BRPI0606628B1 - Air Filter and Air Filter Cartridge Assembly - Google Patents

Description

"CONJUNTO DE FILTRO DE AR E CARTUCHO DE FILTRO DE AR" Esse pedido está sendo depositado em 12 de janeiro de 2006 como um pedido de Patente Internacional PCT no nome de Donaldson Company, Inc., uma sociedade nacional dos E.U., pretendente para a designação de todos os países exceto os E.U., e Gregory L. Reichter, Wayne R. Bishop, Benny Kevin Nelson, Darrel Wegner, Bruce Crenshaw, Vladimir Kladnitsky, Thomas G. Miller, Donald Raymond Mork, Kevin Schrage, Ri-chard J. Osendorf, Bradley A. Kuempel, Thomas John Lundgren e Jordan S. Flagstad, todos cidadãos dos E.U.. O presente pedido inclui a revelação do Pedido Provisório U.S. 60/644.094, depositado em 13 de janeiro de 2005. A revelação completa do pedido 60/644.094 é incorporada aqui por referência. Uma reivindicação da prioridade para o pedido provisório 60/644.094 e data de depósito é feita até a extensão apropriada.

Campo da Revelação A presente revelação refere-se a filtros de ar. A revelação refere-se, particularmente, a filtros de ar com pacotes de meios que usam meios de filtro z compreendendo uma folha de meios ranhurada (tipicamente corrugada) presa em uma folha de revestimento, formada em um pacote de meios. Mais especificamente, a revelação refere-se a tais pacotes de meios providos em disposições de cartucho de filtro duráveis, tipicamente para uso em filtros de ar. Disposições de filtro de ar, métodos de montagem e uso e sistemas de uso são também descritos.

Antecedentes Correntes de ar podem transportar material conta-minante nelas. Em muitos casos, é desejado filtrar um pouco ou todo o material contaminante da corrente de ar. Por exemplo, correntes de fluxo de gás para motores (por exemplo, ar de combustão) para veículos motorizados ou para equipamento de geração de força, correntes de gás para sistemas de turbina a gás e correntes de ar. para vários fornos de combustão, transportam contaminante particulado nelas que devem ser filtrados. É preferido para tais sistemas que o material contaminante selecionado seja removido de (ou tenha seu nível reduzido em) esse gás. Uma variedade de disposições de. filtro de ar foi desenvolvida para a rejeição de contaminante. Entretanto, melhoras contínuas são pesquisadas.

Sumário De acordo com uma porção da presente revelação, aspectos utilizáveis em filtros de ar e cartuchos de filtro para os filtros de ar são providos. Os aspectos podem ser usados juntos para prover um sistema, entretanto algumas disposições vantajosas podem ser construídas para usar somente alguns selecionados dos aspectos. Além disso, métodos de construção e uso são providos.

Em um aspecto da presente revelação, um pacote de meios preferido é provido para uso em ou como cartuchos de filtro de ar. 0 pacote de meios compreende uma disposição de filtro z empilhada tendo faces de fluxo opostas e lados o-postos. Em um par dos lados opostos, as extremidades das tiras empilhadas são vedadas, por exemplo, por peças de extre- midade tal como peças de extremidade moldadas no lugar, embora alternativas sejam possiveis. Em alguns exemplos, as peças de extremidade moldadas compreenderíam poliuretano moldado. Também, uma disposição de vedação de alojamento u-tilizável é provida. A disposição de vedação do alojamento pode ser provida como uma disposição de vedação moldada no lugar.

Também, disposições de filtro de ar, que usam o cartucho de filtro como um componente de serviço, são descritas. Além do que, são mostrados e descritos aspectos de um sistema de filtro de ar e, por exemplo, um ambiente de uso. Também métodos de montagem e uso são mostrados e descritos .

