MX2014005208A - Dispositivo de filtro y arreglo para ventilar un tanque que comprende un dispositivo de filtro. - Google Patents

Dispositivo de filtro y arreglo para ventilar un tanque que comprende un dispositivo de filtro.

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MX2014005208A
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Volvo Lastvagnar Ab
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Abstract

La invención, se refiere a un dispositivo de filtro (10), particularmente un dispositivo de filtro de escape de aire para ventilar un tanque de combustible, comprende un alojamiento (20) con un primer puerto (12) siendo provisto como una entrada durante la operación normal del dispositivo de filtro (10) y un segundo puerto (14) siendo provisto como una salida bajo la operación normal del dispositivo de filtro (10), el alojamiento (20) cubre por lo menos un filtro (50) y un pasaje de aire (40) que se extiende desde el primer puerto (12) al segundo puerto (14) pasando a través del filtro (50); dentro del alojamiento (20), una unidad de deflector (70) está dispuesta en el alojamiento (20) para cubrir el por lo menos un filtro (50) en relación con el segundo puerto (14), en donde la unidad de deflector (70) está dispuesta para desviar un flujo de fluido que ingresa al dispositivo de filtro (10) a través del segundo puerto (14).

Description

DISPOSITIVO DE FILTRO Y ARREGLO PARA VENTILAR UN TANQUE QUE COMPRENDE UN DISPOSITIVO DE FILTRO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un dispositivo de filtro, particularmente un dispositivo de filtro de escape de aire para un tanque, y un arreglo para ventilar un tanque que comprende un dispositivo de filtro.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los filtros de escape de aire comúnmente son utilizados en vehículos, particularmente vehículos comerciales tales como camiones y autobuses. Estos consisten en papel de filtro con la capacidad de atrapar partículas especialmente pequeñas de menos de 4 pm y menores. Estas partículas pequeñas son difíciles de filtrar en filtros de combustible. Atrapar estas partículas pequeñas incrementa fuertemente la vida útil de los componentes del motor, tales como una bomba de combustible e inyectores. Cuando el papel de filtro se moja, la caída de presión a través del papel de filtro se incrementa en forma dramática. Una cantidad de únicamente 5 g de diesel es suficiente para empapar por completo los papeles de filtro y cambia la caída de presión del filtro de 0 mbar hasta aproximadamente 20 a 30 mbar. Esta caída de presión tiene un impacto negativo en la capacidad de arranque del motor, disminuye el torque máximo e incrementa el consumo de combustible en todos los camiones de alguna manera.
La fuga de combustible del interior del tanque a través del distribuidor de combustible puede ocurrir en diversas situaciones, tales como conducir por colinas, derrames debido al frenado, curvas, aceleraciones y estacionamiento en pendientes, etc. Esta fuga provoca que los papeles de filtro de los filtros de aire conectados al tanque de combustible se empapen con combustible, lo que conduce a una caída de presión incrementada. Esta caída de presión provoca un desbalance de los niveles de combustible en los tanques duales, los cuales son utilizados comúnmente en vehículos comerciales, ya que cada tanque tiene su propio filtro de aire, y la obstrucción ocurre principalmente en el lado maestro. Por ejemplo, una caída de presión de aproximadamente 20 a 30 mbar en el filtro de tanque maestro y de 1 mbar en el filtro de tanque esclavo corresponde a 240 a 360 mm de la diferencia de nivel, la cual puede corresponder a una porción significativa de la altura del tanque de combustible. El resultado es que una cantidad significativa de combustible no puede ser consumida, también el combustible es portado en el tanque.
El documento US 2006/0157117 A1 describe un dispositivo de filtro en un sistema de ventilación de tanque de combustible, el cual incluye una tapa de combustible, un diafragma de ventilación y un disco de ventilación. Una cavidad de válvula con un fondo substancialmente cóncavo se forma en un fondo de la tapa de combustible. Se forma un pasaje de aire a través del disco de ventilación. Una superficie convexa se forma sobre una parte superior de la proyección de diafragma. El diafragma de ventilación es retenido entre el fondo cóncavo y la superficie convexa. Cuando es necesario el aire para el flujo de combustible, un vacío dentro del tanque de combustible jala el perímetro del diafragma hacia abajo, lo cual rompe un sello con el fondo cóncavo para permitir que el aire fluya, el cual ingresa al sistema a través del filtro de aire dispuesto sobre el diafragma.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de filtro, el cual puede evitar que se empape el papel de filtro debido al fluido que ingresa en el dispositivo de filtro a través de la salida del dispositivo de filtro.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un arreglo para ventilar un tanque que comprende por lo menos un dispositivo de filtro.
Los objetos se logran mediante las características de las reivindicaciones independientes. Las otras reivindicaciones, el dibujo y la descripción, describen las modalidades ventajosas de la presente invención.
Un dispositivo de filtro, particularmente un dispositivo de filtro de escape de aire para ventilar un tanque, comprende un alojamiento con un primer puerto siendo provisto como una entrada durante la operación normal del dispositivo de filtro y un segundo puerto siendo provisto como una salida bajo la operación normal del dispositivo de filtro, el alojamiento cubre por lo menos un filtro y un pasaje de aire que se extiende desde el primer puerto al segundo puerto pasando a través del filtro. Dentro del alojamiento, una unidad de deflector está dispuesta en el alojamiento para cubrir el por lo menos un filtro en relación con el segundo puerto, en donde la unidad de deflector está dispuesta para desviar un flujo de fluido que ingresa al dispositivo de filtro a través del segundo puerto.
