BRPI0924974B1

BRPI0924974B1 - Combinação de um elemento de núcleo e um elemento de filtro substituível, e, elemento de filtro.

Info

Publication number: BRPI0924974B1
Application number: BRPI0924974-5A
Authority: BR
Inventors: Henk van Savooijen; Hendrikus Bernardus Dijkhuis; Pieter van Gisbergen; Richard Theodorus Antonius Arts; Marinus Johannes Berend van Boven; Antti Sorri; Petteri Kapanen; Mikko Ylhäinen
Original assignee: Parker Hannifin Manufacturing Nethelands (Filtration) B.V.
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2019-04-30
Also published as: US20120037549A1; EP2419190A1; AU2009344364B2; EP2419190B1; BRPI0924974B8; US9266044B2; CA2758905A1; NL2002763C2; WO2010120167A1; AU2009344364A1

Abstract

combinação de um elemento de núcleo e um elemento de filtro substituível, e, elemento de filtro uma combinação (10) de um elemento de filtro substituível (21) e um elemento de núcleo (38) é fornecida, o elemento de filtro compreendendo uma parede tubular (25) de meio de filtração para coletar material em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular (25), uma primeira parte de extremidade e uma segunda parte de extremidade. o elemento de núcleo (38) compreende um tubo perfurado (39) que tem dimensões transversais externas menores do que dimensões transversais internas da parede tubular (25), e um elemento de válvula de derivação (35) fornecido em uma extremidade do tubo perfurado (39). o elemento de válvula de derivação (35) é tubular e afixado de maneira móvel ao tubo perfurado (39) para movimento em direção axial em relação ao tubo perfurado (39) entre uma posição estendida e uma posição retraída. a primeira parte de extremidade (26) do elemento de filtro (21) compreende uma passagem axial (29) configurada para acomodar o elemento de válvula de derivação (35) deslizável e hermeticamente.

Description

“COMBINAÇÃO DE UM ELEMENTO DE NÚCLEO E UM ELEMENTO DE FILTRO SUBSTITUÍVEL, E, ELEMENTO DE FILTRO”

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção em geral se relaciona, ao campo de sistemas de filtro. Tais sistemas de filtro compreendem comumente um elemento de filtro e uma carcaça de filtro para acomodar o elemento de filtro. O elemento de filtro compreende um meio de filtração tubular para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular, isto é, o material arrastado é filtrado pelo meio de filtração. Além disto, tais sistemas de filtro podem ser dotados de um elemento de válvula de derivação que permite ao meio de filtração ser contornado pelo fluxo de fluido em certas situações. Com relação à presente invenção, fluidos podem compreender líquidos, gases, ou meios líquidos, líquidos que contém gás, etc. Em particular, a presente invenção é relativa ao campo de sistemas de filtro que compreendem elementos filtro substituíveis, isto é, elementos filtro que podem ser substituídos quando se tornam entupidos com material arrastado. FUNDAMENTO DA INVENÇÃO [0002] Sistemas de filtro, ou conjuntos de filtro, foram, por exemplo, empregados em uma variedade de aplicações incluindo sistemas hidráulicos, sistemas de combustível e sistemas de lubrificação de motor. A aplicação de sistemas de filtro para filtrar meios gasosos também é conhecida. Tais conjuntos, por exemplo, utilizam elementos filtro substituíveis, ou trocáveis, que podem ser instalados em uma cabeça de filtro para filtrar fluido que escoa desde uma entrada até uma porta de saída na cabeça do filtro enquanto passando através do meio de filtração do elemento de filtro. O elemento de filtro tipicamente é contido dentro de uma carcaça de filtro, tal como uma lata, que pode ser afixada a, e ser destacada, da cabeça de filtro por meio de um dispositivo de conexão em rotação, tal como rosca ou similar.

[0003] Muitas vezes sistemas de filtro são dotados de um assim

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 7/90 / 44 chamado elemento de núcleo, que pode estar na forma de um tubo perfurado que é, por exemplo, arranjado ao longo de uma superfície interior do meio de filtração do elemento de filtro. O elemento de núcleo fornece suporte mecânico para o meio de filtração que normalmente tem uma resistência estrutural limitada. Daí, um elemento de núcleo fornece o suporte para impedir que o meio de filtração deforme sob diferença de pressão que existe através dele.

[0004] Em um assim chamado filtro rotativo, a lata, e o elemento de filtro são formados como uma unidade integrada, cuja unidade é - quando substituindo o elemento de filtro - removida e descartada como uma unidade. Uma unidade integrada é de acordo com o presente pedido, para ser entendida como uma unidade que pode essencialmente ser apenas dividida em seus componentes individuais, ou elementos, destruindo as partes de conexão da unidade.

[0005] Em outras configurações somente o elemento de filtro é substituído e o elemento de núcleo e/ou a carcaça de filtro é reutilizada.

[0006] Nestes tipos de configurações o elemento de filtro por um lado, e o elemento de núcleo e/ou a carcaça de filtro por outro lado, formam duas unidades estruturais separadas. A invenção é relativa especialmente a estes tipos de configurações onde o elemento de filtro por um lado, e o elemento de núcleo por outro lado, formam duas unidades estruturais separadas. Alternativamente, o elemento de filtro por um lado, e o elemento de núcleo mais a carcaça de filtro por outro lado, formam duas unidades estruturais separadas. No último caso alternativo ao qual a presente invenção também é relativa, o elemento de núcleo será ajustado à carcaça de filtro. De acordo com a invenção duas unidades estruturais separadas significam duas unidades que podem ser montadas juntas, bem como serem desmontadas uma da outra, enquanto mantendo a integridade estrutural de cada uma de ditas unidades separadas.

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 8/90 / 44 [0007] Durante utilização, o elemento de filtro pode se tornar entupido até o ponto em que ele provoca um problema no sistema, tal como escoamento inadequado para componentes a jusante do filtro, pressão excessiva a montante do elemento de filtro e/ou dano ao elemento de filtro, permitindo que os contaminantes acumulados escoem para componentes a jusante do elemento de filtro. Normalmente isto é evitado por meio de substituição programada do elemento de filtro quando o sistema indica que substituição é requerida. É assim necessário substituir o elemento de filtro de tempos em tempos.

[0008] Elementos de filtro têm comumente uma parede de um meio de filtração e uma tampa de extremidade, ou parte de extremidade, com uma entrada ou saída que pode ser vedada para a parte cabeça da carcaça, para fornecer um trajeto de fluxo para uma corrente de fluido a ser suprida para o interior do espaço e para ser extraída do espaço dentro do elemento de filtro. A entrada ou saída é fornecida por uma porta ou passagem na parte de extremidade do elemento de filtro. A porta pode, por exemplo, ter uma vedação de anel-O em sua superfície externa, que é acomodado em um furo dentro da carcaça, no qual ele é comprimido para formar uma vedação. Muitas vezes tal meio de filtração tem uma forma cilíndrica. O fluido a ser filtrado penetra no conjunto de filtro através da entrada, a entrada sendo arranjada de tal maneira que o fluido pode distribuir ao longo da superfície exterior do meio de filtração. O fluido é então forçado através do meio de filtração, pelo que, contaminantes (material) no fluido permanece capturado no elemento de filtro, e o fluido filtrado é forçado para uma saída do conjunto filtro. Como uma alternativa, o escoamento pode ser em direção oposta; o fluido contaminado penetrando no elemento de filtro axialmente, e então sendo forçado através do meio de filtração, pelo que, escoando substancialmente radialmente para fora.

[0009] Conjuntos de filtro como descrito podem, por exemplo, ser

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 9/90 / 44 aplicados para filtrar o óleo de um sistema de lubrificação ou um sistema hidráulico, por exemplo, de um guindaste. Para manter o fluido escoando através do sistema (isto é, que compreende tubulação e um conjunto de filtro), uma bomba é requerida. Isto é, devido ao fato que ambos, a tubulação e o conjunto de filtro representam uma resistência para o escoamento fluido. Em geral, a bomba pode ser acionada por um motor elétrico ou um motor de combustão, tal como um motor diesel, por exemplo.

[00010] Para ganhar acesso ao elemento de filtro quando ele deve ser substituído (trocado), a cabeça as partes corpo e cabeça da carcaça podem ser separadas. Quando o elemento de filtro é substituído, também quaisquer conjuntos tampa de extremidade ou partes extremas ligadas a ele são substituídas com ele. Diversos de tais conjuntos tampa de extremidade são dotados de um assim chamado conjunto de válvula de escoamento de contorno. Tal conjunto de válvula é fornecido para permitir ao fluido a ser filtrado contornar o meio de filtração no caso em que a diferença de pressão sobre o meio de filtração aumentou além de limites permissíveis. Tal ocasião existe, por exemplo, quando o elemento de filtro se tornou entupido, ou precisa substituição mas ainda não foi substituído. Também outros casos nos quais a pressão no sistema de fluido aumenta além de limites permissíveis são concebíveis Em tais casos a válvula de escoamento de contorno abre, e um escoamento de contorno é estabelecido. Quando tal elemento de filtro é substituído, também o conjunto válvula de escoamento de contorno fornecido nele é substituído. Isto é também verdadeiro, naturalmente, para os filtros em parafuso mencionados acima.

[00011] Por um lado isto produz descarte adicional e, por outro lado, um conjunto relativamente caro é descartado quando um elemento de filtro é substituído.

[00012] Também é conhecido arranjar uma válvula de derivação na porção cabeça. Em geral, isto é feito fornecendo um furo que conecta a

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 10/90 / 44 entrada da cabeça à saída da cabeça, no qual a válvula de derivação é arranjada no furo, para abrir no caso em que uma pressão predefinida seja excedida.

OBJETIVO DA INVENÇÃO [00013] A presente invenção pretende fornecer um conjunto filtro melhorado, ou no mínimo uma combinação melhorada de um elemento de núcleo e um elemento de filtro, que produza menos descarte quando o elemento de filtro é substituído. A presente invenção ainda busca fornecer um conjunto filtro que seja mais simples em projeto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [00014] A presente invenção soluciona este problema fornecendo uma combinação de um elemento de núcleo e um elemento de filtro substituível no qual o elemento de filtro compreende uma parede tubular de meio de filtração para coletar material arrastado em uma corrente de fluido, tal como uma corrente de fluido que passa através da parede tubular durante utilização do elemento de filtro, e uma primeira parte de extremidade fornecida em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro. O elemento de núcleo compreende um tubo perfurado que tem dimensões externas transversais que são menores do que as dimensões internas transversais da parede tubular, e sobre cujo tubo o elemento de filtro é acomodável de maneira removível, e um elemento de válvula de derivação fornecido em uma extremidade do tubo perfurado. O elemento de válvula de derivação é tubular e acoplado de maneira móvel ao tubo perfurado, para movimento em direção axial em relação ao tubo perfurado, entre uma posição estendida e uma posição retraída. A primeira parte de extremidade do elemento de filtro compreende uma passagem axial configurada para acomodar o elemento de válvula de derivação deslizável e em vedação, quando o elemento de filtro é acomodado sobre o tubo perfurado do elemento de núcleo.