Breve Descrição dos Desenhos A Fig. 1 é uma vista esquemática de um sistema u-sando um conjunto de filtro de ar tendo um componente de cartucho de filtro de acordo com a presente revelação. A Fig. 2 é uma vista em perspectiva esquemática de um conjunto de filtro de ar de acordo com a presente revelação. A Fig. 3 é uma vista em projeção lateral do conjunto de filtro de ar representado na Fig. 2. A Fig. 4 é uma vista da extremidade de entrada do conjunto de filtro de ar representado nas Figs. 2 e 3. A Fig. 5 é uma vista esquemática do conjunto de filtro de ar representado nas Figs. 2-4, com uma porção do alojamento mostrada em transparência para permitir a visualização de um posicionamento de um componente de cartucho de filtro internamente recebido. A Fig. 6 é uma vista em projeção lateral da disposição representada na Fig. 5. A Fig. 7 é uma vista transversal da disposição representada na Fig. 6. A Fig. 8 é uma vista transversal esquemática análoga à Fig. 7, mostrando uma localização possível da vedação do alojamento. A Fig. 9 é uma vista em perspectiva esquemática de um cartucho de filtro utilizável na disposição da Fig. 8. A Fig. 10 é uma vista lateral da disposição mostrada na Fig. 9. A Fig. 11 é uma vista de extremidade da disposição mostrada na Fig. 9. A Fig. 12 é uma vista da extremidade oposta da Fig. 11. A Fig. 13 é uma vista de uma face do fluxo de ar da disposição da Fig. 9. A Fig. 14 é uma vista em perspectiva lateral de um segundo filtro de ar de acordo com a presente revelação. A Fig. 15 é uma vista em expectativa da extremidade do filtro de ar da Fig. 14. A Fig. 16 é uma vista em projeção da extremidade de entrada do filtro de ar das Figs. 14 e 15. A Fig. 17 é uma vista em projeção da extremidade de saída do filtro de ar das Figs. 14 e 15. A Fig. 18 é uma vista em projeção lateral do filtro de ar das Figs. 14-17. A Fig. 19 é uma vista transversal tomada ao longo da linha 19-19, Fig. 17. A Fig. 20 é uma vista em perspectiva esquemática de um cartucho de filtro utilizável no filtro de ar das Figs. 14-19. A Fig. 21 é uma vista em projeção lateral do cartucho de filtro da Fig. 20. A Fig. 22 é uma primeira vista em projeção da extremidade do cartucho da Fig. 20. A Fig. 23 é uma segunda vista da extremidade oposta do cartucho de filtro da Fig. 20. " Descrição Detalhada I. Configurações dos Meios de Filtro Z, de Forma Geral Filtros de ar de acordo com a presente revelação utilizam uma construção de meios de filtro z. Em geral, o termo "construção de filtro z" como usado aqui, e variações desses, é.planejado para se referir a uma construção de filtro na qual ranhuras individuais de ranhuras de filtro cor-rugadas, dobradas ou de outra maneira formadas são usadas para definir conjuntos de ranhuras de filtro de entrada e saida, longitudinais, tipicamente paralelas, para fluxo de fluido através dos meios; o fluido fluindo ao longo do comprimento das ranhuras entre as extremidades opostas de entrada e saida (ou faces de fluxo) nos meios, durante a filtragem. Alguns exemplos de meios de filtro z são providos nas patentes U.S. 5.820.646, 5.772.883, 5.902.364, 5.792.247, 5.895.574, 6.210.469, 6.190.432, 6.350.296, 6.179.890 e 6.235.195. As revelações completas dessas 10 referências citadas são incorporadas aqui por referência.

Um tipo de meios de filtro z usa dois componentes de meios separados específicos que são unidos, para formar uma construção de meios. Os dois componentes são: (1) uma folha de meios ranhurada (tipicamente corrugada) e (2) uma folha de meios de revestimento. A folha de meios de revestimento é tipicamente não corrugada, entretanto, ela pode ser corrugada, por exemplo, perpendicularmente à direção da ranhura como descrito no Provisório U.S. 60/543.804 depositado em 11 de fevereiro de 2004, incorporado aqui por referência.

Em aplicações preferidas típicas como descritas aqui, o pacote de meios compreende tiras empilhadas (cada tira, algumas vezes, chamada uma única tira de revestir, sendo uma seção de folha ranhurada (corrugada) presa na folha de revestimento) cada tira se estendendo geralmente (ou aproximadamente) em um plano paralelo às outras tiras. Tais disposições são descritas, por exemplo, nos Pedidos Provisórios U.S. 60/599.686, depositado em 6 de agosto de 2004, 60/600.081, depositado em 9 de agosto de 2004, 60/602.721, depositado em 18 de agosto de 2004 e 60/616.364, depositado em 5 de outubro de 2004, as revelações completas dos quais são incorporadas aqui por referência. Um exemplo é descrito, por exemplo, em conjunto com a Fig. 6 do Provisório U.S. 60/616.364 e descrições relacionadas. As disposições empilhadas de acordo com a presente revelação podem ser feitas em geral de acordo com as descrições neles.

Disposições particulares mostradas aqui .são dispo- sições empilhadas "em bloco", já que cada extremidade ou face lateral da disposição empilhada se estende perpendicularmente às faces adjacentes. Tais disposições são mostradas, por exemplo, no Pedido Provisório U.S. 60/616.364, depositado em 5 de outubro de 2004, Fig. 6. Disposições alternadas podem ser usadas, por exemplo, nas quais ao invés de serem em bloco, as camadas de folha de revestir única são empilhadas deslocadas uma da outra para criar uma disposição inclinada.

