MX2011001015A - Dispositivo de filtro. - Google Patents

Abstract

Un filtro de fluido que comprende una entrada de fluido y una salida de fluido, un alojamiento de filtro, un elemento de filtro reemplazable y una cámara de recolección de agua, en donde están presentes los medios para suprimir la actividad biológica en la cámara de recolección de agua.

Description

DISPOSITIVO DE FILTRO DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un dispositivo de filtro de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención también se refiere a un motor de combustión interna equipado con tal dispositivo de filtro y un vehículo motorizado equipado con tal motor de combustión interna.

WO 2007/128599 describe un filtro de líquido transportable para uso después de desastres naturales, que se utiliza para tratar agua altamente contaminada de tal forma que pueda utilizarse como agua potable. El agua sucia se limpia en una pluralidad de etapas de filtración, en donde se absorben los químicos, se filtran las partículas suspendidas y los metales pesados, y se elimina cualquier forma de actividad biológica tal como virus, gusanos, bacterias, hongos y protozoarios , entre otras cosas. Sin embargo, el filtro de líquido es demasiado complejo para utilizarse en un vehículo motorizado, especialmente ya que los combustibles no necesariamente están altamente contaminados y el agua drenada no necesariamente tiene que ser de la calidad del agua potable .

EP 1 581 736 y DE 10 2006 039 581 describen filtros de combustible en donde un filtro adicional se une al Ref . 216503 alojamiento de filtro con el fin de limpiar el agua drenada. Sin embargo, una desventaja de este tipo de filtro de combustible es que tiene una cámara de recolección de agua relativamente grande para el agua separada del combustible, y por lo tanto, si el combustible está contaminado con bacterias, hongos u otros, proporciona un gran volumen de agua en el cual la actividad biológica se puede desarrollar y multiplicar, y de esa manera, forma un lodo activado que por un lado puede prevenir el flujo adicional de combustible, mientras se forma en el lado limpio, y puede obstruir el filtro de combustible, y por otro lado puede contaminar el agua que se va a drenar y el filtro descendente para limpiar el agua.

El objetivo de la presente invención es mejorar un filtro de combustible conocido de tal forma que el agua separada del combustible tenga una cavidad superior.

Este problema se resuelve de conformidad con la invención mediante el tema de las reivindicaciones independientes. Las modalidades ventajosas forman el tema de las reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en la idea general de proporcionar, en un dispositivo de filtro, en particular en un filtro de combustible/lubricante, al menos una cámara de recolección de agua para recolectar agua separada del combustible/lubricante, medios para suprimir la actividad biológica y con ello tratar el agua separada y mejorar la calidad de la misma. El dispositivo de filtro tiene una entrada de líquido, una salida de líquido, un alojamiento de filtro, un elemento de filtro reemplazable y una cámara de recolección de agua antes mencionada, en donde los medios antes mencionados para suprimir la actividad biológica están presentes en la cámara de recolección de agua, cuyos medios pueden configurarse de tal forma que tienen un efecto antibacteriano, fungicida y/o antibiótico.

También se reclama un dispositivo de filtro, en donde los medios para suprimir la actividad biológica contienen metales, en particular plata y/o monómeros u oligómeros con un grupo de amonio funcional. También puede proporcionarse un mini LED UV, que tiene un efecto biocida junto con una superficie catalíticamente activa. Alternativamente, puede proporcionarse una pintura con un efecto de señal, como se conoce en la construcción naval, sobre las superficies relevantes. Alternativamente, un ligero voltaje AC que prevalece en el filtro de combustible puede prevenir el crecimiento de microorganismos.

Estas medidas previenen la formación de lodo activado en el depósito de agua. Para prevenir que el filtro se contamine a través de la salida de agua, la salida de agua también puede contener materiales biocidas o el filtro de carbón activado puede recubrirse con iones de cobre o de plata.

