ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
FILTER ELEMENT

Область техники
Настоящее изобретение относится к фильтрующему элементу, который используется в пневматическом фильтре для удаления пыли, жидкости и тому подобного, смешанных в сжатом воздухе.
Уровень техники
Когда пневматический привод, такой как пневматический цилиндр или пневматический двигатель, работает с использованием сжатого воздуха, необходимо использовать чистый сжатый воздух, в котором пыль и жидкость, такая как масло или вода, не смешаны. Соответственно, для удаления инородных веществ, таких как пыль и жидкость из сжатого воздуха обычно используется пневматический фильтр, например, такой как описан в не прошедшей экспертизу опубликованной заявке на полезную модель Японии № 60-166020, в пневматическом контуре, который подает сжатый воздух в пневматический привод. Этот пневматический фильтр включает полый фильтрующий элемент для удаления инородных веществ, который расположен в корпусе фильтра, имеющем вход и выход.
Как правило, фильтрующий элемент известного уровня техники имеет такую конфигурацию, как показана на фиг.16 и фиг.17. Фильтрующий элемент 40 образован путем фиксации концевых крышек 46 и 47, соответственно, на верхнем конце и нижнем конце фильтрующего блока 41 с помощью адгезива 49, причем фильтрующий блок 41 сформирован из двух фильтрующих компонентов, которыми являются полый внутренний фильтрующий компонент 42 и полый внешний фильтрующий компонент 43, пористости которых отличаются друг от друга, и двух основных компонентов, которыми являются цилиндрический внутренний основной компонент 44 и цилиндрический внешний основной компонент 45, каждый из которых выполнен из перфорированного металла, которые расположены в чередующемся порядке соосно друг с другом.
Внутренний фильтрующий компонент 42, который является одним из двух фильтрующих компонентов, образован путем сворачивания фильтра, который складывают в складки в цилиндрическую форму, при этом фильтр находится в положении, в котором его складки ориентированы параллельно центральной оси L. В отличие от этого, внешний фильтрующий компонент 43 образован путем сворачивания фильтра, имеющего плоскую листовую форму и равномерную толщину, в цилиндрическую форму.
В фильтрующем элементе 40, когда сжатый воздух подается в полую часть 48, расположенную в центре фильтрующего элемента 40 через верхнюю концевую крышку 46, сжатый воздух фильтруется при прохождении от внутреннего фильтрующего компонента 42 к внешнему фильтрующему компоненту 43, как показано на фиг.16, и очищается в результате удаления из него инородных веществ.
Мелкие частицы жидкости, такой как масло или вода, которые были отделены от сжатого воздуха, постепенно превращаются в крупные частицы жидкости путем неоднократного соединения друг с другом, по мере того как жидкость стекает вниз вдоль фильтрующих компонентов 42 и 43. После стекания вниз к нижней концевой крышке 47, жидкость постепенно падает в каплях из нижней концевой крышки 47 в корпус фильтра и отводится в виде стока из выпускного отверстия в нижней концевой части корпуса фильтра.
Однако, в фильтрующем элементе 40 известного уровня техники существует проблема, заключающаяся в том, что когда сжатый воздух поступает с большой скоростью, жидкость, плотно включенная в фильтрующие компоненты 42 и 43, и жидкость, собранная в нижней концевой крышке 47, диспергируются, вступая в контакт со сжатым воздухом, который течет с большой скоростью, вблизи, например, нижних концевых частей фильтрующих компонентов 42 и 43 и верхней поверхности нижней концевой крышки 47, и снова смешиваются со сжатым воздухом, который был очищен.
Соответственно, для решения этой проблемы, заявитель предложил в японской патентной заявке № 2015-096629 фильтрующий компонент, способный предотвращать повторное смешивание жидкости, собранной фильтрующим компонентом в нижней концевой части фильтрующего компонента, со сжатым воздухом, который был очищен.
Однако из последующего эксперимента и тому подобного было обнаружено, что проблема повторного диспергирования жидкости происходит не только в нижней концевой части фильтрующего элемента 40, но также и в верхней концевой части фильтрующего элемента 40. Иначе говоря, как показано на фиг.18, когда верхняя концевая крышка 46 прикрепляется к верхнему концу фильтрующего блока 41 с помощью адгезива 49, формируется углубление 50 частично из-за неравномерного распределения адгезива 49. В углублении 50 образуется скопление жидкости, поскольку поток воздуха замедляется вблизи поверхности адгезива 49, и часть жидкости, собранная фильтрующими компонентами 42 и 43, остается в углублении 50. Жидкость 51, остающаяся в углублении 50, постепенно агломерирует и увеличивается в своем объеме и массе, и затем жидкость 51 постепенно стекает вниз и вступает в контакт с быстротекущим воздухом, в результате чего жидкость 51 проникает во внешний фильтрующий компонент 43. После достижения внешней периферийной поверхности внешнего фильтрующего компонента 43, жидкость 51 диспергируется с внешней периферийной поверхности в воздух снова.
Предполагается, что причина образования углубления 50 заключается в том, что, когда верхняя концевая крышка 46 прикрепляется к верхнему концу фильтрующего блока 41 с помощью адгезива 49, адгезив 49, который движется в результате проталкивания фильтрующими компонентами 42 и 43, основными компонентами 44 и 45 и тому подобного, вряд ли войдет в узкий зазор и, следовательно, не будет равномерно распределен.
