ES2914980T3 - Unidad de filtrado con conjunto de cubierta mejorado - Google Patents
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Abstract
Una unidad de filtrado (10) que comprende: - un componente de filtrado (20) que tiene una pared interior, una pared exterior dispuesta alrededor de la pared interior para definir un espacio interior entre la pared interior y la pared exterior, y un medio de filtrado que divide el espacio interior en una cámara de prefiltro y una cámara de postfiltro, estando al menos dicha cámara de prefiltro compartimentada circunferencialmente en sectores, teniendo al menos una de dichas pared interior y pared exterior pasajes que se comunican respectivamente con los correspondientes de los sectores, - un divisor (30) dispuesto coaxialmente con el componente de filtrado (20), teniendo el divisor distintas columnas de distribución (32), - una cubierta (40) dispuesta en un extremo axial del componente de filtrado (20), y - un distribuidor giratorio de retrolavado (70) que tiene un obturador (72) provisto de una abertura de descarga (74), estando el distribuidor giratorio de retrolavado (70) montado para girar de manera que dicha abertura de descarga (74) se pone en comunicación periódica y selectivamente con cada columna de distribución (32), por lo que cada columna de distribución (32) establece periódica y selectivamente comunicación entre la abertura de descarga (74) y las respectivas de los pasajes, caracterizada por que la unidad de filtrado también comprende una placa divisoria (60) dispuesta entre la cubierta (40) y el distribuidor giratorio de retrolavado (70), estando fijada la placa divisoria (60) de forma separable con respecto a la cubierta (40) y teniendo aberturas (62) que desembocan en las columnas de distribución (32), y por que el obturador (72) topa con una superficie de contacto (67) de la placa divisoria (60) al menos en un contorno cerrado que rodea la abertura de descarga (74).
Description
DESCRIPCIÓN
Unidad de filtrado con conjunto de cubierta mejorado
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a una unidad de filtrado con retrolavado automático. Más particularmente, la divulgación se refiere a una mejora de un conjunto de cubierta de dicha unidad de filtrado.
Antecedentes tecnológicos
La solicitud internacional WO 2012/028824 describe una unidad de filtrado que comprende al menos dos elementos de filtro, teniendo cada elemento de filtro una cara interior, una cara exterior, una malla filtrante, dos bordes circulares concéntricos, respectivamente, un borde interior y un borde exterior entre los que se extiende dicha malla filtrante, y unos nervios radiales dispuestos al menos en la cara interior, extendiéndose dichos nervios radiales entre dichos bordes concéntricos y estando distribuidos circunferencialmente para formar distintos sectores en dicha cara interior. Dichos elementos de filtro están configurados para montarse uno contra el otro, de modo que sus respectivas caras interiores queden enfrentadas para definir un espacio entre las mismas, en el que dichos nervios radiales que delimitan los sectores forman compartimentos circunferenciales en dicho espacio. Al menos uno de dichos borde interior y borde exterior tiene pasajes que se comunican respectivamente con los correspondientes de los sectores. Los elementos de filtro se apilan a lo largo de una dirección axial entre una primera cubierta y una segunda cubierta.
Al apilar un número seleccionado de pares de elementos de filtro, se obtiene un área de filtro deseada para una aplicación prevista. Normalmente, el fluido para filtrar penetra en la pila a través de pasajes del borde interior, pasa a través de la malla filtrante, y, una vez purificado, sale por otros pasajes definidos en el borde exterior. Naturalmente, el flujo de fluido a través de la malla filtrante podría invertirse o disponerse de alguna otra manera.
El filtro descrito en esa publicación comprende además un divisor dispuesto coaxialmente con los elementos de filtro, teniendo el divisor distintas columnas de distribución, y un distribuidor giratorio de retrolavado dispuesto en la primera cubierta. El distribuidor giratorio de retrolavado tiene un obturador provisto de una abertura de descarga y está montado para girar de manera que dicha abertura de descarga se pone en comunicación periódica y selectivamente con cada columna de distribución, por lo que cada columna de distribución establece periódica y selectivamente comunicación entre la abertura de descarga y las respectivas de los pasajes.
De este modo, periódicamente, el flujo de fluido se invierte en los sectores correspondientes a pasajes en comunicación fluida con la abertura de descarga, que permite realizar un retrolavado en estos sectores debido al gradiente de presión a través de la malla filtrante, es decir, el gradiente de presión entre el lado de la cara exterior y el lado de la cara interior. El fluido utilizado para el retrolavado se descarga luego a través de la abertura de descarga.
Esta unidad de filtrado de la técnica anterior comprende un espaciador de distribución que forma una parte integral de la primera cubierta. Este espaciador de distribución tiene pasajes que se extienden por dichas columnas de distribución y el obturador está en contacto hermético y deslizante con una superficie anular del espaciador de distribución en la que desembocan dichos pasajes.
Ahora, ha surgido la necesidad de una disposición de distribución mejorada. Una de tales necesidades es el requisito de filtros más eficientes. Por lo tanto, existe una necesidad de un nuevo tipo de unidades de filtrado.
Sumario
En este sentido, la presente divulgación se refiere a una unidad de filtrado que comprende: un componente de filtrado que tiene una pared interior, una pared exterior dispuesta alrededor de la pared interior para definir un espacio interior entre la pared interior y la pared exterior, y un medio de filtrado que divide el espacio interior en una cámara de prefiltro y una cámara de postfiltro, estando al menos dicha cámara de prefiltro compartimentada circunferencialmente en sectores, teniendo al menos una de dichas pared interior y pared exterior pasajes que se comunican respectivamente con los correspondientes de los sectores; un divisor dispuesto coaxialmente con el componente de filtrado, teniendo el divisor distintas columnas de distribución; una cubierta dispuesta en un extremo axial del componente de filtrado; y un distribuidor giratorio de retrolavado que tiene un obturador provisto de una abertura de descarga, estando el distribuidor giratorio de retrolavado montado para girar de manera que dicha abertura de descarga se pone en comunicación periódica y selectivamente con cada columna de distribución, por lo que cada columna de distribución establece periódica y selectivamente comunicación entre la abertura de descarga y las respectivas de los pasajes. La unidad de filtrado se caracteriza por que la unidad de filtrado comprende además una placa divisoria dispuesta entre la cubierta y el distribuidor giratorio de retrolavado, estando fijada la placa divisoria de forma separable con respecto a la cubierta y teniendo aberturas que desembocan en las columnas de distribución, y por que el obturador topa con una superficie de contacto de la placa divisoria al menos en un contorno cerrado que rodea la abertura de descarga.
