso del pacco 3.

Il foglio di base 51 del secondo compensatore 5 presenta un'estensione più che doppia rispetto a quella del corpo piastriforme 221 e risulta, quando posto in opera, ripiegato su sé stesso lungo il lato maggiore, in modo tale per cui la sua linea di piegatura sia adiacente all'aletta 222; in questo modo una parte del detto foglio 51 è incollata al corpo 221, mentre la restante parte è incollata al pacco filtrante 3 e poi risvoltata attorno alla parete 22 ed ivi incollata come in fig . 16.

Nella forma esecutiva preferita ed illustrata, quindi, è presente una prima coppia di primi compensatori 4 ed una coppia di secondi compensatori 5; ciascun compensatore 4 o 5 della stessa coppia è accoppiato ad una parete 21,22,23,24 del telaio affacciata a quella a cui è accoppiato l'altro compensatore 4 o 5 della stessa coppia .

Con riferimento alla fig. 1 e 14 si nota poi che il filtro 1 comprende poi opzionalmente due cornici 7 applicate ai bordi delle pareti 21-24 del telaio 2 e destinate preferibilmente a fissare la porzione risvoltata dei fogli 43, 51, oltre che fissare una o due retine di protezione 8 del filtro 1 stesso.

Il metodo di assemblaggio del filtro 1 viene mostrato in passi consecutivi nelle figure 10-13.

Viene dapprima montato il primo compensatore 4 sulla bacinella, avendo cura di lasciar sbordare il foglio 43 in una direzione.

Si pre-montano poi le lastrine 22, 24 munite del secondo compensatore 5 alla bacinella 21, lasciando le lastrine 22,24 libere di ruotare per un certo angolo rispetto alla bacinella 21 ed avendo cura di far sbordare il foglio 51 di ciascun compensatore 5 dallo stesso lato (del filtro 1) del foglio 43, ottenendo una configurazione come quella di fig. 10.

Viene poi (fig.11) inserito il pacco filtrante 3 , che sfrutta la possibilità di parziale rotazione delle lastrine 22,24 per una migliore introduzione .

Le lastrine 22,24 vengono quindi solidarizzate e bloccate in posizione sulla bacinella 21 e viene montata la bacinella 23 opposta (fig. 12.), già munita del relativo compensatore 4, avendo anche in questo caso cura di far sbordare il foglio 43 dallo stesso lato dei fogli 51.

Le porzioni sporgenti dei fogli 51 e 43 vengono quindi ripiegate ed incollate sulle relative pareti del telaio 2 (fig.13), eventualmente con l'aiuto di squadrette di fissaggio .

Si è in pratica constatato come il filtro secondo il trovato assolva il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consente di compensare differenze di ritiro/elongazione delle sue parti, riducendo il rischio di rotture o malfunzionamenti e consentendo di subire gradienti di riscaldamento/raf freddamento superiori a quelli attualmente utilizzabili per i filtri noti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Il filtro così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

Claims (7)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Filtro (1), comprendente - un telaio perimetrale (2) a cornice, comprendente una pluralità di pareti (21,22,23,24) che delimitano una zona di alloggiamento (25) per un pacco filtrante (3) un pacco filtrante (3) alloggiato nella detta zona di alloggiamento (25) del telaio perimetrale (2) caratterizzato dal fatto che il filtro (1) comprende almeno un compensatore di dilatazione termica (4,5) interposto tra almeno una delle dette pareti (21,22,23,24) del telaio (2) ed il pacco filtrante (3).
2. 2. Filtro (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un compensatore di dilatazione termica (4,5) comprende un foglio (43,51) di un medium filtrante ripiegato su sé stesso ed accoppiato sia telaio (2) che al pacco filtrante (3), essendo un bordo libero del detto foglio (43,51) ulteriormente risvoltato attorno ad una corrispondente parete (21,22,23,24) del telaio (2) a ad essa accoppiato.
3. 3. Filtro (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il pacco filtrante (3) comprende un medium filtrante plissettato comprendente un foglio di carta in fibra di vetro (39) piegato lungo linee di piegatura, o plissettatura, (38) sostanzialmente parallele tra loro, ed in cui le linee di piegatura (38) sono normali ad almeno una prima parete o bacinella (21) del telaio (2), detto almeno un compensatore di dilatazione termica (4) essendo un primo compensatore di dilatazione termica (4) interposto tra la prima parete (21) ed il pacco filtrante (3).
4. 4. Filtro (1) della rivendicazione precedente, in cui il primo compensatore di dilatazione termica (4) comprende - un primo foglio di base (41) di un medium filtrante disposto complanare con la prima parete (21), avente dimensioni sostanzialmente pari a detta prima parete (21) e fissato a detta prima parete (21) uno o più materassini filtranti (42) accoppiati al primo foglio di base (41) - un secondo foglio di base (43) di un medium filtrante ripiegato su sé stesso a guisa di soffietto, una porzione del secondo foglio (43) risultando incollata al materassino (42), mentre la restante porzione del secondo foglio di base (43) essendo almeno in parte accoppiata al pacco (3) e risvoltata attorno alla prima parete (21) e fissata alla stessa, preferibilmente mediante incollaggio .
5. 5. Filtro (1) secondo la rivendicazione 3 o 4, comprendente almeno un secondo compensatore di dilatazione termica (5) interposto tra pareti (22.24) del telaio (2) perpendicolari alla detta prima o seconda parete (21,22) ed un corrispondente bordo laterale adiacente del pacco filtrante (3) .
6. 6. Filtro (1) della rivendicazione precedente, in cui il secondo compensatore di dilatazione termica (4) consiste in un foglio (51) di medium filtrante ripiegato su sé stesso a guisa di soffietto, una porzione del detto foglio (51) risultando incollata alla adiacente parete (22.24), mentre la restante porzione essendo almeno in parte accoppiata al pacco (3) e risvoltata attorno alla detta parete (22,24) e fissata alla stessa, preferibilmente mediante incollaggio .
7. 7. Filtro (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il telaio (2) comprende quattro pareti (21,22,23,24) ed una prima coppia di primi compensatori (4) ed una coppia di secondi compensatori (5), ciascun compensatore (4,5) della stessa coppia essendo accoppiato ad una parete (21,22,23,24) del telaio affacciata a quella a cui è accoppiato l'altro compensatore (4,5) della stessa coppia.