Иными словами, когда верхняя концевая крышка 46 прикрепляется к верхнему концу фильтрующего блока 41, как показано на фиг.19а, определенное количество (глубина) адгезива 49, имеющего вязкость, вводится в верхнюю концевую крышку 46, которая была перевернута вверх дном, и верхняя концевая часть фильтрующего блока 41, которая обращена вниз, вставляется в адгезив 49, как показано на фиг.19b и фиг.19с. После этого адгезив 49 отверждается, и в данном случае адгезив 49 проталкивается фильтрующими компонентами 42 и 43, основными компонентами 44 и 45 и тому подобным. В результате, как показано на фиг.19b, адгезив 49 поступает внутрь верхней концевой крышки 46 в направлении к внутренней периферии верхней концевой крышки 46, в направлении к внешней периферии верхней концевой крышки 46, в направлении вдоль окружности верхней концевой крышки 46, и тому подобное, и также перемещается таким образом, чтобы постепенно выступать в направлении, в котором проходит ось L (направление глубины), и в то же время, адгезив 49 входит в зазоры, образованные между внутренним фильтрующим компонентом 42, который сложен в складки, а также проникает во внешний фильтрующий компонент 43. Только небольшое количество адгезива 49 проникает во внутренний фильтрующий компонент 42, имеющий низкую пористость.
В этом случае, как показано на фиг.17, адгезив 49, вероятно, войдет в зазор, имеющий большой размер среди зазоров, образованных между складчатыми компонентами 42а и 42а внутреннего фильтрующего компонента 42, которые непрерывно переходят друг в друга в форме складки, большой зазор между внутренним основным компонентом 44 и цилиндрической частью 46а верхней концевой крышки 46, или внутрь внешнего фильтрующего компонента 43, имеющего низкую пористость, и тому подобное, поскольку в каждой из этих областей имеется только лишь небольшое сопротивление. Однако адгезив 49 с меньшей вероятностью войдет в узкий зазор между складчатыми элементами 42a и 42а, узкие зазоры между складчатыми компонентами 42b складок и основными компонентами 44 и 45, и тому подобное, поскольку в каждой из этих областей существует большое сопротивление. В области, куда вошло большое количество адгезива 49, адгезив 49 выступает значительно. В результате, как показано на фиг.18, углубление 50 частично формируется из-за неравномерного распределения адгезива 49, и предполагается, что в углублении 50 образуется скопление жидкости, что, в свою очередь, вызывает повторное диспергирование жидкости.
Техническая задача
Техническая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить фильтрующий элемент, имеющий конструкцию, в которой неравномерное распределение адгезива не будет возникать, когда верхняя концевая крышка прикрепляется к верхней концевой части фильтрующего блока с помощью адгезива, благодаря чему повторное диспергирование жидкости не будет происходить в верхней концевой части.
Решение задачи
Для решения указанной выше задачи фильтрующий элемент согласно настоящему изобретению представляет собой фильтрующий элемент, имеющий полый профиль и предназначенный для удаления пыли и жидкости, смешанных в сжатом воздухе, и включает в себя фильтрующий блок, имеющий полый профиль; верхнюю концевую крышку, которая прикреплена к верхнему концу фильтрующего блока, который является одним из концов фильтрующего блока в осевом направлении L, и нижнюю концевую крышку, которая прикреплена к нижнему концу фильтрующего блока, который расположен напротив верхнего конца фильтрующего блока. Фильтрующий блок включает в себя центральную полость, в которую вводится сжатый воздух, полый внутренний основной компонент, который имеет пористую структуру и который окружает центральную полость, полый внутренний фильтрующий компонент, который окружает внешнюю периферию внутреннего основного компонента, полый внешний основной компонент, который окружает внешнюю периферию внутреннего фильтрующего компонента, и полый внешний фильтрующий компонент, который окружает внешнюю периферию внешнего основного компонента.
Верхняя концевая крышка включает в себя полую внутреннюю периферийную стенку, которая помещается в верхнюю концевую часть центральной полости, промежуточную стенку, которая окружает внешнюю периферию верхней концевой части внешнего основного компонента, и внешнюю периферийную стенку, которая окружает внешнюю периферию верхней концевой части внешнего фильтрующего компонента, причем внутренняя периферийная стенка, промежуточная стенка и внешняя периферийная стенка расположены в данном порядке в направлении от центра верхней концевой крышки к внешней периферии верхней концевой крышки. Высота промежуточной стенки меньше, чем высота внешней периферийной стенки и высота внутренней периферийной стенки. Внутренняя сторона верхней концевой крышки заполнена адгезивом, имеющим глубину, которая позволяет погружать промежуточную стенку в адгезив. Фильтрующий блок и верхняя концевая крышка прикрепляются друг к другу в состоянии, когда верхняя концевая часть фильтрующего блока вставлена в адгезив.
Желательно, чтобы промежуточная стенка была сформирована в положении между внешней периферийной стенкой и промежуточным положением между внутренней периферийной стенкой и внешней периферийной стенкой. Предпочтительная высота промежуточной стенки равна половине высоты внешней периферийной стенки или менее.
В дополнение к этому, в настоящем изобретении нижняя концевая часть промежуточной стенки продолжается до положения ниже, чем, по меньшей мере, верхняя концевая часть внутреннего основного компонента, верхняя концевая часть внутреннего фильтрующего компонента и верхняя концевая часть внешнего основного компонента среди внутреннего основного компонента, внутреннего фильтрующего компонента, внешнего основного компонента и внешнего фильтрующего компонента фильтрующего блока. Предпочтительно, чтобы нижняя концевая часть промежуточной стенки была расположена ниже, чем верхняя концевая часть внешнего фильтрующего компонента, и заглублялась во внешний фильтрующий компонент.
Кроме того, в настоящем изобретении желательно, чтобы внутренний фильтрующий компонент был сложен в складки.
В настоящем изобретении промежуточная стенка может продолжаться непрерывно по всей периферии или может быть образована прерывистым образом, путем размещения множества участков стенки так, что участки стенки отстоят друг от друга. В качестве альтернативы, промежуточная стенка может быть образована из множества кольцевых стенок, имеющих разные диаметры, благодаря чему она имеет многослойную структуру.
