Фильтр для очистки жидкости

 

Союз Советских

Социапнстмческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о;753446 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0908.78 (21) 2653832/2.3-26 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 070880. Бюллетень Мо 29 я)м. кл.

В 01 0 27/12

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 6 6 . 06 7. 36 2 (088. 8) Ф

Дата опубликования описания 070880

Л.Г. Красневский, В. И. Кузьмин, Б. Е, Митин, В.С. Шевченко, В.Н. Бас алаев и П.М. Курчанский (72) Авторы изобретения

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской CCP (7! ) Заявитель (54) ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к пневмогидросистемам машин и механизмов, а конкретно к фильтрам для механической очистки текучих сред, например рабочих жидк ос тей э тих си стем, от загрязняющих частиц.

Известен фильтр, включающий корпус с размешенным внутри него набором фильтрующих дисков, насаженных на полую ось и сжатых пружиной, входной и выходной каналы,.сливной кран и отсечный клапан (1), Недостатком известного фильтра является малая эффективность регенера- (5 ции фильтрующего элемента, требует для этого разборки фильтра и применим только в.стационарных условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 20 является фильтр, включающий корпусс входным и выходным отверствиями, установленный внутри корпуса с возможностью вращения потоком фильтруемой жидкости, фильтрующий элемент 25 с крыльчаткой, направляющий элемент и приемник осадка (2).

Недостатком фильтра является большой непроизводительный расход фильтруемой жидкости на его регенерацию, ЗО что снижает КПд гидросистемы. Лругой недостаток з аключаетс я в том, что данный метод очистки применим лишь для фильтрующих элементов строго цилиндрической формы и непригоден, например, для более распространенных фильтров с пакетами сетчатых дисков, преимуществом которых является в несколько раз большая фильтрующая поверхность при тех же габаритах. Конструкция приемника осадка сложна.

Кроме того, конструкция направляющего устройства, расположенного соосно фильтрующему элементу, дает малую окружную скорость его вращения, значительно меньшую скорость жидкости во входном отверствии. Для увеличения скорости предусмотрена возможность вращения элемента внешним двигателем.

Указанные недостатки ограничивают применение данного фильтра преимущественно стационарными гидросистемами и не позволяют испольэовать его в гидросистемах, габариты которых строго ограничены, например в трансмиссиях транспортных средств и т.д.

Цель изобретения — повышение эф фективности регенерации фильтрующего элемента путем увеличения скорости его вращения и снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что направляющий элемент выполнен в виде кольцевой лопастной решетки, лопасти которой наклонены в направлении вращения фильтрующего элемен-а и установлен концентрично ему в верхней части корпуса под крыльчаткой, Кроме того, фильтр снабжают обтекателем, размещенным на нижнем торце фильтрующего элемента, под которым расположен приемник осадка, а входное отверствие выполняют в виде конфузорного сопла, ось которого смещена относительно оси вращения фильтрующего элемента и направлена в сторону крыльчатки.

На фиг,1 представлен фильтр, общий вид; на фиг. 2 и 3 — варианты взаимного расположения конфузорного сопла и крыльчатки; на фиг. 4 и 5 — вари— ан ты выполн ения крыльчатки; на фиг. 6 — развертка направляющего элемента.

Фильтр состоит из корпуса. 1, крышки 2 с входным отверстием 3, выходным отверстием 4 и предохранительным клапаном 5, и фильтрующего элемента 6. Входное отверстие 3 выполнено в виде конфузорного сопла.

Фильтрующий элемент, установленный с воэможностью вращения относительно продольной оси, состоит из трубы

7 с отверстиями .8 для прохода жидкости, пакета сетчатых дисков 9, верхнего обтекателя 10 с крыльчаткой 11 и нижнего обтекателя 12. Для изоляции полости фильтрованной жидкости QT нефильтрованной имеется уплотнение 13. В корпусе неподвижно установлен направляющий элемент 14 в виде кольцевой лопастной решетки с лопатями 15. Лопасти наклонены в сторону вращения фильтрующего элемента, как показано на фиг,6, В донной части корпуса расположен приемник 16 осадка в виде полости, ограниченной сверху обтекателем 12 и имеющей сливную пробку 17.

Между обтекателем 12 и корпусом имеется кольцевой зазор 18 для прохода осадка в приемник, Фильтр работает следующим образом.

Фвльтруемая жидкость подается во входное отверстие 3, откуда компактной струей вытекает через сопло во внутреннюю полость фильтра в направлении крыльчатки 11 обтекателя 10.

ПриГ ударе струи в лопасти на крыльчатке создается крутящий момент, под действием которого фильтрующий элемент 6 приходит во вращение. BMecте с крыльчаткой 11 жидкость совершает

)О

2О

6 5 круговое движение и под действием возникающих при этом центробежных сил попадает на лопасти направляю щего элемента 1 4 . При этом поток совершает поворот на 90 относитель о но плоскости крыльчатки и движется вниз, а лопастная решетка направляющего элемента 14 отклоняет поток от вертикали в сторону вращения фильтрующего элемента (на фиг.2 и 6 против часовой стрелки) . В результате поток движется вниз по спирали, Нижняя часть обтекателя 10, выступающая за торец направляющего элемента 14, способствует гашению скорости и завихрений потока и предохраняет диски 9 от прямого удара струй, отходящих с лопастей.

Под действием перепада статичес— кого давления, ограничиваемого перепускным клапаном 5, жидкость из внутренней полости корпуса 1 прохо-. дит через сетчатые стенки дисков 9, очищаясь при этом от загрязнений, и далее через отверстия 8 — в трубу

7, оттуда поступает в выходное отверстие 4.

