ES2793941T3 - Filtro de líquido resistente al congelamiento - Google Patents
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Abstract
Un elemento de filtro compensador de congelación (110) para usar en un filtro de líquido resistente a la congelación, dicho elemento de filtro compensador de congelación (110) que incluye un medio filtrante plegado (120) que tiene una pluralidad de intersticios (122) y elementos compresibles (124), dichos elementos compresibles (124) que se comprimen al congelar el líquido dentro de dicho filtro, caracterizado porque: dicha pluralidad de intersticios (122) son ubicaciones dentro de dicho medio filtrante plegado (120) donde las superficies adyacentes de dicho medio filtrante plegado (122) están ampliamente separadas entre sí; dichos elementos compresibles (124) se ubican en dicha pluralidad de intersticios (122); y dichos elementos compresibles (124) se configuran y montan dentro de dicho elemento de filtro compensador de congelación (110) de modo que la funcionalidad e integridad de dicho elemento de filtro compensador de congelación no se ve comprometida por la compresión del mismo, ya que generalmente dicha compresión no desplaza ni distorsiona el medio filtrante plegado (120) y la presencia de dichos elementos compresibles (124) no afecta negativamente el flujo de líquido a través de dicho filtro.
Description
DESCRIPCIÓN
Filtro de líquido resistente al congelamiento
Campo de la invención
La presente invención se refiere a filtros de líquido en general y más particularmente a filtros para soluciones a base de agua.
Antecedentes de la invención
Se conocen diferentes tipos de filtros de líquido, por ejemplo, de los documentos EP 2609978 A, DE 102012005733 B, DE 202009003704 U, DE 102009061063A, DE 202007010956 U y EP 2742984A.
Resumen de la invención
La presente invención busca proporcionar un elemento de filtro compensador de congelación como se define en la reivindicación 1.
Por lo tanto, se proporciona de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención un filtro de líquido resistente a la congelación que incluye una carcasa que tiene una entrada de líquido y una salida de líquido y un elemento de filtro compensador de congelación que se dispone dentro de la carcasa y que incluye un medio filtrante plegado que tiene una pluralidad de intersticios y elementos compresibles por congelación que se ubican en los intersticios.
También se proporciona, de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención, un elemento de filtro compensador de congelación para usar en un filtro de líquido resistente a la congelación, el elemento de filtro compensador de congelación que incluye un medio filtrante plegado que tiene una pluralidad de intersticios y elementos compresibles por congelación que se ubican en los intersticios.
Preferentemente, el elemento de filtro compensador de congelación incluye también elementos de canal que retienen los elementos compresibles por congelación en los intersticios. Adicionalmente o alternativamente, los elementos compresibles por congelación se forman para tener una sección transversal que generalmente corresponde a la sección transversal de los intersticios en los que se ubican.
De acuerdo con la presente invención, los elementos compresibles por congelación se configuran y montan dentro del elemento de filtro compensador de congelación de modo que la funcionalidad e integridad del elemento de filtro compensador de congelación no se ven comprometidas por la compresión del mismo, ya que generalmente dicha compresión no desplaza ni distorsiona el medio filtrante plegado y la presencia de los elementos compresibles por congelación no afecta negativamente el flujo de líquido a través del filtro.
Preferentemente, los elementos de canal definen las configuraciones de los elementos compresibles por congelación tanto en orientaciones operativas congeladas como no congeladas.
