DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA CONEXIÓN DE SECCIONES DE CARCASA EN FILTROS PARA PARTÍCULAS DE HOLLÍN.

Dispositivo para la conexión de secciones de carcasa adyacentes (5a,

5b) en filtros para partículas de hollín, en que cada una de dichas secciones de carcasa (5a, 5b) comprende una zona extrema conectable con un extremo de sección de carcasa (20a, 20b) y con una envoltura cilíndrica (7a, 7b), y en que cada una de dichas zonas extremas comprende estructuras de sujeción para una brida tensora (17) apta para conectar entre sí zonas extremas colindantes de las secciones de carcasa adyacentes (5a, 5b),caracterizadoporque las estructuras de sujeción están dispuestas con separación axial respecto a los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b), porque las zonas extremas de las secciones de carcasa adyacentes (5a, 5b) comprenden entre las estructuras de sujeción y los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b) una envoltura cilíndrica (7a, 7b), y porque estas zonas extremas son susceptibles de ser conectadas de forma axialmente colindante entre sí, libre de traslape.

Dispositivo y procedimiento para la conexión de secciones de carcasa en filtros para partículas de hollín.

La presente invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para la conexión de secciones de carcasa en filtros para partículas de hollín así como a una brida tensora según el preámbulo de las reivindicaciones 1, 6 y 7.

En vehículos con motores de combustión se utilizan de manera creciente filtros y catalizadores para el tratamiento posterior de los gases de escape. Con ello puede reducirse considerablemente la carga del medio ambiente con productos dañinos tales como partículas de hollín, hidrocarburos, monóxido de carbono u óxidos azoicos. Para el tratamiento posterior de gases de escape Diesel se conocen también filtros para partículas de hollín que actúan catalíticamente, en los cuales las partículas de hollín son primero depositadas en la superficie del filtro y luego - cuando la temperatura es suficientemente elevada - son transformadas catalíticamente. Filtros y catalizadores comprenden por regla general un soporte cerámico o monolito, provisto de un denominado Wash-coat para la ampliación de la superficie. Este monolito está alojado en una carcasa metálica, denominada Canning, que está incorporada fijamente en el conducto de gases de escape.

En filtros para partículas Diesel la combustión de las partículas no suele producirse de manera totalmente libre de residuos. Aditivos contenidos en el aceite del motor y en el combustible Diesel pueden dar lugar, con el tiempo, a un depósito de cenizas en el filtro. También la abrasión metálica en el motor da lugar a la formación de cenizas. Estas aumentan la contrapresión a los gases de escape del filtro y con ello el consumo de combustible. Por consiguiente, los filtros para partículas de hollín precisan ser mantenidos o limpiados regularmente, por ejemplo anualmente o al alcanzarse un determinado tiempo de marcha. A tal fin deben poderse separar los filtros para partículas de hollín del conducto de gases de escape y volverse a conectar de nuevo después de la limpieza.

Por la DE 20012812 U1 se conoce un dispositivo de limpieza de gases de escape comprendiendo una carcasa constituida por una pluralidad de módulos cilíndricos, en la cual en al menos uno de dichos módulos está incorporada una unidad de filtro. Los distintos módulos pueden estar enchufados entre sí o bien unidos entre sí mediante elementos de fijación a modo de brida. En el caso de carcasas metálicas está prevista una soldadura de los módulos para su fijación mutua. Dado que los módulos de carcasa están soldados entre si, la unidad de filtro puede extraerse únicamente si la carcasa es cortada. Incluso sin soldadura requieren bridas, que sobresalgan exteriormente de la carcasa, mucho espacio. En el caso de módulos de carcasa insertados axialmente entre si se requiere también espacio y libertad de movimientos en el sentido axial de la carcasa, con el fin de que los distintos módulos puedan ser separados entre sí.

Por la WO 03/002306 A2 se conoce una conexión de carcasa para la unión de secciones de carcasa tubulares en un sistema de gases de escape con un filtro para partículas de hollín. Las secciones de carcasa cilíndricas comprenden, a reducida distancia axial de sus extremos, sendas nervaduras circundantes que sirven de tope para una mordaza tensora. Las nervaduras pueden estar configuradas directamente en las secciones de carcasa o, alternativamente, en adaptadores que vayan soldados en la zona extrema a las secciones de carcasa cilíndricas. Las secciones de carcasa unidas entre sí presentan diámetros ligeramente distintos y se traslapan axialmente.