De manera favorable, la operación normal del filtro de aire no es perturbada en el caso de que ocurra una fuga de combustible desde el interior del tanque. La fuga de combustible en el dispositivo de filtro puede evacuarse del dispositivo de filtro sin contaminar el filtro. La unidad de deflector está dispuesta ventajosamente para desviar un flujo de fluido que proviene del segundo puerto, de manera que evita que el fluido fluya golpeando directamente el filtro. El deflector puede separar el flujo de fluido que se fuga dentro del dispositivo de filtro predominantemente en un flujo de fluido líquido y un flujo de fluido gaseoso, en donde el flujo gaseoso puede ingresar al filtro. De manera conveniente, la unidad de deflector puede ser dispuesta para estimular el goteo de un líquido de la unidad de deflector. Por lo tanto, en el caso del diesel como fluido líquido, se puede evitar el avance del diesel dentro del filtro. El fluido líquido es guiado para esquivar de manera confiable el filtro.
De manera conveniente, el tanque puede ser un tanque de combustible, particularmente un tanque de combustible dual en donde un tanque maestro y un tanque esclavo están acoplados. El tanque también puede ser un tanque de urea, particularmente adecuado en los casos en donde el dispositivo de filtro tiene que ser instalado por debajo del nivel máximo de líquido.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, la unidad de deflector puede separar un flujo de fluido que ingresa al dispositivo de filtro a través del segundo puerto dentro de un primer flujo de fluido gaseoso que pasa el filtro hacia el primer puerto y un segundo flujo de un fluido líquido que fluye a lo largo del exterior de la cubierta exterior hasta una porción inferior del alojamiento. Se puede evitar de manera confiable que el flujo líquido ingrese al filtro.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, la unidad de deflector puede comprender una placa de deflector que se orienta hacia el segundo puerto y traslapa un orificio del segundo puerto. Una desviación del flujo de la fuga de fluido es impuesta por la placa del deflector. Particularmente, la placa del deflector puede tener un perfil convexo hacia el segundo puerto. La forma de la placa de deflector puede utilizarse para mejorar la posibilidad de drenar el líquido de la placa de deflector en un área lejos del filtro, por ejemplo, proporcionando un perfil similar a la sombrilla.
Particularmente, se puede proporcionar un pasaje desde la placa del deflector al exterior de la unidad de deflector, la cual guía un fluido líquido desde la placa del deflector al exterior de la unidad de deflector hacia la parte inferior. De manera ventajosa, el pasaje impone una trayectoria de flujo para el fluido líquido bloqueando de esta manera el fluido para que no ingrese al primer filtro.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, la unidad de deflector puede tener una cubierta que se extiende entre el primer y el segundo puerto, la cubierta estando terminada en su lado pretendido para ser dispuesto próximo al segundo puerto por una cubierta dispuesta a una distancia desde la placa de deflector. De manera ventajosa, la cubierta puede tener una altura máxima a la mitad. Se evita que el líquido gotee dentro del filtro cubierto por la cubierta. En caso de que el líquido golpease la cubierta, la curvatura de la cubierta guía el liquido lejos del centro de la cubierta. De manera conveniente, se proporciona un orificio en el centro de la cubierta, proporcionando una salida para el paso del fluido al filtro dentro de la unidad de deflector durante la operación normal. De manera ventajosa, la cubierta puede incluir un orificio para que pase un fluido. Por ejemplo, el orificio puede ser un tubo con aberturas para el fluido, en el cual el tubo se extiende desde la cubierta hacia el segundo puerto. El tubo puede soportar la placa de deflector, incrementando de esta manera la estabilidad de la unidad de deflector.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, la cubierta y la placa del deflector pueden cubrir una porción del pasaje de aire entre el primer puerto y el segundo puerto. Un flujo de fluido que se fuga a través del segundo puerto tiene que realizar dos desviaciones de aproximadamente 180° cada una, con el objeto de ingresar al orificio en la cubierta.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, la unidad de deflector puede tener un collarín que señala hacia afuera. Particularmente, el collarín puede ser dispuesto en el fondo de la unidad de deflector opuesta a la cubierta. Particularmente, el collarín puede comprender una o más aberturas. El flujo de fluido puede pasar a través del collarín.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, un segundo filtro puede ser dispuesto en un pasaje de fluido entre la unidad de deflector y el primer puerto, el pasaje de fluido siendo dispuesto fuera del primer filtro. El pasaje de fluido puede ser provisto para el combustible líquido que viene desde el segundo puerto. De manera conveniente, el segundo filtro puede ser dispuesto concéntrico con por lo menos un filtro en la unidad de deflector. De manera alternativa, el segundo filtro puede ser un elemento de filtro adicional dispuesto en forma excéntrica a por lo menos un primer filtro.
El segundo filtro puede utilizarse como un filtro de combustible. El segundo filtro puede ser elaborado con el mismo material que el por lo menos un filtro encerrado en la unidad de deflector. El segundo filtro puede ser elaborado de papel o de fibras, particularmente de fibras de plástico. De manera favorable, el segundo filtro tiene características de filtro iguales o por lo menos similares al primer filtro. Utilizar fibras de plástico, por ejemplo, poliéster, facilita el asegurar un sello entre el material del segundo filtro y el material del alojamiento, por ejemplo, por medio de un proceso de soldadura, en comparación con el papel como material de filtro.
