Фильтр для очистки жидкости

 

Устройство предназначено для очистки жидкостей, в частности масел, фильтрованием. Фильтр для очистки жидкости содержит корпус с входным отверстием, крышку с выходным отверстием, неподвижно закрепленную на корпусе, и гофрированный фильтрующий элемент, один торец которого неподвижно закреплен на крышке, а другой - в основании. Внутренняя поверхность основания имеет форму гофр фильтрующего элемента, а его наружная поверхность - форму окружности. Фильтрующий элемент снабжен ребрами жесткости, жестко связанными с соответствующими гофрами, каждое из которых одним концом неподвижно соединено с крышкой, а другим - с основанием, при этом крышка содержит верхнее кольцо и неподвижно связанный с ним фильтровальный круг с наружными диаметрами, соответствующими наружному диаметру кольцевого основания. Достигается герметичность фильтра и надежность его в работе. 5 ил.

Изобретение относится к области фильтрации, а в частности к фильтрам для очистки жидкости (масла) двигателей внутреннего сгорания.

Известно авт. свид. СССР N 1029988 "Фильтр для очистки жидкости" от 02.04.82, B 01 D 27/08, содержащий перфорированный каркас, многослойную фильтровальную ткань и вкладыши для крепления концов ткани. Фильтр снабжен перфорированными крышками с осевым отверстием, установленными на торцах каркаса, в отверстиях крышек размещены концы фильтровальной ткани и вкладыши, нижняя кромка вкладыша размещена ниже кромки концов фильтровальной ткани, а каркас выполнен с кольцевыми зигзагами по высоте. Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются уменьшенная негофрированная поверхность фильтра, низкая надежность и сложность конструкции, а также невозможность визуально проверить качество фильтрации.

Известно авт. свид. СССР N 867397 "Фильтрующий элемент" от 14.01.80, B 01 D 27/10, содержащий фланцы, закрепленный между ними на перфорированном основании фильтрующий материал и защитный кожух, выполненный из перфорированного прямоугольного листа, причем лист установлен по винтовой линии и контактирует с фланцами в месте соединения концов листа. Фильтрующий элемент позволяет улучшить отвод воды, накапливающейся между кожухом и фильтрующим материалом. Однако имеются несколько причин, препятствующих получению технического результата, а именно низкая надежность работы фильтрующего элемента и уменьшенный срок службы вызван выполнением патронного бумажного фильтра для очистки топлива от механических примесей и воды с недостаточно надежным закреплением на фланцах перфорированного фильтрующего материала. Наличие фланцев не позволяет визуально проверить качество крепления фильтрующего материала.

Известно авт. свид. СССР N 831143 "Фильтрующий элемент" от 28.03.79, B 01 D 27/06, содержащий гофрированную фильтрующую штору, наружную и внутреннюю обечайки и верхнюю и нижнюю крышки. Гофры фильтрующей шторы выполнены в виде прямоугольных треугольников или трапеций, при этом прямые углы гофр примыкают поочередно к верхней и нижней крышкам. Причиной, препятствующей получению технического результата, является недостаточно надежное закрепление гофрированной фильтровальной шторы к верхней и нижней крышкам и низкий срок службы, сниженная жесткость конструкции из-за длинных концов гофр, уменьшенная площадь фильтрования. Длинные концы гофр сильно сужаются под воздействием сил упругости, что приводит к потере части площади фильтрования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является авт. свид. СССР N 824880 "Масляный фильтр" от 10.01.79, B 01 D 27/06 - прототип. Фильтр содержит корпус с крышками, соединенными между собой перфорированной трубой, и гофрированный фильтровальный элемент, включающий фильтровальный слой и подложку, торцы которых закреплены на крышках, подложка выполнена из упругого пористого материала, при этом фильтровальный слой и подложка установлены с возможностью перемещения относительно друг друга. Причинами, препятствующими получению технического результата в фильтре-прототипе, являются низкая надежность фильтра из-за недостаточно надежного закрепления, например цементом, гофрированного фильтровального материала к крышкам и невозможности визуального контроля качества этого закрепления, уменьшенная площадь фильтрации из-за наличия подложки и сложность конструкции, уменьшенный срок службы. Поскольку плоскости поверхностей металлических крышек в прототипе ровные, то гофры фильтрующего элемента под воздействием собственных сил упругости принимают произвольное положение, которое упругая подложка не сделает абсолютно жестким, т.е. изменяется площадь фильтрации, нарушается ее равномерность, и фильтр засоряется неравномерно, больше в том месте, где гофры наиболее приближены (слипаются).

Предлагаемый фильтр свободен от отмеченных недостатков и имеет более высокую надежность, улучшенное качество фильтрации и больший срок службы, упрощенную сборку, улучшенное закрепление гофрированного фильтрующего материала к крышкам и позволяет визуально контролировать это закрепление, обеспечивает равномерность фильтрации (фильтр засоряется более равномерно без слипания гофр).

