BRPI0613191A2 - cartucho de filtro de ar e purificador de ar - Google Patents

Abstract

CARTUCHO DE FILTRO DE AR E PURIFICADOR DE AR. A revelação se refere aos purificadores de ar (70) e partes de substituição para purificadores de ar. Um cartucho de filtro de ar de parte de substituição preferida (1) é ilustrado o qual inclui primeira, e segunda, extremidades, com os materiais filtrantes se estendendo entre as mesmas; e, um anel de vedação axial flexível lateralmente no sentido para fora (22) na primeira extremidade circunscrevendo uma abertura de saída de fluxo de ar. Exemplos de cartuchos de filtro preferidos com anéis de vedação axiais lateralmente flexíveis preferidos (22) nos mesmos, são mostrados e descritos. Também é descrito um purificador de ar (70) incluindo o cartucho de filtro (1) . Adicionalmente, um purificador de ar incluindo uma abertura de ar (105) em comunicação com uma região entre uma vedação axial (22) e uma blindagem de poeira radialinente estendida (45) é provido. Métodos de montagem e uso são descritos.

Description

"CARTUCHO DE FILTRO DE AR E PURIFICADOR DE AR"

Referência Cruzada a Pedido Relacionado

Esse pedido foi depositado em 11 de julho de 2006,como um Pedido de Patente Internacional PCT no nome de Do-naldson Company, Inc., uma corporação nacional dos EstadosUnidos, requerente para a designação de todos os países ex-ceto os Estados Unidos, e William Michael Juliar, David Es-cher, e Kevin Schrage, todos eles cidadãos dos Estados Uni-dos, requerentes para a designação apenas dos Estados Unidos.

O presente pedido inclui a revelação do pedidoprovisório US 60/7726.907 depositado em 14 de outubro de2005. A revelação completa da US 60/726.907 é incorporadaaqui e uma reivindicação de prioridade do Pedido US60/726.907 é feita no âmbito apropriado.

O presente pedido inclui também certa matéria in-cluída no pedido provisório US 60/699.136 depositado em 30de julho de 2005. A revelação completa do pedido provisório60/699.136 é incorporada aqui como referência. Além disso, éfeita uma reivindicação de prioridade para o pedido provisó-rio US 60/699.136, no âmbito apropriado.

Campo da Revelação

A presente revelação diz respeito aos purificado-res de ar e às suas partes. Ela se refere particularmenteaos purificadores de ar que têm alojamentos e cartuchos defiltro removíveis e substituíveis (isto é, manejáveis). Osarranjos específicos, mostrados e descritos aqui, envolvemcartuchos de filtro manejáveis com arranjos de vedação axi-al, aperfeiçoados.

Antecedentes

A filtração de ar é usada em uma variedade de ar-ranjos. Uma aplicação típica é como um purificador de ar pa-ra admissão de ar aos motores de combustão interna. Após umperíodo de uso, os materiais filtrantes dentro do purifica-dor requerem manutenção, seja através de limpeza ou substi-tuição completa. Tipicamente, para um purificador de ar usa-do com um motor de combustão interna tal como em um veículo,os materiais filtrantes são contidos em um componente remo-vível ou substituível (isto é, manejável), elemento ou car-tucho. Exemplos são mostrados no Pedido Provisório US60/421.882 depositado em 28 de outubro de 2002; Pedido Pro-visório US 60/453.737, depositado em 6 de março de 2003; Pe-dido de Utilidade US 10/691.856, depositado em 28 de outubrode 2002, agora publicado como US 2004/0134171 em 15 de julhode 2004; Pedido PCT US 03/33952, depositado em 28 de outubrode 2002, agora publicado como PCT WO 04/039476, em 13 demaio de 2004, e, Pedido Provisório US 60/699.136, depositadoem 13 de julho de 2005.

Arranjos selecionados de cada uma das referênciasdescritas no parágrafo anterior envolvem a criação de umavedação axial como uma vedação de alojamento, posicionada,em uso, entre um cartucho de filtro e um alojamento. Nessarevelação, são descritos aperfeiçoamentos na formação detais vedações axiais.

Sumário

A presente revelação diz respeito a aperfeiçoamen-tos em purificadores de ar. As técnicas são desenvolvidasparticularmente para uso com purificadores de ar para puri-ficação da admissão de ar do motor para motor de combustãointerna, tal como uso em um veiculo tal como um ônibus, ca-minhão ou em equipamento móvel tal como um trator ou equipa-mento de construção, ou em um gerador estacionário. Os aper-feiçoamentos geralmente se referem aos purificadores de arnos quais materiais filtrantes constituem parte de um compo-nente removível e substituível (isto é, manejáveis).

A presente revelação se refere aos aperfeiçoamen-tos desenvolvidos em conexão com a utilização de purificado-res de ar de acordo com a revelação da publicação US2004/0134171, publicada em 15 de julho de 2004; PublicaçãoPCT WO 04/039476, publicada em 13 de maio de 2004; e, PedidoProvisório US 60/699.136, depositado em 13 de julho de 2005,incorporado aqui como referência. As técnicas em parte sereferem às modificações em uma vedação axial do cartucho defiltro, para realizar certos efeitos desejados. Além disso,é provido um aperfeiçoamento opcional no alojamento, descri-to no Pedido Provisório US 60/699.136 incorporado aqui comoreferência.

Aqui, algumas características específicas, vanta-josas são descritas e mostradas. Não é uma exigência que umarranjo inclua todas as características aqui descritas, parase obter alguma vantagem.

I. Descrição Resumida dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de umcartucho de filtro de acordo com a presente revelação;A Figura 2 é uma vista de extremidade do cartuchoda Figura 1;

A Figura 3 é uma vista em seção transversal ampli-ada do cartucho da Figura 1, tomada ao longo da linha 3-3,da Figura 2;

A Figura 4 é uma vista fragmentária ampliada deuma parte da Figura 3;

A Figura 4A é uma vista da Figura 4 com linhas,raios e ângulos dimensionais, indicados.

A Figura 5 é uma vista em seção transversal ampli-ada ilustrando o cartucho de filtro da Figura 1 montado emum conjunto de purificador de ar junto com uma estrutura desuporte, interna;

A Figura 6 é uma vista esquemática fragmentáriaampliada de uma parte da Figura 5;

A Figura 7 é uma vista em elevação lateral de umcartucho de filtro alternativo ao cartucho de filtro da Fi-gura 1;

A Figura 8 é uma vista em elevação de extremidadede uma extremidade do cartucho de filtro da Figura 7;

A Figura 9 é uma vista em seção transversal ampli-ada tomada ao longo da linha 9-9, Figura 8;

A Figura 10 é uma vista fragmentária ampliada deuma porção da Figura 9;

A Figura IOA é uma vista da Figura 10 com linhas,rios e ângulos dimensionais indicados.

A Figura 11 é uma vista plana inferior de um alo-jamento de purificador de ar alternativo utilizável com umcartucho de filtro de acordo com as Figuras 1-4 e também Figuras 7-10;

A Figura 12 é uma vista em seção transversal dopurificador de ar ilustrado na Figura 11, com um cartucho defiltro modificado em relação àgueles ilustrados nas Figuras1-4 e Figuras 7-10, posicionado no mesmo; e,

A Figura 13 é uma vista fragmentária ampliada deuma porção da Figura 12.

Descrição Detalhada

I. Um cartucho de filtro exemplar, Figuras 1-6.

Como indicado anteriormente, a presente revelaçãoem parte se refere aos aperfeiçoamentos em cartuchos de fil-tro do tipo geral descrito na Publicação US 2004/0134171,publicada em 15 de julho de 2004 e Publicação PCT WO04/039476, publicada em 13 de maio de 2004, incorporada aquicomo referência. Um exemplo de tal cartucho de filtro aper-feiçoado é ilustrado nas Figuras 1-6.

