BR112020012855A2

BR112020012855A2 - Sistema de filtragem

Info

Publication number: BR112020012855A2
Application number: BR112020012855-4A
Authority: BR
Inventors: Ra'anan Ben Horin; Kfir ATIAS; Alex Zendel
Original assignee: Amiad Water Systems Ltd.
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-12-29
Also published as: US20210069619A1; EP3743188A1; EP3743188B1; US11040299B2; CN111601650A; WO2019145943A1; IL271860B2; ZA202000144B; CN111601650B; EP4088804A1; MX2020007518A; ES2926389T3; AU2019211764A1; IL271860B; PE20211843A1; AU2019211764B2; CL2020001665A1; IL271860A; EP3743188A4

Abstract

é divulgado um sistema de filtragem, que compreende um elemento de filtragem dentro de uma câmara de filtragem, e um dispositivo de válvula localizado no exterior da câmara de filtragem, para reverter a direção do fluxo de fluido através do elemento de filtragem para retrolavagem (backwashing). o dispositivo de válvula funciona, desse modo, como uma válvula comum para realizar ambos, filtragem e retrolavagem. a válvula comum é baseada em um plugue que se move linearmente localizado dentro de um alojamento da válvula que é comunicável com a câmara de filtragem, com uma fonte de fluido a ser filtrado, e com uma porta de evacuação para o fluido de retrolavagem, através de três aberturas respectivas no alojamento da válvula, e é caracterizada por um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras se estendendo pelo menos a partir do exterior para uma abertura de entrada do alojamento de válvula, em direção ao corpo do elemento de filtragem sempre que a válvula comum estiver em um modo de operação de filtragem.

Description

SISTEMA DE FILTRAGEM REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Esse pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório nº 62/621.934, depositado em 25 de janeiro de 2018, intitulado “SISTEMA DE FILTRAGEM”, que é incorporado na presente invenção por referência em sua totalidade sem provocar sua rejeição.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente divulgação refere-se ao campo de sistemas de filtragem em geral, e, particularmente, ao retroenxague (backflush) automatizado de sistemas de filtragem.

ANTECEDENTES

[003] Entre os fatores que influenciam a eficiência dos sistemas de filtragem de retroenxague está a quantidade de líquido, por exemplo, água fresca em um sistema de filtragem de água, desperdiçada na execução do retroenxague. Para estimativa objetiva do desempenho do sistema, a perda de líquido pode ser medida como uma porcentagem da quantidade total de líquido tratado por meio do sistema.

[004] Outro fator de influência na eficiência é a quantidade de energia cinética perdida pelo líquido enquanto flui entre a entrada e a saída do sistema durante o modo de operação de filtragem (cuja perda normalmente piora durante o modo de retroenxague). Quanto mais altas as perdas de energia, mais bombeamento é necessário para manter uma taxa de fluxo desejada na saída do sistema. A energia de bombeamento é cara em termos do modelo de bomba a ser usado, seu consumo de energia e, às vezes, também a deterioração física dos componentes e encaixes de tubulação usados sob pressões excessivas entre a bomba e o sistema de filtragem.

SUMÁRIO

[005] Ainda outra modalidade exemplar do objeto divulgado é um

[006] Uma modalidade exemplar do objeto divulgado é um sistema de filtragem compreendendo: uma câmara de filtragem, um elemento de filtragem alojado dentro da câmara de filtragem, em que o elemento de filtragem compreende um corpo do elemento de filtragem, uma válvula comum compreendendo um alojamento da válvula em comunicação fluida com a câmara de filtragem, com uma fonte de fluido a ser filtrado, e com uma porta de evacuação para o fluido de retroenxague, através de três aberturas respectivas no alojamento da válvula, em que a válvula comum, a câmara de filtragem, e um segmento de tubo com conexão entre eles, são configurados mutuamente para prover um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras se estendendo pelo menos a partir do exterior para uma abertura de entrada da válvula comum e para o corpo do elemento de filtragem sempre que a válvula comum estiver em um modo de operação de filtragem.

[007] Em algumas modalidades exemplares, a abertura de entrada da válvula comum pode ser a abertura mais externa no corpo do próprio alojamento da válvula (ou seja, após a remoção de quaisquer seções de tubo removíveis que podem se conectar entre a válvula comum e uma fonte de fluido bruto).

[008] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, o canal de fluxo livre de dobras possui uma área de seção transversal perpendicular a um eixo longitudinal do mesmo de cerca de 50% ou mais da área da abertura de entrada da válvula comum.

[009] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a válvula comum compreende um plugue que é móvel linearmente dentro de um vazio central da válvula comum, em que uma parede de trás do plugue possui um encaixe substancialmente protruso dentro de um recuo imóvel coincidente, em que o recuo imóvel coincidente se estende entre uma saída de evacuação formada em uma parede do alojamento da válvula e entre o vazio central, e possui um espaço livre interno com um volume predeterminado, em que a referida protrusão é configurada para ocupar, pelo menos parcialmente, o espaço livre interno quando o plugue está em transição, entre uma posição mais atrás do plugue dentro do vazio e uma posição próxima a uma posição mais avançada do plugue dentro do vazio até que a protrusão saia completamente de dentro do recuo imóvel, reduzindo assim a evacuação de fluido através do recuo imóvel durante a transição do plugue entre um modo de operação de filtragem e um modo de operação de retroenxague em função de um grau de um volume do recuo, ocupado pela protrusão traseira.

[010] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a válvula comum compreende um plugue que é móvel linearmente entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição é associada a um modo de operação de filtragem, em que a segunda posição é associada a um modo de operação de retroenxague, em que o plugue compreende uma protrusão traseira configurada para restringir a passagem de fluido de um vazio central da válvula para a porta de evacuação durante o movimento linear do plugue a partir da primeira posição para a segunda posição, em que pelo menos uma porção de um volume predeterminado do recuo é ocupado pela protrusão traseira por pelo menos os primeiros 30% da extensão total do movimento linear, sendo que o desperdício de fluido através da porta de evacuação é reduzido em função de um grau de um volume do recuo ocupado pela protrusão traseira.

[011] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a protrusão traseira é cilíndrica, cuja altura é orientada paralela a uma direção de movimento linear.

[012] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a válvula comum compreende um plugue que é móvel linearmente entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição é associada a um modo de operação de filtragem, em que a segunda posição é associada a um modo de operação de retroenxague, em que o plugue compreende uma protrusão frontal configurada para entrar na abertura de entrada para, desse modo, reduzir uma taxa de fluxo de fluido para a abertura de entrada durante o movimento linear do plugue a partir da primeira posição para a segunda posição, em que pelo menos uma porção da protrusão frontal penetra através da abertura de entrada por pelo menos os últimos 30% da extensão total do movimento linear, por meio do qual o desperdício de fluido através da porta de evacuação é reduzido em função de um grau de penetração da protrusão frontal através da abertura de entrada.

[013] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a protrusão frontal é afunilada em direção à abertura de entrada, por exemplo, é semelhante a cônica.

[014] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, um ângulo entre um eixo longitudinal do segmento de tubo e um eixo longitudinal da câmara de filtragem está entre 35 e 55 graus.

[015] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, o segmento de tubo possui uma seção transversal com formato elíptico perpendicular ao seu eixo longitudinal, achatada em uma direção paralela à direção de movimento linear, permitindo assim um encurtamento da extensão de movimento linear do plugue por uma determinada área de seção transversal do segmento de tubo.

[016] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, uma extremidade proximal da câmara de filtragem, pelo menos a maior parte do alojamento da válvula comum e do segmento do tubo, são membros inseparáveis de uma única peça de material.

[017] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, um fluxo através de uma primeira abertura em um alojamento da câmara de filtragem está na câmara durante o modo de operação de filtragem e saindo da câmara durante o modo de operação de retroenxague, em que um fluxo através de uma segunda abertura em um alojamento da câmara de filtragem está fora da câmara durante o modo de operação de filtragem e na câmara durante o modo de operação de retroenxague.

[018] Outra modalidade exemplar do objeto divulgado, é um sistema de filtragem duplo, compreendendo um primeiro e um segundo sistemas de filtragem, cada um de acordo com a referida primeira modalidade exemplar, ou de acordo com qualquer uma das variantes de modalidade que se seguem. Os referidos primeiro e segundo sistemas de filtragem são conectados juntos em uma configuração em espelhamento, em que a abertura de entrada da válvula comum no primeiro sistema está voltada para a, e tendo uma linha de visão com a, abertura de entrada da válvula comum no segundo sistema através de um divisor de fluxo para um fluido a ser filtrado.

[019] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, o divisor de fluxo compreende um par de tubos arqueados divergindo a partir de um tubo central comum.