[00015] Ao proporcionar que o elemento de válvula de derivação seja

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 11/90 / 44 acoplado de maneira móvel ao tubo perfurado do elemento de núcleo, o elemento de válvula de derivação não é mais parte do elemento de filtro. Dentro do significado da presente invenção isto significa que o elemento de válvula de derivação e o tubo perfurado juntos formando o elemento de núcleo, são acoplado juntos em uma maneira que permite um movimento axial do elemento de válvula de derivação em relação ao tubo perfurado por um lado, porém impede que o elemento de válvula de derivação se torne destacado do tubo perfurado quando o elemento de filtro é trocado. Em outras palavras, o elemento de filtro e o elemento de núcleo são unidades estruturais separadas. Mais em particular, o elemento de filtro é acomodável de maneira removível sobre o elemento de núcleo, o que significa que quando o elemento de filtro é removido do elemento de núcleo, o elemento de válvula de derivação irá permanecer acoplado ao tubo perfurado. Movimento axial do elemento de válvula de derivação é limitado por seu acoplamento ao tubo perfurado. O elemento de válvula de derivação não é acoplado ou ligado ao elemento de filtro. A interação entre o elemento de filtro e o elemento de válvula de derivação do elemento de núcleo é definida pela passagem axial da primeira parte de extremidade do elemento de filtro, isto é, o elemento de válvula de derivação é acomodado deslizável e em vedação na passagem axial. O elemento de válvula de derivação é somente acoplado ao tubo perfurado do elemento de núcleo. Daí, quando da substituição do elemento de filtro, o elemento de válvula de derivação não é automaticamente substituído uma vez que ele permanece acoplado (ligado) ao tubo perfurado. Somente substituição do elemento de núcleo pode resultar em substituição do elemento de válvula de derivação. Isto resulta em um projeto mais simples do elemento de filtro e em descarte reduzido quando o elemento de filtro é trocado.

[00016] Além disto, uma vez que o elemento de escoamento de contorno é um elemento tubular, ele pode ser posicionado de tal modo que o escoamento de fluido através de um conjunto filtro - que compreende a

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 12/90 / 44 combinação do elemento de filtro e do elemento de núcleo de acordo com invenção - não irá, em qualquer caso nem mesmo, ser influenciado pela presença do elemento de válvula de derivação, uma vez que este escoamento de fluido passa essencialmente não perturbado axialmente através do interior do elemento de válvula de derivação tubular. Isto irá resultar em menos turbulência no escoamento fluido e assim irá resultar em uma queda de pressão mais baixa. Queda de pressão mais baixa, por sua vez, resulta em níveis mais baixos de energia requerida para bombas de fluido, etc. Além disto, em posição retraída do elemento de válvula de derivação, isto é, quando o escoamento de contorno que contorna o elemento de filtro é permitido, fluido para contornar a parede tubular do meio de filtração pode simplesmente passar fora do elemento de filtro radialmente ao longo da primeira extremidade axial do elemento de filtro. Isto permite ao escoamento de contorno contornar o elemento de filtro com queda de pressão reduzida e menos turbulência.

[00017] Em uma modalidade da invenção, um primeiro elemento de vedação anelar é fornecido na passagem axial para engate em vedação com o elemento de válvula de derivação. Isto implica em que o elemento de filtro e o elemento de escoamento de contorno sejam projetados para operar em conjunto. Isto, por sua vez, significa que somente elementos filtro que sejam dotados deste anel de vedação podem ser utilizados, evitando que um usuário instale um elemento de filtro errado. Isto reduz o risco de dano.

[00018] Em outra modalidade da invenção, a primeira parte de extremidade compreende uma porção tubular que define a passagem axial, a porção tubular tendo uma porção de tubo proximal e uma porção de tubo distal com relação ao meio de filtração, na qual a porção tubular compreende uma parede que é dotada de uma passagem de fluxo radial, cuja passagem de fluxo radial é fornecida entre a porção de tubo proximal e a porção de tubo distal. Na posição estendida o elemento de válvula de derivação se superpõe

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 13/90 / 44 radialmente à passagem de fluxo radial para fechar a passagem de fluxo radial. Uma vez que a passagem de fluxo radial está localizada entre ditas partes tubo, o elemento de válvula de derivação se estende na posição estendida dentro da porção tubular, aumentando a estabilidade estrutural do elemento de válvula de derivação. Na posição retraída a passagem de fluxo radial é, no mínimo, parcialmente exposta ao elemento de válvula de derivação, para permitir escoamento em direção radial entre o interior da porção tubular e exterior da porção tubular. Isto fornece um conjunto de um elemento de válvula de derivação e uma passagem de escoamento que é fechada e/ou no mínimo parcialmente aberta pelo elemento de válvula de derivação com muito boas propriedades de escoamento. A porção tubular daí atua como uma carcaça de assento de válvula para o elemento de válvula de derivação.

[00019] Em uma modalidade da invenção a porção tubular é dotada internamente de um primeiro elemento de vedação para engate em vedação com o elemento de válvula de derivação. Este primeiro elemento de vedação, que é ligado à porção tubular, fornece uma vedação muito boa entre o elemento de válvula de derivação e a porção tubular. No caso de uma porção tubular com passagem de fluxo radial, este primeiro elemento de vedação poderia ser fornecido de maneira proximal - visto do interior da parede tubular do meio de filtração - da passagem de fluxo radial. Isto impede vazamento entre o interior da parede tubular do meio de filtração e o exterior do elemento de filtro. O primeiro elemento de vedação é preferivelmente anelar. O primeiro elemento de vedação pode, por exemplo, ser um anel ou outro elemento de vedação conformado em anel. O primeiro elemento de vedação deveria ser resiliente e/ou elastomérico.

[00020] Em uma modalidade da invenção, a porção tubular é dotada internamente de um segundo elemento de vedação para engatar em vedação com uma extremidade axial do elemento de válvula de derivação, quando o

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 14/90 / 44 elemento de válvula de derivação está na posição estendida. Este segundo elemento de vedação, que é ligado à porção tubular, proporciona que especialmente em condição fechada do elemento de válvula de derivação, uma vedação muito boa entre o elemento de válvula de derivação e a porção tubular seja assegurada, de modo que vazamento de contorno é impedido. No caso de uma porção tubular com passagem de fluxo radial, vazamento de contorno é especialmente impedido quando este segundo elemento de vedação é fornecido de maneira distal - visto a partir do interior da parede tubular do meio de filtração - da passagem de fluxo radial. Este segundo elemento de vedação é preferivelmente anelar. Este segundo elemento de vedação pode, por exemplo, ser um anel ou outro elemento de vedação conformado em anel. O segundo elemento de vedação poderia ser resiliente e/ou elastomérico. Contudo, também é possível fornecer uma crista de vedação como segundo elemento de vedação. Na posição estendida, o elemento de válvula de derivação irá repousar com sua extremidade axial distal contra a crista de vedação. Para melhorar a vedação o segundo elemento de vedação é dotado de uma parte de vedação de um material diferente da porção tubular, cujo material, preferivelmente, é um material resiliente e/ou um material elastomérico.

[00021] Em uma modalidade, a porção tubular é dotada de uma parte de vedação para engatar em vedação com uma extremidade axial do elemento de válvula de derivação, quando o elemento de válvula de derivação está na posição estendida, e preferivelmente, o elemento de válvula de derivação é dotado de um aro de borda afiada em sua extremidade axial, cujo aro se estende em direção axial no sentido da parte de vedação. O aro irá formar, quando o elemento de válvula de derivação está na posição estendida, uma vedação entre o conjunto tampa de extremidade e o elemento de válvula de derivação devido à sua forma de aresta aguda.

[00022] Em uma modalidade, o elemento de válvula de derivação é

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 15/90 / 44 dotado de um elemento de vedação em sua parte axial e que faceia a parte de vedação, o que fornece uma alternativa para fornecer o elemento de vedação no conjunto tampa de extremidade.

[00023] Em uma modalidade da invenção, a porção tubular é dotada externamente de um terceiro elemento de vedação para engate em vedação em uma abertura de um dispositivo filtro, cujo terceiro elemento de vedação é fornecido de maneira distal à passagem de fluxo radial. Este terceiro elemento de vedação é ligado à porção tubular. Desta maneira o elemento de filtro é afixável em vedação a uma carcaça de um conjunto filtro. Em caso de uma porção tubular com passagem de fluxo radial, este terceiro elemento de vedação é fornecido de maneira distal visto do interior da parede tubular do meio de filtração da passagem de fluxo radial. O terceiro elemento de vedação é preferivelmente anelar. O terceiro elemento de vedação pode ser, por exemplo, um anel ou outro elemento de vedação conformado em anel. O terceiro elemento de vedação poderia ser resiliente e/ou elastomérico.

[00024] Em uma modalidade da invenção, o elemento de núcleo é dotado de um elemento resiliente que pré-tensiona o elemento de válvula de derivação no sentido da posição estendida. O elemento resiliente sendo, preferivelmente, uma mola cilíndrica enrolada helicoidalmente arranjada dentro do elemento de núcleo, fornecendo um elemento de válvula de derivação que opera automaticamente. Além disto, fornecer o elemento de núcleo como um elemento resiliente, reduz a complexidade do projeto do elemento de filtro.

[00025] Preferivelmente, o elemento resiliente pré-tensiona o elemento de válvula de derivação no sentido da posição estendida quando o elemento de válvula de derivação está na posição estendida, fornecendo uma abertura e fechamento muito bem controlável da passagem de fluxo radial.

[00026] Em uma modalidade da invenção o elemento de válvula de derivação é dotado de uma crista de pressão voltada na direção da posição

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 16/90 / 44 estendida, para comprimir o elemento de válvula de derivação no sentido da posição retraída sob a influência da pressão exercida pelo fluido sobre a crista de pressão. Isto é uma maneira muito conveniente de projetar o elemento de válvula de derivação. A pressão exercida sobre a crista pelo fluido irá abrir ao exceder um certo valor, como valor de pressão predeterminado ou diferença de pressão sobre a parede tubular do meio de filtração - por assim dizer, automaticamente a passagem de fluxo radial para permitir um escoamento de contorno.

[00027] Em uma modalidade da invenção, o elemento de válvula de derivação é feito de um material resistente a desgaste, em particular um metal, mais em particular aço. Válvulas de escoamento de contorno de sistemas de filtro conhecidas são usualmente feitas do mesmo material que o conjunto tampa de extremidade é parte de, que é usualmente feita de um material plástico. Isto pode ser problemático tendo em vista a expectativa de vida da válvula de escoamento de contorno. Além disto, a vedação que é conseguida entre um elemento de válvula de derivação metálico e um conjunto tampa de extremidade de plástico é significativamente melhor do que entre um elemento de válvula de derivação plástico e um conjunto tampa de extremidade plástica. Daí, fornecer um elemento de válvula de derivação que é feito de um material resistente a desgaste melhora enormemente a vida do elemento de válvula de derivação. Além disto, em particular, quando o elemento de válvula de derivação é feito de um metal, por exemplo, aço, a superfície do elemento de válvula de derivação é relativamente dura, o que fornece um desempenho excelente quando vedações são fornecidas, as quais vedam contra esta superfície.

[00028] De acordo com outro aspecto da invenção, um elemento de filtro é fornecido, cujo elemento de filtro compreende uma parede tubular de meio de filtração, para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular, uma primeira parte de extremidade

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 17/90 / 44 fornecida em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro, e uma segunda parte de extremidade fornecida em uma segunda extremidade axial do elemento de filtro. A primeira parte de extremidade do elemento de filtro compreende uma passagem axial configurada para acomodar, de maneira deslizável e em vedação, um elemento de válvula de derivação de um elemento de núcleo. O elemento de núcleo compreende um tubo perfurado que tem dimensões externas transversais que são menores do que dimensões internas transversais da parede tubular. O elemento de válvula de derivação é fornecido em uma extremidade do tubo perfurado, é tubular e ligado de maneira móvel ao tubo perfurado para movimento em direção axial com relação ao tubo perfurado, entre uma posição estendida e uma posição retraída. A primeira parte de extremidade compreende uma porção tubular que define a passagem axial. A porção tubular compreende uma parede que é dotada de uma passagem de fluxo radial configurada para ser superposta radialmente pelo elemento de válvula de derivação, para fechar a passagem de fluxo radial quando o elemento de válvula de derivação está na posição estendida, e para ser exposta, no mínimo parcialmente, pelo elemento de válvula de derivação quando o elemento de válvula de derivação está na posição retraída, para permitir escoamento em direção radial entre o interior da porção tubular e o exterior da porção tubular.