Com referência em primeiro lugar à Figura 1, o nu-merai de referência 1 identifica geralmente tal cartucho defiltro. Em geral, o cartucho 1 inclui primeira, e segunda,extremidades opostas, 3 e 4, com materiais filtrantes 7 seestendendo entre as mesmas. Os materiais filtrantes 7 podemcompreender qualquer variedade de tipos de materiais fil-trantes, um exemplo típico sendo o dos materiais filtrantesplicados. A seleção e configuração dos materiais filtrantesespecíficos constituem uma questão de opção de modelo, combase nas necessidades específicas do purificador de ar envolvido.Na extremidade 4 o cartucho 1 incluí tampa de ex-tremidade 10. A tampa de extremidade 10 específica, ilustra-da, compreende uma tampa de extremidade fechada 11. Por "fe-chada" nesse contexto, se quer dizer que a tampa de extremi-dade 10 não inclui abertura através dela, que permitiria queo fluxo de ar se desviasse dos materiais filtrantes 7, aopassar do exterior do cartucho 1 para o interior do cartu-cho, conforme discutido abaixo em conexão com a Figura 3.

Na extremidade oposta 3, o cartucho 1 inclui atampa de extremidade 15. A tampa de extremidade 15 é umatampa de extremidade aberta 16, significando que ela inclui,conforme indicado na Figura 3, uma abertura central 17 atra-vés da mesma, que permite a passagem de ar, sem a passagematravés dos materiais filtrantes 7, para fluir entre o volu-me interior 20, definido pelos materiais filtrantes 7, e umaregião exterior ao cartucho de filtro 1. Em uso típico, aabertura 17 seria uma abertura de saída posicionada em comu-nicação de fluxo de ar com um duto de entrada de ar para ummotor ou arranjo similar.

Desse modo, em operação típica, o ar a ser filtra-do passa a partir do exterior do cartucho 1 para a região20, mediante passagem através dos materiais filtrantes 7. Osmateriais filtrantes 7 envolvem o volume interior 20 e, des-se modo, o ar não pode atingir o volume interior 20 sem pas-sagem através dos materiais filtrantes 7. O ar filtro passaentão no sentido para fora a partir do cartucho de filtro 1através da abertura 17 na tampa de extremidade 16. 0 ar éentão direcionado através de duto apropriado para uma admis-são de um motor ou arranjo similar.

Em geral, a tampa de extremidade aberta 16 é pro-vida com um arranjo de vedação de alojamento 22 na mesma. 0arranjo de vedação de alojamento 22 é geralmente configuradopara engatar uma parte de um alojamento de purificador dear, quando o cartucho de filtro 1 é instalado para uso, ve-dando o cartucho 1 contra o alojamento, para impedir que oar se desvie dos materiais filtrantes 7. 0 arranjo de veda-ção de alojamento especifico 22, ilustrado,· compreende umelemento de vedação axial 23 discutido em maior detalhe a-baixo. O termo "axial" e suas variações, conforme usados a-qui nesse contexto pretendem se referir a uma força de veda-ção alinhada em uma direção ao longo do cartucho 1, Figura3, na direção do eixo central 24. Desse modo, uma vedaçãoaxial 23 é uma vedação que é configurada para formar uma ve-dação sob forças compressivas ou de propensão direcionadasna direção geral da extensão do eixo 24.

Em termos mais genéricos, o termo "axial" quandousado aqui, tem o propósito de se referir a uma direção deextensão geralmente na direção do eixo central 24. A Figura3 ao contrário, o termo "radial" e suas variantes conformeaqui usados, pretendem se referir a uma direção de extensãogeralmente perpendicular ao eixo central 24, isto é, radial-mente em torno do eixo 24, Figura 3.

O cartucho de filtro 1 inclui uma variedade de ca-racterísticas adicionais, descritas genericamente na Publi-cação US 2004/0134171 publicada em 15 de julho de 2004 e Pu-blicação PCT WO 04/039476, publicada em 13 de maio de 2004,ambas, aqui incorporadas como referência.

Com referência à Figura 1, o cartucho de filtro 1inclui estrutura ou arranjo de suporte exterior ou externoque circunda os materiais filtrantes 7 e, no exemplo mos-trado, se estende entre as tampas de extremidade opostas 15e 10. A armação de suporte externa especifica 30 mostradainclui: em primeiro lugar, nesse caso, região de blindagem,não-perfurada 31; e, em segundo lugar, nesse caso, regiãoperfurada, linear 32. A região de blindagem não-perfurada 31geralmente se estende entre a tampa 16 e a região de supor-te, perfurada 32. A região de suporte perfurada 32 geralmen-te se estende entre a região de blindagem não-perfurada 31 ea tampa de extremidade fechada 10. Um arranjo de suporte ex-terior típico 30 compreenderia uma única estrutura integral,por exemplo, moldada a partir de plástico.

Tipicamente, a região de blindagem não-perfuradase estende a uma distância não-superior a 40% de um com-primento axial do cartucho de filtro 1 entre as tampas deextremidade 15 e 10, e tipicamente pelo menos 10% daqueladistância.

A região de blindagem perfurada 32, tipicamente épelo menos 50% aberta e normalmente pelo menos 70% aberta.

Pela referência ao termo "% aberta" se quer dizer a quanti-dade de área de perímetro definida pela região de suporteperfurada, pelo menos a percentagem declarada é aberta parapassagem de fluxo através dela. Uma região de suporte perfu-rada típica 32 compreende nervuras axiais 37 interconectadaspor um arranjo de peça transversal 38. O arranjo de peçatransversal 38 é mostrado como um arranjo em espiral 39, ti-picamente de pelo menos dois segmentos. A região de blinda-gem perfurada 32 se estende tipicamente em pelo menos 50% docomprimento do cartucho 1 entre tampas de extremidade 15 e 10.

Posicionado em torno da região de suporte perfura-da 32 está o anel radialmente projetado central 41. O anelcentral 41 pode ser formado como uma parte integral da regi-ão de suporte, perfurada 32, e desse modo do arranjo de su-porte externo 30. O anel 41 é posicionado como uma projeçãoconveniente para acesso, durante a fabricação.

Atenção ainda está voltada para as Figuras 1 e 3,e especificamente, em primeiro lugar, nessa instância, à re-gião de blindagem não-perfurada 31. A região de blindagemnão-perfurada 31 inclui, projetando-se radialmente no senti-do para fora da mesma, anel de poeira 45. O anel de poeira45 geralmente se projeta radialmente no sentido para fora apartir de uma porção adjacente do arranjo de suporte 30, is-to é, a partir da região de blindagem não-perfurada 31, umadistância de pelo menos 4 mm, e tipicamente 5 mm até 15 mm.A função do anel de poeira 45 será discutida adicionalmenteabaixo em conexão com a descrição da Figura 5.

Posicionado adjacente ao anel de poeira 45, o car-tucho 1 inclui um primeiro elemento 48 de um arranjo de en-gate rotacional não-continuamente roscado 47.

Aqui, o termo "não-continuamente roscado" se refe-re ao fato de que embora o mecanismo de engate que funcioneatravés de uma forma de arranjo de rosca, não é uma roscacontinua na extensão rotacional. O termo "arranjo de engaterotacional" se refere ao fato de que o mecanismo de engateopera mediante rotação parcial do cartucho 1 no alojamento,quando instalado, para se deslocar entre: (1) uma posiçãotravada e instalada; e (2) uma posição destravada e móvel.

O arranjo de engate rotacional não-continuamenteroscado 47, pode ser geralmente conforme descrito na Publi-cação US 2004/0134171, publicada em 15 de julho de 2004 ePublicação PCT WO 04/039476, publicada em 13 de maio de2004, cada uma das quais é incorporada aqui como referência.O elemento especifico 48 do arranjo de engate rotacionalnão-continuamente roscado 47 posicionado no cartucho exem-plar 1 ilustrado, compreende um anel segmentado de elementosespaçados 39, cada um dos quais inclui uma ponta 49a em umaprimeira extremidade, uma superfície de carne 50, superfícieposterior ou de travamento 51 e uma segunda extremidade comum detentor de extremidade 52. Em uso, quando o cartucho 1 éinstalado dentro de um alojamento, os elementos espaçados 49são empurrados axialmente passando pelos retentores ou res-saltos posicionados dentro do alojamento, e então quando ocartucho 1 é girado, os elementos 49 são girados para engatede travamento com as projeções, ressaltos ou elementos noalojamento (referido como um segundo elemento do mecanismode engate rotacional não-continuamente roscado). A rotação étipicamente tal que os elementos de alojamento em primeirolugar engatam a superfície de carne 50 e então se engatam coma superfície de travamento 51, a rotação sendo detida pelosdetentores de extremidade 52. Quando isso ocorre, dentro deum alojamento associado, o cartucho 1 é acionado axialmentena direção geralmente axial da seta 55, Figuras 1 e 3, e étravado em posição. Isso empurrará e reterá o elemento devedação axial 23 contra uma superfície de alojamento, paravedação.