Полезные эффекты изобретения
В соответствии с настоящим изобретением верхняя концевая крышка снабжена промежуточной стенкой, благодаря чему, когда верхняя концевая крышка прикреплена и зафиксирована к верхней концевой части фильтрующего блока с помощью адгезива, то есть, когда верхняя концевая часть фильтрующего блока вставлена в адгезив, которым верхняя концевая крышка была заполнена, чтобы быть прикрепленной к верхней концевой крышке, свободное течение адгезива ограничено промежуточной стенкой и, в результате, распределение адгезива становится равномерным. Таким образом, в отличие от предшествующего уровня техники, углубление не будет сформировано из-за неравномерного распределения адгезива, и скопление жидкости не будет образовываться в таком углублении. В результате, проблема, заключающаяся в том, что частицы жидкости, собранные фильтрующим компонентом, снова диспергируются при вхождении в контакт с воздушным потоком после временного пребывания в углублении, оказывается решенной.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий вариант осуществления фильтрующего элемента по настоящему изобретению.
На фиг.2 представлен вид в продольном разрезе фильтрующего элемента, показанного на фиг.1.
На фиг.3 приведен вид в поперечном разрезе фильтрующего элемента, показанного на фиг.1.
На фиг.4 приводится частично увеличенное изображение правой половины верхней концевой части фильтрующего элемента, показанного на фиг.2.
На фиг.5(а) представлен вид снизу верхней концевой крышки.
На фиг.5(b) представлен частичный вид в разрезе верхней концевой крышки.
На фиг.6 приводится частично увеличенное изображение правой половины нижней концевой части фильтрующего элемента, показанного на фиг.2.
На фиг.7 представлены виды в поперечном разрезе основной части, которые иллюстрируют процесс прикрепления верхней концевой крышки к фильтрующему элементу с помощью адгезива, причем на фиг.7(а), фиг.7(b) и фиг.7(с) представлены, соответственно, чертеж, иллюстрирующий состояние до выполнения процесса прикрепления, чертеж, иллюстрирующий состояние во время выполнения процесса прикрепления, и чертеж, иллюстрирующий состояние непосредственно после окончания процесса прикрепления.
На фиг.8 представлен увеличенный вид в разрезе основной части, который иллюстрирует модификацию верхней концевой крышки.
На фиг.9 представлен увеличенный вид в разрезе основной части, который иллюстрирует другую модификацию верхней концевой крышки.
На фиг.10 приводится вид в перспективе, иллюстрирующий другую модификацию верхней концевой крышки.
На фиг.11 приводится вид в перспективе, иллюстрирующий еще одну модификацию верхней концевой крышки.
На фиг.12 представлен вид снизу, иллюстрирующий еще одну модификацию верхней концевой крышки.
На фиг.13 представлены чертежи, иллюстрирующие еще одну модификацию верхней концевой крышки, причем на фиг.13(а) и на фиг.13(b) представлены, соответственно, вид снизу и вид в разрезе.
На фиг.14 приводится вид в перспективе, иллюстрирующий еще одну модификацию верхней концевой крышки.
На фиг.15 представлены чертежи, иллюстрирующие еще одну модификацию верхней концевой крышки, причем на фиг.15(а) и на фиг.15(b) представлены, соответственно, вид в перспективе и вид в разрезе.
На фиг.16 представлен вид в продольном разрезе фильтрующего элемента известного уровня техники.
На фиг.17 приведен вид в поперечном разрезе фильтрующего элемента известного уровня техники.
На фиг.18 приводится частично увеличенное изображение правой половины верхней концевой части фильтрующего элемента, показанного на фиг.16.
На фиг.19 представлены виды в поперечном разрезе основной части, которые иллюстрируют процесс прикрепления верхней концевой крышки к фильтрующему элементу известного уровня техники с помощью адгезива, причем на фиг.19(а), фиг.19(b) и фиг.19(с) представлены, соответственно, чертеж, иллюстрирующий состояние до выполнения процесса прикрепления, чертеж, иллюстрирующий состояние во время выполнения процесса прикрепления, и чертеж, иллюстрирующий состояние непосредственно после окончания процесса прикрепления.
Описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 - фиг.3 проиллюстрирован фильтрующий элемент 1 по настоящему изобретению. Фильтрующий элемент 1 включает в себя полый фильтрующий блок 2, верхнюю концевую крышку 3, которая имеет кольцевую форму и которая прикреплена к верхнему концу фильтрующего блока 2, который является одним из концов фильтрующего блока 2 в направлении, в котором проходит ось L, и нижнюю концевую крышку 4, которая имеет круглую тарелкообразную форму и которая прикреплена к нижнему концу фильтрующего блока 2, который является другим концом фильтрующего блока 2.
Фильтрующий блок 2 включает в себя центральную полость 10, в которую вводится сжатый воздух, полый внутренний основной компонент 11, который имеет пористую структуру и который окружает центральную полость 10, полый внутренний фильтрующий компонент 12, который окружает центральную полость 10, с расположенным между ними внутренним основным компонентом 11, полый внешний основной компонент 13, который имеет пористую структуру и который окружает внешнюю периферию внутреннего фильтрующего компонента 12, и полый внешний фильтрующий компонент 14, который окружает внешнюю периферию внешнего основного компонента 13. Сжатый воздух, вводимый в центральную полость 10 фильтрующего блока 2 через полую внутреннюю периферийную стенку 20 верхней концевой крышки 3, фильтруется при прохождении от внутреннего фильтрующего компонента 12 к внешнему фильтрующему компоненту 14, и сжатый воздух, очищенный в результате удаления из него жидкости, такой как масло или вода, и пыли, вытекает из внешнего фильтрующего компонента 14 наружу.