[00029] De acordo com outro aspecto da presente invenção um elemento de filtro é fornecido, o qual compreende uma parede tubular de meio de filtração para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular, e uma primeira parte de extremidade fornecida em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro. A primeira parte de extremidade compreende uma porção tubular que tem uma porção de tubo proximal e uma porção de tubo distal, dita porção tubular tendo uma parede que define uma passagem de fluxo axial que é aberta em uma extremidade axialmente no sentido de um interior da parede tubular e

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 18/90 / 44 aberta na extremidade oposta axialmente no sentido de uma porção de um exterior da porção tubular. A porção tubular é dotada de uma passagem de fluxo radial fornecida entre a porção de tubo proximal e a porção de tubo distal, cuja passagem de fluxo radial, que é radialmente aberta no sentido do exterior da porção tubular e no sentido de um interior da porção tubular. Além disto, um primeiro elemento de vedação é fornecido, o qual se estende dentro da porção tubular ao longo da circunferência da porção tubular, no qual visto de um interior da parede tubular o primeiro elemento de vedação é proximal à passagem radial.

[00030] Adicionalmente, um segundo elemento de vedação anelar pode ser fornecido, o qual se estende dentro da porção tubular ao longo da circunferência da porção tubular, no qual, visto do interior da parede tubular, o segundo elemento de vedação é arranjado de maneira distal da passagem radial e/ou um terceiro elemento de vedação anelar poderia ser fornecido, o qual se estende fora da porção tubular ao longo da circunferência da porção tubular.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00031] Outras modalidades vantajosas de um conjunto filtro, que compreende um elemento de filtro e uma combinação de tal elemento de filtro e um elemento de núcleo de acordo com invenção, estão descritas nas reivindicações e na descrição a seguir, com referência aos desenhos, nos quais:

A figura 1 mostra, de maneira esquemática, uma vista em seção transversal de um conjunto filtro tomado como exemplo, que compreende uma combinação de acordo com a invenção;

A figura 2 mostra, em uma vista em seção, uma parte superior de um elemento de núcleo com o elemento de válvula de derivação em uma sua posição estendida;

A figura 3A mostra, de maneira esquemática em vista em

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 19/90 / 44 seção, uma cabeça de filtro com um conjunto válvula e elemento de válvula de derivação em uma condição sem escoamento;

A figura 3B mostra, de maneira esquemática em vista em seção, a cabeça de filtro com o conjunto válvula e elemento de válvula de derivação em uma condição de escoamento normal;

A figura 3C mostra, de maneira esquemática em vista em seção, a cabeça de filtro com o conjunto válvula e o elemento de válvula de derivação em uma condição de escoamento em contorno;

A figura 3D mostra, de maneira esquemática em vista em seção, a cabeça de filtro com o conjunto válvula e elemento de válvula de derivação em uma condição de escoamento inverso;

A figura 3E mostra, de maneira esquemática em vista em seção, a cabeça de filtro com o conjunto válvula e elemento de válvula de derivação em uma condição sem elemento a;

A figura 4A mostra, de maneira esquemática em vista em seção, parte do elemento de filtro com conjunto tampa de extremidade, elemento de núcleo, e elemento de válvula de derivação em um projeto simplificado em uma condição de escoamento normal;

A figura 4B mostra, em vista em seção, parte do elemento de filtro com conjunto tampa de extremidade, elemento de núcleo e elemento de válvula de derivação em um projeto simplificado em uma condição de escoamento de contorno;

A figura 4C mostra uma modalidade alternativa de um conjunto filtro;

A figura 4D mostra um detalhe do conjunto filtro da figura 4C;

A figura 5A mostra, de maneira esquemática, uma vista em seção transversal de outro conjunto filtro tomado como exemplo de acordo com a invenção;

A figura 5B mostra, de maneira esquemática, uma vista em

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 20/90 / 44 seção transversal de um detalhe da figura 5A com um elemento de válvula de derivação em uma posição aberta, e

A figura 5C mostra, de maneira esquemática, uma vista em seção transversal de um detalhe da figura 5A com um elemento de válvula de derivação em uma posição fechada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE EXEMPLOS [00032] Fazendo referência à figura 1, um exemplo de um conjunto filtro 21 é fornecido, cujo conjunto filtro compreende uma combinação 10 (ver figura 4A) de um elemento de filtro 21 e um elemento de núcleo 38 de acordo com a presente invenção. Daqui em diante a invenção será explicada por meio de um tal conjunto filtro que compreende a combinação 10 de acordo com invenção. Onde é feita referência a um conjunto filtro de acordo com a invenção, deve ser entendido que um conjunto filtro que compreende a combinação de acordo com invenção é previsto.

[00033] Um conjunto filtro de acordo com a invenção está indicado genericamente pelo numeral de referência 20. O conjunto filtro 20 compreende um elemento de filtro 21, uma carcaça de filtro ou corpo 23 e uma cabeça de filtro 22. A carcaça de filtro 23 também pode se referida como uma cuia ou lata.

[00034] Em uma maneira, que é conhecida por si mesma, a carcaça de filtro 23 pode ser ligada de maneira removível à cabeça de filtro 22 para formar um interior ou câmara interior arranjada para conter o elemento de filtro 21. O elemento de filtro 21, que é uma unidade estrutural separada, compreende, genericamente, uma parede tubular de meio de filtração 25 cuja parede tubular 25 é ainda chamada meio de filtração, cujo meio de filtração 25 preferivelmente está na forma de uma alça de qualquer tipo adequado. Preferivelmente o meio de filtração 25 tem uma forma de seção transversal circular. O elemento de filtro 21 compreende uma primeira parte de extremidade 26 que é fornecida em uma primeira extremidade axial do

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 21/90 / 44 elemento de filtro 21. O elemento de filtro 21 ainda compreende uma segunda parte de extremidade 27 que é fornecida em uma segunda extremidade axial do elemento de filtro 21. A primeira parte de extremidade 26 também pode se referida como o primeiro conjunto tampa de extremidade. Daqui em diante este último palavreado será considerado. A segunda parte de extremidade 27 também pode ser referida como o segundo conjunto tampa de extremidade. Daqui em diante este último palavreado será considerado.

[00035] Os conjuntos tampa de extremidade 26 e 27 preferivelmente são ligados de maneira fixa às extremidades do meio de filtração 25 tal como por ligação com um adesivo adequado, esta sendo uma técnica bem conhecida na arte.

[00036] A primeira tampa de extremidade 26 compreende uma porção tubular 28 que é aberta em suas extremidades axiais e forma com o elemento de filtro 21 uma primeira passagem de escoamento de fluido para o fluido escoar através. A porção tubular 28 compreende um proximal, quando vista do meio de filtração 25, parte tubo 28a e uma parte tubo distal 28b (ver figura 4A). O conjunto filtro 21 ainda compreende um elemento de válvula de derivação 35 que permite ao fluido contornar o elemento de filtro 21 se circunstâncias assim requerem. O elemento de válvula de derivação 25 é tubular e é aberto em ambas suas extremidades axial e distal.

[00037] Na modalidade ilustrada, a carcaça de filtro 23 é ligada de maneira removível à cabeça de filtro 22 aparafusando o corpo sobre a cabeça de filtro 22. Para esta finalidade a carcaça de filtro 23 e a cabeça de filtro 22 são dotadas de porções rosqueadas. As porções rosqueadas são coaxiais com a carcaça de filtro 23 e elemento de filtro 21 que preferivelmente são genericamente cilíndricos em seção transversal. A carcaça de filtro 23, contudo, pode ser presa de maneira removível à cabeça de filtro 22 por meio de outros dispositivos adequados, tal como por meio de grampos, fixadores, um fechamento em baioneta, etc. Outras formas de seção transversal do

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 22/90 / 44 elemento de filtro 21 e/ou carcaça de filtro 23 também são consideradas. A cabeça de filtro 22 inclui portas de entrada e saída 44 e 45, respectivamente, que podem ter porções rosqueadas para conexão a outros componentes do sistema tal como entrada de fluido e linhas de entrada e de saída de fluido. Na maior parte dos casos, a porta de entrada 44 irá funcionar como uma entrada, uma vez que ela comunica com um espaço anelar 49 na carcaça de filtro 23 que está presente entre o elemento de filtro 21 e a superfície interior da carcaça de filtro 23 e que define um primeiro lado do elemento de filtro 21. O espaço anelar 49 circunda o elemento de filtro 21. Para distribuir o fluido que penetra através da porta de entrada 44 sobre o espaço anelar 49, a cabeça de filtro 22 define uma passagem anelar 31 acima e ao redor da primeira tampa de extremidade 26.

[00038] A configuração como mostrada na figura 1, resulta em um escoamento de fluido desde a porta de entrada 44 através da passagem anelar 31, até o espaço anelar 49 e através do elemento de filtro 21 ou meio de filtração 25, isto é, uma configuração de escoamento assim chamado de fora para dentro, também referida como escoamento de fora para dentro. Isto está indicado na figura 1 por meio de setas 40. Consequentemente, a porta 45 irá funcionar como uma passagem de saída para o conjunto filtro 20. A configuração de escoamento oposta é também considerada, isto é, a configuração de escoamento na qual escoamento é genericamente na direção invertida. Isto será explicado em mais detalhe com referência às figuras 5A até 5C.

[00039] O elemento de válvula de derivação 35 está mostrado na figura 1 em uma posição fechada, ou estendida, significando que o fluido pode somente escoar da porta de entrada 44 para a porta de saída 45 através do espaço anelar 49 através do meio de filtração 25. O elemento de válvula de derivação 35, daí está em sua posição de trabalho normal no exemplo da figura 1, que deveria permanecer nesta posição durante utilização normal do

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 23/90 / 44 conjunto filtro 20. Para conseguir isto um elemento resiliente ou elemento de mola de contorno 37 é fornecido, o qual exerce uma força sobre o elemento de válvula de derivação 35 tal que o elemento de válvula de derivação 35 é deslocado ou pré-tensionado no sentido de sua posição estendida. Preferivelmente, o elemento resiliente 37 pré- tensiona o elemento de válvula de derivação 35 no sentido da posição estendida quando o elemento de válvula de derivação 35 está na posição estendida, fornecendo uma abertura e fechamento muito bem controláveis do elemento de válvula de derivação 35. [00040] O conjunto filtro 21, isto é, a combinação 10 compreende um elemento de núcleo 38 que compreende um tubo perfurado 39 que permite ao fluido que passou o meio de filtração 25 penetrar no interior 201 do tubo 39 e escoar para o interior 33 da porção tubular 28. Em particular, o tubo 39 compreende um número de furos vazados 130 que permitem ao fluido escoar através do tubo perfurado 39. O elemento de válvula de derivação 35 é móvel de maneira telescópica dentro de, e ligado ao tubo perfurado 39 contra o elemento de mola de contorno 37. Daí, o elemento de núcleo 38 que compreende o tubo perfurado 39 e o elemento de válvula de derivação 35 ser uma unidade estrutural separada. O elemento de válvula de derivação 35 é móvel em uma direção axial entre uma posição estendida, como mostrado na figura 1, e uma posição retraída, como mostrado com referência à figura 4B. Além disto, como está claramente visível na figura 1, o elemento de válvula de derivação 35 está localizada em uma parte superior da carcaça de filtro 23. Uma vez que o elemento de válvula de derivação 35 é um elemento tubular que é aberto em ambas as suas extremidades axiais e devido à sua posição no elemento de núcleo 38, o escoamento de fluido através do conjunto filtro 20 não será em qualquer caso nem mesmo influenciado pela presença do elemento de válvula de derivação 35.