Com referência à Figura 3, a tampa de extremidadeaberta 16 inclui na mesma uma ranhura 58. A ranhura 58 é po-sicionada em sobreposição axial com uma extremidade dos ma-teriais filtrantes 7, e circunda a abertura 17.

A ranhura 58provê, entre outras coisas, espaço livre sobre um recurso dealojamento durante a instalação. Isso é discutido abaixo emconexão com a Figura 5.

Para o cartucho específico 1 ilustrado, os materi-ais filtrantes 7 são configurados em um formato cônico (ouafilado), se afilando no sentido para baixo no tamanho doperímetro externo (circunferência) na extensão a partir datampa de extremidade 15 até a tampa de extremidade 10. Umângulo de afilamento seria tipicamente de pelo menos Io,freqüentemente dentro da faixa de 2°-4°, inclusive. Observa-se, contudo, que muitos dos princípios aqui descritos podemser incorporados em cartuchos de filtro que não têm um for-mato afilado (cônico) para os materiais filtrantes, ou oqual tem um afilamento mais acentuado.

Para prover suporte de materiais filtrantes, exte-rior e para conveniência, o arranjo de suporte exterior 30também se afila no sentido para baixo no perímetro externodo tamanho, à medida que ele se estende ao longo dos materi-ais filtrantes 7, por exemplo, a partir do anel de poeira 45em direção à tampa de extremidade 10.

Com referência à Figura 2, a tampa de extremidadefechada 11 é ilustrada como incluindo uma cavidade centralopcional 60 nesse lugar com um receptor central não-circular61, nesse caso configurado em um formato "mais" ou "+". Essereceptor central 61 pode ser usado para receber uma projeçãonão-circular em uma cobertura de alojamento para instalaçãosegura. Isso é geralmente descrito na Publicação US2004/0134171 publicado em 15 de julho de 2004 e PublicaçãoPCT WO 04/039476, publicada em 13 de maio de 2004, cada umadas quais é incorporada aqui como referência. Na Figura 2, atampa de extremidade 11 é ilustrada com sinais 65 na mesma,mostrando direção rotacional adequada para instalação docartucho 1 em uma posição travada e vedada, e remoção docartucho 1 a partir da posição travada.

Ainda com referência à Figura 2, observa-se quedentro da cavidade central 60, entre as asas 61a do receptorcentral não-circular 61, são posicionadas projeções opcio-nais 66. As projeções 66 são arqueadas, e se projetam nosentido para fora a partir da superfície 60a do receptor 60..As projeções 66 proporcionam interferência com a porção deuma cobertura de alojamento, se a instalação não for adequa-da. Isso é discutido abaixo em conexão com a Figura 5.

Como será evidente em uma análise das Figuras 3 e4, o elemento de vedação axial 23 tem uma configuração emseção transversal e formato vantajoso singular. Contudo, an-tes da configuração singular para o elemento de vedação axi-al 23 ser descrita em detalhe, as características gerais deum arranjo exemplar de purificador de ar no qual o cartuchode filtro 1 pode ser posicionado para uso, são descritas.Com relação a isso, atenção é dirigida à Figura 5.

Com referência à Figura 5, o purificador de ar 70é ilustrado compreendendo alojamento 70A incluindo um corpode alojamento 71. O corpo de alojamento 71 inclui uma paredelateral 72 e uma parede de extremidade 73 com saida de fluxode ar 74 na mesma. 0 alojamento inclui ainda uma entrada dear 75 (nesse caso uma entrada lateral) e um tubo de descidade poeira 75 com uma cobertura de válvula 77 no mesmo. Noexemplo mostrado, o tubo de descida de poeira 75 é posicio-nado em uma extremidade do corpo de alojamento 71 adjacenteà saida de fluxo de ar 74; e a entrada de fluxo de ar 75 éposicionada adjacente à extremidade oposta do corpo 71 apartir da saida 74. Alternativas são possíveis, em algumasaplicações e princípios de acordo com a presente invenção.

Contudo a configurada mostrada é preferida, para uso com oscartuchos do tipo descrito acima, com as características docartucho 1.

Em 73A uma superfície interna da parede de extre-midade 73 é posicionada, orientada em torno (isto é, cir-cunscrevendo) da saída 74. A superfície 73A é uma superfíciede vedação de alojamento de extremidade, contra a qual o ar-ranjo de vedação de alojamento 22, discutido acima, é pren-sado, para formar uma vedação de alojamento axial quando ocartucho 1 é instalado dentro do interior 70B do alojamento70A. Isso é discutido em detalhe adicional abaixo.

Oposto à parede de extremidade 73, o corpo de alo-jamento 71 inclui uma extremidade aberta 80 fechada pela co-bertura de serviço removível 81. Quando a cobertura de ser-viço 81 e removida, o cartucho 1 pode ser removido do, ouser instalado no, interior 70B do corpo de alojamento 71.

A cobertura de serviço 81 é presa no lugar por en-gates 83.

Ainda com referência à Figura 5, projeções 66 po-dem ser observadas. Se o cartucho 1 não é posicionado gira-toriamente de forma adequada em uma posição travada, serádifícil posicionar a cobertura 81 em posição, uma vez queuma projeção 85 na cobertura poderia tender a interferir comas projeções 66 no cartucho 1.

Muitas das características do alojamento 70 sãogeralmente conforme descrito na Publicação US 2004/0134171,publicada em 15 de julho de 2004; Publicação PCT WO04/039476, publicada em 13 de maio de 2004; e, Pedido Provi-sório US 60/699.136, depositado em 13 de julho de 2005, cadaum dos quais é incorporado aqui como referência. Por exem-plo, o corpo de alojamento 71 incluiria um segundo elemento84 de um mecanismo de engate rotacional não-continuamenteroscado 47, para engate de travamento com o primeiro elemen-to. O segundo elemento tipicamente compreenderia ressaltosou projeções espaçadas, conforme descrito na US 2004/0134171e PCT WO 04/039476.

A entrada lateral 75 pode ser dirigida rotacional-mente em qualquer direção, dependendo do uso. A entrada la-teral exemplar 75 mostrada é uma entrada tangencial, signi-ficando que o fluxo de ar para a entrada 75 é dirigido em umpadrão rotacional em torno do cartucho 1, pelo fato de serdirecionado tangencialmente para uma superfície interna daparede lateral 71, a qual tem uma seção transversal geral-mente circular.

A cobertura de serviço 81 inclui a projeção cen-tral 85 na mesma tendo um formato não-circular, para recebi-mento dentro do receptor 61, Figura 2, do cartucho 1. Para oexemplo específico mostrado, a projeção 85 tem um arranjo deprojeção capaz de engatar um receptor no formato de " + ". Ou-tra vez, se o cartucho 1 não for travado adequadamente emposição, a projeção 85 engatará as projeções 66, interferin-do com a instalação da cobertura.

Em geral, a tampa de extremidade 10 para o exemplomostrado, é uma tampa de extremidade composta incluindo umaestrutura pré-formada interior 87 e material moldado 88. Aestrutura pré-formada 87 pode ser formada integralmente como suporte externo 30. A estrutura pré-formada 87 tipicamenteseria aberta ou perfurada na .região anular 87a e fechada ounão-perfurada na região central 87b. Isso é descrito, porexemplo, na Publicação US 2004/0134171, publicado em 15 dejulho de 2004 e Publicação PCT WO 04/039476, publicada em 13de maio de 2004, incorporada aqui como referência.

Arranjos de indexação ou outros arranjos podem serusados para garantir que a cobertura de serviço 81 seja po-sicionada na posição rotacional apropriada, quando ela émontada no corpo de alojamento 71.

A cobertura de serviço 81 inclui na mesma um ar-ranjo de separador ciclônico incluindo a blindagem 90 e arampa helicoidal 91. Quando o ar entra através da entrada75, ele é acionado em um padrão ciclônico pela rampa 91,contra a blindagem 90, entre a blindagem 90, entre a blinda-gem 90 e a parede lateral 72. Isso ajudará a separar a poei-ra que pode ser pré-separada mediante queda através do tubode queda de poeira 7 6 com ejeção eventual através da válvula77. Isso também é ilustrado na Publicação US 2004/0134171,publicada em 15 de julho de 2004 e publicação PCT WO04/039476, publicada em 13 de maio de 2004, cada uma dasquais é incorporada aqui como referência.