Constituye la finalidad de la presente invención proporcionar un dispositivo y un procedimiento para la obtención de una conexión nuevamente liberable de secciones de carcasa de filtros para partículas de hollín. Una ulterior finalidad de la invención consiste en permitir una sencilla extracción y reinserción de una unidad de filtro en un conducto de gases de escape, incluso aunque las condiciones de espacio sean reducidas. Una ulterior finalidad de la invención consiste en realizar el dispositivo de fijación de forma insensible a vibraciones y a contrapresiones a los gases de escape.

Estas finalidades se consiguen mediante un dispositivo y un procedimiento para la conexión de secciones de carcasa en filtros para partículas de hollín así como una brida tensora según las características de las reivindicaciones 1, 6 y 7.

El dispositivo según la invención comprende una carcasa cilíndrica de varias partes, presentando las distintas secciones de carcasa, en la superficie envolvente y en la zona de los extremos frontales, bordones circundantes o acanaladuras embutidas desde la cara interior, respectivamente. Cada dos secciones de carcasa colindantes son unidas entre sí, a lo largo de ambas caras longitudinales, mediante una brida tensora a modo de yugo con sendas hombreras a modo de mordaza. Al apretarse la brida tensora las hombreras de la misma presionarán elásticamente desde fuera contra los aros de acanaladura que se extienden hacia fuera en las secciones de carcasa. Las secciones de carcasa resultan así alineadas coaxialmente y presionadas entre sí. Uno o ambos extremos o caras frontales de las secciones de carcasa tubulares pueden presentar un saliente orientado hacia el interior, que incremente la superficie de contacto mutua y mejore las propiedades de estanqueidad de la unión. Alternativamente, las secciones de carcasa pueden también estar configuradas sin tales cuellos reductores del diámetro interior. En la cara interior de las bridas tensoras fabricadas de chapa o acero inoxidable está dispuesta, entre las hombreras, una banda de estanqueidad resistente a la temperatura. Esta recubre, en el estado montado, la rendija entre las secciones de carcasa unidas entre sí y resulta presionada desde fuera, por la fuerza tensora de las bridas, de forma estanca contra las zonas extremas de las secciones de carcasa.

En el caso de una carcasa tripartita puede configurarse la parte central de la misma para la recepción del filtro para partículas de hollín. Después de la liberación y el desplazamiento o la extracción de las dos bridas tensoras puede extraerse esta parte central sin problemas lateralmente o en un plano perpendicular al eje de la carcasa y así separarse de las dos partes extremas de la carcasa, conectadas a los conductos de alimentación y de escape, respectivamente. Un desplazamiento de la sección de carcasa central en el sentido del eje de la carcasa no resulta así necesario. Después de la limpieza o regeneración del filtro, éste puede volverse a montar de manera análoga. Merced al dispositivo de fijación según la invención pueden instalarse y configurarse para un fácil mantenimiento carcasas para filtros para partículas de hollín incluso en estrechas condiciones de espacio.

A continuación se describirá la invención más detalladamente mediante los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Fig. 1 es una vista frontal de una unidad de filtro con una carcasa cilíndrica que comprende tres secciones de carcasa;

la Fig. 2 es una vista de alzado lateral de la unidad de filtro según la Fig. 1;

la Fig. 3 muestra un detalle de la carcasa de la Fig. 1 en la zona de dos secciones de carcasa colindantes, sin brida tensora;

la Fig. 4 es una vista en sección transversal de la carcasa de la Fig. 1 en la zona del punto de unión entre dos secciones de carcasa;

la Fig. 5 es una vista de alzado lateral de la brida tensora en la zona de un cierre tensor;

la Fig. 6 es una vista de planta de la brida tensora en la zona del cierre tensor; y

la Fig. 7 es una vista en sección transversal de la brida tensora según la línea A-A en la Fig. 5.

La Fig. 1 muestra una vista frontal de una unidad de filtro 1 con una carcasa 3, la cual comprende tres secciones de carcasa 5a, 5b, 5c con superficies envolventes esencialmente cilíndricas 7a, 7b, 7c con los diámetros externos D1, D2 y D3.