[00041] A porção tubular 28 define resp. é dotada de uma passagem de fluxo radial 34 que estabelece um trajeto de escoamento ou conexão direta

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 24/90 / 44 entre o interior 33 da porção tubular 28 e o exterior 43 da porção tubular 28, cujo exterior 43 é especialmente a passagem anelar 31. A passagem de fluxo radial 34 é fornecida na porção tubular 28 entre a parte de tubo proximal 28a e a parte de tubo distal 28b (ver figura 4A). Quando o elemento de válvula de derivação 35 está na posição retraída, a passagem de fluxo radial 34 está no mínimo parcialmente exposta pelo elemento de válvula de derivação 35 para permitir escoamento em direção radial entre o interior 33 da porção tubular 28 e seu exterior 43. A passagem de fluxo radial 34 poderia se estender essencialmente sempre ao redor da porção tubular 28. Para conectar a parte distal e proximal da porção tubular, um ou mais braços 135 (ver figura 3C) são fornecidos. Devido à orientação radial das passagens radiais, fluido pode quando a passagem radial 34 está aberta, isto é, não coberta pelo elemento de válvula de derivação 35 - escoar diretamente da porção de entrada 44 até a porção de saída 45, ver seta G na figura 3C.

[00042] Na posição estendida do elemento de válvula de derivação 35 o elemento de válvula de derivação 35 se superpõe radialmente à passagem de fluxo radial 34, o que significa que o elemento de válvula de derivação 35 impede fluxo radial através da passagem de fluxo radial 34. Em outras palavras, o elemento de válvula de derivação 35 fecha a passagem de fluxo radial 34 devido à sua mobilidade em uma direção axial. A porção tubular 28 daí atua como uma carcaça de assento de válvula para o elemento de válvula de derivação 35.

[00043] O elemento de mola de contorno 37 está, no exemplo da figura 1, com sua extremidade inferior suportada pelo tubo perfurado 39 do elemento de núcleo 38 em uma crista de suporte 41 que é fornecida em uma superfície interior do tubo perfurado 39. Com sua extremidade superior o elemento de mola ou elemento resiliente 37 encontra contra uma crista de retenção 42 (ver também figura 2 para mais detalhe).

[00044] O elemento de núcleo 38, em particular o tubo perfurado 39,

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 25/90 / 44 tem as dimensões externas transversais que são menores do que as dimensões internas transversais do meio de filtração 25. No exemplo da figura 1 estas dimensões são tais que as dimensões externas transversais do tubo perfurado 39 correspondem com as dimensões internas do meio de filtração 25. O tubo perfurado 39 é posicionado dentro do elemento de filtro 21 e assim pode fornecer suporte mecânico para o meio de filtração 25 do elemento de filtro

21. Em outras palavras, o elemento de núcleo 38 é fornecido à jusante do meio de filtração 25, isto é, o lado limpo ou de baixa pressão do elemento de filtro 21. O termo baixa pressão é naturalmente apenas relativo, e meramente serve para indicar aquele lado do elemento de filtro 21 que está em contato com o fluido filtrado. No arranjo como mostrado, o elemento de núcleo 38 ou o tubo perfurado 39 é arranjado ao longo de uma superfície interior do meio de filtração 25 que normalmente tem uma resistência estrutural limitada. Fazendo isto, é fornecido suporte mecânico para o meio de filtração 25quando ocorre um escoamento de fora para dentro através do elemento de filtro 21. Desta maneira, o tubo perfurado 39 impede substancialmente que o meio de filtração 25 deforme sob a diferença de pressão que existe através dele. Sem a provisão do tubo perfurado 39 o elemento de filtro 21 poderia flambar sob a diferença de pressão, e o conjunto filtro 21 poderia não funcionar de maneira adequada. O elemento de núcleo 38, isto é, o tubo perfurado 39 pode ser um tubo cilíndrico de aço inoxidável para fornecer a resistência mecânica requerida.

[00045] Nas figuras 3A-3B o tubo perfurado 39 do elemento de núcleo 38, bem como a parede tubular 25 do meio de filtração do elemento de filtro não estão mostrados. Nem está mostrado como o elemento de válvula de derivação 35 está ligado ao tubo perfurado 39 em maneira axialmente deslizável de forma telescópica. Uma maneira de ligar o elemento de válvula de derivação 35 em maneira axialmente e deslizável telescópica ao tubo perfurado 39 de modo a formar o elemento de núcleo 38 que compreende o

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 26/90 / 44 elemento de válvula de derivação 35 está mostrada em algum detalhe na figura 2 (cuja maneira está também mostrada nas figuras 4A e 4B) onde pode ser visto como o elemento de válvula de derivação 35 é suportado por, e ligado ao tubo perfurado 39 do elemento de núcleo 38 entre a crista de suporte 41 e a crista de retenção 42 do elemento de válvula de derivação 35. No exemplo da figura 2 um movimento para cima do elemento de válvula de derivação 35 no tubo perfurado 39 devido à força resiliente exercida pelo elemento de mola de contorno 37 é limitado devido ao estreitamento ou redução de diâmetro a-a do tubo perfurado 39 do elemento de núcleo 38 que atua como um batente para a crista de retenção 42 impede o elemento de válvula de derivação 35 ser empurrado para fora do tubo perfurado 39. Outras maneiras de impedir que o elemento de válvula de derivação 35 seja empurrado para fora do tubo perfurado 39 também são concebíveis, tal como a utilização de um anel de travamento. Isto não está mais detalhado aqui.

[00046] No exemplo da figura 1 o elemento de filtro 21 é ligado com o segundo conjunto tampa de extremidade 27 a um conjunto de acoplamento 150. O conjunto de acoplamento 150 carrega uma parte acoplamento 152 que por sua vez é ligada de maneira fixa ou acoplada à parte de fundo da carcaça de filtro 23. Além disto, o tubo perfurado 39 é permanentemente ou de maneira liberável ligado à parte de acoplamento 152, de modo que através da parte de acoplamento 152 o elemento de núcleo 38 é ligado à carcaça 23. O tubo perfurado 39 poderia ser rotativo e/ou ligeiramente móvel axialmente em relação à carcaça 23. Outras maneiras de ligar o elemento de núcleo 38 à carcaça de filtro 23 também são possíveis, por exemplo, colando ou soldando. O benefício de ligar o elemento de núcleo 38, isto é, o tubo perfurado 39 à carcaça de filtro 23 é que o elemento de núcleo 38 não pode ser removido de maneira inadvertida da carcaça de filtro 23 quando o elemento de filtro 21 é trocado. Remoção do elemento de núcleo 38 pode conduzir a uma pessoa substituir o elemento de filtro 21 esquecendo de reinstalar o elemento de

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 27/90 / 44 núcleo, com conseqüências muito negativas para o meio de filtração 25 que pode dobrar (entrar em colapso) durante utilização.

[00047] O primeiro conjunto de tampa de extremidade 26 compreende uma parte flange 32 que tem uma seção transversal genericamente conformada em U e é arranjada para acomodar uma extremidade distal do elemento de filtro 21, isto é o meio de filtração 25. A extremidade distal do meio de filtração 25 pode ser ligada de maneira permanente à primeira tampa de extremidade 26. O primeiro conjunto de tampa de extremidade 26 é dotado de um número de elementos suporte que se estendem axialmente anteriormente chamados braços - 135 (ver figura 3C). Os elementos braços suporte 135 fornecem a passagem de fluxo radial 34 definida na porção tubular 28.

[00048] Quando o conjunto filtro 21 é montado, isto é, o elemento de filtro 21 está no lugar, a porção tubular 28 é comprimida contra uma aresta suporte 148 de uma seção parede anelar 52 e da cabeça de filtro 22. Para conseguir isto, a porção tubular 28 compreende um aro 149 que se estende radialmente para fora na figura 1. Daí, somente um elemento de filtro que é fornecido com o primeiro conjunto de tampa de extremidade adequado 26 irá ajustar no conjunto filtro 21 e será capaz de operar em conjunto com a seção parede anelar 52 da cabeça de filtro 22. O elemento de filtro 21 é consequentemente comprimido contra a força de compressão da mola de compressão 220 (ver figura 1) pré-tensionando o elemento de filtro 21 na carcaça de filtro 23.

[00049] Fazendo referência agora à figura 3A, a operação do elemento de válvula de derivação 35 é descrita em mais detalhe. Em particular, as figuras 3A até 3E mostram um conjunto filtro 21 que compreende uma combinação de um elemento de filtro e um elemento de núcleo 38 de acordo com a invenção, em combinação com um conjunto válvula adicional 100 que pode ser fornecido como um aspecto opcional.

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 28/90 / 44 [00050] A cabeça de filtro 22 do conjunto filtro está mostrada em uma vista em seção transversal espacial. O elemento de filtro 21 e a carcaça de filtro 23 não estão mostrados para melhorar a clareza do desenho, porém estão presentes como está indicado pela presença da primeira tampa de extremidade 26 no desenho. Na cabeça de filtro 22 um conjunto válvula 100 é fornecido, o qual está principalmente assentado em uma passagem anelar 31 fornecida na cabeça de filtro 22. A passagem anelar 31 está localizada entre a porta de entrada 44 e a porta de saída 45, e acomoda parte superior do primeiro conjunto tampa de extremidade 26. A passagem anelar 31 é definida pela seção parede anelar 52. Entre a seção parede anelar 52 e a cabeça de filtro 22 um terceiro elemento de vedação anelar 53 é fornecido, o qual pode ser, por exemplo, um anel-O. Em particular, o elemento de vedação 53 fornece uma vedação entre a seção parede anelar 52 e a porção tubular 28 do primeiro conjunto tampa de extremidade 26 (ver também a figura 3B). Em outras palavras, o terceiro elemento de vedação 53 é uma vedação externa para vedar engatamento em uma abertura de um dispositivo filtro, cujo terceiro elemento de vedação 53 é fornecido de maneira distal à passagem de fluxo radial 34.

[00051] O conjunto válvula 100 é operável entre a passagem anelar 31 e a porta de saída 45 e arranjado para abrir e fechar a passagem anelar 31, isto é, arranjado para abrir e fechar a saída 45. Em particular, o conjunto válvula 100 pode fechar a saída 45 quando a carcaça de filtro 23 é removida da cabeça de filtro 22, bloqueando o escoamento a partir da porta de saída 45 no sentido da passagem anelar 31 e, consequentemente, para fora da cabeça de filtro 22.

[00052] O conjunto válvula 100 compreende uma carcaça de válvula

101. A carcaça de válvula 101 é tubular em projeto e tem uma passagem de fluxo radial 102 que é aberta no sentido da porta de saída 45. A passagem de fluxo radial 102 se estende ao redor de um quarto até aproximadamente metade da circunferência da carcaça de válvula 101, para permitir ao fluido

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 29/90 / 44 escoar através do conjunto válvula 100 no sentido da porta de saída 45, com resistência a escoamento tão baixa quanto possível. A carcaça de válvula 101 compreende uma guia tubular 103 para guiar de maneira telescópica uma haste 104 de um primeiro elemento de válvula 105. A haste 104, por sua vez, é um elemento tubular que guia de maneira telescópica uma segunda haste 106 de um segundo elemento de válvula 107. Daí, o primeiro elemento de válvula 105 e o segundo elemento de válvula 107 são móveis axialmente, um em relação ao outro.

[00053] Entre a carcaça de válvula 101 e o primeiro elemento de válvula 105, e localizada ao redor da guia tubular 103, uma primeira mola de compressão 108 é fornecida, a qual repousa sobre um flange 109 do primeiro elemento de válvula 105, assim deslocando o primeiro elemento de válvula 105 para baixo na figura 3A de tal modo que o aro anelar superior 110 do primeiro elemento de válvula 105 assenta sobre um anel de vedação anelar 118 (ver também figura 3E). Como pode ser visto na figura 3A, a segunda haste 106 do segundo elemento de válvula 107 é localizada dentro da haste tubular 104 do primeiro elemento de válvula 105, e uma segunda mola de compressão 111 é fornecida entre uma parte de extremidade 112 da segunda haste 106 e uma porção interior do flange 109. A segunda mola de compressão 111 desloca o segundo elemento de válvula 107 para cima na figura 3A de tal modo que um aro 113 do segundo elemento de válvula 107 assenta contra uma aresta inferior 114 do primeiro elemento de válvula 105.

