Patent BR-112015022897-A2 (BR)
Title: válvula de alívio de carretel de estilo de junta de bola de contato esférico para aplicações de filtro
Inventor: L STEVEN CLINE
IPC: B01D27/00
Filed: 2014-03-13
Abstract: válvula de alívio de carretel de estilo de junta de bola de contato esférico para aplicações de filtro [0001] este pedido reivindica prioridade sob 35 usc § 119 (e) para pedido provisional de e.u. de número de série. 61 / 793.850, depositado em 15 de março de 2013, toda a divulgação do qual é aqui incorporada por referência. fundamentos da invenção [0002] campo da invenção [0003] a presente invenção diz respeito a um arranjo de cartucho melhorado utilizável em conexão com um tipo de filtro ou alojamento de fluido total que é muitas vezes referido como um filtro ou alojamento de fluido do tipo rosqueado. [0004] descrição da técnica relacionada [0005] projetos filtro de fluido que estão atualmente disponíveis incluem filtros de fluido vedados por vasilha ou rosqueados. estes tipos de filtros têm componentes feitos de materiais metálicos ou não metálicos que suportam a função principal de filtração utilizando um filtro alojado no interior de uma lata ou alojamento. em tais projetos, é comum a utilização de válvulas de alívio para permitir o fluxo de fluido em condições de frio, condições de início, e quando meios de filtração estão entupidos. tais válvulas de alívio abrem, quando necessário, para permitir a manutenção de um fluxo de óleo ou outro fluido através do filtro em geral a um motor. [0006] patente dos eua 8.361.314 para ahuja et al. divulga um elemento resiliente proporcionando tanto válvula de alívio e funções de suporte de fundo, enquanto a publicação de pedido de patente de e.u. 2010/0288688 a1 a bryson et al., agora patente de e.u. 8.480.885, concedida em 9 de julho de, 2013 divulga um filtro de fluido, incluindo um elemento de válvula permitindo passagem de fluido através a tampa de extremidade de um elemento de filtro de derivação. as divulgações do ahuja et al. ('314) patente e o bryson et al. ('688) publicação são aqui incorporadas por referência na sua totalidade como objeto não essencial. [0007] outros documentos que podem ser de interesse incluem a patente de e.u. 7.473.355 e patente de e.u. 8.221.619, ambas de cline et al., patente de e.u. 7.857.970, patente de e.u. 7.959.804, patente de e.u. 8.152.996, e na patente de e.u. 8.157.989, todos a wright et al., e na patente de e.u. 8.020.580 para ahuja et al. resumo da invenção [0008] em um arranjo de acordo com a presente invenção, um cartucho formando parte de um filtro de fluido inclui um elemento de filtro, uma tampa de extremidade sobrejacente a uma extremidade do elemento de filtro, um tubo central tendo uma extremidade fixada à tampa de extremidade, um elemento de impulsão, e uma válvula de alívio tendo um pistão de válvula com uma cabeça que é enviesada por o elemento de pressão engrenado com um assento de válvula formado por um lado de baixo da tampa de extremidade. o assento de válvula é configurado de modo que tem uma curvatura que é maior do que o da cabeça da válvula de pistão. no arranjo particular divulgado, a tampa de extremidade é uma primeira tampa de extremidade, e uma segunda tampa de extremidade se sobrepõe a outra extremidade do elemento de filtro axialmente oposta à primeira tampa de extremidade e também é fixada ao tubo central. preferencialmente, pelo menos um dentre o tubo central e o pistão de válvula define um piloto de dependência para suportar uma extremidade do elemento de pressão. um processo no qual um cartucho de filtro ou de acordo com a invenção pode ser montado também é descrito. [0009] uma válvula de alívio, configurado desta forma, pode ser simplesmente feita de partes de plástico moldado de alta qualidade, e é adequado para utilização com óleo, combustível, fluido de transmissão, e outros tipos de fluidos utilizados em automóveis, industrial, químico, farmacêutico, e outras aplicações . breve descrição das figuras [00010] a figura 1 é uma ilustração em corte transversal de uma modalidade de um cartucho de filtro ou um filtro de fluido tendo um arranjo de válvula de alívio de acordo com a invenção. [00011] a figura 2 ilustra uma maneira na qual o filtro ou o cartucho ilustrado na figura 1 pode ser montado. [00012] as figuras 3 e 4 ilustram de balançamento ou pivotação do pistão de válvula em relação a um eixo de cartucho de filtro longitudinal. descrição detalhada da invenção [00013] a figura 1 é uma ilustração em corte transversal de uma modalidade de um arranjo de válvula de alívio de acordo com a invenção, quando incorporada em um elemento de filtro de fluido ou cartucho 10. os termos "fluido", "líquidos" e "óleo" são usados ??alternadamente aqui, mas é possível utilizar o cartucho de filtro 10 da invenção, em conexão com outros fluidos ou líquidos do que óleo quando desejado. deve entender-se que o cartucho 10, mostrado na figura 1 é utilizado em conexão com um filtro de fluido total tendo o elemento de filtro ou o cartucho 10 vedado no