El segundo filtro pude tener forma de anillo o forma de roldana. El segundo filtro asegura la filtración del fluido gaseoso, por ejemplo, aire, en caso de que el combustible liquido, por ejemplo, diesel o urea o similares, no lo moje, y garantiza una liberación de líquido sin empapar el por lo menos un filtro en sí mismo.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, el collarín puede cooperar con, particularmente traslapar, el segundo filtro. De manera conveniente, el collarín puede ser utilizado para estabilizar el segundo filtro.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, la unidad de deflector puede comprender medios para bloquear una película de líquido en la unidad de deflector para avanzar dentro de por lo menos un filtro. Dichos medios pueden ser uno o más de un corte de muesca guía en un lado inferior de la placa de deflector, una ranura en el lado inferior, una geometría de laberinto, por ejemplo, una estructura de borde adecuada en un pasaje de flujo del fluido líquido, o cualquier combinación de los mismos. Particularmente, el dispositivo de filtro puede ser provisto con una geometría de laberinto para el sellado entre las partes en el dispositivo de filtro. Por ejemplo, la geometría de laberinto puede ser dispuesta entre el primer puerto y el segundo filtro, protegiendo de esta manera el segundo filtro y el primer filtro del agua que ingresa a través del primer puerto. Dicha situación puede ocurrir cuando el dispositivo de filtro es montado en un vehículo en donde el dispositivo de filtro experimenta condiciones severas durante el uso del vehículo. Por ejemplo, el agua de lluvia puede ingresar al dispositivo de filtro bajo condiciones desfavorables.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, el alojamiento puede comprender una porción inferior cónica. De manera ventajosa, el fondo cónico reduce la velocidad del fluido gaseoso en el dispositivo de filtro siendo de esta manera favorable para la caída de presión en el filtro.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un arreglo para ventilar un tanque, en donde se proporciona un dispositivo de filtro, que comprende un alojamiento con un primer puerto siendo provisto como una entrada durante la operación normal del dispositivo de filtro y un segundo puerto siendo provisto como una salida bajo la operación normal del dispositivo de filtro, el alojamiento encerrando por lo menos un filtro y un pasaje de aire que se extiende desde el primer puerto al segundo puerto pasando a través del filtro, y en donde dentro del alojamiento se proporciona una unidad de deflector que cubre el por lo menos un primer filtro en relación con el segundo puerto, en donde la unidad de deflector está dispuesta para desviar un flujo de fluido que entre al dispositivo de filtro a través del segundo puerto.
De manera ventajosa, la presente invención puede utilizarse para ventilar tanques, los cuales requieren filtros de gas, particularmente filtros de aire, en donde existe el riesgo de que el fluido líquido pueda ingresar al dispositivo de filtro a través de la salida del dispositivo de filtro. Se realiza un uso favorable en los arreglos del tanque de combustible, tales como los tanques duales, en donde el combustible es transferido de un tanque esclavo a un tanque maestro, o los tanques de urea en donde el filtro de aire tiene que instalarse debajo del nivel de urea máximo en el tanque de urea.
Particularmente, la unidad de deflector puede proteger el por lo menos un filtro contra el segundo puerto De manera conveniente, el filtro está protegido contra los fluidos líquidos que entran al dispositivo de filtro a través del puerto de salida.
De acuerdo con una modalidad ventajosa, el por lo menos un dispositivo de filtro está dispuesto en un tanque maestro de un sistema de tanques dual al cual es suministrado el combustible desde un segundo tanque del sistema de tanques dual. De manera ventajosa, puede evitarse el riesgo de una caída de presión no deseada en el filtro de tanque maestro, la cual puede corresponder a una porción significativa de la altura del tanque de combustible. Como resultado, la cantidad de combustible disponible en el tanque esclavo puede ser consumida en el tanque maestro.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención, junto con los objetos y ventajas mencionados anteriormente y otros objetos y ventajas puede comprenderse mejor a partir de la siguiente descripción detallada de la(s) modalidad(es), pero sin estar restringida a las modalidades, en donde se muestra en forma esquemática: Las figuras 1A y 1 B, son una vista en perspectiva de una primera modalidad de ejemplo de un dispositivo de filtro de acuerdo con la presente invención (Figura 1A), y en una vista explotada de la modalidad de ejemplo del dispositivo de filtro (figura 1 B); Las figuras 2A a 2D, son una vista en perspectiva de una primera modalidad de ejemplo de un dispositivo de filtro de acuerdo con la invención (figura 2A), y una vista explotada de la modalidad de ejemplo del dispositivo de filtro (figura 2B), una vista en corte longitudinal (figura 2C) y el corte longitudinal con algunos elementos removidos (figura 2D); Las figuras 3A y 3B, son una unidad de deflector mostrada en las figuras 2B a 2D, de acuerdo con la segunda modalidad de acuerdo con la invención en una vista lateral (figura 3A) y una vista en corte longitudinal (figura 3B); La figura 4, es una vista en corte longitudinal de una modalidad de ejemplo de un dispositivo de filtro durante la operación normal con condiciones de flujo normales; Las figuras 5A y 5B, son una vista de corte longitudinal de una modalidad de ejemplo del dispositivo de filtro de la figura 4 con un fluido que ingresa al dispositivo de filtro a través de un segundo puerto que indica el pasaje de un fluido gaseoso (figura 5A) y el pasaje de un fluido líquido (figura 5B) a través del dispositivo de filtro; y La figura 6, es una modalidad de ejemplo de un arreglo de tanque dual que incluye un dispositivo de filtro de acuerdo con la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCION En los dibujos, los elementos iguales o similares son referidos mediante números de referencia iguales. Los dibujos son únicamente representaciones esquemáticas, que no pretenden representar parámetros específicos de la invención. Además, los dibujos pretenden representar únicamente las modalidades típicas de la invención y por lo tanto no deben considerarse como limitantes del alcance de la invención.