Em disposições típicas, as ranhuras se estendem entre faces de fluxo opostas, uma sendo uma face de fluxo de entrada e a oposta sendo uma face de fluxo de saída. Extremidades opostas das tiras são tipicamente vedadas, por exemplo, sendo presas dentro de peças de extremidade. Isso é descrito no Pedido de Patente Provisório U.S. 60/616.364, na Fig. 64, por exemplo.

Uma vedação de alojamento é provida entre o pacote de meios e o alojamento do filtro de ar, como descrito abaixo. II. Fabricação de Configurações de Meios Empilhados Usando Meios Ranhurados, de Forma Geral Um processo para a fabricação de configurações de meios empilhados usando meios ranhurados é descrito no Pedido Provisório U.S. 60/616.364 na seção II. Tais técnicas podem ser utilizadas para gerar pacotes de meios utilizáveis em disposições de acordo com a presente revelação. III. Um Sistema de Filtro de Ar Exemplar, Figs. 1-13 A. Sistema de Uso Geral.

Os princípios e disposições descritos aqui são u- tilizáveis em uma variedade de sistemas. Um sistema particular é representado esquematicamente na Fig. 1, geralmente em 1. Na Fig. 1, um equipamento 2, tal como um veiculo 2a tendo um motor 3 com alguma demanda de fluxo de ar nominal definida, por exemplo, na faixa de 50 cfm a 2000 cfm (pés cúbicos por minuto) (isto é, 1,4-57 metros cúbicos/minuto) é mostrado esquematicamente. Embora alternativas sejam possíveis, o equipamento 2 pode compreender, por exemplo, um ônibus, um caminhão de estrada, um veículo de terra, um trator, um caminhão de serviço leve ou de serviço médio ou um veículo marinho tal como um barco a motor. O motor 3 energiza o equipamento 2 com a combustão do combustível. Na Fig. 1, o fluxo de ar é mostrado puxado para dentro do motor 3 em uma admissão de ar na região 5. Um turbo opcional 6 é mostrado em tracejado, como opcionalmente impulsionando a admissão do ar para o motor 3. O turbo 6 é mostrado a jusante de um filtro de ar 10, embora disposições alternadas sejam possíveis. O filtro de ar 10 tem um cartucho de filtro durável (isto é, removível e substituível) 12 e é mostrado na corrente de entrada do ar para o motor 3. Em geral, em operação, o ar é puxado para dentro na seta 14 para dentro do filtro de ar 10 e através do cartucho de filtro 12. Com a passagem através do filtro de ar 10, partículas selecionadas e contaminantes são removidos do ar. O ar limpo então flui a jusante na seta 16 para dentro da admissão 5. De lá, o fluxo de ar é direcionado para dentro do motor 3.

Em um filtro de ar 10 típico, o cartucho de filtro 12 é um componente durável. Isto é, o cartucho 12 é removí- vel e substituível dentro do filtro de ar 10. Isso permite que o cartucho 12 seja consertado, pela remoção e substituição, com relação ao restante do filtro de ar 10, quando o cartucho 12 se torna suficientemente carregado com poeira ou outro contaminante, exigindo a manutenção. B. Disposição de Filtro de Ar Exemplar, Figs. 2-13.

Na Fig. 2, uma vista transversal esquemática de uma disposição de filtro de ar de acordo com a presente revelação. Com referência à Fig. 2, a disposição de filtro de ar 50 compreende o alojamento 50a incluindo a seção de entrada 51 e a seção de saída 52. A seção de entrada 51 e a seção de saída 52 são presas entre si ao longo da região de separação do alojamento 53. Grampos 54 ou outras disposições podem ser usados para firmar a conexão na região de separação 53.

Para a disposição mostrada, a região de separação do alojamento 53 compreende um flange 55 na seção de entrada 51 e um flange 56 na seção de saída 52 dimensionados e configurados para se engatarem. Grampos de desenganchar 54 permitem a separação dos flanges 55,56 (e assim seções 51,52) para obter acesso de serviço ao interior do alojamento 50a. A seção de entrada 51 inclui uma entrada de fluxo de ar 58 e uma seção de recepção do cartucho de filtro 59. A seção de saída 52 inclui uma seção de recepção de cartucho de filtro 69 e um tubo de saída 70. . Para a disposição particular mostrada, o tubo de entrada 58 e o tubo de saída 70 se estendem em direções geralmente opostas entre si. Construções alternadas são possí- veis .

Em uma montagem típica, dentro do tubo de saída 70 ou em trabalho de duto relacionado, em ou perto da região 72, uma sonda de üm sistema de sensor de fluxo de ar de massa (MAFS) poderia ser posicionada para avaliar o fluxo de ar no tubo de saída 70.