En un desarrollo ventajoso de la invención, se proporciona un material portador a base de fibra, que se forma por ejemplo como una tela no tejida o tejida o como una alfombra, y al cual se aplican los medios mediante métodos de revestimiento adecuados. Los medios para suprimir la actividad biológica pueden aplicarse alternativamente mediante métodos de revestimiento adecuados a una cara estructurada debido al área de superficie aumentada.

Además, las características y las ventajas importantes de la invención pueden encontrarse en las sub-reivindicaciones , y las figuras y la descripción asociada de las figuras al utilizar las figuras.

Es evidente que . las características que se mencionan anteriormente y aquellas que aún se van explicar a continuación pueden utilizarse no solamente en la combinación específica de cada caso, sino también en otras combinaciones o solas, sin apartarse del alcance de la presente invención.

Las modalidades ilustrativas preferidas de la invención se muestran en las figuras y se explican en más detalle en la siguiente descripción, con los mismos símbolos de referencia que hacen referencia a componentes iguales o similares o funcionalmente idénticos.

En las figuras, la Figura 1 muestra esquemáticamente una sección longitudinal a través de un dispositivo de filtro de conformidad con la invención, la Figura 2 muestra esquemáticamente un detalle de la Figura 1, la Figura 3 muestra esquemáticamente una vista plana de una inserción de módulo, la Figura 4 muestra esquemáticamente una vista lateral con la inserción de módulo recortada, la Figura 5 muestra esquemáticamente una ilustración seccional a lo largo de la línea A-A de la Figura 3 de la inserción de módulo.

La Figura 1 muestra el dispositivo de filtro de conformidad con la invención en una sección longitudinal, cuyo dispositivo en este caso está configurado como un filtro de combustible. Un alojamiento de filtro 2, que se adapta tanto a un elemento de filtro 3 como una inserción de módulo 4, puede cerrarse desde arriba con una tapa 1. Bajo éste hay una cámara de distribución de combustible 51 que se comunica con una entrada 50. También hay un medio de pre-separación para partículas más grandes, que no se muestra aquí.

El elemento de filtro 3 tiene una caja interior cilindrica 34, sobre la cual puede asentarse un papel especial como el filtro 36, y un disco de extremo superior 32 y un disco de extremo inferior 33, una base 35 con costillas exteriores 35a, y una malla 31 con forma de canasta. Cuando se ensambla el filtro de combustible, el elemento de filtro 3 reemplazable se empuja sobre un portador funcional 80, que está fijo en el alojamiento de filtro 2 y conduce los medios de agua y combustible. El elemento de filtro 3 puede contener papel especial de poro fino u otros materiales como el filtro 36, para que incluso aquí el agua presente en el combustible se fusione y pueda separarse. Entonces fluye como pequeñas gotitas con el combustible hacia la malla 31. El combustible pasa a través de esta malla 31 hacia el lado limpio y sale del filtro de combustible a través del portador funcional 80 y las salidas correspondientes (no mostradas) . La malla 31 con forma de canasta está hecha de un material lipofílico de tal forma que las gotitas de agua ya presentes crecen más y entonces se transportan por gravedad hacia abajo hacia una cámara de recolección de agua 43. La materia suspendida contenida en el combustible se filtra mediante el elemento de filtro 3. Ya que casi siempre un combustible pequeño está unido a la materia suspendida que pasa hacia el agua que se va a separar, existe menos materia suspendida en el combustible y de esa forma también menos materia suspendida en el agua separada si se remueve el agua desde el combustible hacia abajo del elemento de filtro 3. Por lo tanto, es ventajoso, con el fin de obtener la mayor cantidad de agua limpia posible, separar el agua en el lado limpio del elemento de filtro 3. La inserción de módulo 4 se inserta desde abajo en el alojamiento de filtro 2 en la cámara de recolección de agua 43 y se sujeta de forma atornillada o de otra forma se fija.

