ES1262885U - Filtro autolimpiador optimizado - Google Patents

Abstract

Filtro autolimpiador optimizado que incorpora un elemento filtrante (10) y que comprende un eje de giro (5) con una serie de cepillos (9) sólidamente unidos para la limpieza de una superficie interior del elemento filtrante (10), estando el eje de giro (5) unido al eje de una hélice (8) que se activa con una corriente de fluido, estando el filtro autolimpiador caracterizado por que comprende una caja reductora (1a, 1b) con un eje de entrada (2) unido al eje de la hélice (8) y un eje de salida (3) unido al eje de giro (5).

Description

DESCRIPCIÓN

FILTRO AUTOLIMPIADOR OPTIMIZADO

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un filtro autolimpiador que incorpora una caja reductora de forma que el filtro pueda aumentar el par en el eje y así evitar atascos debido a incrustaciones que el cepillo limpiador no puede arrastrar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Y PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER

Los filtros son dispositivos enfocados a retener la suciedad de la corriente de fluido en la que se ubiquen, ya sea de aire o de líquido. Por su propia funcionalidad, necesitan de una limpieza periódica, de forma que no se atasquen y continúen realizando su función de una forma controlada, ya que al ensuciarse el filtro, aumenta la presión necesaria para hacer pasar el fluido a través del medio filtrante, hasta que el filtro queda totalmente obstruido.

Para evitar el proceso de desinstalación de los filtros, con los consiguientes problemas debidos a la parada en la producción, son conocidos en el actual estado de la técnica una diversidad de filtros autolimpiadores. Estos filtros incorporan un dispositivo enfocado a producir la limpieza del propio filtro sin necesidad de que tengan que ser desinstalados.

Estos filtros autolimpiadores, realizan la limpieza mediante la rotación, actuada por un motor, bien de un tubo buzo que aspira el interior de los elementos filtrantes, o bien de un eje que incorpora una serie de boquillas circulares que aspiran el interior de los elementos filtrantes. Debido a esta succión, la suciedad incrustada en las paredes de los elementos filtrantes es eliminada.

Sin embargo, los filtros autolimpiadores actuales presentan una serie de inconvenientes, como son:

- el mantenimiento del motor,

- el mantenimiento por desgaste de las partes móviles,

- una mayor pérdida de agua para asegurar al 100% la limpieza del elemento filtrante.

De esta forma, si bien los filtros autolimpiadores llevan utilizándose desde hace décadas, esta tecnología aún muestra una serie de aspectos a mejorar e incluso resolver, como pueden ser:

- el funcionamiento sin la utilización de un motor para hacer girar los elementos limpiadores,

- el funcionamiento sin la utilización de un motor para el movimiento de traslación horizontal, reduciendo el mantenimiento y costo,

- el hecho de que las bocas de aspiración no pasan por el 100% de la superficie del elemento filtrante o pasan una sola vez,

- las altas pérdidas de agua durante el lavado.

La invención divulgada en el modelo de utilidad ES1199133U soluciona estos problemas mediante un filtro autolimpiador que no necesita ser activado por ningún elemento externo y donde la pérdida de agua para la limpieza quedaba reducida a un mínimo.

El mencionado modelo de utilidad presenta la integración de un sistema de auto-limpieza sin la presencia de motores ni elementos externos, ofreciendo las siguientes ventajas:

- se asegura que las bocas de aspiración durante la limpieza pasan por el 100% de la superficie del elemento filtrante y, además, de forma repetitiva. Debe notarse que los dispositivos actuales no pueden asegurar el barrido del 100% del área ya que dependerá de la relación entre velocidades de traslación y rotación. Por otro lado, los dispositivos actuales solo hacen una pasada, por lo que el lavado tiene un peor rendimiento,

- la pérdida de agua durante el lavado es despreciable, en la mayoría de los casos inferior a 5 m3/h,

- se reduce el área de ocupación en planta (huella) y el número de elementos del pre­ tratamiento (menos cuerpos, menos válvulas, menos elementos de control...),