Na Fig. 3, uma vista em projeção lateral da disposição de filtro de ar 50 é mostrada. Na Fig. 4 uma vista de extremidade do filtro de ar 50, direcionada para a entrada 58 é mostrada. Na Fig. 4, uma porção de um cartucho de filtro 60 posicionado dentro do alojamento de filtro de ar 50a é mostrada.

Na Fig. 5, uma representação esquemática do alojamento 50a é mostrada, com o alojamento 50a mostrado em uma forma transparente, então o cartucho de filtro 60 internamente posicionado pode ser visto. Com referência à Fig. 5, o cartucho 60 compreende um pacote de meios de filtro z 61 tendo uma face de entrada 62, uma face de saída 63, extremidades opostas 64,65 e um par de faces opostas 66, 67. -As extremidades 64,65 correspondem geralmente com as extremidades de fechamento das porções de vedação de extremidade dos meios de revestir únicos que formam o pacote de meios 60.

As faces opostas 66,67 são mostradas substancialmente descobertas, entretanto, uma folha de material ou cobertura protetora poderia ser provida nessas localizações.

De forma geral, o ar é filtrado entrando no pacote de meios 61 na face de entrada 62 e saindo na face de saída oposta 63.

Na Fig. 6, uma vista em projeção lateral da disposição 50 como mostrada na Fig. 5 é representada. Na Fig. 7, uma vista transversal da disposição mostrada na Fig. 6 é representada. É desejável configurar o alojamento do filtro de ar 50a e posicionar o cartucho 60 nele, em uma maneira evitando níveis indesejáveis de turbulência de ar na região 72, que afetariam negativamente a operação do MAFS. Isso é facilitado pelo: . 1. Provimento de uma disposição empilhada para o cartucho 60 na qual uma disposição espiralada dos meios cor-rugados presos nos meios de revestimento é evitada, mas preferivelmente tiras empilhadas de folha corrugada presas nas folhas de revestimento são usadas, com cada tira posicionada pelo menos aproximadamente em um plano paralelo às outras tiras. 2. Posicionamento da face do fluxo de saída 63, Fig. 6, parcialmente inclinada para o tubo de saída 7 0 em oposição à dentro de um plano da região de separação 53. De preferência, o ângulo X entre a face do fluxo de saída 63 e o tubo de saída 70 é pelo menos 10°, tipicamente pelo menos 15° e freqüentemente dentro da faixa de 15° a 80°, inclusive, por exemplo, 15°-40°, inclusive. Uma variedade de disposições pode ser usada para posicionar o cartucho 60 como mostrado esquematicamente na Fig. 2.

Um exemplo da montagem é mostrado na Fig. 8. Com referência à Fig. 8, a disposição da vedação do alojamento 80 é mostrada no pacote de meios 61 do cartucho 60. A dispo- sição de vedação 80 podería ser configurada para ser posicionada entre os flanges 55,56, para vedação. A disposição de vedação 80 é posicionada em um plano não paralelo à face de entrada 62 e face de saída 63, na extensão através de uma face que correspondería com a face visível em 66, Fig. 6. Em geral, essa face compreendería uma primeira de uma folha de material de revestimento ou ranhurada (tipicamente corruga-da), e a face oposta, tipicamente, uma segunda da folha de material de revestimento oú ranhurada (tipicamente corrugada), embora coberturas ou outros materiais possam ser providos. 0 ângulo entre a disposição de vedação 80 e a face de saída 63 é geralmente mostrado em Y, Fig. 8, e tipicamente seria pelo menos 5o e geralmente dentro da faixa de 8o a 45°, inclusive, por exemplo, 8°-20°, inclusive. É observado que para a disposição das Figs. 1 e 2, pelo menos 10% do volume do pacote de meios 81 é posicionado em cada um de: a seção de entrada 51 e a seção de saída 52. Freqüentemente, pelo menos 15% de cada é de tal forma localizado. , .

Com referência à Fig. 7, é observado que para a disposição mostrada, o ápice 90 do cartucho 61 fica posicionado em uma localização mais alta. O ápice 90 compreende um . canto ou vértice formado entre a face do fluxo de saída 63 e a extremidade 64.

Similarmente, o ápice 91 é posicionado na seção 59, isto é, em uma localização mais baixa. O ápice 91 compreende um ápice diagonalmente oposto ao canto 90 e compreende um canto entre a face de entrada 62 e a extremidade 65.