interior de uma vasilha ou alojamento. este tipo de filtro de fluido geral ou alojamento é muitas vezes referido como um filtro ou alojamento de fluido do tipo rosqueado, e é usado, por exemplo, numa aplicação de motor de combustão interna estacionária de veículos automotivos requerendo lubrificação de óleo contínua para partes móveis, com óleo filtrado continuamente fornecido através do filtro de fluido num circuito de lubrificação. [00014] o cartucho 10 ilustrado inclui um elemento de filtro 12 localizado entre uma primeira tampa de extremidade 14 e uma segunda tampa de extremidade 16. a primeira tampa de extremidade 14 inclui uma seção central anular 18, uma seção de suporte 20 que se estende radialmente para fora a partir da seção central 18, e um flange vertical circunferencial 22 (ou vários flanges, se desejado) disposto na porção radialmente mais externa da secção de suporte 20. a segunda tampa de extremidade 16, de forma semelhante, inclui uma seção anular central 24, uma secção de suporte 26 que se estende radialmente para fora a partir da secção central 24, e um flange vertical circunferencial 28 (ou vários flanges, se desejado) disposto na porção radialmente mais externa da seção de suporte 26. [00015] um tubo central poroso 30 se estende ao longo de um eixo longitudinal 32 do cartucho de filtro 10. em uma disposição particular mostrada na figura 1, a superfície interior do tubo 30 tem um primeiro canal circunferencial 34 adjacente a uma extremidade axial do tubo 42 e um segundo canal circunferencial 36 adjacente a uma extremidade de tubo axial oposta 44. estes canais circunferenciais 34 e 36 recebem protusões exteriores circunferenciais 38 e 40 nas seções centrais de tampa de extremidade 18 e 24, respectivamente, para prover conexões de encaixe de agarre entre o tubo central 30 e a tampas de extremidade 14 e 16. se desejado, é claro, o canal e protusões podem ser dispostas de forma diferente, com canais localizadas nas seções de tampa 18 e 24 e protusões providas no tubo central. outros tipos de conexões entre o tubo central 30 e a tampas de extremidade 14 e 16 poderiam também ser usadas. a seção central 18 da primeira tampa de extremidade 14 mostrada também inclui um canal abrindo para o exterior 19 utilizável para facilitar conexão do cartucho 10 do filtro de fluido ou outra estrutura de montagem com a qual o cartucho é usado. [00016] numa localização escolhida entre as suas extremidades axiais, o tubo central 30 é provido com uma parede transversal 46 que divide o volume interior do tubo 30 para uma câmara de válvula 48 e uma câmara de descarga de fluido 50. no estado totalmente montado ilustrado na figura 1, a haste 52 de um pistão ou carretel de válvula 54 (a seguir referido como um pistão de válvula) estende-se através e pode retribuir dentro de um orifício central 56 na parede transversal 46. uma passagem de fluido auxiliar, ou, como mostrado, uma pluralidade de tais passagens de fluido auxiliar 58, também são providos na parede 46. fluido pode, adicionalmente, fluir através de uma folga (não indicado), disposta entre a parte externa da haste 52 e o interior do orifício 56. tal como mostrado, uma mola de bobina ou outro tal elemento de pressão 60 é disposto entre a parede transversal 46 e uma cabeça 62 do pistão de válvula 54 para inclinar uma superfície de engrenamento 64 da cabeça 62 em confinamento com o assento de válvula 66, com uma face aberta, formada por um lado de baixo da seção central anelar 24 da segunda tampa de extremidade 16. a cabeça de pistão da válvula 62 e o assento de válvula 66, em conjunto, formam uma válvula de alívio operando para permitir o fluxo de fluido em torno do elemento de filtro 12 em certas situações. [00017] a superfície de engrenamento 64 e o assento de válvula 66 são ambos aproximadamente esféricos, mas a face de assentamento aberta provida pelo assento de válvula 66 tem uma curvatura ligeiramente maior do que o raio ou curvatura da superfície de engrenamento 64. como um resultado, a superfície de engrenamento 64 e o assento de válvula 66 são capazes de cooperar e prover uma vedação constante, mesmo quando vibrações ou outras entradas produzem bastante balanço extremo do pistão da válvula 54 em relação ao assento de válvula 66. um piloto vertical 68, formado por projeções ou, como ilustrado, um flange anular, envolve o orifício central 56 na parede 46, enquanto que um piloto de dependência 70, novamente formado por projeções ou, como ilustrado, um colar anular, envolve uma porção da haste de pistão de válvula 52 adjacente a uma parte de baixo da cabeça de pistão de válvula 62. estes pilotos ajudam extremidades de suporte da mola 60, servem para guiar movimento do pistão de válvula 54, ajudam a evitar balanço do pistão de válvula 54, e manter o contato de vedação entre a superfície de engrenamento 64 e o assento de válvula 66, independentemente de os erros de posicionamento. [00018] deve entender-se que, em funcionamento, o fluido a ser filtrado passa principalmente radialmente através do elemento