[00054] O primeiro elemento de válvula 105 e o segundo elemento de válvula 107 formam, substancialmente, uma única válvula na situação mostrada na figura 3A devido à força exercida pela segunda mola de compressão 111.

[00055] Na situação mostrada na figura 3A o aro 113 do segundo elemento de válvula 107 assenta contra a aresta inferior do primeiro elemento de válvula 105 e, consequentemente, a passagem anelar 31 é fechada e

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 30/90 / 44 nenhum fluido pode escoar através do conjunto válvula 100 em qualquer direção. Além disto, o elemento de válvula de derivação 35 está em sua posição fechada, ou primeira posição, fechando a passagem de fluxo radial 34. O aro superior 144 do elemento de válvula de derivação 35 assenta contra um segundo elemento de vedação anelar 145. Uma modalidade alternativa de uma solução para vedar o elemento de válvula de derivação 35 contra a porção tubular 28 está discutido com referência às figuras 4C e 4D. O segundo elemento de vedação 145 pode ser feito de um material elastomérico ou qualquer outro material adequado. A posição do elemento de válvula 100 e do elemento de válvula de derivação 35 da figura 3A está indicada como condição sem escoamento.

[00056] Durante utilização normal do elemento de filtro, indicado com uma condição de escoamento normal, o fluido a ser filtrado irá escoar através do elemento de filtro (escoamento de fora para dentro) e através do conjunto válvula 100 no sentido da porta de saída 45. Esta situação está mostrada na figura 3B.

[00057] Em comparação com a condição sem escoamento da figura 3A o primeiro elemento de válvula 105 e o segundo elemento de válvula 107 moveram para cima na figura 3B (indicado com a seta Y) como uma única válvula sob a influência de uma pressão de fluido aumentada, na qual dita pressão de fluido aumentada deve ser grande o suficiente para superar a força exercida pela primeira mola de compressão 108. Na condição de escoamento normal da figura 3B, o fluido irá escoar ao longo do elemento de válvula de derivação ou fechado 35 e ao longo de uma superfície guia de escoamento perfilado 116 do segundo elemento de válvula 107 no sentido da porta de saída 45.

[00058] Quando o primeiro elemento de válvula 105 e o segundo elemento de válvula 107 movem para cima, como indicado na figura 3B, fluido que estará presente na guia tubular 103 que está aberta em sua

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 31/90 / 44 extremidade distal, pode ser empurrado para fora através de dita extremidade distal aberta por meio da provisão de um canal de escoamento que se estende radialmente 119 (ver figura 3A) fornecendo uma função de amortecimento do conjunto válvula 100.

[00059] Como explicado com referência à figura 1, em certas circunstâncias é requerido que o escoamento de fluido contorne o elemento de filtro. Esta situação está indicada como condição de escoamento de contorno e está mostrada na figura 3C.

[00060] Em comparação com a condição de escoamento normal mostrada na figura 3B, o elemento de válvula de derivação 35 foi movido em uma direção para baixo na figura 3C (indicado com a seta Z) devido a uma pressão aumentada fora do primeiro conjunto tampa de extremidade 26 e contra a força de deslocamento do elemento de mola de contorno 37. O fluido é agora capaz de contornar o elemento de filtro como está indicado com a seta G. É observado aqui que o comprimento do elemento de mola de contorno 37 pode ser ajustado trocando a posição da crista de retenção 41 no elemento de núcleo 38 (ver figura 1). Aumentando o comprimento do elemento de mola de contorno 37, a histerese do elemento de mola de contorno 37 pode ser reduzida e um controle melhor e mais preciso da abertura e fechamento do elemento de válvula de derivação 35 pode ser conseguido.

[00061] Em certas circunstâncias excepcionais uma condição de escoamento indicada como condição de escoamento inverso pode estar presente no conjunto filtro de acordo com invenção. Esta condição de escoamento inverso está mostrada na figura 3D. Nesta situação, fluido escoa da porta de saída 45 no sentido da porta de entrada 44 e deveria fazer isto sem escoar através do elemento de filtro. Esta última é altamente não desejada, uma vez que isto poderia remover o material filtrado ou detritos do elemento de filtro. Na condição de escoamento inverso, a passagem de fluxo radial 34 deve assim ser aberta. Porém o fluido não deve ser capaz de alcançar o

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 32/90 / 44 interior do elemento de filtro.

[00062] Para conseguir isto, a pressão aumentada na porta de saída 45 irá mover o primeiro elemento de válvula 105 e o segundo elemento de válvula 107 em uma direção para baixo, indicada com a seta Z. O movimento para abaixo do primeiro elemento de válvula 105 está limitado por um elemento batente 117 sobre o qual o aro superior 110 do primeiro elemento de válvula 105 assenta. A parte inferior do primeiro elemento de válvula 105 é projetada como uma carcaça de aranha e compreende passagens de escoamento axiais que permitem fluido escoar através da parte interior do primeiro elemento de válvula 105. Daí, na condição de escoamento inverso a pressão de fluido aumentada irá empurrar contra o segundo elemento de válvula 107 de tal modo que ele também é movido em uma direção para baixo contra força exercida pela segunda mola de compressão 111. Em seu movimento para baixo o segundo elemento de válvula 107 irá empurrar o elemento de válvula de derivação 35 por meio de seu aro superior 144 também para baixo, abrindo a passagem de fluxo radial 34 enquanto ao mesmo tempo bloqueando o escoamento através da passagem anelar 31.

[00063] Como foi explicado acima, o elemento de filtro 21 precisa ser substituído periodicamente, e a cabeça de filtro 22 e a carcaça de filtro 23 podem ser separadas. Para evitar derramamento não desejado de fluido ao separar a carcaça de filtro 23 e a cabeça de filtro 22 quando o elemento de filtro 21 precisa ser substituído, o conjunto válvula 100 é arranjado para fechar a passagem anelar 31 de tal modo que qualquer fluido que permaneça na cabeça de filtro 22 e/ou em um conduto ligado à porta de saída 45, é bloqueado quanto a escoar para fora da cabeça de filtro 22. Daí, separar a carcaça de filtro 23 da cabeça de filtro 22 pode ser feito sem o risco de derramar fluido que está presente a jusante do conjunto filtro 20. A condição na qual a carcaça de filtro 23 e com ela o elemento de filtro 21 foi separado da cabeça de filtro 22, está indicada como condição sem elemento e está

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 33/90 / 44 mostrada na figura 3E.

[00064] A condição sem elemento está mostrada na figura 3E, cuja condição corresponde principalmente à condição sem escoamento, como explicado com referência à figura 3A exceto que o primeiro conjunto tampa de extremidade 26 não está mais presente, uma vez que o elemento de filtro foi removido e a carcaça de filtro não está ligada à cabeça de filtro 22.

[00065] Como mostrado na figura 3E, conexão entre a porta de saída 45 e a passagem anelar 31 está fechada quando o primeiro elemento de válvula 105 e o segundo elemento de válvula 107 formam uma válvula única, ou unitária, sob a influência da mola de compressão 111, isto é, o segundo elemento de válvula 107 está puxado contra o primeiro elemento de válvula 105 pela ação da mola de compressão 111. O fechamento real da conexão direta entre a porta de saída 45 e a passagem anelar 31 é conseguido empurrando o aro superior 110 do primeiro elemento de válvula 105 por meio da mola de compressão 108 sobre o anel de vedação anelar 118, que é montado de maneira fixa à seção parede 52.

X [00066] É observado aqui que a presente invenção também pode ser combinada, isto é, trabalhar juntamente com um conjunto válvula simplificado 100, isto é, um conjunto válvula que não fornece a condição sem elemento, como mostrado na figura 3E, porém na qual somente o segundo elemento de válvula 107 está presente e o primeiro elemento de válvula 105 não está. Daí, tal conjunto válvula ser capaz de permitir a condição de escoamento inverso da figura 3D. De maneira similar, também é concebível que o conjunto válvula 100 somente tenha a funcionalidade de fechar a saída 45 quando nenhum elemento de filtro está acomodado na carcaça de filtro.

[00067] É ainda observado aqui, também com referência à figura 1, que o elemento de núcleo 38 é suportado pela parte de fundo da carcaça de filtro 23, no qual o elemento resiliente 37 é pré-tensionado entre o elemento de válvula de derivação 35 e o elemento de núcleo 38 quando a carcaça de

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 34/90 / 44 filtro 23 está ligada à cabeça de filtro 22 quando o elemento de filtro 21 está posicionado na carcaça de filtro 23. Pré-tensionando o elemento resiliente 37 ou elemento de mola, o funcionamento do elemento de válvula de derivação 35, em particular sua abertura e fechamento, se torna mais bem controlável. O pré- tensionamento ainda melhora a vedação entre o aro superior 144 do elemento de válvula de controle 35 e o assento de vedação voltado axialmente 145 do segundo elemento de vedação 146 quando o elemento de válvula de derivação 35 está na posição estendida.

[00068] Como explicado com referência à figura 1, o elemento de válvula de derivação 35 é arranjado para ser móvel axialmente ou de maneira telescópica dentro do tubo perfurado 39 do elemento de núcleo 38 e ser também móvel de maneira telescópica em uma porção tubular 28 que atua como uma carcaça de assento de válvula para o elemento de válvula de derivação 35 do primeiro conjunto tampa de extremidade 26 entre a posição estendida ou fechada, bloqueando o escoamento através da passagem de fluxo radial 34 como está delineado na figura 3A e uma posição retraída que permite escoamento através da passagem de fluxo radial 34, como está delineado na figura 3C. Entre o elemento de válvula de derivação 35 e a porção tubular 28 um primeiro elemento de vedação anelar 147, na forma de um anel-O é fornecido. Outras soluções de vedação radial também são concebíveis, tal como uma vedação de borda, ou similar. O material do elemento de válvula de derivação 35 é feito preferivelmente de um material resistente a desgaste, em particular um metal, e mais em particular aço. Isto permite que uma melhor vedação seja conseguida entre a porção tubular 28 e o elemento de válvula de derivação 35 em comparação com algumas válvulas de contorno da técnica precedente que são integradas no conjunto tampa de extremidade, e são feitas do mesmo material plástico que o conjunto tampa de extremidade.

[00069] Na posição retraída do elemento de válvula de derivação 35

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 35/90 / 44 parte ou todo o fluido que escoa através do conjunto filtro pode ser capaz de contornar o elemento de filtro 21. Tais situações podem surgir quando os meios filtro estão entupidos com material que deve ser filtrado para fora do fluido e, consequentemente que a queda de pressão sobre o elemento de filtro se torna muito grande. Em tal situação a pressão fora do primeiro conjunto tampa de extremidade 26 aumenta ou no mínimo a diferença de pressão entre o interior do primeiro conjunto tampa de extremidade 26 e assim o interior do elemento de filtro aumenta, e a pressão irá forçar o elemento de válvula de derivação 35 em uma direção para baixo Z. Para conseguir isto, o elemento de válvula de derivação 35 compreende uma crista de pressão 36 que está exposta à pressão de fluido na porta de entrada 44 (o exterior 43 da porção tubular 28) ou a montante do elemento de filtro 21. A crista de pressão 36 também pode ter uma forma diferente do que aquela mostrada na figura 3C. A crista de pressão 36 é projetada como uma redução em diâmetro do elemento de válvula de derivação tubular 35 que dá origem a uma diferença entre o diâmetro do segundo elemento de vedação 145 e o diâmetro do primeiro elemento de vedação 147, o diâmetro do elemento de vedação 145 sendo menor do que o diâmetro da vedação 147. Daí, na configuração da figura 3C, cuja configuração corresponde com a configuração acima descrita de escoamento de fora para dentro, uma área deve ser fornecida exposta ao lado de alta pressão do elemento de filtro 21 (exterior 43 da porção tubular 28). A crista de pressão 36 faceia na direção da porção estendida para comprimir o elemento de válvula de derivação 35 no sentido da posição retraída, sob a influência da pressão exercida pelo fluido sobre a crista de pressão. A crista 36 fornece assim atuação do elemento de válvula de derivação 35. O elemento de válvula de derivação 35 pode, consequentemente, de acordo com a invenção, também ser atuado em uma maneira diferente, por exemplo, por meio de atuação elétrica como um solenóide.