[020] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, os referidos primeiro e segundo sistemas de filtragem são conectados juntos em configuração em espelhamento, em que uma abertura de saída da câmara de filtragem no primeiro sistema está voltada para a, e tendo uma linha de visão com uma, abertura de saída da câmara de filtragem no segundo sistema através de um integrador de fluxo para um fluido filtrado.

[021] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, o integrador de fluxo compreende um par de tubos arqueados divergindo a partir de um tubo central comum.

[022] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, um raio de uma maior curva interna de cada um dos tubos arqueados está entre cerca de 100% e 150% do diâmetro do tubo central comum.

[023] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, uma área de seção transversal interna de um tubo central comum do divisor de fluxo ou do integrador de fluxo é intimamente igual a uma área de seção transversal interna de qualquer um dos tubos divergindo a partir do tubo central comum.

[024] Um aspecto geral do objeto atualmente divulgado, é um dispositivo de válvula tendo um plugue móvel linearmente para selecionar entre um primeiro caminho de fluxo e um segundo caminho de fluxo correspondente a uma primeira e uma segunda posições extremas do plugue móvel linearmente, e constituindo uma válvula comum, o dispositivo de válvula compreende um alojamento, o plugue que é móvel linearmente dentro do alojamento entre as referidas primeira e segunda posições extremas, uma porta permanentemente aberta comum para o primeiro caminho de fluxo e o segundo caminho de fluxo, uma primeira porta tendo uma abertura externa em comunicação fluida com a porta permanentemente aberta quando o plugue está na primeira das posições extremas, uma segunda porta tendo comunicação fluida com a porta permanentemente aberta quando o plugue está na segunda das posições extremas, em que quando o plugue está na primeira das posições extremas, a comunicação fluida entre a abertura externa e a porta permanentemente aberta compreende um caminho de fluxo linear com uma área de seção transversal superior a 50% da área da abertura externa, constituindo um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras, estendendo-se pelo menos a partir do exterior para a abertura externa para o exterior para a porta permanentemente aberta.

[025] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a área de seção transversal do percurso de fluxo linear é superior a 75% da área da abertura externa.

[026] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a porta permanentemente aberta possui uma área aberta predeterminada em um plano, paralela a uma direção linear de movimento do plugue, em que a área aberta possui um eixo menor definindo uma largura da porta bidirecional no plano e um eixo principal que define um comprimento da porta bidirecional no plano, em que a largura é menor que o comprimento, em que o eixo menor e, correspondentemente, a largura da porta bidirecional no plano é paralela ou intimamente paralela à direção de movimento do plugue.

[027] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, uma parede de trás do plugue possui um encaixe substancialmente protruso dentro de um recuo imóvel coincidente, em que o recuo imóvel coincidente se estende entre a segunda porta e entre um vazio central do dispositivo de válvula, em que a referida protrusão é configurada para bloquear ou substancialmente restringir o fluxo de fluido a partir do vazio central para a segunda porta quando o plugue está em transição entre uma posição mais atrás dentro do vazio e uma posição substancialmente próxima à sua posição mais avançada dentro do vazio, em que a posição mais atrás pode ser associada a um modo de operação de filtragem de um sistema de filtragem autolimpante, em que a posição mais avançada pode ser associada a um modo de operação de retroenxague do sistema de filtragem autolimpante, permitindo assim reduzir a evacuação de fluido durante a transição do plugue uma vez configurado para mudar um modo de operação do modo de operação de filtragem para o modo de operação de retroenxague.

[028] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a primeira das posições extremas pode ser associada a um modo de operação de filtragem de um sistema de filtragem autolimpante, em que a segunda das posições extremas pode ser associada a um modo de operação de retroenxague do sistema de filtragem autolimpante, em que o plugue compreende uma protrusão frontal configurada para entrar na abertura de saída para, desse modo, reduzir uma taxa de fluxo de fluido para a primeira porta durante o movimento linear do plugue a partir da primeira das posições extremas para a segunda das posições extremas, por pelo menos os últimos 30% de uma extensão total de uma mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas, sendo que o desperdício de fluido através da segunda porta é reduzido em função de um grau de penetração da protrusão frontal através da abertura de saída.

[029] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, uma parede de trás do plugue possui um encaixe substancialmente protruso dentro de um recuo imóvel coincidente, em que o recuo imóvel coincidente se estende entre a segunda porta e entre um vazio central do dispositivo de válvula, em que a referida protrusão é configurada para bloquear ou substancialmente restringir o fluxo de fluido a partir do vazio central para a segunda porta quando o plugue está em transição entre uma posição mais atrás dentro do vazio e uma posição substancialmente próxima à sua posição mais avançada dentro do vazio; em que o plugue compreende, adicionalmente, uma protrusão frontal configurada para entrar na abertura externa, reduzindo assim a taxa de fluxo de fluido para a primeira porta durante o movimento linear do plugue a partir da primeira das posições extremas para a segunda das posições extremas, por pelo menos os últimos 30% de uma extensão total de uma mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas; e em que a posição mais atrás pode ser associada a um modo de operação de filtragem de um sistema de filtragem autolimpante, em que a posição mais avançada pode ser associada a um modo de operação de retroenxague do sistema de filtragem autolimpante, permitindo assim reduzir a evacuação de fluido durante a transição do plugue uma vez configurado para mudar um modo de operação do modo de operação de filtragem para o modo de operação de retroenxague, em função de um grau de um volume do recuo ocupado pela protrusão traseira e um grau de penetração na protrusão frontal através da abertura externa.

[030] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, pelo menos 50% de toda a extensão da mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas, ou a protrusão traseira ocupa um volume do recuo ou a protrusão frontal penetra através da abertura externa.

[031] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, uma distância entre uma extremidade frontal da protrusão frontal e uma extremidade posterior da protrusão traseira é superior a 80% de uma distância entre uma extremidade frontal do recuo e da abertura externa.

[032] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, uma distância entre uma extremidade frontal da protrusão frontal e uma extremidade posterior da protrusão traseira é igual ou superior a uma distância entre uma extremidade frontal do recuo e da abertura externa.

[033] Outro aspecto geral do objeto atualmente divulgado, é um membro do sistema de filtragem, compreendendo em uma peça inseparável uma porção do alojamento da câmara de filtragem, uma porção de um alojamento de uma válvula comum localizada no exterior a e remotamente a partir da porção do alojamento da câmara de filtragem, e um segmento de tubo com conexão entre eles, em que a porção do alojamento da câmara de filtragem, a porção de um alojamento da válvula comum, e o segmento de tubo, são configurados mutuamente para prover um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras se estendendo pelo menos a partir do exterior para uma abertura de entrada da válvula comum e para o interior da porção do alojamento da câmara de filtragem.

A BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DAS FIGURAS

[034] O presente objeto divulgado será entendido e apreciado mais detalhadamente a partir da seguinte descrição detalhada a seguir, juntamente com as figuras nas quais números ou caracteres correspondentes indicam componentes correspondentes ou semelhantes. A menos que indicado de outra forma, as figuras fornecem modalidades ou aspectos exemplares da divulgação e não limitam o escopo da divulgação. As figuras mostram:

[035] A FIG. 1A ilustra uma vista em seção transversal de um par de conjuntos de filtragem de retroenxague automático, mostrados operando em configuração em espelhamento durante um modo de operação somente de filtragem, de acordo com o objeto atualmente divulgado.

[036] A FIG. 1B ilustra a metade esquerda do par de conjuntos da Fig. 1A, em um estado de transição a partir de um modo de operação de filtragem para um modo de operação de retroenxague.

[037] A FIG. 1C ilustra o par de conjuntos da Fig. 1A, durante um modo de operação de retroenxague com o elemento de filtragem do conjunto do lado esquerdo sendo enxaguado por um fluxo reverso de líquido filtrado fornecido por meio do conjunto do lado direito.

[038] A FIG. 1D ilustra uma vista ampliada de um plugue de uma válvula comum retirada a partir dos conjuntos de filtragem da Fig. 1A.

[039] A FIG. 1E ilustra uma vista explicativa anotada de uma unidade principal de um alojamento de um conjunto de filtragem de acordo com o objeto atualmente divulgado.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[040] Em vista do acima exposto, está entre os objetivos da divulgação a seguir prover diretrizes sobre como construir sistemas de filtragem que serão mais eficientes a partir de sistemas análogos ao estado da técnica que utilizam elementos de filtragem semelhantes, em termos de ambos: a quantidade de líquido desperdiçado na limpeza dos filtros, e a quantidade de energia cinética perdida pelo corpo do líquido que flui entre a entrada e a saída do sistema durante o modo de operação de filtragem (cuja perda normalmente piora durante uma sessão de retroenxague). A perda de energia através de um sistema de filtragem é associada a uma queda na pressão hidráulica entre a entrada e a saída do sistema.