De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, los elementos de canal forman parte de un elemento de definición de canal formado integralmente que tiene anillos superior e inferior.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se entenderá y apreciará más completamente a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con los dibujos en los que:
Las Figuras 1A y 1B son ilustraciones simplificadas de una primera y segunda vista en despiece de un conjunto de filtro de líquido, que se toman desde diferentes direcciones, y se construye y opera de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención;
La Figura 2 es una ilustración gráfica simplificada de un conjunto de elemento de filtro compensador de congelación, que se construye y opera de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, que forma parte del conjunto de filtro de líquido de las Figuras 1A y 1B, en donde se ha quitado una tapa superior del conjunto de filtro de líquido;
La Figura 3 es una ilustración gráfica simplificada de porciones del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación de la Figura 2;
La Figura 4 es una ilustración en sección simplificada que muestra el flujo de líquido a través del conjunto de filtro de líquido de las Figuras 1A - 3;
La Figura 5 es una ilustración de vista lateral simplificada del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación de las Figuras 1A - 4;
Las Figuras 6A, 6B, 6C y 6D son ilustraciones simplificadas de un elemento compresible que forma parte del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación en un estado descongelado y sin comprimir, siendo la Figura 6A una ilustración gráfica y las Figuras 6B, 6C y 6D vistas en planta tomadas en diferentes direcciones que se indican mediante las flechas B, C y D en la Figura 6A;
La Figura 7 es una ilustración en sección transversal simplificada de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 4 que muestra una sección del elemento de filtro compensador de congelación de la Figura 2, tomada a lo largo de las líneas VII - VII en la Figura 5, y muestra la orientación operativa de los elementos compresibles en un estado descongelado;
La Figura 8 es una ilustración en sección transversal simplificada de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 4, que es similar a la Figura 7 pero muestra la orientación operativa de los elementos compresibles en un estado operativo congelado;
La Figura 9 es una ilustración comparativa de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 4, que se basa en las ilustraciones en sección transversal simplificadas de las Figuras 7 y 8, y muestra las orientaciones operativas de los elementos compresibles en dos estados operativos, descongelado y congelado;
Las Figuras 10A y 10B son ilustraciones simplificadas de primera y segunda vista en despiece de un conjunto de filtro de líquido, tomado desde diferentes direcciones, que se construye y opera de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención;
La Figura 11 es una ilustración gráfica simplificada de un conjunto de elemento de filtro compensador de congelación, que se construye y opera de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, que forma parte del conjunto de filtro de líquido de las Figuras 10A y 10B, en donde se ha quitado una tapa superior del conjunto de filtro de líquido;
La Figura 12 es una ilustración gráfica simplificada de porciones del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación de la Figura 11;
La Figura 13 es una ilustración en sección simplificada que muestra el flujo de líquido a través del conjunto de filtro de líquido de las Figuras 10A -12;
La Figura 14 es una ilustración de vista lateral simplificada del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación de las Figuras 10A -13;
Las Figuras 15A, 15B, 15C y 15D son ilustraciones simplificadas de un elemento compresible que forma parte del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación en un estado descongelado y sin comprimir, siendo la Figura 15A una ilustración gráfica y las Figuras 15B, 15C y 15D vistas en planta tomadas en diferentes direcciones que se indican mediante las flechas B, C y D en la Figura 15A;
La Figura 16 es una ilustración en sección transversal simplificada de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 13 que muestra una sección del elemento de filtro compensador de congelación de la Figura 11, tomada a lo largo de las líneas XVI - XVI en la Figura 14, y muestra la orientación operativa de los elementos compresibles en un estado descongelado;
La Figura 17 es una ilustración en sección transversal simplificada de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 13, que es similar a la Figura 16 pero muestra la orientación operativa de los elementos compresibles en un estado operativo congelado;
La Figura 18 es una ilustración comparativa de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 13, que se basa en las ilustraciones simplificadas en sección transversal de las Figuras 16 y 17, y muestra las orientaciones operativas de los elementos compresibles en dos estados operativos, descongelado y congelado;