Las figuras 1A y 1 B, representan una vista en perspectiva (figura 1A) y una vista explotada (figura 1B) de una primera modalidad de ejemplo de un dispositivo de filtro 10 de acuerdo con la invención.
El dispositivo de filtro 10 comprende un alojamiento 20 con un primer puerto 12 siendo provisto como una entrada (por ejemplo, una entrada de aire) durante la operación normal del dispositivo de filtro 10 y un segundo puerto 14 siendo provistos como una salida (por ejemplo, una salida de aire) bajo la operación normal del dispositivo de filtro 10. Los tubos o mangueras pueden unirse a los puertos 12, 14 (no mostrados). El segundo puerto 14 está unido a un tanque, por ejemplo, un tanque de combustible (no mostrado) el cual será ventilado a través del dispositivo de filtro 10.
El alojamiento 20 puede tener una forma generalmente cilindrica o ligeramente cónica con una cubierta cilindrica 30 dispuesta alrededor de la extensión longitudinal del dispositivo de filtro 10, y una parte inferior 22 y una parte superior 32. De manera conveniente, la parte inferior 22 tiene forma de copa con una porción de pared baja en dirección longitudinal. El primer puerto 12 está dispuesto en el centro de la parte inferior 22, y el segundo puerto 14 está dispuesto en el centro de la parte superior 32. La cubierta 30 está conectada a la parte del fondo 22 por medio de una conexión mostrada como una protuberancia 28, la cual puede ser una conexión de ajuste a presión, un acoplamiento adherido o soldado o similares. Por ejemplo, la cubierta 30, así como también la parte inferior 22 pueden proporcionarse con un collarín correspondiente 28A, 28B que forman la protuberancia 28.
La parte inferior 22 comprende una ranura 24, la cual está dispuesta entre el collarín 28b y un receptáculo anular 26 dentro del alojamiento 20. El receptáculo anular 26 está dispuesto para recibir un filtro 50 en su área interior de manera que el filtro 50 está fijo de manera segura en el receptáculo anular 26. El filtro 50 tiene un fondo cerrado, por ejemplo, un fondo metálico, y una salida en su parte superior para que el fluido pase a través de ésta. De manera conveniente, el receptáculo anular 26 se proporciona con una o más aberturas para dejar que el fluido pase desde el primer puerto 12 al perímetro exterior 52 del filtro 50.
De manera ventajosa, la parte inferior 22 y/o un tubo anexo al primer puerto 2 pueden tener una forma cónica, de manera que el radio de la parte inferior 22 y/o los tubos se encogen con distancia creciente desde el segundo puerto 14, reduciendo de esta manera de manera ventajosa la velocidad del fluido gaseoso en el dispositivo de filtro 10, el cual tiene un efecto favorable para una caída de presión en el dispositivo de filtro 10.
El alojamiento 20 puede ser elaborado de plásticos o cualquier otro material conveniente. Dentro del alojamiento 20 del dispositivo de filtro 10, se proporciona un pasaje de aire que se extiende desde el primer puerto 12 hasta el segundo puerto 14 pasando a través del filtro 50 en las condiciones de operación normales del dispositivo de filtro 10. El filtro 50 está encerrado por una unidad de deflector 70, en donde la unidad de deflector 70 está dispuesta para desviar un flujo de fluido que proviene del segundo puerto 14.
El filtro 50 puede ser un cuerpo anular cilindrico elaborado de papel de filtro o similares. Un fluido gaseoso que proviene del primer puerto 12 puede ingresar al filtro 50 a través de su superficie exterior (perímetro exterior 52) y dejar el filtro 50 en su superficie interior (perímetro interior 54) y ser descargado desde el dispositivo de filtro 10 a través del segundo puerto 14.
La unidad de deflector 70 puede, de manera conveniente, como el filtro 50, exhibir una forma cilindrica con una pared de cubierta 82, la cual está abierta en el extremo inferior cerca del primer puerto 12 y teniendo una cubierta 80 en su parte superior cerca del segundo puerto 14 (en esta posición del ensamble de filtro). En el centro de la cubierta 80, un orificio está dispuesto para dejar pasar el fluido, por ejemplo, que viene del filtro 50.
La unidad de deflector 70 comprende una placa de deflector 72 conectada a la cubierta 82 por sujetadores 94, la placa de deflector 72 orientándose hacia el segundo puerto 14 cuando está dispuesta en el dispositivo de filtro 10. Los sujetadores 94 pueden ser perforados para dejar que un fluido, por ejemplo, combustible, pase a través de ellos. La placa de deflector 72 tiene una forma convexa de manera que su borde está más lejos del segundo puerto 14 que su centro. La placa de deflector 72, está orientada básicamente paralelamente a la cubierta 80 y cubre el orificio. En su lado inferior, un rebajo puede ser dispuesto, el cual evitará el goteo de un fluido dentro del orificio 76. El orificio 76 puede ser provisto mediante un tubo con una o más aberturas en su pared lateral.
La cubierta 80 y la placa de deflector 72 encierran un pasaje, el cual es parte del pasaje de fluido gaseoso, por ejemplo, pasaje de aire, entre el primer puerto 12 y el segundo puerto 14.
En su extremo inferior, la unidad de deflector 70 comprende un collarín 90 que señala hacia afuera. El collarín 90 comprende una o más aberturas 92 para dejar que el fluido pase a través de ellas. Como puede observarse en la figura 1 B, el collarín 90 corresponde a la posición de la ranura 24 de la parte inferior 22 del alojamiento 20.