Agora a atenção é dirigida para a Fig. 9. Na Fig. 9, uma vista em perspectiva esquemática do cartucho de filtro 95, utilizável como cartucho 60. Com referência à Fig. 9, o cartucho 95 compreende o pacote de meios 96 com faces de fluxo opostas 98,99. O pacote de meios 96 típica e preferivelmente compreendería uma disposição empilhada em bloco de tiras de meios de filtro z, cada tira compreendendo uma seção de folha corrugada presa em uma seção da folha de revestimento. As extremidades das tiras formam faces de extremidade opostas 101,102. As faces de extremidade 101,102 tipicamente seriam vedadas, por exemplo, pela cobertura com peças de extremidade como mostrado. A disposição de vedação do alojamento 105 é visível. A disposição de vedação do alojamento 105 inclui seções 106,107 que se estendem através das extremidades 101,102, respectivamente. Ela também inclui uma extensão 110 e extensão oposta 111, não visível na Fig. 9, para engate com o alojamento. .

Na Fig. 10, a vista lateral do cartucho 95 é representada. A vista da Fig. 10 seria para o lado 112, Fig. 9, porém invertida. Na Fig. 10, um par de extensões espaçadas ou espaçadores 117, se estendendo entre as extremidades 101,102, é visível. Um segundo par também poderia ser posicionado opostamente, isto é, em uma superfície 113, Fig. 11, oposta â superfície 112. .

Na Fig. 11, uma vista para a seção da extremidade 107 é provida. Na Fig. 12, a vista é para a seção de extremidade 106 (invertida em relação à Fig. 9}. Na Fig. 13, a vista para a face de saída 99 é mostrada.

Nas Figs. 10-13, as dimensões são mostradas em milímetros (e polegadas entre colchetes) para indicar um tamanho exemplar. Naturalmente, uma variedade de tamanhos alternados pode ser feita. IV. Segundo Sistema de Filtro de Ar Exemplar, Figs. 14-23 Nas Figs. 14-23, um segundo sistema de filtro de ar exemplar é representado. Nas Figs. 14-19, o conjunto de filtro de ar 200 é visível. Nas Figs. 20-23, um cartucho de filtro removível e substituível 201 utilizável no filtro de ar 200 é provido. Muitos dos aspectos do filtro de ar 200 são aspectos análogos a esses discutidos previamente para o filtro de ar 50, Figs. 2-8, e muitos dos aspectos são providos com os mesmos numerais de referência nas Figs. 14-19. Assim, a disposição de filtro de ar 200 compreende o alojamento 50a incluindo uma seção de entrada 51 e uma seção de saída 52. A seção de entrada 51 e a seção de saída 52 são presas entre si ao longo da região de separação do alojamento 53. Grampos 54 são usados para firmar a região de separação 53. Com referência à Fig. 19, a separação do alojamento 53 compreende um flange 55 na seção de entrada 51 e um flange 56 na seção de saída 52, dimensionados e'configurados para se engatarem. Os grampos de desenganchar 54, Figs. 14-18, permitem a separação dos flanges 55,56 (e assim seção 51 e 52) para obter acesso de serviço a um alojamento interior 50a. Isso permite a manutenção do cartucho 201, por exemplo, pela substituição, Fig. 19. A seção de entrada 51 inclui uma entrada de fluxo de ar 58 e uma seção de recepção de cartucho de filtro 59. A seção de saída 52 inclui uma seção de recepção de cartucho de filtro 69 e um tubo de saída 70. Para a disposição particular mostrada, o tubo de entrada 58 e o tubo de saída 70 se estendem em direções geralmente, opostas um do outro. Construções alternadas são possíveis.' Na montagem, dentro do tubo 70 (ou em um trabalho de duto relacionado), em ou perto da região 72, uma sonda de um sistema de sensor de fluxo de ar de massa (MAFS) poderia ser posicionada, para avaliar o fluxo do ar no tubo de saída 70.

Com referência à Fig. 19, é dado atenção para os aspectos seguintes. A primeira seção de alojamento 51 inclui um ressalto de suporte inferior ou disposição de saliência 210 compreendendo as saliências 211 e 212. Quando o cartucho de filtro 201 está posicionado dentro do alojamento 50a, painéis laterais opostos 215,216 repousarão respectivamente nos ressaltos 211,212, para suporte. Assim, o cartucho 201 não fica suspenso pela disposição de vedação 220. Ao invés disso, o cartucho 201 é suportado pelo engate dos painéis 215,216 com a disposição do ressalto 210. O cartucho de. filtro 201 será geralmente entendido por referência âs Figs. 20-23. Com referência em primeiro lugar à Fig. 20, o cartucho 201 compreende um pacote de meios 230 tendo painéis laterais 215 e 216. O pacote de meios 230 geralmente compreendería uma disposição empilhada de material de revestir único compreendendo meios ranhurados (corrugados) presos nos meios de revestimento com disposi- ções de vedação de ranhura opostas a montante e a jusante apropriadas para definir uma série de ranhuras de entrada e ranhuras de saída que se estendem entre faces opostas 235,236 de acordo com as discussões prévias. Isso impede que o ar não filtrado que entra na face 235 saia via a face 236, sem passagem através dos meios, para filtragem. 0 pacote de meios particular 230 representado esquematicamente na Fig. 20 é uma disposição empilhada "em bloco", novamente significando que nenhuma face ou lado é inclinado, ao invés disso cada um engata adjacentes em ângulos de 90°. Naturalmente, como discutido acima, disposições inclinadas são possíveis com os princípios descritos aqui.