Las Figuras 19A y 19B son ilustraciones simplificadas de una primera y segunda vista en despiece de un conjunto de filtro de líquido, tomada desde diferentes direcciones, que se construye y opera de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención;
La Figura 20 es una ilustración gráfica simplificada de un conjunto de elemento de filtro compensador de congelación, que se construye y opera de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, que forma parte del conjunto de filtro de líquido de las Figuras 19A y 19B, en donde se ha quitado una tapa superior del conjunto de filtro de líquido;
La Figura 21 es una ilustración gráfica simplificada de porciones del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación de la Figura 20;
La Figura 22 es una ilustración en sección simplificada que muestra el flujo de líquido a través del conjunto de filtro de líquido de las Figuras 19A - 21;
La Figura 23 es una ilustración de vista lateral simplificada del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación de las Figuras 19A -22;
Las Figuras 24A, 24B, 24C y 24D son ilustraciones simplificadas de un elemento compresible que forma parte del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación en un estado descongelado y sin comprimir, siendo la Figura 24A una ilustración gráfica y las Figuras 24B, 24C y 24D vistas en planta tomadas en diferentes direcciones que se indican mediante las flechas B, C y D en la Figura 24A;
La Figura 25 es una ilustración en sección transversal simplificada de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 22 que muestra una sección del elemento de filtro compensador de congelación de la Figura 20, tomada a lo largo de las líneas XXV - XXV en la Figura 23, y muestra la orientación operativa de los elementos compresibles en un estado descongelado;
La Figura 26 es una ilustración en sección transversal simplificada de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 22, que es similar a la Figura 25 pero muestra la orientación operativa de los elementos compresibles en un estado operativo congelado; y
La Figura 27 es una ilustración comparativa de una porción del conjunto de filtro de líquido de la Figura 22, que se basa en las ilustraciones de sección transversal simplificadas de las Figuras 25 y 26, y muestra las orientaciones operativas de los elementos compresibles en dos estados operativos, descongelado y congelado.
Descripción detallada de modalidades preferidas
Ahora se hace referencia a las Figuras 1A - 9, que ilustran un conjunto de filtro de líquido 100, que se construye y opera de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. El conjunto de filtro de líquido puede emplearse para cualquier aplicación de filtrado de líquido adecuada tanto estática como vehicular y puede emplearse beneficiosamente como un filtro de urea.
Como se ve particularmente en las Figuras 1A y 1B, el conjunto de filtro de líquido 100 comprende preferentemente una carcasa 102 y una cubierta 104 que se asegura de manera desmontable a la carcasa 102. La carcasa 102 se forma preferentemente con una entrada de líquido 106 y una salida de líquido 108, que se ven claramente en la Figura 4. Dentro de la carcasa 102 se dispone un conjunto de elemento de filtro compensador de congelación 110. El conjunto de elemento de filtro compensador de congelación 110 incluye preferentemente una tapa de extremo superior 112 y una tapa de extremo inferior 114 sobre las cuales se monta un medio filtrante plegado 120 que tiene múltiples intersticios expandidos 122. Los intersticios 122 son ubicaciones dentro del medio filtrante plegado 120 donde las superficies adyacentes del medio de filtro están ampliamente separadas entre sí. Una característica particular de la presente invención es que los elementos compresibles por congelación 124 se ubican en los intersticios 122. Preferentemente, los canales de retención del elemento compresible por congelación 126 se disponen en los intersticios 122 y retienen los elementos compresibles por congelación 124 en los mismos.
El medio filtrante plegado 120 también define preferentemente un canal interno 130 (Figura 2) en el que se ubica preferentemente un tubo de refuerzo abierto y hueco 132 que encierra un elemento calentador 134. Un ejemplo de un elemento calentador 134 es la pieza número 1054332 SO2 que fabrica Mann-Hummel, Alemania.
Se ve que las tapas de extremo superior e inferior 112 y 114 incluyen una pared circunferencial vertical 140 y una superficie anular orientada hacia adentro 142. Preferentemente, los bordes superior e inferior 144 y 146 del medio filtrante plegado 120 se sellan de manera adhesiva o de otro modo a las respectivas superficies anulares orientadas hacia adentro 142 de las tapas de extremo superior e inferior 112 y 114, al igual que los bordes superior e inferior 154 y 156 de los canales 126. Las superficies superior e inferior 164 y 166 de los elementos compresibles por congelación 124 también pueden sellarse de manera adhesiva o de otro modo a las superficies anulares orientadas hacia adentro 142 de las respectivas tapas de extremo superior e inferior 112 y 114, o pueden ubicarse en contacto con las mismas, y se mantienen en posición mediante los canales 126.
