BRPI1005768A2

BRPI1005768A2 - filtro de combustÍvel

Info

Publication number: BRPI1005768A2
Application number: BRPI1005768-4A
Authority: BR
Inventors: Fernando Jun Yoshino; Fabio Moreira
Original assignee: Mahle Metal Leve Sa
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2013-04-24
Also published as: WO2012083405A1; JP2014505822A; EP2654917A1; US20140001113A1; CN103476473A; BR112013016155A2

Abstract

FILTRO DE COMBUSTÍVEL. O filtro compreende: uma carcaça (10) ; uma tampa (20) hermeticamente retida contra um extremo aberto (14) da carcaça (10) e incorporando um bocal de saída (21) ; e um elemento filtrante (50), tubular e alojado no interior da carcaça (10) , de modo a com ela definir uma câmara anelar (C) de admissão de combustível. O elemento filtrante (50) tem seu interior mantido em comunicação com o bocal de saída (21) da tampa (20) . A carcaça (10) tem seu extremo aberto (14) provido de uma rosca externa (16) , sendo que pelo menos uma das partes definidas pelo extremo aberto (14) da carcaça (10) e pela tampa (20) carrega um meio de vedação (30) , assentado contra a outra de ditas partes, sendo que o filtro compreende ainda uma porca (40) a ser engatada com a referida rosca externa (16) e com a tampa (20) , mantendo essa última hermeticamente assentada na carcaça (10).

Description

"FILTRO DE COMBUSTÍVEL" Campo da invenção

A presente invenção é direcionada a uma nova construção de filtro de linha, a ser aplicado a uma tubulação de alimentação de combustível em diferentes equipamentos e instalações, sendo particularmente adequado para montagem na tubulação de alimentação de combustível de motores de combustão interna como, por exemplo, aqueles montados em diferentes tipos de veículo. Antecedentes da invenção

São bem conhecidos do estado da técnica os filtros de linha do tipo que compreende uma carcaça tubular, geralmente cilíndrica, alojando um elemento filtrante e sendo provida de um bocal de entrada e um bocal de saída, axialmente projetantes de extremos opostos da carcaça

^tubular-, para-serem" conectados; erri. série , .- a uma

respectiva tubulação de alimentação de combustível a uma máquina ou equipamento.

Em "um" grande- número- de aplicações, o referido filtro de linha dispõe de um espaço relativamente pequeno para sua instalação, como ocorre em veículos automotores, nos quais a extensão longitudinal da tubulação de combustível, a ser substituída pelo filtro de linha, é geralmente pequena, limitando o comprimento total do filtro. Esses filtros de combustível têm cada bocal extremo geralmente construído na forma de um elemento de engate rápido, conformado para receber um elemento conector previamente fixado a um respectivo extremo da tubulação de combustível, para permitir rápidas e fáceis operações de montagem e desmontagem do filtro em relação à referida tubulação, a qual é usualmente em material flexível, por exemplo, em borracha.

Ocorre que a construção dos usuais bocais extremos provoca, em conjunto com os elementos conectores de engate rápido, montados na tubulação de combustível, uma grande redução da extensão longitudinal disponível para o dimensionamento da carcaça tubular e do elemento filtrante e, conseqüentemente, de sua capacidade de filtração e de sua vida útil, exigindo trocas mais freqüentes.

Além de conduzir a filtros com dimensão longitudinal indesejavelmente reduzida, os conhecidos bocais axiais extremos, do tipo engate rápido, provocam uma relevante perda de carga na passagem do combustível pelo filtro, sobrecarregando a bomba de combustível. Com isso, o progressivo aumento da perda de carga no elemento filtrante, provocada pelo continuado acúmulo de impurezas, somado à perda de carga nos bocais da carcaça, provoca a abertura da válvula da tubulação de retorno da bomba, em uma condição operacional do filtro que, não fosse à elevada perda de carga nos bocais, só viria a ocorrer após um maior período de operação do filtro. Em razão~das características, construtivas dimensionais desses filtros descartáveis conhecidos e da vazão exigida do sistema de alimentação de combustível, esse último passa- em- velocidades- relativamente -elevadas .através do elemento filtrante. Com isso, as impurezas do combustível tendem a penetrar mais intensamente no elemento filtrante e a saturá-lo prematuramente, abreviando a vida útil do filtro e exigindo substituições mais freqüentes. Esses conhecidos filtros de combustível são ainda construídos com sua carcaça formada em duas porções tubulares, cada uma tendo um extremo fechado, provido de um respectivo bocal axial, e um extremo aberto que é hermeticamente fixado, geralmente por adesivo, ao extremo aberto da outra porção de carcaça. Assim, a carcaça é definitiva e permanentemente fechada, com o elemento filtrante já previamente montado em seu interior. Quando completada a vida útil do filtro, ou seja, de seu elemento filtrante, todo o conjunto é descartado, pois não é possível a desmontagem e a substituição do elemento filtrante apenas. Toda a carcaça, formada em material plástico não biodegradável, por exemplo, poliamida, é descartada em conjunto com o elemento filtrante, a cada operação de substituição do filtro. Em resumo, os filtros de linha para combustível apresentam uma carcaça obrigatoriamente descartável em conjunto com o elemento filtrante lacrado em seu interior, uma área de filtragem relativamente reduzida em relação à vazão exigida para o combustível e à dimensão axial dos bocais opostos e de suas conexões à tubulação de alimentação de combustível e ainda uma excessiva e indesejável perda de carga, Sumário da invenção

Em razão dos inconvenientes acima mencionados e associados ao estado da técnica, a presente invenção tem o objetivo de prover um filtro de combustível, a ser aplicado a uma tubulação de alimentação de combustível em diferentes equipamentos e instalações e que permite, por meio—de—uma · "construção "simples,uma . fácil,,-„e -rápida substituição do elemento filtrante apenas, enquanto a carcaça tubular permanece acoplada à tubulação de alimentação- na- qual o filtro é instalado. - _ _ _ __

A presente invenção tem ainda o objetivo de prover um filtro de combustível, tal como acima definido e que apresente uma aumentada capacidade de filtração dentro de um mesmo espaço físico de instalação e ainda perdas de carga relativamente reduzidas, permitindo um substancial aumento da vida útil do elemento filtrante. O filtro em questão é do tipo que compreende: uma carcaça tendo uma parede lateral tubular, uma parede extrema fechada, incorporando um bocal de entrada, e um extremo aberto; uma tampa hermeticamente retida contra o extremo aberto da carcaça e incorporando um bocal de saída; e um elemento filtrante, tubular, tendo uma parede periférica definindo um meio filtrante e sendo alojado no interior da carcaça, para definir, com a parede lateral tubular dessa última, uma câmara anelar de admissão de combustível, dito elemento filtrante tendo um primeiro extremo fechado e um segundo extremo, assentado contra a tampa e comunicando o interior do elemento filtrante com o bocal de saída da tampa.

De acordo com a invenção, a carcaça tem seu extremo aberto provido de uma rosca externa e de um meio de batente contra o qual a tampa é assentada, sendo que pelo menos uma das partes, definidas pelo extremo aberto da carcaça e pela tampa, carrega um meio de vedação assentado contra a outra de ditas partes. 0 filtro compreende ainda uma porca a ser engatada com a referida rosca externa da carcaça e com a tampa, mantendo essa última hermeticamente assentada na carcaça e retida contra o meio de batente.

Com a construção acima mencionada, quando o elemento filtrante completa sua vida útil, basta que a tampa seja desacoplada da carcaça, por meio do simples giro de liberação da porca, para que o elemento filtrante seja retirado do interior "da carcaça~e substituído por um novo elemento filttante, a ser mantido em sua condição operacional, pela simples montagem da tampa no extremo ~ aberto da -carcaça- e do giro de aperto da porca., sobre, a

2 0 rosca externa do extremo aberto da carcaça. Essas

operações, necessárias à substituição do elemento filtrante, são realizadas sem que seja requerido o desacoplamento dos bocais de entrada e de saída em relação aos respectivos trechos da tubulação de alimentação de combustível. Breve descrição dos desenhos

A invenção será descrita a seguir, fazendo-se referência aos desenhos anexos, dados a título de exemplo de uma das possíveis configurações da invenção e nos quais:

3 0 A figura 1 representa uma vista era perspectiva explodida

do filtro objeto da presente invenção;

A figura 2 representa uma vista explodida, em escala ampliada, da tampa e da porção superior da carcaça do conjunto ilustrado na figura 1,- A figura 3 representa uma vista em perspectiva inferior do elemento filtrante;

A figura 4 representa uma vista em corte longitudinal diametral do filtro em questão; A figura 5 representa uma vista em corte transversal do filtro, tomado segundo a linha V-V na figura 4; A figura 6 representa, em escala ampliada, a parte superior do filtro ilustrado na figura 4, com a carcaça e o elemento filtrante mostrados apenas parcialmente; e A figura 7 representa, em escala ampliada, a parte inferior do filtro ilustrado na figura 4, com a carcaça e o elemento filtrante mostrados apenas parcialmente. Descrição da invenção