La cámara de prefiltro es la parte del espacio interior por donde fluye el fluido a filtrar. El fluido luego cruza el medio
filtrante, se filtra así y entra en la cámara de postfiltro. La cámara de prefiltro y la cámara de postfiltro están a ambos lados del medio filtrante.
El distribuidor giratorio de retrolavado es giratorio con respecto al divisor. Por lo tanto, si las columnas de distribución del divisor están dispuestas a lo largo de una circunferencia o equivalente, la abertura de descarga puede ponerse fácilmente en comunicación fluida con las columnas de distribución de manera secuencial y periódica.
Tal como se usa en la presente divulgación, las formas en singular "un", "una" y "el/la" pretenden incluir también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente otra cosa. Por ejemplo, la unidad de filtrado puede comprender una pluralidad de componentes de filtrado. Al contrario, como se utiliza en el presente documento, las formas plurales pueden ser genéricas e incluir formas singulares como una realización particular.
La disposición coaxial del divisor y el componente de filtrado define una dirección axial. Una dirección radial es la dirección perpendicular a la dirección axial y que cruza la dirección axial.
La cubierta puede estar configurada para sujetar el componente de filtrado en posición, y/o varios componentes de filtrado entre sí, por ejemplo, en contacto de sellado entre sí, y/o para participar en la estructura de la unidad de filtrado. Específicamente, la cubierta puede soportar estructuralmente los elementos del mecanismo de retrolavado. Además, la cubierta puede definir una pared de la cámara de prefiltro o de la cámara de postfiltro. Específicamente, la cubierta puede separar los flujos de fluido aguas arriba del componente de filtrado y aguas abajo del componente de filtrado.
Estando dispuesta la placa divisoria entre la cubierta y el distribuidor giratorio, por ejemplo, axialmente entre la cubierta y el distribuidor giratorio, implica que al menos parte del contacto entre la cubierta y el distribuidor giratorio es indirecto y se logra a través de la placa divisoria como una pieza intermedia. Esto se confirma por el obturador del distribuidor giratorio de retrolavado que topa con una superficie de contacto de la placa divisoria. La cubierta y la placa divisoria están dispuestas en un mismo lado del componente de filtrado, formando así un conjunto de cubierta.
La placa divisoria puede fijarse (unirse) y separarse selectivamente con respecto a la cubierta. Es decir, la placa divisoria puede fijarse (unirse) y separarse selectivamente de la propia cubierta o de cualquier otra parte que haga que tenga una posición fija con respecto a la cubierta. Dicho de otro modo, la placa divisoria puede estar fijada directa o indirectamente a la cubierta, y de manera desmontable.
Las aberturas de la placa divisoria son orificios pasantes. Las aberturas están configuradas para permitir la comunicación fluida entre el distribuidor giratorio de retrolavado y las columnas de distribución. Dicho de otro modo, las aberturas prolongan las columnas de distribución.
La cubierta es una parte importante de la unidad de filtrado que tiene muchas funciones. Como resultado, la cubierta suele ser cara y relativamente difícil de fabricar. Los inventores se han dado cuenta que, por su contacto de estanqueidad con el distribuidor giratorio de retrolavado, la cubierta tiende a desgastarse.
Gracias a que la placa divisoria es una parte distinta de la cubierta y se fija de forma desmontable a la misma, tanto la cubierta como la placa divisoria pueden diseñarse y fabricarse por separado y, por lo tanto, de manera más eficiente en vista de sus respectivas funciones. Además, la placa divisoria se puede reemplazar sin reemplazar toda la cubierta, lo que hace que las operaciones de mantenimiento sean más rápidas y económicas. Adicionalmente, proporcionar la placa divisoria ayuda a reducir el desgaste, o al menos ayuda a hacer frente a las consecuencias del mismo reemplazando la placa divisoria. Además, el obturador del distribuidor giratorio de retrolavado topa con una superficie de contacto de la placa divisoria al menos en un contorno cerrado que rodea la abertura de descarga. Por lo tanto, el contacto de estanqueidad entre el distribuidor giratorio de retrolavado, en particular, la abertura de descarga y la placa divisoria se pueden garantizar de manera más fiable y se pueden reducir las fugas, si no se evitan. Como consecuencia, se mejora la eficacia global de la unidad de filtrado.
Adicionalmente, dado que el distribuidor giratorio de retrolavado puede no estar en contacto con el divisor, sino que topa con la placa divisoria, el divisor puede quedarse con bordes afilados, que también mejoran el sellado. De este modo, se mejora aún más la eficiencia global de la unidad de filtrado.
En algunas realizaciones, la superficie de contacto de la placa divisoria, para contacto con el obturador del distribuidor giratorio de retrolavado, es axisimétrica. Las aberturas mencionadas anteriormente pueden desembocar en la superficie de contacto axisimétrica.
En algunas realizaciones, la superficie de contacto de la placa divisoria, para contacto con el obturador del distribuidor giratorio de retrolavado, es plana. Las aberturas mencionadas anteriormente pueden desembocar en la superficie de contacto plana. En estas realizaciones, el sellado se asegura de forma más fiable en comparación con realizaciones en las que la superficie de contacto entre el distribuidor giratorio de retrolavado y la placa divisoria incluye porciones de superficie que no están contenidas en un plano. Toda la superficie de contacto entre la placa divisoria y el distribuidor giratorio de retrolavado puede estar contenida dentro de un plano. Como alternativa, la placa divisoria puede estar provista de una superficie de contacto no plana, tal como curva o ligeramente cónica, o con porciones de
superficie de contacto tanto planas como no planas, tal como en diferentes radios.