Каждый из внутреннего основного компонента 11 и внешнего основного компонента 13 образован путем сворачивания перфорированного металла в цилиндрическую форму и служит для поддержания прочности фильтрующего блока 2. Следует отметить, что каждый из внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего фильтрующего компонента 14 также имеет цилиндрическую форму.
Внутренний фильтрующий компонент 12 расположен также выше по потоку, чем внешний фильтрующий компонент 14 в направлении, в котором течет сжатый воздух, и главным образом собирает пыль и жидкость, такую как масло или вода, в виде тумана или капель жидкости, содержащихся в сжатом воздухе. Внутренний фильтрующий компонент 12 образован путем сворачивания фильтра, который сложен в складки в цилиндрической форме, и внутренний фильтрующий компонент 12 расположен между внутренним основным компонентом 11 и внешним основным компонентом 13 таким образом, что он находится в положении, в котором части 12b складок ориентированы параллельно оси L.
Внутренний фильтрующий компонент 12 включает в себя складчатые компоненты 12а, которые непрерывно переходят друг в друга в форме складки, и таким образом, имеет площадь фильтрации больше, чем у компонента, образованного путем сворачивания фильтра плоской листовой формы в цилиндрическую форму.
В противоположность этому, внешний фильтрующий компонент 14 расположен ниже по потоку, чем внутренний фильтрующий компонент 12, в направлении, в котором течет сжатый воздух, и, главным образом, служит для направления жидкости, такой как масло или вода, которая была собрана внутренним фильтрующим компонентом 12, в нижнюю концевую крышку 4. Внешний фильтрующий компонент 14 расположен на внешней периферийной части внешнего основного компонента 13, так, что окружает внешнюю периферию внутреннего фильтрующего компонента 12, при этом внешний основной компонент 13 расположен между ними.
Например, каждый из внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего фильтрующего компонента 14 может быть выполнен из волоконного листа, который образован регулярно или нерегулярно уложенными тонкими химическими волокнами, каждое из которых имеет диаметр от примерно нескольких микрон до примерно нескольких десятков микрон, из куска нетканого материала, который образован путем соединения таких уложенных друг на друга химических волокон с помощью адгезива, или при использовании такого способа, как термическое закрепление или фиксирование переплетением, из агрегата из керамических тонкодисперсных частиц, из пористого листа, который изготовлен из синтетической смолы, или тому подобного. В дополнение к этому, пористость (размер ячейки) внутреннего фильтрующего компонента 12 уменьшается за счет использования волокон, каждое из которых имеет меньший диаметр, чем во внешнем фильтрующем компоненте 14, благодаря чему внутренний фильтрующий компонент 12 плотно сформирован до такой степени, что мелкая пыль и мелкий туман, например, масло или вода, могут быть надежно собраны внутренним фильтрующим компонентом 12. В отличие от этого, пористость (размер ячейки) внешнего фильтрующего компонента 14 увеличивается за счет использования волокон, каждое из которых имеет больший диаметр, чем во внутреннем фильтрующем компоненте 12, благодаря чему внешний фильтрующий компонент 14 формируется таким образом, что он может направлять жидкость, такую как масло или вода, собранную внутренним фильтрующим компонентом 12, незамедлительно к нижней концевой крышке 4. Таким образом, можно сказать, что внутренний фильтрующий компонент 12 представляет собой мелкоячеистый фильтрующий компонент, и что внешний фильтрующий компонент 14 представляет собой крупноячеистый фильтрующий компонент.
Верхняя концевая крышка 3, имеющая кольцевую форму и выполненная из синтетической смолы, прикрепляется к верхней концевой части внутреннего фильтрующего компонента 12 и к верхней концевой части внешнего фильтрующего компонента 14 с помощью адгезива 5, и нижняя концевая крышка 4, имеющая кольцевую тарелкообразную форму и выполненная из синтетической смолы, прикрепляется к нижней концевой части внутреннего фильтрующего компонента 12 и к нижней концевой части внешнего фильтрующего компонента 14 с помощью адгезива 5.
Как также видно из фиг.4 и фиг.5(a) и фиг.5(b), верхняя концевая крышка 3 выполнена как одно целое с внутренней периферийной стенкой 20, которая имеет кольцевую форму и помещается в верхнюю концевую часть центральной полости 10, промежуточной стенкой, которая имеет кольцевую форму и окружает внешнюю периферию верхней концевой части внешнего основного компонента 13, и внешней периферийной стенкой 22, которая имеет кольцевую форму и окружает внешнюю периферию верхней концевой части внешнего основного компонента 14, и эти стенки расположены в указанном порядке в направлении от центра верхней концевой крышки 3 к внешней периферии верхней концевой крышки 3. Внутренняя периферийная стенка 20, промежуточная стенка 21 и внешняя периферийная стенка 22 проходят параллельно оси L к нижней стороне фильтрующего элемента 1, то есть к нижней концевой крышке 4. В дополнение к этому, верхняя концевая часть внутренней периферийной стенки 20 проходит к верхней стороне нижней концевой крышки 4, имея цилиндрическую форму.
Когда верхняя концевая крышка 3 прикреплена к верхней концевой части фильтрующего блока 2 с помощью адгезива 5, имеющего вязкость, промежуточная стенка 21 служит для предотвращения чрезмерного перетекания адгезива 5 по направлению к внутренней и внешней перифериям верхней концевой крышки 3, особенно в направлении к внешней периферии верхней концевой крышки 3, чтобы обеспечить приблизительно равномерное распределение адгезива 5. Промежуточная стенка 21 образована в положении между внешней периферийной стенкой 22 и промежуточной точкой между внутренней периферийной стенкой 20 и внешней периферийной стенкой 22, таким образом, чтобы быть непрерывной по всей периферии кольцевой формы и чтобы иметь одинаковую высоту H1 вдоль всей периферии кольцевой формы, а также форма поперечного сечения промежуточной стенки 21 имеет слегка заостренный конец (нижний конец).