Para o exemplo particular mostrado na Fig. 20, a face 235 seria uma face de entrada para o fluxo do ar e a face oposta 236 seria uma face de saída para o ar filtrado. Os painéis 215,216 típica e preferivelmente seriam moldados no lugar, para vedar as extremidades das tiras de revestir únicas dentro do pacote de meios 230. Tipicamente, os painéis 215,216 seriam moldados de um poliuretano tal como um poliuretano espumoso. ■ Em um modo de construção típico, o mesmo molde seria usado para os painéis 215,216 com duas etapas de molda-gem.

Com referência à Fig. 20, o cartucho de filtro 201 inclui a disposição periférica de vedação do alojamento de perímetro 220 nele. A disposição de vedação particular 220 representada se estende completamente ao redor do pacote de meios 230, separando o pacote de meios em uma seção a mon- tante 230u e uma a jusante 230d. Para um exemplo típico, a disposição de vedação 220 compreendería uma vedação moldada no lugar integral única, tipicamente um material polimérico moldado tal como um poliuretano espumoso, feito em um processo de moldagem de uma só etapa e aplicado depois que os painéis 215,216 estão no lugar no pacote de meios 230. A disposição de vedação 220 é provida com um flange externo 240 que, quando o cartucho 201 é posicionado dentro do alojamento 50a, Fig. 19, é comprimido entre os flanges 55,56 para formar uma vedação. Uma tal vedação de compressão é geralmente citada aqui como uma vedação "axial", ou por terminologia similar, desde que a força de compressão no elemento de vedação 220 é geralmente paralela ao acesso da direção do fluxo de ar através do pacote de meios 201.

As disposições de vedação de alojamento exemplares descritas aqui não têm elemento estrutural rígido embutido nelas, e cada uma é moldada de um material polimérico único, tal como poliuretano. Assim, a disposição de vedação do alojamento 220 pode ser descrita como consistindo essencialmente de poliuretano moldado, tipicamente poliuretano espumoso.

Com referência à Fig. 21, o flange de vedação 240 geralmente se estende em um ângulo Y em relação à face de saída 236 como previamente discutido, isto é, tipicamente pelo menos 5o e geralmente dentro da faixa de 8o a 45°, inclusive, por exemplo, 8°-20°, inclusive. Para o exemplo particular mostrado a faixa tipicamente seria 8°-15°, por exemplo, ao redor de 10°. Dito de maneira mais geral, o ângulo Y é maior do que 0o e geralmente não maior do que 45°.

Com referência às Figs. 22 e 23, a configuração dos painéis 215,216 é mostrada. Em particular cada painel 215 inclui bordas opostas 215a,215b, a borda 215a sendo adjacente à face de entrada 235 e a borda 215b sendo adjacente à face de saida 236. As bordas 215a e 215b são providas com regiões de projeção 217 que se estendem além de uma face adjacente do pacote de meios. Essas regiões 217 engatarão o alojamento como mostrado na Fig. 19, para posicionamento seguro do cartucho, durante a instalação. Em particular, as regiões 217 ao longo da borda 215a engatarão o ressalto 211, Fig. 19. As regiões 217 ao longo da borda 215b engatarão o ressalto de cobertura 250, Fig. 19, para ajudar a firmar o cartucho contra movimento não planejado. O ressalto 215 é oposto ao ressalto 211 e o painel 215 é preso entre eles.

Com referência à Fig. 23, o painel 216 inclui, de maneira análoga, bordas opostas 216a e 216b, com projeções 217. As projeções 217 ao longo da borda 216a serão engatadas pelo ressalto 212 da Fig. 19, durante a instalação. As projeções 217 ao longo da borda 216b podem ser feitas para não engatar a estrutura dentro do alojamento, embora se desejado uma estrutura de ressalto possa ser provida adjacente aos cantos opostos, para ajudar a firmar o cartucho 201 em posição.

Na Fig. 19, a disposição de vedação 220 pode ser vista em seção transversal. A disposição de vedação 220 inclui uma base 260, pela qual o pacote de meios 201 e os painéis 215,216 são engatados. 0 flange 240, que é comprimido para formar a vedação, é firmado na base 260. Tipicamente, o flange 240 é moldado na base de extremidade 260, significando que os dois são conjuntamente moldados de um material único, ao mesmo tempo.

