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SISTEMA DE FILTRACION DE AIRE CON MEDIOS ELECTRÓNICAMENTE
MEJORADOS
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo técnico La presente invención se refiere generalmente al campo de sistemas de filtración de aire electrónicos, y más particularmente, a sistemas de filtración de aire electrónicos portátiles para usarse en casas y oficinas. 2. Técnica anterior La gente pasa una cantidad de tiempo significativa en interiores y la exposición a los contaminantes en interiores puede causar serios problemas de salud. Existen muchas fuentes de contaminantes en el aire que incluyen vapores industriales, pintura y aceite nebulizados, humo de tabaco, pólenes, bacterias, virus, polvo y compuestos orgánicos volátiles (VOC's, por sus siglas en inglés). Se han desarrollado varios sistemas de filtración de aire en un intento por remover contaminantes del aire. Los sistemas de filtración de aire convencionales no están exentos de sus desventajas. Por ejemplo, los sistemas de filtración de aire convencionales tienen un filtro de aire que no puede ser fácilmente removido y remplazado por un usuario final. De esta manera, sería menos probable que un usuario final cambiara regularmente el filtro de aire para REF. : 145859 2
mantener la eficiencia operativa óptima del sistema de filtración de aire. En segundo lugar, los sistemas convencionales no proporcionan técnicas de sellado adecuadas para asegurar que todo el aire contaminado pase a través del proceso de ionización y el proceso de filtración. 3. Objetivos de la invención Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de filtración de aire que tenga un filtro de aire que pueda ser fácilmente removido y remplazado. Otro objetivo de la invención es proporcionar un sistema de filtración de aire en el que todo el aire contaminado sea forzado a través del filtro de aire. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un módulo de filtro moldeado de una o dos piezas que pueda ser fácilmente fabricado, removido y remplazado en un sistema de filtración de aire. Otro objetivo de la presente invención es cambiar la dirección del aire que entre en el sistema de filtración de aire, lo cual reduzca los niveles de ruido (sonido) experimentados con los sistemas de flujo de aire directo. Otro objetivo de la presente invención es el de "empujar" aire a través del motor/soplador y después a través de los elementos de filtro, lo cual reduzca los contaminantes emitidos . del motor en comparación con los sistemas 3
convencionales que "jalan" aire a través del filtro y luego más allá del motor. Otros objetivos y ventajas de la presente invención serán en parte obvios y en parte aparentes más adelante en la presente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es un sistema de filtración de aire portátil para remover contaminantes de aire ambiente. En una modalidad, el sistema de filtración de aire comprende un módulo soplador de aire conectado eléctricamente a una fuente de energía. El sistema de filtración de aire comprende además un módulo de ionización acoplado con el módulo soplador de aire y que comprende una primera rejilla de control y una rejilla de alto voltaje conectada eléctricamente a la fuente de energía. El sistema de filtración de aire comprende además un módulo de filtro primario acoplado en forma removible y sellable con el módulo de ionización. El módulo de filtro primario comprende una membrana de filtro y una segunda rejilla de control. El acoplamiento del módulo de filtro primario y el módulo de ionización crea una conexión eléctrica entre la segunda rejilla de control y la fuente de energía. La activación del sistema de filtración de aire crea un primer campo de ionización entre la rejilla de alto voltaje y la primera rejilla de control y un segundo campo de ionización entre la 4
rejilla de alto voltaje y la segunda rejilla de control. En el sistema de filtración de aire de la presente invención, todo el aire contaminado es forzado a través del módulo de ionización y el módulo de filtro primario proporcionando de esta manera un sistema de filtración de aire que tiene una eficiencia operativa significati amente más alta que la de los sistemas de filtración de aire convencionales. A diferencia de los sistemas de filtración de aire convencionales, el sistema de filtración de aire de la presente invención permite que un usuario remueva y reemplace fácilmente el módulo de filtro primario según lo desee para mantener la eficiencia operativa del sistema de filtración de aire . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La siguiente descripción de la invención se entenderá mejor con referencia a los dibujos anexos, en los cuales : La figura 1 es una vista en perspectiva y en corte abierto parcial de la presente invención; La figura 2 es una vista en planta de un módulo soplador de aire ensamblado, módulo de ionización y el módulo de filtro primario de la presente invención; La figura 3 es una vista transversal tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 2;
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La figura 4 es una vista despiezada de la figura 2, que muestra al módulo soplador de aire, módulo de ionización y el módulo de filtro primario de la presente invención; La figura 5 es un diagrama de bloques de alto nivel que muestra los circuitos electrónicos del módulo de control 800 y la operación de la presente invención; La figura 6 es una vista en perspectiva del alojamiento de soplador de aire; La figura 7 es una vista en planta superior del alojamiento de soplador de aire; La figura 8 es una vista en planta inferior del alojamiento de soplador de aire; La figura 9 es una vista transversal del alojamiento de soplador de aire, tomada a lo largo de la línea 9-9 de la figura 7; La figura 10 es una vista en planta superior del ventilador montado dentro del alojamiento de soplador de aire; La figura 11 es una vista en perspectiva del alojamiento inferior del módulo de ionización; La figura 12 es una vista en planta superior del alojamiento inferior del módulo de ionización; La figura 13 es una vista en planta inferior del alojamiento inferior del módulo de ionización;
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La figura 14 es una vista transversal del alojamiento de soplador de aire, tomada a lo largo de la línea 14-14 de la figura 12; La figura 15 es una vista isométrica del ensamble de alojamiento de alto voltaje del módulo de ionización visto desde arriba del alojamiento; La figura 16 es una vista isométrica del ensamble de alojamiento de alto voltaje del módulo de ionización visto desde abajo del alojamiento; La figura 17 es una vista en planta superior del alojamiento de alto voltaje; La figura 18 es una vista en planta inferior del alojamiento de alto voltaje; La figura 19 es una vista transversal del alojamiento de alto voltaje, tomada a lo largo de la línea 19-19 de la figura 17; La figura 20 es una vista en perspectiva del módulo de filtro primario; La figura 21 es una vista en planta superior del módulo de filtro primario; La figura 22 es una vista en planta inferior del módulo de filtro primario; La figura 23 es una vista en elevación lateral del módulo de filtro primario;
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La figura 24 es una vista transversal del módulo de filtro primario, tomada a lo largo de la línea 24-24 de la figura 21.. La figura 25 es una vista transversal ilustrativa del módulo de filtro primario formado por un proceso de sellado de filtro por herramientas giratorias para encapsular y sellar medios dentro del alojamiento de módulo de filtro; La figura 26 es un diagrama de bloques que muestra un método para la fabricación del módulo de filtro primario; La figura 27 es una vista transversal ilustrativa de una segunda modalidad del módulo de filtro primario; La figura 28 es una vista transversal ilustrativa de la segunda modalidad del módulo de filtro primario formado por un proceso de moldeo por inyección y La figura 29 es un diagrama de bloques que muestra un método para la fabricación de la segunda modalidad del módulo de filtro primario. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En referencia a la figura 1, en donde se ilustra una primera modalidad de un sistema de filtración de aire portátil 100 y que comprende generalmente un módulo de base 200, un módulo de entrada de aire 300, un módulo soplador de aire 400, un módulo de ionización 500, un módulo de filtro primario 600 y un módulo de filtro secundario 700. El módulo de entrada de aire 300 está provisto generalmente para 8
recibir aire contaminado Al de la habitación o ambiente circundante (no mostrado) y para dirigir el aire contaminado Al al interior del módulo soplador de aire 400. El módulo soplador de aire 400 está provisto generalmente para forzar o empujar el aire contaminado Al a través del módulo de ionización 500, el módulo de filtro primario 600 y el módulo de filtro secundario 700. El módulo de ionización 500 está acoplado en forma sellable con el módulo soplador de aire 400 y está provisto generalmente para ionizar el aire contaminado Al antes de su exposición al módulo de filtro primario 600. El módulo de filtro primario 600 está acoplado en forma removible y sellable con el módulo de ionización 500 y está provisto generalmente para exponer el aire contaminado Al a un proceso de ionización y filtración concurrente para remover partículas no deseadas del aire contaminado Al. El módulo de filtro secundario 700 está provisto generalmente para exponer el aire Al que salga del módulo de filtro primario 600 a un proceso de filtración secundario que remueva compuestos orgánicos volátiles (VOC's) y para regresar el aire tratado ?2 a la habitación o ambiente (no mostrado) . El sistema de filtración de aire 100 comprende además un módulo de control 800 que tiene un interruptor de encendido/apagado 802, un indicador de encendido/apagado 804, un indicador de bio-monitor 806 y un indicador de filtro primario 808. El interruptor de encendido/apagado 802 está 9
provisto generalmente para permitir que el usuario encienda y apague el sistema de filtración de aire 100. El indicador de encendido/apagado 804 está provisto generalmente para indicar al usuario si el sistema de filtración de aire 100 está o no encendido o apagado. El indicador de bio-monitor 806 está provisto generalmente para indicar al usuario si el módulo de ionización 500 está funcionando adecuadamente o no. En forma similar, el indicador de filtro primario 808 está provisto generalmente para indicar al usuario si el módulo de filtro primario 600 está funcionando adecuadamente o no. El módulo de control 800 comprende además un interruptor 810 que está adaptado generalmente para permitir que el usuario seleccione una velocidad de flujo de aire deseada del sistema de filtración de aire 100. El módulo de control 800 comprende además una fuente de energía 812 dispuesta dentro del módulo de base 200 y la cual está adaptada generalmente para suministrar energía a los diferentes componentes del módulo e control 800 y sistema de filtración de aire 100. El sistema de filtración de aire 100 comprende además un mecanismo de trabamiento 900 que está adaptado generalmente para permitir que el usuario acople en forma segura el módulo de filtro primario 600 con el módulo de ionización 500 y para permitir el reemplazo del módulo de filtro primario 600 cuando el indicador de filtro primario 808 indique que el módulo de 10
filtro primario 600 esté lleno de contaminantes y requiera ser reemplazado . En referencia a las figuras 2-4, en donde el módulo soplador de aire 400, el módulo de ionización 500 y el módulo de filtro primario 600 se muestran en mayor detalle. El módulo soplador de aire 400 comprende un ventilador 402 y un motor 404 conectado eléctricamente a la fuente de energía 812. El módulo soplador de aire 400 comprende además un alojamiento 406 que tiene una porción de acoplamiento inferior 408 y una porción de acoplamiento superior 410. La porción de acoplamiento inferior 408 se acopla con una porción de acoplamiento superior 302 (figura 1) del módulo de entrada de aire 300. El módulo soplador de aire 400 comprende además una porción de cavidad 412. El ventilador 402 está dispuesto dentro de la porción de cavidad 412, y el motor 404 está dispuesto fuera de, y de bajo de la porción de cavidad 412. El motor 404 comprende una pluralidad de rebordes de montaje 442 y aisladores 444 que se acoplan con protuberancias de montaje 438 correspondientes y orificios roscados 440 en el alojamiento 406 por medios convencionales tales como un tornillo 446. El motor 404 comprende una flecha de salida 448 que tiene una porción extrema roscada 450 que es acoplada con el ventilador 402 por medios de sujeción convencionales tales como una tuerca 452. La colocación relativa del motor 404 debajo del ventilador 402 11
da como resultado que el aire contaminado sea "empujado" más que "j lado" a través del módulo de ionización 500 y el módulo de filtro primario 600, incrementando de esta manera la eficiencia de remoción de partículas total del sistema de filtración de aire 100 ya que las partículas inherentes y/o descargadas por la operación del ventilador 402 y motor 404 entran en el aire contaminado existente antes de su filtración por el módulo de ionización 500 y el módulo de filtro primario 600. En la modalidad mostrada, el ventilador 402 es un ventilador impelente y el motor 404 es un motor de anillos de desfase o de inducción. El módulo de ionización 500 comprende además un alojamiento inferior 502 que tiene una porción de acoplamiento inferior 504, una porción de acoplamiento superior 506 y una porción de cavidad 508. La porción de acoplamiento inferior 504 está acoplada en forma sellable con la porción de acoplamiento superior 410 del módulo soplador de aire 400. El módulo de ionización 500 comprende además una rejilla de control primera o inferior 510 conectada a la fuente de energía 812 y dispuesta dentro de la porción de cavidad 508. La primera rejilla de control 510 comprende una placa conductora 512 que tiene una pluralidad de aberturas 514 y una terminal de contacto 516 que se extiende hacia afuera desde la placa conductora 512 y alojamiento 502 para su conexión a la fuente de energía 812. El módulo de 12
ionización 500 comprende además un ensamble de alojamiento de alto voltaje o superior 520 que comprende un alojamiento 522, una porción de acoplamiento inferior 524 y una porción de acoplamiento superior 526. La porción de acoplamiento inferior 524 está conectada en forma sellable a la porción de acoplamiento superior 506 del alojamiento inferior 502. La porción de acoplamiento superior 526 comprende un elemento de sellado 528 para acoplarse en forma sellable con la porción de acoplamiento inferior 604 (que será descrita) del módulo de filtro primario 600. El ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 comprende además una rejilla de alto voltaje 530 conectada eléctricamente a la fuente de energía 812. El módulo de ionización 500 comprende además una pluralidad de elementos de soporte 533 adaptados para soportar la primera rejilla de control 510 a una distancia DI debajo de la rejilla de alto voltaje 530. Para tener una índice de eficiencia de partículas equivalente a un filtro grado HEPA, la distancia DI debe, ser de entre 2.79 centímetros y 4.11 centímetros (1.10 pulgadas y 1.62 pulgadas). La activación del sistema de filtración de aire 100 causa un campo de ionización primero o inferior 532 que será generado entre la rejilla de alto voltaje 530 y la rejilla de control inferior 510. La rejilla de alto voltaje 530 está diseñada para operar a una densidad de energía de entre 0.00999 y 0.01591 13
calorías/ (segundo x centímetro2) (0.027 y 0.043 watts por pulgada cuadrada) . El módulo de filtro primario 600 comprende además un alojamiento 602 que tiene una porción de acoplamiento inferior 604. La porción de acoplamiento inferior 604 puede acoplarse en forma sellable con la porción de acoplamiento superior 526 del módulo de ionización 500. El módulo de filtro primario 600 comprende además una rejilla de control segunda o superior 610. El módulo de filtro primario 600 comprende además una porción de cavidad 608 que tiene una membrana de filtro plegada 616 encapsulada y sellada herméticamente por un elemento de sellado 618 dentro de la porción de cavidad 608 para forzar todo el aire contaminado que entre en el módulo de filtro primario 600 a pasar a través de la membrana de filtro plegada 616. La activación del sistema de filtración de aire 100 causa que un campo de ionización segundo o superior 628 sea generado entre la rejilla de alto voltaje 530 y la rejilla de control superior 610. Después del acoplamiento del módulo de filtro primario 600 y el módulo de ionización 500, la rejilla de control superior 610 es dispuesta a una distancia D2 sobre la rejilla de alto voltaje 530. Para evitar la formación de un arco eléctrico entre la rejilla de alto voltaje 530 y la rejilla de control superior 610, la distancia D2 está diseñada para ser mayor que la distancia DI. Así, cualquier formación de 14
arco eléctrico de la rejilla de alto voltaje 530 será a la rejilla de control inferior 510 reduciendo de esta manera el riesgo de daños al módulo de filtro de aire 600 y de esta manera el reemplazo prematuro. En referencia a la figura 5, en donde un diagrama de bloques de alto nivel muestra los circuitos eléctricos para el módulo de control 800 y la operación general del sistema de filtración de aire 100, el módulo .de control 800 comprende generalmente un tablero de circuitos 820 que tiene conectado al mismo el interruptor de encendido/apagado 802, indicador de encendido/apagado 804, indicador de biomonitor 806, indicador de filtro primario 808 e interruptor de velocidad de ventilador 810. Una fuente de energía externa 822 está conectada eléctricamente a través del interruptor de encendido/apagado 802 a lo largo de una trayectoria 824 para formar un circuito de energía de bajo voltaje 826 después de la activación del interruptor de encendido/apagado 802 a la posición de "encendido" . El motor 404 y la fuente de energía 812 están cada uno conectados eléctricamente al circuito de energía de bajo voltaje 826. La activación del interruptor de . encendido/apagado 802 a la posición de "encendido" ocasiona que el indicador de encendido/apagado 804 se ilumine, indicando de esta manera al usuario que el sistema de filtración de aire 100 está "encendido" . El módulo de control 800 comprende además un multiplicador de voltaje 828 15
que tiene una entrada conectada eléctricamente a la fuente de energía 812 a lo largo de una trayectoria 829 y una salida conectada eléctricamente a la rejilla de alto voltaje 530 del módulo de ionización 500 a lo largo de una trayectoria de alto voltaje 830. El multiplicador de voltaje 828 incrementa o acelera el voltaje de la salida de la fuente de energía 812 hasta aproximadamente 16,000 voltios. Las rejillas de control 510 y 610 están conectadas al regreso celular de la fuente de energía 812 a lo largo de una trayectoria 832. El módulo de control 800 comprende además un transductor de presión 834 montado sobre el módulo de ionización 500 y adaptado para detectar la presión dentro del módulo de ionización 500. El transductor de presión 834 está conectado eléctricamente a la fuente de energía 812 a lo largo de una trayectoria 836 y al tablero de circuitos 820 e indicador de filtro primario 808 a lo largo de una trayectoria 838. Si la presión en el módulo de ionización 500 permanece dentro de un límite definido, el indicador de filtro primario 808 permanecerá iluminado indicando al usuario que el módulo de filtro primario 600 está funcionando normalmente. Si la presión en el módulo de ionización 500 cae fuera de los límites definidos, el módulo de filtro primario 808 no se iluminará, indicando al usuario que el módulo de filtro primario 600 no está funcionando normalmente y tiene que ser remplazado. La trayectoria de alto voltaje 830 y la 16
trayectoria de retorno 832 están conectadas en la fuente de energía de alto voltaje 812. El transformador de reducción 846 suministra energía de señal de bajo voltaje a la fuente de energía 812 a lo largo de trayectorias 842 y 844. El indicador de biomonitor 806 está conectado de la fuente de energía 812 al tablero de control 820 a lo largo de la trayectoria 840. Si existe una conexión corta o abierta en la trayectoria de alto voltaje 830 o trayectoria de retorno 832, el indicador de biomonitor 806 no se iluminará, indicando al usuario que el módulo de ionización 500 no está funcionando adecuadamente. La fuente de energía de alto voltaje comprende dos etapas. La entrada de la etapa uno es un voltaje de CA de 120 y es incrementada aproximadamente veintisiete veces a través de un transformador de elevación. Esta salida es alimentada a la segunda etapa, la cual multiplica esta salida cinco veces para satisfacer el requerimiento de voltaje y corriente del sistema. La etapa uno de la fuente de energía incorpora un circuito de regulación de limitación de voltaje. Si la etapa uno de la fuente de energía viera una condición de circuito abierto, el circuito de regulación evitaría que el voltaje de salida se elevara por arriba de un valor preestablecido. Si la etapa uno de la fuente de energía viera una condición de corto en su salida, este mismo circuito de regulación 17
apagarla la fuente de energía hasta que el corto se removiera. (Recuperación completa de la fuente de energía) . Como una retroalimentación positiva de que la fuente de energía está funcionando dentro de los límites definidos del sistema, un circuito de detección de carga está integrado a la etapa uno. Este circuito monitorea la corriente de regreso de la carga a tierra. Cuando la corriente de regreso está dentro de límites definidos, este circuito emite una señal de voltaje de nivel bajo al tablero de presentación visual e ilumina un declarador que indica que el circuito de alto voltaje es funcional. Cuando la corriente de carga cae fuera de los límites definidos del sistema, este circuito extingue el declarador indicando que hay una interrupción en el circuito de alto voltaje. En referencia a las figuras 6-9, en donde el alojamiento 406 del módulo soplador de aire 400 comprende generalmente la porción de acoplamiento inferior 408, la porción de acoplamiento superior 410 y lá porción de cavidad 412 como las descritas anteriormente en la presente. En la modalidad mostrada, la porción de acoplamiento inferior 408 comprende una pluralidad de cavidades de montaje que se extienden hacia afuera 414 que están adaptadas para acoplarse con y recibir las porción de acoplamiento superior 302 correspondientes (figura 1) del módulo de entrada de aire 300. Cada una de las cavidades 414 tiene una abertura u 18
orificio de paso 416 que permite que cada una de las cavidades de montaje 414 sea asegurada a las porción de acoplamiento superior 302 correspondientes mediante medios sujetadores convencionales tales como un tornillo (no mostrado) . En la modalidad mostrada, la porción de acoplamiento superior 410 comprende una porción de pared ahusada 418 que se extiende alrededor de la circunferencia completa de la porción de cavidad 412 y se acopla con una porción hundida y ahusada 534 correspondiente (que se describirá después) del módulo de ionización 500 para proporcionar acoplamiento sellado entre el módulo de ionización 500 y el módulo soplador de aire 400. La porción de pared ahusada 418 de la porción de acoplamiento superior 410 y la porción hundida y ahusada 534 de la porción de acoplamiento inferior 504 del módulo de ionización 500 forman una unión de sellado mecánico que se conoce comúnmente como un cono Morse o de trabamiento. El alojamiento 406 comprende además una pluralidad de protuberancias de montaje separadas 434 que tienen cada una un orificio roscado 436 las cuales están adaptadas para acoplarse con orificios de paso 568 correspondientes (que se describirán) del alojamiento inferior 502 para acoplar en forma segura el módulo de ionización 500 al módulo soplador de aire 400. La porción de cavidad 412 comprende una pared de división 420 para formar una porción de entrada de aire 422 y una porción de escape de 19
aire 42 . La porción de entrada de aire 422 comprende una porción de suelo generalmente plana 426 que tiene una abertura 428 para recibir aire desde el módulo de entrada de aire 300. La porción de escape de aire 424 comprende un piso que se inclina hacia abajo o rampa 430 que está en comunicación con y dirige el aire contaminado al interior de la abertura 540 de la porción de cavidad 508 del módulo de ionización 500. La pared de división 420 comprende una porción de mampara 432 para aislar la porción de entrada de aire 422 de la porción de escape de aire 424. El alojamiento 406 está hecho de un material polimérico de alta resistencia y fabricado mediante procesos de moldeo por inyección convencionales . En referencia a la figura 10, el ventilador 402 se muestra montado dentro de la porción de cavidad 412 del alojamiento 406. El ventilador 402 está descentrado de la linea central de la porción de entrada de aire 422 de tal forma que la rotación del ventilador 402 dentro de la porción de cavidad 412 cause una región de alta presión 448 de flujo de aire que será creada y que expanda a regiones de baja presión 450 y 452 al expandirse en flujo de aire hacia la porción de escape de aire 424. La porción de mampara 432 aisla la región de alta presión 448 de las regiones de baja presión 450 y 452 para evitar el ruido y/o silbido que pudiera de otra manera crearse debido al "ahogamien o" del 20
aire mientras fluye a través de la porción de escape de aire 424. En referencia a las figuras 11-14, en donde el alojamiento inferior 502 del módulo de ionización 500 se muestra comprendiendo generalmente la porción de acoplamiento inferior 504, la porción de acoplamiento superior 506 y la porción de cavidad 508 como se describió hasta el momento. En la modalidad mostrada, la porción de acoplamiento inferior 504 comprende una porción de cavidad ahusada anular continua 534 que se acopla con la porción de pared ahusada 418 del módulo soplador de aire 400 para proporcionar acoplamiento sellado entre el módulo de ionización 500 y el módulo soplador de aire 400. La porción hundida y ahusada 534 de la porción de acoplamiento inferior 504 y la porción de pared ahusada 418 de la porción de acoplamiento superior 410 del soplador de aire 400 forman una unión de sellado mecánico que se conoce comúnmente como un cono Morse . Similarmente, en la modalidad mostrada, la porción de acoplamiento superior 506 comprende una porción de pared ahusada 536 que se extiende alrededor de la circunferencia completa de la porción de cavidad 508 y se acopla con una porción hundida y ahusada 570 correspondiente (que se describirá) del ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 para proporcionar acoplamiento sellado entre el alojamiento inferior 502 y el ensamble de alojamiento de alto voltaje 520. La porción de 21
pared ahusada 536 de la porción de acoplamiento superior 506 y la porción hundida y ahusada 570 (que se describirá) forman una unión de sellado mecánico que se conoce comúnmente como un cono Morse. La porción de cavidad 508 comprende un piso 538 y una abertura 540. La abertura 540 está en comunicación con la porción de escape de aire 424 del módulo soplador de aire 400 para permitir que el aire contaminado fluya al interior del módulo de ionización 500. La porción de cavidad 508 comprende además una pluralidad de protuberancias de montaje separadas 542 que tienen cada una un orificio roscado 544 y que están adaptadas para acoplarse con orificios de paso hundidos 571 correspondientes (que se describirán) de la porción de acoplamiento inferior 524 del alojamiento superior 522 para acoplar en forma segura el ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 al alojamiento inferior 502 mediante medios de sujeción convencionales tales como un tornillo (no mostrado) . El alojamiento inferior 502 comprende además una porción de montaje de multiplicador de voltaje 546 adaptada para montar el multiplicador de voltaje 828. La porción de montaje de multiplicador de voltaje 546 comprende una pluralidad de orificios roscados 548 adaptados para acoplar en forma segura el multiplicador de voltaje 828 mediante medios de sujeción convencionales tales como un tornillo (no mostrado) . La porción de montaje de multiplicador de voltaje 22
546 comprende además una porción de reborde 550 adaptada para alinear el multiplicador de voltaje 828 para montarlo con orificios roscados 548. El alojamiento inferior 502 comprende además una abertura o pasaje 551 adaptado para permitir que cables (no mostrados) pasen a través de la misma para conectar el multiplicador de voltaje 828 a la fuente de energía 812. El alojamiento inferior 502 comprende además una porción de montaje de módulo de control 552 adaptada para acoplar y montar el módulo de control 800. La porción de montaje de módulo de control 552 comprende una pluralidad de orificios 554 adaptados para montar en forma segura el tablero de .circuitos 820 del módulo de control 800 mediante medios de sujeción convencionales tales como un tornillo (no mostrado) . El alojamiento inferior 502 comprende además una porción de cavidad de rejilla de control inferior 556 adaptada para recibir la terminal de contacto 516 de la placa conductora 512 y para permitir que un conector (no mostrado) se monte sobre la misma para su conexión a la fuente de energía 812. El alojamiento inferior 502 comprende además una porción de montaje de transductor de presión 558 adaptada para recibir el transductor de presión 834. La porción de montaje de transductor de presión 558 comprende una pluralidad de pasadores 560 adaptados para asegurar el transductor de presión 834 a la porción de montaje 558 mediante medios de sujeción convencionales tales como tuercas 23
de presión (no mostradas). El alojamiento inferior 502 comprende además una abertura 562 adaptada para permitir que el tubo venturi 835 del transductor de presión 834 se extienda dentro de la porción de cavidad 508 para detectar la presión en la misma. El alojamiento inferior 502 comprende además una abertura de cable 564 adaptada para permitir el "paso de un cable (no mostrado) para conectar el transductor de presión 834 a la fuente de energía 812 y al tablero de circuitos 820. El alojamiento inferior 502 comprende además una pluralidad de protuberancias de montaje 566 que tienen orificios de paso hundidos 568 adaptados para permitir que un sujetador convencional (no mostrado) sea insertado en los mismos y se acoplen en forma segura con los orificios 436 del módulo soplador de aire 400. En referencia a las figuras 15-19, en donde se muestra el ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 comprendiendo el alojamiento 522, la porción de acoplamiento inferior 524, la porción de acoplamiento superior 526, el elemento de sellado 528 y la rejilla de alto voltaje 530 como los descritos hasta ahora. En la modalidad mostrada, la porción de acoplamiento inferior 524 comprende una porción hundida y ahusada 570 que se extiende alrededor de la circunferencia completa del fondo del alojamiento 522 y está adaptada para recibir y acoplarse con la porción de pared ahusada 536 para proporcionar acoplamiento sellado entre el 24
alojamiento inferior 502 y el ensamble de alojamiento de alto voltaje 520. La porción de pared ahusada 536 del alojamiento inferior 502 y la porción hundida y ahusada 570.. del alojamiento 522 forman una unión de sellado mecánico que se conoce comúnmente como un cono orse. El alojamiento 522 comprende además una pluralidad de . orificios de montaje hundidos 571 separados para su alineación con los orificios roscados 544 de la protuberancia de montaje 542 del alojamiento inferior 502 para permitir que el ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 sea acoplado en forma segura al alojamiento inferior 502 mediante medios de sujeción convencionales tales como un tornillo (no mostrado) . El alojamiento 522 comprende además una pluralidad de elementos de retención de rejilla de control 572 acoplado con y extendiéndose hacia abajo desde el fondo del alojamiento 522. Los elementos de retención 572 están adaptados y dimensionados para estar en contacto con la primera rejilla de control 510 cuando el ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 sea montado al alojamiento inferior 502 para retener de esta manera la primera rejilla de control 510 dentro de la cavidad 508 del alojamiento inferior 502. El alojamiento 522 puede comprender además una pluralidad de rebordes 573 que se extiendan hacia abajo desde el alojamiento 522. Los rebordes 573 están provistos para la alineación de la porción de acoplamiento inferior 524 con la 25
porción de acoplamiento superior 506 del alojamiento inferior 502. El alojamiento 522 comprende además una porción de bastidor abierta 574 que tiene una pluralidad de elementos cruzados 575 adaptados para proporcionar soporte estructural para el alojamiento 522 para proporcionar protección de cables iónicos y permitir el flujo de aire no restringido del módulo de ionización 500 al módulo de filtro primario 600. En la modalidad mostrada, los elementos cruzados 575 están formados como parte del alojamiento 522. El alojamiento 522 comprende además una pluralidad de elementos de retención de cable 576 que se extienden hacia abajo desde y están separados anularmente alrededor del fondo del alojamiento 522. Los elementos de retención de cable 576 están adaptados para retener un cable 587 (que se describirá) de la rejilla de alto voltaje 530. En la modalidad mostrada, los elementos de retención de cable 576 están formados como parte del alojamiento 522. El alojamiento 522 comprende además un elemento de montaje de resorte 577 que se extiende hacia abajo desde el fondo del alojamiento 522. El elemento de montaje de resorte 577 está adaptado para proporcionar una porción de montaje para un resorte 590 (que será descrito) de la rejilla de alto voltaje 530. En la modalidad mostrada, el elemento de montaje de resorte 577 está formado como parte del alojamiento 522. El alojamiento 522 comprende además una primera protuberancia o porción de montaje de terminal de 26
contacto 578. La protuberancia de montaje 578 está adaptada para retener una terminal de contacto de alto voltaje 582 (que se describirá) . En la modalidad mostrada, la protuberancia de montaje 578 está formada como parte del alojamiento 522. El alojamiento 522 comprende además una segunda protuberancia o porción de montaje de terminal de contacto 579. La protuberancia de montaje 579 está adaptada para retener una terminal de contacto a tierra 583 (que se describirá) . En la modalidad mostrada, la protuberancia de montaje 579 está formada como parte del alojamiento 522. El alojamiento 522 comprende además una porción de montaje de mecanismo de trabamiento 580 que tiene una porción de cavidad 581 que se extiende hacia arriba desde la parte superior del alojamiento 522 y está adaptada para recibir un elemento de palanca 902 (que se describirá) del mecanismo de trabamiento 900. El ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 comprende además una terminal de contacto de alto voltaje 582 montada a la protuberancia de montaje 578. la terminal de contacto de alto voltaje 582 está conectada a la rejilla de alto voltaje 530 por el cable 587 y a la fuente de energía 812 por un cable (no mostrado) .. El ensamble de alojamiento de alto voltaje 520 comprende además una terminal de contacto a tierra 583 montada a la protuberancia de montaje 579. La terminal de contacto a tierra 583 tiene una primera porción extrema 584 conectable a la rejilla de control segunda o 27
superior 610 del módulo de filtro primario 600 por un elemento de bus 620 (que se describirá) y una segunda porción extrema 585 conectada a la tierra de retorno de la fuente de energía 812 por un cable (no mostrado) . La rejilla de alto voltaje 530 comprende una cable conductor 587 y un resorte 590. El cable 587 tiene una primera porción extrema 588 y una segunda porción extrema 589. El resorte 590 comprende una primera porción extrema 591 y una segunda porción extrema 592. La primera porción extrema 591 del resorte 590 está conectada al elemento de montaje 577. La primera porción extrema 588 del cable 587 está conectada a la terminal de contacto de alto voltaje 582 por medios convencionales, mientras que la segunda porción extrema 589 del cable 587 está conectada a la segunda porción extrema 592 del resorte 590. El cable 587 tiene una longitud suficiente y está envuelto alrededor de los elementos de retención 576 y hacia atrás y hacia adelante a través de la porción de bastidor abierta 574 en un patrón de serpentina. En la modalidad mostrada, la rejilla de alto voltaje 530 funciona a un voltaje de 16,000 voltios y puede ajustarse para funcionar entre 15,000 y 18,000 voltios. Para evitar la formación de un arco eléctrico de una hilera de cable 587 a una hilera de cable 587 adyacente bajo circunstancias tales como aire húmedo, la separación entre cada hilera de cable 587 no debe ser menor que 2.54 centímetros, lo cual se basa en la 28
constante dieléctrica de aire libre. El resorte 590 funciona para mantener al cable 587 en tensión alrededor de los elementos de retención. La porción de acoplamiento superior 526 comprende una porción de canal 593 que se extiende alrededor de la circunferencia de la porción de acoplamiento superior 526. El elemento de sellado 528 está dispuesto en la porción de canal 593 y proporciona acoplamiento sellado entre la porción de acoplamiento superior 526 y la porción de acoplamiento inferior 604 del módulo de filtro primario 600. En la modalidad mostrada, el elemento de sellado 528 es una junta tórica 586 que tiene un durómetro de aproximadamente 20 a 40. Sin embargo, el elemento de sellado 528 puede tener la forma de cualquier sellador o anillo de sellado que permita al módulo de filtro primario 600 ser acoplado y desacoplado en forma sellable del módulo de ionización 500. En referencia a las figuras 20-25, en donde el módulo de. filtro primario 600 comprende generalmente el alojamiento 602, la porción de acoplamiento inferior 604, la rejilla de control segunda o superior 610 y la membrana de filtro 616 como las descritas hasta el momento. El alojamiento 602 está formado con una porción de cavidad 608 dentro de la cual están dispuestas la rejilla de control superior 610 y membrana de filtro 616. La porción de acoplamiento inferior 604 está formada como parte del alojamiento 602 y comprende una superficie sustancialmente 29
plana 630 que se extiende alrededor de la circunferencia de la porción de cavidad 608. , La superficie plana 630 es acoplable con la porción de acoplamiento superior 526 del módulo de ionización 500 para proporcionar un acoplamiento removible y sellado entre el módulo de ionización 500 y el módulo de filtro primario 600. La rejilla de control segunda o superior 610 está dispuesta dentro de la porción de cavidad 608 en una porción superior 606 del alojamiento 602. La rejilla de control superior 610 comprende una placa conductora 612 que tiene una pluralidad de aberturas 614 para permitir que el aire tratado pase a través de la misma. El módulo de filtro primario 600 comprende además un elemento de sellado 618 dispuesto entre la membrana de filtro 616 y la porción de cavidad 608 y actúa como un sello de medio para proporcionar un sello hermético entre la membrana de filtro 616 y la porción de^. cavidad 608 para que todo el aire que pase al interior del módulo de filtro primario 600 sea forzado a través de la membrana de filtro 616. El elemento de sellado 618 actúa también para impregnar y asegurar la placa conductora 612 y la membrana de filtro 616 dentro de la porción de cavidad 608. El módulo de filtro primario 600 comprende además un elemento de bus 620 que conecta la rejilla de control 610 a la fuente de energía 812 después del acoplamiento del módulo de filtro primario 600 y el módulo de ionización 500. En la modalidad mostrada, el elemento de bus 30
620 es una tira conductora 622 que tiene una primera porción extrema 624 y una segunda porción extrema 626. El alojamiento 602 comprende además una porción de reborde 632 que tiene una abertura u orificio de paso 634. El alojamiento 602 comprende además una porción hundida 636 adaptada para recibir el elemento de bus 620. La porción hundida 636 se extiende desde la porción superior 606 hasta la porción de reborde 632. La primera porción extrema está conectada a la rejilla de control 610 y la segunda porción extrema 626 está dispuesta en la porción de acoplamiento inferior 604 sobre la abertura 634. Después del acoplamiento del módulo de filtro de aire 600 y el módulo de ionización 500, se ocasiona que la terminal de contacto a tierra 583 se extienda dentro de la abertura 634 y sea conectada eléctricamente a la segunda porción extrema 626 de la tira conductora 622 para crear de esta manera el segundo campo de ionización 628 entre la rejilla de alto voltaje 530 y la segunda rejilla de control 610. En referencia a las figuras 15, 16 y 20, se muestra en mayor detalle el mecanismo de trabamiento 900. como se describió hasta ahora, el mecanismo de trabamiento 900 está provisto generalmente para permitir que el usuario acople en forma segura y removible el módulo de filtro primario 600 con el módulo de ionización 500 y para permitir el reemplazo del módulo de filtro primario 600 cuando el indicador de filtro 31
primario 808 indique que el módulo de filtro primario 500 no está funcionando adecuadamente. En la modalidad mostrada, el mecanismo de trabamiento 900 comprende generalmente un elemento de palanca 902 y un elemento de leva 904. El elemento de leva 904 comprende generalmente una porción de base 906, una porción de manija 908 y una porción de acoplamiento o soporte 910. La porción de base 906 tiene una forma cilindrica y está dispuesta en forma girable dentro de la porción de cavidad que se extiende hacia arriba 581 del módulo de ionización 500. La porción de base 906 tiene una porción extrema 912 que está provista y que es retenida dentro de la porción de cavidad 581 por un sujetador o pasador de retención 914. El elemento de leva 904 tiene una porción de base 916 y elemento de soporte 918 que se inclina hacia arriba desde una porción de soporte inferior 920 hasta una porción de soporte superior 922. Después del acoplamiento del módulo de filtro primario 600 con el módulo de ionización 500, la porción de manija 908 puede ser girada causando que la porción de soporte 910 entre en contacto con la porción de soporte inferior 920 del elemento de leva 904. La rotación adicional de la porción de manija 908 causa que la porción de soporte 910 se mueva de la porción de soporte inferior 920 a la porción de soporte superior 922 y que el módulo de filtro primario 600 se mueva hacia abajo a un 32
acoplamiento asegurado y sellado con el módulo de ionización 500. En referencia a las figuras 25 y 26, se muestra un método para fabricar el módulo de filtro primario 600. Como se indica por un bloque 1.620, el método de fabricación comprende generalmente una primera etapa de ensamblar la rejilla de control 610 dentro de la cavidad 608 y añadir el elemento de bus 620. Como se muestra por el bloque 1622, el método comprende la etapa adicional de insertar el medio de filtro 616 en la cavidad 608. Como se muestra por el bloque 1624, el método comprende la etapa adicional de colocar el ensamble que resulte de la etapa 1620 sobre un anillo de localización 1650 de una primera herramienta de encapsulado 1652. Como se muestra por el bloque 1626, el método comprende la etapa adicional de colocar una segunda herramienta de encapsulado 1654 y un empaque cooperante 1652 sobre la parte superior de la porción de acoplamiento inferior 604 del alojamiento 602. Como se muestra por el bloque 1628, el método comprende la etapa adicional de hacer girar la herramienta 1652 y 1654 y mientras se dosifica en una cantidad medida de compuesto de encapsulado o medio de sellado 1660 por una máquina de inyección 1658. Como se muestra por el bloque 1630, el método comprende la etapa adicional de hacer girar la herramienta 1652 y 1654 hasta que el compuesto de encapsulado 1660 sea curado formando de esta 33
manera el elemento de sellado 618. Como se muestra por el bloque 1632, el método comprende la etapa adicional de remover el ensamble resultante. En referencia a la figura 27, se muestra una segunda modalidad del módulo de filtro primario 600 designada como 1700 y que comprende generalmente un alojamiento 1702 que tiene una cavidad 1704 y una porción de acoplamiento inferior y superior 1706 y 1708. El módulo de filtro comprende además una rejilla de control 1710 y un medio de filtro 1712 impregnado dentro de la cavidad 1704. El proceso de impregnación da como resultado un sello de medio 1714 entre la cavidad 1704 y el medio de filtro 1712 y un empaque 1716 causando de esta manera que cualquier aire contaminado que entre en el módulo de filtro primario 600 pase a través del medio de filtro 1712. En el sistema de filtración de aire 100, el empaque 171S podría reemplazar la necesidad del elemento de sellado 528. El empaque 1716 proporcionaría acoplamiento sellado entre el módulo de filtro primario 600 y/o 1700 y el módulo de ionización 500. En referencia a las figuras 28 y 29, se muestra un método para fabricar la segunda modalidad del módulo de filtro primario 1700. Como se indica por un bloque 1720, el método comprende generalmente una primera etapa de ensamblaje de la rejilla de control 1710 dentro de la cavidad 1704 y añadir el elemento de bus 620. Como se muestra por el bloque 34
1722, el método comprende la etapa adicional de insertar el medio de filtro 1712 en la cavidad 1704. Como se muestra por el bloque 1724, el método comprende la etapa adicional de colocar el ensamble que resulte de la etapa b) sobre un anillo de localización 1717 de una primera herramienta de encapsulado 1718. Como se muestra por el bloque 1726, el método comprende la etapa adicional de colocar una segunda herramienta de encapsulado 1715 y un empaque cooperante 1719 sobre la parte superior de la porción de acoplamiento superior 1708 del alojamiento 1702. Como se muestra por el bloque 1728, el método comprende la etapa adicional de hacer girar la herramienta 1718 y 1715 mientras se dosifica en una cantidad medida de compuesto de encapsulado por una máquina de inyección 1713. Como se muestra por el bloque 1730, el método comprende la etapa adicional de hacer girar la herramienta 1718 y 1715 hasta que el compuesto de encapsulado sea curado formando de esta manera el sello de medio 1714 y empaque de filtro 1716. Como se muestra por el bloque 1732, el método comprende la etapa adicional de remover el ensamble resultante. La descripción anterior está diseñada principalmente para los propósitos de ilustración. Esta invención puede ser incorporada en otras formas o llevarse a cabo de otras maneras sin alejarse del espíritu o alcance de la invención. Las modificaciones y variaciones que se 35
encuentren dentro del espíritu o el alcance de la invención serán fácilmente aparentes para los expertos en la técnica. 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.