Pasando ahora a las Figuras 6A - 6D, se ve que los elementos compresibles por congelación 124 son preferentemente elementos generalmente alargados que tienen una sección transversal generalmente triangular y se forman preferentemente de poliuretano o cualquier otro material adecuado similar a una esponja. Cada elemento compresible por congelación 124 incluye preferentemente una porción triangular alargada interna 170 que tiene un par de superficies laterales que se extienden radialmente 172, a los que se unen los extremos adyacentes 173 de la porción 170 mediante una superficie circunferencial 174.
Cada elemento compresible por congelación 124 también incluye preferentemente una porción alargada externa 176 que se forma integralmente sobre la misma, que tiene una sección transversal triangular generalmente truncada y que tiene un par de superficies laterales que se extienden radialmente 178, que se unen mediante una superficie circunferencial 180. Se ve que la porción 170 normalmente se extiende longitudinalmente más allá de la porción alargada externa 176 adyacente a ambos extremos de la misma. También se ve que una ranura alargada 182 se define entre las respectivas superficies que se extienden radialmente 172 y 178.
Los canales 126 tienen preferentemente una sección transversal triangular general que se ajusta a la configuración de los intersticios 122. Los canales 126 se forman cada uno con un par de bordes alargados, espaciados y orientados entre sí 190 (como se ve en las Figuras 7, 8 y 9), que se extienden circunferencialmente y se acoplan a las ranuras alargadas 182 para retener los elementos compresibles por congelación 124 como parte del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación 110.
Ahora se hace referencia a las Figuras 7, 8 y 9, que ilustran la compresibilidad del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación 110 en respuesta a la expansión del líquido a procesar por el conjunto de filtro de líquido 100, por ejemplo, solución de urea, que normalmente incluye agua, dentro de la carcasa 102. Bajo operación normal con líquido descongelado y circulando libremente dentro de la carcasa del filtro 102, los elementos compresibles por congelación 124 están como se muestra en la Figura 7, completamente expandidos o sin comprimir. Como se muestra, los elementos compresibles por congelación 124 se extienden fuera de los canales 126.
Al congelar el líquido dentro de la carcasa 102, los elementos compresibles por congelación 124 del conjunto de elemento de filtro compensador de congelación 110 normalmente se comprimen de la manera que se muestra en la Figura 8 en contraste con lo que se muestra en la Figura 7. La sección transversal comprimida se muestra particularmente mediante sombreado con rayas y se designa con el número de referencia 200 en la Figura 9.
Se aprecia que, en estado congelado, que se ilustra en la Figura 8 y en comparación con el estado descongelado en la Figura 7, los elementos compresibles por congelación 124 se extienden fuera de los canales 126 en menor medida, si es que lo hacen, y preferentemente no se extienden fuera de un volumen cilíndrico que definen los bordes exteriores de las tapas de extremo 112 y 114. Esta compresión ocurre a causa de la expansión del líquido presente en el filtro a medida que el líquido se congela y la compresión de los elementos compresibles por congelación 124 deja espacio para la expansión del líquido. Como resultado, se produce poca o ninguna presión hacia afuera sobre la carcasa 102 cuando el líquido se congela dentro del elemento de filtro compensador de congelación 110 y se preserva la integridad de la carcasa del filtro 102, la cubierta 104 y otros componentes del filtro.
Una característica particular de la presente invención es que la funcionalidad y la integridad del elemento de filtro compensador de congelación 110 del cual los elementos compresibles por congelación 124 forman una parte integral, no se ven comprometidas por esta compresión, ya que generalmente dicha compresión no desplaza ni distorsiona el medio filtrante plegado 120 o lo separa de las tapas de extremo 112 y 114 y debido a la colocación de tales elementos compresibles por congelación 124 no se afecta negativamente el flujo de líquido a través del filtro.
