BRPI0610315A2

BRPI0610315A2 - interconexão de tubulação de válvula de carretel para um sistema de filtro

Info

Publication number: BRPI0610315A2
Application number: BRPI0610315-4A
Authority: BR
Inventors: Brian J Tubby
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2010-06-15
Also published as: EP1888199A1; EP1888199B1; US8911623B2; US8097158B2; US20060254971A1; CN101198390A; WO2006124906A1; US9931589B2; US20170252678A1; AU2006247365A1; MX2007014452A; JP2008540976A; CN101198390B; KR101315573B1; US20160236119A1; US9345995B2; US20120211412A1; JP5001936B2; US20120080369A1; US20150068966A1

Abstract

Trata-se de um conjunto de cartucho de filtro e de tubulação de válvula de carretel que incluem um cartucho de filtro e uma tubulação de válvula de carretel. O cartucho de filtro inclui um elemento de filtro e a porção de entrada/saida em comunicação fluida com o elemento de filtro. A porção de entrada/saída é dotada de um orifício de entrada de cartucho e um orifício de saída de cartucho. A tubulação de válvula de carretel inclui um invólucro e um corpo. O invólucro é dotado de um orifício de entrada do invólucro e um orifício de saida do invólucro para comunicação fluida com um sistema de suprimento de fluido. O corpo se situa dentro do invólucro e é configurado para girar em torno de um primeiro eixo geométrico com relação ao invólucro. A porção de entrada/saida do cartucho de filtro é acoplada de maneira fluida ao corpo através da inserção da porção de entrada/saida no corpo em uma direção perpendicular ao primeiro eixo geométrico.

Description

"INTERCONEXÃO DE TUBULAÇÃO DE VÁLVULA DE CARRETELPARA UM SISTEMA DE FILTRO"

O presente pedido é uma continuação-em-parte doPedido de Patente Provisório N- de Série U.S. 60/681.649, empoder desta mesma Requerente e depositado em 16 de maio de2005 por Tubby, intitulado "SPOOL VALVE INTERCONNECT FOR AFILTER SYSTEM", cuja apresentação é incorporada ao presente,à guisa de referência, mas desde que não esteja incoerentecom o presente documento.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, de modo geral, a umsistema operacionalmente posicionado em um sistema de abas-tecimento de fluido compreendendo uma montagem de tubulaçãoe um cartucho de filtro de fluido substituivel contendo ummeio de filtro, o conjunto de tubulação tendo a capacidadede facilitar a remoção de um primeiro cartucho de filtro defluido substituivel e, em seguida, tendo a capacidade de fa-cilitar a instalação de um outro cartucho de filtro substi-tuivel no mesmo, em um sistema de suprimento de fluido, e,em particular, a um conjunto de tubulação de válvula de car-retei que facilita a rápida e fácil remoção e instalação doscartuchos de filtro de fluido substituiveis do e no conjuntode tubulação.

Os conjuntos de tubulação tendo a capacidade defacilitar a remoção de um primeiro cartucho de filtro defluido e, em seguida, tendo a capacidade de facilitar a ins-talação de um outro cartucho de filtro de fluido substitui-vel em um sistema de suprimento de fluido para uso industri-al, comercial ou doméstico são amplamente conhecidos em todaa indústria. Por exemplo, os refrigeradores mais modernos,que provêm água de beber e produzem gelo, e as máquinas dedispensa de bebida, como as cafeteiras e as dispensadoras derefrigerante, utilizam um sistema interno de filtração defluido dotado de cartuchos de filtro de fluido substituiveispara filtrar determinados contaminantes de um fluido, porexemplo, água.

Dado o uso de uma quantidade relativamente pequenade meio de filtro contido no interior dos cartuchos de fil-tro de fluido substituiveis compactos, torna-se necessária afreqüente substituição dos cartuchos de filtro de fluidosubstituiveis dentro do sistema de filtração de fluido. Des-te modo, estes sistemas de filtração são tipicamente equipa-dos com cartuchos de filtro de substituição que podem se de-sencaixar de um sistema de filtração e ser substituídos.

Infelizmente, este sistema de filtração de fluidonem sempre pode ser colocado em um local mais acessível ouna orientação mais desejável para um usuário remover o car-tucho de filtro de fluido velho e instalar um novo no lugar.Para aumentar o problema da remoção de um cartucho de filtrode fluido velho de um sistema de suprimento de fluido, ofluxo de fluido do sistema precisa ser fechado antes da re-moção o cartucho de filtro de fluido de substituição.

Um exemplo de um aparelho de filtro e válvula datécnica anterior que prove a substituição de um filtro en-capsulado é apresentado na Patente U.S. N. 6 579 455, de Mu-zik et al. Muzik apresenta uma válvula do tipo registro decorrediça, na qual um disco de receptáculo para o invólucroda um filtro é rotativamente acoplado a uma chapa superiordotada de orifícios de entrada e saida de suprimento defluido. 0 disco de receptáculo inclui passagens para o invó-lucro dos orifícios de entrada e saida do filtro. Quando nãohá nenhum filtro inserido nestas passagens, as passagens nãoficam alinhadas com os orifícios de entrada e saida de su-primento de fluido da chapa superior. Após a inserção dofiltro no disco de receptáculo, o filtro e o disco de recep-táculo podem girar em volta do eixo geométrico longitudinaldo filtro de modo a alinhar os orifícios entrada e saida dofiltro com os orifícios de entrada e saida do suprimento defluido.

A Patente N- U.S. 4.979.530, de Breda, e a PatenteN2 U.S. 6.457.968, de Wichmann apresentam válvulas de carre-tei.

Uma desvantagem da técnica anterior é que as vál-vulas endurecem durante o funcionamento por causa dos anéisem O de vedação que se tornam inflexíveis com o passar dotempo. Em função deste problema, torna-se necessária uma al-ta força de ruptura para mover inicialmente a válvula.

Sendo assim, existe a necessidade de um dispositi-vo confiável e econômico que possa prover uma substituiçãofácil e rápida dos cartuchos de filtro de um sistema de fil-tração de fluido. Ocorre, ainda, a necessidade de um dispo-sitivo que possa integrar a substituição do cartucho de fil-tro à abertura e ao fechamento da válvula e que possa seroperado com um mínimo de força.SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma modalidade representativa da presente invençãoinclui uma tubulação de válvula de carretei para uso com umcartucho de filtro dotada de uma porção de entrada e saida,incluindo um orificio de entrada de cartucho e um orifíciode saida de cartucho. A tubulação de válvula de carretei in-clui um invólucro de válvula dotado de um orificio de entra-da e um orificio de saida, e um corpo de válvula localizadono interior do invólucro da válvula e configurado para girarem torno de um primeiro eixo geométrico com relação ao invó-lucro da válvula. 0 corpo da válvula é configurado para alo-jar a porção de entrada e saida do cartucho de filtro atra-vés da inserção da porção de entrada e saida no corpo deválvula em uma direção perpendicular ao primeiro eixo geomé-trico. 0 orificio de entrada do invólucro e o orificio deentrada de cartucho ficam em comunicação fluida através deum primeiro trajeto de fluxo de fluido, e o orificio de sai-da do invólucro e o orificio de saida de cartucho ficam emcomunicação fluida através de um segundo trajeto de fluxo defluido quando o corpo de válvula se encontra em uma primeiraposição rotacional com relação ao invólucro da válvula. 0orificio de entrada do invólucro e o orificio de entrada decartucho não ficam em comunicação fluida, e o orificio desaida do invólucro e o orificio de saida de cartucho não fi-cam em comunicação fluida quando o corpo de válvula se en-contra em uma segunda posição rotacional com relação ao in-vólucro da válvula.

Uma outra modalidade representativa da presenteinvenção incluir um cartucho de filtro e conjunto de tubula-ção de válvula de carretei dotado de um cartucho de filtro euma tubulação de válvula de carretei. 0 cartucho de filtroinclui um elemento de meio de filtro e uma porção de entra-da/saida em comunicação fluida com o elemento de filtro. Aporção de entrada/saida possui um orifício de entrada decartucho e um orificio de saida de cartucho. A tubulação deválvula de carretei inclui um invólucro e um corpo. 0 invó-lucro é dotado de um orificio de entrada do invólucro e umorificio de saida do invólucro para comunicação fluida comum sistema de suprimento de fluido. 0 corpo se localiza den-tro do invólucro e é configurado para girar em torno de umprimeiro eixo geométrico com relação ao invólucro. A porçãode entrada/saida do cartucho de filtro é acoplada de maneirafluida ao corpo através da inserção da porção de entra-da/saida no/do corpo em uma direção perpendicular ao primei-ro eixo geométrico.