- se reducen los tiempos de mantenimiento del equipo, dado que se reduce sensiblemente la cantidad de objetos susceptibles de mantenimiento. Un equipo parado siempre implica pérdidas para la planta,

- se reduce la pérdida de carga del sistema, al eliminar accesorios, lo que mejora el rendimiento energético de la planta,

- se reduce el ruido, la contaminación y el consumo eléctrico ya que no existe un motor que realice la limpieza del equipo,

- se utilizan elementos que permiten la producción en continuo mientras se realiza la limpieza autónoma del filtro, sin necesidad de paradas de producción, redundando en la eliminación de pérdidas para la planta.

Sin embargo, esta invención también presenta una serie de problemas que no están resueltos en el estado de la técnica actual según se describe a continuación.

Es habitual que en el filtro autolimpiador, en especial en aquellas aplicaciones donde el grado de ensuciamiento es importante, el par resistente generado por el roce de los cepillos del eje de giro sobre el perfil filtrante pueda exceder al par generado por la hélice, o turbina, al turbinar un cierto caudal de lavado, lo que dificultaría la limpieza ya que los cepillos quedarían prácticamente atascados sin posibilidad de moverse.

Asimismo, si se quisiera minimizar el caudal puntual de lavado, que es el caudal que turbina la hélice, por ejemplo a valores inferiores al 5% del agua de alimentación, el par generado por la hélice también podría ser insuficiente para vencer el par resistente incluso en aplicaciones de bajo ensuciamiento.

Por otra parte, una vez vencido el par resistente asociado al rozamiento estático y, debido a que el rozamiento va disminuyendo a medida que el perfil se va lavando, al estar la hélice directamente acoplada al eje de giro, la velocidad de rotación podría aumentar en exceso, llegando a valores que podrían dañar alguno de los elementos de soporte, como casquillos o rodamientos.

Además, este exceso de velocidad del eje de giro, puede generar un desgaste excesivo de los cepillos ya que cuanto mayor sea la velocidad de rotación, para un mismo tiempo de lavado, el eje habría dado más vueltas. Lógicamente, al desgastarse el cepillo, el rendimiento del lavado empeoraría.

La presente invención viene a solucionar estos problemas que no estaban resueltos en el presente estado de la técnica.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención se refiere a un filtro autolimpiador cuya configuración y diseño le otorgan una optimización en la gestión del par de giro del eje, que solucionaría los problemas mencionados anteriormente.

El filtro autolimpiador consiste, básicamente, en una carcasa cilíndrica donde concéntricamente se ubica un elemento filtrante y un eje de giro que incorpora unos cepillos formados por unas palas que terminan en unas cerdas que contactan con la superficie interior del elemento filtrante con el objetivo de eliminar la suciedad que se pudiera haber incrustado. Unido al eje de giro se encuentra una hélice que, en el momento del lavado, es activada por el movimiento de una porción de la corriente del fluido donde se encuentra sumergido el filtro autolimpiador, provocando el giro de la hélice, que a su vez arrastra, a través del acople de la caja reductora, al eje de giro y por consiguiente a los cepillos.

Mediante la presente invención se aumenta substancialmente el par en el eje de giro para las mismas condiciones de trabajo en la hélice, es decir, para una misma presión y caudal de la corriente de lavado, un mismo diseño de hélice, etc.

Además, como efecto adicional del aumento del par motor, se consigue que el eje gire a menor velocidad, lo que también representa una ventaja, debido a que se evita tanto el desgaste de los elementos de soporte como el de los cepillos. De esta forma, todo ello implica un aumento de la vida útil del equipo y/o un mejor rendimiento del lavado.

Para lograr esto, el filtro autolimpiador de la presente invención comprende una caja reductora sumergida en el líquido que incorpora un eje de entrada conectado al eje de la hélice y un eje de salida unido al eje de giro, de tal manera que se elimina el acople directo entre el eje de giro y la hélice.

