ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к фильтрам для очистки жидкостей, а именно к жидкостным фильтрам, предназначенным, преимущественно, для очистки дизельного топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания.
В дизельных двигателях внутреннего сгорания, как правило, применяется двухступенчатая очистка топлива: предварительная грубая и тонкая. Основная задача фильтра предварительной очистки топлива состоит в том, чтобы удалить из топлива воду. Это особенно становится актуальным в настоящее время. При высоких степенях форсировки двигателей значительно повышается давление впрыскивания и следовательно зазоры в плунжерных парах и форсунках необходимо уменьшать до микронов. Так, например, применение системы топливопадачи Common Rail с давлением впрыскивания 150 МПа, требует практически 100% удаления воды.
Применяемые в настоящее время на большинстве дизельных двигателей фильтры грубой очистки топлива работают по принципу отстойников (см. Глыбин А.И. Автотракторные фильтры. Справочник. Л-Машиностроение.1980, стр.38, 49). Из-за близкой плотности воды и дизельного топлива такие фильтры имеют низкую эффективность: 60-75% и особенно плохо удаляют эмульгированную (растворенную) воду.
Именно поэтому, в настоящее время, все ведущие фирмы, занимающиеся проблемами очистки топлива в дизельных двигателях, интенсивно разрабатывают фильтры предварительной очистки дизельного топлива со степенью отделения воды 95-99%, например, MANN+HUMMEL, Германия, Parker, Fleetguard, США. Анализ конструкций фильтров этих фирм, предварительной очистки дизельного топлива показывает, что основным элементом разделения воды и дизельного топлива в таких фильтрах является фильтрующий элемент из специального материала на основе целлюлозы, синтетических материалов или смеси целлюлозных и синтетических волокон. Процесс отделения воды от топлива в таких фильтроэлементах происходит за счет того, что, при пересечении такой перегородки смесью дизельного топлива с водой, происходит коагуляция мелких частиц воды в крупные, и которые, за счет разности плотностей воды и топлива, выпадают в отстойник. При этом фильтры, как правило, содержат корпус со штуцером, на который навинчивается фильтр-патрон, содержащий фланец на который завальцовывается колпак и в котором расположен фильтрующий элемент (см. прспект фирмы MANN+HUMMEL). Недостатком такой конструкции является
необходимость выполнения специальной герметичной резьбы по чистому топливу на штуцере и фланце вворачиваемого фильтр-патрона. Но основным недостатком конструкции такого фильтра является сложность утилизации фильтр-патрона, его невозможно утилизировать как металлолом или как бумагу. В настоящее время такими фильтр-патронами завалены свалки, территории гаражей, пустыри. Остатки дизельного топлива попадают в реки, из которых мы пьем воду. Это один из наиболее вредных, с точки зрения экологии, продуктов. Многие страны в настоящее время законодательно запрещают выпуск таких фильтров, или обязывают производителей их утилизировать.
Наиболее близким, по совокупности существенных признаков, является фильтр, содержащий корпус и колпак с фланцем, в котором расположен подпружиненный фильтрующий элемент, прижимаемый к корпусу и в корпусе выполнена внутренняя резьба, а колпак снабжен фланцем, на котором выполнена наружная резьба, и которая вворачивается с корпус с внутренней резьбой и фильтр снабжен уплотнительными прокладками зажимаемыми между корпусом и фланцем колпака (см. патент на полезную модель РФ №33720 МПК И01В 35/14). Недостатком такого фильтра, в том техническом решении в котором он представлен, является низкая эффективность очистки, т.к. вся нагрузка по отделению примесей ложиться на фильтрующую перегородку и нет предварительной очистки примесей и их сбора в отстойник, что особенно важно при отделении воды от дизельного топлива.
Целью заявляемого технического решения является повышение эффективности очистки дизельного топлива от примесей и особенно, воды, улучшение удобства обслуживания, снижение трудоемкости замены элемента и минимизация загрязнения окружающей среды.
Поставленная цель достигается тем, что в фильтре для очистки жидкости, содержащем корпус с внутренней резьбой на которую наружной резьбой наворачивается колпак, уплотняемый в корпусе прокладками и при этом колпак снабжен перегородкой на которую опирается пружина, прижимающая фильтрующий элемент к корпусу и перегородка со стенками колпака и его днищем образует отстойник для сбора отсепарированных загрязнений и воды. При этом на наружной обечайке фильтрующего элемента могут быть выполнены наклонные просечки, что обеспечивает винтовое движение потока жидкости в зазоре между колпаком и фильтроэлеметом, за счет чего происходит центробежная очистка топлива от примесей и воды.
В результате проведенного анализа уровня техники, включая поиск по патентам и другим научно-техническим источником информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения не выявлено, следовательно, оно соответствует условию «новизны».
По результатам сопоставительного анализа заявляемого технического решения и наиболее близкого аналога, выявлено, что заявляемое техническое решение имеет совокупность существенных признаков, которые изложены в формуле изобретения.
