SEPARADOR DE AIRE/ACEITE CON BRIDA DE SELLO SUPERIOR MOLDEADA f ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención 5 Esta invención se refiere a separadores de aire/aceite y más particularmente a la construcción de bridas de montaje que se extienden radialmente hacia afuera en estos separadores. 2. Descripción de la Técnica Previa 10 Los separadores de aire/aceite típicamente se emplean cuando es necesario retirar nebulización o rocío de aceite suspendido en una corriente de aire, tal como en los sistemas de descarga de compresores de aire. El separador permite que el aire descargado se utilice sin la
15 contaminación del aceite que ha entrado al aire en el compresor y permite la recuperación del aceite, de manera
• tal que pueda ser reutilizado. El separador emplea un paquete de medio filtrante a través del cual circula el aire y en donde coalesce el aceite. El separador se monta
20 en una cámara de separación de un tanque de depósito de aceite y se diseña para ser reemplazable, de manera tal que el separador pueda ser retirado y reemplazado con un separador limpio, cuando el separador se ensucia o contamina por el uso. En la mayoría de los diseños de la
25 técnica previa de separadores de aire/aceite, la forma del separador en general es radialmente simétrica respecto a un eje central y el separador se monta para ser suspendido dentro de la cámara de separación. El aire contaminado usualmente entra a la cámara de separación y circula al 5 centro del separador de aire/aceite, en donde luego fluye axialmente fuera de la cámara de separación. Conforme el aire circula radialmente a través de las capas del separador, el aceite coalesce y se recolecta en el exterior del separador, en donde se descarga en un depósito. Las
10 direcciones de flujo también pueden invertirse en donde se introduce aire contaminado al centro del separador de aire/aceite y circula radialmente hacia afuera a través de las capas del separador, con el aceite que coalesce y se recolecta en el fondo del separador, en donde puede ser
15 succionado por sifón o descargado al depósito. Un ejemplo de un separador de aire/aceite de la técnica previa, se ilustra en la patente de los E.U.A. No. 5,605,555-A, otorgada a Patel y colaboradores. El paquete de medio filtrante típicamente se ha elaborado de capas
20 plegadas de un medio filtrante, formadas en un cilindro u otra forma simétrica radialmente conveniente. El paquete de medio filtrante se ha retenido en sitio por tapas de extremo montadas encima. Ya que el separador se suspende desde la tapa de extremo superior, la tapa de extremo
25 superior requiere un soporte de metal rígido en la forma de
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un miembro circular formado en un canal invertido dentro del cual un compuesto de encapsulación se moldea con el extremo superior del paquete de medio filtrante sujeto en el compuesto y sostenido de esta manera./ El separador se 5 monta en la cámara de separación mediante una brida de montaje que se extiende radialmente hacia afuera desde la tapa de extremo superior del separador. El extremo externo de la brida se captura dentro de dos porciones del tanque y el extremo interior se conecta a la tapa de extremo
10 superior, de manera tal que el separador se suspende en la
II cámara de separación. Específicamente, esta brida de montaje típicamente se une por soldadura o soldadura fuerte o de otra forma se conecta al miembro de canal circular de la tapa de extremo superior. 15 Mientras que este diseño de separador de aire/aceite de la técnica previa opera de manera adecuada, siempre ha sido conveniente el hacer los separadores lo más eficientes posibles y minimizar las etapas en la operación de fabricación. 20 COMPENDIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un diseño único para un separador de aire/aceite, que minimiza las etapas en la fabricación del separador, permite que el separador se haga menos costoso, proporciona un montaje más confiable
25 del separador en la cámara de separación, asegura un sello adecuado alrededor de la cámara de separación y permite otras ventajas que no se habían realizado hasta la fecha. De acuerdo con la presente invención, la tapa de extremo superior se elabora integralmente con una brida que 5 se extiende radialmente para formar un miembro sencillo y este miembro se elabora de un material sellante que permite al separador ser montado de manera sellante en el tanque de aceite entre el labio superior del cuerpo de tanque y el fondo de la cubierta de tanque. Utilizando el separador de 10 la presente invención, no es necesario el proporcionar miembros de sello separados tales como anillos tóricos o un empaque plano entre el cuerpo y la cubierta. El separador puede elaborarse con costillas integrales que reemplazan anillos tóricos existentes y que caben en 15 ranuras de anillos tóricos existentes para proporcionar mayor confiabilidad de sello. Ya que el sello entre el cuerpo del tanque y la cubierta del tanque se proporcionan por la brida de montaje del separador, la cubierta del tanque no ajustará de manera sellante en el cuerpo a menos 20 de que el separador esté en sitio. Si un usuario intenta operar el compresor de aire sin el separador de aire/aceite, el tanque no se cerrará de manera sellante y el compresor no generará la presión de aire deseada haciendo al compresor inútil. El diseño de separador de la 25 presente invención de ésta manera proporciona un método de