En algunas realizaciones, las aberturas están alineadas con las columnas de distribución. Es decir, las aberturas pueden tener la misma sección transversal que las columnas de distribución, respectivamente, o una sección transversal correspondiente. Las aberturas pueden estar dispuestas de forma continua con las columnas de distribución. En estas realizaciones, el sellado entre las aberturas y las columnas de distribución es más fiable y se evitan pérdidas de presión adicionales dentro de la unidad de filtrado.
En algunas realizaciones, la unidad de filtrado comprende además un indexador configurado para indexar una posición de la placa divisoria con respecto al divisor. El indexador puede indexar una posición de rotación de la placa divisoria, o una orientación de la placa divisoria, alrededor de la dirección axial. El indexador puede indexar una posición de la placa divisoria con respecto al divisor, directamente o a través de al menos un tercer elemento que se fija con respecto al divisor. Además, el indexador puede ser integral con la placa divisoria o el divisor.
En algunas realizaciones, la placa divisoria se extiende radialmente más allá del divisor. Es decir, la placa divisoria se extiende radialmente más hacia dentro y/o más hacia fuera que el divisor, dependiendo de la configuración del divisor y del componente de filtrado. Por lo tanto, la placa divisoria puede proporcionar un tope axial para el divisor.
En algunas realizaciones, la cubierta tiene una abertura axial para circulación de fluido desde las columnas de distribución o hacia las columnas de distribución, y la placa divisoria es radialmente mayor que la abertura axial. En estas realizaciones, la placa divisoria puede apoyarse contra la cubierta mientras cubre, excluyendo las aberturas, la abertura axial. El divisor puede extenderse al menos parcialmente a través de la abertura axial.
En algunas realizaciones, la placa divisoria topa con la cubierta y el divisor, en un lado de la cubierta opuesto al componente de filtrado. La placa divisoria puede mantenerse contra la cubierta y el divisor por medios estáticos, por ejemplo, sujetadores, o medios dinámicos, tal como medios elásticos (muelles, material elástico, etc.). Por lo tanto, la estanqueidad a los fluidos es aún más fiable.
En algunas realizaciones, la unidad de filtrado comprende además un sujetador para sujetar la placa divisoria a la cubierta, estando dispuesto el sujetador fuera de una trayectoria del distribuidor giratorio de retrolavado en la placa divisoria. La trayectoria del distribuidor giratorio de retrolavado sobre la placa divisoria incluye la superficie de la placa divisoria que resulta estar en contacto con el distribuidor giratorio de retrolavado durante una rotación completa del distribuidor giratorio de retrolavado.
En estas realizaciones, el sujetador puede sujetar directamente la placa divisoria a la cubierta. Por lo tanto, podría existir la posibilidad de que el distribuidor giratorio de retrolavado entre en contacto con el sujetador, especialmente cuando el sujetador está dispuesto en la cara de la placa divisoria con la que topa el distribuidor giratorio de retrolavado. Sin embargo, gracias a que el sujetador está dispuesto fuera de una trayectoria del distribuidor giratorio de retrolavado en la placa divisoria, estas realizaciones aseguran que no haya contacto entre el sujetador y el distribuidor giratorio de retrolavado. Como consecuencia, el contacto de sellado entre el distribuidor giratorio de retrolavado y la placa divisoria es más fiable. En algunas realizaciones, el sujetador puede estar dispuesto cerca de una trayectoria del distribuidor giratorio de retrolavado en la placa divisoria.
En algunas realizaciones, la placa divisoria comprende una porción anular radialmente adyacente a las aberturas. La porción anular puede estar orientada axialmente hacia la cubierta.
En algunas realizaciones, el sujetador se proporciona en la porción anular.
En algunas realizaciones, la placa divisoria está fijada al divisor. En estas realizaciones, la placa divisoria puede estar fijada de manera desmontable o no desmontable con respecto al divisor, y/o el divisor puede estar fijado de forma desmontable o no desmontable con respecto a la cubierta. Gracias a que la placa divisoria está fijada al divisor, las posiciones relativas del divisor y de la placa divisoria se controlan durante el funcionamiento de la unidad de filtrado. Por lo tanto, se mejoran la estanqueidad y la eficiencia.
En algunas realizaciones, el divisor tiene un taladro y la placa divisoria tiene un orificio, y se ajusta un inserto en el taladro y el orificio para fijar la placa divisoria al divisor. El inserto puede ser hueco, para que una pieza mecánica y/o fluido pueda pasar a través del inserto. El inserto puede ser roscado y/o tener cualquier tipo de protuberancias o rebajes para cooperar con la placa divisoria y/o el divisor.
En algunas realizaciones, una superficie de contacto de la placa divisoria, para el contacto con el distribuidor giratorio de retrolavado, tiene un coeficiente de fricción menor que el coeficiente de fricción de la cubierta. Debido a que la cubierta y la placa divisoria son dos partes distintas, sus respectivos materiales pueden ser elegidos de acuerdo a diferentes criterios. Para limitar el desgaste y mejorar la estanqueidad a los fluidos, el coeficiente de fricción de la placa divisoria, o al menos de una superficie de contacto de la placa divisoria para contacto con el distribuidor giratorio de retrolavado, se puede elegir menor que el coeficiente de fricción de la cubierta. El coeficiente de rozamiento es proporcional a la resistencia a la que está sometido el distribuidor giratorio de retrolavado al deslizarse sobre la placa
divisoria (o sobre la cubierta, respectivamente). Dicho de otro modo, la fuerza necesaria para hacer que el distribuidor giratorio de retrolavado siga una trayectoria dada cuando topa con la placa divisoria es menor que la fuerza necesaria para hacer que el distribuidor giratorio de retrolavado siga la misma trayectoria cuando topa con la cubierta. Como consecuencia, se puede reducir el par motor del distribuidor giratorio de retrolavado, lo que conduce al ahorro de energía y al aumento de la eficiencia.
En algunas realizaciones, el componente de filtrado comprende una pila de elementos de filtro.
En algunas realizaciones, cada elemento de filtro tiene un borde interior y un borde exterior concéntrico, y un medio filtrante que se extiende entre el borde interior y el borde exterior, y la pared interior comprende la pila de bordes interiores y la pared exterior comprende la pila de bordes exteriores.