En este tipo de equipos, el espacio disponible es un limitante, por lo que la reductora puede contar con varias etapas de desmultiplicación. Además, el tipo de reductora puede ser de ejes paralelos o planetarios según incorpore un engranaje de ejes paralelos o un engranaje planetario, respectivamente.

Con la presente invención se pueden obtener unas reducciones de al menos 10:1 de relación, pudiendo llegar a reducciones de relación superior a 16:1.

Por otro lado, estas reducciones tan elevadas hacen conveniente introducir una protección a los engranajes que, al poder estar sumergidos en un fluido corrosivo, pueden ser de materiales no-metálicos.

Para ello, se dispone de una pieza convenientemente dimensionada que une el eje de salida de la caja reductora con el eje de giro donde se encuentran fijados los cepillos, para que actúe a modo de fusible. Es decir, esta pieza está destinada a romperse al alcanzar un esfuerzo algo menor al esfuerzo con el que se dañarían los dientes de los engranajes de la caja reductora. Además, esta pieza es fácilmente sustituible en caso de que se rompiese.

El fusible mecánico consiste en un eje de sección transversal poligonal, preferentemente cuadrada, el cual se ajusta en un orificio de acoplamiento ubicado en un extremo del eje de giro y que, una vez montado, se acopla en otro orificio de acoplamiento similar, ubicado en el eje de salida de la caja reductora.

La selección del material del fusible se determina en función de la condición de comparación de pares resistentes entre el fusible y el conjunto de engranajes. Es decir, el material seleccionado debe ser aquel que cumpla la condición de que el par de colapso del fusible sea la mitad del par de colapso del conjunto de engranajes. El material seleccionado podría ser PVC-u, PP o PA, en función del valor del esfuerzo cortante máximo presentado en el fusible a la hora del colapso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para completar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización de la misma, se acompaña un conjunto de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado las siguientes figuras:

- La figura 1A representa una vista en sección longitudinal de un filtro autolimpiador con una caja reductora planetaria.

- La figura 1B representa una vista frontal del filtro autolimpiador de la figura 1A.

- La figura 2A representa una vista en sección longitudinal de un filtro autolimpiador con una caja reductora paralela.

- La figura 2B representa una vista frontal del filtro autolimpiador de la figura 2A.

- La figura 3A representa una vista en sección longitudinal de una caja reductora paralela.

- La figura 3B representa una vista en sección transversal de una caja reductora paralela

- La figura 4 representa la caja reductora de la figura 3A acoplada entre el eje de giro de limpieza, mediante el eje de salida, y el eje de la hélice, mediante el eje de entrada.

- La figura 5A representa una vista en sección longitudinal de una caja reductora planetaria.

- La figura 5B representa una vista en sección transversal de una caja reductora planetaria.

- La figura 6 representa la caja reductora de la figura 5A acoplada entre el eje de giro de limpieza, mediante el eje de salida, y el eje de la hélice, mediante el eje de entrada.

A continuación se facilita un listado de las referencias empleadas en las figuras:

la. Caja reductora paralela.

lb. Caja reductora planetaria.

2. Eje de entrada.

3. Eje de salida.

4a. Engranaje de ejes paralelos.

4b. Engranaje planetario.

5. Eje de giro.

6. Fusible mecánico.

7. Orificio de acoplamiento.

8. Hélice.

9. Cepillos.

10. Elemento filtrante.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un filtro autolimpiador optimizado, en el que se ha incorporado una caja reductora de forma que se pueda seleccionar el par motor con el que trabaja el eje de giro (5) que incorpora los cepillos (9) de limpieza.

Las figuras 1 y 2 (1A, 1B, 2A y 2B) representan el filtro autolimpiador de la invención, consistente básicamente en una carcasa cilíndrica donde se aloja de forma concéntrica un elemento filtrante (10) y un eje de giro (5) que incorpora los cepillos (9) de limpieza sólidamente . Cada uno de los filtros mostrados incorpora un tipo de caja reductora (1a, 1b) diferente, siendo iguales en cualquier otro aspecto. Así, el filtro de la figura 1 incorpora una caja reductora planetaria (1b), mientras que el filtro de la figura 2 incorpora una caja reductora paralela (1a).