Com referência à Figura 5, observa-se que o flangeou blindagem de poeira 45 no cartucho 1, é posicionado quan-do o cartucho 1 está instalado no purificador de ar 70, emalinhamento com um ressalto 99 ou adjacente a ele no aloja-mento próximo à abertura 100. A abertura 100 proporciona co-municação de fluxo de ar com o tubo de descida de poeira 76.Especificamente, o flange ou blindagem de poeira 45 é posi-cionado adjacente a uma borda da abertura 100 localizada emdireção à saida 74. Como resultado, o flange ou blindagem depoeira 45 inibe que a poeira, durante operação normal, al-cance a região 101, na qual o arranjo de engate rotacionalnão-continuamente roscado 47 está posicionado.

Com referência à Figura. 6, em 105, é ilustrada umalocalização de abertura opcional, na qual uma abertura podeser provida em comunicação com o volume 101 entre o arranjode engate rotacional não-continuamente roscado 47 e a veda-ção axial 23. Conforme descrito no Pedido Provisório US60/699.136, depositado em 13 de julho de 2005 e incorporadoaqui como referência, uma abertura em tal localização podepermitir pressão ambiente na região 101, a qual pode ajudara inibir o fluxo de poeira para a região 101, junto com ablindagem de poeira 45. Especificamente, a pressão na região102 é tipicamente inferior à pressão ambiente, devido aodeslocamento de ar através do purificador de ar 70. Se a re-gião 101 estiver em pressão ambiente, como resultado de umaabertura localizada em 105, será menos provável que ocorrefluxo de poeira para aquela região.

Com referência à Figura 5, atenção é dirigida aosuporte 110. O suporte 110 está posicionado ao longo de uminterior 7a dos materiais filtrantes 7. Isto é, o suporte110 está posicionado dentro da região 20 definida pelos ma-teriais filtrantes 7. O suporte 110 provê um suporte internopara os materiais filtrantes 7, durante operação. O suporte110 é montado separadamente do cartucho principal 1. O su-porte 110 é mostrado preso na posição na vedação 115, aoflange 116 no corpo de alojamento 71. A vedação 115, no e-xemplo mostrado, é um anel-O. O suporte 110 compreende umapluralidade de nervuras alongadas 120, com peças transver-sais 121 entre as mesmas. Na extremidade 122, o suporte 110inclui uma extremidade fechada. Na extremidade 123, um flan-ge externo 124 é posicionado, o qual inclui o anel-0 116,montado no mesmo. O flange 124 é sobreposto por uma porçãoda tampa de extremidade 15 no cartucho principal 1.

Se desejado, o suporte 110 pode incluir uns mate-riais filtrantes no mesmo conforme mostrado em 130, de modoque o suporte 110 também pode operar como um elemento secun-dário ou de segurança. Isso é descrito, por exemplo, na WO04/039476 e US 2004/0134171, cada uma das quais é incorpora-da aqui como referência.

Com referência à Figura 5, em 130, o corpo de alo-jamento 71 inclui uma pluralidade de projeções axiais posi-cionadas em torno da abertura 101 e se estendendo em direçãoà cobertura de serviço 81. As projeções 130 ajudam o suportecentral 110, durante instalação. A tampa de extremidade 15inclui uma ranhura 140 na mesma, posicionada de modo que atampa de extremidade 15 pode deixar livre as projeções espa-çadas 130.

Ainda com referência à Figura 5, em 150, o corpode alojamento 71 inclui uma tampa de pressão, para montagemdo equipamento para monitorar a pressão dentro da saída 74,dentro da saída 74, se desejado.

Atenção é voltada agora para a Figura 4. Na Figura4, uma seção transversal da vedação 22 e tampa de extremida-de moldada 16 é mostrada. A vedação 22 compreende uma nervu-ra se projetando no sentido para fora a partir de uma porçãoadjacente da tampa de extremidade 16, em uma direção axial-mente no sentido para fora se afastando dos materiais fil-trantes 7. A nervura 22 tem uma ponta 160, e lados opostos161 e 162. O lado 161 geralmente será referido aqui como uma"parede interna" ou como uma "parede interior" ou mediantesuas variantes. Nesse contexto, o termo "interno" pretendese referir ao fato de que a superfície 161 está localizadaradialmente no sentido para dentro da vedação 22, isto é, aparede 161 está voltada para o eixo central 24, Figura 3. Asuperfície 162 é geralmente referida aqui como uma "paredeexterna" ou "parede exterior"; esses termos, nesse contextopretendendo se referir ao fato de que a parede 62 se projetaradialmente no sentido para fora a partir da vedação 22 eeixo central 24, Figura 3.

0 anel de vedação axial 23 (vedação 22} é posicio-nado de modo a circunscrever ou circundar a abertura 17. 0anel 23 é espaçado da abertura 17, por intermédio de outrasporções da tampa de extremidade.

Para o exemplo mostrado, a parede interna 161 in-clui uma seção relativamente reta (em seção transversal) seestendendo sobre a região 171; e, a parede 162 inclui umaseção relativamente reta (em seção transversal) estendendo-se sobre a região 170. O comprimento axial (em seção trans-versai) da região 171 é geralmente de pelo menos 1,4 mm, ti-picamente de 1,5 a 4 mm, normalmente de 1,5-3 mm. O compri-mento axial (em seção transversal) da região 170 é geralmen-te de pelo menos 4 mm, e tipicamente de 6 a 10 mm, normal-mente de 6-8 mm. Desse modo, o lado 162 é mais longo do queo lado 161, e tem tipicamente um comprimento de pelo menos1,5 vezes, algumas vezes pelo menos duas vezes o comprimentoda parede 161, quando comparado com o comprimento da regiãoreta 170 da parede 162, com a região reta 171 da parede 161.

Tipicamente, a parede 162 é uma porção circunfe-rencial externa da tampa de extremidade 16, localizada naextensão além da blindagem pré-formada 30.

Em termos gerais, a vedação 22 (especificamente oanel de vedação axial 23) é um tipo de anel de vedação refe-rido aqui como "anel de vedação axial flexível, que pode serdefletido lateralmente, no sentido para fora". Por esse ter-mo, e suas variantes, nesse contexto, se quer dizer que emoperação, o anel de vedação 23, (quando prensado e giradocontra um alojamento para formar uma vedação), é flexionadoou curvado radialmente no sentido para fora na direção geralda seta M, Figura 4, quando ocorre a vedação. Desse modo, oanel de vedação axial 23 é uma vedação de virola ou aba quese deforma radialmente no sentido para fora, quando ele évedado. Isso é facilitado pelo formato, tamanho e localiza-ção do anel de vedação 22, assim como pelo método de instalação.

A partir do mencionado acima, será entendido, en-tão, que o anel de vedação 23 é configurado para flexionarradialmente no sentido para fora como uma aba, mediantepressão e movimento de giro quando o cartucho 1 é instaladono alojamento, para uso. Esse tipo de operação é facilitadopor certos formatos e dimensões selecionados, para partes doanel de vedação axial 23.

Por exemplo, no exemplo mostrado na Figura 4, aponta 160 é configurada em um raio circular. Isso provê umaponta que facilita a flexão no sentido para fora como umasaia ao mesmo tempo sendo conveniente para uma operação demoldagem sem retenção de ar. A ponta 160 pode ser modificadapara facilitar adicionalmente a flexão no sentido para fora,por exemplo, mediante modificação a partir de uma curva se-micircular, para uma curvatura que tende a acionar adicio-nalmente a ponta 160 radialmente no sentido para fora quandoela engata uma superfície durante vedação. Contudo, o raiosemicircular é conveniente tanto para fabricação como paragarantir flexão no sentido para fora.

Além disso, se a vedação 23 for configurada de mo-do que uma distância axial entre a base Bea ponta 160, in-dicada na Figura 4, na dimensão Dl, for menor do que uma es-pessura radial T, a flexão no sentido para fora como uma abadurante rotação é facilitada.

Tipicamente, a espessura T é de pelo menos 1,5 mm,normalmente de pelo menos 2,5 mm e tipicamente de 2,5-4,0mm, embora alternativas sejam possíveis. Normalmente a es-pessura T não é maior do que 5 mm, preferivelmente não é su-perior a 4 mm.

