Воздушный фильтр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i»735816

Союз Сов етскнк

Социапистическик

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.07.77 (2l ) 2514047/25-06 с присоединением заявки М(23) Приоритет— (53)M. Кл.

Р 02 М 35/02

Ь 01 0 25/02

Государстввииый комитет

СССР по делам иэобретеиий и открйтий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень Рй 19

Дата опубликования описания 26.05.80 (53) УДК 621. .43.533,6 97. .2(088.8) .

В. Б. Витлин, .В. Е. Маев, Ю. Б. Лахтин и А. Л. Гутман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к двигателестроению, s частности к устройствам для

> очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания.

Известны конструкции воздушных фильтров, содержащие два последова5 тельно расположенных слоя объемных фильтруюших материалов (Ц, К недостаткам таких воздушных фильтров относится невысокая пылеемкость, что обусловлено небольшой ве1О личиной рабочей поверхности слоев, и повышенная трудоемкость проведения технологического обслуживания слоев материала в связи с тем, что трудно уда15 лять частицы пыли, приникшие и осевшие в глубине слоев объемных фильтру оших материалов.

Известны также воздушные фильтры, содержащие два фильтруюших элемента, один из которых выполнен из материала типа бумаги, а пругой — в виде слоя объемно-пористого эластичного материала 12) .

В подобных фильтрах слой объемнопористого материала выполняет роль предфильтра, снижающего концентрацию пылевых частиц, поступающих на фильтрующий элемент. При этом крупные частицы, как правило, задерживаются споем, а более мелкие беспрепятственно проникают на элемент.

К недостаткам известных воздушных фильтров относится повышенное гидравлическое сопротивление воэдухоочистителя, вызываемое относительно высоким сопротивлением объемно-пористого элас тичного материала, особенно при осаждении на последнем частиц пыли. Кроме того, фильтр обладает недостаточной пылеемкостью, что обусловлено как забивкой пылью объемно-пористого слоя, так и повышенной скоростью роста сопротивления фильтрующего элемента из-за осаждения на нем сравнительно мелких частиц, и повышенной трудоемкостью технического обслуживания воздушного фильтра вслед ствие образования трудноудаляемых пы3 735& левых отложений в слое объем,. -пористого материала, а также из-за наличия на фильтруюшем элементе мелких частиц пыли, обладающих высокой адгезионной спо с об иост ью.

Цель изобретения — уменьшение гидравлического сопротивления воздушного фильтра и повышение его пылеемкости, а также снижение трудоемкости технического обслуживания. 10

Указ анна я цель достигаетс я тем, что слой объемн пористого материала вы-. полнен с площадью рабочей поверхности

0,05-0,06 от плошади рабочей поверхности элемента из материала типа бумаги, с пористостью 20-36 пор/см

2. и толщиной:a 22,7-3,6 раза большей среднего диаметра пор.

На фиг. 1 изображен предлагаемый воздушный фильтр, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — вариант выполнения воздушного фильтра.

Воздушный фильтр состоит из корпуса

1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, фильтрующего элемента 4 из материала типа бумаги и расположенного непосредственно перед элементом 4 слоя

5 объемно-пористого эластичного материала, преимущественно пенополиуретана, с плошадью рабочей поверхности 0,050,06 от площади рабочей поверхности элемента 4 из материала типа бумаги, с пористостью 20-36 пор/см и толщиной

Я. в 2,7-3,6 раза большей среднего диаметра пор.

Воздушный фильтр работает следую щим образом. Запыленный воздух под действием разрежения, создаваемого двигателем внутреннего сгорания (на чертеже не показан), поступает через патрубок 2 в корпус 1, просасывается через слой 5, элемент 4 и направляется в двигатель через патрубок 3. Крупные частицы пыли (свыше 5 мкм), находящиеся в

16 воздухе, под действием сил инерции и благодаря выбранным соотношениям размеров слоя 5 практически полностью проходят через него на элемент 4. Более мелкие частицы за счет диффузии оседают на волокнистых стенках пор слоя 5. По мере работы воздушного фильтра уже осевшие мелкие частицы обрастают вновь поступающими и образуют конгломераты.