Ahora se hace referencia a las Figuras 10A - 18, que ilustran un filtro de líquido 300, que se construye y opera de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención. El filtro puede emplearse para cualquier aplicación adecuada de filtrado de líquidos, tanto estática como vehicular, y puede emplearse beneficiosamente como filtro de urea. Como se ve particularmente en las Figuras 10A y 10B, el filtro de líquido 300 comprende preferentemente una carcasa 302 y una cubierta 304 que se asegura de manera desmontable a la carcasa 302. La carcasa 302 se forma preferentemente con una entrada de líquido 306 y una salida de líquido 308, que se ven claramente en la Figura 13. Dentro de la carcasa 302 se dispone un elemento de filtro compensador de congelación 310. El elemento de filtro compensador de congelación 310 incluye preferentemente una tapa de extremo superior 312 y una tapa de extremo inferior 314 sobre las cuales se monta un medio filtrante plegado 320 que tiene múltiples intersticios expandidos 322. Los intersticios 322 son ubicaciones dentro del medio filtrante plegado donde las superficies adyacentes del medio de filtro están ampliamente separadas entre sí. Una característica particular de la presente invención es que los elementos compresibles por congelación 324 se ubican en los intersticios 322.
Preferentemente, se proporciona un elemento de definición de canal formado integralmente 325 e incluye canales de retención del elemento compresible 326, que se disponen en los intersticios 322 y retienen elementos compresibles por congelación 324 en el mismo. El elemento de definición de canal 325 define preferentemente los respectivos anillos de soporte superior e inferior 327 y 328, que soportan los canales 326 y que, a su vez, se asientan en las tapas de extremo superior e inferior 312 y 314.
El medio filtrante plegado 320 también define preferentemente un canal interno 330 en el que se ubica preferentemente un tubo de refuerzo abierto y hueco 332 que encierra un elemento calentador 334. Un ejemplo de un elemento calentador 134 es la pieza número 1054332 SO2 que fabrica Mann-Hummel, Alemania.
Se ve que las tapas de extremo superior e inferior 312 y 314 incluyen una pared circunferencial vertical 340 y una superficie anular orientada hacia adentro 342. Preferentemente, los bordes superior e inferior 344 y 346 del medio filtrante plegado 320 se sellan de forma adhesiva o de otro modo a las respectivas superficies anulares orientadas hacia adentro 342 de las tapas de extremo superior e inferior 312 y 314, al igual que los bordes superior e inferior 354 y 356 de los canales 326. Las superficies superior e inferior 364 y 366 de los elementos compresibles por congelación 324 también pueden sellarse de manera adhesiva o de otro modo a las superficies anulares orientadas hacia adentro 342 de las respectivas tapas de extremo superior e inferior 312 y 314, o pueden ubicarse en contacto con las mismas, y se mantienen en posición mediante los canales 326.
Pasando ahora a las Figuras 15A - 15D, se ve que los elementos compresibles por congelación 324 son preferentemente elementos generalmente alargados que tienen una sección transversal generalmente triangular y preferentemente se forman de poliuretano o cualquier otro material adecuado similar a una esponja. Cada elemento compresible por congelación 324 incluye preferentemente una porción triangular alargada interna 370 que tiene un par de superficies laterales que se extienden radialmente 372, a las que se unen los extremos adyacentes 373 de la porción 370 mediante una superficie circunferencial 374. Cada elemento compresible por congelación 324 incluye preferentemente también una porción alargada externa 376 que se forma integralmente sobre la misma que tiene una sección transversal triangular generalmente truncada que tiene un par de superficies laterales que se extienden radialmente 378, que se unen mediante una superficie circunferencial 380. Se observa que la porción 370 normalmente se extiende longitudinalmente más allá de la porción alargada externa 376 adyacente a ambos extremos de la misma. También se ve que una ranura alargada 382 se define entre las respectivas superficies que se extienden radialmente 372 y 378.