Иными словами, промежуточная стенка 21 имеет внутреннюю боковую поверхность 21a, которая параллельна оси L, внешнюю поверхность 21b, которая параллельна оси L, внутреннюю наклонную поверхность 21с, которая проходит наклонно вниз от конца внутренней боковой поверхности 21а, внешнюю наклонную поверхность 21d, которая проходит наклонно вниз от конца внешней поверхности 21b, и нижнюю концевую поверхность 21е, которая закруглена. Внутренняя наклонная поверхность 21с представляет собой поверхность, которая наклонена в направлении от оси L, и внешняя наклонная поверхность 21d представляет собой поверхность, которая наклонена в направлении к оси L. Кроме того, ширина внутренней боковой поверхности 21а в вертикальном направлении меньше ширины внешней поверхности 21b в вертикальном направлении, и ширина внутренней наклонной поверхности 21с в вертикальном направлении больше ширины внешней наклонной поверхности 21d в вертикальном направлении. Следует отметить, что работа промежуточной стенки 21 будет описана еще раз ниже.
Высоты Н2 внутренней периферийной стенки 20 и внешней периферийной стенки 22 от внутренней поверхности 3а верхней концевой крышки 3 по существу одинаковы, и высота H1 промежуточной стенки 21 от внутренней поверхности 3а верхней концевой крышки 3 меньше, чем каждая из высот Н2 внутренней периферийной стенки 20 и внешней периферийной стенки 22. В общем случае, предпочтительная взаимосвязь между высотой Н2 внешней периферийной стенки 22 и высотой H1 промежуточной стенки 21 заключается в том, что высота H1 промежуточной стенки 21 составляет половину высоты Н2 внешней периферийной стенки 22 или менее. Более предпочтительно, чтобы высота H1 промежуточной стенки 21 находилась в диапазоне от одной трети до одной пятой высоты Н2 внешней периферийной стенки 22, и более предпочтительно, чтобы высота H1 промежуточной стенки 21 составляла четверть высоты Н2 внешней периферийной стенки 22. Однако предпочтительное соотношение между высотой H1 промежуточной стенки 21 и высотой H2 внешней периферийной стенки 22 меняется в зависимости от вязкости адгезива 5, заполняющего количества адгезива 5 или тому подобного, и, таким образом, не обязательно ограничивается указанным выше.
Когда верхняя концевая крышка 3 прикрепляется к верхней концевой части фильтрующего блока 2 с помощью адгезива 5, как показано на фиг.7(а), верхнюю концевую крышку 3 переворачивают вверх дном и удерживают в горизонтальном положении, и адгезив 5, имеющий вязкость, вводят в верхнюю концевую крышку 3, так, чтобы он имел такую глубину, что промежуточная стенка 21 оказывается погруженной в адгезив 5, и что адгезив 5 не будет вытекать наружу за внешнюю периферийную стенку 22 и внутреннюю периферийную стенку 20, даже когда концевая часть фильтрующего блока 2 вставлена в адгезив 5.
В качестве указанного выше адгезива предпочтительно используют адгезивные агенты на основе эпоксидной смолы, и среди этих адгезивных агентов, адгезивный агент, полученный смешиванием равных массовых частей эпоксидной смолы, (имеющей вязкость 30000±10000 мПа·с/25°С), которая является главным компонентом, и модифицированного полиамидоамина (имеющего вязкость 23000±10000 мПа·с/25°С), который является отверждающим компонентом, является особенно предпочтительным. Вязкость адгезивного агента, полученного описанным выше способом, эквивалентна вязкости обычного меда, который имеется в продаже.
Далее, фильтрующий блок 2 переворачивают вверх дном, и верхнюю концевую часть, обращенную вниз, вставляют в адгезив 5, как показано на фиг.7(b), и затем вставляют дальше в адгезив 5, как показано на фиг.7(с), таким образом, что конец внутреннего основного компонента 11, конец внутреннего фильтрующего компонента 12 и конец внешнего основного компонента 13 приводятся в контакт с внутренней поверхностью 3a верхней концевой крышки 3, или таким образом, что эти концы расположены в положениях вблизи внутренней поверхности 3a крышки, когда между этими концами и внутренней поверхностью 3a крышки имеется очень небольшой зазор с находящимся между ними адгезивом 5. В этом случае, конец внутреннего основного компонента 11, конец внутреннего фильтрующего компонента 12, конец внешнего основного компонента 13, и конец внешнего фильтрующего компонента 14 выровнены, чтобы быть расположенными на одной плоскости, которая перпендикулярна оси L, и, таким образом, нижняя концевая часть промежуточной стенки 21 занимает более низкое положение, чем верхние концевые части компонентов 11, 12, 13 и 14, и заглубляется во внешний фильтрующий компонент 14.
Когда концевую часть фильтрующего блока 2 вводят в адгезив 5 таким образом, как описано выше, адгезив 5, который вдавливается внутренним основным компонентом 11, внутренним фильтрующим компонентом 12, внешним основным компонентом 13 и внешним фильтрующим компонентом 14, поступает внутрь верхней концевой крышки 3 в направлении к внутренней периферии верхней концевой крышки 3, в направлении к внешней периферии верхней концевой крышки 3, и в направлении вдоль окружности верхней концевой крышки 3, и также движется таким образом, чтобы постепенно выступать в вертикальном направлении (направлении глубины).