En algunas realizaciones, cada elemento de filtrado tiene una cara interior y una cara exterior, y en el que dos elementos de filtro adyacentes de al menos un par de elementos de filtro de la pila están ensamblados uno contra el otro, de manera que sus caras interiores enfrentadas definen un espacio radialmente compartimentado en sectores por contacto de nervios radiales de dichas caras interiores, teniendo dichos bordes exteriores y bordes interiores respectivos pasajes que se comunican con los correspondientes de los sectores. Dicho espacio puede formar al menos una parte de la cámara de prefiltro. Los sectores pueden corresponder a las columnas de distribución del divisor. La presente divulgación se dirige además a un filtro que comprende una unidad de filtrado como se ha descrito anteriormente.
La presente divulgación se refiere además a un método para reparar una unidad de filtrado como se describió anteriormente, comprendiendo el método:
- retirar el distribuidor giratorio de retrolavado;
- separar la placa divisoria;
- fijar una placa divisoria de repuesto con respecto a la cubierta;
- recolocar el distribuidor giratorio de retrolavado.
Estas etapas se pueden realizar en este orden o en cualquier orden técnicamente posible. Quizá sea necesario quitar el distribuidor giratorio de retrolavado para separar la placa divisoria, ya que la placa divisoria está dispuesta entre la cubierta y el distribuidor giratorio de retrolavado. El distribuidor giratorio de retrolavado se puede apartar mientras se reemplaza la placa divisoria, y luego recoloca en una posición operativa. El distribuidor giratorio de retrolavado que se recoloca también puede ser un distribuidor de reemplazo.
La etapa de separación implica separar la placa divisoria de la cubierta, para proporcionar suficiente espacio para fijar una placa divisoria de reemplazo (nueva o reparada) con respecto a la cubierta.
Este método de reparación permite un mantenimiento fácil y económico de la unidad de filtrado.
Breve descripción de los dibujos
La invención y sus ventajas se entenderán mejor con la lectura de la descripción detallada que sigue, de realizaciones dadas como ejemplos no limitativos. Esta descripción se refiere a los dibujos adjuntos, en donde:
- La figura 1 es una vista en sección transversal de un filtro de acuerdo con una realización;
- La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece de una unidad de filtrado de acuerdo con una realización; - La figura 3 es una vista frontal de una placa divisoria de la realización;
- La figura 4 es una vista en perspectiva en sección transversal de la unidad de filtrado a lo largo de la línea MI-MI en la figura 3;
- La figura 5 es una vista en perspectiva en sección transversal de un distribuidor y una placa divisoria de acuerdo con otra realización.
Descripción detallada de las realizaciones
Un filtro 100 de acuerdo con una realización se representa en la figura 1. Tal y como se ha indicado anteriormente, el filtro 100 comprende una carcasa 110 y una unidad de filtrado 10 con retrolavado automático alojada en la carcasa 110. El filtro 100 es adecuado para filtrar fluidos tales como combustible, aceite, agua, etc. Las aplicaciones para un filtro de este tipo incluyen el filtrado de fluidos de lubricación o fluidos de control para motores de vehículos, por ejemplo, motores de dos y cuatro tiempos.
La unidad de filtrado 10, que se muestra más específicamente en la figura 2, comprende un componente de filtrado 20. En esta realización, el componente de filtrado 20 comprende una pila de elementos de filtro 22 a lo largo de una dirección axial X. Los elementos de filtro 22 se muestran simplificados en las figuras. Ejemplos de tales elementos de filtro se describen con más detalle en las solicitudes de patente europea EP 3199219 y EP 3254743. Sin embargo,
la unidad de filtrado según la invención podría implementarse con otros elementos de filtro.
El elemento de filtro 22 tiene un medio filtrante (no mostrado), dos bordes circulares concéntricos, respectivamente un borde interior 24 y un borde exterior 26 entre los cuales se extiende dicho medio filtrante. El medio filtrante puede incluir, en este ejemplo, una malla filtrante monocapa o multicapa del tamaño de filtración deseado. Los bordes circulares concéntricos 24, 26 son circulares alrededor de la dirección axial X. El borde interior 24 (respectivamente el borde exterior) se extiende principalmente en un plano radial que es perpendicular a la dirección axial X, es decir, un plano radial. Los bordes interiores apilados 24 forman una pared interior y los bordes exteriores apilados 26 forman una pared exterior del componente de filtro.
Por ejemplo, el líquido a filtrar puede entrar en la pila de elementos de filtro 20 que se muestra en la figura 2 a través de un pasaje (no mostrado) en el borde interior 24 de un elemento de filtro 22, fluir a través del medio filtrante 22 para pasar desde una cara de dicho elemento de filtro 22, el espacio de esta cara formando una cámara de prefiltro, a la otra cara de dicho elemento de filtro 22, el espacio en esta cara formando una cámara de postfiltro, por lo que el líquido se filtra y sale del elemento de filtro 22 a través de un pasaje (no mostrado) en el borde exterior 26. La dirección de flujo opuesta también es posible.
Unos nervios radiales 28 se extienden entre el borde interior 24 y el borde exterior 26, en la dirección radial. Los nervios radiales 28 están distribuidos circunferencialmente para formar sectores al menos en el lado del medio filtrante sobre los que se introduce el líquido no filtrado, para permitir la desobstrucción del medio filtrante mediante retrolavado, como se explicará más adelante. Aunque se ilustran dieciséis sectores, el elemento de filtro puede tener menos o más sectores dependiendo en particular de su tamaño diametral. Por ejemplo, un elemento de filtro que tenga un diámetro exterior menor puede tener un número menor de sectores, y un elemento de filtro que tenga un diámetro exterior mayor puede tener un número mayor de sectores.
Los respectivos pasajes en el borde interior 24 y en el borde exterior 26 se comunican respectivamente con los correspondientes de los sectores.