X [00070] É observado que a configuração do elemento de válvula de

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 36/90 / 44 derivação 35 mostrada nas figuras 1-4 é utilizada quando o conjunto filtro 21 é utilizado no escoamento anteriormente mencionado de fora para dentro, isto é, o fluido escoa da porta de entrada 44 através da passagem anelar 31 através do espaço anular 49 através do elemento de filtro 21 e o elemento de núcleo (o tubo perfurado 39), através da passagem axial 29 na primeira parte de extremidade 2) e para fora da cabeça de filtro 22 através da porta de saída 45. Contudo, também é possível que o conjunto filtro trabalhe de acordo com o princípio de dentro para fora, no qual o fluido escoa substancialmente em uma direção oposta. Isto será explicado com referência às figuras 5A e 5B.

[00071] Nos exemplos acima, o elemento de válvula de derivação 35 é suportado pelo tubo perfurado 39 do elemento de núcleo 38. Em particular, foi mostrado nos exemplos acima que o elemento de válvula de derivação 35 é arranjado de tal modo que ele é ligado de maneira móvel ao tubo perfurado e é parcialmente abrigado dentro do tubo perfurado 39 entre uma sua extremidade distal aberta, e a crista de suporte 41, no qual o elemento de mola de contorno 37 pré-tensiona o elemento de válvula de derivação 35 no sentido de sua posição estendida. Além disto, foi mostrado e descrito que o elemento de válvula de derivação 35 opera em conjunto com o primeiro conjunto tampa de extremidade 26 quando ele veda contra o primeiro elemento de vedação 147 e segundo elemento de vedação 145, que são ambos fornecidos na porção tubular 28, cuja porção tubular 28 atua como uma carcaça de assento de válvula para o elemento de válvula de derivação 35. Além disto, como explicado com relação à figura 1, o elemento de núcleo 38, isto é, o tubo perfurado 39, pode ser ligado de maneira fixa à carcaça de filtro 23. Isto significa que o elemento de núcleo 38 não é um elemento que precisa substituição. Por sua vez, isto significa também que o elemento de válvula de derivação 35 que é ligado ao tubo perfurado 39 não é um elemento que precisará substituição quando o elemento de filtro for substituído. Isto possibilita fornecer um primeiro conjunto tampa de extremidade muito mais

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 37/90 / 44 simples 28, uma vez que não é requerido fornecer dito conjunto tampa de extremidade com uma válvula de derivação. Daí, isto ser mais amigável ao ambiente uma vez que menos descarte é produzido, cujo descarte pode ser contaminado com fluido hidráulico. Além disto, o elemento de válvula de derivação 35 de acordo com a presente invenção pode agora, de maneira vantajosa, ser feito do mesmo material que o tubo perfurado 39, por exemplo, aço. Contudo, outros metais também são possíveis, tais como alumínio. Isto melhora enormemente a resistência estrutural do elemento de válvula de derivação 35 e melhora o tempo de vida útil. Além disto, isto fornece uma superfície relativamente dura contra a qual o primeiro elemento de vedação 147 e o segundo elemento de vedação 145 podem vedar. Isto é particularmente um melhoramento sobre arranjos de válvula de escoamento de contorno conhecidas, que são uma parte integrada do conjunto tampa de extremidade 26 e são feitas do mesmo material plástico que o conjunto tampa de extremidade. É observado, contudo, que para operação do elemento de válvula de derivação 35 e de acordo com a invenção não é essencial que o elemento de núcleo 38 seja acoplado de maneira fixa à carcaça de filtro 23.

[00072] O conjunto válvula 100 da modalidade das figuras 3A -3E é arranjado no topo do elemento de válvula de derivação 35 e tem uma função de prevenção de vazamento, para impedir o vazamento quando o elemento de filtro é substituído, e uma função de escoamento inverso para permitir escoamento inverso em caso de a pressão na porta de saída 45 exceder à pressão na porta de entrada 44, para impedir que material coletado na parede de filtro tubular 25 seja soprado para fora. Como estará claro da descrição precedente da modalidade das figuras 3A-3E, bem como da figura 1, o elemento de válvula de derivação 35 também pode funcionar sem o conjunto de válvula 100. Somente a função de prevenção de vazamento e a função de escoamento inverso serão perdidas, porém poderiam ser conseguidas em maneira diferente se desejado. As figuras 4A e 4B mostram uma combinação

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 38/90 / 44 de elemento de filtro e elemento de núcleo de acordo com a invenção, sem mostrar uma cabeça de filtro e carcaça de filtro. Assim, a presença do conjunto válvula 100, é de acordo com a invenção, não essencial para o elemento de válvula de derivação 35.

[00073] Na figura 4A o elemento de filtro 21 com o primeiro conjunto tampa de extremidade 26 está mostrado. O primeiro conjunto tampa de extremidade 26 com a porção tubular 28 circunda o elemento de válvula de derivação 35 como descrito até aqui, no qual o elemento de válvula de derivação 35 está em sua posição fechada ou estendida, e está vedado contra o segundo elemento de vedação 145, com sua seção extrema que é distal ao tubo perfurado 39. Também pode ser visto como o primeiro elemento de vedação 147 veda contra a superfície exterior do elemento de válvula de derivação 35, impedindo que fluido contaminado alcance o lado limpo do meio de filtração 25. A figura 4B mostra o elemento de válvula de derivação 35 em sua posição aberta ou retraída, mostrando claramente que a passagem de fluxo radial 34 está exposta pelo elemento de válvula de derivação 35 e deixando-a aberta para fluido escoar diretamente do exterior 43 para o interior 33 da porção tubular 28 em uma direção radial.

[00074] Pode ser observado de maneira mais detalhada com relação às figuras 4A e 4B, que o elemento de filtro 21 de acordo com a presente invenção, isto é, o elemento de filtro como tal, compreende a parede tubular 25 de meio de filtração para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular 25 e a primeira parte de extremidade ou conjunto tampa de extremidade 26 que é fornecido em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro 21. A primeira parte de extremidade 26 compreende a porção tubular 28 que define uma passagem de fluxo axial 29 através da porção tubular 28. A passagem de fluxo axial 29 pode ser vista estar aberta - em seu lado inferior na figura 4 - em direção axial no sentido de um interior da parede tubular 25 e está aberta - em seu lado

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 39/90 / 44 superior na figura 4 - em direção axial no sentido do exterior 43 da porção tubular 28. A porção tubular 28 é dotada com a passagem de fluxo radial 34 que está aberta em direção radial para permitir conexão direta em direção radial entre o exterior 43 da porção tubular 28 e interior 33 da porção tubular, quando o elemento de válvula de derivação 35 está na posição retraída aberta. Além disto, um terceiro elemento de vedação 53 é fornecido em uma superfície exterior 48 da porção tubular 28 adjacente à passagem de fluxo radial 29 em um seu primeiro lado que é distal à parede tubular 25 e o segundo elemento de vedação 147 é fornecido na passagem de fluxo axial 29 na superfície interior 49 da porção tubular 28 adjacente à passagem de fluxo radial 29 em um seu segundo lado que é proximal à parede tubular 25.

[00075] Em particular, o terceiro elemento de vedação 53 tem um primeiro diâmetro d1 e um segundo elemento de vedação 145 tem um segundo diâmetro d2, o primeiro diâmetro d1 sendo maior do que o segundo diâmetro d2. Isto, contudo, não é essencial. Além disto, a porção tubular 28 é dotada do primeiro elemento de vedação 147 que tem um diâmetro d3 que é maior do que o diâmetro d2 do segundo elemento de vedação e menor do que o diâmetro d1do terceiro elemento de vedação. Contudo, não é essencial que o diâmetro d1 seja maior do que o diâmetro d3.

[00076] Sobre a crista de vedação 146, em particular sobre uma sua superfície 50 que faceia o interior 46 da parede tubular 26 do meio de filtração, o segundo elemento de vedação 145 é fornecido na passagem de fluxo axial 29 da porção tubular 28 na superfície interior 49 da porção tubular 28 adjacente à passagem de fluxo radial 29 no seu primeiro lado que é distal à parede tubular 25. O segundo elemento de vedação 145 tem um diâmetro d2 que é menor do que o diâmetro d3 do primeiro elemento de vedação 147. Preferivelmente o material do terceiro elemento de vedação 145 é diferente do material da crista de vedação conformada em anel 146.

[00077] Na figura 4C e, em mais detalhe na figura 4D, o conjunto filtro

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 40/90 / 44 com o elemento de filtro 25 (somente mostrado parcialmente) está mostrado, cujo conjunto filtro compreende um arranjo de vedação alternativo entre o elemento de válvula de derivação 35 e o conjunto tampa de extremidade 26 como mostrado. A figura 4D mostra o detalha C indicado na figura 4C em mais detalhe.

[00078] Ainda mais particular, uma alternativa está mostrada, na qual a combinação do assento de vedação voltado axialmente 145 e o segundo elemento de vedação 146 é modificada. No exemplo das figuras 4C e 4D está mostrado que o conjunto tampa de extremidade 26 que tem a porção tubular 28 é fornecido com uma parte de vedação voltada axialmente 145a que atua como um assento de vedação. A parte de vedação 145a preferivelmente tem uma superfície inclinada que afunila em uma direção para dentro. Contudo, a superfície da parte de vedação 145a também pode ser desenhada e projetada de maneira diferente. No exemplo das figuras 4C, 4D o segundo elemento de vedação 146 (ver figura 4A) está omitido. Ao invés disso, e para ainda assegurar uma vedação adequada entre o elemento de válvula de derivação 35 e a porção tubular 28 do conjunto tampa de extremidade 26, quando o elemento de válvula de derivação 35 está em sua posição fechada, o elemento de válvula de derivação 35 é dotado de um aro de borda afiada 500 em sua extremidade axial, que se estende em direção axial e na posição fechada ou estendida do elemento de válvula de controle 35 encontra contra a parte de vedação 145a. Preferivelmente o aro de borda afiada 500 tem dimensões significativamente menores, por exemplo, uma área superficial menor do que a extremidade axial do elemento de válvula de derivação 35. Em uma modalidade preferida, o elemento de válvula de derivação 35 é feito de um metal, por exemplo, aço inoxidável, e o conjunto tampa de extremidade 26 é feito de material plástico. Daí, o material do elemento de válvula de derivação 35 ter uma dureza maior do que o material do conjunto tampa de extremidade 26. Na posição fechada, se o elemento de válvula de derivação 35, o aro de

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 41/90 / 44 borda afiada 500 será no mínimo parcialmente comprimido para o interior do material mais macio do conjunto tampa de extremidade 26 pelo elemento resiliente 37, fornecendo assim uma vedação adequada.

[00079] Outra solução alternativa para a vedação entre o elemento de válvula de derivação 35 e o conjunto tampa de extremidade 26 seria dotar o elemento de válvula de derivação 35 com o segundo elemento de vedação 146, isto é, dotar a extremidade axial do elemento de válvula de derivação 35 com um elemento de vedação anelar tal como um anel-O, por exemplo. Isto não está mais mostrado no desenho, porém estará claro para uma pessoa versada na técnica.

[00080] Além disto, pode ser visto que ambos, o terceiro elemento de vedação 53 e o primeiro elemento de vedação 147, estão em uma ranhura circunferencial 54 na superfície exterior 48 da porção tubular 28 e uma ranhura circunferencial 55 na superfície interior 49 da porção tubular 28, respectivamente.