Сущность изобретения состоит в том, что в фильтре для очистки жидкости, содержащем корпус с входным отверстием и с крышкой с выходным отверстием, неподвижно закрепленной на корпусе, и гофрированный фильтрующий элемент, гофры которого выполнены в виде равнобедренных треугольников, один торец гофрированного фильтрующего элемента неподвижно закреплен на крышке корпуса, для повышения эксплуатационных свойств, повышения качества фильтрации и упрощения сборки другой торец гофрированного фильтрующего элемента неподвижно закреплен в кольцевом основании, причем внутренняя поверхность кольцевого основания выполнена соответствующей по форме равнобедренным треугольным гофрам гофрированного фильтрующего элемента, кольцевое основание неподвижно соединено с крышкой гофрированного фильтрующего элемента, гофрированный фильтрующий элемент снабжен ребрами жесткости, каждое ребро жесткости одним концом неподвижно соединено с крышкой корпуса фильтра, а другим - с кольцевым основанием. Крышка гофрированного фильтрующего элемента может быть выполнена содержащей верхнее кольцо и неподвижно связанный с ним нижний фильтровальный круг с наружными диаметрами, соответствующими наружному диаметру кольцевого основания. В изобретении верхний торец гофрированного фильтрующего элемента равномерно и жестко закреплен в крышке, а нижний - в кольцевом основании, имеющем внутреннюю поверхность зубчатой формы с зубьями в виде равнобедренных треугольников, соответствующих равнобедренным треугольным гофрам гофрированного фильтрующего элемента. Ни одна из гофр при этом не смещается, не слипается, как в авт. свид. СССР NN 831143, 816500, 867397, 824880, и фильтр в изобретении засоряется равномерно. Это приводит к улучшению качества фильтрации, повышению надежности работы фильтра. Сборку фильтра упрощает то, что ребра жесткости, крышку фильтра и кольцевое основание можно выполнить как одно целое из прозрачной пластмассы. Возможность визуального контроля закрепления бумажного гофрированного фильтрующего элемента к крышкам возникает из-за того, что все детали фильтра выполнены из прозрачной пластмассы, например полиамида, а прозрачная крышка фильтрующего элемента приваривается токами высокой частоты к кольцевому основанию, причем качество сварки видно визуально. Нет необходимости проверять фильтры при заливе жидкости на отсутствие просачивания жидкости, как во всех описанных выше фильтрах. Ребра жесткости совместно с жестко закрепленными торцами гофрированного фильтровального элемента препятствуют сжатию и расширению самих гофр при всасывании жидкости или перекачке ее насосом, обеспечивая необходимую жесткость при равномерности фильтрации. Дополнительные элементы жесткости - трубочки, валики-прокладки из трубчатой полиэтиленовой безузловой сетки высокой упругости в авт. свид. N 816500 или подложка 8 в прототипе, авт. свид. N 824880, выполняемая из пропитанной смолой фильтровальной бумаги, такую равномерность фильтрации, как в изобретении, не обеспечивают. Крышка, содержащая фильтровальный круг, дополнительно увеличивает площадь фильтрации из-за введения бумажного фильтровального круга относительно всех описанных выше фильтров.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества фильтрации, ее равномерность, повышенная надежность работы фильтра, жесткость, упрощенная сборка, возможность визуального контроля закрепления гофрированного фильтрующего элемента к крышкам. Известны промышленно выпускаемые фильтры, например, БиГУР 6В-203, КОНиС КС-02, BIG, состоящие из корпуса с входным отверстием, крышки с выходным отверстием, гофрированного фильтрующего элемента, торцы которого закрыты металлическими крышками, одна из которых имеет отверстие для крепления на крышке фильтра. Металлические крышки имеют отбортовку и крепятся к торцам гофрированного фильтрующего элемента с помощью пластизоля (жидкого полимера), который затвердевает при дополнительной термической обработке 180^oC в течение 20 минут. В данной конструкции осуществлено недостаточно надежное закрепление из-за того, что при термической обработке пластизоль высыхает недостаточно равномерно и поэтому между торцом гофрированного фильтрующего элемента и металлической крышкой образуются полости. Неочищенная жидкость при этом проникает в выходное отверстие фильтра. Наличие отбортовки на металлической крышке не позволяет проводить визуальный контроль крепления, что приводит к применению дорогостоящего метода проверки: выборочному заливу жидкости в фильтр и проверке на отсутствие просачивания жидкости, проходящей сквозь торец. Поскольку плоскости поверхности металлических крышек ровные, гофры фильтрующего элемента под воздействием сил упругости принимают произвольное положение, вследствие чего изменяется площадь фильтрации, нарушается равномерность фильтрации. Введение кольцевого основания в изобретении позволяет избавиться от этого недостатка. Фильтр подвергается систематической вибрации, и имеет механическое крепление фильтрующего элемента к крышке фильтра, из-за чего в корпусе фильтра приходится устанавливать дополнительные упоры, подпирающие незакрепленный торец фильтрующего элемента. В изобретении дополнительных упоров не требуется, т. к. конструкция более жесткая. Автору не известны другие устройства, решающие поставленную задачу введением указанных существенных признаков. В силу изложенного считаю, что устройство - фильтр обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 показан фильтр для очистки жидкости, на фиг. 2 - общий вид, на фиг. 3 - вид сверху с разрезом А-А и выноской I в увеличенном масштабе, на фиг. 4 - крышка фильтрующего элемента, на фиг. 5 разрез A-A на фиг. 4.