Conforme já anteriormente comentado, o filtro de combustível em questão é do tipo que compreende uma carcaça 10, construída em qualquer material adequado, tal como poliamida ou mesmo em folha metálica, tendo uma parede lateral tubular 11 e uma parede extrema fechada 12 que incorpora, preferivelmente em peça única', um bocal de entrada 13 projetando-se axialmente para fora da parede extrema fechada 12 e sendo externamente configurado em "espinha de peixe",- para-ser faci-lmente introduzido no interior do adjacente extremo de uma tubulação de alimentação de combustível (não ilustrada) e que é normalmente obtida em borracha ou material semelhante. A carcaça 10 apresenta ainda um extremo aberto 14, oposto à parede extrema fechada 12 e que é preferivelmente definido por um bocal cilíndrico alargado 15, provido de uma rosca externa 16. 0 referido extremo aberto 14 é ainda provido de um meio de batente 17, definido por um degrau anelar 17a, que é formado pelo bocal cilíndrico alargado 15, no interior da parede lateral tubular 11, da carcaça 10.

0 filtro em questão compreende ainda uma tampa 20, hermeticamente retida contra o extremo aberto 14, da carcaça 10 e incorporando, preferivelmente em peça única, um bocal de saída 21 que se projeta axialmente para fora e que é externamente configurado em "espinha de peixe", do mesmo modo e pela mesma razão, já descritos em relação ao bocal de entrada 13 . A construção dos bocais de entrada 13 e de saída 21 em "espinha de peixe" permite sua fácil retenção no interior dos respectivos trechos da tubulação de alimentação de combustível, com o auxílio de simples anéis ou abraçadeiras de aperto (não ilustrados), dispostos em torno dos trechos de tubulação telescopicamente encaixados sobre ditos bocais de entrada 13 e de saída 21.

Conforme ilustrado, a tampa 20, construída em material plástico injetado, tal como poliamida, ou em outro material adequado, incorpora uma saia periférica 22 hermeticamente encaixada no interior do bocal cilíndrico alargado 15 e tendo uma borda extrema 22a assentada contra o meio de batente 17 que, na configuração ilustrada toma a forma do degrau anelar 17a. Deve ser entendido que a tampa 2 0 pode apresentar outras formas que não aquela ilus"trada, desde que possa ser assentada e retida contra um meio de batente 17, definido no extremo aberto 14 da carcaça 10, meio de batente este que pode ser definido de outras maneiras - que não aquela formada _ pelo degrau anelar 17a. Por exemplo, o meio de batente 17 poderia ser definido pela própria borda superior do extremo aberto 14 da carcaça 10.

Ainda de acordo com a construção ilustrada, a saia periférica 22 da tampa 20 é externamente provida de pelo

2 5 menos uma nervura circunferencial 23, alojando um meio de

vedação 30, na forma de um anel elástico, cooperante com a confrontante região do bocal cilíndrico alargado 15. Deve ser entendido que o meio de vedação 3 0 pode ser construído de diferentes maneiras, desde que seja

3 0 carregado por pelo menos uma das partes definidas pelo

extremo aberto 14 da carcaça 10 e pela tampa 20, para ser assentado contra a outra de ditas partes, garantindo a adequada estanqueidade do fechamento do extremo aberto 14, da carcaça 10, pela tampa 20. O bocal cilíndrico alargado 15 pode incorporar uma pluralidade de lingüetas axiais extremas 18, afastadas entre si, e sendo que a tampa 2 0 incorpora uma aba circunferencial externa 24, provida de uma pluralidade de janelas 25, no interior de cada uma das quais é encaixada uma respectiva lingüeta axial extrema 18 do bocal cilíndrico alargado 15, quando da montagem da tampa 20 no extremo aberto 14 da carcaça 10.

0 filtro em questão compreende ainda uma porca 4 0 a ser engatada com a referida rosca externa 16, e com a tampa 20, para manter esta última hermeticamente assentada e retida contra o meio de batente 17, ou seja, para manter uma borda extrema 22a da saia periférica 22 da tampa 20 assentada contra o degrau anelar 17a. A porca 4 0 incorpora, em um extremo oposto ao degrau anelar 17a, uma aba circunferencial interna 41, que é assentada sobre a região periférica da tampa 20, geralmente definida pela aba circunferencial externa 24 da tampa 20, para permitir -que,·—com o aperto ~da porca 40", a " tampa seja -pressionada- contra o meio de batente 17 e aí mantida hermeticamente encaixada pela atuação dos meios de vedação 3 0 contra as COnfrontantes —regiões- internas -do- bocal - cilíndrico, alargado 15 da carcaça 10.