[041] A queda temporária na pressão de líquido na saída de um sistema de filtragem de retroenxague ocorre normalmente durante uma sessão de retroenxague (adicionalmente à queda regular durante um modo de operação somente de filtragem), uma vez que a contribuição do filtro, quando submetido a limpeza em tempo real, é subtraída da capacidade regular de filtragem do sistema e, além disso, uma vez que o sistema consome uma parte de sua saída para o enxague.

[042] Portanto, está entre os objetivos da divulgação reduzir a queda de pressão entre a entrada e a saída de um sistema de filtragem em ambos os modos de operação, e reduzir sua intensidade durante uma sessão de retroenxague.

[043] Objetivos adicionais serão aparentes a partir da descrição e das figuras a partir das modalidades divulgadas.

[044] Certa perda na quantidade de energia cinética do corpo de líquido que flui através dos filtros de retroenxague automático é causada pelo arranjo da válvula. Um arranjo de válvula pode ser necessário em filtros de retroenxague automático para direcionar o líquido na direção apropriada através do sistema,

com base no modo de operação atualmente pretendido: filtragem ou retroenxague. Para a filtragem, o arranjo de válvula direciona o líquido não filtrado a partir da entrada do filtro, através do elemento de filtragem do filtro, para a saída do filtro. Para o retroenxague, o arranjo de válvula inverte o fluxo de líquido através do elemento de filtragem do filtro, direcionando o líquido limpo a partir da saída, através do elemento de filtragem, quando submetido a uma sessão de limpeza por meio do retroenxague, para uma saída de evacuação de líquido sujo.

[045] Consequentemente, um problema associado aos sistemas de filtragem de retroenxague é a perda de pressão associada ao arranjo de válvula do sistema.

[046] Outro problema associado aos sistemas de filtragem de retroenxague é a perda de líquido durante as sessões de retroenxague.

[047] Um objetivo do objeto atualmente divulgado é reduzir a perda de pressão entre a entrada e a saída de um filtro de retroenxague automático, em comparação com a perda de pressão sobre um filtro de retroenxague candidato. No presente contexto, um filtro de retroenxague candidato é um filtro de retroenxague automático que possui um elemento de filtragem idêntico e trabalha sob condições externas semelhantes, enquanto não possui as soluções atualmente divulgadas.

[048] Outro objetivo do objeto atualmente divulgado é reduzir a quantidade de líquido desperdiçado para realizar o processo de limpeza automática do filtro.

[049] Algumas soluções divulgadas a seguir podem reduzir as perdas normalmente associadas a ambos os problemas.

[050] Uma válvula de drenagem pode ser usada para fornecer filtros de retroenxague automático com a referida reversão na direção do fluxo de fluido através de um filtro de retroenxague durante seu modo de enxague. Simultaneamente, o fluxo de fluido bruto a ser filtrado através do filtro para ser submetido o retroenxague pode ser interrompido por uma válvula de fluxo principal. A referida válvula de drenagem e a referida válvula de fluxo principal podem ser combinadas em um único dispositivo de válvula, referido também como uma ‘válvula comum’, que é uma válvula comum para controlar o retroenxague e o fluxo principal. Uma primeira solução de acordo com o objeto atualmente divulgado tem como objetivo reduzir a resistência ao fluxo de líquido ao longo da rota a ser seguida pelo corpo de líquido a partir do exterior para a abertura de uma porta de entrada para fluido bruto de uma válvula comum para o corpo de um elemento de filtragem.

[051] Um aspecto geral do objeto atualmente divulgado refere-se a um dispositivo de válvula que possui um plugue móvel linearmente para selecionar entre um primeiro caminho de fluxo e um segundo caminho de fluxo correspondente a uma primeira e uma segunda posições extremas do plugue móvel linearmente e constituindo uma válvula comum. De acordo com o objeto atualmente divulgado, o dispositivo de válvula compreende um alojamento, o plugue que é móvel linearmente dentro do alojamento entre as referidas primeira e segunda posições extremas, uma porta permanentemente aberta comum para o primeiro caminho de fluxo e o segundo caminho de fluxo, uma primeira porta tendo uma abertura externa em comunicação fluida com a porta permanentemente aberta quando o plugue está na primeira das posições extremas, uma segunda porta tendo comunicação fluida com a porta permanentemente aberta quando o plugue está na segunda das posições extremas, em que quando o plugue está na primeira das posições extremas, a comunicação fluida entre a abertura externa e a porta permanentemente aberta compreende um caminho de fluxo linear com uma área de seção transversal superior a 50% da área da abertura externa, constituindo um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras, estendendo-se pelo menos a partir do exterior para a abertura externa para o exterior para a porta permanentemente aberta.

[052] Um dispositivo de válvula de acordo com o referido aspecto amplo pode ser usado em qualquer aplicação industrial desejada, na qual um plugue linearmente móvel pode ser preferencial para selecionar entre um primeiro e um segundo caminhos de fluxo através de uma porta permanentemente aberta, e que pode aceitar comunicação de fluida parcial entre o primeiro e segundo caminhos de fluxo quando o plugue está em transição. O dispositivo de válvula pode ser especialmente útil para sistemas de filtragem nos quais a limpeza dos filtros é realizada por um mecanismo hidráulico configurado para retrolavar (backwash) o meio de filtragem.

[053] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, o meio de filtragem é um filtro de disco, um filtro de meio, ou semelhante. No entanto, o objeto divulgado não se limita a elementos de filtragem de tipos específicos. Podem ser empregados dispositivos de filtragem e dispositivos de peneiragem de qualquer técnica de filtragem ou peneiragem.

[054] Em uma modalidade exemplar do objeto divulgado, o elemento de filtragem é acoplado a uma extremidade inferior do alojamento da câmara de filtragem, a referida extremidade inferior constituindo uma porção proximal da câmara de filtragem. A alimentação de líquido pressurizado a ser filtrado, para a câmara de filtragem, é proveniente de uma porta bidirecional de uma válvula comum. A porta bidirecional funciona como uma saída da válvula comum durante um modo de operação de filtragem, e como uma entrada da válvula comum durante as sessões de retroenxague. Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a solução inclui que durante o modo de operação de filtragem a válvula comum, o alojamento da câmara e o tubo com conexão entre eles, são configurados mutuamente para prover um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras se estendendo pelo menos a partir do exterior para uma abertura de entrada da válvula comum, através da porta bidirecional da válvula para o corpo do elemento de filtragem. Por conseguinte, a válvula comum pode ter um projeto particular, provida para um caminho de fluido ininterrupto e livre de dobras a partir de sua abertura de entrada para a porta bidirecional. Em várias modalidades do objeto divulgado, a abertura de entrada da válvula comum é uma abertura localizada em uma extremidade de interface do alojamento da válvula comum, por meio da qual a válvula comum é acoplável a uma fonte do fluido a ser filtrado. Em várias modalidades do objeto divulgado, a porta bidirecional da válvula comum pode ser uma abertura localizada em uma extremidade de interface do alojamento da válvula, por meio da qual o alojamento da válvula é acoplável a, ou é integrado a, um segmento de tubo provido para a porção de canal de fluxo ininterrupta e livre de dobras a partir da porta bidirecional para uma abertura da câmara de filtragem voltada para o elemento de filtragem, em que um eixo longitudinal da porção de canal de fluxo ininterrupta e livre de dobras se sobrepõe substancialmente em uma direção (ou seja, com desvio não superior a 15 graus), com um eixo longitudinal do caminho de fluido ininterrupto e livre de dobras através da válvula comum. Assim, o líquido pode fluir durante um modo de operação de filtragem diretamente de antes da válvula comum para o elemento de filtragem, minimizando assim a perda de energia cinética ao longo dessa porção do fluxo a partir da entrada para a saída do sistema de filtragem.

[055] Em várias modalidades, o canal de fluxo livre de dobras possui uma área de seção transversal perpendicular a um eixo longitudinal do mesmo de cerca de 50% ou mais da área da abertura apenas de entrada da válvula comum. Em algumas modalidades a área de seção do canal de fluxo livre de dobras perpendicular a um eixo longitudinal do mesmo é superior a cerca de 75% ou mais da área da abertura apenas de entrada da válvula comum.

[056] Em várias modalidades, o alojamento da câmara, um corpo oco da válvula comum, no qual a referida abertura de entrada e a porta bidirecional são formados, e um tubo provido para comunicação líquida entre o alojamento da câmara e a porta bidirecional, são todos formados como membros inseparáveis de uma única peça de material constituindo uma unidade principal da unidade de filtragem com retroenxague de acordo com o objeto atualmente divulgado.

[057] Em algumas modalidades do objeto divulgado, a estrutura da unidade principal é configurada para ser simétrica, permitindo assim a simetria em espelhamento do sistema de filtragem, com a mesma estrutura da unidade principal servindo em ambos os lados de um conjunto de filtragem dupla.