Además, el dispositivo de filtro 10 comprende un segundo filtro 60, el cual puede ser una roldana plana, y el cual está dispuesto cerca del primer puerto 12 en la ranura 24 de la parte inferior 20. El collarín 90 de la unidad de deflector 70 coincide con el segundo filtro 60, de manera que un primer fluido que fluye dentro de la unidad de deflector 70 pasa a través del primer filtro 50 y un segundo fluido, particularmente un fluido líquido, que fluye fuera de la unidad de deflector 70 puede fluir a través del segundo filtro 60 antes de ser descargado a través del primero puerto 12. El receptáculo 26 separa el primer filtro 50 y el segundo filtro 60 en el lado del primer puerto 12. Un fluido, por ejemplo, aire, que ingresa a la parte inferior 22 a través del primer puerto 12, únicamente puede entrar al primer filtro 50, particularmente a través de su perímetro exterior 52. El fluido que ingresa a través del primer puerto es bloqueado por el receptáculo 26 y la cubierta 82 de la unidad de deflector 60 para no ingresar al segundo filtro 60.
Las figuras 2A a 2D, representan una segunda modalidad de un dispositivo de filtro 10 de acuerdo con la invención. Una vista en perspectiva del dispositivo de filtro 10 se muestra en la figura 2A, y en una vista explotada en la figura 2B. Las figuras 2C y 2D, muestran vistas en corte longitudinal con algunos elementos removidos para claridad en la figura 2D.
Se debe mencionar que, aunque el dispositivo de filtro 10 se muestra en todas las modalidades con un filtro 50 teniendo un eje vertical, el dispositivo de filtro 10 también puede ser un arreglo horizontal inclinando el dispositivo de filtro 10 90° de manera que el eje de filtro esté dispuesto en forma horizontal. Sin embargo, es conveniente dejar el primer puerto 12 en la posición más baja del dispositivo de filtro 10.
Como en la primera modalidad, el dispositivo de filtro 10 comprende un alojamiento 20 con un primer puerto 12 siendo provisto como una entrada (por ejemplo, una entrada de aire) durante la operación normal del dispositivo de filtro 10 y un segundo puerto 14 siendo provistos como una salida (por ejemplo, una salida de aire) bajo la operación normal del dispositivo de filtro 10. Los tubos o mangueras pueden unirse a los puertos 12, 14 (no mostrados). El segundo puerto 14 está unido a un tanque, por ejemplo, un tanque de combustible (no mostrado) el cual será ventilado a través del dispositivo de filtro 10.
El alojamiento 20 puede tener una forma generalmente cilindrica o ligeramente cónica con una cubierta cilindrica 30 dispuesta alrededor de la extensión longitudinal del dispositivo de filtro 10, y una parte inferior 22 y una parte superior 32. Como puede observarse, el primer puerto 12 es provisto con una transición cónica desde un tubo cilindrico a la parte inferior 22. De manera conveniente, la parte inferior 22 tiene forma de copa con una porción de pared baja en dirección longitudinal.
El primer puerto 12 está dispuesto en el centro de la parte inferior 22, y el segundo puerto 14 está dispuesto en el centro de la parte superior 32. La cubierta 30 está conectada a la parte inferior 22 por medio de una conexión de enchufe, en donde un extremo inferior de la cubierta 30 está enchufado a una ranura 24a de la parte inferior. La ranura 24a, rodea una ranura 24 dispuesta en la parte inferior 22. Se proporciona una protuberancia 28 en la superficie exterior de la cubierta 30, cuya protuberancia 28 está a ras con el perímetro exterior de la parte inferior 22. El lado de la protuberancia 28 orientado hacia la parte inferior 22 se puede utilizar para sellar el alojamiento 20. La cubierta 30 se desliza con el reborde inferior 84 dentro de la ranura 24a estableciendo una conexión estable y hermética con la parte inferior 22.
La ranura 24 está dispuesta entre el perímetro exterior de la parte inferior 22 y un receptáculo generalmente anular 26 dentro del alojamiento 20. El receptáculo anular 26 está dispuesto para recibir un filtro 50 en su área interior de manera que el filtro 50 está fijo de manera segura en el receptáculo 26. El filtro 50 puede ser un cuerpo anular cilindrico elaborado de papel de filtro o similares. Un fluido gaseoso que viene del primer puerto 12 puede ingresar al filtro 50 a través de su superficie exterior (perímetro exterior 52) y dejar el filtro 50 en su superficie interior (perímetro interior 54) y ser descargado desde el dispositivo de filtro 10 a través del segundo puerto 14.
El receptáculo 26 puede ser provisto particularmente con una geometría de laberinto para reducir al mínimo el riesgo de que el fluido líquido, por ejemplo, agua, ingrese a través del primer puerto 12 alcanzando el filtro 50 y un segundo filtro 60. En caso de que ingrese una cantidad grande de fluido líquido, ambos filtros 50, 60 pueden ser alcanzados. Sin embargo, el fluido líquido es dirigido hacía la placa inferior del primer filtro 50 y no puede salpicar directamente sobre el primer filtro 50 o el segundo filtro 60.
La geometría de laberinto se sella de manera ventajosa entre las partes en la región inferior del dispositivo de filtro 10.
Como puede observarse en las figuras 2C y 2D, la parte inferior 22 tiene una forma más cónica en comparación con la primera modalidad, la cual además de la transición cónica del primer puerto 12 reduce adicionalmente la pérdida de presión sobre el primer dispositivo de filtro 10.