Em um aspecto da presente invenção, o orificio deentrada do invólucro e o orificio de saida do invólucro fi-cam em comunicação fluida através de um terceiro trajeto defluxo de fluido quando o corpo de válvula se encontra na se-gunda posição rotacional com relação ao invólucro da válvula.

Em um outro aspecto da presente invenção, o orifi-cio de entrada do invólucro e o orificio de saida do invólu-çro não ficam em comunicação fluida quando o corpo de válvu-la se encontra na segunda posição rotacional com relação aoinvólucro da válvula.

Em ainda um outro aspecto, o invólucro da válvulapode incluir adicionalmente um componente de carne de inser-ção configurado para cooperar com um componente de carne deinserção complementar do cartucho de filtro.

Em um outro aspecto, o invólucro da válvula podeincluir ainda um componente de carne de ejeção configuradopara cooperar com um componente de came de ejeção complemen-tar sobre o cartucho de filtro.

Em mais um outro aspecto, a tubulação de válvulade carretei pode incluir ainda uma primeira vedação locali-zada entre o corpo de válvula e o invólucro da válvula econfigurada para impedir o vazamento de fluido a partir doprimeiro trajeto de fluxo de fluido e uma segunda vedaçãolocalizada entre o corpo de válvula e o invólucro da válvulae configurada para impedir o vazamento de fluido a partir dosegundo trajeto de fluxo de fluido.

Em um outro aspecto, a tubulação de válvula decarretei pode incluir ainda uma terceira vedação localizadaentre o corpo de válvula e o invólucro da válvula e configu-rada para impedir o vazamento de fluido a partir do terceirotrajeto de fluxo de fluido.

Em um aspecto, o ângulo entre a primeira e a se-gunda posições rotacionais pode ser menor que 90 graus.

Em um outro aspecto, o cartucho de filtro incluium manipulo em uma extremidade do cartucho de filtro, quefica oposto à porção de entrada/saida.

Em um aspecto, um suporte é acoplado ao invólucroda válvula e configurado para montar a tubulação de válvulade carretei em uma instalação.Em ainda um outro aspecto, um suporte é rotativa-mente montado adjacente à válvula de carretei e configuradopara prender de maneira deslizavel o cartucho de filtro con-forme o corpo gira da primeira para a segunda posição rotacional.

Outros objetos e vantagens da presente invençãotornar-se-ão aparentes a partir da descrição a seguir, assimcomo dos desenhos em anexo e das reivindicações em apenso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um cartu-cho de filtro de fluido e de um conjunto de tubulação deválvula de carretei de acordo com uma modalidade representa-tiva da presente invenção, o conjunto sendo mostrado em umaprimeira posição rotacional;

A Figura 2 é uma vista lateral do cartucho de fil-tro de fluido e conjunto de tubulação de válvula de carreteide acordo com a modalidade representativa da Figura 1;

A Figura 3 é uma vista frontal do cartucho de fil-tro de fluido e conjunto de tubulação de válvula de carreteide acordo com a modalidade representativa da Figura 1;

A Figura 4 é uma vista em perspectiva explodida docartucho de filtro de fluido e conjunto de tubulação de vál-vula de carretei de acordo com a modalidade representativada Figura 1;

A Figura 5 é uma vista em perspectiva do cartuchode filtro de fluido e conjunto de tubulação de válvula decarretei, de acordo com a modalidade representativa da Figu-ra 1, sendo o conjunto mostrado em uma segunda posição rota-cional;

A Figura 6 é uma vista lateral do cartucho de fil-tro de fluido e conjunto de tubulação de válvula de carreteide acordo com o aspecto da Figura 5;

A Figura 7 é uma vista frontal do cartucho de fil-tro de fluido e conjunto de tubulação de válvula de carreteide acordo com o aspecto da Figura 5;

A Figura 8 é uma vista lateral do cartucho de fil-tro de fluido e conjunto de tubulação de válvula de carreteide acordo com o aspecto da Figura 5, o cartucho de filtro defluido sendo mostrado removido do conjunto;

A Figura 9 é uma vista lateral em seção transver-sal de uma porção de um cartucho de filtro de fluido de a-cordo com uma modalidade representativa da presente invenção;

A Figura 10 é uma vista lateral em seção transver-sal parcial de uma porção de um cartucho de filtro de fluidoinserido em um conjunto de tubulação de válvula de carreteide acordo com a modalidade representativa da presente inven-ção, estando o cartucho de filtro e o corpo de válvula emuma primeira posição rotacional;

A Figura 11 é uma vista em perspectiva de uma por-ção do cartucho de filtro de fluido e conjunto de tubulaçãode válvula de carretei, sendo o invólucro da válvula mostra-do parcialmente transparente, e o cartucho de filtro defluido e o corpo de válvula sendo mostrados na primeira po-sição rotacional;

A Figura 12 é uma vista lateral em seção transver-sal parcial de um cartucho de filtro de fluido inserido emum conjunto de tubulação de válvula de carretei de acordocom a modalidade representativa da presente invenção, sendoo cartucho de filtro de fluido e o corpo de válvula mostra-dos em uma segunda posição rotacional;

A Figura 13 é vista em perspectiva de uma porçãodo cartucho de filtro de fluido e conjunto de tubulação deválvula de carretei, sendo o invólucro da invólucro mostradoparcialmente transparente, e o cartucho de filtro de fluidoe o corpo de válvula mostrados em uma segunda posição rota-cional;

A Figura 14 é uma vista lateral em seção transver-sal esquemática da modalidade representativa da Figura 1,mostrando um aspecto dos componentes de carne de inserção eejeção, sendo o cartucho de filtro de fluido e o corpo deválvula mostrados em uma primeira posição rotacional;

A Figura 15 é uma vista lateral em seção transver-sal esquemática da modalidade representativa da Figura 1,mostrando um aspecto dos componentes de carne de inserção eejeção, estando o cartucho de filtro de fluido e o corpo deválvula em uma segunda posição rotacional;

A Figura 16 é uma vista em perspectiva do cartuchode filtro de fluido e conjunto de tubulação de válvula decarretei mostrados com um envoltório de montagem opcional;

A Figura 17 é uma vista em perspectiva do cartuchode filtro de fluido e conjunto de tubulação de válvula de car-retei mostrados com um sistema de manipulação representativo;

A Figura 18 é uma vista em perspectiva do cartuchode filtro de fluido e conjunto de tubulação de válvula decarretei mostrados na Figura 17, sendo mostrado o sistema demanipulação representativo do cartucho de filtro prestes aser inserido na tubulação de válvula de carretei;

A Figura 19 é uma vista em perspectiva parcial deum cartucho de filtro de fluido representativo e conjunto detubulação de válvula de carretei tendo o sistema de manipu-lação representativo na posição instalada/operacional;

A Figura 20 é uma vista em perspectiva parcial deum cartucho de filtro de fluido representativo e conjunto detubulação de válvula de carretei tendo o sistema de manipu-lação representativo na primeira posição rotacional antes deser instalado na posição operacional ou de ser retirado desua posição operacional;

A Figura 21 é uma vista em perspectiva parcial deum outro cartucho de filtro de fluido representativo e con-junto de tubulação de válvula de carretei tendo um sistemade manipulação representativo na posição instala-da/operacional;

A Figura 22 é uma vista em perspectiva parcial deum cartucho de filtro de fluido representativo e conjunto detubulação de válvula de carretei tendo uma válvula de entra-da opcional representativa na segunda posição rotacional an-tes de ser instalada;

A Figura 23 é uma vista em perspectiva parcial deum cartucho de filtro de fluido representativo e do conjuntode tubulação de válvula de carretei tendo uma válvula de en-trada opcional representativa na primeira posição rotacionaldepois de ser instalada;A Figura 24 é uma vista lateral em seção transver-sal esquemática da modalidade representativa da Figura 23,mostrando um aspecto da válvula de entrada opcional, estandoo cartucho de filtro de fluido e o corpo de válvula em umaprimeira posição rotacional ou na posição instalada;

A Figura 25 é uma vista lateral em seção transver-sal esquemática da modalidade representativa da Figura 23,mostrando um aspecto da válvula de entrada opcional, com ocartucho de filtro de fluido e o corpo de válvula em uma se-gunda posição rotacional ou na posição desinstalada; e

A Figura 26 é uma vista lateral em seção transver-sal esquemática da modalidade representativa da Figura 23,mostrando uma condição de alta pressão, estando o cartuchode filtro de fluido e o corpo de válvula em uma primeira po-sição rotacional e a uma válvula de gatilho na posição fe-chada .

Estes e outros aspectos da presente invenção tor-nar-se-ão mais prontamente aparentes àqueles com habilidadesimples na técnica a partir da descrição detalhada a seguirdas modalidades representativas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADESREPRESENTATIVAS

Conforme exposto acima, a presente invenção superadiversas desvantagens associadas aos sistemas de filtro defluido da técnica anterior. As vantagens e outros aspectosdos sistemas de filtro de fluido, compreendendo um conjuntode tubulação representativo e um cartucho de filtro de flui-do substituivel representativo contendo um meio de filtro,apresentados neste documento, tornar-se-ão mais prontamenteaparentes àqueles com habilidade simples na técnica a partirda descrição detalhada a seguir das modalidades representa-tivas tomadas em conjunto com os desenhos que apresentam al-gumas modalidades representativas da presente invenção.

Com referência a seguir aos desenhos, nos quaisnumerais de referência similares identificam elementos e/ouaspectos estruturais similares da presente invenção, são i-lustrados, nas Figuras 1 a 3, um cartucho de filtro de flui-do representativo e um conjunto de tubulação de válvula decarretei representativo de acordo com uma modalidade exem-plificativa representativa da presente invenção e designa-dos, de modo geral, com o numerai de referência 10. O cartu-cho de filtro e conjunto de tubulação de válvula de carretei10 incluem um cartucho de filtro de fluido 20 e uma tubula-ção de válvula de carretei 30. Conforme será explicado abai-xo, o cartucho de filtro e conjunto de tubulação de válvulade carretei 10 são mostrados nas Figuras 1 a 3 em uma pri-meira posição rotacional.

Conforme melhor ilustrado na Figura 4, o cartuchode filtro 20 de modo geral inclui um reservatório represen-tativo 22 e uma tampa de filtro ou porção de entrada/saida24. Como se conhece na técnica, um elemento de filtro 23(vide Figura 9) se situa dentro do reservatório 22. 0 cartu-cho de filtro representativo 20 pode ainda incluir um mani-pulo 28.

A tubulação de válvula de carretei 30 inclui uminvólucro da válvula representativo 32 e um corpo de válvularepresentativo 34. 0 corpo de válvula 34 gira em torno de umeixo geométrico a-a com relação ao invólucro da válvula 32.A tubulação de válvula de carretei 30 é mostrada montada nointerior do suporte 31 e este subconjunto de tubula-ção/suporte de válvula de carretei será referido como a tu-bulação de válvula de carretei montada 33. O invólucro daválvula 32 da tubulação de válvula de carretei 30 pode sermontado por encaixe ao suporte 31, embora outros métodos demontagem conforme conhecidos àqueles com habilidade simplesna técnica poderiam ser usados. O suporte 31 pode ser usadopara montar a tubulação de válvula de carretei 30 na paredede uma instalação (não mostrada) adjacente aos orifícios deentrada e saida do sistema de suprimento de fluido (não mos-trado). O invólucro da válvula 32 e o suporte 31 ficam tipi-camente estacionários.

Na configuração montada representativa ilustrada,as vedações representativas 25 e 26 se situam entre a porçãode entrada/saida 24 e o corpo de válvula 34, e as vedaçõesrepresentativas 40, 42 e 44 se localizam entre o invólucroda válvula 32 e o corpo de válvula 34. Os conectores de tubo50, 52, conforme conhecidos na técnica, são usados para co-nectar a tubulação de válvula de carretei 30 ao sistema desuprimento de fluido. Outros meios para se conectar uma tu-bulação a um invólucro da válvula podem ser usados, como,por exemplo, o método de fixação de tubulação por soldagemapresentado na Patente U.S. N. 6 857 679 B2, cuja apresenta-ção encontra-se incorporada ao presente documento a guisa dereferência, desde que não inconsistente com a presente in-venção.

As Figuras 5 a 7 mostram um cartucho de filtro econjunto de tubulação de válvula de carretei 10 em uma se-gunda posição rotacional. Conforme melhor ilustrado por meioda comparação da Figura 2 com a Figura 6, o cartucho de fil-tro 20 gira com relação ao suporte 31 na direção da seta A(em torno do eixo geométrico a-a da Figura 4) ao se mover daprimeira posição rotacional conforme ilustrado na Figura 2para a segunda posição rotacional conforme ilustrada na Fi-gura 6. Na modalidade representativa ilustrada nas Figuras 1a 7, o movimento do cartucho de filtro 20 na direção da setaA pode ser realizado ao se puxar o manipulo 28 na direção daseta B. Ainda, na modalidade representativa ilustrada nasFiguras 1 a 7, o movimento do cartucho de filtro 20 na dire-ção da seta A faz com que o cartucho de filtro 20 se movi-mente na direção da seta C. 0 movimento na direção da seta Cé perpendicular à direção do eixo geométrico a-a. Isto sedeve a uma ação de carne entre o cartucho de filtro 20 e oscarnes 36 (conforme melhor ilustrado na Figura 4).

Conforme descrito abaixo, o cartucho de filtro 20é operacionalmente acoplado ao corpo de válvula 34. Destemodo, quando o cartucho de filtro 20 gira, o corpo de válvu-la 34 também girará. Conforme o cartucho de filtro 20 gira apartir da primeira posição rotacional para a segunda posiçãorotacional, os carnes 36 fazem com que o cartucho de filtro20 se ejete a partir do corpo de válvula 34 e, de maneiracorrespondente, a partir da tubulação de válvula de carreteimontada 33, deste modo desconectando o cartucho de filtro 20da tubulação de válvula de carretei 30. A Figura 8 mostra ocartucho de filtro 20 removido da tubulação de válvula decarretei montada 33.

Na modalidade representativa ilustrada nas Figuras1 a 8, o ângulo através do qual o cartucho de filtro 20 giracom relação ao suporte 31 é de aproximadamente 45 graus. Es-te ângulo pode ser maior ou menor que 45 graus, supondo-seum ângulo menor que 90 graus adequado para a maioria das a-plicações, embora um ângulo maior que 90 graus esteja igual-mente dentro do âmbito da presente invenção.

Conforme melhor ilustrado na Figura 9, um cartuchode filtro representativo 20 possui uma porção de entra-da/saída 24 na extremidade de topo do mesmo para o ingressoou egresso de um fluido para a/da câmara interior do cartu-cho de filtro 20 e para o/do elemento de filtro 23. O ele-mento 23 pode incluir qualquer meio de filtro adequado, con-forme conhecido na técnica. A porção de entrada/saida 24 in-clui um orifício de saida de cartucho representativo 27 ten-do um furo de passagem central através do qual o fluido fil-trado poderá sair do cartucho de filtro 20. 0 orificio desaida de cartucho 27 pode ser, de modo geral, alinhado comum eixo geométrico central do cartucho de filtro 20. O ori-ficio de saida de cartucho circundante em um sentido circun-ferencial 27 e os orifícios de entrada de cartucho represen-tativos 29 são feitos como furos de passagem arqueados, a-través dos quais um fluido não filtrado poderá entrar nocartucho de filtro 20. A porção de entrada/saida 24 é confi-gurada como um encaixe rápido de conexão/desconexão de modoa se conjugar com a tubulação de válvula de carretei 30. Umapessoa com habilidade simples na técnica apreciará que ou-tras configurações de entrada e saida se encontram dentro doâmbito da presente invenção.

O orificio de entrada de cartucho 29 da porção deentrada/saida 24, conforme melhor ilustrado na Figura 9, ca-naliza o fluido não filtrado que entra para a superfíciecircunferencial externa do elemento de filtro 23. O fluidonão filtrado em seguida faz um percurso no sentido radialinterno através do meio de filtro e é filtrado no processo.O fluido filtrado sai do elemento de filtro 23 através doorificio de saida de cartucho 27.

A porção de entrada/saida 24 e outras porções docartucho de filtro 20, tais como o reservatório 22, pode serfeita de qualquer material adequado conhecido às pessoas deconhecimento simples na técnica, incluindo, porém não se li-mitando a, por exemplo, um homopolimero de polipropileno en-chido com talco a 20 %, moldado ou isoplástico. Tipicamente,um material adequado seria um material padrão aprovado pelaFundação Nacional de Padrões (NSF).

Anéis em O representativos ou outras vedações 25,26 (conforme melhor ilustrado nas Figuras 4 e 9) podem selocalizar em torno da circunferência externa dos orifíciosde entrada de cartucho 29 e dos orifícios de saida de cartu-cho 27. Conforme melhor ilustrado na Figura 10, quando ocartucho de filtro 20 é instalado na tubulação de válvula decarretei 30, as vedações 25, 26 se situam entre a porção deentrada/saida 24 e as superfícies de montagem de cartucho defiltro suplementares 38 do corpo de tubulação de válvula decarretei 34. As vedações 25, 26 isolam e impedem vazamentoentre um trajeto de fluxo de fluido não filtrado 60 e umtrajeto de fluxo de fluido filtrado 62. As vedações 25, 26podem ser feitas de uma borracha de acrilonitrila (NBR) oude elastômeros de borracha de etileno-propileno dieno (EPDM)ou outros materiais adequados conhecidos àqueles com habili-dade simples na técnica.

A Figura 10 mostra um cartucho de filtro 20 inse-rido no corpo de válvula 34 da tubulação de válvula de car-retei 30 na primeira posição rotacional. Uma abertura 35 naparede do invólucro da válvula 32 acomoda a inserção do car-tucho de filtro 20 no corpo de válvula 34. A abertura 35 édimensionada de modo a acomodar o movimento do cartucho defiltro 20 a partir da primeira posição rotacional para a se-gunda posição rotacional. Na primeira posição rotacional, oorifício de entrada de cartucho 29 fica em comunicação flui-da com um orificio de entrada do invólucro 39, e o orifíciode saida de cartucho 27 fica em comunicação fluida com umorificio de saida do invólucro 37. O fluido não filtrado dosistema de suprimento de fluido (não mostrado) escoa para oorificio de entrada do invólucro 39 e para o cartucho defiltro 20 através do trajeto de fluxo de fluido não filtrado60 e do orificio de entrada de cartucho 29. 0 fluido filtra-do escoa a partir do cartucho de filtro 20 e para fora atra-vés do orificio de saida do invólucro 37 para o sistema desuprimento de fluido (não mostrado) através do orificio desaida de cartucho 27 e do trajeto de fluxo de fluido filtra-do 62.

Conforme ilustrado nas Figuras 4 e 10, um tampão54 pode ser provido a fim de simplificar a fabricação docorpo de válvula 34 e fechar o trajeto de fluxo de fluidonão filtrado 60 para a atmosfera, como ficaria entendido poruma pessoa versada na técnica de fabricação de moldagem.

Conforme ilustrado nas Figuras 4 e 10, e conformemelhor ilustrado na Figura 11, as vedações 40 e 42 isolam otrajeto de fluxo de fluido não filtrado 60 do trajeto defluxo de fluido filtrado 62. Em termos específicos, a veda-ção 40 se localiza entre o invólucro da válvula 32 e o corpode válvula 34 e circunda o trajeto de fluxo de fluido nãofiltrado 60 nesta junção. A vedação 42 se situa entre o in-vólucro da válvula 32 e o corpo de válvula 34 e circunda otrajeto de fluxo de fluido filtrado 62 nesta junção. As ve-dações 40 e 42 podem ser posicionadas dentro de ranhuras,conforme conhecido na técnica.

A Figura 12 mostra a porção de entrada/saida 24 docartucho de filtro 20 inserido na tubulação de válvula decarretei 30 na segunda posição rotacional. Nesta segunda po-sição rotacional, o orifício de entrada do invólucro 39 ficaem comunicação fluida com um orifício de saida do invólucro37 sem estar em comunicação fluida com o cartucho de filtro20. O fluido não filtrado do sistema de suprimento de fluido(não mostrado) escoa para o orifício de entrada do invólucro39 e para fora através do orifício de saida do invólucro 37através do trajeto de fluxo de fluido em desvio (também mos-trado na Figura 11) . Deste modo, o fluido não filtrado dosistema de suprimento de fluido (não mostrado) nunca atingeo cartucho de filtro 20. Ao invés disso, na segunda posiçãorotacional, o cartucho de filtro 20 fica isolado do sistemade suprimento de fluido. O trajeto de fluxo de fluido emdesvio 64 permite que o fluido não filtrado escoe diretamen-te para o orificio de saida do invólucro 37. Isto permiteque o fluido seja suprido para um usuário a jusante do car-tucho de filtro e do conjunto de tubulação de válvula decarretei 10, mesmo que o cartucho de filtro 20 não estejafiltrando o suprimento de fluido. Sendo assim, o escoamentodo fluido a jusante do cartucho de filtro e do conjunto detubulação de válvula de carretei 10 nunca precisará ser in-terrompido.

Conforme ilustrado nas Figuras 4 e 10, e conformemelhor ilustrado nas Figuras 11 e 13, a vedação 44 impedeque o trajeto de fluxo de fluido em desvio 64 vaze para aatmosfera. Como se pode observar na Figura 11, as vedações40 e 42 também impedem que o fluido do trajeto de fluxo defluido em desvio 64 entre no trajeto de fluxo de fluido nãofiltrado 60 e no trajeto de fluxo de fluido filtrado 62.Nesta modalidade representativa particular da presente in-venção, a vedação 4 4 também prove uma vedação secundária pa-ra o trajeto de fluxo de fluido não filtrado 60 e para otrajeto de fluxo de fluido filtrado 62, o que impede o vaza-mento para a atmosfera, caso ambas as vedações 40 ou 42 ve-nham a falhar. Em termos específicos, a vedação 44 se situaentre o invólucro da válvula 32 e o corpo de válvula 34 ecircunda o trajeto de fluxo de fluido em desvio 64. A veda-ção 44 também se estende em torno do trajeto de fluxo defluido não filtrado 60 e do trajeto de fluxo de fluido fil-trado 62. A vedação 44 é mostrada posicionada com uma ranhu-ra, conforme conhecido na técnica. De acordo com as vedações25 e 26, as vedações 40, 42 podem ser feitas dos elastômerosNBR ou EPDM ou de outros materiais adequados conhecidos à-queles com habilidade simples na técnica.

As Figuras 14 e 15 mostram um cartucho de filtrorepresentativo 20 inserido na tubulação de válvula de carre-tei 30 na primeira posição rotacional e na segunda posiçãorotacional, respectivamente. A porção de entrada/saida 24 docartucho de filtro 20 inclui um ressalto 21. O invólucro daválvula 32 inclui um carne de inserção 48. O ressalto 21 e ocarne de inserção 48 podem ser referidos como componentes decarne de inserção. 0 ressalto 21 interage com o carne de in-serção 48 quando o corpo de válvula 34 com o cartucho defiltro inserção gira da segunda posição rotacional (conformeilustrado na Figura 15) para a primeira posição rotacional(conforme ilustrado na Figura 14). Quando o cartucho de fil-tro 20 gira da segunda posição rotacional para a primeiraposição rotacional, o ressalto 21 passa sobre o carne de in-serção 48, fazendo com que o cartucho 20 avance para e seencaixe de maneira vedante no corpo de válvula 34. A intera-ção dos componentes de carne de inserção faz com que o cartu-cho de filtro 20 se movimente na direção oposta à seta C(vide Figura 8) . Deste modo, a Figura 14 mostra o cartuchode filtro 20 totalmente assentado dentro do corpo de válvula34, enquanto a Figura 15 mostra o cartucho de filtro 20 in-serido no corpo de válvula 34, mas não ainda encaixado demaneira vedante no corpo de válvula 34. Na modalidade repre-sentativa mostrada, são providos dois ressaltos 21, um emcada lado da porção de entrada/saida 24. De maneira corres-pondente, dois carnes de inserção 48 se localizam de formacomplementar sobre o invólucro da válvula 32. Uma pessoa comconhecimento simples na técnica apreciaria que um ressaltoou outra porção de superfície pode ser provido sobre o invó-lucro da válvula 32 e que uma porção de came correspondentepode ser provida sobre o cartucho de filtro 20.

As Figuras 14 e 15 também mostram a interação en-tre o came de ejeção 36 e uma superfície de ombro 46 do car-tucho de filtro 20. O came de ejeção 36 é provido sobre oinvólucro da válvula 32. O came de ejeção 36 e a superfíciede ombro 4 6 podem ser referidos como componentes de came deejeção. Quando o cartucho de filtro 20 gira da primeira po-sição rotacional (Figura 14) para a segunda posição rotacio-nal (Figura 15) , a interação entre o came de ejeção 36 e asuperfície de ombro 4 6 ejeta de maneira deslizante o cartu-cho de filtro 20 na direção da seta C (vide Figura 8) docorpo de válvula 34. Esta interação quebra a vedação entre aporção de entrada/saida 24 e o corpo de válvula 34. De acor-do com o came de inserção, uma pessoa com habilidade simplesna técnica apreciaria que um ressalto ou uma porção de su-perfície pode ser provido sobre o invólucro da válvula 32, eque uma porção de came correspondente pode ser provida sobreo cartucho de filtro 20.

O invólucro da válvula 32, o corpo de válvula 34 eo suporte 31 podem ser feitos de qualquer material adequadoconhecido das pessoas com habilidade simples na técnica, in-cluindo, porém não se limitando ao isoplástico ou ao poli-propileno moldado. 0 suporte 31 pode ainda ser feito a par-tir de um polipropileno enchido com vidro ou de outro mate-rial plástico reforçado para maior resistência.

Com referência novamente às Figuras 1 a 8, um ma-nipulo opcional representação 28 é mostrado, provido sobre ocartucho de filtro 20 em uma extremidade oposta à porção deentrada/saida 24 do cartucho de filtro 20. O manipulo 28 po-de ser agarrado por um usuário de modo a ajudar na rotaçãodo cartucho de filtro 20 da primeira posição rotacional paraa segunda posição rotacional, ou vice-versa, e, ainda, demodo a remover de maneira deslizante o cartucho de filtrodesencaixado do conjunto de tubulação de válvula de carreteimontado 33. O manipulo 28, tendo em vista a sua posição naextremidade oposta do cartucho de filtro 20, diminui a forçanecessária para quebrar o encaixe de vedação entre o cartu-cho de filtro 20 e o corpo de válvula 34. Uma pessoa com ha-bilidade simples na técnica apreciaria que um manipulo ououtro meio para pegar o cartucho de filtro 20 pode se situarem outras posições ao longo do comprimento do cartucho defiltro 20 e ainda assim oferecer uma vantagem mecânica paraa superação de qualquer conjunto de compressão dentre as ve-dações.

Por exemplo, com referência à Figura 16, um envol-tório 70 para o cartucho de filtro e conjunto de tubulaçãode válvula de carretei 10 é mostrado. O envoltório 70 podeser montado em uma parede ou porta de uma instalação ou ou-tro dispositivo. 0 envoltório 70 inclui uma porta 72 montadade maneira rotativa na caixa 74 na proximidade do conjuntode tubulação de válvula de carretei montado 33. Um manipulo76 é provido em um lado da porta 72 e um ou mais suportes 78são providos no outro lado da porta 72. Os suportes 78 sãodimensionados de modo a acomodar de maneira deslizável ocartucho de filtro 20.

Para inserir o cartucho de filtro 20 no conjuntode tubulação de válvula de carretei montado 33, um usuáriodeve abrir a porta 72, conforme ilustrado na Figura 16, einserir de forma deslizável o cartucho de filtro 20 nos su-portes 78 de tal modo que o ressalto 21 do cartucho de fil-tro 20 fique posicionado no interior do invólucro da válvula32, e a porção de entrada/saida 24 é posicionada com o corpode válvula. Nesta posição rotacional (isto é, na segunda po-sição rotacional), o orificio de entrada do invólucro 39 fi-ca em comunicação fluida o orificio de saida do invólucro 37através do trajeto de fluxo de fluido em desvio 64. Depoisde girar e fechar a porta 72, o cartucho de filtro 20 é di-recionado de maneira deslizável para um encaixe de vedaçãocom o corpo de válvula 34 por meio da interação do ressalto21 com o carne de inserção 48, conforme o cartucho de filtro20 é girado para a primeira posição rotacional. Nesta pri-meira posição rotacional, conforme descrito acima, o orifi-cio de entrada do invólucro 39 fica em comunicação fluidacom o orificio de entrada de cartucho 29 através do trajetode fluxo de fluido 60, e o orificio de saida do invólucro 37fica em comunicação fluida com o orifício de saída de cartu-cho 27 através do trajeto de fluxo de fluido 62, deste modopermitindo que o fluido do sistema de suprimento de fluidoseja filtrado através do cartucho de filtro 20. Para removero cartucho de filtro 20 do conjunto de tubulação de válvulade carretei montado 33, a porta 72 é aberta por meio de ro-tação, deste modo direcionando o cartucho de filtro 20 demaneira deslizável para fora do corpo de válvula 34 e que-brando o encaixe de vedação do cartucho de filtro 20 com ocorpo de válvula 34 por meio da interação da superfície deombro 46 e do carne de ejeção 36.

Devido à ação simples de se instalar o cartucho defiltro 20 no conjunto de tubulação de válvula de carreteimontado 33, o conjunto de tubulação de válvula de carreteimontado 33 poderá facilmente ser montado em qualquer orien-tação e localização em ou sobre uma instalação ou outro dis-positivo apropriado, conforme seria entendido pelos versadosna técnica. Isto permite aos produtos, como, por exemplo,aos produtos de instalações, múltiplas configurações no sen-tido de melhor adequar a sua aplicação sem a necessidade demudanças onerosas ao sistema de filtro.

Embora possa parecer que seria possível impedirque um cartucho fosse inserido na tubulação de válvula decarretei pelo fato de se ter diferentes tamanhos, formas elocalizações de ressalto 21 ou suas combinações, além de ca-rnes de inserção complementares 48, para efetivamente reali-zar tal impedimento de um cartucho não aprovado ser usado nosistema, nem todas estas modificações seriam ótimas ou pode-riam resultar em outras implicações, uma vez que, atualmen-te, se acredita que os aspectos de ressalto de cartucho sãoformados de modo a prover uma força de inserção e remoçãoótima para o cartucho. Ao se fazer mudanças, significantes osuficiente para impedir que um cartucho não aprovado sejainstalado na tubulação, atualmente, se acredita que o forma-to do ressalto de cartucho teria de ser modificado de modoque as forças de inserção fossem significativamente aumenta-das, e os resultados presentemente supostos viriam a ser umadificuldade maior para uma operação por parte de um usuáriono sentido de ativar a válvula. Atualmente também se acredi-ta que as forças para a não instalação do cartucho seriamtambém maiores e, deste modo, o sistema se tornaria, prova-velmente, mais difícil de ser usado por um usuário médio.

Ainda, devido à geometria limitada dos ressaltosde cartucho, haveria um número muito limitado de combinaçõesque se encaixariam, minimizando, assim, a eficácia do dese-nho para múltiplas combinações.

O cartucho de filtro 20 e a interface de tubulaçãode válvula de carretei incluem, cada qual, estruturas chavescomplementares. Estas estruturas chaves complementares sãoespecificamente desenhadas de modo que apenas um tipo espe-cifico de cartucho de filtro tendo o um padrão de estruturachave complementar especifico, dentre uma pluralidade de pa-drões de estrutura complementares chaves possíveis disponí-veis para tal uso, possa ser instalado na interface de tubu-lação de válvula de carretei tendo a estrutura chave comple-mentar especifica correspondente.Um sistema representativo inclui um sistema de ma-nipulação obtido por meio de um sistema mecânico, conformeilustrado nas Figuras 17 a 21, no qual os vários recursos demanipulação do cartucho de filtro têm de se alinhar ou cor-responder corretamente com vários recursos de manipulação nainterface de tubulação de válvula de carretei localizada so-bre a tubulação de válvula de carretei, os recursos de mani-pulação sendo selecionados a partir de qualquer combinaçãooperável dentre uma pluralidade de tamanhos, formas, e loca-lizações e suas combinações com relação às saliências e de-pressões formadas sobre o cartucho de filtro 20 e a tubula-ção de válvula de carretei 30, conforme seria conhecido aosversados na técnica. Os sistemas de manipulação mecânicos,como, por exemplo, os apresentados nas Patentes U.S. Ns. 6458 269 e 6 949 189 B2, intituladas "Keyed Filter Assembly",pertencentes à cessionária do presente pedido, apresentamabordagens exemplificativas similares às e que poderiam seraplicáveis a modalidades especificas possíveis da presenteinvenção e que se encontram incorporadas ao presente docu-mento a guisa de referência, desde que não inconsistentescom a presente invenção.