В этом случае, часть адгезива 5, которая течет в направлении к внешней периферии верхней концевой крышки 3 и от внутреннего фильтрующего компонента 12 (которая течет в боковом направлении), прерывается промежуточной стенкой 21 таким образом, что ее поток ограничивается, и направление ее течения изменяется на вертикальное направление вдоль внутренней боковой поверхности 21а и внутренней наклонной поверхности 21с промежуточной стенки 21. В результате, адгезив 5 надежно входит в зазоры, включая зазоры между складчатыми частями 12a и 12a внутреннего фильтрующего компонента 12, которые непрерывно переходят друг в друга в форме складки, и зазоры между складчатыми частями 12b и внешним основным компонентом 13, и в конечном счете, как показано на фиг.4, приблизительно равномерно распределяется в полостях между внутренней периферийной стенкой 20 и внутренним основным компонентом 11, между внутренним основным компонентом 11 и внутренним фильтрующим компонентом 12, между внутренним фильтрующим компонентом 12 и внешним основным компонентом 13, между внешним основным компонентом 13 и внешним фильтрующим компонентом 14, и тому подобное. В этом случае, поверхность адгезива 5 может не стать идеально плоской поверхностью и может быть частично волнообразной, и иногда может образовываться небольшое углубление 26. Однако большие углубления, которые могут сформироваться в том случае, когда промежуточная стенка 21 не предусмотрена, образовываться не будут.
Следует отметить, что часть адгезива 5 проникает во внешний фильтрующий компонент 14, имеющий высокую пористость, и только небольшое количество адгезива 5 проникает во внутренний фильтрующий компонент 12, имеющий низкую пористость.
После этого адгезив 5 отверждают, благодаря чему верхняя концевая крышка 3 прикрепляется к верхней концевой части фильтрующего блока 2 и фиксируется. Время отверждения составляет 12 ч или более при температуре 25°C.
Верхняя концевая крышка 3 предусмотрена с промежуточной стенкой 21, как описано выше, благодаря чему, когда верхняя концевая крышка 3 прикрепляется и фиксируется к верхней концевой части фильтрующего блока 2 с помощью адгезива 5, промежуточная стенка 21 ограничивает поток адгезива 5 и изменяет направление потока адгезива 5, и распределение адгезива 5 становится равномерным.
Соответственно, в отличие от фильтрующего элемента предшествующего уровня техники, углубление, которое не заполнено адгезивом, не будет сформировано, и скопление жидкости не будет образовываться в таком углублении. Это решает проблему, заключающуюся в том, что частицы жидкости, собранные фильтрующим компонентом, снова диспергируются при вхождении в контакт со сжатым воздухом после временно нахождения в скоплении жидкости. Это подтвердилось неоднократным проведением различных экспериментов, в случае, когда верхняя концевая крышка 3 прикреплялась к фильтрующему блоку 2 без образования промежуточной стенки 21, и в случаях, когда верхняя концевая крышка 3 прикреплялась к фильтрующему блоку 2 при формировании промежуточных стенок 21, имеющих различные формы и высоту.
В противоположность этому, нижняя концевая крышка закрывает 4 нижнюю концевую часть центральной полости 10 фильтрующего блока 2 и включает в себя, как показано на фиг.3 и фиг.6, столбчатую центральную выступающую часть 30, которая расположена в центре верхней поверхности нижней концевой крышки 4 и помещается в центральную полость 10, кольцевую внутреннюю боковую стенку 31, которая сформирована в положении немного дальше внутрь, чем внешний периферийный конец нижней концевой крышки 4, чтобы окружать центральную выступающую часть 30, кольцевую внешнюю боковую стенку 32, которая образована на внешнем периферийном конце нижней концевой крышки 4, чтобы окружать внутреннюю боковую стенку 31 с зазором между ними, и канал 33 для отведения жидкости, который образован между внутренней боковой стенкой 31 и внешней боковой стенкой 32.
Центральная выступающая часть 30, внутренняя боковая стенка 31 и внешняя стенка 32 проходят параллельно оси L к верхней стороне фильтрующего элемента 1, то есть к верхней концевой крышке 3. Высота Н3 внешней боковой стенки 32 от внутренней нижней поверхности 4а крышки больше, чем высота Н4 внутренней боковой стенки 31 от внутренней нижней поверхности 4а крышки, и равна высоте H5 центральной выступающей части 30 от внутренней нижней поверхности 4а крышки.
Внешняя периферийная поверхность внутренней боковой стенки 31 и внутренняя периферийная поверхность внешней боковой стенки 32 соединены друг с другом множеством реброобразных соединительных стенок 34, которые расположены радиально, и канал 33 для отведения жидкости образован между соседними соединительными стенками 34 и 34. Верхние концевые поверхности соединительных стенок 34 расположены на той же высоте, что и верхняя концевая поверхность внутренней боковой стенки 31, при этом каждая из них находится в горизонтальном положении, и каждая из нижних концевых поверхностей соединительных стенок 34 выполнена в виде криволинейной поверхности, изогнутой вверх.
Нижние концевые части внутреннего основного компонента 11, внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего основного компонента 13 фильтрующего блока 2 помещаются в камеру 35 для сбора жидкости, которая имеет кольцевую форму и окружена центральной выступающей частью 30 и внутренней боковой стенкой 31. Нижние концевые части находятся в контакте с плоской внутренней нижней поверхностью 4а крышки камеры 35 для сбора жидкости, и внутренняя нижняя поверхность 4a крышки прикреплена к нижней концевой части фильтрующего блока 2 с помощью адгезива 5, которым заполнена камера 35 для сбора жидкости.
Внешняя периферия нижней концевой части внутреннего фильтрующего компонента 12 окружена внутренней боковой стенкой 31 с расположенным между ними внешним основным компонентом 13. Таким образом, нижние концевые части внутреннего основного компонента 11, внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего основного компонента 13 расположены в одной и той же плоскости, которая перпендикулярна оси L.