de filtro 12 a partir de fora para dentro, e que a válvula de alívio formada pela cabeça de pistão 62 e o assento de válvula 66 permite o óleo ou outro fluido a fluir em torno o elemento de filtro 12 quando o elemento de filtro está entupido ou o sistema torna-se extra pressurizado devido a uma falha do regulador de pressão ou temperatura de arranque a frio. após deslocamento da superfície 64 do assento de válvula 66, nestas condições, um orifício 67 na segunda seção central de tampa de extremidade 24 é aberto, permitindo que o fluido passe para dentro da câmara de válvula 48, através das passagens 58 e a folga entre a haste 52 e o orifício 56, para dentro da câmara de descarga de fluido 50, e para fora do elemento de filtro de fluido ou cartucho 10 através da secção central anular 18 da primeira tampa de extremidade. [00019] a rigidez da mola ou outro elemento de pressão 60 é de preferência definida de forma que a válvula de alívio será aberta às pressões de rachaduras especificadas para atender às necessidades de fluxo em classificações de pressão especificadas pelo projeto. a válvula de alívio também deve ser robusta o suficiente para não vazar a pressões 60% -70% mais baixas do que classificações de pressão de rachadura. pressões máximas válvula de alívio, por outro lado, não devem aumentar mais de 50% das avaliações com elevados aumentos de fluxo através das válvulas. mais uma vez, os formatos da superfície de engrenamento da cabeça de pistão aproximadamente esférica e o raio, um pouco maior, aberto, face de assentamento aproximadamente esférica exibida pelo assento de válvula 66, o qual por si só não impede fluxo, provê uma vedação constante, mesmo sob extremo balanço do pistão de válvula 54. [00020] a figura 2 ilustra uma forma na qual o cartucho 10 ilustrado na figura 1 pode ser montado. inicialmente, uma extremidade do elemento de pressão 60 é colocado sobre o piloto vertical 68 provido na parede transversal 46 no tubo central 30, e a haste do pistão de válvula 52 é inserido através de ambos o elemento de pressão 60 e do orifício central 56 na parede transversal 46. uma superfície chanfrada 72 na extremidade de cada uma de uma pluralidade de pernas de dependência 74 formando parte do pistão de válvula 54 facilita deflexão das pernas e 74 inserção da haste de pistão de válvula através do orifício 56. uma vez que extremidades das pernas 74 tenham passado através do orifício 56 para uma extensão suficiente, as pernas 74 voltar a se encaixar nas posições não deflectidas. os elementos de pressão 60 forçam superfícies de confinamento 78 nas pernas 74 para engrenar um lado inferior da parede transversal 46, retendo assim o pistão de válvula 54 em posição. por meio do canal 36 e a protusão 40, a tampa de extremidade 16 pode, em seguida, ser presa de forma segura no lugar. enquanto isto ocorre, o contato entre a superfície de engrenamento 64 e o assento de válvula 66 desloca as superfícies de confinamento 78 para longe da parte inferior da parede transversal 46, e em posição de utilização. [00021] as figuras 3 e 4 ilustram o grau no qual o pistão de válvula 54 pode balançar ou pivotar relativamente ao eixo de cartucho de filtro longitudinal 32. uso de um elemento de pressão 60 com rigidez adequada ajuda a limitar balanço ou pivotação do pistão de válvula 54, embora as configurações da superfície de engrenamento cooperando 64 e a face de assentamento aberta provida pelo assento de válvula 66 também ajuda a manter o balanço ou pivotação para uma valor aceitável igual ou inferior a cerca de 5 ° em relação ao eixo de cartucho de filtro longitudinal 32. [00022] a divulgação anterior foi apresentada apenas para ilustrar a invenção e não se destina a ser limitativa. uma vez que as modificações das modalidades divulgadas que incorporam a substância e espírito da invenção podem ocorrer às pessoas versadas na técnica, a invenção deve ser interpretada no sentido de incluir tudo dentro do âmbito das reivindicações anexas e seus equivalentes. reivindicações 1. cartucho formando parte de um filtro de fluido caracterizado pelo fato de que compreende: um elemento de filtro, uma tampa de extremidade sobrejacente uma extremidade do elemento de filtro, um tubo central tendo uma extremidade fixada à tampa de extremidade, um elemento de pressão, e uma válvula de alívio tendo uma cabeça de um pistão da válvula, a cabeça do pistão de válvula sendo inclinado pelo elemento de pressão para engrenamento com um assento de válvula formado por um lado de baixo da tampa de extremidade, em que o assento de válvula tem uma curvatura que é maior do que a da cabeça do pistão de válvula. 2. cartucho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tampa de extremidade é uma primeira tampa de extremidade, e adicionalmente compreende uma segunda tampa de extremidade sobrejacente outra extremidade do elemento de filtro axialmente oposta à primeira tampa de extremidade e fixada à outra extremidade do tubo central. 