Um sistema de manipulação mecânico representativo80 é ilustrado nas Figuras 17 a 21. Estas figuras ilustram oprincipio básico do conceito e não pretendem apresentar to-das as combinações possíveis dentre a pluralidade de váriasdentre as saliências e depressões ou outras combinações ope-ráveis que podem ser formadas no componente de interface docartucho e no componente de invólucro correspondente da tu-bulação de válvula de carretei, conforme seria entendido pe-los versados na técnica.

As Figuras 17, 18 e 20 ilustram o conceito e o a-linhamento das estruturas de manipulação 82, 84 que são for-madas em um componente apropriado do cartucho de filtro e datubulação de válvula de carretei, respectivamente. Em termosespecíficos, conforme ilustrado, uma saliência relativamentemaior 8 6 é formada sobre um lado do pescoço de cartucho defiltro 88, e uma saliência relativamente menor 90 é formadasobre o outro lado do pescoço de cartucho de filtro 88, edepressões ou cortes de tamanhos complementares 91, 92 sãoformados sobre a porção correspondente da tubulação de vál-vula de carretei (Figuras 19 e 20) , de tal modo que, quandoo ressalto 21 é inserido no carne de inserção 48, o cartuchode filtro é operacionalmente inserido na tubulação de válvu-la de carretei, conforme melhor ilustrado nas Figuras 19 e 21.

Como seria entendido pelos versados na técnica, ostamanhos, as formas e a quantidade de saliências/depressõescomplementares podem variar quase infinitamente, com um li-mite sendo as conseqüências práticas de se ter tantos ele-mentos complementares sobre qualquer uma combinação de fil-tro ou cartucho/tubulação de válvula de carretei.

Os sistemas de manipulação que realizam a funçãode interface seletiva podem também ser obtidos através douso de outras tecnologias não mecânicas, tais como, porémnão limitadas a etiquetas de identificação RFID, leitorasmagnéticas e leitoras de código de barra e outros sistemasoperacionais conhecidos na técnica. Nestes tipos não mecâni-cos de chaves, seriam usados equipamentos eletrônicos nosentido de controlar a ativação das válvulas solenóides usa-das para controlar o fluxo de água a partir do cartucho defiltro até a instalação final ou dispensador, conforme mos-trado na invenção contida na Publicação de Pedido de PatenteU.S. N. US 2006/0060512 Al, intitulada "System For Monito-ring the Performance of Fluid Treatment Cartridges", publi-cada em 23 de março de 2006, cuja apresentação encontra-seincorporada ao presente documento a guisa de referência,desde que não inconsistente com a presente invenção, confor-me seria entendido pelos versados na técnica.

Um componente de entrada opcional possivel que po-de ser incorporado ao conjunto de tubulação da presente in-venção prove um mecanismo para a cobertura do sistema em umsistema do tipo "desliga" quando um cartucho de filtro não éinstalado na tubulação de válvula de carretei. Este compo-nente opcional (uma entrada modificada) utiliza uma válvulade gatilho controlada por uma superfície de carne sobre a tu-bulação de válvula de carretei. Quando a tubulação de válvu-la de carretei é girada para a posição de não instalar car-tucho de filtro, a válvula de gatilho se fechará, deste mo-do, prendendo o escoamento do fluido através da tubulação deválvula de carretei. Quando a tubulação de válvula de carre-tei é girada para a posição de modo filtrar (posição insta-lada do filtro), a válvula de gatilho será aberta, de modo apermitir que o fluido escoe através da tubulação de válvulade carretei e para o cartucho de filtro.

Conforme ilustrado nas Figuras 22 a 26, o conjuntode entrada modificado 100 é configurado como um conjunto"flutuante". O conjunto flutuante é carregado a mola de talmodo que, conforme a pressão interna do cartucho de filtro eda tubulação de válvula de carretei aumenta, o subconjuntode entrada começará a se empurrar para fora da tubulação deválvula de carretei, e a válvula de gatilho começará a fe-char. Quando uma pressão predeterminada é atingida na entra-da, o subconjunto de entrada será empurrado para fora da tu-bulação de válvula de carretei a uma distância suficientepara a válvula de gatilho se assentar (fechar) e, desta ma-neira, interromper o fluxo de fluido para a tubulação deválvula de carretei e, em seguida, para o cartucho de filtro.

O componente de tubulação de válvula de carretei30 do cartucho de filtro de liquido e conjunto de tubulaçãode válvula de carretei 10, de acordo com a presente inven-ção, neste caso preferivelmente, compreende três seções;sendo estas o conjunto de entrada 100, a estrutura de inter-conexão de filtro 102 e o conjunto de saida 104. A interco-nexão destes três sub-componentes controla o escoamento defluido, no caso pref erivelmente, água, para dentro e parafora do cartucho de filtro 20. Na modalidade representativailustrada, o conjunto de entrada 100 é um elemento empenado.

Pelo termo "elemento empenado", entenda-se que, quando ocartucho de filtro 20 é instalado no e removido do conjuntode tubulação 30, o conjunto de entrada 100 faz um movimentopara cima e para baixo com o movimento do pescoço ou haste88 do cartucho de filtro.

Conforme ilustrado, o conjunto de entrada de tubu-lação de válvula de carretei 30 compreende um conjunto desaída representativo 102; um conjunto de entrada representa-tivo 100, uma mola de retorno de entrada representativa 106e uma trava de retorno de entrada representativa 108.

Conforme ilustrado nas Figuras 22 a 26, uma moda-lidade presentemente preferida do conjunto de entrada 100,de acordo com a presente invenção, compreende uma entradarepresentativa 110, um conector de entrada representativo112, uma válvula de gatilho representativa 114, uma mola deválvula de gatilho representativa 116, um mandril de apertorepresentativo 118, um retentor de mandril de aperto repre-sentativo 120, e uma estrutura de vedação representativa ouanéis em O 122.

O conjunto de entrada 100 compreende uma seção deinterface de cabeça 123, para fazer interface com a estrutu-ra de interconexão de filtro (cabeça) 124, e compreende umconector de entrada 112 a fim de alojar a estrutura de veda-ção, como, por exemplo, um anel em 0 125, operacionalmenteposicionado no mesmo, uma válvula de gatilho de entrada 114dotada de uma mola operacionalmente posicionada sobre a mes-ma a fim de polarizar a válvula de gatilho 114 para o cartu-cho de filtro 20, quando um cartucho de filtro é posicionadono sistema de filtração de líquido fica operacionalmente po-sicionado no conjunto de tubulação de válvula de carretei 10.

Conforme melhor ilustrado nas Figuras 25 e 26, umamola de retorno de entrada 106 é provida e operacionalmentefaz interface com o conjunto de entrada 100, conforme serádescrito em mais detalhes abaixo.Uma vez que o conjunto de entrada 100 é um elemen-to empenado, o conjunto de entrada 100 também fará um movi-mento para cima e para baixo devido à pressão de fluidoquando o cartucho é instalado no conjunto de tubulação 30.Em termos específicos, a válvula de gatilho 114 fica sempreencaixada com a interface de gatilho 126 do cartucho de fil-tro quando o cartucho de filtro é instalado e a válvula degatilho 114 é polarizada na posição aberta. No entanto,quando a pressão de fluido do sistema de filtração de liqui-do (não mostrado) aumenta, o conjunto de entrada 100 começa-rá a se movimentar para cima e para fora do cartucho de fil-tro 20. Conforme a pressão de liquido continua a aumentar, oconjunto de entrada 100 se movimentará suficientemente parafora do cartucho de filtro 20 de modo a fechar a válvula degatilho 114, desta maneira, fechando a pressão de liquido deentrada, conforme ilustrado na Figura 26.

Para se ter um sistema de filtração de fluido comum mecanismo que permita que o filtro translade para dentroe para fora (clique para dentro/clique para fora), foi des-coberto que pelo menos um dos orifícios que controlam o es-coamento de água (orifício de entrada ou saida) para dentroou para fora do sistema deve ser deixado "flutuar".