Твердые частицы, оседающие на поверхностях дисков 9, разгоняются вместе с ними и под действием центробежных сил отбрасываются в сторону стенок корпуса 1 и далее под действием силы тяжести опускаются в приемник 16 через кольцевой зазор 18. Форма приемника препятствует вымыванию из него осадка обратным потоком жидкости.

Интенсивность процесса удаления осадка с дисков 9 (регенерации фильтрующего элемента) зависит от соотношения скорости вращения фильтрующего элемента, скорости жидкости в корпусе 1, перепада давления на фильтрующем элементе., вязкости фильтруемой жидкости, удельных весов загрязнений и жидкости. При этом скорость вращения фильтрующего элемента, например в мобильных машинах, изменяется как функция скорости вытекающей из сопла струи (т,.е. расхода жидкости) .

Оптимальная скорость вращения соответствует случаю, когда центробежные силы, действующие на частицы осадка, превышают силы от перепада статического давления, а центробежное давление в сИмой жидкости меньше этого перепада.

При малых скоростях вращения (в гидросистемах с переменным расходом), когда действие центробежных сил незначительно, унос осадка с фйльтрующих поверхностей осуществляется за счет их омывания встречным потоком жидкости, скорость которой всегда меньше скорости фильтрующего элемента.

Лля интенсификации этого процесса поток жидкости направляют навстре5

753446

15

Формула изобретения

55

60 чу вращению фильтрующего элемента, для чего лопасти направляющего эле. мента направляют в противоположную сторону (см. фиг.6). Однако при этом возрастают гидравлические потери и нагрев фильтра.

Если перепад давления на фильтрующем элементе возрастает (например, при возрастании вязкости вследствие понижения ее температуры) до величины, при которой процесс регенерации прекращается, то очистка фильтрующего элемента происходит на этапе выбега, когда статическое давление снято, а элемент вращается по инерции.

При известном номинальном расходе жидкости через фильтр в пределах . его изменения на переменных режимах требуемая частота вращения обеспечивается подбором диаметра сопла (т.е. скорости струи) и радиусом ее встречи с крыльчаткой.

При больших расходах жидкости и скоростях входной струи скорость крыльчатки можно уменьшить, располагая сипло под углом к ней, как показано на фиг, 3, При этом крыльчатка, в отличие от крыльчатки на фиг.1, выполняется открытой сверху.

Окружная скорость крыльчатки в месте встречи со струей будет соответствовать горизонтальной составляющей / (см. фиг.5) .

Суммарные гидравлические потери в фильтре складываются из потерь в сопле, на внезапное расширение потока при входе в фильтр, на преодоление центробежных сил и сопротивления вращению фильтрующего элемента. Последние значительно уменьшаются за б счет использования остаточной энергии струи в направляющем аппарате .для закручивания жидкости в направ» ленин вращения фильтрующего элемен.— та. Учитывая, что потери в сопле, как известно, весьма малы, указанное суммарное сопротивление ненамного превысит сопротивление обычных фильтров, и данный способ регенерации может быть применен в них без увеличения давления настройки перепускного клапана 5.

Предлагаемая конструкция примеОяется и в горизонтальном исполнении, flpH этом эффективность очисткй повыц ается за счет естественного осаждения осадка на нижнюю стенку корпуса

ga режимах выбега, однако ловушка цо фиг.1 должна быть изменена и перенеСена. В фильтрах грубой очистки (порядка 0,1 мм и более) может отсутствовать уплотнение 13. Лопасти крыльчатки могут иметь различную форму, например, по фиг. 3 и 4.

Преимуществом предлагаемого фильтрапо сравнению с известными является упрощение конструкции, расширение области применения и повышение экономичности (снижение энергоемкости) за счет отсутствия щелевого приемника и постоянного отвода жидкости из негО на слив ° По сравнению с обычными фильтрами без регенерации он обладает значительно большим ресурсом между промывками. В связи с этим его применение целесообразно в первую очередь в гидросистемах мобильных машин, которые часто эксплуатируются в условиях, неудобных для технического обслуживания.

Повышение ресурса здесь достигается простыми средствами и не связано с существенным усложнением конструкции по сравнению с серийно выпускаемыми фильтрами, Эти средства применимы и при иной форме фильтрующего элемента, отличной от фиг.1.

1, Филь тр дл я очис тк и жидк ос ти, включающий корпус с входным и выходным отверстиями, установленный внутри корпуса с возможностью вращения

30 потоком фильтруемой жидкости фильтрующий элемент с крыльчаткой, направляющий элемент и приемник осадка, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности регене35 рации фильтрующего элемента путем увеличения скорости его вращения и снижения энергозатрат, направляющий элемент выполнен в виде кольцевой лопастной решетки, лопасти которой наклонены в направлении вращения фильтрующего элемента, и установлен концентрично ему в верхней части корпуса под крыльчаткой.

2. Фильтр по п.1, о т л и ч а ю,шийся тем, чго он снабжен обтекателем, размещенным на нижнем торце ! фильтрующего элемента, под которым расположен ° приемник осадка, а входное отверстие выполнено в виде конфузорного сопла, ось которого смеще50 на относительно оси вращения фильтрующего элемента и направлена в сторону крыльчатки.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белянин П,Н., Черненко Ж.С.

Авиационные фильтры и очистители гидравлических систем. М., Машиностроение, 1964, с.149-151.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 216625, кл. В 01 D 27/00, 1965.

753446

Составитель В. Яшкова

Редактор С.Тараненко Техреду.КуликовскаяКорректорГ,Наэарова

Закаэ 4997/1 . Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государств"нного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4