УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ФИЛЬТРА ДЛЯ ВОДЫ

Область техники
Заявляемое техническое решение относится к области очистки жидкости, а именно к устройствам, предназначенным для фильтрации воды, и может найти применение в пищевой промышленности, очистки природной воды для нужд населения и промышленного водоснабжения.
Уровень техники
Известные на сегодняшний день фильтры для воды, состоят преимущественно из корпуса и сменного модуля, в котором содержится фильтрующий материал.
Также известные фильтры содержат конструкцию уплотнительного узла, где две детали формируют уплотнительный узел - его корпусную часть, в которую далее устанавливаются уплотнительное кольцо и цанга (электронное депонирование: https://www.johnguest.com/product/cartridiges/white-acetal-epdm-o-ring/). При вставке трубки в уплотнительный узел, уплотнительное кольцо обеспечивает герметичность, а цанга удерживает трубку после подачи воды (давления). Данная конструкция взята за прототип.
Недостатком данной конструкции (для более детального понимания, приведена фиг. 1) является уплотнительный узел, который формируется двумя деталями: корпусом (1) и втулкой (2). Корпус (1) имеет сопряжение с уплотнительным кольцом (3) и обеспечивает герметичность соединения, втулка (2) удерживает цангу (4) (которая в свою очередь удерживает трубку (5)) при воздействии давления на уплотнительный узел. Таким образом необходимо строго выдерживать размеры обеих деталей, так как в случае слишком глубокой ультразвуковой сварки между деталями появится облой (излишки материала) (6), что приведет к заклиниванию цанги (трубку будет невозможно вытащить из соединения), либо к появлению капельной течи, если облой попадет под уплотнительное кольцо; при ультразвуковой сварке возникают радиальные усилия на боковые стенки (7), в связи с чем возможно его локальное разрушение - появление трещины.
Задача технического решения - упрощение конструкции заявляемого технического решения, а именно фильтра для воды, позволяющее добиться большей вариабельности режимов ультразвуковой сварки и повышающее надежность уплотнительного узла.
Раскрытие сущности технического решения
Технический результат вышеприведенной задачи заключается в том, что за счет разработки втулки для фильтра, входящей в состав уплотнительного узла, где последний формируется следующими деталями: корпусом, втулкой, уплотнительным кольцом, цангой и трубкой, отличающейся тем, что она полностью формирует все сопрягаемые поверхности: боковую поверхность контакта (являющуюся наиболее ответственной поверхностью) с уплотнительным кольцом, а также конусную часть, удерживающую цангу. Указанное техническое решение обеспечивает упрощение конструкции уплотнительного узла.
Краткий перечень чертежей
На фиг. 1 показан уплотнительный узел прототипа.
На фиг. 2 показан уплотнительный узел с использованием новой втулки, где
Поз. 1 - корпусная часть представляет собой углубление в корпусе, куда приваривается втулка путем ультразвуковой сварки;
Поз. 2 - втулка представляет собой деталь, формирующую сопрягаемые поверхности с уплотнительным кольцом и цангой;
Поз. 3 - уплотнительное кольцо представляет собой упругий элемент, обеспечивающий герметичность соединения путем собственной упругой деформации;
Поз. 4 - цанга представляет собой разрезную втулку с лезвиями на конце, расположенными под углом для удержания трубки в уплотнительном узле при появлении давления;
Поз. 5 - трубка представляет собой трубку, по которой течет вода;
Поз. 6 - место ультразвуковой сварки представляет собой область сопряжения деталей (корпусной части и втулки), участвующую в ультразвуковой сварке по которой идет плавление и диффузия материалов деталей.
Осуществление технического решения
Заявляемое техническое (фиг. 2), где конструкция представляет собой уплотнительный узел, состоящий из корпусной части (1), втулки (2), уплотнительного кольца (3), цанги (4) и трубки (5).
При этом сопрягаемые поверхности (поверхность контакта с уплотнительным кольцом, а также конусная поверхность, удерживающая цангу) формируются одной деталью (втулкой) (2). Таким образом, жесткие требования по геометрии и качеству поверхностей применяются только к одной детали (небольшого размера), а именно втулке (2). Корпусную часть (1) можно изготавливать с большими допусками, что облегчает и соответственно упрощает технологию производства.
Ультразвуковая сварка идет по торцевой поверхности, что является более стабильным и надежным вариантом, по сравнению прототипом, где сварка идет по боковой поверхности. Сварка по торцевой поверхности более стабильна и надежна в виду меньшей зависимости от геометрических размеров. Начальный момент сварки более точно определен, так как сварка начинается после контакта по торцевым поверхностям, вне зависимости от силы предварительного прижатия. В случае сварки по боковым поверхностям, при изменении геометрических размеров, а также силы предварительного прижатия, начальный момент сварки может изменяться по глубине посадки втулки в корпусную часть, что может приводить в слишком глубокой или недостаточной по глубине сварке в зависимости от начальных условий.
Отсутствуют радиальные усилия, воздействующие на корпусную часть (1), вследствие того, что ультразвуковая сварка 6 идет по торцевой поверхности.
Заявляемая втулка конструктивно более подходит для литья под давлением (имеет более равномерную толщину в отличие от прототипа).
В случае чрезмерной глубины ультразвуковой сварки, облой будет появляться ниже уплотнительного кольца (3), то есть не будет влиять на герметичность соединения, что делает соединение более надежным, а режим ультразвуковой сварки более простым.
Неправильные параметры ультразвуковой сварки не влияют на внешний вид уплотнительного соединения, так как область сварки находится в глубине корпусной части.
Заявляемое техническое решение обеспечивает простоту и надежность ультразвуковой сварки втулки для фильтра уплотнительного узла.