El segundo filtro 60 es provisto como un anillo, el cual puede tener las mismas características de filtro que el primer filtro 50 y es elaborado de manera conveniente de, por ejemplo, fibras de poliéster. Esto facilita el asegurar el sellado entre el material de filtro de poliéster del segundo filtro 60 y el material de alojamiento del alojamiento 20 durante el proceso de soldadura en comparación con el papel como material de filtro. El segundo filtro 60 reposa sobre la pared interior de la ranura 24a en la ranura 24 de la parte inferior 22.
El filtro 50 tiene una forma anular con un fondo cerrado 56, por ejemplo, cubierto con un fondo metálico, y una salida en su parte superior 58 para que el fluido pase a través de ésta. El filtro 50 reposa sobre el receptáculo 26 y en forma cercana sobre un receptáculo 16 similar a un tubo, el cual se extiende desde el primer puerto 12 hasta una posición cerca al fondo del filtro 56. El fluido, por ejemplo, el aire, puede pasar a través del espacio vacío entre la salida del receptáculo 16 y el fondo de filtro 56 al perímetro exterior del filtro 50 para ingresar al filtro 50.
De manera conveniente, el receptáculo anular 26 se proporciona con una o más hendiduras dispuestas en la dirección longitudinal del ensamble de dispositivo de filtro (figura 2B) para dejar que el fluido pase del primer puerto 12 al perímetro exterior 52 del filtro 50.
El filtro 50 está posicionado dentro de una unidad de deflector 70, la cual está abierta hacia la parte inferior 22 y casi cerrada por completo hacia la parte superior 32 del alojamiento 20. La unidad de deflector 70, puede de manera conveniente, como el filtro 50, exhibir una forma cilindrica o cónica con una pared de cubierta 82, la cual está abierta en el extremo inferior cerca del primer puerto 12 y teniendo una cubierta 80 en su parte superior cerca del segundo puerto 14 (en esta posición del ensamble de filtro). En el centro de la cubierta 80, un orificio 76 está dispuesto para dejar pasar un fluido, por ejemplo, que proviene del filtro 50. El orificio 76 es provisto con un tubo 78 que se extiende dentro del anillo central del primer filtro 50, de manera que el filtro 50 está asegurado dentro de la unidad de deflector 70.
La unidad de deflector 70 comprende una placa de deflector 72 conectada a la cubierta 82 por sujetadores 94, la placa de deflector 72 orientada hacia el segundo puerto 14 cuando está dispuesta en el dispositivo de filtro 10. La placa de deflector 72, está orientada básicamente paralelamente a la cubierta 80 y cubre el orificio 76. La cubierta 80 y la placa de deflector 72 encierran un pasaje, el cual es parte del pasaje de fluido gaseoso 40, por ejemplo, pasaje de aire, entre el primer puerto 12 y el segundo puerto 14.
La unidad de deflector 70 es asegurada dentro del alojamiento 20 mediante una conexión de enchufe en su parte superior. La placa de deflector 72 es provista con un canal anular 72a como una geometría de laberinto de sellado, la cual coopera con un canal anular en el lado interior de la parte superior 32 del alojamiento 20 para formar una conexión interdigital (figura 2C).
En su extremo inferior, la unidad de deflector 70 es provista con un collarín 90, el cual está dispuesto por encima de la posición del segundo filtro 60. El collarín 90 es perforado con una o más aberturas 92, para dejar que un fluido pase a través de las aberturas 92, así como también a través del segundo filtro 60.
Las figuras 3A y 3B, muestran la unidad de deflector 70 de las figuras 2B a 2D, con mayor detalle en una vista lateral (figura 3A) y una vista en corte longitudinal (figura 3B). El canal anular 72a dispuesto sobre la superficie superior de la placa de deflector 72 se interrumpe formando un espacio vacío entre los segmentos del canal anular 72a, por ejemplo, dos espacios vacíos dispuestos diametralmente se muestran en la figura. Un fluido que ingresa al dispositivo de filtro 10 a través del segundo puerto 14 será atrapado en el volumen entre la placa de deflector 72 y el segundo puerto 14 y puede dejar el espacio a través de los espacios vacíos. Para cada espacio vacío, se proporciona un sujetador 94, el cual conecta la placa de deflector a la cubierta 82, formando de esta manera una "cascada" que fuerza un fluido, por ejemplo, aire y combustible, a moverse hacia abajo de la unidad de deflector 70, y un fluido gaseoso, por ejemplo, el aire, puede subir más detrás de la "cascada" (sujetador 94) y entonces pasar a través del orificio 76, mientras que un fluido líquido, por ejemplo, combustible, continuará moviéndose hacia abajo y fuera a través del segundo filtro 60. Los bordes 94a del sujetador 94 están provistos con un reborde 92a doblado hacia adentro hacia la superficie del sujetador 94, generando de esta manera una geometría de laberinto como un tope eficiente para un líquido, el cual de otra manera podría avanzar alrededor de los bordes 94a del sujetador 94 hacia el orificio 76. Bajo circunstancias razonables, un líquido no será capaz de ingresar por el orificio 76 y el filtro 50 debajo de éste.
La figura 4, ilustra una operación normal del dispositivo de filtro 10 mostrada en las figuras 1A y 1 B. El pasaje de un fluido gaseoso, por ejemplo, aire, a través del dispositivo de filtro 10 está indicado por las flechas en negritas. Las flechas interrumpidas indican que un fluido de líquido puede fluir hacia abajo en el lado exterior de la unidad de deflector 70.