Em uma condição estática (isto é, o sistema defiltração de fluido está cheio de fluido ou água, mas o ori-fício de saida está fechado, de modo que nenhuma água podese movimentar pelo sistema de filtração de fluido) , a águafica presa em cada cavidade volumétrica que possa conter á-gua (isto é basicamente entre cada anel em O pressurizado).Sendo assim, a fim de transladar o cartucho defiltro para frente, estas cavidades volumétricas precisamser capazes de transladar com o filtro (isto basicamente re-quer que uma coluna de água se movimente sem modificar o seu volume).

Quando a entrada 110 da presente invenção não con-segue se movimentar/transladar/flutuar, a coluna de água quefica presa entre os anéis em O de filtro não conseguiriatransladar e teria de ser comprimida. Se estas colunas deágua precisassem ser comprimidas a fim de realizar a trans-lação de filtro, quando o cartucho de filtro é empurrado pa-ra frente durante uma não instalação, a força para comprimira água que se encontra presa entre os anéis em O de filtroseria extremamente alta devido à pressão hidráulica requeri-da para comprimir a água.

Sendo assim, os benefícios derivados a partir daentrada "flutuante" opcional são considerados muito desejá-veis para a operação bem sucedida desta modalidade represen-tativa particular da presente invenção. Embora se tenha i-lustrado a entrada como um componente "flutuante", deve-seentender que a saida ou outro subconjunto de válvula quepermita que a água se desloque sem que se comprima a águapoderia ser igualmente utilizado como um componente "flutu-ante".

Este fenômeno de o conjunto de entrada 100 flutuarde acordo com a quantidade de pressão de fluido no sistematransforma o sistema da presente invenção em um sistema defechamento de liquido automático. Conforme ilustrado na Fi-gura 26, a pressão de líquido aumenta após uma pressão desistema operacional máxima desejada predeterminada, selecio-nada, a válvula de gatilho 114 é fechada, deste modo, fe-chando a entrada de válvula de gatilho 130 e automaticamentefechando o escoamento de líquido para o cartucho de filtro20 por meio do movimento do conjunto de entrada 100 para fo-ra do cartucho de filtro 20. Quando a pressão de líquido di-minui para um nível dentro da pressão operacional seleciona-da do sistema, a entrada de válvula de gatilho 130 se abri-rá, vide Figura 24,deste modo, permitindo que o fluido escoepara dentro e através do cartucho de filtro 20, saindo dosistema de filtração de líquido através da saída 110, con-forme ilustrado na Figura 24.

Uma vez que o sistema de filtração de líquido (nãomostrado) utilizado com a presente invenção é capaz de auto-maticamente controlar os limites operacionais de pressão,alguns aspectos únicos de segurança de sistema resultam di-retamente do mesmo. Por exemplo, quando o sistema de filtra-ção de líquido tiver que experimentar um pico de água (istoé, um martelo de água) ou alta pressão, os componentes a ju-sante do conjunto de entrada (isto é, a cabeça, o suporte, ocartucho de filtro, o conjunto de saída, etc.) não ficariamsujeitos a um pico de água ou alta pressão maior que 0,69MPa (100 psi). Em termos específicos, conforme ilustrado naFigura 26, o conjunto de entrada 132 se movimenta mais longeda válvula de gatilho 114, em comparação à Figura 25, destemodo, movimentando o assento da válvula de gatilho para forade contato com a tubulação de válvula de carretei 10 e, con-sequentemente, impedindo o escoamento de liquido para dentroou para fora do cartucho de filtro.

Devido a este aspecto de segurança único e inova-dor, os componentes a jusante do conjunto de tubulação 30 eo cartucho de filtro 20 não precisam ser feitos para supor-tar tais eventos de alta pressão. O fato de não ser necessá-rio construir os componentes a jusante de modo a suportaresta alta pressão permite que o fabricante de sistema defiltração de liquido realize uma importante economia de cus-tos nos tipos de material que precisam ser usados e na re-sistência destes materiais usados. Os sistemas de filtro defluido, fabricados de acordo com a presente invenção, podemagora ser construídos com materiais de instalação mais bara-tos e com seções de parede relativamente finas, em compara-ção aos materiais e à espessura de parede ainda comuns emtais sistemas. A utilização de materiais de instalação maisbaratos e de seções de parede relativamente finas reduzemdramaticamente os custos de cada componente a partir de umaperspectiva de custo de material e de custo de fabricação.

Sendo assim, torna-se possível produzir uma plura-lidade de sistemas de filtro de fluido representativos deacordo com a presente invenção, conforme descrito acima, osquais podem ser customizados a quaisquer que sejam os limi-tes de pressão aos quais o fabricante deseja que o sistemade filtro de fluido seja controlado. Como se pode entender,as pressões de fechamento são controladas pela mola de re-torno/compressão de entrada 106, e ao se mudar as caracte-rísticas desta mola de retorno/compressão de entrada 106, apressão de abertura e a pressão de fechamento poderá variar,de acordo com os princípios conhecidos.

A válvula de gatilho 114 do conjunto de entrada100 tem a capacidade de fechar o escoamento a altas pressõese reiniciar o mesmo ou retornar a uma operação de escoamentonormal, uma vez que o nivel de pressão cai abaixo de um li-mite máximo predeterminado. Este limite máximo predetermina-do pode simplesmente ser modificado por meio do ajuste daresistência da mola de retorno de entrada, conforme conheci-do aos versados na técnica.

Embora a presente invenção tenha sido descrita eilustrada com relação a modalidades exemplificativas, torna-se aparente que modificações e mudanças podem ser feitas àmesma sem se afastar do espirito e âmbito do sistema de fil-tração de fluido aqui apresentado, o qual compreende um con-junto de filtração de fluido e um cartucho de filtro defluido substituivel contendo um meio de filtro, o conjuntode filtração de fluido tendo a capacidade de facilitar a re-moção de um primeiro cartucho de filtro de fluido substitui-vel e, em seguida, tendo a capacidade de facilitar a insta-lação de um outro cartucho de filtro de fluido substituivelno mesmo em um sistema de suprimento de fluido e, em parti-cular, o conjunto de tubulação de válvula de carretei quefacilita a remoção e a instalação fáceis e rápidas dos car-tuchos de filtro de fluido substituiveis do e no conjunto defiltração de fluido, conforme definido nas reivindicações aseguir.

Claims

1. Tubulação de válvula de carretei para uso comum cartucho de filtro dotado de uma porção de entrada/saidaque inclui um orificio de entrada de cartucho e um orifíciode saida de cartucho, a tubulação de válvula de carreteisendo CARACTERIZADA pelo fato de compreender:- um invólucro de válvula dotado de um orificio deentrada do invólucro e um orificio de saida do invólucro; e- um corpo de válvula operacionalmente posicionadono interior do invólucro da válvula e sendo configurado paragirar em torno de um primeiro eixo geométrico com relação aoinvólucro da válvula, o corpo de válvula sendo configuradopara alojar a porção de entrada/saida do cartucho de filtroatravés da inserção da porção de entrada/saida no corpo deválvula em uma direção aproximadamente perpendicular ao pri-meiro eixo geométrico, de tal modo que, quando o corpo deválvula se encontra em uma primeira posição rotacional comrelação ao invólucro da válvula, o orificio de entrada doinvólucro e o orificio de entrada de cartucho ficam em comu-nicação fluida através de um primeiro trajeto de fluxo defluido, e o orificio de saida do invólucro e o orificio desaida de cartucho ficam em comunicação fluida através de umsegundo trajeto de fluxo de fluido, e quando o corpo de vál-vula se encontra em uma segunda posição rotacional com rela-ção ao invólucro da válvula, o orificio de entrada do invó-lucro e o orificio de entrada de cartucho não ficam em comu-nicação fluida, e o orificio de saida do invólucro e o ori-ficio de saida de cartucho não ficam em comunicação fluida.

2. Tubulação de válvula de carretei, de acordo coma reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que, quando ocorpo de válvula se encontra em uma segunda posição rotacio-nal com relação ao invólucro da válvula, o orificio de en-trada do invólucro e o orificio de saida do invólucro ficamem comunicação fluida através de um terceiro trajeto de flu-xo de fluido.

3. Tubulação de válvula de carretei, de acordo coma reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que, quando ocorpo de válvula se encontra na segunda posição rotacionalcom relação ao invólucro da válvula, o orificio de entradado invólucro e o orificio de saida do invólucro não ficam emcomunicação fluida.

4. Tubulação de válvula de carretei, de acordo coma reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólu-cro da válvula compreende ainda:- um componente de carne de inserção configuradopara cooperar com um componente de carne de inserção comple-mentar no cartucho de filtro.