Tipicamente, a seção 170 da superfície 162 se es-tende em relação ao eixo 24 em um ângulo BW, Figura 4A, querseja de 0o, ou se estende no sentido para fora em extensãoem direção à ponta 160, em um ângulo BW de até aproximada-mente 6o. Tipicamente, ela se estende no sentido para foraem um ângulo BW, Figura 4A, de pelo menos 0,5° e normalmentedentro de uma faixa de l°-5°, inclusive, preferivelmente2,5-4,0. Para conveniência, no presente documento, um ângulode 0o de extensão, será referido como um ângulo para fins dedefinição. Alargamento no sentido para fora ou curvatura davedação 23, como uma aba, é facilitada se o ângulo BW formaior do que 0o; tipicamente 0,5°, ou maior, normalmente 2°ou maior; tipicamente 2,5°-4°.

O ângulo BW pode ser considerado como o ângulo nosentido para fora da parede 162 a partir do eixo central 24,Figura 3, ou um ângulo de extensão com relação a quaisqueroutras estruturas dentro do cartucho 1 que se estende aolongo do eixo longitudinal 24, sem ângulo a partir desse lugar.

Com referência à Figura 4, a seção reta 171 da pa-rede 161 geralmente se estende em um ângulo de 0o com rela-ção ao eixo central 24, Figura 3, ou em um ângulo se esten-dendo radialmente no sentido para gora em extensão em dire-ção à ponta 160, tipicamente em um ângulo não-superior a 6o,normalmente não-superior a 5o. Alargamento no sentido parafora ou flexão da vedação axial 23 é facilitada, se o ângulode extensão da seção reta 171 for maior do que 0o (no senti-do para fora) a partir de um eixo central 24, tipicamente depelo menos 0,5°, normalmente de pelo menos 2o, freqüentemen-te de 2o a 5o, tipicamente 3°-4°. Freqüentemente a seção170, embora alternativas seja possíveis.

Outra vez, uma vantagem para a vedação axial 23 éque ela é configurada para flexionar ou curvar lateralmenteno sentido para fora quando ela é prensada e girada contra aparede 73A, Figura 5, na formação de uma vedação. Como re-sultado, a região 23 pode se flexionar no sentido para foracomo uma virola, e formar uma vedação axial vantajosa. Issoé mostrado esquematicamente na Figura 6, em 175.

Uma vantagem para o arranjo de vedação 22 do car-tucho 1, mediante comparação com o arranjo de vedação axialdescrito na US 10/691.856 e PCT US/03/33952 incorporado aquicomo referência, é que o arranjo de vedação da região 23 po-de facilmente defletir ou curvar no sentido para fora paravedação como uma aba com a parede de alojamento 7 3A, o queajuda a fazer o cartucho 11 relativamente fácil de instalare travar em posição. Materiais preferidos típicos para atampa de extremidade moldada no lugar 16, e desse modo a ve-dação 23, são descritos abaixo. Tipicamente, a vedação 22(isto é, vedação axial 23) é moldada integral com o restanteda tampa de extremidade 16, quando a tampa de extremidade 16é formada.

Nas Figuras 1-3, são providas dimensões exempla-res. As dimensões indicam simplesmente um exemplo utilizá-vel, e aplicações alternativas de princípios de acordo com apresente revelação podem ser feitas. As dimensões exemplaressão como a seguir: AA = 150,1 mm; AB = 160 mm; AC = 130 mm;AD = 331 mm; AE = 8 2,2 mm; e AF = 146,6 mm.

Na Figura 4A, dimensões selecionadas são indicadaspara uma tampa de extremidade exemplar 16. Variações seriamfeitas para construções alternativas, contudo, essas propor-cionam um exemplo de um arranjo de trabalho. BA = 75,9° (ti-picamente em uma faixa entre 50° e 80°, dependendo dos parâ-metros discutidos abaixo); BB = 11,4 mm; BC = 14,4 mm; BD =16,4 mm; BE = 1,0 mm de raio; BF = 1,5 mm de raio; BG = 0,8mm de raio; BH = 0,8 mm de raio; BI = 29,8 mm; BJ = 29,4 mm;BK = 1,8°; BL = Io; BM = 22,7 mm; BN = 17,6 mm; BO = 1,5 mmde raio; BP = 0,5 mm de raio; BQ = 1,6 mm de raio; BR = 5,6mm; BS = 2,4 mm; BT = 0,4 mm; BU = 0,8 mm; BV = 3,2 mm; BW =3,1°; BX = 0,5 mm de raio; BY = 0,5 mm de raio; BZ = 7,0 mm.

Tais dimensões podem ser usadas para formar umatampa de extremidade conveniente 16 com um anel de vedaçãoaxial 23 que flexionará no sentido para fora, quando cartu-cho é instalado de uma maneira discutida anteriormente. 0ângulo BA geralmente será selecionado para se estender apartir de uma base 140a da ranhura 140, no sentido para forapara a região 200 adjacente ao anel 23. A região 200 tipica-mente será de pelo menos 2 mm de largura, normalmente de 3 a5 mm de largura. O ângulo BA será selecionado, em parte combase no diâmetro total do cartucho 1. A faixa previamentedeclarada será típica, para muitos arranjos.

A base 14a tipicamente será de pelo menos 3 mm,tipicamente de 4-7 mm de largura, em dimensão entre as regi-ões BG e BH. A parede interna 140b tipicamente será de pelomenos aproximadamente 2 mm de profundidade, normalmente 2,5-4 mm de profundidade.

Na Figura 6, inclinada na região 140C, na Figura4A, é representado um ângulo Z.

Em 166 uma porção externa da tampa de extremidade15 é mostrada, posicionada internamente à região de vedação22 e adjacente a ela. A região 166 é geralmente paralela àextremidade de materiais filtrantes 165; e perpendicular aoeixo central 24. Pode-se dizer que a ranhura 140 é circunda-da ou circunscrita pelo anel de vedação 23 e é espaçada nosentido para dentro a partir do anel de vedação 23 a umadistância de pelo menos 2 mm, tipicamente uma distância den-tro da faixa de 3 a 5 mm.

O formato da ranhura mostrada é conveniente parase estender sobre a projeção 131. Além disso, durante molda-gem da tampa de extremidade 16, uma característica do moldedimensionada para formar uma ranhura 140 do tamanho e forma-to mostrados será conveniente para gerenciamento do fluxo deum material de resina de cura, em relevo tal como uma espumade poliuretano. Especificamente, uma inclinação em um moldeque resulta na parede 140C orientará a resina em direção àregião externa do molde, onde a moldagem do anel de vedação23 é importante.

II. Um Segundo Exemplo, Figura 7-10A

Na Figura 7-10Δ, é mostrado um arranjo alternati-vo. Na Figura 7-10A características semelhantes daquelaspreviamente descritas recebem os mesmos numerais de referên-cia. A diferença principal entre o arranjo da Figura 7-10, eo arranjo das Figuras 1-6, está na ranhura 280, e tampa deextremidade 16. A ranhura 280 é modificada em relação à ra-nhura 140. A ranhura 28 é refletiva de uma tampa de extremi-dade de diâmetro menor.

A formação de tal ranhura 280 também deixará livrea projeção 131 no alojamento, e isso se refere a um arranjoconveniente alternativo que pode ser moldado.

Nas Figuras 7-9, as dimensões são como a seguir:

AI = 150,1 mm/ AJ = 166 mm; AK = 130 mm; AL = 331 mm; AM =82,2 mm; e AN = 146,6 mm. Evidentemente, dimensões alterna-tivas podem ser usadas para arranjos alternativos.

Com referência à Figura 10A, as dimensões seriamcomo a seguir: CA = 53,7° (variando de 50° - 80°, dependendodo diâmetro do elemento em uma aplicação típica); CB = 16,4mm/ CC = 14,4 mm; CD = 11,4 mm; CE = 1,0 mm de raio; CF =21, 2mm; CG = 2 0,8mm; CH= 1,8°; CI = Io; CJ = 14,7mm; CK =1,5 mm de raio; CL = 0,8 mm de raio; CM = 0,8 mm de raio; CN= 1,5 mm de raio; CO = 9,7 mm; CP = 5,6 mm; CQ = 1,6 mm deraio; CR = 0,5 mm de raio; CS (BW na Fig. 4A) = 3,1°; CT = 3,2mm; CU = 0,8 mm; CV = 0,4 mm; CW = 2,3 mm; CX = 0,5 mm deraio; CY = 0,5 mm de raio; CZ = 7,0 mm.