La trayectoria del agua se muestra como una línea punteada 40. La entrada para el combustible se etiqueta con el símbolo de referencia 50; desde aquí el combustible pasa hacia la cámara de distribución de combustible 51 y el combustible se impulsa a través del elemento de filtro 3 mediante la alta presión de aproximadamente 500,000-1,000,000 pascales (5-10 bares) en el sistema de combustible. Estas altas presiones con picos de presión sobre 2,000,000 pascales (20 bares) también están presentes en la cámara de recolección de agua 43. Sin embargo, ya que el interior de la inserción de módulo 4 no tiene presión estable, está protegido mediante un alojamiento 44 de presión estable. Un sensor de nivel de agua 42 en la cámara de recolección de agua 43 asegura que si el agua llega a una altura predefinida, se drena hacia la inserción de módulo 4. La cámara de recolección de agua 43 se coloca en el alojamiento de filtro 2 bajo la línea punteada B. La superficie de una pared interior 23 de la parte 2a del alojamiento de filtro 2 puede revestirse especialmente en el lado orientado hacia la cámara de recolección de agua 43 con el fin de suprimir la actividad biológica de cualquier clase. Alternativamente, la superficie de la pared interior 23 puede contener pequeñas proyecciones/indentaciones/estructuras 92 que se revisten de la misma forma. La forma de las estructuras 92 puede seleccionarse como se desee; puede introducirse durante el procedimiento de producción o también después de eso. Ya que el alojamiento de filtro 2 puede consistir de aluminio o plástico resistente a llamas, el tipo de método de revestimiento depende del tipo de material de alojamiento de filtro. Puede ser una deposición de vapor químico (CVD, por sus siglas en inglés) o revestimiento de plasma o simplemente una pintura. Preferiblemente se selecciona la plata para suprimir la actividad biológica, pero también pueden utilizarse otras sustancias tal como otros metales o monómeros u oligómeros con un grupo de amonio funcional. Estas sustancias no necesariamente tienen que tolerarse por humanos ya que se utilizan en el filtro de combustible y no se han utilizado para agua potable. El cobre debe utilizarse en la región en donde entra en contacto con el mismo combustible, ya que puede descomponer el combustible y entonces interrumpir la operación del motor. También pueden ser seguros otros metales para el combustible utilizado en este aspecto.

Sin embargo, es más simple colocar un material en la cámara de recolección de agua 43 con el fin de suprimir la actividad biológica en el agua recolectada. Esto se muestra en la Figura 1. Una tela no tejida 90 floja que consiste de fibras metálicas o fibras de plástico que por sí misma suprime la actividad biológica o están revestidas con una sustancia que de forma similar suprime la actividad biológica. Las mismas sustancias pueden utilizarse aquí como en el revestimiento de la pared interior 23 de la parte 23a del alojamiento de filtro 2. Alternativamente, se puede utilizar una tela tejida o un tipo de alfombra que consiste de estas fibras que puede suprimir la actividad biológica. Aunque las fibras de plata pura serían óptimas con respecto a la propiedad de suprimir la actividad biológica, también son muy costosas, por lo tanto es más razonable utilizar fibras de plástico revestidas en plata, de combustible estable. La plata únicamente tiene efecto al contacto con el agua, es decir, únicamente cuando se separa una cantidad mínima de agua del combustible. Entonces se producen iones de plata que suprimen la actividad biológica.

Una posibilidad adicional de suprimir la actividad biológica consiste en revestir el alojamiento 44 de presión estable de la inserción de módulo 4 con las sustancias antes mencionadas. El alojamiento 44 de presión estable tiene una cara exterior superior 47 y caras laterales 48; tal sustancia puede aplicarse a estas caras exteriores 47 y 48 directamente para suprimir la actividad biológica. También es posible estructurar estas caras 47 y 48 durante el procedimiento de producción y entonces revestirlas.

El patrón de diamante 91 mostrado en las figuras es únicamente para propósitos de ilustración. La estructuración 91 de las caras 47 y 48 puede seleccionarse libremente y preferiblemente es tridimensional o piramidal.

La estructuración de la pared interior 23 de la parte 2a del alojamiento de filtro 2 y de las caras 47, 48 del alojamiento 44 de presión estable aumenta el área de superficie de la misma que puede utilizarse para suprimir la actividad biológica por medio de un revestimiento adecuado.