[058] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a válvula comum compreende um plugue acionado por pistão hidráulico ou pneumático, em que uma parede de trás do plugue, voltada para o pistão, possui um encaixe substancialmente protruso dentro de um recuo coincidente (em que o encaixe substancial é quando uma área de seção transversal da protrusão é superior a 70%, e preferencialmente entre 95% e 99,9%, da área de seção transversal do recuo quando a protrusão está dentro do recuo e ambas as áreas de seção transversal compartilham um plano comum dentro do recuo, transversalmente a uma direção de mobilidade linear do plugue), em que o recuo se estende entre uma saída de evacuação formada em uma parede da válvula e entre um vazio central da válvula, em que a referida protrusão de parede de trás bloqueia ou restringe substancialmente o fluxo de líquido a partir do vazio central para a saída de evacuação quando o plugue está em transição, acionado por meio do pistão entre sua posição mais atrás no vazio e uma posição substancialmente próxima a sua posição mais avançada dentro do vazio, minimizando assim a evacuação de líquido durante a transição do plugue entre um modo de operação de filtragem e um modo de operação de retroenxague.

[059] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a válvula comum compreende um plugue acionado por pistão hidráulico ou pneumático, em que uma parede frontal do plugue voltada para longe do pistão compreende uma convexidade que se projeta para longe do êmbolo, a referida convexidade se projeta através de uma entrada da abertura da válvula quando o plugue se aproxima de sua posição mais avançada, minimizando assim a entrada de líquido através da entrada próxima de ficar completamente fechada. Em algumas modalidades, a convexidade possui um formato cônico, minimizando assim a perturbação do fluxo de líquido através da válvula durante o modo de operação de filtragem.

[060] As Figuras 1A a 1C ilustram, respectivamente, três vistas de seção transversal lateral de uma modalidade exemplar de uma unidade dupla de filtragem de retroenxague 100 (referida também como conjunto de filtragem dupla), em três de seus diferentes estados de operação. As três figuras diferem, portanto, na posição de uma parede de plugue acionado por pistão 136 da válvula comum 102 do conjunto de filtragem do lado esquerdo, e nas direções resultantes dos fluxos de líquido através da unidade, semelhantes às setas respectivas ilustradas dentro dos tubos e válvulas envolvidos.

[061] Em várias modalidades, a unidade dupla de filtragem de retroenxague 100 é servida por duas câmaras de filtragem 110 idênticas. Nas modalidades ilustradas, as câmaras são posicionadas em uma configuração em espelhamento e compartilham um eixo longitudinal comum, em que as aberturas em suas extremidades proximais estão voltadas para as extremidades proximais que acoplam, respectivamente, aos segmentos de tubo lateral 191L e 191R de um encaixe em T ou Y que constitui um integrador de fluxo 190, em que um tubo central 191 do integrador constitui um tubo de saída da unidade dupla de filtragem de retroenxague 100.

[062] Note-se, no entanto, que algumas das soluções de acordo com o objeto atualmente divulgado não exigem que os conjuntos de filtragem de retroenxague e/ou da câmara de filtragem de cada um sejam conectados em uma configuração em espelhamento. Mais especificamente, as soluções que se referem à estrutura da válvula comum 102 e quaisquer componentes internos da mesma, e/ou à unidade principal 101 e a quaisquer componentes internos da mesma, não exigem necessariamente que a unidade de filtragem na qual elas são instaladas imediatamente seja instalada em uma relação em espelhamento com uma(s) unidade(s) de filtragem homóloga(s) com a qual coopera para estabelecer sessões de retroenxague automático.

[063] De acordo com um primeiro aspecto amplo do objeto atualmente divulgado, uma redução na resistência ao fluxo de líquido é alcançada ao prover uma válvula (também referida como ‘válvula comum’) compreendendo (i) um corpo oco 102 com pelo menos três aberturas 102a, 102b e 102c (anotado na Fig. 1E), através do qual o líquido pode fluir entre um vazio 103 do corpo 102 e três ambientes respectivos externos ao corpo; (ii) um êmbolo 135 (na presente divulgação também referido como ‘haste’) tendo um plugue 136 conectado em uma primeira extremidade do mesmo, o referido plugue 136 é móvel por meio do êmbolo 135 dentro do vazio 103 entre uma posição mais avançada (mostrada em o conjunto esquerdo da Fig. 1C) no qual bloqueia a passagem de líquido entre o vazio 103 e uma primeira (102a) das referidas pelo menos três aberturas, e entre uma posição mais à retaguarda (mostrada, por exemplo, em ambos os conjuntos da Fig. 1A), na qual bloqueia a passagem de líquido entre o vazio 103 e uma terceira (103c) das referidas pelo menos três aberturas; em que a comunicação líquida entre o vazio 103 e a segunda (102b) das pelo menos três aberturas é ininterrupta por meio do plugue 136.

[064] Em várias modalidades do objeto divulgado, o referido plugue 136 compreende pelo menos uma das regiões de vedação em formato de anel voltadas para a frente e para trás (anotadas 136s na Fig. 1D).Em várias modalidades do objeto divulgado, a primeira (102a) das referidas pelo menos três aberturas é englobada por um recuo em formato de anel (anotado 106 na Fig. 1E) com um contorno coincidente à referida região de vedação em formato de anel voltada para a frente 136s do plugue.

[065] No contexto da presente divulgação, a ‘entrada’ de uma válvula comum é uma abertura em um alojamento da válvula, constituindo ou correspondendo à abertura 102a, através da qual a válvula está em comunicação líquida com uma alimentação de líquido pressurizado a ser filtrado. A entrada pode compreender meios de acoplamento (não ilustrados) pelos quais pode ser acoplado de maneira liberável a um tubo de entrada (por exemplo, encaixe em Y 180).

[066] No contexto da presente divulgação, a ‘saída’ de uma válvula comum é uma abertura em um alojamento da válvula, constituindo ou correspondendo à abertura 102b, através da qual a válvula está em comunicação líquida com elemento de filtragem ou um elemento de peneiragem, tal como um filtro de disco 150 (referido na presente invenção também como um ‘elemento de filtragem de disco’). A comunicação líquida entre a válvula comum e o elemento de filtragem é bidirecional. Em algumas modalidades exemplares, durante uma sessão de retroenxague, o fluxo de fluido através da abertura 102b é revertido. Por conseguinte, a saída 102b da válvula também pode ser referida, no contexto da presente divulgação, como uma ‘porta bidirecional’ da válvula comum.

[067] No contexto da presente divulgação, a ‘uma saída de evacuação’ de uma válvula comum é uma abertura em um alojamento da válvula, constituindo ou correspondendo à abertura 102c, através da qual a válvula pode estar em comunicação líquida com um sistema de drenagem, ou através da qual é aberta para a atmosfera.

[068] Em várias modalidades do objeto divulgado, a válvula compreende um recuo em formato de anel com um contorno coincidente à referida região de vedação em formato de anel 136s do plugue, localizada na posição mais à retaguarda da região de vedação traseira e configurada para engatar com a região de vedação traseira 136s para vedação contra a passagem de líquido a partir do vazio 103 para a saída de evacuação 103c quando o plugue 136 está na sua posição mais à retaguarda. Na modalidade ilustrada, a saída de evacuação 103c é bloqueada pelo lado traseiro da parede 136 do plugue, sem depender da vedação em formato de anel 136s voltada 136s voltada para trás, portanto, nenhum recuo em formato de anel de um contorno coincidente é ilustrado na posição mais à retaguarda do plugue.

[069] De acordo com um segundo aspecto amplo do objeto atualmente divulgado, é alcançada uma redução no líquido desperdiçado durante as transições do plugue 136 entre suas posições mais à retaguarda e mais avançada ao prover uma parede voltada para a traseira do plugue com uma convexidade (uma porção saliente) abaulando em direção ao êmbolo, em que a referida convexidade se projeta através de um recuo ou abertura 104h quando o plugue se aproxima de sua posição mais à retaguarda. Em várias modalidades, a convexidade da parede voltada para a traseira se assemelha a um formato cilíndrico 136R. Em algumas modalidades, a protrusão cilíndrica 136R e o êmbolo 135 compartilham um eixo de simetria comum.

[070] Além disso, de acordo com o referido segundo aspecto amplo, em várias modalidades do objeto divulgado, uma parede voltada para a frente do plugue compreende uma convexidade 136F que se projeta para longe do êmbolo 135, a referida convexidade se projeta através da primeira abertura 102a quando o plugue 136 se aproxima de sua posição mais avançada.

[071] Em várias modalidades, a convexidade da parede voltada para a frente 136F se assemelha a um formato de cone. Em algumas modalidades, a protrusão em formato de cone 136F e o êmbolo 135 compartilham um eixo de simetria comum.

[072] Em várias modalidades do objeto divulgado, a referida segunda abertura 102b é conectada à câmara de filtragem por um membro do tubo de saída 114.