В противоположность этому, нижняя концевая часть внешнего фильтрующего компонента 14 расположена в положении над нижней концевой частью внутреннего фильтрующего компонента 12 и расположена таким образом, чтобы находиться в контакте с верхней концевой поверхностью внутренней боковой стенки 31 и с верхними концевыми поверхностями соединительных стенок 34, или чтобы располагаться вблизи верхней концевой поверхности внутренней боковой стенки 31 и верхних концевых поверхностей соединительных стенок 34 с небольшим зазором между ними. Внешняя периферия нижней концевой части внешнего фильтрующего компонента 14 окружена внешней боковой стенкой 32.
Зазор 36 образуется между внешней периферией нижней концевой части внешнего фильтрующего компонента 14 и внутренней периферией внешней боковой стенки 32, и зазор 36 находится в сообщении с каналом 33 для отведения жидкости.
Как и верхняя концевая крышка 3, нижняя концевая крышка 4 служит для предотвращения повторного диспергирования жидкости, которая была отделена от сжатого воздуха, в сжатый воздух, и работа нижней концевой крышки 4 заключается в следующем.
А именно, жидкость, которая собрана внутренним фильтрующим элементом 12 и внешним фильтрующим элементом 14 в течение периода времени, когда сжатый воздух, который был введен в центральную полость 10, проходит из внутреннего фильтрующего компонента 12 к внешнему фильтрующему компоненту 14, сначала находится в форме мелких частиц и постепенно объединяется в более крупные частицы. Соответственно, жидкость стекает вниз по внутреннему фильтрующему компоненту 12 и внешнему фильтрующему компоненту 14 под действием силы тяжести, и частицы становятся более крупными частицами жидкости в результате их соединения друг с другом при движении вниз и достигают нижней концевой крышки 4.
Затем жидкость, которая стекла вниз по внутреннему фильтрующему компоненту 12, временно остается в камере 35 для сбора жидкости нижней концевой крышки 4. После этого жидкость постепенно переливается через внутреннюю боковую стенку 31 за счет последующего потока жидкости и падает в виде капель из канала 33 для отведения жидкости наружу. Жидкость, которая стекала вниз вдоль внешнего фильтрующего компонента 14, также падает в виде капель из канала 33 для отведения жидкости наружу.
В этом случае, сжатый воздух течет из центральной полости 10 через внутренний фильтрующий компонент 12 и внешний фильтрующий компонент 14, и часть сжатого воздуха, которая течет вблизи нижних концевых частей внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего фильтрующего компонента 14, прерывается внешней боковой стенкой 32 нижней концевой крышки 4, благодаря чему скорость потока сжатого воздуха на внешней боковой стенке 32 уменьшается. В результате, жидкость, которая собирается в камере 35 для сбора жидкости нижней концевой крышки 4, жидкость, которая перетекает через внутреннюю боковую стенку 31, или жидкость, которая плотно входит в участки вблизи нижних концевых частей внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего фильтрующего компонента 14, не может быть диспергирована потоком сжатого воздуха, и, таким образом, жидкость, отделенная от сжатого воздуха, не будет снова смешиваться со сжатым воздухом, который был очищен.
В описанном выше варианте осуществления, как видно из фиг.5(a) и фиг.5(b), хотя промежуточная стенка 21 верхней концевой крышки 3 сформирована так, чтобы быть непрерывной по всей периферии кольцевой формы и чтобы иметь одинаковую высоту H1, форма промежуточной стенки 21 не ограничена такой формой и может быть любой из следующих различных форм.
Промежуточная стенка 21А, показанная на фиг.8, образована внутренней боковой поверхностью 21а, которая параллельна оси L, внешней поверхностью 21b, которая параллельна оси L, и нижней концевой поверхностью 21е, имеющей дугообразную форму, и имеет одинаковую толщину по всей своей высоте. Нижняя концевая поверхность 21е может быть выполнена в виде плоской поверхности, перпендикулярной оси L.
Различие между промежуточной стенкой 21В, показанной на фиг.9, и промежуточной стенкой 21А, показанной на фиг.8, заключается в том, что промежуточная стенка 21В выполнена в форме, имеющей острый нижний конец, с помощью внутренней боковой поверхности 21а, которая параллельна оси L, и внешней наклонной поверхности 21d, которая наклонена в направлении, в котором толщина промежуточной стенки 21B уменьшается по направлению к нижнему концу промежуточной стенки 21B. Различие между промежуточной стенкой 21С, показанной на фиг.10, и промежуточной стенкой 21А, показанной на фиг.8, заключается в том, что промежуточная стенка 21C сформирована так, чтобы иметь разность высот (неровности) за счет поочередного формирования участков 21f стенки, каждый из которых имеет большую высоту, и участков 21g стенки, каждый из которых имеет малую высоту, в направлении по окружности.
Различие между промежуточной стенкой 21D, показанной на фиг.11, и промежуточной стенкой 21А, показанной на фиг.8, заключается в том, что промежуточная стенка 21D сформирована прерывистым образом, путем размещения множества участков 21h стенки, каждый из которых изогнут в форме дуги, так, что участки 21h стенки отстоят друг от друга в направлении по окружности. Различие между промежуточной стенкой 21Е, показанной на фиг.12, и промежуточной стенкой 21D, показанной на фиг.11, заключается в том, что каждый из участков 21i стенки имеет длину, меньшую чем длина каждого из участков 21h промежуточной стенки 21D, показанной на фиг.11, и в том, что внешняя поверхность 21b каждого из участков 21i стенки является дугообразной поверхностью. Следует отметить, что каждый из участков 21h промежуточной стенки 21D, проиллюстрированной на фиг.11, может иметь линейную форму, и нижняя концевая поверхность каждого из участков 21h стенки может быть дугообразной поверхностью или может быть плоской поверхностью.
