FILTRO CON APARATO PARA LIMPIEZA DE FILTRO.

Un aparato de filtro, que incluye: una carcasa (205) que tiene una entrada (210) para recibir fluido sucio y una salida - (215) para liberar fluido filtrado,

un filtro (225) dentro dicha carcasa (205) para remover contaminantes del fluido, un elemento de limpieza de filtro (230) dentro de dicha carcasa (205) para remover contaminantes acumulados de dicho filtro (225) una zona de presión relativamente balanceada dentro de dicha carcasa (205), dicho - elemento de limpieza (230) se posiciona dentro de dicha zona, dicho elemento de limpieza de filtro (230) es capaz de moverse axialmente dentro de dicha zona a través de áreas de dicho filtro (225) en la que dichos contaminantes se han acumulado para remover dichos contaminantes de dichas áreas, sin sustancialmente ninguna presión de fluido longitudinal/ axial neto ejercida sobre - dicho elemento de filtro de limpieza (230), en donde dicha zona de presión balanceada incluye una primera cámara (420) que recibe un primer extremo (413) de dicho elemento de limpieza (230) y una segunda cámara (421) que recibe un segundo extremo (414) de dicho elemento de limpieza (230), y - dicha zona de presión balanceada incluye adicionalmente medios de balanceo de presión (405) que se comunican entre dicha primera cámara (420) y dicha segunda cámara (421) para equilibrar sustancialmente la presión en aquellas cámaras (420, 421), caracterizadas porque dichos medios de presión de balanceo (405) incluyen un pasaje - interno (410) a través de dicho elemento de limpieza de filtro (230) que conecta dicha primera cámara (420) y dicha segunda cámara (421)

Esta invención se relaciona de manera general con filtros, y más específicamente con

ºº métodos y aparatos mejorados para limpiar automáticamente un elemento de filtro. SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud reivindica la prioridad para las Solicitudes de Patente Estadounidense pendientes No. 10/494,237 presentada bajo el 35 U.S.C §371 en mayo 3, 2004, que reivindica la prioridad para el PCT/US02/35349 presentada en noviembre 4, 2002, que reivindica la prioridad para

ººº la Solicitud de Patente Estadounidense No. de Serie 60/338,513, presentada en noviembre 2,2001, ahora abandonada. Los contenidos de cada una de las solicitudes mencionadas anteriormente y de cualquier otra patente Estadounidense u otra referencia, si la hay, citada en esta solicitud, se incorporan aquí como referencia. ANTECEDENTE DE LA INVENCIÓN

ººº Los filtros de la técnica anterior incluyen carcasas alrededor de los elementos de filtro, y algunas incluyen elementos de limpieza montados dentro de la carcasa para remover periódicamente residuos y contaminantes de los elementos de filtro. Ejemplos de métodos y sistemas de la técnica anterior se ilustran en las Figuras 1A y 1B. Generalmente, el agua sucia u otros fluidos ingresan al ensamble a través de una entrada “sucia”, pasan a la porción central del ensamble de filtro, y luego se

ººº filtra al pasar radialmente hacia fuera a través de un elemento de filtro cilíndrico. Durante uso, el área de filtro de alta presión se “separa” de una porción de descarga a baja presión del ensamble mediante un divisor o tabique de separación.

En estos dispositivos, cuando el filtro se atasca o ensucia mucho, se abre una válvula en la salida de descarga para “limpiar” o “vaciar” el filtro. La válvula se puede accionar, por ejemplo,

ººº cuando el sistema alcanza un diferencial de presión predeterminado entre la entrada sucia y la salida limpia. El diferencial se monitorea típicamente mediante sensores, y esa diferencia aumenta normalmente cuando los materiales filtrados se recolectan en el interior del elemento de filtro.

En sistemas tal como se ilustra en las Figuras 1A y 1B, se proporciona limpieza con vacío mediante relativamente baja presión en la salida de descarga (cuando se abre la válvula de descarga).