Uma calha 261 é provida entre o flange 240 e o pacote de meios 201 e os painéis 215,216. A calha 261 geralmente se estende para a base 260 e é circundada por pelo menos uma porção do flange 240. A calha 260 é posicionada para receber uma projeção do flange 270 nela, durante a instalação, Fig. 19. A projeção do flange 270 é presa em uma das seções de alojamento 51,52, nesse exemplo a seção de alojamento a jusante 52. A calha 261 é geralmente configurada para ter uma profundidade máxima de pelo menos 3 mm, geralmente pelo menos 4 mm e tipicamente pelo menos 5 mm. Exemplos seriam 5-14 mm, embora alternativas sejam possíveis.

Ainda com referência à Fig. 19, o flange 55 é configurado para receber nele a disposição de vedação 220 durante a instalação. O flange 55 inclui uma projeção externa 275 que circundará o flange 240, durante a instalação. O flange 275 é de um comprimento suficiente para assentar completamente contra uma porção da seção de cobertura 52, durante a instalação.

Ainda com referência à Fig. 19, a seção de cobertura 52 inclui a disposição de flange 56 incluindo a projeção interna 270 e a projeção externa 268. A projeção interna 270 é novamente dimensionada para se estender para dentro da calha 261. A projeção externa 278 é dimensionada para se estender ao redor da projeção 275, durante a instalação. O flange 279 que se estende entre as projeções 270,278 provê uma superfície contra a qual o flange 275 pode assentar, durante a instalação. É observado que o flange que se projeta radialmente para fora 279 inclui a projeção 280 sobre ele, dimensionada para pressionar para dentro do flange da vedação axial 240, para ajudar a garantir a vedação. Uma tal projeção geralmente se estenderá para dentro do flange 240 por uma distância correspondendo com pelo menos 2% da espessura comprimida do flange 240 entre paredes opostas 240a,240b, Fig. 21. . Com referência à Fig. 19, o ângulo X indica o ângulo entre a face do fluxo de saída 236 e o tubo de saída 70. 0 ângulo é tipicamente pelo menos 10°, geralmente pelo menos 15° e freqüentemente dentro da faixa de 15° a 80°, inclusive, por exemplo, 15°-45°. Como um resultado do ângulo X, a face de saída 236 pode ser vista como inclinada para o tubo de saída 70, com um ápice do pacote de meios indicado em 300 correspondendo com uma porção mais alta do pacote de meios 201 dentro do alojamento 50a e posicionado para inclinar a face 236 para o tubo de saída 70.

Para o exemplo das Figs. 14-23, algumas dimensões exemplares são providas, como segue: AA = 217,1 mm, AB = 328.0 mm, AC = 301,5 mm, AD = 500,9 mm, AE = 328,4 mm, AF = 112.1 mm.

Um material exemplar utilizável para ambas a vedação e as moldagens laterais descritas aqui é poliuretano. Um poliuretano exemplar caracterizado é um poliuretano espumoso que aumentará em volume durante o uso. Os preferidos aumen- tam por pelo menos 40% no volume, para preencher as cavidades do molde (tipicamente pelo menos 80% em volume) e tendo uma densidade quando moldada não maior do que 30 libras/pés3 (0,48 g/cc) , tipicamente não maior do que 22 libras/pés3 (0,35 g/cc) e geralmente na faixa de 10 libras/pés3 (0,16 g/cc) a 22 libras/pés3 (0,35 g/cc); e, uma dureza (Shore A) tipicamente não maior do que 30, de preferência não maior do que 25 e tipicamente dentro da faixa de 10 a 22. Naturalmente, poliuretanos fora dessa faixa podem ser usados, mas os caracterizados são vantajosos para a fabricação e a manipulação.

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Conjunto de filtro de ar (200) que compreende: (a) um alojamento (50a) definindo uma seção de entrada (51), uma seção de saida (52) e uma região de separação do alojamento (53) definida por flanges opostos (55, 56) ; (i) a seção de saida (52) incluindo uma saida de fluxo de ar (70); e (ii) a seção de entrada (51) incluindo uma entrada de fluxo de ar (58); (b) um cartucho de filtro (201) posicionado dentro do interior do alojamento, o cartucho de filtro compreendendo : (i) um pacote de meios (230) compreendendo uma pi- lha de tiras de meios ranhuradas presas em meios de revestimento para definir um pacote de meios com faces de fluxo de entrada e saida opostos (235, 236) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (ii) uma disposição de vedação de alojamento (220) circundando o pacote de meios (230) em um plano não paralelo a qualquer uma dentre a face de entrada (235) e a face de saida (236), (iii) o cartucho de filtro sendo posicionado com um ângulo X entre a face do fluxo de saida (236) e a saida do fluxo de ar de (70) pelo menos 10° e não maior do que 80°; e (iv) o pacote de meios (230) sendo uma disposição empilhada em bloco, em que cada face e lateral do pacote de meios (230) intercepta cada face adjacente e lateral em 90°.

2. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a disposição de vedação do alojamento (220) se estende em um ânqulo Y, em relação à face de saida (236) do cartucho de filtro (201) de pelo menos 5o.

3. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o cartucho de filtro (201) fica posicionado com pelo menos 10% do volume do pacote de meios (230) posicionado na seção de entrada (51).

4. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a entrada do fluxo de ar (235) compreende um tubo de entrada (58) e a saida do fluxo de ar compreende um tubo de saida (70); o tubo de entrada (58) e o tubo de saida (70) se estendendo de um restante do alojamento (50a) em direções opostas.

5. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o cartucho do filtro (201) inclui um ápice direcionado para dentro da seção de saida (52) e um ápice dia- gonalmente oposto direcionado para dentro da seção de entrada (51); e, (b) pelo menos 5% do volume do pacote de meios ficam posicionados na seção de saida.

6. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a seção de saida (52) fica posicionada acima da seção de entrada (51).

7. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o pacote de meios (230) é uma disposição empilhada, em bloco.

8. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o pacote de meios (230) inclui painéis laterais opostos (215, 216); e (b) a disposição de vedação do alojamento (220) se estende ao redor do pacote de meios e painéis laterais.

9. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a seção de entrada do alojamento (51) inclui uma disposição de ressalto (210) engatada pelos painéis laterais (215, 216) no pacote de meios (230).

10. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o ângulo, Y, entre a disposição de vedação do alojamento e a face de saida é 10°.

11. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-10, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a disposição da vedação (220) do alojamento compreende um flange de vedação axial (240) preso em uma base de vedação (260), (i) a base de vedação sendo presa na combinação de pacote de meios (230) e painel lateral (215, 216), (ii) O flange de vedação axial e a base de vedação definindo uma calha de recepção entre uma porção do flange de vedação axial e a combinação de pacote de meios e painel lateral, (b) a seção de saida (52) do alojamento incluindo uma disposição de projeção que se estende para dentro da calha de recepção.

12. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) os painéis laterais (215, 216) são moldados no lugar e (b) a disposição da vedação do alojamento (220) é moldada no lugar.

13. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) os painéis laterais (215, 216) compreendem espuma de poliuretano compressivel e (b) a disposição de vedação do alojamento (220) consiste essencialmente de espuma de poliuretano compressivel .

14. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-13, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a seção de saida (52) inclui uma nervura de vedação posicionada para se projetar para dentro da disposição de vedação do alojamento (230).

15. Conjunto de filtro de ar (200), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) a nervura de vedação é dimensionada para se projetar para dentro da disposição de vedação (220) do alojamento por uma quantidade correspondendo com pelo menos 2% de uma espessura não comprimida de uma porção da disposição de vedação do alojamento engatada pela nervura.

16. Cartucho de filtro de ar (201) que compreende: (a) um pacote de meios (230) compreendendo uma pilha de tiras de meio ranhuradas presas a um meio de revestimento para definir um pacote de meios com faces de entrada e saida opostas (235, 236) e com ranhuras de entrada e de saida direcionadas entre os mesmos; (i) o pacote de meios (230) tendo um primeiro par de lados opostos e um segundo par de lados opostos; e (ii) o pacote de meios (230) incluindo peças de extremidades (215, 216) posicionadas, respectivamente, em cada um dos segundos pares de lados opostos; e, (b) uma disposição de vedação do alojamento (220) ao redor do pacote de meios e as peças de extremidades opostas (215, 216); CARACTERIZADO pelo fato de que (i) o pacote de meios (230) sendo uma disposição empilhada em bloco, em que cada face e lateral do pacote de meios (230) intercepta cada face adjacente e lateral em 90°; (ii) uma disposição de vedação (220) do alojamento definindo um plano de vedação se estendendo em um ângulo, Y, de pelo menos 5o, em relação à face de saida.

17. Cartucho de filtro (201), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o ângulo, Y, fica dentro da faixa de 8o a 45°, inclusive; e (b) a disposição de vedação (220) do alojamento é moldada no lugar.

18. Cartucho de filtro (201), de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o ângulo, Y, fica dentro da faixa de 8o a 20°, inclusive.

19. Cartucho de filtro (201), de acordo com qualquer uma das reivindicações 16-18, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o pacote de meios (230) é uma disposição empilhada em bloco de tiras de meios e (b) a disposição de vedação do alojamento (220) consiste essencialmente de espuma de poliuretano.

20. Cartucho de filtro (201), de acordo com qualquer uma das reivindicações 16-19, CARACTERIZADO pelo fato de que: (a) o ânqulo, Y, é de 10°.