[00081] É observado aqui que todos os assentos, isto é, o terceiro elemento de vedação 53, o primeiro elemento de vedação 147 e o segundo elemento de vedação 145, são fornecidos no conjunto tampa de extremidade 26 do elemento de filtro 21. Isto significa que quando o elemento de filtro 21 é substituído, também todas ditas vedações são substituídas com ele, e que quando da colocação de um elemento de filtro novo todas estas vedações são substituídas por novas. Isto assegura que com cada substituição de um elemento de filtro as redações são substituídas com ele, evitando o risco de deixar vedações antigas no lugar, as quais podem falhar devido ao desgaste.

[00082] Nos exemplos discutidos acima do conjunto filtro de acordo com a presente invenção, o conjunto filtro é operado sob o regime de escoamento assim chamado de fora para dentro. Contudo, o regime de escoamento oposto, isto é, o escoamento de dentro para fora, no qual a direção de escoamento do fluido através do conjunto filtro é direcionada em

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 42/90 / 44 uma direção para fora, está discutido com referência às figuras 5A até 5C. [00083] A figura 5A mostra um conjunto filtro 21' que é muito similar ao conjunto filtro como mostrado na figura 1, e é o mesmo como, ou no mínimo similar, ao conjunto filtro 20 da figura 1 independentemente das seguintes diferenças:

[00084] O conjunto filtro 21' compreende uma cabeça de filtro 22' que tem uma entrada 44' e uma saída 45', uma carcaça de filtro 23' um elemento de filtro 21', um elemento de núcleo perfurado 38', isto é, um elemento de núcleo 38' que tem um tubo perfurado 39' e um primeiro e segundo conjuntos tampas extremas 26', 27'. O primeiro conjunto tampa de extremidade 26' é dotado de uma porção tubular 28'. Além disto, o conjunto filtro 21' compreende um elemento de válvula de derivação 35'. No exemplo das figuras 5A e 5B o elemento de válvula de derivação 35' está em sua posição aberta ou retraída. A direção de escoamento normal, o elemento de válvula de derivação 35' estando em sua posição estendida como está mostrado na figura 5C, está indicado por meio de setas E, F e H na figura 5A. A área dentro do retângulo A na figura 5A está mostrada em mais detalhe nas figuras 5B e 5C.

[00085] A figura 5C mostra o conjunto filtro 20' da figura 5A no qual o elemento de válvula de derivação 35' está em sua posição fechada ou estendida fechando radialmente ou se superpondo à passagem de fluxo radial 34' na porção tubular 28'. O elemento de válvula de derivação 35' é novamente de um projeto tubular, e é aberto em ambas as suas extremidades axiais. Entre o tubo perfurado 39' do elemento de núcleo 38' e o elemento de válvula de derivação 35' o um elemento resiliente 37' é fornecido. O elemento resiliente 37' no exemplo das figuras 5A-5C compreende diversas molas enroladas de maneira helicoidal 37'', por exemplo molas de compressão, que são guiadas ao longo de hastes guia 401 que se salientam através de um aro de retenção 41' que é ligado ao tubo perfurado 39'. O elemento resiliente 37' força o elemento de válvula de derivação 35' em uma

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 43/90 / 44 direção para cima e contra a porção tubular 28'. criando assim uma vedação entre o conjunto tampa de extremidade 26' e o elemento de válvula de derivação 35' em uma maneira similar àquela que foi descrita até aqui com relação às figuras 1 até 4B. O elemento de núcleo 38' compreende aberturas vazadas adicionais 402 que permitem ao fluido ser filtrado e com ele sua pressão alcançar uma crista de pressão 36'. As aberturas vazadas 402 são fornecidas somente para escoamento de contorno. Durante condições de escoamento normal o fluido irá escoar através de aberturas 130' fornecidas no tubo perfurado 39'. Quando a diferença de pressão entre a pressão que é exercida sobre a crista de pressão 36' e sobre a outra crista de pressão 36'' que é localizada no lado de baixo. a pressão do elemento de válvula de derivação 35' excede um valor predeterminado. o elemento de válvula de derivação 35' é empurrado para baixo em uma direção Z' contra a força de pré-tensionamento do elemento resiliente 37'. de tal modo que o elemento de válvula de derivação 35' seja posicionado na posição retraída da figura 5B. Como pode ser visto no desenho. ambas as cristas de pressão 36' e 36'' estão voltadas na direção da posição estendida do elemento de válvula de derivação 35. Como visto na direção do escoamento de fluido. a crista de pressão 36' que está exposta a alta pressão ou a parte de montante do meio de filtração 26' é formada por um aumento de diâmetro do elemento de válvula de derivação 35'.

[00086] Na figura 5B o elemento de válvula de derivação 35' está deslocado na direção da seta Z' contra a força do elemento resiliente e 37' abrindo assim uma passagem de fluxo radial 34'. Isto permite ao fluido escoar através de um meio de filtração adicional 403 que é feito de um material em malha ou estruturado aberto. que tem uma resistência a escoamento muito mais baixa do que o meio de filtração 25' de modo que fluido pode alcançar o espaço anelar 49' e. consequentemente. contornar o meio de filtração 25'. Isto está indicado com a seta K. A provisão do meio de filtração adicional 403 não

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 44/90 / 44 é um aspecto essencial.

[00087] A modalidade mostrada nas figuras 5A-5C também fornece a provisão de uma válvula de derivação que é ligada de maneira móvel ao tubo perfurado de um elemento de núcleo e, consequentemente, tem as mesmas vantagens que as modalidades mostradas nas figuras 1-4B precedentes.

[00088] Uma maneira alternativa de definir a presente invenção está fornecida no seguinte conjunto de cláusulas numeradas:

1. Um conjunto filtro 20 que compreende um elemento de filtro 21, uma carcaça de filtro 23 para acomodar o elemento de filtro 21 e um conjunto tampa de extremidade 26 em uma primeira extremidade de dito elemento de filtro 21 o conjunto tampa de extremidade 26 compreendendo uma porção tubular 28, no qual a porção tubular 28 que define uma passagem de fluxo radial 34 para permitir fluido contornar o elemento de filtro 21, uma válvula de escoamento de contorno 35 móvel entre uma primeira posição que bloqueia escoamento através de dita passagem de fluxo radial 34 e uma segunda posição que permite escoamento através de dita passagem de fluxo radial 34, e um elemento de núcleo perfurado 38, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 é um elemento tubular aberto em ambas as extremidades axiais, dita válvula de escoamento de contorno 35é móvel e ligada de maneira móvel ao elemento de núcleo 38.

[00089] 2. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 1, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 em sua primeira posição veda contra a porção tubular 28.

[00090] 3. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 1 ou 2, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 é deslocada para sua primeira posição por um elemento resiliente 37.

[00091] 4. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 3, no qual o elemento resiliente 37 é uma mola, em particular uma mola de compressão, que é operável entre o elemento de núcleo 38 e a válvula de escoamento de

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 45/90 / 44 contorno 35.

[00092] 5. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 4, no qual o elemento resiliente 37 é suportado pelo elemento de núcleo 38.

[00093] 6. Conjunto filtro 20 de acordo com qualquer uma das cláusulas precedentes, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 é móvel axialmente ao longo de no mínimo parte do elemento de núcleo 38.

[00094] 7. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 6, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 é móvel ao longo de uma superfície interior do elemento de núcleo 38.

[00095] 8. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 6, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 é móvel ao longo de uma superfície exterior do elemento de núcleo 38.

[00096] 9. Conjunto filtro 20 de acordo com qualquer uma das cláusulas precedentes, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 é feita de um material resistente a desgaste, em particular um metal mais particularmente aço.

[00097] 10. Conjunto filtro 20 de acordo com qualquer uma das cláusulas 3 até 9, ainda compreendendo uma cabeça de filtro 22 à qual a carcaça de filtro 23 pode ser ligada de maneira destacável, e no qual o elemento de filtro 21 é posicionado de maneira fixa entre uma seção parede anelar 52 da cabeça de filtro 22 que contata o conjunto tampa de extremidade 26 e um conjunto de acoplamento 150 fornecido em uma parede de fundo da carcaça de filtro 23.

[00098] 11. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 10, no qual o elemento de núcleo 38 é suportado pela parte de fundo da carcaça de filtro 23 e no qual o elemento resiliente 37 é pré-tensionado entre a porção tubular 28 e o elemento de núcleo 38 quando a carcaça de filtro 23 está ligada à cabeça de filtro 22 e o elemento de filtro 21 está posicionado na carcaça de filtro 23.

[00099] 12. Conjunto filtro 20 de acordo com a cláusula 11, no qual o

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 46/90 / 44 conjunto de acoplamento 150 é acoplado de maneira fixa à carcaça de filtro 23 e é arranjado para acoplar de maneira fixa o elemento de núcleo 38 à carcaça de filtro 23.

[000100] 13. Conjunto filtro 20 de acordo com qualquer uma das cláusulas 10 até 12, no qual o conjunto de acoplamento 150 é arranjado para acoplar de maneira destacável o elemento de filtro 21 na carcaça de filtro 23.

[000101] 14. Conjunto filtro de acordo com qualquer uma das cláusulas precedentes, no qual a válvula de escoamento de contorno 35 está localizada em uma parte superior do conjunto filtro 20.

[000102] 15. Elemento de filtro 21, que compreende:

uma parede tubular 25 de meio de filtração para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular 25;

uma primeira parte de extremidade 26 fornecida em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro 38;

uma segunda parte 27 dotada de uma segunda extremidade axial do elemento de filtro 21;

no qual a primeira parte de extremidade 26 do elemento de filtro compreende uma passagem axial 29 configurada para acomodar um elemento de válvula de derivação de maneira deslizável e em vedação 35 de um elemento de núcleo 38, cujo elemento de núcleo 38 compreende um tubo perfurado 39 que tem dimensões externas transversais que são menores do que dimensões internas transversais da parede tubular 25, cujo elemento de válvula de derivação 35 é fornecido em uma extremidade do tubo perfurado 39, é tubular e ligado de maneira móvel ao tubo perfurado 39 para movimento em direção axial com relação ao tubo perfurado 39 entre uma posição estendida e uma posição retraída;

no qual a primeira parte de extremidade 26 compreende uma porção tubular 28 que define a passagem axial 29;

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 47/90 / 44 no qual a porção tubular 28 compreende uma parede 30 que é dotada de uma passagem de fluxo radial 34 configurada para ser superposta radialmente pelo elemento de válvula de derivação 35 para fechar a passagem de fluxo radial 34 quando o elemento de válvula de derivação 35 está na posição estendida e para ser exposta, no mínimo parcialmente, pelo elemento de válvula de derivação 35 quando o elemento de válvula de derivação está na posição retraída, para permitir escoamento em direção radial entre o interior 33 da porção tubular 28 e o exterior 43 da porção tubular 28.

[000103] 16. Elemento de filtro 21 de acordo com a cláusula 15, no qual as dimensões internas transversais da parede tubular 25 correspondem com as dimensões externas transversais do tubo perfurado 39 que suporta a parede tubular 25 internamente.

[000104] 17. Elemento de filtro 21 de acordo com a cláusula 15 ou 16, no qual um primeiro elemento de vedação anelar 147 é fornecido na passagem axial 29 configurado para vedar engatamento com o elemento de válvula de derivação 35.

[000105] 18. Elemento de filtro 21 de acordo com uma das cláusulas

15-17, no qual a porção tubular 28 é dotada internamente com um segundo elemento de vedação anelar 145 configurado para engatar em vedação com uma extremidade axial do elemento de válvula de derivação 35 quando o elemento de válvula de derivação 35 está na posição estendida.

[000106] 19. Elemento de filtro 21 de acordo com a cláusula 18, no qual o segundo elemento de vedação 145 é dotado de material de vedação diferente da porção tubular 28.

[000107] 20. Elemento de filtro 21 de acordo com uma das cláusulas

15-19, no qual a porção tubular 28 é dotada de um terceiro elemento de vedação anelar 53 configurado para engatamento em vedação em uma abertura de um dispositivo filtro com o terceiro membro de vedação 53 fornecido de maneira distal da passagem de fluxo radial 34.