Un divisor 30 está dispuesto coaxialmente con el componente de filtro 20, concretamente con los elementos de filtro 22. En esta realización, el divisor 30 está dispuesto radialmente dentro del espacio cilíndrico definido por el conjunto de bordes interiores 24 de todos los elementos de filtro 22. El divisor 30 tiene distintas columnas de distribución 32. En esta realización, el divisor 30 coopera con el componente de filtro 20 para definir un conjunto de columnas de distribución 32. El número de columnas de distribución 32 es preferentemente el mismo que el número de sectores definidos en los elementos de filtro 22. También se contemplan otras realizaciones, en las que el número de columnas y sectores no coinciden. En particular, el número de columnas puede ser menor que el número de sectores, de manera que una sola columna pueda comunicarse simultáneamente con una pluralidad de sectores.
De acuerdo con el ejemplo ilustrado en la figura 2, el divisor 30 tiene aletas planas 34 que están regularmente distribuidas circunferencialmente y que se extienden en planos que contienen la dirección axial común X de todos los elementos de filtro 22. De forma más precisa, las aletas 34 están unidas a un núcleo cilíndrico axial 36 y los bordes 38 de las aletas 34 están en contacto con los respectivos bordes internos 24 de los elementos de filtro apilados 22.
Cada columna de distribución 32 se define así entre dos aletas adyacentes 34 y una porción de la pared interior formada por los bordes interiores apilados 24. Cada columna de distribución 32 se comunica con los pasajes de los bordes interiores 24 que se extienden a lo largo de una dirección común paralela a la dirección axial X. Estos pasajes constituyen todas las entradas de los elementos de filtro individuales 22 en la pila que corresponden a un sector angular dado de la unidad de filtrado 10 y que puede aislarse para someterse a una operación de retrolavado invirtiendo el sentido del flujo del líquido filtrado.
El divisor 30 descrito en esta realización tiene una sección transversal axial constante y puede, por lo tanto, fabricarse ventajosamente por extrusión. En esta realización, el divisor 30 está hecho en una sola pieza.
El divisor 30 puede realizarse de varios de diferentes materiales, incluyendo metal, plástico o materiales cerámicos, o combinaciones de los mismos.
Se pueden encontrar más detalles estructurales sobre el divisor 30 en la solicitud publicada WO 2012/028824. La presente invención también se puede implementar con cualquier otro tipo de divisor adecuado, incluyendo, pero sin limitarse al tipo representado en la figura 11 de la solicitud publicada WO 2012/028824.
La unidad de filtrado 10 comprende además una cubierta 40 dispuesta en un extremo axial del componente de filtrado 20. En esta realización, el componente de filtrado 20 se mantiene entre la cubierta 40, formando una primera cubierta 40 y una segunda cubierta 50. Dicho de otro modo, en esta realización, el componente de filtrado 20 está limitado axialmente por la primera cubierta 40 y la segunda cubierta 50. La segunda cubierta 50 es conocida por sí misma para la persona experta.
La primera cubierta 40 se puede montar de forma fija a la segunda cubierta 50 mientras sujeta el componente de
filtrado 20, por ejemplo, mediante varillas de montaje que pasan por los orificios 49 de la cubierta y orificios de registro 29 de los elementos de filtro 22. La primera cubierta 40 se puede mantener aún más gracias a una placa de retención no ilustrada conocida por sí misma para la persona experta.
La primera cubierta 40 es una pieza generalmente anular. La primera cubierta 40 tiene una abertura axial 42 a través de la cual se extiende el divisor 30. Por lo tanto, la abertura axial 42 se proporciona para la circulación de fluido desde las columnas de distribución 32 o hacia las columnas de distribución 32.
La unidad de filtrado 10 comprende además una placa divisoria 60. Como se ilustra en la figura 3, en esta realización, la placa divisoria 60 es un elemento generalmente en forma de disco. La placa divisoria 60 tiene una pluralidad de aberturas 62. Puede haber tantas aberturas 62 como columnas de distribución 32; sin embargo, en otras realizaciones, se pueden proporcionar más o menos aberturas 62 que columnas de distribución 32. En esta realización, las aberturas 62 son idénticas entre sí y están distribuidas regularmente sobre una circunferencia de la placa divisoria 60.
En esta realización, la placa divisoria 60 tiene un orificio 64, aquí colocado en una posición central de la placa divisoria 60. El orificio 64 puede ser circular. Más hacia el exterior del orificio 64, se proporcionan las aberturas 62. Las aberturas se extienden hasta un radio R1, medido desde el centro de la placa divisoria 60 (que corresponde, en este caso, al centro del orificio 64) al extremo radialmente exterior de las aberturas 62.
La placa divisoria 60 comprende además una porción anular 66 radialmente adyacente a las aberturas 62. En esta realización, la porción anular 66 está hacia fuera desde las aberturas 62. Es decir, la porción anular se extiende desde el radio R1 hasta el extremo exterior de la placa divisoria 60. La porción anular tiene esencialmente la forma de un anillo y puede ser, como en la presente realización, circular.
En esta realización, las aberturas 62 están definidas entre los nervios radiales 63 que se extienden desde un borde 65 del orificio 64 hasta la porción anular 66. En este caso, las aberturas 62 tienen sustancialmente la misma sección transversal que las columnas de distribución 32. En este ejemplo, las aberturas 62 tienen la misma sección transversal en forma de sector que las columnas de distribución 32, pero para esquinas redondeadas. Las esquinas redondeadas pueden facilitar la fabricación, por ejemplo, mediante moldeo por inyección. Sin embargo, se contemplan otros procesos de fabricación, tales como mecanizado, fresado, fundición, fabricación aditiva, punzonado, etc.
Como se ve mejor en la figura 4, la placa divisoria 60, y aquí la porción anular 66, es radialmente mayor que la abertura axial 42 de la primera cubierta 40. Además, la placa divisoria 60 se extiende radialmente más allá del divisor 30. Por lo tanto, cuando está montada, la placa divisoria 60 puede topar tanto con la primera cubierta 40 como con el divisor 30 en la dirección axial X. Más generalmente, la placa divisoria 60 puede topar con la cubierta o el divisor. Como se ilustra en la figura 4, dicho tope se produce en un lado de la primera cubierta 40 opuesto al componente de filtrado 20 (en la dirección axial X).