.7 i . lt?&je&-- doble seguridad para asegurar la presencia y adecuada ubicación del separador de aire/aceite. Esto también permite una ventaja significante en la prueba de aceptación durante el ensamblado final en la fabricación de 5 compresores, debido a que la invención' asegura que la ausencia de un separador de aire/aceite instalado se descubra durante la prueba de aceptación y no después de que el compresor deje la fábrica. Estas y otras ventajas se proporcionan por la
10 presente invención de un separador de aire/aceite en un tanque de depósito de aceite que tiene un cuerpo de tanque y una cubierta de tanque. El separador de aire/aceite comprende un paquete de medio filtrante dispuesto radialmente simétrico respecto a un eje, una tapa de
15 extremo de fondo sujeta a un extremo del paquete de medio filtrante y un miembro de brida y tapa de extremo superior. El miembro de brida y tapa de extremo superior se elabora de un material moldeable y tiene una porción de tapa de extremo superior y una porción de brida, el otro extremo
20 del paquete de medio filtrante se encapsula en la porción de tapa de extremo superior. La porción de brida se extiende radialmente hacia afuera desde el eje para montar el separador entre el cuerpo de tanque ,y la cubierta de tanque. El miembro de brida y tapa de extremo superior se
25 forma de una material sellante.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en planta superior de un tanque de depósito de aceite para utilizar con la presente invención. 5 La Figura 2 es una vista en sección lateral que se toma sobre la línea 2-2 de la Figura 1, que muestra el tanque con el separador de aire/aceite de la presente invención. La Figura 3 es una vista en sección lateral
F 10 detallada de una porción de la Figura 2, que muestra la estructura de brida y tapa superior del separador. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia más particularmente a los dibujos e inicialmente a las Figuras 1 y 2 , se ilustra un tanque de
15 aceite 10 para utilizar en la presente invención. El tanque mostrado y descrito aquí solo es una de las muchas disposiciones en donde puede emplearse la presente
F invención, y la configuración de tanque y separación puede alterarse significativamente sin afectar la presente
20 invención. El tanque pre-separado 10 comprende un cuerpo 11 que tiene un recipiente 12 formado en el fondo para recolección del aceite separado. La porción superior del cuerpo 11 forma una cámara de separación 13 dentro de la cual se proporciona un refuerzo 1 . Una válvula de
25 seguridad 15 se extiende desde el interior del refuerzo a través de la pared lateral del cuerpo de tanque 11. Un separador de aire/aceite 16 se monta en la cámara de separación 13 dentro del refuerzo 14. La cubierta de tanque 17 se monta en la parte superior del cuerpo 11 por 5 pernos 18 u otros dispositivos de sujeción convenientes. Una entrada de aire 19 se forma en uh lado del cuerpo 11 a través de la cual entra aire a la cámara de separación 13. El aire pasa a través del separador 16 y deja la cámara de separación 13 a través de una salida de aire 20 formada en
10 la cubierta del tanque 17. El aceite coalesce en el interior del separador 16 y se descarga al fondo del interior del separador en donde se retira a través de un tubo de depuración 21 que se extiende hacia abajo de la cubierta del tanque 17 al separador. 15 El separador 16 comprendé un 'paquete de medio filtrante 25, que tiene una forma simétrica axialmente conveniente. De preferencia, el paquete de medio 25 es cónico o frustocónico en forma, como se ilustra en la Figura 2, pero el paquete de medio también puede elaborarse
20 en una forma cilindrica convencional si se desea o cualquier otra forma simétrica axial conveniente. El paquete de medio 25 puede comprender cualquier combinación conveniente de elementos filtrantes tales como fibras de vidrio, poliéster, polipropileno o 'metal', algunos de los
25 cuales pueden plegarse de manera convencional o pueden moldearse, envolverse o de otra forma constituirse. En la forma preferida mostrada, el paquete de medio comprende dos capas de etapas diferentes, una capa de etapa de coalescencia 26 y una capa de etapa de descarga 27, con la 5 capa de etapa de descarga montada en el lado corriente abajo de la capa de etapa de coalescencia. El paquete de medio filtrante 25 también de preferencia incluye una capa de envoltura exterior, en la parte exterior del paquete de medio filtrante y un miembro de soporte sobre el interior