Em geral, a ranhura 280, Figura 9, operará de for-ma análoga à ranhura 140, Figura 3.

III. Materiais e Construção, Exemplares.

Os princípios de acordo com as descrições anterio-res podem ser implementados em uma variedade de tamanhos,formatos e configurações de equipamento, e utilizando umavariedade de materiais. Contudo, os princípios foram desen-volvidos para a aplicação em arranjos e configurações prefe-ridos, e com certos materiais preferidos.

Embora alternativas sejam possíveis, em geral, asconfigurações mostradas serão particularmente vantajosas pa-ra uso como um purificador de ar para um veículo tendo umademanda de fluxo de ar, em operação nominal, da ordem de a-proximadamente 43 metros cúbicos ou menos, tipicamente deaproximadamente 9 metros cúbicos ou menos. Esses tipos depurificadores de ar são geralmente encontrados em equipamen-to que utiliza pequenos motores a gás ou diesel.

Preferivelmente com tais arranjos, a formulação depoliuretano escolhida provê uma tampa de extremidade molda-da, muito macia, de espuma superior.

Preferivelmente a fórmula escolhida será tal demodo a prover tampas de extremidade (partes moldadas a par-tir do poliuretano) tendo uma densidade quando moldada não-superior a aproximadamente 450 quilogramas/metro cúbico,mais preferivelmente não mais do que 355 quilogramas/metrocúbico, tipicamente não mais do que 290 quilogramas/metrocúbico e normalmente dentro da faixa de 192-275 quilogra-mas/metro cúbico. Densidades inferiores podem ser usadas, seo material for formulado de tal modo que ele possa ser con-trolado para moldagem e elevação adequadas.

Aqui o termo "densidade quando moldada" pretendese referir à sua definição normal de peso dividido por volu-me. Um teste de deslocamento de água ou teste similar podeser utilizado para determinar o volume de uma amostra da es-puma moldada. Não é necessário ao aplicar o teste de volume,adotar a absorção de água nos poros do material poroso, edeslocar o ar nos poros representados. Desse modo, o testede deslocamento de volume de água usado para determinar ovolume da amostra, seria um deslocamento.imediato, sem espe-rar por um longo período para deslocar o ar dentro dos porosde material. Dito de forma alternativa, somente o volume re-presentado pelo perímetro externo da amostra precisa ser u-sado para o cálculo de densidade quando moldada.

Em geral, a deflexão de carga de compressão é umacaracterística física que indica firmeza, isto é resistênciaà compressão. Em geral, ela é medida em termos da quantidadede pressão exigida para defletir uma determinada amostra de25% de sua espessura. Testes de deflexão de carga de com-pressão podem ser conduzidos de acordo com ASTM 3574, incor-porado aqui como referência. Em geral, a deflexão de cargade compressão pode ser avaliada em conexão com as amostrasenvelhecidas. LJma técnica típica é a de medir a deflexão decarga de compressão nas amostras que foram completamente cu-radas por 72 horas a 23,80C ou curadas de forma forçada a87,7°C por 5 horas.

Materiais preferidos seriam aqueles que quandomoldados, mostram uma deflexão de carga de compressão, deacordo com ASTC 3574, em uma amostra medida após envelheci-mento com aquecimento a 70°C por 7 dias, na média, de 0,98kg/cm2 o menos, tipicamente dentro da faixa de 0,42-0,98kg/cm2, e freqüentemente dentro da faixa de 0,49-0,70kg/cm2.

Ajuste de compressão é uma avaliação da extensãona qual uma amostra do material (que é submetida à compres-são do tipo definido e sob condições definidas), retorna àsua espessura anterior ou altura quando as forças de com-pressão são retiradas. As condições para avaliar o ajuste decompressão nos materiais de uretano também são providas naASTM 3574.

Materiais desejáveis típicos serão aqueles osquais, na cura, proporcionam um material que tem um ajustede compressão de não mais do que aproximadamente 18%, e ti-picamente de aproximadamente 8-13%, quando medido em uma a-mostra comprimida a 50% de sua altura e mantida naquela com-pressão em uma temperatura de 180°F por 22 horas.

Em geral, as características de ajuste de compres-são e deflexão de carga de compressão podem ser medidas embujões de amostra preparados a partir da mesma resina queàquela usada para formar a tampa de extremidade, ou na amos-tra cortada a partir da tampa de extremidade. Tipicamente,métodos de processamento industrial envolverão fazer regu-larmente os bujões de amostra de teste feitos do material deresina, mais propriamente do que teste direto nas porçõescortadas a partir das tampas de extremidade moldadas.

Sistemas de resina de uretano utilizáveis paraprover materiais tendo propriedades físicas compreendidasdentro da definição de densidade quando moldada, ajuste decompressão e deflexão de carga de compressão, conforme pro-vidos acima podem ser facilmente obtidas a partir de uma va-riedade de formuladores de resina de poliuretano, incluindofornecedores tais como BASF Corp., Wyandotte MI, 48192.

Um exemplo de material utilizável inclui o seguin-te poliuretano, processado para um produto final tendo umadensidade (quando moldada) de 224-353 quilogramas/metro cú-bico. O poliuretano compreende um material feito com resinaI36070R e isocianato I3050U, que são vendidos exclusivamentepara o cessionário Donaldson pelo BASF Corporati-on, Wyandotte, Michigan 48192.

Os materiais tipicamente seriam misturados em umarazão de mistura de 100 partes de resina I36070R para 45,5partes de isocianato I3050U (em peso). A gravidade específi-ca da resina é de 1,04 (1,04 kg/L) e para o isocianato é de1,20 (1,20 kg/L). Os materiais são tipicamente misturados emum misturador de elevado cisalhamento dinâmico. As tempera-turas do componente seriam de 21-35°C. As temperaturas demolde devem ser de 46-57°C.

O material de resina I36070R tem a seguinte des-criçao:

(a)Peso molecular médio

1)Poliéter poliol básico = 500-15.000

2)Dióis = 0-10.000

3)Trióis = 500-15.000

(b)Funcionalidade média1)sistema total = 1,5-3,2

(c)índice de hidroxil

1)sistemas totais = 100-300(d)Catalisadores

1)amina = Produtos de Ar 0,1-3,0 PPH

(e)Agentes tensoativosDsistema total = 0,1-2,0 PPH

(f)Água

Dsistema total = 0,2-0,5%

(g)Pigmentos/corantes

1)sistema total = 1-5% de negro de fumo

(h)Agente de sopro1)água.

A descrição de isocianato I3050U é conforme a se-guir:

(a)Teor de NCO - 22,4-23,4% em peso

(b)Viscosidade, cps em 25°C = 600-800

(c)Densidade = 1,21 g/cm3 a 25°C

(d)Ponto de ebulição inicial - 190°C em 5mm Hg

(e)Pressão de vapor = 0,0002 Hg a 25°C

(f)Aparência - liquido incolor

(g)Ponto de inflamação (copo fechado Densky-Martins) = 200°C

O material selecionado a partir dos materiais fil-trantes pode ser variado, dependendo do ambiente de uso an-tecipado e disponibilidade dos vários substratos que podemser plicados.

Os materiais filtrantes convencionais disponíveisa partir de tais fornecedores como Hollingsworth e Vose deEast Walpole, Massachusetts podem ser utilizados. Antecipa-se que em arranjos típicos, dobras na ordem de 0,9 cm a 7,6cm de profundidade, com uma população de dobras, em torno dodiâmetro interno, de aproximadamente 4 a 5,5 por centímetrona extremidade de diâmetro maior (6 a 8 por centímetro naextremidade de diâmetro menor) com uma unidade cônica sendousada. Contudo, tipos de materiais filtrantes alternativos equantidades podem ser utilizados.

O componente estrutural principal do cartucho defiltro primário 1, isto é, suporte 30, será geralmente feitode um plástico rígido tal como um náilon preenchido com vi-dro (por exemplo, 33% de náilon preenchido com vidro 6/6,1,5 mm de espessura). Tal componente geralmente seria feitoatravés de uma operação de moldagem de plástico, por exem-plo, moldagem de injeção.