Como se muestra en la figura 2, la placa divisoria 60 está para fijarse de manera separable con respecto a la primera cubierta 40. Una vez que la placa divisoria 60 está fijada con respecto a la primera cubierta 40, las aberturas 62 desembocan en las respectivas columnas de distribución 32 formadas por el divisor 30.
En esta realización, la placa divisoria 60 está fijada directamente a la primera cubierta 40. Además, como se muestra en la figura 4, al menos un sujetador amovible 82, tal como un tornillo, se puede proporcionar para fijar de manera desmontable la placa divisoria 60 con respecto a la primera cubierta 40. Aunque en esta realización se proporciona una pluralidad de sujetadores (a saber, cuatro), solo se describe un sujetador a continuación por motivos de concisión. Los sujetadores 82 pueden ser idénticos entre sí o diferentes entre sí.
En esta realización, el sujetador 82 está montado en un orificio 68 proporcionado en la placa divisoria 60, y más específicamente en la porción anular 66, y un orificio 48 correspondiente proporcionado en la primera cubierta 40. Por lo tanto, el sujetador 82 está ubicado en la porción anular 66 de la placa divisoria 60. Tal como se ilustra, el orificio 68 puede ser también cónico.
La unidad de filtrado 10 comprende además un distribuidor giratorio de retrolavado (o "distribuidor") 70. El distribuidor 70 está montado para girar con respecto al divisor 30. El distribuidor 70 tiene un obturador 72 provisto de una abertura de descarga 74 (ver la figura 4) y está montado de manera que dicha abertura de descarga 74 se pone en comunicación periódica y selectivamente con cada columna de distribución 32, por lo que cada columna de distribución 32 establece periódica y selectivamente comunicación entre la abertura de descarga 74 y las respectivas de los pasajes de los bordes interiores 24. Se conocen medios para sujetar y accionar el distribuidor en rotación por sí mismos en la técnica.
En la realización que se muestra, el obturador 72 es una porción plana del distribuidor 70 que tiene una extensión angular bien definida relacionada con las dimensiones de los sectores y tiene una superficie plana que está en contacto deslizante y de sellado con una cara de la placa divisoria 60. También se contemplan otras formas del obturador 72, tal como una forma cónica o curva, siempre que correspondan a la forma de la placa divisoria 60 para permitir el contacto deslizante y sellado entre las mismas. Más generalmente, el distribuidor 70 está configurado para topar o
entrar en contacto con la placa divisoria 60, por lo que la placa divisoria 60 está dispuesta entre la primera cubierta 40 y el distribuidor giratorio de retrolavado 70.
Tal y como se ha indicado anteriormente, en la realización mostrada en las figuras 1-4, la placa divisoria 60 tiene una superficie de contacto axisimétrica 67 y aquí plana para el contacto con el distribuidor giratorio de retrolavado 70. Más específicamente, en esta realización, la placa divisoria 60 tiene dos superficies de extremo planas, una de las cuales es la superficie de contacto 67 en un lado de la placa divisoria 60 opuesto a la primera cubierta 40.
En la figura 3, el área de contacto entre el obturador 72 y la placa divisoria 60 (superficie de contacto 67) se muestra con líneas discontinuas, con su dirección de rotación mostrada con la flecha R. En cualquier posición, el obturador 72 está configurado para cubrir al menos una abertura 62, o más generalmente al menos las aberturas 62 correspondientes a una misma columna de distribución 32, para aislar dicha columna de distribución 32 y permitir el retrolavado a través de dicha columna de distribución 32 de una manera conocida por sí misma. El área de contacto se extiende radialmente hasta un radio R2 mayor que R1. De este modo, gracias al contacto de estanqueidad en la banda anular entre los radios R1 y R2, se pueden disminuir las fugas.
Debe destacarse que el sujetador 82 y cualquier medio relacionado con el mismo, por ejemplo, el orificio 68, están ubicados en o más allá de un radio R3 mayor que R2. Por lo tanto, no hay ninguna interacción entre el sujetador 82 y el distribuidor 70. Más generalmente, el sujetador 82 puede estar dispuesto fuera de una trayectoria del distribuidor giratorio de retrolavado 70 en la placa divisoria 60.
Por lo tanto, en esta realización, la extensión radial del distribuidor 70 es mayor que la extensión radial de las aberturas 62 y menor que la posición radial del sujetador 82.
La figura 5 ilustra otra realización, en la que la placa divisoria 60 tiene una superficie de contacto cónica 67 para contacto con el distribuidor giratorio de retrolavado 70. El distribuidor 70, y más concretamente, el obturador 72, tiene una forma correspondiente, por ejemplo, una superficie oblicua en sección transversal axial. Una superficie de contacto cónica 67 puede facilitar que el fluido fluya hacia las columnas de distribución. Debe tenerse en cuenta que la placa divisoria 60 puede tener una forma no cónica fuera de la superficie de contacto 67, por ejemplo, como se muestra en la figura 5, una forma plana radialmente fuera de la superficie de contacto 67. La superficie del extremo opuesto de la placa divisoria 60 puede ser plana o también tener otra forma, dependiendo de su cooperación al menos con el divisor 30.
La primera cubierta 40 puede estar hecha de un metal o aleación, por ejemplo, aluminio.
La placa divisoria 60 puede estar hecha de un material de baja fricción, tal como bronce, plásticos (por ejemplo, poliamida, polioximetileno, politetrafluoroetileno, tal como Teflón, etc.), etc. Para estos materiales o para otros posibles materiales, es deseable que la superficie de contacto 67 de la placa divisoria 60 para el contacto con el distribuidor giratorio de retrolavado 70, tenga un coeficiente de fricción menor que un coeficiente de fricción de la cubierta 40, es decir, menor que un coeficiente de fricción que tendría la primera cubierta 40 si el distribuidor 70 se deslizara contra la primera cubierta 40.
Por ejemplo, la rugosidad superficial de la superficie de contacto 67 puede cuantificarse por su valor medio Ra inferior a 5 |jm (micrómetros), preferentemente menor de 2 jm , más preferentemente menor de 1 jm .