[073] Em várias modalidades do objeto divulgado, o corpo oco da válvula 102, o membro do tubo de saída 114 e um corpo 110 da câmara de filtragem são formados como uma unidade de peça única inseparável 101, também referida como ‘unidade principal’, conforme esquematizado na Fig. 1E. Em várias modalidades do objeto divulgado, o alojamento de cilindro 130 é fixável de maneira removível ao corpo oco 102 em uma abertura de serviço 102s. A fixação entre o alojamento 130 pode ser presa às aberturas 102s do corpo oco 102 por qualquer meio de acoplamento aceitável. Em algumas modalidades, a fixação entre o corpo oco 102 e o compartimento do cilindro 130 é por meio de um grampo de acoplamento. Em outras modalidades, a conexão pode ser realizada por flanges mutuamente parafusados ou por rosqueamento mútuo. Em várias modalidades do objeto divulgado, o corpo da câmara de filtragem possui uma abertura de serviço 113 coberta de maneira removível por meio da tampa do compartimento da câmara 120.

[074] Em várias modalidades do objeto divulgado, um eixo longitudinal do membro do tubo de saída 114 forma com um eixo longitudinal 111 da câmara de filtragem um ângulo entre 35 e 55 graus.

[075] Em algumas modalidades do objeto divulgado, o eixo longitudinal 115 do membro do tubo de saída 114 forma com o eixo longitudinal 111 da câmara de filtragem um ângulo de cerca de 45 graus.

[076] Na presente divulgação, quando se refere ao ângulo entre o eixo longitudinal 115 do membro do tubo 114 e o eixo longitudinal 111 da câmara de filtragem, o ângulo em questão se refere ao agudo entre os eixos, que está próximo da extremidade proximal 112 do alojamento da câmara 110, isto é (nas modalidades em que os eixos são paralelos às respectivas seções de parede) o ângulo entre os eixos que é igual e paralelo ao ângulo marcado pela seta curva 188 entre a parede do alojamento 110 e a parede do tubo 114.

[077] Referindo-se ao primeiro aspecto amplo, em várias modalidades do objeto divulgado, a câmara de filtragem 110 e as referidas primeira e segunda aberturas 102a e 102b da válvula comum 102 são dispostas de modo que um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras (demonstrado na Fig. 1E entre as linhas tracejadas paralelas da seta 116) atravesse todas elas, minimizando assim a mudança de direção e o fluxo turbulento de um corpo de líquido que flui a partir do exterior para a primeira abertura 102a, para a câmara 110.

[078] Em várias modalidades do objeto divulgado, uma área de seção transversal do canal de fluxo 116 medida transversalmente em relação ao eixo 115 e definida por meio das linhas de visão paralelas mutuamente remotas se estendendo entre o filtro (elemento de filtragem) 150 e o lado externo da abertura 102a, é 75% ou mais da área de seção transversal do membro do tubo de saída 114.

[079] Em várias modalidades do objeto divulgado, o canal de fluxo 116 é substancialmente paralelo ao eixo longitudinal 115 do tubo de saída 114.

[080] Em várias modalidades do objeto divulgado, a seção transversal do tubo 114 transversalmente ao seu eixo 115, é substancialmente oval. Em várias modalidades, a seção transversal do tubo 114 transversalmente ao seu eixo 115, é longa em uma direção perpendicular ao plano das figuras do que na direção paralela ao plano das figuras (por exemplo, devido à ovalização da seção transversal), permitindo assim encurtar o curso do pistão 134 e, portanto, a distância entre as duas posições extremas do plugue 136, por uma determinada área de seção transversal do membro do tubo 114. Isso pode reduzir o tempo de transição do plugue entre as sessões de filtragem e limpeza, e reduzir ainda mais a perda de líquido associada à transição.

[081] Em várias modalidades do objeto divulgado, uma área de seção transversal interna do segmento do tubo de entrada comum 181, é substancialmente igual a uma área de seção transversal interna de qualquer um dos segmentos esquerdo e direito 181L e 181R que divergem dos mesmos, em que as referidas áreas medidas transversalmente à direção de um fluxo de líquido respectivamente pretendido.

[082] Em várias modalidades da matéria do objeto divulgado, os segmentos 181L e 181R são arqueados. Em várias modalidades, um raio de uma maior curva interna (anotado 181c na Fig. 1B) está entre cerca de 100% e 150% do diâmetro do tubo 181. Em várias modalidades do objeto divulgado, a referida primeira abertura 102a é conectada por meio do membro do tubo de entrada 181 a um encaixe de entrada (como um flange) configurado para se conectar (por exemplo, por parafusos) a um encaixe de saída coincidente de um tubo principal (não ilustrado) a partir do qual o líquido pressurizado pode ser alimentado através da válvula 102 para a câmara de filtragem 110.

[083] Uma vez que a rota a ser seguida por pelo corpo de líquido a partir do tubo de entrada para o tubo de saída do sistema de filtragem com retroenxague automático atualmente divulgado é menos labiríntico em comparação à rota seguida pelo corpo de líquido através de sistemas concorrentes com sistema de válvulas sem o arranjo de válvula das soluções atualmente divulgadas, a perda de pressão entre a entrada de líquido 181i e a saída de líquido 191e da unidade dupla 100 de acordo com o objeto atualmente divulgado será reduzida, minimizando assim a queda total na pressão hidráulica através de um sistema de filtragem compreendendo uma bateria de unidades duplas 100.

[084] A unidade de filtragem com retroenxague 100 compreende um par de conjuntos de filtragem com retroenxague automático conectados em configuração em espelhamento. Cada um dos conjuntos compreende uma câmara de filtragem formada por um alojamento proximal 110 e uma tampa 120.

[085] O alojamento da câmara 110 e sua tampa 120 podem ser presos juntos por qualquer meio de acoplamento aceitável que permita a remoção fácil da tampa, por exemplo, para fins de serviço. Em algumas modalidades, eles são presos juntos por um grampo de acoplamento e sua(s) junta(s) prescrita(s).

[086] Referindo-se agora mais detalhadamente à operação da unidade 100, o elemento de filtragem de disco 150 é preso dentro da câmara em uma extremidade inferior do compartimento da câmara 110. O alojamento da câmara 110 está em comunicação líquida com a válvula comum através de um tubo diagonal 114.

[087] A válvula comum compreende um corpo oco 102 e um plugue acionado por pistão 136 conectado a um pistão 134 por meio de uma haste de pistão 135. O pistão é móvel através de um cilindro de pistão 130, como resultado de mudanças na pressão de fluido dentro do cilindro. O fluido para controlar o pistão (e consequentemente o plugue) se comunica com o cilindro a partir de uma fonte de fluido externa (não ilustrada), através da porta de controle 131.

[088] Em algumas modalidades, o fluido para controlar o pistão é líquido do tipo submetido à filtragem e é fornecido, por exemplo, após a filtragem através de um filtro secundário (não ilustrado), ao mesmo tempo em que obtém uma pressão necessária através de um impulsionador ativado pelo controlador (não ilustrado).

[089] Uma bucha recuada 104 possui um orifício para a haste 135, e é presa entre o vazio 103 da válvula e entre o cilindro 130 para isolamento entre eles contra troca de fluido.

[090] Uma extremidade frontal da bucha 104 (e em várias outras modalidades uma bucha adicional localizada próxima à primeira) coopera com o plugue 136 na prevenção de vazamento de líquido a partir do vazio 103 para a porta de evacuação 103c. Na modalidade ilustrada, a bucha 104 possui um recuo cilíndrico 104h configurado para receber uma extensão cilíndrica coincidente 136R que se projeta a partir de uma parede traseira do plugue 136. O recuo é aberto para uma abertura de evacuação 102c formada no corpo oco da válvula

102. A comunicação líquida será assim provida a partir do vazio 103 da válvula, para a abertura de evacuação 102c através do recuo 104h, sempre que a extensão cilíndrica 136R se afastar do recuo, ou seja, no último estágio e mais intensamente após a conclusão de um curso de pistão que leva o plugue 136 em direção a sua posição mais avançada.

[091] Na Fig. 1A, os cones 136 da válvula da direita e da válvula da esquerda dos conjuntos de filtragem estão em sua posição mais à retaguarda, de modo que ambos os conjuntos operem no modo de filtragem. O líquido pressurizado entra na unidade 100 através da entrada 181i de um segmento de tubo principal 181 de um separador em T ou em Y 180 (referido comumente também como encaixe Tee/Wye). O fluxo de líquido se divide nos conjuntos em espelhamento, respectivamente, através dos segmentos de tubo lateral 181R e 181L, e continua através dos vazios 103 das válvulas e através dos tubos 114 nas câmaras de filtragem 110.