Los canales 326 tienen preferentemente una sección transversal triangular general que se ajusta a la configuración de los intersticios 322. Los canales 326 se forman cada uno con un par de bordes alargados, espaciados y orientados entre sí 390 (como se ve en las Figuras 16, 17 y 18) que se extienden circunferencialmente y se acoplan a las ranuras alargadas 382 para retener los elementos compresibles por congelación 324 como parte del elemento de filtro compensador de congelación 310.
Ahora se hace referencia a las Figuras 16, 17 y 18, que ilustran la compresibilidad del elemento de filtro compensador de congelación 310 en respuesta a la expansión del líquido a procesar por el filtro de líquido 300, por ejemplo, solución de urea, que normalmente incluye agua, dentro de la carcasa 302. Bajo operación normal con líquido descongelado y circulando libremente dentro del filtro, los elementos compresibles por congelación 324 están como se muestra en la Figura 16, completamente expandidos o sin comprimir. Como se muestra, los elementos compresibles por congelación 324 se extienden fuera de los canales 326.
Al congelar el líquido dentro de la carcasa 302, los elementos compresibles por congelación 324 del elemento de filtro compensador de congelación 310 normalmente se comprimen de la manera que se muestra en la Figura 17. En la ilustración comparativa de la Figura 18, la sección transversal comprimida se muestra particularmente mediante sombreado con rayas y se designa con el número de referencia 400, y se muestra en contraste con las secciones transversales correspondientes de los elementos compresibles por congelación 324 en el estado descongelado, como en la Figura 16 y en estado congelado, como se ve en la Figura 17. En el estado congelado, como se ve en la Figura 17, los elementos compresibles por congelación se extienden fuera de los canales 326 en menor medida, si es que lo hacen, y preferentemente no se extienden fuera de un volumen cilíndrico que definen los bordes exteriores de las tapas de extremo 312 y 314. Esta compresión ocurre a causa de la expansión del líquido presente dentro de la carcasa del filtro 302 a medida que el líquido se congela y la compresión de los elementos compresibles por congelación 324 deja espacio para la expansión del líquido dentro de la carcasa del filtro. Como resultado, se produce poca o ninguna presión hacia afuera cuando el líquido se congela dentro del elemento de filtro compensador de congelación 310 y se preserva la integridad de la carcasa del filtro 302, la cubierta 304 y otros componentes del filtro.
Una característica particular de la presente invención es que la funcionalidad y la integridad del elemento de filtro compensador de congelación 310, del cual los elementos compresibles por congelación 324 forman una parte integral, no se ven comprometidas por esta compresión, ya que generalmente dicha compresión no desplaza ni distorsiona el medio filtrante plegado 320 o lo separa de las tapas de extremo 312 y 314 y debido a la colocación de dicho elemento compresible por congelación no se afecta negativamente el flujo de líquido a través del filtro. La Figura 18 ilustra el elemento de filtro compensador de congelación 310 en un estado comprimido, tal como cuando todo el filtro está en un estado congelado.
Ahora se hace referencia a las Figuras 19A - 27, que ilustran un filtro de líquido 500, que se construye y opera de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención. El filtro puede emplearse para cualquier aplicación adecuada de filtrado de líquidos, tanto estática como vehicular, y puede emplearse beneficiosamente como filtro de urea.
Como se ve particularmente en las Figuras 19A y 19B, el filtro de líquido 500 comprende preferentemente una carcasa 502 y una cubierta 504 que se asegura de manera desmontable a la carcasa 502. La carcasa 502 se forma preferentemente con una entrada de líquido 506 y una salida de líquido 508, que se ven claramente en la Figura 22.
Dentro de la carcasa 502 se dispone un elemento de filtro compensador de congelación 510. El elemento de filtro compensador de congelación 510 incluye preferentemente una tapa de extremo superior 512 y una tapa de extremo inferior 514 sobre las cuales se monta un medio filtrante plegado 520 que tiene múltiples intersticios expandidos 522. Los intersticios 522 son ubicaciones dentro del medio filtrante plegado donde las superficies adyacentes del medio de filtro están ampliamente separadas entre sí. Una característica particular de la presente invención es que los elementos compresibles por congelación 524 se ubican en los intersticios 522. Preferentemente, se proporciona un elemento de definición de canal formado integralmente 525 e incluye canales de retención del elemento compresible 526, que se disponen en los intersticios 522 y retienen elementos compresibles por congelación 524 en el mismo. El elemento de definición de canal 525 define preferentemente los respectivos anillos de soporte superior e inferior 527 y 528, que soportan los canales 526 y que, a su vez, se asientan en las tapas de extremo superior e inferior 512 y 514.