0 filt ro de combustível compreende ainda um elemento filtrante 50, de formato tubular, tendo uma parede periférica 51 cuja espessura radial define um meio filtrante, geralmente obtido em papel de filtro, e através do qual é filtrado o combustível em trajetória radial de fora para dentro.

0 elemento filtrante 50 é alojado no interior da carcaça 10, para com ela definir uma câmara anelar C de admissão de combustível, sendo que o elemento filtrante 50 tem um primeiro extremo 52, fechado e um segundo extremo 53, assentado contra a tampa 2 0 e comunicando o interior do elemento filtrante 50 com o bocal de saída 21 da tampa .

De acordo com a construção preferida e ilustrada, o primeiro extremo 52 do elemento filtrante 50 é fechado por um flange cego 60, geralmente construído em material plástico e formado: por uma porção anelar 61, hermeticamente incorporada, preferivelmente por termo- fusão, ao adjacente extremo da parede periférica 51 do elemento filtrante 50 e carregando projeções axiais espaçadoras 62, assentadas contra a parede extrema fechada 12 da carcaça 10; e por uma porção de calota central 63, arqueada para dentro do elemento filtrante 50 e axialmente alinhada com o bocal de entrada 13. A porção anelar 61 do flange cego 60 define, perifericamente, e em conjunto com uma confrontante porção da parede lateral tubular 11 da carcaça 10, uma comunicação fluida CF entre o bocal de entrada 13 e câmara anelar C de admissão de combustível. 0 flange cego 60 define uma peça única que veda completamente o adjacente primeiro extremo 52 do elemento filtrante 50, tendo sua calota central 63, configurada e

posicionada- de"" modo—a" operar" como_um defletor- para_o-

fluxo de combustível entrante no interior da carcaça 10, di rigindo esse fluxo radialmente para fora, em direção â -região -periférica -do -flange -cego 60 e_ à -comunicação, fluida CF com a câmara anelar C.

Na construção ilustrada, o flange cego 60 apresenta um contorno periférico ligeiramente menor que o contorno periférico interno da confrontante porção da parede lateral tubular 11 da carcaça 10, sendo a comunicação fluida CF entre o bocal de entrada 13 e a câmara anelar C, obtida por uma pluralidade de recessos radiais periféricos 64, providos na referida porção anelar 62, do flange cego 60.

0 segundo extremo 53 do elemento filtrante 50 é fechado por um flange anelar 70, hermeticamente incorporado, preferivelmente por termo-fusão, ao adjacente extremo da parede periférica 51 do elemento filtrante 50. O flange anelar 70, preferivelmente construído em material plástico injetado, carrega projeções axiais espaçadoras 72, assentadas contra a tampa 20, e apresentando um furo central 73, aberto para o interior do elemento filtrante 50 e para o bocal de saída 21, dito flange anelar 70 tendo uma borda periférica 74 assentada, de modo justo e estanque, contra uma confrontante porção interna da saia periférica 22 da tampa 20.

Par garantir a estanqueidade da conexão entre o interior do elemento filtrante 50 e o bocal de saída 21, a tampa 2 0 incorpora um pescoço tubular interno 2 7 que é dimensionado e configurado para ser encaixado, de modo justo, no furo central 73 do flange anelar 70 do elemento filtrante 50, sendo o pescoço tubular interno 27, aberto para o interior do bocal de saída 21 através da tampa 20. Apesar, de a invenção ter sido ilustrada apenas através de uma de suas possíveis concretizações, deve ser entendido que poderão feitas alterações de forma e de disposição das partes componentes, sem que se fuja do conceito construtivo definidos nas reivindicações que acompanham o presente -relatório — ~ —___-· __— - - - —