A estrutura de suporte 110, Figura 5, a qual operacomo um suporte interno para o cartucho de filtro primário 1ou como ambos, um suporte interno para o cartucho de filtroprimário 1 e como suporte para um cartucho de segurança, ge-ralmente será formada a partir de um plástico rígido similaràquele usado para o suporte 30. Os materiais filtrantes 130de um cartucho de filtro de segúrança são uma questão depreferência para aplicação especifica e, tipicamente, seriammateriais filtrantes não-plicados com um lado revestido comum modificador de superfície selecionado, tal como um agentepegajoso.

Preferivelmente o cartucho de filtro primário e osuporte (ou cartucho de filtro secundário) são individual-mente de pelo menos 98% em peso, livre de metal, mais prefe-rivelmente 100% livre de metal.

0 corpo de alojamento 71 é preferivelmente moldadode material plástico tal como náilon preenchido com vidro(por exemplo, náilon preenchido com vidro a 33% 6/6, 2 mm deespessura). Para tal componente um processo de moldagem porinjeção poderia ser usado. Preferivelmente os componentes dealojamento (exceto onde possivelmente reforçado por uma ar-ruela de metal para receber parafusos para conexão aos ou-tros componentes, tal como uma estrutura de caminhão e/ouengates) são de pelo menos 98% em peso, livre de metal, pre-ferivelmente 100% livre de metal.

A cobertura 87, para a modalidade preferida espe-cífica mostrada, é dimensionada e moldada de modo que elapode ser modelada a partir de materiais plásticos. Componen-tes da blindagem 90 e rampa 91 podem ser feitos de náilonpreenchido com vidro ou polipropileno por intermédio de umprocesso de moldagem de injeção. Eles podem ser moldados in-tegrais com a cobertura 83 ou podem ser pré-formados e entãofixados a um restante da cobertura 83, por exemplo, mediantefixação a calor, com um adesivo ou com um encaixe (mecâni-co).

As dimensões de materiais mencionados acima e osformatos descritos específicos pretendem ser apenas exempla-res, e não pretendem limitar a menos que especificamente ca-racterizado como tal em uma reivindicação. Será evidente apartir do mencionado acima, contudo, como as várias técnicase aperfeiçoamentos aqui descritos podem ser empregados emuma ampla variedade de contextos e aplicações específicas.

IV. Um Exemplo Adicional, Figuras 11-13

Atenção é primeiramente dirigida à Figura 12. AFigura 12 compreende geralmente o conjunto de purificador dear análogo à Figura 8, incluindo um aperfeiçoamento conformeaqui descrito. Numerais de referência semelhantes indicampartes similares. 0 aperfeiçoamento é um arranjo de aberturade fluxo de ar (respiro ou suspiro) 300 posicionado na pare-de externa de alojamento 301 era um local entre: (i) o tubode queda de pó e/ou a blindagem de pó 310 e, (2) um local naparede de extremidade 305 onde a gaxeta de vedação axial 322formará uma vedação de alojamento entre o cartucho 331 e aparede de extremidade de alojamento 305.

O arranjo de abertura de ar 300 geralmente propor-cionará no sentido de que uma pressão dentro do volume 350será aproximadamente ambiente. O volume 350 é um volume den-tro do alojamento de purificador de ar 351, entre a blinda-gem 310 e a vedação 322. Ele é o volume no qual a carga depoeira ou retenção de poeira pode ser um problema, com rela-ção à operação do arranjo de montagem rotacional não-continuamente roscado 340 para instalar ou desmontar o car-tucho 1551.

Em geral, dentro do volume 350 durante operação dopurificador de ar a pressão será reduzida, em relação ao am-biente, devido a fatores tais como: restrição imposta peloarranjo de pré-purificador; e, deslocamento do ar em torno epara dentro do pacote de materiais filtrantes 371. Como re-sultado do arranjo de abertura de ar 300, a pressão na regi-ão 350 será mais próxima da pressão ambiente. Desse modo,tenderá a haver um diferencial de pressão a partir da região350 para a região 370. Isso ajudará a inibir a entrada defluxo de poeira na região 2005.

Além disso, como resultado da blindagem 310, qual-quer deslocamento de ar da região 350 será relativamentebaixo outra vez inibindo o deslocamento de poeira para a re-gião 350. Isso é facilitado pela blindagem 310 sendo posi-cionada para estar contígua ou sendo posicionada adjacenteao ressalto de alojamento 380 entre a região 350 de aberturade saída de queda de poeira 381.

Em geral, o arranjo de abertura de ar 300 pode seruma única abertura ou várias aberturas. Tipicamente uma úni-ca abertura 300 será suficiente. O local da abertura 300 po-de ser em qualquer ponto no alojamento 351 que se comunicadiretamente com (isto é, está em comunicação de fluxo de ardireta com) a região 350. Pelo termo "diretamente" e suasvariantes, nesse contexto, se quer dizer que abertura 300está posicionada no alojamento 351 em um local tal que ofluxo de ar através da abertura 300 segue a partir de um am-biente para a região 350, sem passagem através de qualqueroutra região dentro do alojamento 301.

O arranjo especifico mostrado nas Figuras 11-13, oarranjo de abertura de fluxo de ar 300 é uma abertura única,localizada adjacente e separada do tubo de queda de poeira307. Isso é mostrado em vista ampliada na Figura 13.

O formato especifico de qualquer abertura de poei-ra dentro do arranjo de abertura de poeira é uma questão deopção. Será tipicamente conveniente utilizar uma aberturaque seja de seção transversal circular, mas isso não é exi-gido.

O tamanho da abertura precisa ser suficiente paraprover diferencial de pressão mínimo através do alojamentoentre o interior 370 e a região ambiente 350. Tipicamente umtamanho de pelo menos 0,003 polegadas quadradas (correspon-dendo a um diâmetro de 1/16 polegada) será suficiente. Issocorresponderá a um tamanho de aproximadamente 2,0 mm quadra-do (isto é, um diâmetro de 1,59 mm) . A dimensão em seçãotransversal maior da abertura, quando uma única abertura éusada, será tipicamente de pelo 1,59 mm, tipicamente de pelomenos 3,18 mm. Essa dimensão corresponderia a um diâmetro,se fosse usada uma abertura circular. Tipicamente uma aber-tura maior do que 6,35 mm não seria exigida, quando uma úni-ca abertura é utilizada. Esse tamanho corresponderia geral-mente a um diâmetro, se uma abertura redonda fosse usada.

Tipicamente não será necessário prover uma cober-tura de pó sobre o arranjo de abertura, tal como uns materi-ais filtrantes de meada alta ou estrutura similar, contudoem alguns sistemas isso pode ser desejável. Especialmentequando o purificador de ar é posicionado sob o capô de umcaminhão, será tipicamente preferível não utilizar quaisquermateriais filtrantes ou tela sobre o arranjo de abertura300.

O aperfeiçoamento descrito é particularmente adap-tado para utilização em purificadores de ar que utilizam ar-ranjos de cartucho de filtro primário que têm uma vedaçãoaxial no cartucho, e uma blindagem de pó no cartucho que éposicionado adjacente à extremidade do cartucho com a veda-ção axial para impedir que poeira entre no arranjo de monta-gem do cartucho (tal como um arranjo de montagem não-giratoriamente roscado) posicionado entre a blindagem de po-eira e a vedação axial.

Em outras características, o arranjo das Figuras11-13 pode ser idêntico ao das modalidades previamente des-critas. Observa-se, contudo, com referência à Figura 12 eFigura 13, que o cartucho de filtro 15 ilustrado inclui mui-tas características previamente descritas, mas tem uma tampade extremidade aberta 501 a qual é ligeiramente modificadaem relação às discussões anteriores em que: a região de ve-dação 322 tem dois lados paralelos; e, a ranhura 540 é de umformato de certo modo diferente. Essas diferenças ajudamsimplesmente a indicar como as alternativas são possíveiscom os princípios de acordo com os princípios de acordo coma presente revelação.

Observa-se que o arranjo das Figuras 11-13 tambémé ilustrado no Pedido Provisório US 60/699.136, depositadoem 13 de julho de 2005, aqui incorporado como referência.