10 del paquete de medio filtrante. El paquete de medio filtrante 25 se sostiene en sitio en cada extremo por tapas de extremo. La tapa de extremo de fondo 28 generalmente es circular y se elabora de un material plástico o elástico moldeable tal como poliuretano. La tapa de extremo de
15 fondo 28 se moldea en sitio alrededor de un extremo del paquete de medio filtrante 25, de manera tal que el extremo del paquete de medio se encapsula en la tapa de extremo de fondo y finalmente se sostiene de esta manera. El paquete de medio 25 de esta manera se sella a la tapa de extremo de
20 fondo 28 y se evita que circule fluido dentro o fuera al interior del separador, excepto a través del paquete de medio. En lugar de una tapa de extremo de fondo moldeada 28, la tapa de extremo de fondo puede elaborarse en una forma más convencional utilizando un miembro retenedor de
25 metal con el extremo de fondo del paquete de medio filtrante 25 dispuesto en un material sellante endurecido. En la parte superior del separador 16 está un miembro de brida y tapa de extremo superior unitario 34, que por sí mismo comprende una porción de brida 35 y una
5 porción de tapa de extremo 36. El extremo superior del paquete de medio filtrante 25 se sostiene en posición al fijarse en la porción de tapa de extremo superior 36 del miembro 34 como se explica con más detalle a continuación. El miembro de brida y tapa de extremo superior 34
10 se ilustra con más detalle en la Figura 2. El miembro 34 se elabora de un material de sello moldeado que también de preferencia es un material elastomérico tal como poliuretano. El miembro 34 comprende la porción de brida
35 de la porción de tapa de extremo 36. La porción de
15 brida 35 se extiende radialmente hacia afuera y se utiliza para montar el separador en la cámara de separación 13. La porción de tapa de extremo 36 protege y sella el extremo superior del paquete de medio filtrante 25 y el extremo del paquete de medio filtrante se encapsula con la porción de
20 tapa de extremo moldeada. Similar a la tapa de extremo de fondo, el paquete de medio 25 de ésta manera se sella a la porción de tapa de extremo superior 36 y se evita que fluido circule dentro o fuera del interior del separador excepto a través del paquete de medio. 25 Un miembro de refuerzo de metal anular puede proporcionarse en la forma de un disco 38 entre capas superior e inferior de la porción de brida 35. El disco 38 de preferencia se elabora de metal perforado o expandido, y se utiliza para reforzar el material de poliuretano de la 5 porción de brida 35 en donde pueden ocurrir fluctuaciones o inversiones de presión. Ya que el disco 38 de preferencia es de metal, es eléctricamente conductor y también puede utilizarse para asegurar tierra eléctrica del separador de aire/aceite. Tierra eléctrica puede incluir
10 concavidades que pueden presionarse dentro del disco 35 y que se proyectan a través de la porción de brida de poliuretano 35 y contactan porciones de metal del tanque. La tierra eléctrica también puede lograrse al proporcionar un aditivo conductor eléctrico en el material de
15 poliuretano de la porción de brida haciendo conductor a todo el miembro de brida y tapa de extremo superior 34. El separador 16 se monta en la cámara de separación 13 al suspenderse desde la porción de brida 35 que se extiende radialmente hacia afuera desde el separador
20 en la parte superior del separador. La periferia exterior de la porción de brida 35 se captura entre la parte superior del cuerpo de tanque 11 y el fondo del cuerpo de tanque 17. De preferencia se proporcionan un par de ranuras 40 y 41 en el labio superior del cuerpo de tanque
25 11 y alrededor de la periferia de la parte inferior o fondo
de la cubierta de tanque 17, respectivamente. Estas ranuras 41 y 40 se han proporcionado para anillos tóricos que se han empleado para sellar el cuerpo de tanque a la
• cubierta y enviar la brida de montaje de metal convencional del separador entre ellos. De acuerdo con esta invención, la porción de brida 35 puede incluir un par de costillas o tiras de sello circunferenciales 42 y 43, cada una de las cuales ajusta dentro de una de las ranuras 40 y 41. Ya que la porción de brida 35 se elabora de un material de sello
10 elastomérico, no hay necesidad por anillos tóricos W separados, como se proporciona en la técnica previa. La presente invención de esta manera proporciona una interfase más simple entre el cuerpo de tanque y la cubierta y de esta manera hace más fácil de instalar al separador. 15 La porción de brida elastomérica 35 que ajusta entre el labio superior del cuerpo de tanque 11 y la periferia de fondo exterior de la cubierta de tanque 17,
F por sí misma proporciona todo el sello necesario entre el cuerpo de tanque y la cubierta. Como puede verse en la