Las posibilidades adicionales (no mostradas) de suprimir la actividad biológica unen un mini LED UV en la cámara de recolección de agua 43 junto con una superficie catalíticamente activa que consiste de platino, dióxido de titanio, etc., que puede aplicarse a la pared interior 23 del alojamiento de filtro 2. También puede ser simplemente una placa metálica que se coloca en la cámara de recolección de agua 43, o el alojamiento de filtro 2 por sí mismo, si se produce de metal. El mini LED UV, por ejemplo, puede adaptarse en el sensor de nivel de agua 42. Es suficiente que se encienda el mini LED UV durante el manejo, a medida que se introduce la actividad biológica fresca en la cámara de recolección de agua 43 únicamente después de llenar el tanque de combustible. Un ligero voltaje AC, como se utiliza en la industria del papel, que prevalece en la cámara de recolección de agua 43, de forma similar previene el crecimiento del lodo activado.

Alternativamente, la cápsula de almidón podría estar presente en la cámara de recolección de agua 43, que libera las sustancias biocidas en contacto con el agua y gradualmente se disuelve; ésta tendría que reemplazarse cuando se cambia el filtro, ya que se trae constantemente una nueva actividad biológica al dispositivo de filtro mediante la reintroducción de combustible.

Otras alternativas también son el revestimiento de la pared interior 23 del alojamiento de filtro 2 con revestimientos hidrófobos con un efecto de señal o una pintura desincrustante, que se conocen de la construcción naval .

La Figura 2 muestra una vista de un detalle de la Figura 1, en donde las estructuras 92 presentes en la pared interior 23 se muestran en detalle. La forma exacta puede seleccionarse libremente, pero se prefiere una forma piramidal (no mostrada) .

La Figura 3 muestra una vista plana de la inserción de módulo 4. Con el fin de ser capaz de adaptar al menos un sensor de nivel de agua 42, el alojamiento 44 de presión estable difiere de la forma circular. La inserción de módulo 4 puede fijarse al alojamiento de filtro 2 por medio de aberturas 71 en indentaciones 70, por ejemplo, por medio de sujeciones de tornillo. Existe suficiente espacio en la región alrededor de los sensores de nivel de agua 42 en la cámara de recolección de agua 43 para que se adapte ahí la tela no tejida 90. Como una alternativa a la tela no tejida 90, la estructuración 91, como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2, (no mostrado en la Figura 3) puede proporcionarse en la cara 47 del alojamiento 44 de presión estable.

La Figura 4 muestra una vista exterior de la inserción de módulo 4. Tiene una estructura de partes múltiples, en donde la base 73 se fija al alojamiento 44 de presión estable, por ejemplo, por medio de sujeciones de tornillo 52 o similares. Se utiliza un sello 74 para sellar desde el alojamiento de filtro 2. El agua purificada y ahora limpia se drena en el ambiente a través de una salida 49. La estructuración 91 aplicada a la cara lateral 48 únicamente se dibuja aquí esquemáticamente.

Ningún lodo activado se forma en la cámara de recolección de agua 43 gracias al uso de sustancias que suprimen la actividad biológica. Aunque la cámara de recolección de agua 43 en el filtro de combustible de conformidad con la invención es muy pequeña, el lodo activado podría formarse si el agua permanece en la cámara de recolección de agua 43 por un tiempo relativamente largo. Esto se previene por cantidades pequeñas de sustancias que suprimen la actividad biológica. Esto también previene que pase el agua que ha sido contaminada con microbios 1 biológicamente activos a la inserción de módulo 9, los canales de flujo fino 63, 66, 69 se obstruirán muy rápidamente. Sin embargo, el carbón activo presente en el contenedor 61 promoverá el crecimiento de microbios biológicamente activos, para que sea perceptivo a matarlos de antemano. Una malla 64 comparativamente pequeña retiene estas pequeñas cantidades de materia suspendida biológicamente muerta .