Claims (23)

1. Cartucho de filtro de ar, CARACTERIZADO porcompreender:(a)primeira e segunda extremidades opostas;(i)a primeira extremidade tendo uma tampa de ex-tremidade com uma abertura de fluxo de ar através da mesma;(b)materiais filtrantes se estendendo entre a pri-meira e a segunda extremidade;(c)uma armação externa tendo um estrutura de pare-de lateral circunscrevendo os elementos pelo menos em um lo-cal adjacente à primeira extremidade e tendo uma superfícieexterna;(i) o cartucho incluindo um primeiro elemento deum mecanismo de engate rotacional não continuamente roscadoposicionado em uma superfície externa da armação externa; e(d)um anel de vedação axial flexível, que pode serdefletido lateralmente no sentido para fora na primeira tam-pa de extremidade e circunscrevendo a abertura de fluxo dear.

2. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a)o anel de vedação axial tem uma parede interna,uma parede externa e uma ponta;(i) o anel de vedação axial tendo uma espessura,T, de não mais do que 4 mm de extensão entre porções radial-mente sobrepostas da parede interna e da parede externa.

3. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a parede externa inclui uma porção de pelo me-nos 4 mm de comprimento que se estende em um ângulo BW emrelação ao eixo central longitudinal do cartucho de filtro,de 0o ou superior, em extensão no sentido para fora a partirde um restante do cartucho em direção à ponta.

4. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a)a parede externa inclui uma porção de pelo me-nos 4 mm de comprimento que se estende em um ângulo orienta-do no sentido para fora de l°-5° em relação ao eixo centrallongitudinal.

5. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a parede interna inclui uma porção de pelo me-15 nos 1,4 mm de comprimento que se estende em um ângulo de 0°ou superior, em relação ao eixo central longitudinal do car-tucho de filtro, em extensão no sentido para fora a partirde um restante da primeira tampa de extremidade em extensãoem direção à ponta.

6. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) o ângulo BW está dentro da faixa de 2,5°-4°;(b) a parede interna inclui uma porção paralela àparede externa; e(c) a espessura T é de pelo menos 2,5 mm.

7. Cartucho de filtro de ar, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1-6, CARACTERIZADO pelo fato deque:(a)o anel de vedação axial é posicionado em um pe-rímetro externo da primeira tampa de extremidade.

8. Cartucho de filtro de ar, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 2-7, CARACTERIZADO pelo fato deque:(a)a parede externa tem uma seção reta de pelo me-nos 1,5 vezes mais longa do que uma seção reta da parede in-terna.

9. Cartucho de filtro de ar, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1-8, CARACTERIZADO pelo fato deque:(a) o anel de vedação axial é moldado integral coma primeira tampa de extremidade.

10. Cartucho de filtro de ar, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1-9, CARACTERIZADO pelo fato deque:(a) a primeira tampa de extremidade inclui uma ra-nhura na mesma posicionada:(i) circunscrita pelo anel de vedação axial; e,(ii) em sobreposição com uma extremidade dos mate-riais filtrantes;(iii) a ranhura sendo de pelo menos 2 mm de pro-fundidade a partir de uma porção de superfície externa adja-cente da primeira tampa de extremidade.

11. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a ranhura está posicionada pelo menos a 2 mm apartir do anel de vedação axial.

12. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a ranhura inclui uma parede interna, uma paredeexterna e uma base;(i) a base sendo de pelo menos 3 mm de largura.

13. Cartucho de filtro de ar, de acordo com a rei-vindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a parede externa da ranhura se afila no sentidopara fora, a partir da base, em um ângulo agudo de 50° a 80°em relação a uma extremidade dos elementos.

14. Cartucho de filtro, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1-13, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a extremidade externa se estende completamenteentre a primeira e a segunda extremidade do cartucho de fil-tro.

15. Cartucho de filtro, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1-14, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a primeira tampa de extremidade e o anel de ve-dação compreendem poliuretano espumado integralmente molda-do.

16. Cartucho de filtro, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1-15, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) o primeiro elemento de um mecanismo de engaterotacional na superfície externa da armação externa compre-ende um anel segmentado.

17. Cartucho de filtro, de acordo com a reivindi-cação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a)cada segmento, do anel segmentado, tem primeirae segunda extremidades opostas com:(i) a primeira extremidade de cada segmento tendouma ponta; e(ii) a segunda extremidade de cada segmento, do a-nel segmentado, tendo um detentor.

18. Cartucho de filtro, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1-17, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a armação externa se estende a partir da pri-meira extremidade para a segunda extremidade e inclui:(i) uma seção de blindagem não-perfurada adjacenteà primeira extremidade e se estendendo por uma distância a-xial de pelo menos 10% do comprimento axial da armação ex-terna; e,(ii) a seção perfurada tendo uma área aberta depelo menos 50% se estendendo entre a seção de blindagem e asegunda extremidade; a seção perfurada tendo um comprimentoaxial de pelo menos 50% do comprimento axial da armação ex-terna.

19. Cartucho de filtro, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1-18, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) a armação externa inclui blindagem de poeiraestendida radialmente no sentido para fora tendo uma dimen-são de extensão radial de pelo menos 4 mm.

20. Cartucho de filtro de ar, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1-19, CARACTERIZADO pelo fato deque:(a) os materiais filtrantes têm uma porção cônicamoldada afilada no sentido para dentro em extensão em dire-ção à segunda extremidade.

21. Purificador de ar, CARACTERIZADO por compreen-der :(a) um alojamento incluindo um corpo de alojamentoe uma cobertura de acesso;(i) o corpo de alojamento incluindo uma extremida-de com uma abertura de acesso na qual a cobertura de acessoé montada;(ii) o alojamento incluindo uma entrada de fluxode ar e uma saida de fluxo de ar; e(A) a saida de fluxo de ar sendo posicionada emuma parede de extremidade do corpo de alojamento oposta àextremidade com a cobertura de acesso; e,(B) a parede de extremidade tendo uma superfíciede vedação axial circunscrevendo a saída de fluxo de ar;(iii) o corpo de alojamento incluindo um segundoelemento de um mecanismo de engate rotacional não continua-mente roscado no mesmo; e(b)um cartucho de filtro de ar de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1-20 posicionado no alojamentocom:(i) o anel de vedação axial axialmente vedado con-tra a superfície de vedação axial da parede de extremidadedo corpo de alojamento, com o anel de vedação axial defIeti-do radialmente no sentido para fora; e,(ii) o primeiro elemento do mecanismo de engaterotacional não continuamente roscado em engate de travamentocom o segundo elemento do mecanismo de engate rotacional nãocontinuamente roscado.

22. Purificador de ar, de acordo com a reivindica-ção 21, CARACTERIZADO pelo fato de que:(a) o cartucho de filtro é de acordo com a reivin-dicação 19; e,(b)o corpo de alojamento inclui uma abertura de aratravés do mesmo, em comunicação com uma região posicionadaentre o anel de vedação axial e a blindagem de poeira radi-almente estendido no cartucho de filtro.

23. Purificador de ar, CARACTERIZADO por compreender :(a) um alojamento incluindo uma entrada de fluxo dear, uma saida de fluxo de ar, um tubo de queda de poeira euma superfície de extremidade de vedação axial de alojamentode cartucho principal;(b) uma cobertura de serviço removível; e,(c) um cartucho de filtro principal manejável in-cluindo :(i) uma extensão de materiais filtrantes definindoum volume interno e se estendendo entre primeira, e segunda,tampas de extremidade opostas;(ii) um elemento de vedação axial posicionado naprimeira tampa de extremidade;(iii) um mecanismo de engate de alojamento se pro-jetando no sentido para fora a partir do cartucho de filtro;e(iv) uma blindagem de poeira projetada radialmenteno sentido para fora circundando o cartucho de filtro em umlocal tal que o mecanismo de engate de alojamento está posi-cionado entre a blindagem de poeira projetada radialmente nosentido para fora e o elemento de vedação axial;(d)um cartucho de filtro principal manejável sendoposicionado dentro do alojamento com:(i) um elemento de vedação axial do cartucho defiltro principal vedado contra a superfície de extremidadede vedação axial do alojamento de cartucho principal;(ii) um mecanismo de engate de alojamento no car-tucho de filtro principal engatado com o alojamento, paraprender o cartucho principal em posição; e(iii) a blindagem de poeira projetada radialmenteno sentido para fora, no cartucho de filtro, posicionada pa-ra definir uma primeira região entre a blindagem de poeira eo elemento de vedação axial, no qual o mecanismo de engatede alojamento está posicionado; e,(e) o alojamento incluindo um arranjo de aberturade ar através do mesmo posicionado em um local do alojamentoem comunicação direta de fluxo de ar com a primeira regiãoentre a blindagem de poeira e o elemento de vedação axial.