El distribuidor giratorio de retrolavado 70 puede estar hecho de un metal o aleación, por ejemplo, acero duro o aluminio, o diferentes plásticos. También se abarcan otros materiales.
Todos los materiales pueden elegirse según su compatibilidad con el fluido a filtrar, por ejemplo, en términos de reacciones químicas, corrosión, etc.
Pasando a la figura 4, se puede ver que las aberturas 62 están alineadas con las columnas de distribución 32. Para este fin, como se ha mencionado anteriormente, un indexador 89 puede configurarse para indexar una posición de la placa divisoria 60 con respecto al divisor 30. En esta realización, el indexador 89 es un pasador de guía recibido en un orificio 69 de la placa divisoria 60 y un orificio 37 correspondiente del divisor 30. En esta realización, el orificio 37 se proporciona en el núcleo 36 del divisor 30. Sin embargo, también se contemplan otras realizaciones, por ejemplo, indexar tanto la placa divisoria 60 como el divisor 30 con respecto a la primera cubierta 40 u otro elemento fijo.
En esta realización, la placa divisoria 60 está fijada al divisor 30. Por ejemplo, se puede colocar un inserto 80 en un taladro 39 del divisor 30 y el orificio 64 de la placa divisoria 60 para fijar la placa divisoria 60 al divisor 30. En este caso, el inserto 80 tiene una rosca exterior 84 configurada para enroscarse en una rosca coincidente proporcionada en el taladro 39. Un tope axial 86 puede sobresalir radialmente del inserto 80. El tope axial 86 es radialmente mayor que el orificio 64. Cuando el inserto 80 se inserta en el orificio 64 y el taladro 39, el tope axial 86 ayuda a forzar la placa divisoria 60 contra el divisor 30, aumentando así la estanqueidad a los fluidos. Como una alternativa a la realización mostrada en la figura 4, el tope axial 86 puede ser achaflanado y el orificio 64 correspondientemente cónico, de modo que el tope axial 86 quede al ras con la superficie de contacto 67.
Más generalmente, en esta configuración, la placa divisoria está fijada al divisor 30 estando intercalada entre el divisor 30 y el inserto 80.
El inserto 80 puede ser hueco, por ejemplo, en forma de un manguito, como se muestra en la figura 4, para permitir el paso de componentes mecánicos o eléctricos, o el flujo de fluidos, a través del mismo.
El inserto 80 puede definir, con el distribuidor giratorio de retrolavado 70, una cámara de transferencia de fluido 88. En esta realización, la cámara de transferencia de fluido 88 es anular y está definida radialmente entre el distribuidor 70 y el inserto 80. El fluido de retrolavado evacuado por la abertura de descarga 74 puede fluir hacia la cámara de transferencia de fluido 88 antes de ser evacuado a través de un puerto de salida 76 (o, tal como se ilustra, al menos dos puertos de salida 76). La recuperación del fluido de retrolavado en los puertos de salida 76 se describe a continuación de acuerdo con la presente realización, aunque el experto en la materia puede llevar a cabo alternativas. Para aumentar el volumen de la cámara de transferencia de fluido 88, el inserto 80 puede tener un rebaje 87, aquí anular. Con fines de sellado, se pueden proporcionar sellos tales como juntas tóricas a ambos lados del rebaje 87.
En lugar de proporcionar el inserto 80, el divisor 30 y la placa divisoria se pueden fijar entre sí por otros medios, por ejemplo, permanentemente, tal como soldando o siendo integrales entre sí. La fijación permanente proporciona la función de sujetar e indexar. En estas realizaciones, el indexador 89 puede tomar la forma de un reborde soldado.
De vuelta a la figura 1, el filtro 100 comprende al menos una porción de entrada 112 y al menos una porción de salida 114, por ejemplo, formadas en la carcasa 110. En esta realización, se muestra una porción de entrada 112 que está conectada de forma fluida a los pasajes de los bordes internos 24 de los elementos de filtro 10, y una porción de salida 114 que está conectada de manera fluida a los pasajes de los bordes exteriores 26. Sin embargo, también se abarca una pluralidad de porciones de entrada 112 y/o porciones de salida 114.
También se puede formar al menos una salida 116 para el líquido de retrolavado en la carcasa 110.
El filtro 100 comprende además una cabeza de filtro 106. La cabeza de filtro 106 también lleva un motor 104 axialmente, cuyo motor 104 está configurado para accionar el distribuidor giratorio de retrolavado 70 en rotación. El motor 104 puede ser un motor hidráulico. Una tapa 108 separa un espacio interior de la carcasa 110 que recibe el fluido a filtrar, en el lado de la unidad de filtrado 10, de un espacio interior de la carcasa que recibe el motor 104. La conexión entre el motor hidráulico 104 y el distribuidor giratorio de retrolavado 70 se extiende a través de la cubierta 108 de manera sellada.
Independientemente de su función separadora, en esta realización, la cubierta 108 define al menos un conducto 109, o una pluralidad como se ilustra, estableciendo comunicación fluida entre los puertos de salida 76 y la salida de líquido de retrolavado 116. Se pueden proporcionar cámaras anulares en cualquier porción de extremo de los conductos 109, tal como se ilustra, para permitir el flujo de fluido independientemente de la alineación angular entre las diferentes partes.
Durante el funcionamiento, el líquido para la limpieza se inserta a través de la porción de entrada 112 de la carcasa 110, penetra en las columnas de distribución 32 (entre las aletas 34) que no están aisladas por el distribuidor de retrolavado 70. El líquido purificado se entrega al exterior del componente de filtrado 20 y se retira por las porciones de salida 114 de la carcasa 110. Al mismo tiempo, el distribuidor de retrolavado 70 se acciona para girar lentamente mediante el motor 104. El líquido de retrolavado se descarga desde la abertura de descarga 74 y es conducido a la salida 116 para el líquido de retrolavado mediante la estructura descrita anteriormente.