3. cartucho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o tubo central e o pistão de válvula define um piloto de dependência para suportar uma extremidade do elemento de pressão. 4. cartucho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o piloto é definido sobre o pistão de válvula adjacente à cabeça de pistão de válvula. 5. cartucho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o piloto é formado por um flange. 6. cartucho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o flange é anular. 7. cartucho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o piloto é definido numa parede transversal do tubo central adjacente a um orifício central na parede transversal através da qual o pistão da válvula se prolonga. 8. cartucho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o piloto é formado por um flange. 9. cartucho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o flange é anular. 10. cartucho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pistão de válvula inclui pernas de dependência incluindo superfícies de confinamento engatáveis com a parede transversal para reter o pistão de válvula dentro do orifício central. 11. cartucho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o piloto definido sobre o pistão de válvula é um primeiro piloto, e adicionalmente compreende um segundo piloto definido numa parede transversal do tubo central adjacente a um orifício central na parede transversal através do qual o pistão da válvula se estende. 12. cartucho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo piloto é formado por um flange. 13. cartucho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o flange é anular. 14. cartucho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pistão de válvula inclui pernas de dependência incluindo superfícies de confinamento engatável com uma parede transversal do tubo central. 15. cartucho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pistão de válvula inclui pernas de dependência incluindo superfícies de confinamento engatável com uma parede transversal do tubo central. 16. cartucho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o pistão de válvula inclui pernas de dependência incluindo superfícies de confinamento engatável com uma parede transversal do tubo central. 17. processo de montagem de componentes do cartucho para um filtro de fluido em conjunto, o cartucho incluindo um elemento de filtro, uma tampa de extremidade sobrejacente uma extremidade do elemento de filtro, um tubo central tendo uma extremidade fixada à tampa de extremidade, um elemento de pressão, e uma válvula de alívio tendo uma cabeça de um pistão da válvula, a cabeça do pistão da válvula sendo inclinada pelo elemento de pressão para engrenar com um assento de válvula formado por um lado de baixo da tampa de extremidade que tem uma curvatura que é maior do que a da cabeça do pistão de válvula, o tubo central tendo uma parede transversal, através da qual o pistão de válvula estende-se que define um piloto de dependência para suportar uma extremidade do elemento de pressão, o processo caracterizado pelo fato de que compreende: encaixe de uma extremidade do elemento de pressão através do piloto de dependência da parede transversal inserir a haste de pistão de válvula por meio de tanto o elemento de pressão e o orifício central na parede transversal, e engrenar um lado inferior da parede transversal com superfícies de confinamento com as pernas do pistão de válvula para reter o pistão de válvula em posição dentro do tubo central. 18. processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: engrenar o lado de baixo da tampa de extremidade e a cabeça do pistão da válvula, e fixar a tampa de extremidade no lugar do tubo central, enquanto deslocando as superfícies de confinamento para longe da parte de baixo da parede transversal. 19. processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a tampa de extremidade atua contra uma inclinação do elemento de pressão quando a tampa de extremidade é fixada no lugar. resumo válvula de alívio de carretel de estilo de junta de bola de contato esférico para aplicações de filtro um cartucho formando parte de um filtro de fluido inclui um elemento de filtro, uma tampa de extremidade sobrepondo-se uma extremidade do elemento de filtro, um tubo central tendo uma extremidade fixada à tampa de extremidade, um elemento de pressão, e uma válvula de alívio tendo um pistão de válvula com uma cabeça que é inclinada pelo elemento de pressão em engrenamento com um assento de válvula formado por um lado de baixo da tampa de extremidade. o assento de válvula é configurado de modo que ele tem uma curvatura que é maior do que o da cabeça do pistão da válvula. na disposição particular descrita, uma segunda tampa de extremidade se sobrepõe a outra extremidade do elemento de filtro, axialmente oposto a mencionada tampa de extremidade, e também é fixada ao tubo central. preferencialmente, pelo menos um dentre o tubo central e o pistão de válvula define um piloto de dependência para suportar uma extremidade do elemento de pressão. 1/7 4/3 1/1