La figura 3A representa una vista en sección de la caja reductora paralela (1a) que incorpora el filtro de la figura 1. En esta vista se puede apreciar como el eje de entrada (2) está conectado a un piñón de acople que forma parte de un engranaje de ejes paralelos (4a) que termina en una rueda de acople unida al eje de salida (3) de la caja reductora paralela (1a). El engranaje (4a) tiene dos ejes en los que diferentes ruedas de uno de los ejes engranan con ruedas del otro eje, en función de la reducción requerida.

La figura 3B muestra el acoplamiento de las ruedas del engranaje de ejes paralelos (4a).

El eje de salida (3) de la caja reductora (1a, 1b), incorpora un orificio de acoplamiento (7) destinado a hacer de alojamiento para encajar un fusible mecánico (6) de una forma preferiblemente ajustada. La sección del orificio de acoplamiento (7), al igual que la del fusible mecánico (6), puede ser poligonal o circular con algún saliente, aunque en una forma preferida, debido a su facilidad de fabricación, es cuadrada. El orificio de acoplamiento (7) no solamente se encuentra en el eje de salida (3) de la caja reductora (1a, 1b), sino también en el eje de giro (5) y de forma ajustada de forma que la transmisión desde el eje de la hélice (8) sea perfecta.

La necesidad de incorporar el fusible mecánico (6) se debe a las reducciones tan elevadas que se pueden conseguir con la caja reductora (1a, 1b), lo que hace conveniente introducir una protección a los engranajes que, además, al poder estar sumergidos en un fluido corrosivo, pueden ser de materiales no-metálicos.

La figura 4 representa la caja reductora paralela (1a) acoplada, mediante el eje de entrada (2) al eje de la hélice (8), por donde se recibe la energía en el filtro autolimpiador y, mediante el eje de salida (3), al eje de giro (5) limpiador que lleva los cepillos (9), mediante el fusible mecánico (6).

Las figuras 5A, 5B y 6 se corresponden con un filtro autolimpiador con una caja reductora planetaria (1b), es decir, que en lugar de incorporar un engranaje de ejes paralelos (4a), como en las figuras 3A, 3B y 4, incorpora un engranaje planetario (4b), siendo idénticas en todo lo demás.

Por último, indicar que la presente invención no debe verse limitada a la forma de realización aquí descrita. Otras configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente descripción. En consecuencia, el ámbito de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. - Filtro autolimpiador optimizado que incorpora un elemento filtrante (10) y que comprende un eje de giro (5) con una serie de cepillos (9) sólidamente unidos para la limpieza de una superficie interior del elemento filtrante (10), estando el eje de giro (5) unido al eje de una hélice (8) que se activa con una corriente de fluido, estando el filtro autolimpiador caracterizado por que comprende una caja reductora (1a, 1b) con un eje de entrada (2) unido al eje de la hélice (8) y un eje de salida (3) unido al eje de giro (5).

2. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 1, caracterizado por que la caja reductora (1a, 1b) incorpora un engranaje de ejes paralelos (4a).

3. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 1, caracterizado por que la caja reductora (1a, 1b) incorpora un engranaje planetario (4b).

4. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que la reducción de par se encuentra en una relación de al menos 10:1.

5. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 4, caracterizado por que la reducción de par se encuentra en una relación de 16:1.

6. - Filtro autolimpiador optimizado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que comprende un fusible mecánico (6).

7. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 6, caracterizado por que el fusible mecánico (6) se encuentra ubicado entre el eje de giro (5) y el eje de salida (3) de la caja reductora (1a, 1b).

8. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 7, caracterizado por que tanto el eje de salida (3) como el eje de giro (5) incorporan un orificio de acoplamiento (7) destinado a alojar al fusible mecánico (6).

9. - Filtro autolimpiador optimizado, según la reivindicación 8, caracterizado por que el fusible mecánico (6) encaja en el orificio de acoplamiento (7) de una forma ajustada.