[092] Atravessando os elementos de filtragem de disco 150, os respectivos dois fluxos de líquido filtrado se reencontram através de uma saída em T ou um integrador de fluxo em Y 190, e saem da unidade 100 através da saída 191e do integrador de fluxo 190.

[093] Um controlador eletrônico (não ilustrado) é configurado para iniciar sessões de retroenxague para a limpeza dos elementos de filtragem 150, a cada vez, periodicamente, mediante demanda do usuário, ou com base no monitoramento da operação da unidade 100, ou em termos da quantidade acumulada de líquido filtrado medida desde uma sessão de enxague anterior, a quantidade total de horas de operação após uma sessão de limpeza realizada anteriormente, ou em termos de níveis de pressão que caem abaixo de um valor limite predeterminado que corresponde a um grau de entupimento do filtro devido à sujeira acumulada.

[094] Mediante o início de uma sessão de limpeza por meio do controlador, o pistão 134 é empurrado (por meio de um fluido forçado para a porta de controle 131 a partir de uma fonte externa pressurizada acionada por meio do controlador) para acionar o plugue 136 para a frente em direção à abertura de entrada 102a. Ou simultaneamente, com um atraso predeterminado ou com um atraso de tempo em função da pressão, o elemento de filtragem de disco 150 é alternado para seu modo de operação de retroenxague. Em algumas modalidades exemplares, a mudança para o modo de operação de retroenxague pode ser implementada usando uma mudança na pressão hidráulica diferencial sobre um comutador hidráulico do elemento de filtragem 150, resultante a partir da mudança na posição do plugue 136 da válvula comum (ou, por exemplo, em várias outras modalidades, por meio de um fluido forçado em sua porta de controle 155 a partir de uma fonte externa pressurizada acionada por meio do controlador). Consequentemente, o copo do disco 151 se afasta dos discos, permitindo que eles se separem para a limpeza.

Em algumas modalidades, o controlador é programado para atrasar a troca do filtro de disco 150 para um modo de limpeza, até que a abertura de entrada 102a seja vedada completamente, ou quase completamente, por meio do plugue 136. Esse atraso pode ser desejado, por exemplo, para garantir que a direção do fluxo através do filtro seja revertida quando os discos forem submetidos a uma separação para a limpeza.

Em modalidades nas quais o filtro de disco 150 é alternado entre o modo de operação de filtragem e o modo de limpeza, um atraso desejado na transição para o modo de limpeza pode ser alcançado através do projeto apropriado do atuador hidráulico do filtro de disco e da transição que flui através da válvula 136 durante sua transição a partir da posição de filtragem para a posição de fluxo reverso.

Isso é demonstrado por meio das setas tracejadas na Fig. 1B que um fluxo reverso através do filtro de disco 150 não pode ser garantido desde que a abertura de entrada 102a da válvula no conjunto de filtragem submetido a limpeza esteja amplamente aberta (mesmo que não totalmente aberta). Isso ocorre porque a pressão do líquido que se comunica a partir da fonte de líquido externa para o filtro de disco 150 diretamente através do segmento de tubo 114 (do conjunto de filtragem submetido à limpeza) pode ser maior que a mesma pressão que se comunica através da câmara de filtragem do conjunto de filtragem em espelhamento.

A necessidade de um atraso entre a ativação da válvula e a ativação do filtro de disco para limpeza, e sua duração, caso necessário, pode ser determinada separadamente por cada projeto de filtragem, e o controlador pode ser programado de acordo (e em várias modalidades alternativas o atuador hidráulico e a válvula podem ser projetados de forma correspondente), ou com base na experiência adquirida em outros projetos, ou com base na experimentação no local.

[095] A convexidade 136F na parede frontal da válvula 136 acelera a redução na acessibilidade da abertura de entrada 102a ao fluxo de entrada durante os últimos estágios da transição do plugue para sua posição mais avançada, minimizando assim a perda de líquido através da porta de evacuação, acelerando a reversão da pressão sobre o filtro de disco e, por sua vez, permitindo reduzir o atraso e alternar o filtro de disco para o modo de limpeza mais rapidamente.

[096] A Fig. 1B exemplifica alguns estágios durante o estado de transição da unidade 100 a partir de um modo de operação somente de filtragem para um modo de operação de limpeza. A extensão traseira 136R do plugue 136 é representada totalmente retirada a partir do recuo 104h com uma lacuna perceptível no meio. Nessa fase, o líquido pode escapar livremente do vazio da válvula 103 para o recuo 104h, como indicado pelas pequenas setas próximas à extensão traseira 136R, e sair da unidade do lado esquerdo 100 através da saída de evacuação 103c e do segmento do tubo de evacuação 132. O escape de líquido a partir do vácuo 103 para a saída de evacuação 103c pode começar imediatamente após a ativação da sessão de limpeza e uma vez que o plugue 136 sai da sua posição de vedação hermética mais mais à retaguarda, em função que envolve o grau de sobreposição entre a parede cilíndrica da extensão traseira 136R e a parede cilíndrica interna que constitui o recuo 104h, e em função do seu encaixe mútuo. Por exemplo, em algumas modalidades, pelo menos uma dentre a parede cilíndrica da extensão traseira 136R e a parede cilíndrica interna da bucha recuada 104 é fornecida com uma gaxeta (como a gaxeta em anel 137 próxima da extremidade traseira da extensão traseira 136R do plugue, vide Fig. 1D, e a gaxeta em anel 138 próxima da abertura voltada para o plugue da bucha recuada 104, vide Fig. 1B), para vedar entre a extensão traseira e o recuo, desde que a extensão traseira não esteja totalmente retirada a partir do recuo. Em algumas modalidades, a gaxeta 137 da Fig. 1D pode ser do tipo manga, ou seja, se estendendo por uma certa porção (até 100%) do comprimento da extensão traseira 136R. Nas modalidades implementando gaxeta(s) para vedar a lacuna entre a parede cilíndrica externa da extensão traseira 136R e a parede cilíndrica interna do recuo 104h, o escape de líquido começará a ocorrer apenas após a separação total (ou quase completa) da extensão traseira a partir do recuo. Em outras modalidades, as referidas paredes cilíndricas podem ser configuradas para ter constantemente uma pequena lacuna entre elas para minimizar ou evitar completamente um atrito entre elas durante a transição do plugue a partir de um modo de operação para outro. Em tais modalidades, pequenos vazamentos podem começar através da lacuna imediatamente após a separação do plugue 136 a partir de sua posição mais à retaguarda, e depois aumentar gradualmente, mas de forma insignificante, nos primeiros estágios da transição, como resultado da retirada gradual da extensão traseira 136R para fora do recuo 104h, e nos estágios intermediários da transição como resultado do aumento gradual na separação entre o recuo 104h e a extensão traseira recuada 136R. Uma vez que a protrusão em formato de cone 136R já penetrou através da abertura de entrada 102a durante os estágios intermediário e posterior do estado de transição, o fluxo de entrada é cada vez mais restrito, e o desperdício total de líquido permanece pequeno.

[097] Em várias modalidades do objeto atualmente divulgado, a distância entre uma extremidade frontal 136FF da protrusão frontal 136F e uma extremidade posterior 136RR da protrusão traseira 136R, é igual ou superior a uma distância entre uma extremidade frontal do recuo 104h (que é a extremidade do recuo 104h próxima da abertura externa 102a) e da abertura externa 102a. Em algumas modalidades, a referida distância é maior que 80% da, ainda menor que, a distância entre a extremidade frontal do recuo e a abertura externa 102a.

[098] Em algumas modalidades do objeto divulgado, pelo menos 50% de toda a extensão de mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas, ou a protrusão traseira 136R ocupa um volume do recuo ou a protrusão frontal 136F penetra através da abertura externa 102a.

[099] Experiências realizadas com modalidades implementando as soluções de acordo com o objeto atualmente divulgado revelaram uma diminuição significativa no desperdício de água durante as sessões de limpeza automática convencionais, em comparação aos sistemas semelhantes que não possuem as soluções propostas.

[0100] Os fluxos de enxague eficazes ocorrerão durante o estado estacionário da sessão de limpeza, quando o plugue 136 estiver em sua posição mais avançada, como exemplificado por meio da Fig. 1C. Uma vez que a abertura da válvula 102a do conjunto de filtragem esquerdo é bloqueada por meio do respectivo plugue 136, toda a pressão do líquido fornecido cai no conjunto de filtragem direito, aumentando assim a taxa de fluxo através de seu elemento de filtragem, aproveitando o diâmetro aumentado do segmento de tubo direito 181R (que é igual ao diâmetro do segmento do tubo de entrada 181), de seu projeto com arqueamento moderado, e do canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras ao longo de toda a rota líquida entre a abertura de entrada 102a e o elemento de filtragem 150.