Фильтр (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с входным отверстием 2, крышки 3 с выходным отверстием 4 и гофрированного фильтрующего элемента 5, один торец которого неподвижно закреплен на крышке 3 корпуса 1. Другой торец гофрированного фильтрующего элемента 5 неподвижно закреплен в кольцевом основании 6, причем внутренняя поверхность кольцевого основания 6 имеет зубчатую форму с зубьями в виде равнобедренных треугольников, соответствующих равнобедренным треугольным гофрам гофрированного фильтрующего элемента 5. Кольцевое основание 6 неподвижно соединено с крышкой 7 гофрированного фильтрующего элемента 5. Гофрированный фильтрующий элемент 5 снабжен ребрами жесткости 8, каждое из которых одним концом неподвижно соединено с крышкой фильтра 3, а другим - с кольцевым основанием 6. Крышка 7 (фиг.2) гофрированного фильтрующего элемента 5 может быть выполнена состоящей из верхнего пластмассового кольца 9 и неподвижно связанного с ним нижнего фильтровального круга 10, внешние диаметры которых соответствуют наружному диаметру кольцевого основания 6. Бумага, из которой выполнен фильтровальный круг 10, может быть опрессована пластмассовым кольцом 9, или кольцо 9 может быть приварено токами высокой частоты вместе с бумажным фильтровальным кругом 10 к кольцевому основанию 6. Корпус 1 выполнен из прозрачного материала, например, полиамида 610. Из аналогичного материала выполнена крышка 3, в которую запрессовывается один торец гофрированного фильтрующего элемента 5, выполненный из гофрированной фильтровальной бумаги, пропитанной лаком. Гофры имеют форму равнобедренных треугольников. Другой торец гофрированной бумаги спрессован прозрачным материалом, например, полиамидом 610, образующим кольцевое основание 6. Вследствие чего внутренние равнобедренные треугольные зубья кольцевого основания 6 соответствуют равнобедренным треугольным гофрам фильтрующего элемента 5. Для герметичности к кольцевому основанию 6 приваривается крышка 7, прозрачная из полиамида. Ребра жесткости 8 можно прикрепить к крышке 3 и кольцевому основанию 6, например, с помощью сварки химическим способом или путем прямого литья. При этом ребра жесткости 8 и гофрированный фильтрующий элемент 5 (слой) могут быть не скреплены друг с другом, а установлены с возможностью перемещения относительно друг друга. А могут быть приварены, и тем самым ребра заваривают вертикальный стык гофрированного фильтрующего элемента 5. Крышка 3 с выходным отверстием 4 и закрепленным гофрированным фильтрующим элементом 5 с кольцевым основанием 6 и приваренной крышкой 7 крепится к корпусу 1 с помощью сварки.

Фильтр работает следующим образом. Вследствие разности давления, создаваемого поршнями двигателя, происходит всасывание жидкого топлива через входное отверстие 2 корпуса 1 внутрь фильтра. Проходя сквозь гофрированный фильтрующий элемент 5, выполненный из пропитанной смолой фильтровальной бумаги, жидкость очищается и через выходное отверстие 4 крышки 3 поступает в двигатель. Хотя давление поршней не очень велико, порядка 0,5 атм, тем не менее происходит сжатие и расширение гофрированного фильтрующего элемента 5, чему препятствуют ребра жесткости 8, а также жестко закрепленные торцы элемента 5, один в крышке 3, а другой - в кольцевом основании 6. Для исключения попадания неочищенной жидкости сквозь кольцевое основание 6 необходимо закрыть его крышкой 7, которая может быть выполнена состоящей из верхнего кольца 9 и нижнего бумажного круга 10, неподвижно прикрепленного к кольцу 9, с наружными диаметрами, соответствующими наружному диаметру кольцевого основания 6. Если используется данная крышка 7, то бумажный круг этой крышки дополнительно увеличивает площадь фильтрации жидкости.

Формула изобретения

Фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с входным отверстием, и крышку с выходным отверстием, неподвижно закрепленную на корпусе, и гофрированный фильтрующий элемент, гофры которого выполнены в виде равнобедренных треугольников, один торец гофрированного фильтрующего элемента неподвижно закреплен на крышке корпуса, другой торец гофрированного фильтрующего элемента неподвижно закреплен в кольцевом основании, внутренняя поверхность основания имеет форму гофр гофрированного фильтрующего элемента, гофрированный фильтрующий элемент снабжен ребрами жесткости, каждое из которых одним концом неподвижно соединено с крышкой фильтра, а другим - с основанием, отличающийся тем, что наружная поверхность основания имеет форму окружности, ребра жесткости жестко связаны с соответствующими гофрами гофрированного фильтрующего элемента, а крышка фильтрующего элемента содержит верхнее кольцо и неподвижно связанный с ним нижний фильтрованный круг с наружными диаметрами, соответствующими наружному диаметру кольцевого основания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5