ººº Esa baja presión se comunica a través de un ensamble de motor conectado a rotores de vacío. Las entradas de rotor se posicionan cerca al elemento de filtro. La relativamente baja presión en la salida de descargas crea un vacío que succiona los residuos o acumulaciones formadas en el interior del filtro que crecen a través de los rotores de vacío, salen del ensamble de motor, y finalmente pasan a través de la salida de descarga/limpieza. El flujo de fluido mencionado anteriormente genera un empuje en

ººº las salidas del ensamble de motor que gira el motor y el ensamble completo conectado a este. El ensamble giratorio incluye los rotores de vacío, que (al girar) pasan sobre y “limpian el vacío” en por lo menos alguna porción de la superficie interior del elemento de filtro.

Los sistemas de la técnica anterior tiene varios inconvenientes. Entre otras cosas, aunque los sistemas, tal como se ilustra en la Figura 1A, tienen rotores de vacío calibrados y posicionados para

ººº cubrir sustancialmente toda la superficie del filtro dentro de una única rotación de 360 grados, aquellos rotores requieren válvulas grandes y grandes flujos correspondientes de fluido para proporcionar suficiente succión de vacío para limpiar satisfactoriamente el filtro.

Los sistemas tal como en la Figura 1B utilizan normalmente válvulas más pequeñas, pero no proporcionan un ciclo de limpieza “controlado” que limpie confiablemente la superficie completa del

ººº filtro. En cambio, el ensamble de los rotores y motor de vacío de la Figura 1B no solo rotan durante la

limpieza sino también cruzan axialmente desde una posición más a la derecha (tal como se muestra en la Figura 1B) hasta la izquierda (no mostrado). Se proporciona un ajuste hermético 25 entre el tabique de separación y el ensamble de motor, que permite al motor girar dentro del tabique pero también permite una “purga” de presión que pasa por el ajuste hermético 25. Cuando se abre la salida de

ºº descarga, el área de alta presión adyacente al filtro se puede graduar a través del ajuste hermético en el área de baja presión, equilibrando eventualmente aquellas dos presiones. Sin embargo, hasta que se equilibra la presión, la mayor presión tiende a forzar el ensamble de motor/rotor a la izquierda.

Este movimiento a la izquierda se impide en algún grado mediante fluido relativamente no comprimible en un cilindro 20. Para permitir algún movimiento a la izquierda, la abertura de la salida

ººº de descarga se coordina con la abertura de un puerto de purga pequeño 28 en el extremo de un cilindro

20. Este puerto de purga abierto 28 permite un pistón 22 en el cilindro 20 (tal pistón se conecta al ensamble de motor/rotor) para moverse hacia la izquierda cuando fuerza al agua a salir por el puerto de purga 28.

Una vez se ha equilibrado la presión, se cierran el puerto de purga 28 y la salida de descarga,

ººº y la mayor área de superficie efectiva en el lado izquierdo del ensamble de motor/rotor fuerza al ensamble a moverse de nuevo a la derecha. Durante esa porción del ciclo, no hay acción de vacío en las entradas del rotor, de tal manera que el filtro no se limpia. Dicho de otra forma, la única “limpieza” que ocurre es durante el paso sencillo de derecha a izquierda. Dependiendo del diferencial de presión, la condición de varios sellos y áreas de ajuste, y otros factores, cuyo movimiento de paso sencillo de

ººº derecha a izquierda puede ocurrir tan rápidamente que es incierto que las entradas del rotor pasen sobre toda la superficie interior del filtro. Aquellas áreas permanecen sucias, reduciendo la eficiencia y el desempeño del filtro, y requiriendo ciclos de limpieza más frecuentes (aunque menos eficiente).

Ejemplos de un aparato de filtro conocidos se describen en la WO 031039711 A1 y se ilustran en las Figuras 2-11. En la WO 031039711 A1 se describe un aparato de filtro de acuerdo con

ººº el preámbulo de la reivindicación 1. Es contra este antecedente, y las limitaciones y problemas asociados con este, que se ha desarrollado la presente invención.