20 Figura 3, la cubierta de tanque 17 está separada del cuerpo de tanque 11 por el espesor de la porción de brida 35. En el caso de que un usuario intente operar el compresor de aire sin el separador 16, ya sea por descuido al reemplazar un separador viejo por un nuevo separador, cuando el
25 separador viejo se retira, o intencionalmente en un
t?» esfuerzo por evitar el costo de un separador de reemplazo, el depósito tendrá fuga excesiva a través del espacio
F resultante entre el cuerpo de tanque 11 y la cubierta de tanque 17. De esta manera la presente invención un seguro 5 automático que se utiliza un separador 16 y que el separador esté adecuadamente en sitio en el tanque, ya que el compresor de aire no opera sin él. Mientras que el separador 16 mostrado en la Figura 2 se ilustra montado a nivel de la porción de brida ' 10 35, de manera tal que el extremo superior del paquete de F medio 25 está aproximadamente al mismo nivel que la brida, esta es la única configuración posible del separador de la presente invención. Habrá de entenderse que la porción de brida también puede extenderse axialmente sobre el nivel de 15 paquete de medio, de manera tal que el separador cuelga por debajo del nivel de la brida a fin de' adaptarse a la configuración de los separadores existentes, o la brida F puede extenderse en cualquier otra configuración según se desee . 20 presente forma de acuerdo con técnicas convencionales. La tapa de extremo inferior o de fondo 28 se forma al colocar el extremo de fondo del paquete de medio 25 dentro de un molde utilizando 25 un accesorio conveniente y llenar el' moldé con el material
l - ^fa¿aaaj^to elastomérico. El material luego se cura formando la tapa de extremo de fondo 28 y sujeta el extremo de fondo del paquete de medio 25 en posición. El miembro de brida y tapa de extremo superior 34 luego se forma utilizando una 5 técnica semejante. El extremo superior del paquete de medio filtrante 25 se coloca en otro accesorio conveniente. El molde luego se llena con el material el,astomérico que se deja curar y endurecer, sujetando el extremo superior del paquete de medio filtrante 25. La fabricación del 10 separador 26 de esta manera se completa sin necesidad por conectar separadamente la brida a la tapa de extremo. El separador 16 se instala en el tanque 10 al retirar los pernos 18 para permitir que la cubierta de tanque 17 se retire del cuerpo de tanque 11, y colocar el 15 separador 16 en la cámara de separación 13, con la porción de brida 35 que se extiende sobre el la,bio superior del cuerpo de tanque y con la costilla 42 que ajusta dentro de la ranura 40. La cubierta de tanque 17 luego se reemplaza, la periferia exterior de la porción de brida 35 atrapa el 20 labio superior del cuerpo de tanque 11 y la periferia exterior del fondo de la cubierta de tanque, y con la otra costilla 43 que ajusta dentro de la ranura 41 en la cubierta. La cubierta de tanque 17 se sujeta al cuerpo utilizando los pernos 18. El separador luego se sostiene 25 en la cámara de separación 13, suspendido, de la porción de
- -ftftffMB - , -. - - i t -& . - z y**& *z, z , rfti et, ¡-..¡.^t - ¿ Satos^ü& -il^^ brida 35. No hay junta fabricada entre la brida y la tapa de extremo que esté sujeta a falla, de manera tal que el separador se sostiene más seguramente. Además, la porción de brida 35 proporciona un acoplamiento sellante entre el 5 cuerpo de tanque 11 y la cubierta de tanque 17 de manera tal que no son necesarios anillos tóricos separados. Mientras que el separador de aire/aceite de esta invención se ha descrito con referencia a un flujo de aire hacia adentro, externo, en el tanque de aceite que tiene un
10 flujo de aire hacia adentro, externo, habrá de entenderse que el separador proporciona iguales ventajas cuando el aire circula desde la dirección opuesta. En lugar de que el aire entre al tanque de aceite 10 a través de la entrada 19 y salga por la salida 20, el flujo de aire puede
15 invertirse con el aire que entra al tanque de aceite a través del pasaje 20 y sale a través del pasaje 19. El separador de aire/aceite proporciona las mismas ventajas bajo estas circunstancias. Otras variaciones y modificaciones de las
20 modalidades específicas aquí mostradas y descritas serán aparentes para aquellos con destreza en la especialidad, todo dentro del espíritu y alcance pretendido de la invención. Mientras que la invención se ha mostrado y descrito con respecto a modalidades particulares de la
25 misma, estas son con el propósito de. ilustración en vez de
z?X. . >-«fa«C¿-Bt---S,,,„.. , ¡i limitación. De acuerdo con esto, la patente no habrá de ser limitada en alcance y efecto a las modalidades f específicas aquí mostradas y descritas, ni en cualquier otra forma que sea inconsistente con la extensión a la cual se ha desarrollado el avance de la técnica por esta invención.
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