В дополнение к этому, различие между промежуточной стенкой 21F, показанной на фиг.13(а) и фиг.13(b), и промежуточной стенкой 21А, показанной на фиг.8, заключается в том, что промежуточная стенка 21F имеет двойную структуру за счет размещения внутренней кольцевой стенки 21j, имеющей меньший диаметр, и внешней кольцевой стенки 21k, имеющей больший диаметр, так что внутренняя кольцевая стенка 21j и внешняя кольцевая стенка 21k являются концентрическими по отношению друг к другу. В этом случае высота внутренней кольцевой стенки 21j и высота внешней кольцевой стенки 21k могут отличаться друг от друга. В качестве альтернативы, одна или обе из внутренней кольцевой стенки 21j и внешней кольцевой стенки 21k могут быть выполнены так, чтобы иметь такую же форму, как одна из промежуточных стенок 21A-21E, показанных на фиг.8 - фиг.12, и в случае, когда каждая из внутренней кольцевой стенки 21j и внешней кольцевой стенки 21k выполнены так, что имеют такую же форму, как одна из промежуточных стенок 21A-21E, показанных на фиг.8 - фиг.12, форма внутренней кольцевой стенки 21j и форма внешней кольцевой стенки 21k могут отличаться друг от друга.
В дополнение к этому, различие между промежуточной стенкой 21G, показанной на фиг.14, и промежуточной стенкой 21А, показанной на фиг.8, заключается в том, что промежуточная стенка 21G выполнена в виде многоугольника путем соединения множества линейных участков 21m стенки друг с другом.
Следует отметить, что промежуточная стенка 21C, проиллюстрированная на фиг.10, промежуточная стенка 21D, проиллюстрированная на фиг.11, промежуточная стенка 21F, проиллюстрированная на фиг.13, и промежуточная стенка 21G, проиллюстрированная на фиг.14, могут иметь форму поперечного сечения, которая является такой же, как форма поперечного сечения промежуточной стенки 21, показанной на фиг.5.
В дополнение к этому, на фиг.15(a) и фиг.15(b), кольцевое углубление 23, которое окружает внутреннюю периферийную стенку 20, сформировано в верхней концевой крышке 3, и боковая стенка углубления 23, расположенная на стороне внешнего диаметра, служит в качестве промежуточной стенки 21H. Фильтрующий блок 2, имеющий верхний конец, к которому должна быть прикреплена верхняя концевая крышка 3, выполнен таким образом, что верхняя концевая часть внешнего фильтрующего компонента 14 занимает более низкое положение, чем верхние концевые части внутреннего основного компонента 11, внутреннего фильтрующего компонента 12 и внешнего основного компонента 13, так что верхние концевые части компонентов 11-13 помещаются в углублении 23, и верхняя концевая часть внешнего фильтрующего компонента 14 находится в контакте с выступающей частью 24, окружающей углубление 23.
Следует отметить, что также в фильтрующих элементах, которые используют верхние концевые крышки, показанные на фиг.5 и фиг.8 - фиг.15, верхняя концевая часть внешнего фильтрующего компонента 14 может быть приведена в контакт с промежуточной стенкой 21 при формировании фильтрующего блока 2, так что верхняя концевая часть внешнего фильтрующего компонента 14 занимает более низкое положение, чем верхние концевые части других компонентов 11-13.
Следует отметить, что в варианте осуществления, показанном на чертежах, хотя форма поперечного сечения фильтрующего блока 2, то есть формы поперечного сечения внутреннего основного компонента 11, внутреннего фильтрующего компонента 12, внешнего основного компонента 13 и внешнего фильтрующего компонента 14 в каждом случае имеют круглую форму, могут быть и другие формы поперечного сечения, отличные от круглой формы. Например, форма поперечного сечения может представлять собой эллиптическую форму или многоугольную форму, такую как четырехугольная форма, шестиугольная форма или восьмиугольная форма. В этом случае, верхней концевой крышке 3 и нижней концевой крышке 4 также может быть придана форма, подобная описанной выше. В этом случае, очевидно, что каждая из промежуточных стенок 21 и 21А-21Н верхних концевых крышек 3 сформирована в форму, подобную описанной выше.
В дополнение к этому, в варианте осуществления, проиллюстрированном на чертежах, полый предварительный фильтр, который защищает внутренний фильтрующий компонент 12 путем предварительного удаления относительно крупной пыли и тому подобного, содержащихся в сжатом воздухе, может быть расположен в пространстве, заключенном внутри внутреннего фильтрующего компонента 12 в фильтрующем блоке 2. Этот предварительный фильтр может быть расположен в пространстве, ограниченном внутренним основным компонентом 11, или может быть расположен снаружи внутреннего основного компонента 11.
Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления внутренний фильтрующий компонент 12 является мелкоячеистым, и внешний фильтрующий компонент 14 является крупноячеистым. Однако и наоборот, внутренний фильтрующий компонент 12 может быть крупноячеистым, и внешний фильтрующий компонент 14 может быть мелкоячеистым.
Перечень ссылочных позиций
1 - фильтрующий элемент
2 - фильтрующий блок
3 - верхняя концевая крышка
4 - нижняя концевая крышка
5 - адгезив
10 - центральная полость
11 - внутренний основной компонент
12 - внутренний фильтрующий компонент
13 - внешний основной компонент
14 - внешний фильтрующий компонент
20 - внутренняя периферийная стенка
21, 21A - 21H - промежуточная стенка
21h, 21i - участок стенки
21j, 21k - кольцевая стенка
22 - внешняя периферийная стенка
L - ось