Por lo tanto, es un objeto de la invención proporcionar métodos y aparatos mejorados para limpiar un elemento de filtro. En la realización preferida, se pueden utilizar flujos de fluido y válvulas

ººº relativamente más pequeñas para vaciar el interior de la superficie del filtro en una forma muy controlada, para asegurar que toda la superficie se limpie, y se pueda utilizar un aparato de balaceo o desfase de presión para reducir el desgaste de los componentes y mejorar su desempeño. Igual que los dispositivos de la técnica anterior, los métodos y aparatos se pueden automatizar a través de sensores y similares.

ººº Para lograr esto, el aparato de filtro de la invención se caracteriza por los rasgos reivindicados en la parte caracterizante de la reivindicación 1. Otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente especificación

y los dibujos acompañantes, que solo tienen el propósito de la ilustración. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

ººº La Figura 1A es una vista en perspectiva parcialmente seccionada de un dispositivo de la

técnica anterior; La Figura 1B es una vista seccionada de otro dispositivo de la técnica anterior; La Figura 2 es una vista seccionada de un dispositivo de la técnica anterior en la WO

03/039711 A1;

ººº La Figura 3 es una vista agrandada de una porción del extremo derecho de la Figura 2; La Figura 4 es una vista agrandada de una porción del extremo izquierdo de la Figura 2;

La Figura 5 es una vista de una sección parcialmente seccionada de uno de los muchos dispositivos alternos de la técnica anterior en la WO 03/039711 A1;

La Figura 6 es una vista de extremo del dispositivo de la Figura 5, tomado a lo largo de la

ºº línea 6-6 en la Figura 5; La Figura 7 ilustra algunos de los detalles internos del ensamble de la Figura 5;

La Figura 8 es una vista de extremo tomada a lo largo de la línea 8-8 en la Figura 7; La Figura 9 ilustra detalles internos adicionales del ensamble de las Figuras 5 y 7;

La Figura 10 es una...

1. Un aparato de filtro, que incluye: una carcasa (205) que tiene una entrada (210) para recibir fluido sucio y una salida

ºº (215) para liberar fluido filtrado, un filtro (225) dentro dicha carcasa (205) para remover contaminantes del fluido, un elemento de limpieza de filtro (230) dentro de dicha carcasa (205) para remover

contaminantes acumulados de dicho filtro (225) una zona de presión relativamente balanceada dentro de dicha carcasa (205), dicho

ººº elemento de limpieza (230) se posiciona dentro de dicha zona,

dicho elemento de limpieza de filtro (230) es capaz de moverse axialmente dentro de dicha zona a través de áreas de dicho filtro (225) en la que dichos contaminantes se han acumulado para remover dichos contaminantes de dichas áreas, sin sustancialmente ninguna presión de fluido longitudinal/ axial neto ejercida sobre

ººº dicho elemento de filtro de limpieza (230),

en donde dicha zona de presión balanceada incluye una primera cámara (420) que recibe un primer extremo (413) de dicho elemento de limpieza (230) y una segunda cámara (421) que recibe un segundo extremo (414) de dicho elemento de limpieza (230), y

ººº dicha zona de presión balanceada incluye adicionalmente medios de balanceo de presión (405) que se comunican entre dicha primera cámara (420) y dicha segunda cámara (421) para equilibrar sustancialmente la presión en aquellas cámaras (420, 421),

caracterizadas porque dichos medios de presión de balanceo (405) incluyen un pasaje

ººº interno (410) a través de dicho elemento de limpieza de filtro (230) que conecta dicha primera cámara (420) y dicha segunda cámara (421).

2. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha zona de presión balanceada (420, 421) proporciona sustancialmente ninguna presión de fluido longitudinal en dicho elemento de limpieza (230) cuando dicho elemento (230) es

ººº relativamente estacionario y no es recíproco.

3. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de balanceo de presión (405) incluyen adicionalmente una ruta tubular (212, 297) externa a dicho elemento de limpieza (230), que conecta dicha primera cámara (420) y dicha segunda cámara (421).