El medio filtrante plegado 520 preferentemente también define un canal interno 530 en el que se ubica preferentemente un tubo de refuerzo abierto y hueco 532.
Se ve que las tapas de extremo superior e inferior 512 y 514 incluyen una pared circunferencial vertical 540 y una superficie anular orientada hacia adentro 542. Preferentemente, los bordes superior e inferior 544 y 546 del medio filtrante plegado 520 se sellan de forma adhesiva o de otro modo a las respectivas superficies anulares orientadas hacia adentro 542 de las tapas de extremo superior e inferior 512 y 514, al igual que los bordes superior e inferior 554 y 556 de los canales 526. Las superficies superior e inferior 564 y 566 de los elementos compresibles por congelación 524 también pueden sellarse de manera adhesiva o de otro modo a las superficies anulares orientadas hacia adentro 542 de las respectivas tapas de extremo superior e inferior 512 y 514, o pueden ubicarse en contacto con las mismas, y se mantienen en posición mediante los canales 526.
Pasando ahora a las Figuras 24A - 24D, se ve que los elementos compresibles por congelación 524 son preferentemente elementos generalmente alargados que tienen una sección transversal generalmente triangular y se forman preferentemente de poliuretano o cualquier otro material adecuado similar a una esponja. Cada elemento compresible por congelación 524 incluye preferentemente una porción triangular alargada interna 570 que tiene un par de superficies laterales que se extienden radialmente 572, a las que se unen los extremos adyacentes 573 de la porción 570 mediante una superficie circunferencial 574. Cada elemento compresible por congelación 524 también incluye preferentemente una porción alargada exterior 576 que se forma integralmente sobre la misma que tiene una sección transversal triangular generalmente truncada que tiene un par de superficies laterales que se extienden radialmente 578, que se unen mediante una superficie circunferencial 580. Se observa que la porción 570 normalmente se extiende longitudinalmente más allá de la porción alargada exterior 576 adyacente a ambos extremos de la misma. También se ve que una ranura alargada 582 se define entre las respectivas superficies que se extienden radialmente 572 y 578. Los canales 526 tienen preferentemente una sección transversal triangular general que se ajusta a la configuración de los intersticios 522. Los canales 526 se forman con un par de bordes alargados, espaciados y orientados entre sí 590 (como se ve en las Figuras 25, 26 y 27) que se extienden circunferencialmente y se acoplan a las ranuras alargadas 582 para retener elementos compresibles por congelación 524 como parte del elemento de filtro compensador de congelación 510.
Ahora se hace referencia a las Figuras 25, 26 y 27, que ilustran la compresibilidad del elemento de filtro compensador de congelación 510 en respuesta a la expansión del líquido a procesar por el filtro de líquido 500, por ejemplo, solución de urea, que incluye normalmente agua, dentro de la carcasa 502. Bajo operación normal con líquido descongelado y circulando libremente dentro de la carcasa del filtro 502, los elementos compresibles por congelación 524 están como se muestra en la Figura 25, completamente expandidos o sin comprimir. Como se muestra, los elementos compresibles por congelación 524 se extienden fuera de los canales 526.