Haciendo referencia a la figura 2, se puede ver cómo se puede sustituir la unidad de filtrado 10. El distribuidor giratorio de retrolavado 70 se pueden retirar. Entonces la placa divisoria 60 puede separarse, por ejemplo, quitando el inserto 80 y/o el sujetador 82, según corresponda. Entonces, la placa divisoria 60 se puede reparar para formar una placa divisoria de reemplazo, o se puede suministrar una nueva placa divisoria como placa divisoria de reemplazo. Entonces, la placa divisoria de reemplazo se puede fijar con respecto a la cubierta, por ejemplo, gracias al inserto 80 y/o al sujetador 82, según corresponda. Entonces, el distribuidor giratorio de retrolavado se puede recolocar como si se retirara, a la inversa.
Aunque la presente divulgación se refiere a realizaciones de ejemplo específicas, se pueden proporcionar modificaciones a estos ejemplos sin apartarse del alcance general de la invención como se define por las reivindicaciones. En particular, aunque el divisor 30 está ubicado radialmente dentro del componente de filtrado 20 en la realización descrita, realizaciones en las que el divisor 30 está radialmente fuera del componente de filtrado 20, con todas las modificaciones implícitas en cuanto a los demás componentes tal como la cubierta 40 y la placa divisoria 60, también se contemplan. Más generalmente, las características individuales de las diferentes realizaciones ilustradas/mencionadas pueden combinarse en realizaciones adicionales. Por lo tanto, la descripción y los dibujos han de considerarse en un sentido ilustrativo en vez de restrictivo.
Claims (15)
1. Una unidad de filtrado (10) que comprende:
- un componente de filtrado (20) que tiene una pared interior, una pared exterior dispuesta alrededor de la pared interior para definir un espacio interior entre la pared interior y la pared exterior, y un medio de filtrado que divide el espacio interior en una cámara de prefiltro y una cámara de postfiltro, estando al menos dicha cámara de prefiltro compartimentada circunferencialmente en sectores, teniendo al menos una de dichas pared interior y pared exterior pasajes que se comunican respectivamente con los correspondientes de los sectores,
- un divisor (30) dispuesto coaxialmente con el componente de filtrado (20), teniendo el divisor distintas columnas de distribución (32),
- una cubierta (40) dispuesta en un extremo axial del componente de filtrado (20), y
- un distribuidor giratorio de retrolavado (70) que tiene un obturador (72) provisto de una abertura de descarga (74), estando el distribuidor giratorio de retrolavado (70) montado para girar de manera que dicha abertura de descarga (74) se pone en comunicación periódica y selectivamente con cada columna de distribución (32), por lo que cada columna de distribución (32) establece periódica y selectivamente comunicación entre la abertura de descarga (74) y las respectivas de los pasajes,
caracterizada por que la unidad de filtrado también comprende una placa divisoria (60) dispuesta entre la cubierta (40) y el distribuidor giratorio de retrolavado (70), estando fijada la placa divisoria (60) de forma separable con respecto a la cubierta (40) y teniendo aberturas (62) que desembocan en las columnas de distribución (32), y por que el obturador (72) topa con una superficie de contacto (67) de la placa divisoria (60) al menos en un contorno cerrado que rodea la abertura de descarga (74).
2. La unidad de filtrado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la superficie de contacto (67) de la placa divisoria (60), para contacto con el obturador (72) del distribuidor giratorio de retrolavado (70), es axisimétrica.
3. La unidad de filtrado de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde las aberturas (62) están alineadas con las columnas de distribución (32).
4. La unidad de filtrado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la placa divisoria (60) se extiende radialmente más allá del divisor (30).
5. La unidad de filtrado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la cubierta (40) tiene una abertura axial (42) para circulación de fluido desde las columnas de distribución (32) o hacia las columnas de distribución (32), en donde la placa divisoria (60) es radialmente mayor que la abertura axial (42).
6. La unidad de filtrado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la placa divisoria (60) topa con la cubierta (40) y el divisor (30), en un lado de la cubierta (40) opuesto al componente de filtrado (20).
7. La unidad de filtrado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un sujetador (82) para sujetar la placa divisoria (60) a la cubierta (40), estando dispuesto el sujetador (82) fuera de una trayectoria del distribuidor giratorio de retrolavado (70) en la placa divisoria (60).
8. La unidad de filtrado de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la placa divisoria (60) comprende una porción anular (66) radialmente adyacente a las aberturas (62), y el sujetador (82) se proporciona en la porción anular (66).
9. La unidad de filtrado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la placa divisoria (60) está fijada al divisor (30).
10. La unidad de filtrado de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el divisor (30) tiene un taladro (39) y la placa divisoria (60) tiene un orificio (64), y un inserto (80) está colocado en el taladro (39) y el orificio (64) para fijar la placa divisoria (60) al divisor (30).
11. La unidad de filtrado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el componente de filtrado (20) comprende una pila de elementos de filtro (22).
12. La unidad de filtrado de acuerdo con la reivindicación 11, en donde cada elemento de filtro (22) tiene un borde interior (24) y un borde exterior concéntrico (26), y un medio filtrante que se extiende entre el borde interior (24) y el borde exterior (26), y en donde la pared interior comprende la pila de los bordes interiores (24) y la pared exterior comprende la pila de los bordes exteriores (26).
13. La unidad de filtrado de acuerdo con la reivindicación 12, en donde cada elemento de filtro (22) tiene una cara interior y una cara exterior, y en donde dos elementos de filtro (22) adyacentes de al menos un par de elementos de filtro (22) de la pila están ensamblados uno contra el otro de modo que su cara interiores enfrentadas definen un espacio que se compartimenta radialmente en sectores por contacto de nervios radiales (28) de dichas caras interiores,
teniendo dichos bordes exteriores (26) y bordes interiores (24) respectivos pasajes que comunican con los correspondientes de los sectores.
14. Un filtro (100) que comprende una unidad de filtrado (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Un método de reparación de una unidad de filtrado (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, comprendiendo el método:
- retirar el distribuidor giratorio de retrolavado (70);
- separar la placa divisoria (60);
- fijar una placa divisoria de repuesto (60) con respecto a la cubierta (40);
- recolocar el distribuidor giratorio de retrolavado (70).
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