Claims

1.- Filtro de combustível, compreendendo: uma carcaça (10) tendo uma parede lateral tubular (11), uma parede extrema fechada (12) , incorporando um bocal de entrada (13) , e um extremo aberto (14) ; uma tampa (20) hermeticamente retida contra o extremo aberto (14) da carcaça (10) e incorporando um bocal de saída (21) ; e um elemento filtrante (50) , tubular, tendo uma parede periférica (51) definindo um meio filtrante e sendo alojado no interior da carcaça (10) , para definir, com a parede lateral tubular (11) dessa última, uma câmara anelar (C) de admissão de combustível, dito elemento filtrante (50) tendo um primeiro extremo (52) fechado e um segundo extremo (53) , assentado contra a tampa (2 0) e comunicando o interior do elemento filtrante (50) com o bocal de -saída- (21) da tampa" (2 0) ," dito" filtro sendo "caracter izado- pelo fato de a carcaça (10) ter seu extremo aberto (14) provido de uma rosca externa (16) e de um meio de batente "(17) "contra1 o* qual" a -tampa- (2 0)- é-assentadasendo que, pelo menos uma das partes definidas pelo extremo aberto (14) da carcaça (10) e pela tampa (20) carrega um meio de vedação (30) assentado contra a outra de ditas partes, sendo que o filtro compreende ainda uma porca (4 0) a ser engatada com a referida rosca externa (16) e com a tampa (20) , mantendo essa última hermeticamente assentada na carcaça (10) e retida contra o meio de batente (17).

2.- Filt ro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro extremo (52) do elemento filtrante (50) ser fechado por um flange cego (60) , formado: por uma porção anelar (61) , incorporada ao adjacente extremo da parede periférica (51), e carregando projeções axiais espaçadoras (62), assentadas contra a parede extrema fechada (12) da carcaça (10) ; e por uma porção de calota central (63) , arqueada para dentro do elemento filtrante (50) e axialmente alinhada com o bocal de entrada (13) , dita porção anelar (61) definindo, perifericamente, e em conjunto com uma confrontante porção da parede lateral tubular (11) da carcaça (10) , uma comunicação fluida (CF) entre o bocal de entrada (13) e câmara anelar (C) de admissão de combustível.

3.- Filtro, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a porção anelar (61) do f lange cego (60) apresentar um contorno periférico ligeiramente menor que o contorno periférico interno da confrontante porção da parede lateral tubular (11) da carcaça (10) , sendo a comunicação fluida (CF) entre o bocal de entrada (13) e a câmara anelar (C), obtida por uma pluralidade de recessos radiais periféricos (64) providos na referida porção anelar (61).

4.- Filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de a porção anelar (61) do flange cego (60) ser hermeticamente termo-fundida ao adjacente extremo da parede" periférica" (51) "do" elemento filtrante (50) .

5.- Filtro, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo" fato "de "a carcaça (-10)- ter seu- extremo-aberto (14) definido por um bocal cilíndrico alargado (15) , provido da rosca externa (16) , sendo o meio de batente (17) definido por um degrau anelar (17a), formado pelo bocal cilíndrico alargado (15) , no interior da carcaça (10) , sendo a tampa (20) provida de uma saia periférica (22), hermeticamente encaixada no interior do bocal cilíndrico alargado (15) e tendo uma borda extrema (22a) assentada contra o degrau anelar (17a).

6.- Filt ro, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a saia periférica (22) da tampa (20) ser externamente provida de pelo menos uma ranhura circunferencial (23) , alojando um meio de vedação (30) na forma de um anel elástico, cooperante com a confrontante região do bocal cilíndrico alargado (15).

7.- Filtro, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o bocal cilíndrico alargado (15) incorporar uma pluralidade de lingüetas axiais extremas (18), afastadas entre si, e sendo que a tampa (20) incorpora uma aba circunferencial externa (24) , provida de uma pluralidade de janelas (25) , no interior de cada uma das quais é encaixada uma respectiva lingüeta axial extrema (18) do bocal cilíndrico alargado (15) , quando da montagem da tampa (2 0) no extremo aberto (14) da carcaça (10) .

8.- Filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de a porca (40) incorporar, em um extremo oposto ao degrau anelar (17a), uma aba circunferencial interna (41) assentada sobre uma região periférica da tampa (20).

9.- Filtro, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o segundo extremo (53) do elemento filtrante (50) ser fechado por um flange anelar (70), incorporado ao adjacente extremo da parede periférica (51) do elemento filtrante (50)—e—carregando" projeções- axiais- espaçadoras (72) , assentadas contra a tampa (20) , e apresentando um furo central (73) aberto para o interior "do" elemento filtrante (50)- e-para-o bocal- de' saída .(21) dito flange anelar (70) tendo uma borda periférica (74) assentada, de modo justo e estanque, contra uma confrontante porção interna da saia periférica (22) da tampa (20) . " ■*....

10.- Filtro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a tampa (20) incorporar um pescoço tubular interno (27) encaixado, de modo justo, no furo central (73) do flange anelar (70) do elemento filtrante (50) e aberto para o interior do bocal de saída (21) .

11." Filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de os bocais de entrada (13) e de saída (21) serem externamente configurados em "espinha de peixe".