5. Tubulação de válvula de carretei, de acordo coma reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólu-cro da válvula compreende ainda:- um componente de carne de ejeção configurado paracooperar com um componente de carne de ejeção complementar nocartucho de filtro.

6. Tubulação de válvula de carretei, de acordo coma reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de compreenderainda:- uma primeira vedação localizada entre o corpo daválvula e o invólucro da válvula e configurada para impediro vazamento de fluido através do primeiro trajeto de fluxode fluido;- uma segunda vedação localizada entre o corpo daválvula e o invólucro da válvula e configurada para impediro vazamento de fluido através do segundo trajeto de fluxo defluido; e- uma terceira vedação localizada entre o corpo deválvula e o invólucro da válvula e configurada para impediro vazamento de fluido através do terceiro trajeto de fluxode fluido.

7. Tubulação de válvula de carretei para uso comum cartucho de filtro dotado de uma porção de entrada/saidaque inclui um orifício de entrada de cartucho e um orificiode saida de cartucho, a tubulação de válvula de carreteisendo CARACTERIZADA pelo fato de compreender:- um invólucro da válvula dotado de um orificio deentrada do invólucro e um orificio de saida do invólucro;- um corpo de válvula operacionalmente posicionadono interior do invólucro da válvula e sendo configurado paragirar em torno de um primeiro eixo geométrico com relação aoinvólucro da válvula, o corpo de válvula sendo configuradopara alojar a porção de entrada/saida do cartucho de filtroatravés da inserção da porção de entrada/saida no corpo deválvula em uma direção aproximadamente perpendicular ao pri-meiro eixo geométrico, de tal modo que, quando o corpo daválvula se encontra em uma primeira posição rotacional emrelação ao invólucro da válvula, o orifício de entrada doinvólucro e o orifício de entrada de cartucho ficam em comu-nicação fluida através de um primeiro trajeto de fluxo defluido, e o orifício de saída do invólucro e o orifício desaída de cartucho ficam em comunicação fluida através de umsegundo trajeto de fluxo de fluido, e quando o corpo da vál-vula se encontra em uma segunda posição rotacional em rela-ção ao invólucro da válvula, o orifício de entrada do invó-lucro e o orifício de entrada de cartucho não ficam em comu-nicação fluida, e o orifício de saída do invólucro e o ori-fício de saída de cartucho não ficam em comunicação fluida;e sendo que o cartucho de filtro compreende ainda:- um conjunto de entrada que se movimenta para ci-ma e para baixo devido às flutuações de pressão de fluidoquando o cartucho é instalado no conjunto de tubulação, oconjunto de entrada incluindo uma válvula de gatilho que fi-ca sempre encaixada com a interface de gatilho de cartuchode filtro quando o cartucho de filtro é instalado, e a vál-vula de gatilho fica normalmente na posição aberta de modoque, quando a pressão de fluido é suficientemente aumentada,o conjunto de entrada se moverá para fora, distanciando-se osuficiente do cartucho de filtro para que a válvula de gati-lho se feche, bloqueando, dessa forma, a pressão do líquidode entrada.

8. Tubulação de válvula de carretei para uso comum cartucho de filtro de fluido dotado de uma porção de en-trada/saída que inclui um orifício de entrada de cartucho eum orifício de saída de cartucho, a tubulação de válvula decarretei sendo CARACTERIZADA pelo fato de compreender:- um invólucro de válvula dotado de um orifício deentrada e de um orifício de saída;- um corpo de válvula localizado no interior doinvólucro da válvula e configurado para girar em torno de umprimeiro eixo geométrico com relação ao invólucro da válvu-la, o corpo de válvula sendo configurado.para alojar a por-ção de entrada/saída do cartucho de filtro, de tal modo que,quando o corpo de válvula se encontra em uma primeira posi-ção rotacional em relação ao invólucro da válvula, o orifí-cio de entrada do invólucro e o orifício de entrada de car-tucho ficam em comunicação fluida através de um primeirotrajeto de fluxo de fluido, e o orifício de saída do invólu-cro e o orifício de saída de cartucho ficam em comunicaçãofluida através de um segundo trajeto de fluxo de fluido e,quando o corpo de válvula se encontra em uma segunda posiçãorotacional em relação ao invólucro da válvula, o orifício deentrada do invólucro e o orifício de entrada de cartucho nãoficam em comunicação fluida, e o. orifício de saída do invó-lucro e o orifício de saída de cartucho não ficam em comuni-cação fluida; e- uma estrutura de manipulação, operacionalmenteposicionada na tubulação de válvula de carretei e no cartu-cho de filtro de fluido e sendo usada para, quando a estru-tura de manipulação da tubulação de válvula de carretei e ocartucho de filtro de fluido são complementares, facilitar ainterconexão operacional da tubulação de válvula e, quando aestrutura de manipulação da tubulação de válvula de carreteie o cartucho de filtro de fluido não são complementares, im-pedir a interconexão operacional da tubulação de válvula edo cartucho de filtro de fluido.

9. Tubulação de válvula de carretei, de acordo coma reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de o corpo daválvula ser configurado para alojar a porção de entra-da/saída do cartucho de filtro através da inserção da porçãode entrada/saida no corpo da válvula em uma direção aproxi-madamente perpendicular ao primeiro eixo geométrico.

10. Tubulação de válvula de carretei, de acordocom a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o in-vólucro da válvula compreende ainda:- um componente de carne de inserção configuradopara cooperar com um componente de carne de inserção comple-mentar no cartucho de filtro.

11. Tubulação de válvula de carretei, de acordocom a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o in-vólucro da válvula compreende ainda:- um componente de came de ejeção configurado paracooperar com um componente de came de ejeção complementar nocartucho de filtro.

12. Cartucho de filtro e conjunto de tubulação deválvula de carretei, CARACTERIZADO pelo fato de compreender:- um cartucho de filtro incluindo um elemento defiltro e uma porção de entrada/saida em comunicação fluidacom o elemento de filtro, a porção de entrada/saida sendodotada de um orificio de entrada de cartucho e um orificiode saída de cartucho; e- uma tubulação de válvula de carretei incluindoum invólucro e um corpo, o invólucro sendo dotado de um ori-fício de entrada e de um orifício de saída adaptados paracomunicação fluida com um sistema de suprimento de fluido, ocorpo estando localizado dentro do invólucro e configuradopara girar em torno de um primeiro eixo geométrico em rela-ção ao invólucro, de modo que a porção de entrada/saída docartucho de filtro fique acoplada de maneira fluida ao corpoatravés da inserção da porção de entrada/saída no corpo emuma direção aproximadamente perpendicular ao primeiro eixogeométrico.

13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que, quando o corpo se encontraem uma primeira posição rotacional com relação ao invólucro,o orifício de entrada do invólucro e o orifício de entradade cartucho ficam em comunicação fluida através de um pri-meiro trajeto de fluxo de fluido, e o orifício de saída doinvólucro e o orifício de saída de cartucho ficam em comuni-cação fluida através de um segundo trajeto de fluxo de flui-do e, quando o corpo se encontra em uma segunda posição ro-tacional com relação ao invólucro, o orifício de entrada doinvólucro e o orifício de entrada de cartucho não ficam emcomunicação fluida e o orifício de saída do invólucro e oorifício de saída de cartucho não ficam em comunicação flui-da.

14. Conjunto, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que, quando o corpo se encontrana segunda posição rotacional com relação ao invólucro, oorifício de entrada do invólucro e o orifício de saida doinvólucro ficam em comunicação fluida através de um terceirotrajeto de fluxo de fluido.

15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dentre a tubu-lação de válvula de carretei e o cartucho de filtro incluemum carne de inserção.

16. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dentre a tubu-lação de válvula de carretei e o cartucho de filtro incluemum carne de ejeção.

17. Conjunto, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que, quando o corpo gira da pri-meira para a segunda posição rotacional, o cartucho de fil-tro é ejetado do corpo.

18. Conjunto, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que, quando o corpo gira da se-gunda para a primeira posição rotacional, o cartucho de fil-tro é movido para dentro do corpo.

19. Conjunto, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que, durante a rotação, um ângulono qual o cartucho de filtro gira com relação a um suporte émenor que cerca de 90°.

20. Conjunto, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda:- um suporte montado rotativamente adjacente à tu-bulação de válvula de carretei e configurado para prender demaneira deslizável o cartucho de filtro quando o corpo girada primeira para a segunda posição rotacional.