Al congelar el líquido dentro de la carcasa 502, los elementos compresibles por congelación 524 del elemento de filtro compensador de congelación 510 normalmente se comprimen de la manera que se muestra en la Figura 26. La ilustración comparativa de la Figura 27 muestra la sección transversal comprimida 600 mediante sombreado con rayas e ilustra el contraste entre el estado de los elementos compresibles por congelación 524 en el estado descongelado, como en la Figura 25, y su estado en el estado congelado, como se ve en la Figura 26. En el estado congelado, los elementos compresibles por congelación 524 se extienden fuera de los canales 526 en menor medida, si es que lo hacen, y preferentemente no se extienden fuera de un volumen cilíndrico que definen los bordes exteriores de las tapas de extremo 512 y 514. Esta compresión ocurre a causa de la expansión del líquido presente dentro de la carcasa 502 a medida que el líquido se congela y la compresión de los elementos compresibles por congelación 524 deja espacio para la expansión del líquido. Como resultado, se produce poca o ninguna presión hacia afuera cuando el líquido se congela dentro del elemento de filtro compensador de congelación 510 y se preserva la integridad de la carcasa del filtro 502, la cubierta 504 y otros componentes del filtro.
Una característica particular de la presente invención es que la funcionalidad y la integridad del elemento de filtro compensador de congelación 510, del cual los elementos compresibles por congelación 524 forman una parte integral, no se ven comprometidas por esta compresión, ya que generalmente dicha compresión no desplaza ni distorsiona el medio filtrante plegado 520 o lo separa de las tapas de extremo 512 y 514 y debido a la colocación de dicho elemento compresible por congelación no se afecta negativamente el flujo de líquido a través del filtro. La Figura 26 ilustra el
elemento de filtro compensador de congelación 510 en un estado comprimido, tal como cuando todo el filtro está en un estado congelado.
Claims (7)
- REIVINDICACIONESi. Un elemento de filtro compensador de congelación (110) para usar en un filtro de líquido resistente a la congelación, dicho elemento de filtro compensador de congelación (110) que incluye un medio filtrante plegado (120) que tiene una pluralidad de intersticios (122) y elementos compresibles (124), dichos elementos compresibles (124) que se comprimen al congelar el líquido dentro de dicho filtro,caracterizado porque:dicha pluralidad de intersticios (122) son ubicaciones dentro de dicho medio filtrante plegado (120) donde las superficies adyacentes de dicho medio filtrante plegado (122) están ampliamente separadas entre sí; dichos elementos compresibles (124) se ubican en dicha pluralidad de intersticios (122); ydichos elementos compresibles (124) se configuran y montan dentro de dicho elemento de filtro compensador de congelación (110) de modo que la funcionalidad e integridad de dicho elemento de filtro compensador de congelación no se ve comprometida por la compresión del mismo, ya que generalmente dicha compresión no desplaza ni distorsiona el medio filtrante plegado (120) y la presencia de dichos elementos compresibles (124) no afecta negativamente el flujo de líquido a través de dicho filtro.
- 2. Un elemento de filtro compensador de congelación (110) de acuerdo con la reivindicación 1 y en donde dicho elemento de filtro compensador de congelación (110) también comprende elementos de canal (126) que retienen dichos elementos compresibles (124) en dichos intersticios (122).
- 3. Un elemento de filtro compensador de congelación (110) de acuerdo con la reivindicación 2 y en donde dichos elementos de canal (126) definen configuraciones de dichos elementos compresibles (124) en ambas orientaciones operativas comprimida y no comprimida.
- 4. Un elemento de filtro compensador de congelación (110) de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3 y en donde dichos elementos de canal (126) forman parte de un elemento de definición de canal formado integralmente que tiene anillos superior e inferior (327), (328).
- 5. Un elemento de filtro compensador de congelación (110) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y en donde dichos elementos compresibles (124) se forman para tener una sección transversal que generalmente corresponde a la sección transversal de dichos intersticios (122) en los que se ubican.
- 6. Un elemento de filtro compensador de congelación (110) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y en donde dichos elementos compresibles (124) son generalmente elementos alargados que tienen una sección transversal generalmente triangular
- 7. Un filtro de líquido resistente a la congelación (100) que comprende:una carcasa (102) que tiene una entrada de líquido (106) y una salida de líquido (108); yun elemento de filtro compensador (110) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, dicho elemento de filtro compensador (110) que se dispone dentro de dicha carcasa (102).
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