Habitualmente los diámetros externos D1, D2, D3 son del orden de magnitud, según la aplicación, de aproximadamente 100 mm hasta aproximadamente 400 mm. Los extremos frontales de la carcasa 5 ó de la sección de carcasa de entrada 5a y de la sección de carcasa de salida 5c, respectivamente, están configurados por placas anulares 9a, 9b con sendas tubuladuras de conexión cilíndricas 11a, 11b, respectivamente, dispuestas coaxialmente al eje de carcasa H y con los diámetros D4 y D5. Estos... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la conexión de secciones de carcasa adyacentes (5a, 5b) en filtros para partículas de hollín, en que cada una de dichas secciones de carcasa (5a, 5b) comprende una zona extrema conectable con un extremo de sección de carcasa (20a, 20b) y con una envoltura cilíndrica (7a, 7b), y en que cada una de dichas zonas extremas comprende estructuras de sujeción para una brida tensora (17) apta para conectar entre sí zonas extremas colindantes de las secciones de carcasa adyacentes (5a, 5b), caracterizado porque las estructuras de sujeción están dispuestas con separación axial respecto a los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b), porque las zonas extremas de las secciones de carcasa adyacentes (5a, 5b) comprenden entre las estructuras de sujeción y los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b) una envoltura cilíndrica (7a, 7b), y porque estas zonas extremas son susceptibles de ser conectadas de forma axialmente colindante entre sí, libre de traslape.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las envolturas cilíndricas (7a, 7b) presentan igual diámetro externo D1, D2, y porque las estructuras de sujeción comprenden bordones (25) sobresalientes de dichas envolturas (7a, 7b) y/o acanaladuras (23) practicadas en dichas envolturas (7a, 7b) desde la cara interior o desde la cara exterior, respectivamente.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la brida tensora (17) comprende una banda (19) curvada a modo de llanta, cuya sección transversal está configurada a modo de yugo con una zona rectilínea (27) y bóvedas (29) dispuestas a continuación a uno y otro lado y está adaptada de tal modo a la forma de las zonas extremas colindantes de las secciones de carcasa (5a, 5b) que la zona rectilínea (27) de la banda (19) sea susceptible de ser presionada radialmente desde fuera, al apretarse la brida tensora (17), contra las envolturas cilíndricas (7a, 7b) entre las estructuras de sujeción de ambas secciones de carcasa (5a, 5b), y que las bóvedas (29) de la banda (19) sean susceptibles de ser presionadas, al apretarse la brida tensora (17), contra las estructuras de sujeción para la alineación coaxial y el presionado entre sí de los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque en la cara interior de la banda (19) está dispuesta, entre las bóvedas (29), una banda de estanqueidad (31) o bien está fijada a la banda (19).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la magnitud sobresaliente h4 de la brida tensora (17) respecto a las envolturas (7a, 7b) es, en el estado apretado de la brida tensora (17), de menos de 10 mm.

6. Brida tensora (17) para un dispositivo para la conexión de dos secciones de carcasa (5a, 5b) según la reivindicación 1, comprendiendo una banda (19) curvada en forma de llanta, cuya sección transversal está configurada a modo de yugo con una zona rectilínea (27) y bóvedas (29) dispuestas a continuación a uno y otro lado, y un cierre tensor (22) para el apretamiento de los extremos de la banda (19), caracterizada porque en uno de los extremos de la banda está configurada una lengüeta (28) que sobrepasa dicho extremo de banda y se sitúa por debajo del extremo de banda opuesto, y porque en la cara interior de la banda (19) y de la lengüeta (28) está dispuesta una banda de estanqueidad (31) para la estanqueización del punto de unión entre ambas secciones de carcasa (5a, 5b).

7. Procedimiento para la conexión de secciones de carcasa adyacentes (5a, 5b) en filtros para partículas de hollín mediante un dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque las secciones de carcasa (5a, 5b) son alineadas entre sí de tal modo que los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b) topen entre sí sin traslape, porque la brida tensora (17) es alineada y apretada de tal modo que la zona rectilínea (27) de la banda (19) o una banda de estanqueidad (31) dispuesta en la cara interior de la banda (19) resulte presionada desde fuera radialmente contra las envolturas cilíndricas (7a, 7b) entre las estructuras de sujeción de ambas secciones de carcasa (5a, 5b), y porque las bóvedas (29) de la banda (19) resultan presionadas de tal manera contra las estructuras de sujeción, al apretarse la brida tensora (17), que los extremos de las secciones de carcasa (20a, 20b) resulten alineados coaxialmente y presionados entre sí.