El fluido, por ejemplo, el aire, ingresa al dispositivo de filtro 10 a través del primer puerto 12 en un volumen 36, el cual es una parte 40a de un pasaje de fluido o aire 40 y es guiado a través de un espacio vacío entre el receptáculo 26 y el fondo de filtro 56 en la parte inferior 22 hasta un volumen 42 alrededor del perímetro exterior 52 entre la cubierta 82 de la unidad de deflector 70 y el filtro 50, el volumen 42 formando la parte 40b del pasaje. El fluido ingresa al filtro anular 50 en su perímetro exterior 52 y sale del filtro 50 en su perímetro interior 54 en un volumen 44 (parte 40c del pasaje 40) formado por un tubo 78 conectado al orificio 76 y extendiéndose dentro del anillo central del filtro 50. El anillo superior, como la porción del filtro 50 está fijo por el tubo 78 en su centro y la cubierta 82 y la parte superior 80 de la unidad de deflector 70.
La unidad de deflector 70 comprende una placa de deflector 72 conectada a la cubierta 82 por sujetadores 94 (no mostrado en esta vista en corte), la placa de deflector 72 orientada hacia el segundo puerto 14 cuando está dispuesta en el dispositivo de filtro 10. Los sujetadores 94 pueden ser perforados para dejar que un fluido, por ejemplo, combustible, pase a través de ellos. La placa de deflector 72 tiene una forma convexa de manera que su borde está más lejos del segundo puerto 14 que su centro. La placa de deflector 72, está orientada básicamente paralelamente a la cubierta 80 y cubre el orificio 76. En su lado inferior, un rebajo 74 está dispuesto, el cual evitará el goteo de un fluido dentro del orificio 76. El orificio 76, puede ser provisto mediante un orificio en la parte superior 80 o un tubo que se extiende entre la parte superior 80 y la placa de deflector 72 con una o más aberturas en su pared lateral.
En su extremo inferior, la unidad de deflector 70 comprende un collarín 90 que señala hacia afuera. El collarín 90 comprende una o más aberturas 92 para dejar que el fluido pase a través de ellas. Como puede observarse en la figura 1 B, el collarín 90 corresponde a la posición de la ranura 24 de la parte inferior 22 del alojamiento 20.
El fluido deja el pasaje de filtro a través del orificio 76 en el volumen 46 entre la cubierta 80 y la placa de deflector 72 (parte 40d del pasaje 40) y es recolectado en forma subsiguiente en el volumen 48 (parte 40e del pasaje 40) sobre la placa de deflector 72 al frente del segundo puerto 14 en donde es descargado del dispositivo de filtro 10 hacia, por ejemplo, un tanque para ser ventilado (no mostrado).
Las figuras 5A y 5B, ilustran una situación en donde un flujo de fluido, particularmente una mezcla de fluidos gaseosos y líquidos, por ejemplo, aire y combustible, ingresa al dispositivo de filtro 10 a través del segundo puerto 14. La unidad de deflector 70 divide el fluido en un primer flujo de un fluido gaseoso (figura 5A) que pasa el filtro 50 hacia el primer puerto 12 y un segundo flujo de un fluido líquido (figura 5B) que fluye a lo largo de un exterior de la cubierta exterior 82 a través del volumen 34 que rodea la cubierta 82 de la unidad de deflector 70 a la porción inferior 22 del alojamiento 20, que pasa a través del segundo filtro 60 antes de ser descargado a través del primer puerto 12. El fluido puede ser recolectado ahí o ser descargado.
Como puede observarse la figura 5A, el fluido gaseoso experimenta dos veces una inversión de su dirección antes de ingresar al filtro 50 a través del orificio 76, uno al frente de la placa de deflector 72 y uno antes de ingresar el volumen 46 entre la placa de deflector 72 y la cubierta 80.
A medida que la placa de deflector 72 traslapa el orificio del segundo puerto 14, la porción de líquido (figura 5B) del fluido golpea la placa de deflector 72, la cual se forma en una manera que estimula el goteo de un líquido desde su superficie, la cual es soportada, por ejemplo, por su forma convexa. En caso de que el líquido avance a la parte posterior de la placa de deflector 72, la unidad de deflector comprende medios, por ejemplo, un rebajo 74 en el lado posterior de la placa de deflector 72, para evitar que una película de líquido en la unidad de deflector 70 avance dentro del filtro 50. El rebajo 74, también estimula el goteo del fluido desde la placa de deflector 72. Un goteo de liquido desde la placa de deflector 72 y que golpea la cubierta 80, es dirigida por su forma cónica o convexa a la cubierta 30, de manera que puede correr hacia abajo en el volumen 34 hacia la porción inferior 22, en donde puede ser descargada a través de un primer puerto 12 y recolectada ah¡ o descargada.
La placa de deflector 72 opera como un separador para las partes líquidas y gaseosas del fluido que entra a través del segundo puerto 14, forzando de esta manera el fluido líquido al exterior de la unidad de deflector 70 dentro del volumen 34 y dejando que el fluido gaseoso ingrese en el filtro 50 a través del orificio 76. Aunque el flujo de fluido inverso - inverso en comparación con la operación normal del dispositivo de filtro 10 - se describe para la primera modalidad, la función de la segunda modalidad es básicamente la misma para la operación de la placa de deflector 72.