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 48/90 / 44 [000108] Levando em consideração que o elemento de válvula de derivação 35 é carregado pelo tubo perfurado 39 (ver figura 2) e ligado de maneira telescópica móvel até este tubo perfurado, está claro que quando o elemento de filtro de acordo com a invenção está em uma condição separada do restante do conjunto filtro, por exemplo, quando ele está em estoque, o elemento de válvula deslizável 35 não é uma parte do elemento de filtro de acordo com a invenção, uma vez que ele está separado dele. Isto significa que em dita condição, na qual o elemento de filtro de acordo com a invenção está separado do restante do conjunto filtro:

O primeiro elemento de vedação 147 está exposto à passagem de fluxo axial 29 através da porção tubular 28; e/ou a superfície interior da porção tubular 28 voltada para a passagem de fluxo axial 29 está completamente exposta à passagem de escoamento 29; e/ou nenhum elemento axialmente deslizável tal como um elemento de válvula deslizável 35 é fornecido na passagem de fluxo axial 29 através da porção tubular 28.

[000109] É observado que a invenção acima não está limitada aos exemplos descritos acima de conjuntos filtro. Em particular, é o observado que a invenção também é aplicável a conjuntos filtro que são utilizados para filtrar meios gasosos, nos quais partículas são arrastadas. Em tais aplicações também é relevante que quando o elemento de filtro necessita ser trocado, que o escoamento do meio gasoso é impedido ao separar a carcaça de filtro da cabeça de filtro.

[000110] Além disto, também é concebível que o conjunto filtro compreenda uma cabeça de filtro que é adaptada para ser acoplada a mais do que uma carcaça de filtro, por exemplo, duas. Tal cabeça de filtro também pode ser formada por um coletor que mantém diversos conjuntos válvula que abre ou fecha acesso a diferentes conjuntos filtro.

[000111] Embora o tema tenha sido ilustrado nos desenhos e na descrição precedente, tal ilustração e descrição devem ser consideradas

Petição 870180153272, de 21/11/2018, pág. 49/90 / 44 ilustrativas ou tomadas como exemplo, e não restritivas; o tema não está limitado às modalidades divulgadas. Outras variações para as modalidades divulgadas podem ser entendidas e efetuadas por aqueles versados na técnica de tornar prática o tema reivindicado a partir de um estudo dos desenhos, da divulgação e das reivindicações anexas. A utilização do verbo compreender e suas conjugações não exclui a presença de outros elementos diferentes daqueles descritos em uma reivindicação ou na descrição. A utilização do artigo indefinido o, um precedendo um elemento ou etapa, não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos ou etapas. As figuras e descrição devem ser observadas como apenas ilustrativas e não limitam o tema. Qualquer sinal de referência nas reivindicações deveria não ser imaginado como limitando o escopo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Combinação (10) de um elemento de núcleo (38) e um elemento de filtro substituível (21), onde o elemento de filtro (21) compreende:

uma parede tubular (25) de um meio de filtração para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular; e, uma primeira parte de extremidade (26) fornecida em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro (38), onde o elemento de núcleo (38) compreende:

um tubo perfurado (39) que tem dimensões externas transversais que são menores do que as dimensões internas transversais da parede tubular (25) e sobre cujo tubo (39) o elemento de filtro (21) é recebido de maneira removível; e, um elemento de válvula de derivação (35) fornecido em uma extremidade do tubo perfurado (39), cujo elemento de válvula de derivação (35) é tubular e fica acoplado de maneira móvel ao tubo perfurado (39) para movimento em direção axial em relação ao tubo perfurado (39) entre uma posição estendida uma posição retraída, onde a primeira parte de extremidade (26) do elemento de filtro compreende uma porção tubular (28) que define uma passagem axial (29), com a porção tubular (28) tendo uma porção de tubo proximal (28a) e uma porção de tubo distal (28b) com relação ao meio de filtração (25), e onde a porção tubular (28) compreende uma parede (30) que é dotada de uma passagem de fluxo radial (34), caracterizada pelo fato de que a passagem de fluxo radial (34) é fornecida entre a porção de tubo proximal (28a) e a porção de tubo distal (28b), em que a passagem axial (29) é configurada para acomodar o

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2 / 6 elemento de válvula de derivação (35) de maneira deslizável e hermeticamente quando o elemento de filtro (21) é acomodado sobre o tubo perfurado (39) do elemento de núcleo (38);

em que, na porção estendida, o elemento de válvula de derivação (35) superpõe radialmente a passagem de fluxo radial (34) para fechar a passagem de fluxo radial (34); e, em que, na posição retraída, a passagem de fluxo radial (34) é no mínimo parcialmente exposta pelo elemento de válvula de derivação (35) para permitir escoamento em direção radial entre o interior (33) da porção tubular (28) e o exterior (43) da porção tubular (28).

2. Combinação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tubo perfurado (39) tem dimensões externas transversais que correspondem às dimensões internas transversais da parede tubular (25) para suportar a parede tubular (25) internamente.
3. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que um primeiro elemento de vedação anelar (147) é fornecido na passagem axial (29) para engate em vedação com o elemento de válvula de derivação (35).
4. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada, pelo fato de que a porção de tubo distal (28b) da porção tubular (28) é fornecida internamente com um segundo elemento de vedação anelar (146) para engatar em vedação com uma extremidade axial do elemento de válvula de derivação (35) quando o elemento de válvula de derivação (35) estiver na posição estendida.
5. Combinação (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que: o segundo elemento de vedação (146) é dotado de uma parte de vedação de um material diferente da porção tubular (28); e/ou, o segundo elemento de vedação (146) é fornecido, visto em relação ao elemento de filtro (21), distalmente da passagem de fluxo radial (34).

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3 / 6
6. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que: a porção tubular (28) é dotada de uma parte de vedação (145a) para engatar em vedação com uma extremidade axial do elemento de válvula de derivação (35) quando o elemento de válvula de derivação (35) está na posição estendida; e, opcionalmente, o elemento de válvula de derivação (35) é dotado de um aro de borda afiada (500) em sua extremidade axial, cujo aro (500) se estende em direção axial no sentido da parte de vedação (145a) ou é dotado de um elemento de vedação em sua extremidade axial e se volta para a parte de vedação (145a).
7. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a porção tubular (28) é dotada externamente de um terceiro elemento de vedação anelar (53) para engate em vedação em uma abertura de um dispositivo filtro, com o terceiro elemento de vedação (53) sendo fornecido, visto em relação ao elemento de filtro (21), distalmente à passagem de fluxo radial (34).
8. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que: o elemento de núcleo (38) é dotado de um elemento resiliente (37) que pré-tensiona o elemento de válvula de derivação (35) no sentido da posição estendida; e, opcionalmente, o elemento resiliente (37) é um enrolador helicoidal, uma mola cilíndrica (37) arranjada dentro do elemento de núcleo (38); e/ou, o elemento de núcleo (38) é dotado de uma crista de suporte que suporta o elemento resiliente (37).
9. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que: o elemento de válvula de derivação (35) é dotado de uma crista de pressão (36) voltada na direção da posição estendida para comprimir o elemento de válvula de derivação (35) no sentido da posição retraída sob a influência da pressão exercida pelo fluido na crista de pressão (36); e, opcionalmente, o elemento de válvula de derivação

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4 / 6 (35) é dotado de uma redução de diâmetro que fornece a crista de pressão (36) voltada na direção da porção estendida ou o elemento de válvula de derivação (35') é dotado de um aumento de diâmetro que fornece a crista de pressão (36') voltada na direção da porção estendida.
10. Combinação (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o elemento de válvula de derivação (35) é feito de um material resistente a desgaste, em particular um metal, mais em particular aço.
11. Elemento de filtro (21), compreendendo:

uma parede tubular (25) de um meio de filtração, para coletar material arrastado em uma corrente de fluido que passa através da parede tubular (25);

uma primeira parte de extremidade (26) fornecida em uma primeira extremidade axial do elemento de filtro (38); e, uma segunda parte de extremidade (27) fornecida em uma segunda extremidade axial do elemento de filtro (21), onde a primeira parte de extremidade (26) do elemento de filtro compreende uma porção tubular (28) tendo uma parede (30) definindo uma passagem axial (29), cuja parede (30) é provida com uma passagem de fluxo radial (34), a porção tubular (28) ainda tendo uma porção de tubo proximal (28a) e uma porção de tubo distal (28b) com relação ao meio de filtração (25);

onde a parede tubular (25) do meio de filtração é configurada para receber um elemento de núcleo (38) compreendendo:

um tubo perfurado (39) tendo dimensões externas transversais que são menores do que as dimensões internas transversais da parede tubular (25) do meio de filtração; e, um elemento de válvula de derivação (35) fornecido em uma extremidade do tubo perfurado (39), cujo elemento de válvula de derivação

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5 / 6 (35) é tubular e fica ligado de maneira móvel ao tubo perfurado (39) para movimento em direção axial com relação ao tubo perfurado (39), entre uma posição estendida e uma posição retraída, caracterizado pelo fato de que a passagem de fluxo radial (34) é fornecida entre a porção de tubo proximal (28a) e a porção de tubo distal (28b); e em que a passagem axial (29) é configurada para acomodar o elemento de válvula de derivação (35) de maneira deslizável e hermeticamente quando o elemento de filtro (21) é acomodado sobre o tubo perfurado (39) do elemento de núcleo (38); e, em que a passagem de fluxo radial (34) é configurada para ser superposta radialmente pelo elemento de válvula de derivação (35), para fechar a passagem de fluxo radial (34) quando o elemento de válvula de derivação (35) estiver na posição estendida, e para ser exposta, no mínimo parcialmente, pelo elemento de válvula de derivação (35) quando o elemento de válvula de derivação (35) estiver na posição retraída, para permitir escoamento em direção radial entre o interior (33) da porção tubular (28) e o exterior (43) da porção tubular (28).
12. Elemento de filtro (21), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um primeiro elemento de vedação anelar (147) é fornecido na passagem axial (29) para engate em vedação com o elemento de válvula de derivação (35) e a porção de tubo distal (28b) da porção tubular (28) é fornecida com um segundo elemento de vedação anelar (145, 145a) se estendendo dentro da porção distal (28b) ao longo da circunferência da porção tubular (28), no qual visto do interior (46) da parede tubular (25), o segundo elemento de vedação (145) é arranjado distalmente à passagem radial (34).
13. Elemento de filtro (21), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que: o primeiro elemento de vedação (147) tem um diâmetro interno (d3) e o segundo elemento de vedação ter um diâmetro

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6 / 6 interno (d2) que é desigual e preferivelmente menor do que o diâmetro interno (d3) do primeiro elemento de vedação (147); e/ou, o segundo elemento de vedação (146) é dotado de uma parte de vedação de um material diferente da porção tubular (28); e/ou, o segundo elemento de vedação (146) compreende uma crista de vedação conformada em anel (146) que é definida por um estreitamento do interior (33) da porção tubular (28); e/ou, o segundo elemento de vedação (146) tem um assento de vedação voltado axialmente para o interior (33) da porção tubular (28).
14. Elemento de filtro (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que a porção tubular (28) é dotada de terceiro elemento de vedação anelar (53) que se estende fora da porção tubular (28) ao longo da circunferência da porção tubular; e, opcionalmente, o terceiro elemento de vedação é, visto do interior (46) da porção tubular (25), arranjado de maneira distal à passagem radial (34).
15. Elemento de filtro (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que: o primeiro elemento de vedação (147) e/ou o segundo elemento de vedação (146) e/ou o terceiro elemento de vedação (53) são carregados pela porção tubular (28); e/ou, o primeiro elemento de vedação (147) é exposto à passagem de fluxo axial (29) através da porção tubular (28); e/ou, a superfície interior da porção tubular (28) voltada para a passagem de fluxo axial (29) é completamente exposta à passagem de escoamento (29); e/ou, nenhum elemento deslizável axialmente, tal como um elemento de válvula deslizável (35), é fornecido na passagem de fluxo axial (29) através da porção tubular (28).