Под действием потока воздуха, создаваемого двигателем за счет деформации поверхности слоя 5 объемно-пористого материала, а также вследствие собственной накопленной массы, указанные конгломераты периодически срываются с волокнистых стенок пор слоя 5 и поступают на элемент 4.

Таким образом, на элементе 4, выполненном из материала типа бумаги, об-. разуются пылевые отложения из частиц и конгломератовс размерами более 5 мкм, вызывающие менее быстрый рост сопротивления элемента 4, чем в случае поступления на него мелких частиц, что

c. - - . ствует повышению пылеемкости воз . душного фильтра. Кроме того, начальное гидравлическое сопротивление слоя 5 благодаря предложенным соотношениям его размеров, составляет не более 3-5% от сопротивления элемента 4 и в связи с отсутствием на слое 5 стабильных пылевых отложений незначительно увеличивается в процессе работы.

Фильтрующий элемент, выполненный в виде слоя объемно-пористого эластичного материала, за счет выбранных параметров выполняет роль коагулятора мелких частиц пыли, поступивших на элемент выполненный из материала типа .с бумаги, не оказывая на них непосредственно фильтрующего воздействия.

Сравнительные результаты лабораторных исследований материалов, имеющих различные сочетания рабочих характеристик приведены в таблице.

Параметры слоя 5

Толщина

4,3

92,6

108,4

1,4

28

1,8

Средний размер (диаметр пор, мм

Средняя пористость пор-см

От но шение толщины среднему диаметру пор

Скорость роста сопротивления мм вод ст/мин

0,055 1,12

0,055 0;96

Пылеемкость воздухоочисти тел я, отнесенная к площади элемента 4, при возрастании сопротивления до

100 мм воц.ст. г/м

Продолжение таблицы

Параметры слоя 5

Скорость роста сопротивления мм вод ст/мин

Пылеемкость воздухоочистителя, отнесенная к плоОтношение толщины к среднему диаметру пор

Отношение наружной поверхности элемента 4

Средний размер (диаметр пор, мм

Сребняя пористост пор-см олщина щади элемента 4, при возрастании сопротивления до

100 мм вод.ст. г/м

0,055

0,055

0,055

94,8

0,10

2,5

2,4

1,06

98,1

1,8

89,5

94,5

4,4

1,8

1,8

0,070 1,11

1,05

0,070

1,8

1

Удаление пылевых отложений из частиц и конгломератов размерами более

5 мкм с поверхности фипьтрующего элемента из материала типа бумаги, а также очистка слоя объемно-пористого эластичного материала, в котором отсутст вуют стабильные пылевые отложения, требуют значительно меньших трудозатрат, чем у известных фильтров.

Благодаря выбранным параметрам воздушный фильтр имеет низкое начальное гидравлическое сопротивление и повышенную пылеемкость.

Формула изобретения

Воздушный фильтр, например, для двигателя внутреннего сгорания, содержащий два фильтрующих элемента один из которых выполнен из материала типа бумаги, а другой — в виде слоя объемнопористого эластичного материала, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с цепью уменьшения гидравлического сопротивления и повышения пыпеемкости, слой объемно-пористого материала выполнен с площадью рабочей поверхности 0,050,06 от площади рабочей поверхности элемента из материала типа бумаги, с пористостью 20-36 пор/см, и толщи2 ной, в 2,7-3,6 раза большей среднего диаметра пор.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент франпии М 2021246 кл. Х 02 M 35/00, опублик. 1970.

2. Патент Великобритании

Мо 1150896, кл. В Х Т, опублик. 1969.

Составитель Г. Смирнова

Редактор Т. Зубкова Техред Я, Бирчак Корректор Н. Степ

Заказ 2391/27 Тираж 608 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4