La Figura 5 muestra el interior de la inserción de módulo 4 a lo largo de la sección A-A de la Figura 3. El agua que se separó del combustible y que se recolectó en la cámara de recolección de agua 43 toma la siguiente trayectoria cuando los sensores de nivel de agua 42 abren las válvulas 65a y 65b, por ejemplo las válvulas solenoides . El agua primero fluye a través de la pequeña malla 64 hacia el canal de flujo 63, en donde están colocados los sensores adicionales 68. Las dos válvulas 65a y 65b están unidas al canal de flujo 63. El elemento de desplazamiento 67 yace en el canal de flujo 66 entre las válvulas 65a y 65b, cuyo elemento de desplazamiento pretende prevenir que el agua se congele en este punto; ver en este aspecto DE 10 2007 054 770, que se incorpora aquí por referencia. El agua entonces pasa a través de un canal de flujo 69 hacia un contenedor 61 que está configurado con un cartucho de limpieza y por lo tanto puede reemplazarse. Pueden existir diferentes materiales en el contenedor 61, que absorben los remanentes de combustible que aún están contenidos en el agua drenada. El carbón activo o una tela tejida que absorbe combustible, una tela no tejida, un textil, una alfombra o similar puede ser el material absorbente en el contenedor 61. Incluso el material del contenedor 61 por sí mismo puede configurarse para que se hinche debido a la absorción de combustible y de esa forma remueve el combustible restante del agua separada. El propósito es que el agua separada contenga únicamente aproximadamente 2 ppm del residuo de combustible; esta proporción se considera segura para el ambiente.

La inserción de módulo 4 se compone del alojamiento 44 de presión estable y una parte interior 45 en donde se disponen los canales 63, 66 y 69. La inserción de módulo 4 se cierra desde abajo con una base 76 que está conectada fijamente a la parte interior 45 y una tapa inferior 77 y hace posible cambiar el contenedor/cartucho de limpieza 61. Alternativamente, la tapa inferior 77 también puede conectarse fijamente, por ejemplo mediante soldadura, a la parte interior 45 y al alojamiento 44 de presión estable.

El canal de flujo 69 que conduce agua y el contenedor 61 en la inserción de módulo 4 que se colocan hacia abajo de las válvulas solenoides 65a y 65b deben desplazarse tan lento como sea posible con el fin de mejorar las condiciones de absorción en el contenedor 61. Las condiciones de absorción óptimas prevalecen en cierto flujo del agua separada a través del contenedor 61; preferiblemente fluye desde abajo hacia arriba, alternativamente puede fluir desde arriba hacia abajo, como se muestra aquí. Los canales de flujo 63, 66, 69 necesarios para esto, se proporcionan como se requiera en la parte interior 45. El canal de flujo 69 hacia abajo de las válvulas solenoides 65a/65b sin presión con cojines de aire, esta reserva de volumen se utiliza para absorber los cambios en el volumen, por ejemplo durante la congelación. El alojamiento 44 de presión estable por lo tanto también es necesario para proteger esta región de la presión en el combustible.

La ventilación libre de la salida 49 hacia abajo del contenedor 61 con el filtro de carbón activo significa que el agua puede drenarse de esta región y cualquiera de las líneas conectadas (no mostradas) . Una válvula de ventilación también puede estar presente en el canal de flujo 69 hacia arriba del contenedor 61 para que el aire pueda ingresar y el agua se drene desde el contenedor 61 hacia abajo y las líneas. Esta válvula de ventilación se abre sin presión o cuando existe un vacío y se cierra con presión (no mostrado) .

Los sensores 68 adicionales puede ser un sensor de temperatura y un sistema de calentamiento para descongelamiento o la operación a temperaturas bajo cero; el uso del sensor de temperatura 68 y el procesamiento de señal asociado deben asegurar que las válvulas solenoides 65 no operan a temperaturas bajo cero.