[0101] O fluxo de líquido na saída da câmara de filtragem esquerda será, portanto, suficiente para fornecer um fluxo reverso eficaz através da câmara de filtragem do conjunto esquerdo, conforme necessário para o retroenxague, enquanto continua a fornecer líquido filtrado à linha principal, como se assemelha às setas ilustradas no integrador de fluxo 190 (que funciona como um divisor de fluxo durante as sessões de limpeza dos conjuntos de filtragem em espelhamento).

[0102] Em algumas modalidades do objeto divulgado, umo retroenxague de ambos os conjuntos de filtragem em espelhamento pode ocorrer simultaneamente ou após a ativação por um usuário ou como uma rotina. Em tais modalidades, a sessão de retroenxague simultânea será ativada ao comandar que os dois cones 136 fechem simultaneamente as aberturas de entrada 102a, e ao prover fluxo de líquido reverso para o combinador 190 através de sua saída 191e, a partir de uma fonte de líquido externa pressurizada. O fluxo líquido reverso pressurizado irá divergir nos elementos de filtragem esquerdo e direito 150 através dos segmentos arqueados 191L e 191R, respectivamente, uma vez que as extensões traseiras 136R de ambos os cones são retiradas a partir de seus recuos 104h.

[0103] Em algumas modalidades, o combinador 190 é parte integrante dos corpos dos alojamentos da câmara esquerdo e direito 110. Em várias modalidades, cada compartimento 110 possui uma extremidade proximal 112 aberta (vide Fig. 1E) voltada para a extremidade aberta 112 de sua contraparte 110, e os alojamentos 110 e os segmentos de tubo esquerdo e direito 191L e 191R do integrador 190 são configurados para serem acopladas, respectivamente, por um grampo de acoplamento, permitindo assim que o integrador seja preso à unidade 100 com um eixo longitudinal do seu segmento de tubo central 191 com angulação em relação ao plano da figura em qualquer ângulo desejado (com exceção dos ângulos em cuja rotação adicional é bloqueada pelo corpo de outros componentes, por exemplo, pelo corpo do divisor de fluxo 180).

[0104] Em algumas modalidades, o divisor de fluxo 180 é parte integrante dos corpos das válvulas esquerda e direita 102. Em várias modalidades, as válvulas 102 e os segmentos de tubo esquerdo e direito 181L e 181R do divisor

180 são configurados para serem acoplados, respectivamente, por meio de um grampo de acoplamento, permitindo assim que o divisor seja fixado à unidade 100 com um eixo longitudinal de seu segmento de tubo central 181 com angulação em relação ao plano da figura em qualquer ângulo desejado (com exceção dos ângulos nos quais sua rotação adicional é bloqueada pelo corpo de outros componentes, por exemplo, pelo corpo do integrador de fluxo 190).

[0105] Em várias modalidades do objeto divulgado, nas quais o divisor 180 e o integrador 190 são inclináveis e podem, portanto, ser presos cada um voltado para uma direção desejada, a unidade 100 se torna altamente versátil e pode ser confortavelmente integrada em diferentes arquiteturas da linha principal, incluindo mas não limitado às relações L, Z, I e U entre as porções de entrada e de saída da linha principal (em que as extremidades dos últimos formatos são alinhadas com os eixos longitudinais das porções de entrada e de saída da linha principal).

[0106] Em várias modalidades do objeto divulgado, o divisor em Y 180 e o integrador em Y 190 podem compreender, adicionalmente, pelo menos uma porta multiuso integral útil para conectar de forma removível um acessório desejado, por exemplo, válvula de ar, medidor de pressão, sensor de turbidez, filtro auxiliar e assim por diante.

[0107] A versatilidade obtida ao prover a capacidade de inclinação entre a unidade de peça única 101, do divisor em Y 180 e do integrador em Y 190, facilita ainda mais o empilhamento de uma pluralidade de unidades em espelhamento 100 em uma bateria compacta e bem organizada unidades de filtragem com retroenxague automáticos.

[0108] Quando o termo “cerca de” estiver associado a uma dimensão, tamanho, contagem, medição e similares, se refere a um desvio de até 10%, a menos que seja indicado explicitamente o contrário .

[0109] A terminologia usada aqui para o propósito de descrever modalidades particulares apenas e não é destinada a ser limitante do objeto divulgado. Como usadas neste documento, as formas singulares “um”, “uma” e “a/o” têm a intenção de incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique de outra forma. Adicionalmente, será entendido que os termos “compreende” e/ou "compreendendo", quando usado nesse relatório descritivo, especificam a presença de características declaradas, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes, mas não impedem a presença ou adição de um ou mais outras características, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0110] As estruturas, materiais, atos e equivalentes correspondentes de todos os meios ou etapas mais elementos funcionais nas reivindicações abaixo destinam-se a incluir qualquer estrutura, material ou ação para executar a função em combinação com outros elementos reivindicados, conforme reivindicado especificamente. A descrição do objeto atualmente divulgado foi apresentada para fins de ilustração e descrição, mas não se destina a ser exaustiva ou limitada ao objeto divulgado na forma divulgada. Muitas modificações e variações serão aparentes àqueles versados na técnica sem que se afastem do escopo e sentido do objeto divulgado. A modalidade foi escolhida e descrita a fim de melhor explicar os princípios do objeto divulgado e sua aplicação prática para, desse modo, permitir que outras pessoas versadas na técnica utilizem a presente invenção e as diversas modalidades com diversas modificações, na medida em que são adequadas ao uso particular contemplado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de filtragem, caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmara de filtragem, um elemento de filtragem alojado dentro da câmara de filtragem, em que o elemento de filtragem compreende um corpo do elemento de filtragem, uma válvula comum compreendendo um alojamento da válvula em comunicação fluida com a câmara de filtragem, com uma fonte de fluido a ser filtrado, e com porta de evacuação para fluido de retroenxague (backflush), através de três respectivas aberturas no alojamento da válvula, em que a válvula comum, a câmara de filtragem, e um segmento de tubo com conexão entre eles, são configurados mutuamente para prover um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras se estendendo pelo menos a partir do exterior para uma abertura de entrada da válvula comum em direção ao corpo do elemento de filtragem sempre que a válvula comum estiver em um modo de operação de filtragem.

2. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o canal de fluxo livre de dobras possui uma área de seção transversal perpendicular a um eixo longitudinal do mesmo de cerca de 50% ou mais da área da abertura de entrada da válvula comum.

3. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula comum compreende um plugue que é móvel linearmente dentro de um vazio central da válvula comum, em que uma parede de trás do plugue possui uma protrusão encaixando-se substancialmente dentro de um recuo imóvel coincidente, em que o recuo imóvel coincidente se estende entre uma saída de evacuação formada em uma parede do alojamento da válvula e entre o vazio central, e possui um espaço livre interno com um volume predeterminado, em que a referida protrusão é configurada para ocupar, pelo menos parcialmente, o espaço livre interno quando o plugue está em transição, entre uma posição mais a trás do plugue dentro do vazio e uma posição próxima a uma posição mais avançada do plugue dentro do vazio até que a protrusão saia completamente de dentro do recuo imóvel, reduzindo assim a evacuação de fluido através do recuo imóvel durante a transição do plugue entre um modo de operação de filtragem e um modo de operação de retroenxague em função de um grau de um volume do recuo, ocupado pela protrusão traseira.

4. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula comum compreende um plugue que é móvel linearmente entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição é associada a um modo de operação de filtragem, em que a segunda posição é associada a um modo de operação de retroenxague, em que o plugue compreende uma protrusão traseira configurada para restringir a passagem de fluido de um vazio central da válvula para a porta de evacuação durante o movimento linear do plugue a partir da primeira posição para a segunda posição, em que pelo menos uma porção de um volume predeterminado do recuo é ocupada pela protrusão traseira por pelo menos os primeiros 30% da extensão total do movimento linear, sendo que o desperdício de fluido através da porta de evacuação é reduzido em função de um grau de um volume do recuo ocupado pela protrusão traseira.

5. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a protrusão traseira é cilíndrica, cuja uma altura é orientada paralela a uma direção do movimento linear.

6. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula comum compreende um plugue que é móvel linearmente entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que a primeira posição é associada a um modo de operação de filtragem, em que a segunda posição é associada a um modo de operação de retroenxague, em que o plugue compreende uma protrusão frontal configurada para entrar na abertura de entrada para, desse modo, reduzir uma taxa de fluxo de fluido para dentro da abertura de entrada durante o movimento linear do plugue a partir da primeira posição para a segunda posição, em que pelo menos uma porção da protrusão frontal penetra através da abertura de entrada por pelo menos os últimos 30% da extensão total do movimento linear, sendo que o desperdício de fluido através da porta de evacuação é reduzido em função de um grau de penetração da protrusão frontal através da abertura de entrada.

7. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a protrusão frontal é semelhante a cônica, afunilando em direção à abertura de entrada.

8. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ângulo entre um eixo longitudinal do segmento de tubo e um eixo longitudinal da câmara de filtragem está entre 35 e 55 graus.

9. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segmento de tubo possui uma seção transversal com formato elíptico perpendicular ao seu eixo longitudinal, achatada em uma direção paralela à direção de movimento linear, permitindo assim um encurtamento da extensão de movimento linear do plugue por uma determinada área de seção transversal do segmento de tubo.

10. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma extremidade proximal da câmara de filtragem, pelo menos a maior parte do alojamento da válvula comum, e o segmento do tubo são membros inseparáveis de uma única peça de material.

11. Sistema de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um fluxo através de uma primeira abertura em um alojamento da câmara de filtragem está dentro da câmara durante o modo de operação de filtragem e fora da câmara durante o modo de operação de retroenxague, em que um fluxo através de uma segunda abertura em um alojamento da câmara de filtragem está fora da câmara durante o modo de operação de filtragem e dentro da câmara durante o modo de operação de retroenxague.

12. Sistema de filtragem duplo, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro e um segundo sistemas de filtragem, cada um, conforme definido na reivindicação 1, os referidos primeiro e segundo sistemas de filtragem são conectados juntos em configuração em espelhamento, em que a abertura de entrada da válvula comum no primeiro sistema está voltada para, e tem uma linha de visão com a abertura de entrada da válvula comum no segundo sistema através de um divisor de fluxo para um fluido a ser filtrado.

13. Sistema de filtragem duplo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o divisor de fluxo compreende um par de tubos arqueados divergindo a partir de um tubo central comum.

14. Sistema de filtragem duplo, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro e um segundo sistemas de filtragem, cada um, conforme definido na reivindicação 1, os referidos primeiro e segundo sistemas de filtragem são conectados juntos em configuração em espelhamento, em que uma abertura de saída da câmara de filtragem no primeiro sistema está voltada para, e tem uma linha de visão com uma abertura de saída da câmara de filtragem no segundo sistema através de um integrador de fluxo para um fluido filtrado.

15. Sistema de filtragem duplo, de acordo com a reivindicação 14,

caracterizado pelo fato de que o integrador de fluxo compreende um par de tubos arqueados divergindo a partir de um tubo central comum.

16. Sistema de filtragem duplo, de acordo com a reivindicação 14 ou 16, caracterizado pelo fato de que um raio de uma maior curva interna de cada um dos tubos arqueados está entre cerca de 100% e 150% do diâmetro do tubo central comum.

17. Sistema de filtragem duplo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que uma área de seção transversal interna de um tubo central comum do divisor de fluxo ou do integrador de fluxo é intimamente igual a uma área de seção transversal interna de qualquer um dos tubos divergindo a partir do tubo central comum.

18. Dispositivo de válvula, caracterizado pelo fato de ter um plugue móvel linearmente para selecionar entre um primeiro caminho de fluxo e um segundo caminho de fluxo correspondente a uma primeira e uma segunda posições extremas do plugue móvel linearmente, e constituindo uma válvula comum, o dispositivo de válvula compreende um alojamento, o plugue que é móvel linearmente dentro do alojamento entre as referidas primeira e segunda posições extremas, uma porta permanentemente aberta comum para o primeiro caminho de fluxo e o segundo caminho de fluxo, uma primeira porta tendo uma abertura externa em comunicação fluida com a porta permanentemente aberta quando o plugue está na primeira das posições extremas, uma segunda porta tendo comunicação fluida com a porta permanentemente aberta quando o plugue está na segunda das posições extremas, em que quando o plugue está na primeira das posições extremas, a comunicação fluida entre a abertura externa e a porta permanentemente aberta compreende um caminho de fluxo linear com uma área de seção transversal superior a 50% da área da abertura externa, constituindo um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras, estendendo-se pelo menos a partir do exterior para a abertura externa para a partir do exterior para a porta permanentemente aberta.

19. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a área de seção transversal do percurso de fluxo linear é superior a 75% da área da abertura externa.

20. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a porta permanentemente aberta possui uma área aberta predeterminada em um plano, paralela a uma direção linear de movimento do plugue, em que a área aberta possui um eixo menor definindo uma largura da porta bidirecional no plano e um eixo principal que define um comprimento da porta bidirecional no plano, em que a largura é menor que o comprimento, em que o eixo menor e, correspondentemente, a largura da porta bidirecional no plano é paralela ou intimamente paralela à direção de movimento do plugue.

21. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que uma parede de trás do plugue possui uma protrusão encaixando-se substancialmente dentro de um recuo imóvel coincidente, em que o recuo imóvel coincidente se estende entre a segunda porta e entre um vazio central do dispositivo de válvula, em que a referida protrusão é configurada para bloquear ou substancialmente restringir o fluxo de fluido a partir do vazio central para a segunda porta quando o plugue está em transição entre uma posição mais a trás dentro do vazio e uma posição substancialmente próxima à sua posição mais avançada dentro do vazio, em que a posição mais a trás pode ser associada a um modo de operação de filtragem de um sistema de filtragem autolimpante, em que a posição mais avançada pode ser associada a um modo de operação de retroenxague do sistema de filtragem autolimpante, permitindo assim reduzir a evacuação de fluido durante a transição do plugue uma vez configurado para mudar um modo de operação do modo de operação de filtragem para o modo de operação de retroenxague.

22. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a primeira das posições extremas pode ser associada a um modo de operação de filtragem do sistema de filtragem autolimpante, em que a segunda das posições extremas pode ser associada a um modo de operação de retroenxague do sistema de filtragem autolimpante, em que o plugue compreende uma protrusão frontal configurada para entrar na abertura de saída para, desse modo, reduzir uma taxa de fluxo de fluido para a primeira porta durante o movimento linear do plugue a partir da primeira das posições extremas para a segunda das posições extremas, por pelo menos os últimos 30% de uma extensão total de uma mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas, sendo que o desperdício de fluido através da segunda porta é reduzido em função de um grau de penetração da protrusão frontal através da abertura de saída.

23. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que uma parede de trás do plugue possui um encaixe substancialmente protruso dentro de um recuo imóvel coincidente, em que o recuo imóvel coincidente se estende entre a segunda porta e entre um vazio central do dispositivo de válvula, em que a referida protrusão é configurada para bloquear ou substancialmente restringir o fluxo do fluido a partir do vazio central para a segunda porta quando o plugue está em transição entre a posição mais a trás dentro do vazio e a posição substancialmente próxima à sua posição mais avançada dentro do vazio; em que o plugue compreende, adicionalmente, uma protrusão frontal configurada para entrar na abertura externa, reduzindo assim a taxa de fluxo de fluido para a primeira porta durante o movimento linear do plugue a partir da primeira das posições extremas para a segunda das posições extremas, por pelo menos os últimos 30% de uma extensão total de uma mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas; e em que a posição mais a trás pode ser associada a um modo de operação de filtragem de um sistema de filtragem autolimpante, em que a posição mais avançada pode ser associada a um modo de operação de retroenxague do sistema de filtragem autolimpante, permitindo assim reduzir a evacuação de fluido durante a transição do plugue uma vez configurado para mudar um modo de operação do modo de operação de filtragem para o modo de operação de retroenxague, em função de um grau de um volume do recuo ocupado pela protrusão traseira e um grau de penetração na protrusão frontal através da abertura externa.

24. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que pelo menos para 50% de toda a extensão da mobilidade linear do plugue entre a primeira e a segunda posições extremas, ou a protrusão traseira ocupa um volume do recuo ou a protrusão frontal penetra através da abertura externa.

25. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que uma distância entre uma extremidade frontal da protrusão frontal e uma extremidade posterior da protrusão traseira é superior a 80% de uma distância entre uma extremidade frontal do recuo e da abertura externa.

26. Dispositivo de válvula, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que uma distância entre uma extremidade frontal da protrusão frontal e uma extremidade posterior da protrusão traseira é igual ou superior a uma distância entre uma extremidade frontal do recuo e da abertura externa.

27. Membro do sistema de filtragem, caracterizado pelo fato de que compreende em uma peça inseparável uma porção do alojamento da câmara de filtragem, uma porção de um alojamento de uma válvula comum localizada no exterior a e remotamente a partir da porção do alojamento da câmara de filtragem, e um segmento de tubo com conexão entre elas, em que a porção do alojamento da câmara de filtragem, a porção de um alojamento da válvula comum, e o segmento de tubo, são configurados mutuamente para prover para um canal de fluxo ininterrupto e livre de dobras se estendendo pelo menos a partir do exterior para uma abertura de entrada da válvula comum e para o interior da porção do alojamento da câmara de filtragem.

28. Invenção de produto, processo, sistema, kit, meio ou uso, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais elementos descritos no presente pedido de patente