La figura 6, muestra un arreglo 100 para ventilar un tanque de combustible, en donde se proporciona un dispositivo de filtro 10, como se describió en las figuras precedentes. El arreglo 100 comprende, a modo de ejemplo, un sistema de tanques dual con un tanque maestro 110a y un tanque esclavo 110b, el cual suministra combustible al tanque maestro 110a por medio de la línea de suministro 114. El tanque esclavo 10b es ventilado por un dispositivo de filtro 112, el cual puede ser de tipo convencional o representado de acuerdo con la invención. El tanque maestro 110a suministra combustible, por ejemplo, diesel, a un motor de combustión de un vehículo, particularmente un vehículo comercial. El dispositivo de filtro 10 es conectado al tanque maestro 110a para ventilar el mismo. Incluso en situaciones desfavorables, tales como conducción por colinas, derrames de combustible en el tanque debido al frenado, esquinado, aceleraciones, estacionamiento en pendientes y similares, cuando ocurre el riesgo de que el combustible ingrese al dispositivo de filtro a través de la salida del dispositivo de filtro, puede evitarse que el papel de filtro se empape y que la caída de presión sobre el dispositivo de filtro 10 se incremente como resultado de esto.
La invención proporciona un dispositivo de filtro compacto y confiable para los vehículos, particularmente para vehículos comerciales tales como los camiones, autobuses y similares.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Un dispositivo de filtro (10), particularmente un dispositivo de filtro de escape de aire para ventilar un tanque de combustible, que comprende un alojamiento (20) con un primer puerto (12) siendo provisto como una entrada en la operación normal del dispositivo de filtro (10) y un segundo puerto (14) siendo provisto como una salida bajo la operación normal del dispositivo de filtro (10), el alojamiento (20) cubriendo por lo menos un primer filtro (50) y un pasaje de aire (40) que se extiende desde el primer puerto (12) al segundo puerto (14) que pasa a través del filtro (50) caracterizado porque en el interior del alojamiento (20) está dispuesta una unidad de deflector (70) en el alojamiento (20) para cubrir el por lo menos un primer filtro (50) en relación con el segundo puerto (14), en donde la unidad de deflector (70) está dispuesta para desviar un flujo de fluido que entra al dispositivo de filtro ( 0) a través del segundo puerto (14).
2.- El dispositivo de filtro de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad de deflector (70) separa un flujo de fluido que ingresa al dispositivo de filtro (10) a través del segundo puerto (14) dentro del primer flujo de un fluido gaseoso que pasa el por lo menos un primer filtro (50) hacia el primer puerto (12) y un segundo flujo de un fluido líquido que fluye a lo largo del exterior de la cubierta exterior (82) hasta una porción inferior (22) del alojamiento (20).
3. - El dispositivo de filtro de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque la unidad de deflector (70) comprende una placa de deflector (72) que se orienta hacia el segundo puerto (14) y que traslapa un orificio del segundo puerto (14).
4. - El dispositivo de filtro de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque se provee un pasaje desde la placa de deflector (72) al exterior de la unidad de deflector (70), el cual guia un fluido desde la placa del deflector (72) al exterior de la unidad de deflector (70) hacia la parte inferior (22).
5. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la unidad de deflector (70) tiene una cubierta (82) que se extiende entre el primer y el segundo puerto (12, 14), la cubierta (82) estando terminada en su lado pretendiendo ser dispuesto próximo al segundo puerto (14) por una cubierta (80) dispuesta a una distancia desde la placa de deflector (72).
6. - El dispositivo de filtro de conformidad con por lo menos la reivindicación 3 y la reivindicación 5, caracterizado además porque la cubierta (80) y la placa de deflector (72) encierran una porción del pasaje de aire (40) entre el primer puerto (12) y el segundo puerto (14).
7. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la unidad de deflector (70) tiene un collarín (90) que señala hacia afuera en su extremo inferior.
8. - El dispositivo de filtro de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el collarín (90) comprende una o más aberturas (92).
9. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el por lo menos un segundo filtro (60) está dispuesto en un pasaje de fluido (34) entre la unidad de deflector (70) y el primer puerto (12), el pasaje de fluido (34) siendo dispuesto fuera del primer filtro (50).
10. - El dispositivo de filtro de conformidad con la reivindicación 7 u 8 y 9, caracterizado además porque el collarín (90) coopera con el por lo menos un segundo filtro (60).
11. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la unidad de deflector (70) comprende los medios (94a, 74) para bloquear una película de líquido sobre la unidad de deflector (70) para avanzar dentro del por lo menos un filtro (50).
12. - El dispositivo de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el alojamiento (20) comprende una porción inferior cónica (22).
13. - Un arreglo (100) para ventilar un tanque de combustible (110a, 110b), en donde se proporciona el por lo menos un dispositivo de filtro (10), que comprende un alojamiento (20) con un primer puerto (12) siendo provisto como una entrada en la operación normal del dispositivo de filtro (10) y un segundo puerto (14) siendo provisto como una salida bajo la operación normal del dispositivo de filtro (10), el alojamiento (20) cubriendo por lo menos un filtro (50) y un pasaje de aire (40) que se extiende desde el primer puerto (12) al segundo puerto (14) que pasa a través del filtro (50), y en donde al interior del alojamiento (20) una unidad de deflector (70) es provista para cubrir el por lo menos un primer filtro (50) en relación con el segundo puerto (14), en donde la unidad de deflector (70) está dispuesta para desviar un flujo de fluido que entra al dispositivo de filtro (10) a través del segundo puerto (14).
14.- El arreglo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el por lo menos un dispositivo de filtro (10) está dispuesto en un tanque maestro (110a) de un sistema de tanques dual al cual es suministrado el combustible desde un segundo tanque (110b) del sistema de tanques dual.
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