La inserción de módulo 4 tiene una estructura integrada, es decir, contiene todas las líneas para el agua separada del combustible a través de los canales de flujo 63, 66 y 69 integrados en la parte interior 45. La inserción de módulo 4 tiene la geometría adecuada para las válvulas solenoides 65, integra el contenedor 61 con el absorbente fija o reemplazablemente, tiene una conexión a la fuente de energía, conduce las corrientes y las señales o tiene un espacio de instalación para los componentes de procesamiento de señal. Además, adapta los sensores de nivel de agua 42 para la detección de agua, que se proyectan hacia la cámara de recolección de agua 43 del alojamiento de filtro 2. Las válvulas solenoides 65 se configuran de tal forma que se cierran sin corriente. La disposición de las válvulas solenoides 65 es tal que, al menos en una válvula solenoide, la presión de combustible impulsa la válvula cerrada, y la válvula debe abrirse contra la presión de combustible.

La inserción de módulo 4 tiene una estructura de tres partes con el fin de facilitar su instalación en el alojamiento de filtro 2 de . combustible. La cámara de recolección de agua 43 se forma mediante los espacios libres entre la inserción de módulo 4 y el alojamiento de filtro 2. Él alojamiento 44 de presión estable absorbe las fuerzas debido a la presión de combustible. El alojamiento 44 puede consistir de aluminio y plásticos resistentes a llamas y con ello asegura el hermetismo del sistema de combustible por un tiempo suficientemente largo, incluso en el caso de un incendio de vehículo.

También en la inserción de módulo 4, las superficies de la parte interior 45, por ejemplo los canales de flujo 63, 66, 69 que entran en contacto con el agua separada pueden estar provistos con revestimientos correspondientes. En particular, el carbón activo en el contenedor 61 debe recubrirse ventajosamente con cobre o plata u otras sustancias biocidas deben utilizarse en el contenedor 61. Esto previene la contaminación externa del dispositivo de filtro 1 a través de la salida 49. Ya que la salida drena el agua directamente en el ambiente como se requiere, la contaminación del dispositivo de filtro puede ocurrir a través de la salida. La malla 64, que se instaló en la inserción de módulo 4 bajo el sensor de nivel de agua 42, se utiliza para filtrar materia suspendida fuera del agua separada. La malla por sí misma también puede proporcionar un revestimiento biocida o consistir de cobre o plata.

La irradiación de al menos algunas partes del dispositivo de filtro con radiación gamma o beta antes de empaquetarlas para que estén listas para distribución, también es concebible, como un resultado de lo cual puede evitarse la contaminación previa con material biológicamente activo u organismos .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. - El dispositivo de filtro, en particular un filtro de combustible/lubricante, con una entrada de líquido y una salida de líquido, un alojamiento de filtro, al menos un elemento de filtro y al menos una cámara de recolección de agua para recolectar agua separada del combustible/lubricante, caracterizado porque los medios para suprimir la actividad biológica están presentes al menos en la cámara de recolección de agua.

2. - El dispositivo de filtro de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios están configurados de tal forma que tienen un efecto antibacteriano, fungicida y/o antibiótico.

3. - El dispositivo de filtro de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los medios contienen metales, en particular plata y/o monómeros u oligómeros con un grupo amino funcional.

4. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se proporciona un material portador a base de fibra, que se forma, por ejemplo, como una tela no tejida o tejida o como una alfombra, y al cual se aplican los medios por los métodos de revestimiento adecuados.

5. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material de filtro de conformidad con la reivindicación 4 o una alternativa, el material portador plano con un antibiótico, en particular un revestimiento antibacteriano tiene una superficie estructurada.

6. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el filtro de carbón activo se dispone hacia abajo de la cámara de recolección de agua, en donde el carbón activo se recubre con iones de cobre o de plata.

7. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se proporciona un absorbente, en cuya entrada se dispone una malla de cobre.

8. - El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los medios están configurados como una fuente de corriente, en particular como una fuente de corriente alterna, o como una fuente de luz, en particular como una fuente de luz UV.

9. - El motor de combustión interna, caracterizado porque comprende un dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. - El vehículo motorizado caracterizado porque comprende un motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 9.