ººº 4. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer extremo

(413) y dicho segundo extremo (414) de dicho elemento de limpieza (230) tienen una sección transversal efectiva sustancialmente igual una a la otra, con lo cual dichos medios de balanceo de presión (405) son efectivos para evitar sustancialmente cualquier presión que pueda existir dentro de dicha primera cámara (420) o dicha segunda cámara

ººº (421) a ser ejercida longitudinalmente en dicho elemento de limpieza (230).

5. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido es aire.

6. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera y segunda cámaras (420, 421) se sellan sustancialmente alrededor de sus extremos respectivos (413, 414) de dicho elemento correspondiente (230) de tal manera que dicho elemento

ººº correspondiente (230) actúa como un pistón allí durante la reciprocidad, dicho primero

y segundo extremos (413, 414) de dicho elemento correspondiente (230) configurado para tener sustancialmente la misma área de presión longitudinal efectiva en cada extremo en el que cualquier presión longitudinal actúa, de tal manera que cuando dicho elemento correspondiente (230) se mueve longitudinalmente, dicho pasaje interno (410)

ºº equilibra sustancialmente la presión en dicha primera y segunda cámaras (420, 421).

7. El aparato de filtro de la reivindicación 6, caracterizado porque dicho elemento de limpieza (230) se posiciona dentro de un filtro presurizado (225), y dichos medios de balanceo de presión (405) eliminan sustancialmente cualquier presión longitudinal neta en dicho elemento de limpieza correspondiente (230).

ººº 8. Un método para filtrar fluido que incluye las etapas de:

proporcionar un aparato de filtro de la reivindicación 1, bombear el fluido objeto a través de dicho aparato a través de la entrada (210), el filtro (225) y la salida (215), y accionar periódicamente dicho elemento de limpieza correspondiente

(230) para remover residuos acumulados de dicho filtro (225).

ººº 9. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento de limpieza (230) es un elemento similar a pistón correspondiente (230), dicho primer extremo (413) y dicho segundo extremo (414) se conecta operativamente

uno al otro de tal manera que ellos se mueven longitudinal y sustancialmente al unísono con el otro, dicho elemento correspondiente (230) se configura de tal

ººº manera que la reciprocidad longitudinal de dicho elemento (230) provoca que cada extremo (413, 414) actúe sustancialmente como un pistón dentro de su cámara respectiva (420, 421), dicho pasaje de comunicación (410) entre dicha primera y segunda cámaras (420,421) permiten el movimiento de la materia entre las cámaras 429, 421) en respuesta a la reciprocidad longitudinal de dicho

ººº elemento correspondiente (230).

10. El aparato de filtro de la reivindicación 9, caracterizado porque incluye adicionalmente medios giratorios (270) para hacer que el elemento similar a pistón correspondiente

(230) gire alrededor de su eje longitudinal durante la reciprocidad de dicho elemento (230), y en el que la materia movida entre las cámaras (420, 421) es aire.

ººº 11. El aparato de filtro de la reivindicación 10, caracterizado porque incluye adicionalmente brazos de limpieza (235) posicionados en dicho elemento similar a pistón correspondiente (230), dichos brazos de limpieza (235) se posicionan para remover los residuos acumulados del elemento de filtro (225) durante dicha rotación y reciprocidad.

12. El aparato de filtro de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento de

ººº limpieza de filtro (230) se configura para moverse a lo largo de un eje longitudinal cuando limpia dicho filtro (225), dicho desplazamiento longitudinal hace que dichos primeros y segundos extremos (413, 414) actúen como pistones dentro de sus cámaras respectivas (420, 421), dichos primeros y segundos extremos (413, 414) se configuran para proporcionar un área de presión longitudinal efectiva dentro de sus cámaras

ººº respectivas (420, 421) que es aproximadamente igual,

dichos medios de balanceo de presión (405) equilibran sustancialmente la presión dentro de la primera y segunda cámaras (420, 421).

13. El aparato de filtro de la reivindicación 12, caracterizado porque dichos medios de equilibrio de presión (405) incluyen tubería (410) conectada entre dicha primera y

ººº segunda cámaras (920,421).