Полезная модель поясняется чертежами:
Фиг.1 - фильтр для очистки жидкости, общий вид;
Фиг.2 - фильтрующий элемент, общий вид;
Фиг.3 - развертка обечайки фильтроэлемента на фиг.2;
Фиг.4 - развертка поверхности В на фиг.1;
Фиг.3 - вариант исполнения перегородки на фиг.1, из пружинной стали;
Фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.5;
Фиг.7 - фильтр для очистки жидкости с составным колпаком: стальной колпак с прозрачным отстойником, общий вид;
Фиг.8 - фильтр для очистки жидкости с цельным прозрачным колпаком, общий вид;
Фиг.9 - проспект фильтра PreLine фирмы MANN und HUMMEL;
Фильтр для очистки жидкости состоит из корпуса 1, колпака 2, в котором установлен фильтрующий элемент 3. Колпак с фланцем наружной резьбой вворачивается в корпус по внутренней резьбе. Уплотнение соединения достигается за счет прокладок 4 и 5, зажимаемыми между корпусом и фланцем. Колпак 2 снабжен перегородкой 6, на которую опирается пружина 7, прижимающая фильтрующий элемент 3 к корпусу 1. В перегородке 6 выполнены отверстия 8 для прохода отделенных частиц загрязнений и воды в отстойник 9, образованный перегородкой 6, стенками колпака 2 и его днищем. Перегородка 6 устанавливается на выступы 10, выполненные на боковой стенке колпака 2 и может сниматься при техническом обслуживании фильтра. В нижней части колпак 2 снабжен сливным краником 11.
На наружной обечайке 12 фильтрующего элемента 3 в нижней его части выполнены наклонные просечки 13, под определенным углом «» к оси фильтрующего элемента, при этом верхняя часть обечайки элемента выполнена закрытой (глухой), как показано на фиг.3.
На внутренней поверхности верхней прокладки 4 могут выполняться наклонные лопатки 14, под углом «β» к оси элемента и которые перекрывают зазор между корпусо и фильтрующим элементом, при этом верхняя часть обечайки 12 элемента выполнена закрытой (глухой).
Перегородка 6, может выполняться из пружинной стали и в ней выполнены просечкой, отогнутые в сторону фильтрующего элемента пружинные лапки 15, которые прижимают элемент к корпусу фильтра.
Колпак 2 может изготавливаться составным: верхняя часть металлической 16 с резьбовым фланцем, нижняя 17, из прозрачной пластмассы и которые соединяются между собой и герметично уплотняются кольцом 18.
Колпак 2 может изготавливаться цельным, из прозрачной или полупрозрачной пластмассы с наружной резьбой, вворачиваемой в корпус.
Работает фильтр для очистки жидкости по заявляемому техническому решению следующим образом.
Очищаемое топливо поступает в корпус 1 и поток жидкости движется в кольцевом зазоре между колпаком 2 и фильтрующим элементом 3 по направлению вниз и поступает на фильтрующую перегородку элемента 3. Часть примесей и вода за счет действия гравитационной силы опускаются вниз и через отверстия 8 в перегородке 6 собираются в отстойнике 9. Далее, при пересечении потоком топлива фильтрующей перегородки элемента, происходит коогуляция мелких частиц воды в крупные и они также поступают в отстойник 9, как и частицы загрязнений. При техническом обслуживании фильтра колпак 2 отворачивается, фильтрующий элемент 3 заменяется на новый, перегородка 6 при этом может сниматься и отстойник 9 очищается от воды и примесей. При этом трудоемкость обслуживания минимальная и меньше, чем обслуживание фильтра патрона, например, фильтра PreLine фирмы MANN und HUMMEL и загрязнение окружающей среды также минимальное, т.к. утилизации подлежит только фильтрующий элемент.
Для повышения эффективности отделения воды и загрязнений от топлива на наружной обечайке 12 фильтрующего элемента 3 со стороны перегородки выполняются просечки 13, под определенным углом «α» к оси элемента, а верхняя часть обечайки выполняется закрытой (глухой). За счет такого исполнения элемента, поток топлива получает, в кольцевом зазоре колпак-элемент, вращательное винтовое движение, и к гравитационной силе действующей на частицы загрязнений и воды, добавляется действие центробежной силы и загрязнения (примеси) и вода, чьи плотности больше плотности дизельного топлива отбрасываются к стенкам колпака и сгоняются в отстойник 9. Степень очистки топлива при этом значительно повышается, снижается нагрузка на фильтрующий элемент, увеличивается срок его службы.
Также для повышения эффективности отделения воды и загрязнений от топлива на внутренней поверхности верхней прокладки 4 внутренней поверхности верхней прокладки выполнены наклонные под углом «β» к оси элемента лопатки 14 и которые, перекрывают зазор между корпусом и
фильтрующим элементом, а верхняя часть обечайки фильтрующего элемента выполнена закрытой (глухой). За счет лопаток 14, поток топлива получает, в кольцевом зазоре колпак-элемент, вращательное винтовое движение, и к гравитационной силе действующей на частицы загрязнений и воды, добавляется действие центробежной силы и загрязнения (примеси) и вода, чьи плотности больше плотности дизельного топлива отбрасываются к стенкам колпака и сгоняются в отстойник 9. Степень очистки топлива при этом значительно повышается, снижается нагрузка на фильтрующий элемент, увеличивается срок его службы.
Для визуального контроля за накоплением загрязнений и воды колпак может изготавливать составным или цельным с отстойником из прозрачной или полупрозрачной пластмассы. При этом визуально видно накопление осадка и по мере заполнения отстойника 9 загрязнениями и водой, открывается сливной краник 11 и отстой сливается, т.е. при этом не требуется разборка фильтра.
Выполнение перегородки 6 из пружинной стали с лапками 11, отогнутыми в сторону элемента позволяет прижимать последний к корпусу при этом уменьшаются габариты фильтра и снижается трудоемкость его изготовления.
Таким образом, вышеизложенные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой полезной модели следующей совокупности условий:
-средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, предназначено для использования его в промышленности, а именно в машиностроении, преимущественно для очистки топлива в двигателях внутреннего сгорания;
-для заявляемого устройства, в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке, или известных до даты приоритета средств;
-средство, воплощающее заявляемую полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем результата.
Следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость».