ФИЛЬТРУЮЩИЙ ПАТРОН (ВАРИАНТЫ) И УЗЕЛ ВОЗДУШНОГО ФИЛЬТРА (ВАРИАНТЫ)
FILTER CARTRIDGE (VERSIONS) AND AIR FILTER ASSY (VERSIONS)

Настоящая заявка подается 17 июля 2008 г.как международная заявка РСТ на имя Donaldson Company, Inc., компании, зарегистрированной в США, заявителя для указания во всех странах, кроме США, и на имя Michel Baseotto, Roberto Merckx, Julien Dils и Paul R. Coulonvaux, все граждане Бельгии, заявителей для указания только в США, и в заявке испрашивается конвенционный приоритет по временным заявкам: US 60/961521, поданной 20 июля 2007 г., US 60/961522, поданной 20 июля 2007 г., US 61/072162, поданной 27 марта 2008 г., и US 61/126222, поданной 30 апреля 2008 г.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Настоящая заявка включает описание, с дополнениями и исправлениями, временной заявки США №60/961522, поданной 20 июля 2007 г. Полное описание заявки US 60/961522 вводится здесь ссылкой.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к воздушным фильтрам. Более конкретно оно относится к воздушным фильтрам, в которых основной фильтрующий патрон имеет открытый конец с направленным внутрь кольцевым уплотнением, имеющим цилиндрическую поверхность, и закрытый конец. Одна часть конструкции выступ-паз расположена на первой торцевой крышке. Другая часть находится в кожухе для обеспечения надежной опоры для основного фильтрующего патрона.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Воздушные фильтры обычно используются для фильтрации воздуха, используемого в качестве окислителя в двигателях внутреннего сгорания различных транспортных средств и другой техники, например грузовиков, автобусов, внедорожной строительной техники, сельскохозяйственной техники, генераторных агрегатов и т.п. Такие воздушные фильтры обычно содержат кожух с впускным и выпускным отверстиями для воздуха. Съемный и заменяемый основной фильтрующий патрон размещается в кожухе. В кожухе имеется крышка для проведения технического обслуживания, обеспечивающая доступ к установленному внутри кожуха фильтрующему патрону. Техническое обслуживание фильтрующего картриджа обычно заключается в его извлечении и выполнении одного из действий: замена на новый заводской патрон; восстановление и установка снятого патрона или замена ранее использованным и восстановленным патроном.
За последние 20 лет появилось большое количество фильтрующих патронов, которые герметизируются в кожухе с помощью уплотнений (направленных радиально внутрь или направленных радиально наружу), имеющих цилиндрическую форму. Такие фильтрующие патроны описаны, например, в следующих документах: US 5547480; US 2006/0254229 A1; US 6652614; WO 2007/022171 A1; US 6039778 и US 6955701, которые вводятся здесь ссылкой. В некоторых случаях концы таких патронов, удаленные от уплотнения, имеют опору, предотвращающую движение консольного конца. Например, в конструкции воздушного фильтра, описанного в патенте US 5547480 (см. фигуру 2), опора обеспечивается частью крышки доступа, окружающей закрытый конец патрона, удаленный от уплотнения. В конструкции, описанной в патенте US 6652614, опора обеспечивается выступом на крышке доступа, проходящим внутрь к концу патрона, удаленному от крышки доступа. В конструкции, описанной в WO 2007/009040, используются оба указанных признака.
Сравнительно недавно были разработаны конструкции, в которых предотвращается также вращательное движение патрона, после того как он установлен в фильтре. Примеры таких конструкций описаны в WO 2007/009040 и WO 2007/022171.
Также велись разработки альтернативных конструкций, обеспечивающих эффективную опору для основного патрона, предотвращающую движение консольного конца. Кроме того, в некоторых случаях необходимо обеспечить фиксацию фильтрующего патрона в кожухе, которая предотвращает возможность его вращения. Также существует потребность в воздушном фильтре, конструкция которого обеспечивает простое выявление неподходящего фильтрующего патрона при попытке его установки в воздушный фильтр.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В заявке описаны некоторые конкретные варианты осуществления изобретения и их признаки. Совершенно необязательно, чтобы конструкция содержала все указанные признаки для получения преимуществ и достоинств настоящего изобретения.
В изобретении предлагается узел воздушного фильтра, содержащий кожух и обслуживаемый фильтрующий патрон. Кожух воздушного фильтра содержит впускное и выпускное отверстия для воздушного потока. В кожухе воздушного фильтра формируется внутреннее пространство, и кожух содержит корпус и крышку доступа.
Во внутреннем пространстве кожуха функционально расположен обслуживаемый фильтрующий патрон. Фильтрующий патрон содержит блок фильтрующего материала (далее "фильтрующий блок"), проходящий между первой и второй торцевыми крышками. Фильтрующий блок охватывает сформированное в нем открытое внутреннее пространство фильтра. Первая торцевая крышка является открытой крышкой со сквозным отверстием для воздушного потока. Вторая торцевая крышка предпочтительно является закрытой крышкой, имеющей внешнюю торцевую поверхность. Термин "внешняя торцевая поверхность" в данном контексте относится к поверхности, обращенной в целом в сторону от первой торцевой крышки.
Первая торцевая крышка снабжена уплотнительным устройством кожуха, предназначенным для обеспечения уплотнения между первой торцевой крышкой и кожухом воздушного фильтра. Уплотнительное устройство кожуха может содержать направленный радиально уплотнительный элемент. В рассмотренном варианте осуществления изобретения уплотнительное устройство кожуха представляет собой направленный радиально внутрь уплотнительный элемент.
В узле воздушного фильтра используется конструкция выступ-паз, содержащая первую и вторую части. Одна (например, вторая) часть конструкции выступ-паз расположена на крышке доступа. Предпочтительно она содержит кольцевую часть, имеющую волнистую форму, и может представлять собой кольцевой выступ или кольцевой приемный желоб. В рассмотренном варианте часть конструкции выступ-паз, расположенная на крышке доступа, является приемным желобом, имеющим волнистую форму.
Другая (то есть первая) часть конструкции выступ-паз расположена на внешней поверхности торцевой крышки. Она может взаимодействовать определенным образом с крышкой доступа.
В общих чертах, первая и вторая части конструкции выступ-паз взаимодействуют таким образом, чтобы обеспечивалась опора для консольного конца фильтрующего патрона на его втором конце. В предпочтительном варианте осуществления изобретения взаимодействие первой и второй частей конструкции выступ-паз также препятствует вращению частей. В рассмотренном варианте взаимодействие первой и второй частей препятствует вращению фильтрующего патрона относительно крышки доступа (и, соответственно, относительно кожуха), когда фильтрующий патрон установлен в фильтре.
В рассмотренном варианте вторая часть конструкции выступ-паз является приемным желобом на крышке доступа, а первая часть конструкции выступ-паз является кольцевым выступом на фильтрующем патроне, отходящим в продольном направлении.
В рассмотренном варианте первая часть конструкции выступ-паз (то есть часть, расположенная на фильтрующем патроне) является кольцевой частью, имеющей волнистую форму и содержащей чередующиеся выпуклые и вогнутые секции. В этом случае вторая часть является желобом, имеющим волнистую форму, на крышке доступа.
В одном из вариантов конструкции узла воздушного фильтра он содержит кожух с впускным и выпускным устройствами для воздушного потока, состоящий из корпуса кожуха и крышки доступа, и обслуживаемый фильтрующий патрон, функционально расположенный внутри кожуха. Крышка доступа в рассмотренном варианте содержит приемный желоб, имеющий волнистую форму. Фильтрующий патрон содержит выступающую часть, которая входит в приемный желоб крышки доступа. В предпочтительном варианте волнистая форма желоба на крышке доступа обеспечивает опору фильтрующего патрона, при которой предотвращается его вращательное движение и движение его консольного конца, когда патрон установлен в фильтре.
Также в описании раскрыты компоненты узла воздушного фильтра, в частности фильтрующий патрон. Описан вариант конструкции фильтрующего патрона, который содержит выступающую часть на закрытом конце, содержащую по меньшей мере одну дугообразную секцию, причем эта по меньшей мере одна дугообразная секция не является частью дуги окружности, описанной вокруг центра торцевой крышки. Описан соответствующий вариант конструкции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 - схематический вид в перспективе разобранного узла воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением;
фигура 2 - схематический вид сбоку воздушного фильтра, показанного на фигуре 1, причем на фигуре 2 изображены сечения некоторых частей конструкции для показа их внутреннего устройства;
фигура 3 - схематический увеличенный вид с торца конца выпуска воздуха узла, изображенного на фигурах 1 и 2;
фигура 4 - схематический вид снаружи с торца второй закрытой крышки основного узла фильтрующего патрона фигур 1-3;
Фигура 5 - схематический вид части сечения по линии 5-5 фигуры 4;
фигура 5А - схематический увеличенный вид части поверхности, показанной на фигуре 4;
фигура 6 - схематический вид снаружи с торца крышки доступа узла, показанного на фигурах 1-3;
фигура 7 - схематический вид сечения по линии 7-7 фигуры 6;
фигура 7А - схематический увеличенный вид в перспективе выделенной части внутренней поверхности крышки доступа, показанной на фигуре 6, причем увеличенный вид является частью фигуры 1;
фигура 7В - схематический увеличенный вид выделенной части фигуры 7А, показанный в плане;
фигура 8 - схематический вид сечения, иллюстрирующий соединение между фильтрующим патроном фигуры 5 и крышкой доступа фигуры 7;
фигура 8А - увеличенный вид выделенной части фигуры 8;
фигура 8В - схематический увеличенный вид разобранного узла, показанного на фигуре 8А;
фигура 9 - схематический вид части компонента, показанного на фигуре 1;
фигура 10 - схематический вид сбоку второго варианта конструкции воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением, причем на фигуре 10 изображены сечения некоторых частей для показа их внутреннего устройства;
фигура 11 - схематический увеличенный вид сечения фильтрующего патрона воздушного фильтра, показанного на фигуре 10, причем на фигуре 11 показаны сечения только некоторых частей;
фигура 12 - схематический увеличенный вид выделенной части фигуры 11;
фигура 13 - схематический вид с торца фильтрующего патрона, показанного на фигуре 11;
фигура 14 - схематический вид сечения по линии 14-14 фигуры 13 торцевой крышки фильтрующего патрона, показанного на фигуре 11;
фигура 15 - второй схематический вид сечения по линии 15-15 фигуры 13 торцевой крышки с фильтрующим патроном, показанным на фигуре 11;
фигура 16 - схематический увеличенный вид сечения крышки доступа узла воздушного фильтра, показанного на фигуре 10;
фигура 17 - схематический вид внутренней поверхности крышки доступа, показанной на фигуре 16;
фигура 18 - схематический вид сбоку другого варианта конструкции крышки доступа;
фигура 19 - схематический вид сечения другого варианта конструкции крышки доступа, показанной на фигуре 18;
фигура 20 - схематический вид сбоку модифицированного варианта конструкции воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением, причем на фигуре 20 изображены сечения некоторых частей для показа их внутреннего устройства;
фигура 21 - схематический вид сбоку крышки доступа узла, показанного на фигуре 20;
фигура 22 - схематический вид снаружи с торца крышки доступа, показанной на фигуре 21;
фигура 23 - схематический вид изнутри крышки доступа, показанной на фигуре 21;
фигура 24 - схематический вид сечения по линии 24-24 фигуры 22;
фигура 25 - схематический увеличенный вид части сечения по линии 25-25 фигуры 22;
фигура 26 - схематический увеличенный вид закрытой торцевой крышки фильтрующего патрона в узле, показанном на фигуре 20;
фигура 27 - схематический увеличенный вид сечения торцевой крышки, показанной на фигуре 26, по линии 27-27;
фигура 28 - вид внутренней стороны торцевой крышки, показанной на фигурах 26 и 27.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
I. Узел воздушного фильтра и его компоненты (вариант), фигуры 1-9.
На фигуре 1 ссылочным номером 1 указан в целом узел воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением. Узел 1 воздушного фильтра содержит кожух 2, в состав которого входит корпус 3 и крышка 4 доступа для технического обслуживания. Узел 1 содержит съемный фильтрующий патрон 5, который может заменяться при техническом обслуживании.
Как показано на фигуре 1, кожух 2 (в частности, корпус 3 кожуха) содержит опорные монтажные подушки 8 для прикрепления воздушного фильтра 1 к несущей конструкции транспортного средства или другого оборудования, на котором должен использоваться этот фильтр. В пределах объема настоящего изобретения могут использоваться различные ориентации опорных монтажных подушек 8. В некоторых конструкциях вместо опорных монтажных подушек, выполненных как одно целое с корпусом кожуха, может использоваться монтажная лента.
В общем случае корпус 3 кожуха содержит боковую стенку 10, имеющую первый открытый конец 11 и противолежащий второй конец 12 с первым проходом 13 для воздушного потока.
В рассматриваемом варианте кожух 2 также содержит также второй проход 15 для воздушного потока.
В этом варианте проход 13 является выпускным каналом для воздушного потока, сформированным выпускной трубой 13а, а проход 15 является впускным каналом для воздушного потока, сформированным впускной трубой 15а. Необходимо отметить, что в рассматриваемом варианте выпускной 13 и впускной 15 проходы для воздушного потока расположены в корпусе 3 кожуха. В некоторых альтернативных вариантах осуществления изобретения один из проходов для воздушного потока, например впускной проход 15, может быть расположен в крышке 4 доступа.
В рассматриваемом варианте каждый из проходов 13, 15 для воздушного потока содержит один проем. Однако в альтернативных вариантах могут использоваться несколько проемов, формирующих один или несколько проходов 13, 15.
Впускной проход 15 для воздушного потока обеспечивает поступление фильтруемого воздуха в воздушный фильтр 1. В рассматриваемом варианте используется впускной проход 15 для воздушного потока, который направляет воздух через боковую стенку 10.
При сборке фильтрующий патрон 5 вводится в корпус 3 кожуха через открытый конец 11. Затем на открытый конец 11 устанавливается крышка 4 доступа, закрывающая кожух вместе с патроном 5. В рассматриваемом варианте кожух 2 содержит фиксирующее устройство 20, содержащее несколько защелок 21. Фиксирующее устройство 20 обеспечивает крепление крышки 4 доступа на конце 11 кожуха. В рассматриваемом варианте воздушного фильтра 1 фиксирующее устройство 20 вместе с защелками установлено на крышке 4 доступа для обеспечения соединения с корпусом 3 кожуха. В некоторых альтернативных вариантах защелки 21 могут быть расположены на корпусе 3 кожуха для обеспечения соединения с крышкой 4 доступа.
Как показано на фигуре 1, фильтрующий патрон 5 в общем случае содержит блок 25 фильтрующего материала (далее "фильтрующий блок"), находящийся между первой и второй противолежащими торцевыми крышками 26, 27. В предпочтительном варианте торцевая крышка 27 представляет собой глухую крышку, без каких-либо отверстий, через которые мог бы проходить воздух. Однако торцевая крышка 26 является проходной, с центральным сквозным отверстием для воздушного потока, которое охватывается фильтрующим блоком 25.
Фильтрующий блок 25 может содержать различные виды фильтрующих материалов 25а. Например, фильтрующий блок 25 может содержать гофрированный материал, хотя возможны и альтернативные материалы. Во многих конструкциях фильтра в фильтрующем блоке 25 может использоваться один или несколько слоев внутренней и внешней поддерживающей обшивки для фильтрующего материала 25а. Такие слои обшивки могут содержать конструкции из пластмассы, металлической сетки или пористого металла.
В предпочтительном варианте фильтрующего блока в материале 25а формируется открытое внутреннее пространство 30. Отверстие 29 в первой торцевой крышке 26 в общем случае сообщается по воздушному потоку с открытым внутренним пространством 30. Выражение "сообщается по воздушному потоку" в данном контексте означает, что отверстие 29 открывается во внутреннее пространство 30 и воздух может проходить через них, не проходя сквозь фильтрующий блок 25.
Необходимо иметь в виду, что описанная конструкция может применяться со вспомогательным фильтрующим патроном, в дополнение к основному фильтрующему патрону 5. На фигурах, иллюстрирующих рассматриваемый вариант, вспомогательный патрон не показан. Однако вспомогательный патрон может быть установлен во внутреннем пространстве 30. Он устанавливается таким образом, чтобы воздух, проходящий через материал 25а, проходил и через вспомогательный патрон перед выходом из кожуха 2 через выпускной проход 13 для воздушного потока.
Обычный фильтрующий блок 25 может иметь различные формы, например, он может быть цилиндрическим или коническим. Когда фильтрующий блок 25 имеет коническую форму (предпочтительный вариант), он будет суживаться от торцевой крышки 26 в направлении торцевой крышки 27. В этом случае угол конуса предпочтительно составляет не менее 0,5°, более предпочтительно не менее 1,0° и наиболее предпочтительно находится в интервале от 1,0° до 6,0° включительно, хотя возможны и другие варианты.
В рассматриваемом варианте узел 1 воздушного фильтра является фильтром с "прямым" потоком. Под "прямым" потоком в настоящем описании понимается, что воздух в процессе фильтрации проходит через фильтрующий блок 25 снаружи в открытое внутреннее пространство 30 (поток снаружи внутрь). Таким образом, в процессе работы узла 1 воздушного фильтра воздух проходит через впускной проход 15 в кольцевое пространство 35 (см. фигуру 2) внутри кожуха 2 (и крышки 3 доступа), которое окружает фильтрующий патрон 5. Затем воздух проходит через фильтрующий блок 25 в открытую внутреннее пространство 30. После этого воздух выходит из фильтрующего патрона 5 через открытый конец 29 и покидает воздушный фильтр через выпускное отверстие 13 для воздушного потока.
Если используется вспомогательный фильтр, то воздух после прохождения через основной фильтрующий патрон 5 будет проходить через вспомогательный фильтр и после этого будет выходить через выпускное отверстие 13.
Многие из признаков изобретения, указанных в описании, могут применяться в конструкциях фильтра с "обратным потоком" (поток изнутри наружу), в которых воздух при фильтрации проходит из внутреннего пространства 30 через фильтрующий блок 25 наружу.
При обычном применении корпус 3 кожуха прикрепляется к оборудованию, такому как, например, грузовик, в котором используется узел 1 воздушного фильтра, с возможностью снятия крышки 4 с основного корпуса 3 для доступа к фильтрующему патрону 5.
В общем случае фильтрующий патрон 5 содержит уплотнительное устройство 38 кожуха на торцевой крышке 26, обеспечивающее ее уплотнение с частью кожуха 2, когда патрон 5 установлен в фильтре.
В конструкции, показанной на фигуре 1, корпус 3 и крышка 4 доступа кожуха 2 отлиты из пластмассы, например, из полипропилена, в котором в качестве наполнителя используется стекловолокно. Признаки изобретения, указанные в описании, прежде всего относятся к конструкциям фильтра, выполненным из пластмассы, однако эти признаки могут использоваться также и в тех случаях, когда один или несколько компонентов 3, 4 или их частей выполнены из листового металла.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 2. На фигуре 2 приведен вид сбоку узла 1 воздушного фильтра, показанного на фигуре 1. Узел 1 воздушного фильтра показан с крышкой 4 доступа, прикрепленной к корпусу 3 кожуха. Кроме того, на фигуре 2 приведено сечение части узла 1 воздушного фильтра для показа внутреннего устройства. На фигуре 2 можно видеть кольцевое пространство 35 воздушного потока, окружающее фильтрующий патрон 5. Кольцевое пространство 35 полностью охватывает фильтрующий патрон 5 для распределения фильтруемого воздуха по поверхности патрона 5 в процессе фильтрации воздуха.
На фигуре 2 можно видеть сечение торцевой крышки 26, В общем случае фильтрующий патрон 5 содержит уплотнительное устройство 38 кожуха на торцевой крышке 26, обеспечивающее ее уплотнение с частью 2 кожуха, когда патрон 5 установлен в фильтре. В рассматриваемом варианте в торцевой крышке 26 сформировано кольцевое уплотнение 38а с цилиндрической поверхностью вокруг отверстия 29. Кольцевое уплотнение 38а, как правило, направлено внутрь к внешней поверхности трубы 39, когда фильтрующий патрон 5 установлен в фильтре. Такие направленные внутрь кольцевые уплотнительные устройства раскрываются, например, в документах US 5547480; US 6652614; WO 2007/022171; US 6039778 и US 6955701. Необходимо иметь в виду, что в соответствии с настоящим изобретением в фильтрующем патроне 5 и кожухе 3 могут использоваться различные альтернативные варианты уплотнительного устройства. Могут использоваться, например, направленные наружу кольцевые уплотнения, хотя возможны и другие альтернативные варианты.
Для формирования направленного внутрь кольцевого уплотнения 38а могут использоваться различные конструкции. В предпочтительном варианте торцевая крышка 26 может быть отлита из пенополиуретана, как это описано, например, в патенте US 6955701. В процессе литья из таких материалов может быть сформировано кольцевое уплотнение 38а в отверстии 29.
В конкретном варианте осуществления узла 1 воздушного фильтра, изображенного на фигуре 2, фильтрующий патрон имеет достаточную длину, так что он выступает в крышку 4 доступа. Например, как можно видеть на фигуре 2, часть 5х фильтрующего патрона 5 выступает за пределы корпуса 3 кожуха в крышку 4 доступа. В предпочтительном варианте величина этого выступа составляет по меньшей мере 30 мм и более предпочтительно находится в диапазоне от 40 мм до 75 мм включительно. Однако признаки изобретения, указанные в описании, могут быть применены также и в конструкциях, в которых разделительная линия (указанная ссылочным номером 40 на фигуре 2) между крышкой 4 доступа и корпусом 3 кожуха расположена за торцевой крышкой 27, в направлении от торцевой крышки 26.
На фигуре 2 можно видеть, что фильтрующий патрон 5, когда он установлен в узле воздушного фильтра, закреплен у торцевой крышки 26 вокруг трубы 39, обеспечивающей опору для патрона. Фильтрующий патрон 5 должен поддерживаться и на противоположном конце, то есть, на конце патрона, где расположена торцевая крышка 27, или же патрон 5 будет свободно висящим относительно трубы кожуха. Опора для фильтрующего патрона 5 в торцевой крышке 27 кожуха 2, которая предотвращает нежелательную степень консольного движения этого противоположного конца патрона 5, будет указываться в описании как опора "консольного конца". Такая опора обеспечивается на торцевой крышке 27 путем взаимодействия между частью крышки 4 доступа и частью торцевой крышки 27, как будет описано ниже.
Обеспечивается устройство "выступ-паз", состоящее из одной части на торцевой крышке 27 и другой части на крышке 4 доступа, для взаимодействия, которое препятствует движению консольного конца фильтрующего патрона 5 у торцевой крышки 27.
Как можно видеть на фигуре 2, фильтрующий материал 25а имеет противолежащие концы 25b, 25с, причем конец 25b прилегает к торцевой крышке 27, и конец 25с прилегает к торцевой крышке 26. Материал 25а и, соответственно, фильтрующий патрон 5 поддерживается на конце 25с путем введения трубы 39 в торцевую крышку 26. Однако конец 25b, противолежащий концу 25с, представляет собой консоль. В настоящем описании термин "консольное движение" и другие его формы относятся к движению (невращательному), которое может возникать на конце 25b, удаленном от трубы 39, если торцевая крышка 27 не имеет соответствующей опоры. В частности, это может быть вибрация, то есть невращательное движение. Тогда консольное движение будет представлять собой движение вверх-вниз или вперед-назад конца 25b материала или комбинации этих движений.
Можно сказать, что опора консольного конца - это опора фильтрующего патрона 5, предотвращающая нежелательный уровень движения консольного конца. То есть, нет необходимости в предотвращении любой вибрации, а необходимо лишь исключить амплитуду движения, выходящую за некоторые допустимые пределы.
В рассматриваемом варианте узла воздушного фильтра торцевая крышка 26 удерживается направленным внутрь кольцевым уплотнением. Это уплотнение не препятствует потенциальному вращательному движению фильтрующего патрона 5 вокруг трубы 39. Опора на торцевой крышке 27 путем взаимодействия между торцевой крышкой 27 и крышкой 4 доступ, как это описано ниже, также препятствует вращательному движению установленного фильтрующего патрона 5 относительно крышки 4 доступа. Поскольку крышка 4 доступа закреплена на корпусе 3, то предотвращается вращение торцевой крышки 26 вокруг трубы 39, когда фильтрующий патрон 5 установлен в фильтре.
Взаимодействие между крышкой 4 доступа и фильтрующим патроном 5, которое предотвращает возникновение недопустимого уровня относительного вращательного движения этих компонентов, указывается в описании как "взаимодействие, препятствующее вращению". Как уже указывалось, поскольку крышка 4 доступа в общем случае закреплена в корпусе 3 кожуха с помощью устройства 20 таким образом, что предотвращается вращательное движение, то взаимодействие между крышкой 4 доступа и фильтрующим патроном 5 препятствует вращению установленного патрона 5 вокруг трубы 39.
Как показано на фигуре 2, крышка 4 доступа содержит отверстие 45. Через это отверстие 45 в процессе фильтрации удаляется вода и/или пыль. Обычно узел 1 воздушного фильтра устанавливается таким образом, чтобы отверстие 45 было направлено вниз.
Необходимо отметить, что крышка 4 доступа не имеет какого-либо выступа или экрана, отходящего от нее в продольном направлении в сторону конца 12 корпуса 3, и находящегося внутри на некотором расстоянии от стенки 4х, которая также окружает фильтрующий патрон 5 (см. фигуру 2). Отсутствие такого экрана способствует потоку воздух вокруг конца 27 и направление пыли и воды к отверстию 45. Это означает также, что никакая часть фильтрующего материала 25а не закрыта от обтекающего его воздушного потока.
Иначе говоря, крышка 4 содержит обод 4х, который взаимодействует с корпусом 3, когда крышка 4 доступа установлена в узле фильтра. В рассматриваемом варианте обод 4х является единственной частью крышки 4 доступа, которая окружает внешнюю часть фильтрующего блока 25.
Необходимо отметить также, что в рассматриваемом варианте никакая часть торцевой крышки 27 фильтрующего патрона 5 не выступает в существенной степени во внутреннее пространство 30 (см. фигуру 2); часть торцевой крышки 27 может выступать максимально на 10 мм. Таким образом, для рассматриваемого варианта отсутствуют части конструкции патрона 5, которые выступают более чем на 10 мм во внутреннее пространство 30, сформированное фильтрующим блоком 25.
В рассматриваемом варианте предлагаемый в настоящем изобретении узел воздушного фильтра имеет следующие размеры: АА=31,9 мм; АВ=52°; АС=582 мм; AD=190 мм; АЕ=263,6 мм; AF=184 мм; АН=366 мм; AG=182 мм; Al=34 мм; AJ=60 мм; AM=280 мм; АК=50,5 мм и AL=54 мм. Другие размеры могут быть определены, исходя из того, что вид на фигуре 2 приведен в масштабе.
Приведенные размеры относятся к варианту узла воздушного фильтра, который может применяться практически. В рамках сущности и объема настоящего изобретения могут использоваться и другие размеры и конструкции.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 3. На фигуре 3 приведен вид с торца узла 1 воздушного фильтра, показанного на фигуре 1. Более конкретно, приведен вид в направлении конца 12 кожуха и выпускного прохода 13. На этом виде также видно опорное устройство 8 для крепления кожуха 2 на посадочном месте оборудования.
На фигуре 3 открывается вид через трубу 13 во внутреннее пространство 30 фильтрующего патрона 5.
В рассматриваемом варианте осуществления настоящего изобретения узел 1 воздушного фильтра, показанный на фигурах 1-3, имеет следующие размеры: ВА=180 мм; ВВ=83,5 мм; ВС=45°; BE=90°; ВК=300 мм; BG=141 мм, ВН=153 мм, BD=D 10 мм и BF=5 мм.
Как можно видеть на фигуре 2, в рассматриваемом варианте фильтрующего патрона 5 торцевая крышка 27 является закрытой, без каких-либо отверстий, и проходит по концу 25b фильтрующего блока 25, при этом противолежащий конец 25 с фильтрующего блока встроен в торцевую крышку 26. В предпочтительном варианте осуществления изобретения торцевая крышка 27 представляет собой формованное изделие, к которому фильтрующий блок 25 прикрепляется с использованием клеящего или герметизирующего материала. Обычно торцевая крышка 27 изготавливается из акрилонитрилбутадиенстирола (АБС), герметизированного твердым полиуретаном.
Иначе говоря (как это уже указывалось выше), в предпочтительном варианте торцевая крышка 26 отливается по месту из смолы, подходящей для формирования мягкой сжимаемой конструкции, то есть, фильтрующий блок 25 вводится в материал торцевой крышки 26, после чего материал твердеет и принимает расчетную форму. Этот признак не является необходимым, однако он предпочтителен для вариантов осуществления настоящего изобретения.
Торцевая крышка 27, наоборот, обычно сначала отливается из материала, обеспечивающего формирование жесткой пластмассовой детали, и затем прикрепляется к торцу 25b, например, приклеивается герметизирующим материалом. Хотя возможны и альтернативные варианты, однако указанный вариант является наиболее предпочтительным.
На фигуре 4 приведен вид с торца фильтрующего патрона 5. Приведен вид со стороны торцевой крышки 27. Таким образом, на фигуре 4 видна внешняя поверхность 27х торцевой крышки 27 (см. фигуру 2).
В рассматриваемом варианте торцевая крышка 27 имеет следующие размеры: СА=45°; СВ=22,5°; СС=3,3 мм (радиус); CD=5,4 мм (радиус); CF=16,8 мм (радиус); CG=3,5 мм (радиус); Cl=41,6 мм (диаметр) и СН=87 мм (диаметр).
На фигуре 5 приведен вид сечения по линии 5-5 фигуры 4. На этой фигуре можно видеть внешнюю поверхность 27х и внутреннюю поверхность 27i торцевой крышки 27.
На фигуре 5 представлен вид части сечения. На этом фрагменте сечения показан торец 25b фильтрующего блока 25.
Как показано на фигуре 5, торцевая крышка 27 содержит внешний обод 51. Этот обод 51 плотно охватывает кольцом фильтрующий блок 25. Вдоль внутренней поверхности 27i торцевой крышки 27 проходит гребень 53. Гребень 53 обеспечивает задание положения фильтрующего блока 25 при сборке. То есть, когда конец фильтрующего блока 25 устанавливается внутри обода 51, фильтрующий блок 25 упирается при герметизации в гребень 53.
Выступ 55 формирует внутреннюю часть герметизирующего кольца для установки конца фильтрующего блока 25 и герметизирующего материала (внешняя часть формируется ободом 51). То есть при установке фильтрующего патрона 5 конец фильтрующего блока 25 размещается между ободом 51 и внутренним выступом 55. Здесь же помещается герметизирующий материал для прикрепления торцевой крышки 27 к фильтрующему блоку 25. Установочный гребень 53 обеспечивает уплотнение герметизирующим материалом между концом 27b фильтрующего блока 25 и периферийной кольцевой частью 58 внутренней поверхности 27i.
Ранее уже указывалось, что в предпочтительном варианте осуществления изобретения части торцевой крышки 27 практически не выступают во внутреннее пространство 30, хотя возможны и альтернативные конструкции. Как можно видеть, выступ 55 имеет сравнительно небольшие размеры и не выходит во внутреннюю полость 30 более чем на 10 мм.
Как показано на фигуре 4, торцевая поверхность 27х содержит внешнюю кольцевую часть 65, которая перекрывается с фильтрующим блоком 25 патрона 5. Внешняя поверхность 27х содержит также внутреннюю, центральную, часть 66, окруженную внешним кольцом 65. Центральная часть 66 не перекрывается с фильтрующим блоком 25, а перекрывается с внутренним пространством 30, которое формируется внутри фильтрующего блока 25.
Как можно видеть на фигуре 4, зона 65 и обод 51 охватывают кольцами центр 27z торцевой крышки 27.
В общем случае обеспечивается конструкция выступ-паз для взаимодействия между фильтрующим патроном 5 и крышкой 4 доступа. В частности, изображенная конструкция выступ-паз обеспечивает взаимодействие между торцевой крышкой 27 патрона и крышкой 4 доступа таким образом, чтобы она препятствовала консольному движению патрона 5 в зоне торцевой крышки 27 и вращательному движению патрона 5 относительно крышки 4 доступа и, соответственно, относительно выпускной трубы 39 узла 1 воздушного фильтра.
В общих чертах, конструкция выступ-паз содержит выступающую часть на одном из компонентов, патроне 5 или крышке 4 доступа, и приемную часть на другом компоненте. В рассматриваемом варианте конструкция выступ-паз содержит выступающую часть (первая часть) на патроне 5 и приемную часть (вторая часть) на крышке 4 доступа, однако возможны и другие варианты.
Как показано на фигуре 5, центральная зона 66 внешней поверхности 27х торцевой крышки 27 содержит выступающую часть 70. В общем случае выступающая часть 70 отходит от торцевой крышки 27 в сторону от конца 256 фильтрующего блока 25, то есть в общем направлении от противолежащей торцевой крышки 26. Длина выступающей части 70, указанная на фигуре 5 ссылочным обозначением CJ, предпочтительно превышает 10 мм, более предпочтительно превышает 15 мм и еще более предпочтительно находится в диапазоне от 20 мм до 40 мм. В рассматриваемом варианте размер CJ равен 25 мм.
Выступающая часть 70 в целом направлена продольно, то есть в направлении, соответствующем направлению центральной оси Х (см. фигуру 2), в сторону от торцевой крышки 26. "Продольное направление" в данном контексте не означает, что выступы внешней 70о и внутренней 70i поверхностей выступающей части строго параллельны оси X. В принципе они могут составлять некоторый угол с осью X.
Предпочтительно внешняя поверхность 70о отклоняется внутрь по мере ее отхода от прилегающей зоны торцевой крышки 27, и внутренняя поверхность 70i отклоняется наружу по мере ее отхода от прилегающей зоны торцевой крышки 27. Угол наклона внутрь поверхности 70о указан ссылочным обозначением СК и в общем случае его величина находится в диапазоне от 3° до 7° включительно. Соответствующий угол наклона наружу поверхности 70i указан ссылочным обозначением СМ, и его предпочтительная величина находится в диапазоне от 3° до 7°, включительно. В рассматриваемом варианте углы СК и СМ равны 5,6° (см. фигуру 5).
Указанные величины углов поверхностей 70о, 70i обеспечивают некоторое суживание выступа 70 в продольном направлении от его основания 70b до конца 70t. Несколько суженный конец 70t облегчает введение выступающей части в приемную часть на крышке 4 доступа, как это описано ниже.
На фигуре 5А приведен схематический частичный вид в плане выступающей части 70 со стороны, указанной стрелкой 80 на фигуре 5. Необходимо иметь в виду, что на фигуре 5А показана общая форма выступающей части 70 в плане и не учитываются наклоны боковых поверхностей 70о, 70i.
На фигуре 5А можно видеть, что в рассматриваемом варианте выступающая часть 70 представляет собой непрерывную стенку 84, хотя возможны и другие варианты. Термин "непрерывная" в настоящем описании означает, что в стенке 84, формирующей выступ, охватывающий центр 27z, нет разрывов.
Кроме того, стенка 84 замкнута, хотя возможны и альтернативные конструкции. Это означает, что в стенке 84 нет проходов.
Как можно видеть на фигуре 5, в рассматриваемом варианте выступающая часть 70 является сплошной, то есть между поверхностями 70о, 70i отсутствуют какие-либо внутренние полости. Такое устройство является предпочтительным.
1
Наибольший внешний размер выступающей части 70, указанный на фигуре 5А ссылочным обозначением D, составляет по меньшей мере 35 мм и предпочтительно находится в диапазоне от 40 мм до 100 мм. Такой размер облегчает введение выступающей части в приемную часть крышки 4 доступа в предпочтительном варианте осуществления изобретения.
2
В рассматриваемом варианте стенка 84 окружает открытую и заглубленную внутреннюю поверхность 85. Наименьший внутренний размер этой поверхности 85, указанный на фигуре 5А ссылочным обозначением D, предпочтительно составляет по меньшей мере 20 мм и более предпочтительно находится в диапазоне от 30 мм до 90 мм.
1
1
1
2
2
Предпочтительно выступающая часть 70 имеет такую форму относительно центра 27z, что наибольший внешний размер D может быть измерен по меньшей мере в двух направлениях, угол между которыми равен 90°, то есть, при измерении в направлении, перпендикулярном D, указанном на фигуре 5А, будет получена такая же величина D. Кроме того, предпочтительно выступающая часть 70 имеет такую форму, что наименьший внутренний размер, указанный ссылочным обозначением D, выдерживается в двух направлениях, например, в первом направлении, обозначенном D, и во втором направлении, перпендикулярном первому направлению.
Предпочтительно выступающая часть 70 имеет длину от ее конца 70t по меньшей мере 6 мм и более предпочтительно не менее 12 мм, причем толщина выступающей части 70 у основания не превышает 10 мм и предпочтительно равна по меньшей мере 4 мм (с учетом сужения на самом конце). Это будет, например, расстояние между стенками 70i, 70o, отходящими внутрь от конца 70t, на величину по меньшей мере 25% и предпочтительно 35% от общей высоты выступающей части. Безусловно, у основания 70b (см. фигуру 5) выступающая часть 70 может несколько утолщаться (расширяться).
В рассматриваемом варианте замкнутая непрерывная стенка 84 имеет волнистую внешнюю поверхность 88 (серпантин) и волнистую внутреннюю поверхность 89, которые соответствуют поверхностям 70o, 70i. "Волнистая" в отношении внешней поверхности 88 означает, что на всем ее протяжении вокруг центра 27z она не представляет собой ряд прямых линий или окружность, а является последовательностью чередующихся выпуклых и вогнутых кривых. В рассматриваемом варианте волнистая поверхность 88 содержит ряд выпуклых секций 88с и ряд вогнутых секций 88d, которые чередуются друг с другом.
В отношении внешней поверхности 88 указание "выпуклая секция 88с" означает часть поверхности 88, выпуклость которой обращена наружу, и "вогнутая секция 88d" означает часть поверхности 88, выпуклость которой обращена внутрь.
Аналогично внутренняя, обращенная внутрь поверхность 89 также является волнистой поверхностью, содержащей ряд выпуклых секций 89с и ряд вогнутых секций 89d, чередующихся друг с другом на протяжении поверхности 89 вокруг центра 27г. В рассматриваемом варианте каждая вогнутая секция 89d внутренней поверхности 89 соответствует выпуклой секции 88 с внешней поверхности 88 и выровнена с ней, и каждая выпуклая секция 89с внутренней поверхности 89 соответствует вогнутой секции 88d внешней поверхности 88 и выровнена с ней.
В рассматриваемом варианте в стенке 84 сформировано по восемь выпуклых и восемь вогнутых секций во внешней 88 и внутренней 89 поверхностях. Кроме того; а) кривизна выпуклых секций 88 с поверхности 88 одинакова, и б) кривизна вогнутых секций 88d поверхности 88 также одинакова. То же самое справедливо для выпуклых секций 89с и вогнутых секций 89d. Таким образом, выступающая часть 70 имеет правильную "лепестковую" форму. Термин "лепестковый" в настоящем описании означает, что при рассмотрении в плане выступающая часть 70 видна как множество выступающих наружу лепестков, то есть криволинейных секций. Термин "правильная" в настоящем описании означает, что каждый из выступающих наружу лепестков имеет такую же форму, что и другие выступающие наружу лепестки. Можно отметить, что в варианте, показанном на фигуре 5А, центры выпуклых секций 88с внешней поверхности 88 образуют восьмигранник, показанный пунктирными линиями и указанный ссылочным номером 95. Кроме того, центры вогнутых секций 89с поверхности 89 образуют расположенный внутри восьмигранник, показанный пунктирными линиями и указанный ссылочным номером 96. Восьмигранники 95, 96 концентричны и находятся на некотором расстоянии друг от друга.
В более общей формулировке выступающая часть 70 с волнистой поверхностью содержит ряд внешних выпуклых секций, имеющих форму лепестков, и ряд внутренних вогнутых секций, в результате чего формируется волнистая форма выступающей стенки 70, окружающей центр 27z.
По причинам, которые указаны ниже, предпочтительно, чтобы кривизна каждой обращенной наружу выпуклой секции 89с имела меньший радиус кривизны, чем теоретический радиус кривизны такой секции, когда она направлена или расположена на окружности с центром 27z. Это становится очевидным из фигуры 4 и из сравнения радиуса окружности С1 с кривизной внешних выпуклых секций 88с.
Размеры, указанные на фигуре 5, имеют следующие значения. Как уже указывалось, CJ=25 мм; СК=5,6° и CM=5,6°. Кроме того, CL=4 мм (радиус) и CN=5 мм (радиус).
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуры 6 и 7, на которых можно видеть части крышки 4 доступа. На фигурах 6 и 7, чтобы не загромождать чертеж, крышка 4 доступа изображена без фиксирующего устройства 20.
На фигуре 6 вид крышки 4 доступа приведен, если смотреть в направлении внешней поверхности 4у. На фигуре 7 приведен вид сечения по линии 7-7 фигуры 6.
Как показано на фигуре 7, крышка 4 доступа в целом содержит торцевую стенку 100 и боковую стенку 101, соответствующую боковой стенке 4х, показанной на фигуре 2. Боковая стенка 101 содержит открытый конец 101а, расположенный таким образом и имеющий такие размеры, чтобы он мог взаимодействовать с корпусом 3 кожуха (см. фигуру 1). В рассматриваемом варианте боковая стенка 101 имеет такие размеры, чтобы при сборке она охватывала часть фильтрующего патрона 5. Торцевая стенка 100 является центральной торцевой частью крышки 4 доступа, которая содержит отверстие 45 удаления воды и пыли, предпочтительно снабженное клапаном.
Как показано на фигуре 7, крышка 4 доступа содержит внутреннюю поверхность 4i с центральной зоной 100i. Центральная зона 100i содержит вторую часть 105 устройства выступ-паз. Вторая часть устройства 105 выступ-паз имеет такие размеры и расположена таким образом, чтобы она могла взаимодействовать с первой частью устройства выступ-паз на фильтрующем патроне 5.
В данном случае рассматривается узел 1 воздушного фильтра, фильтрующий патрон 5 которого содержит выступающую часть 70 устройства выступ-паз. В этом случае крышка 4 приемника содержит приемную часть 110, предназначенную для взаимодействия с выступающей частью 70.
Как показано на фигуре 7, приемная часть 110 представляет собой приемный желоб 111 на внутренней поверхности 4i крышки 4 доступа. Приемный желоб 111 в целом охватывает центральную ось Y крышки 4 доступа. Необходимо отметить, что в рассматриваемом варианте ось Y не является центральной линией для желоба 111, который несколько смещен относительно этой оси.
На фигуре 7А приведен схематический частичный вид в перспективе приемного желоба 111. Вид изображенного на фигуре 7А желоба 111 соответствует увеличенной части фигуры 1.
Как можно видеть на фигуре 7А, приемный желоб 111, сформирован между внешней стенкой 112 и внутренней стенкой 113. В рассматриваемом варианте используется непрерывный приемный желоб 111. Указание "непрерывный" в данном контексте означает, что в рассматриваемом варианте приемный желоб 111 охватывает центр 125 (см. фигуру 7А), формируя непрерывный, не содержащий препятствий, канал, то есть в желобе 111 на всем его протяжении отсутствуют какие-либо преграды.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 7В. На фигуре 7В приведен схематический вид в плане желоба 111. На этом схематическом виде фигуры 7В не показано сужение боковых стенок, а представлена лишь общая форма желоба.
В рассматриваемом варианте приемный желоб 111 имеет волнистую форму с выпуклыми секциями 115 и вогнутыми секциями 117, которые чередуются между собой. Указание "выпуклая секция" в данном контексте относится к секции, выгнутой (выступающей) наружу, в сторону от центра 125, а "вогнутая секция" относится к секции, выгнутой (выступающей) внутрь, по направлению к центру 125. Направленная наружу "вогнутая секция" может быть охарактеризована как направленная внутрь выпуклая секция.
Так же, как и в случае выступающей части 70, в предпочтительном варианте кривизна выпуклых частей в общем случае выбирается таким образом, чтобы они не проходили по окружностям с центром 125 приемного желоба 111. В предпочтительном варианте кривизна каждой выпуклой части 115 выбирается таким образом, чтобы она была меньше, чем кривизна соответствующей окружности с центром 125.
В рассматриваемом варианте приемный желоб 111 формируется внешней стенкой 112 и внутренней стенкой 113. Внешняя стенка 112 имеет внутренние выпуклые секции 112с и вогнутые секции 112d, и внутренняя стенка 113 имеет внешние выпуклые секции 113с и вогнутые секции 113d. В рассматриваемом варианте каждая стенка 112, 113, независимо от другой, является непрерывной, замкнутой и сплошной.
Как можно видеть на фигуре 7 В, приемный желоб 111 имеет восемь выпуклых секций и восемь вогнутых секций. Приемный желоб 111 имеет направленную наружу лепестковую форму, состоящую из восьми лепестков, как это уже описывалось в отношении выступающей части 70 на фигуре 5А.
Желоб 111 имеет такую форму, которая обеспечивает прием выступающей части 70, когда фильтрующий патрон 5 вставлен в узел 1 воздушного фильтра (см. фигуру 2),
Для рассматриваемого варианта узла 1 воздушного фильтра на фигурах 6 и 7 указаны размеры и ниже приведены их примерные величины. Конечно, возможны и другие величины размеров, а также альтернативные варианты применения описанных конструкций. Размеры, указанные на фигуре 7, имеют следующие величины: DI=26,3 мм; DJ=8°; DL=9°; DK=3,5 мм и DH=2,8 мм. Размеры, указанные на фигуре 7, имеют следующие величины: DA=10 мм; DB=45°; DC=22,5°; DD=95,6 мм (диаметр); DE=28,3 мм (диаметр); DG=5 мм и DF=14,5 мм (радиус).
Приемный желоб 111 имеет глубину, которая предпочтительно превышает 10 мм, более предпочтительно превышает 15 мм и наиболее предпочтительно находится в диапазоне от 20 мм до 40 мм, хотя возможны и другие варианты в некоторых случаях применения описанных конструкций. В целом, глубина приемного желоба 111 указана на фигуре 7 ссылочным обозначением DI.
Как можно видеть на фигуре 7А, желоб 111 формируется между стенками 112, 113, которые соединяются основанием 115. В предпочтительном варианте устройства приемной части 110 желоб 111 имеет ширину, не превышающую 14 мм, и более предпочтительно находящуюся в диапазоне от 5 мм до 12 мм включительно, в зоне, отстоящей от основания 115 на расстоянии, составляющем по меньшей мере 60% расстояния до противолежащего открытого конца 116 (см. фигуру 7). По мере приближения к концу 116 приемный желоб 111 может существенно расширяться для облегчения установления взаимодействия с выступающей частью 70.
Ширина приемного желоба 111 и соответствующая толщина выступающей части 70 должны выбираться таким образом, чтобы, как только выступающая часть 70 входит в желоб 111, поворот фильтрующего патрона 5 относительно крышки 4 доступа будет затруднен благодаря сцеплению между волнистой выступающей частью и волнистым желобом. Это происходит благодаря вышеуказанной выбранной кривизне вогнутых и выпуклых зон.
На фигуре 8 приведен схематический вид сечения торцевой крышки 27, показанной на фигуре 5, которая взаимодействует с крышкой 4 доступа (см. фигуру 7). В частности, видно, что выступающая часть 70 (см. фигуру 5) входит в приемный желоб 111 (см. фигуру 7). На фигуре 8А приведен увеличенный вид части фигуры 8. На фигуре 8В приведен увеличенный вид с частями, отведенными друг от друга.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 9, представляющую собой увеличенный вид части впускного отверстия 15 (см. фигуру 1). В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 9, имеют следующие величины: ED=180 мм; ЕН=2,5 мм; ЕА=2,5 мм; ЕЕ=190 мм; ЕВ=2,5 мм; EI=2,5 мм; EF=25,4°; EJ=20,4°; EK=51°; EG=41°; ЕМ=8 мм (радиус); ЕС=60 мм (радиус) и EL=300 мм (радиус).
II. Вариант опорной конструкции выступ-паз
Как показано на фигуре 8, устройство, содержащее выступающую часть 70 и приемный желоб 111, указываемое в целом как конструкция 130 выступ-паз, обеспечивает взаимодействие между крышкой 4 доступа и фильтрующим патроном 5 по его крышке 27 с закрытым концом. Конструкция 130 выступ-паз обеспечивает, например, опору, предотвращающую движение консольного конца фильтрующего патрона 5 внутри кожуха 2 узла 1 воздушного фильтра (см. фигуру 2). То есть фильтрующий патрон 5 не может совершать значительные движения вверх-вниз или назад-вперед на конце 27 благодаря опоре торцевой части 27, осуществляемой путем введения выступающей части 70 в приемный желоб 111 на крышке 4 доступа.
Кроме того, рассматриваемый вариант конструкции 130 выступ-паз препятствует также вращению фильтрующего патрона 5. Имеется в виду, что фильтрующий патрон 5 и крышка 4 доступа не могут вращаться друг относительно друга после установления взаимодействия частей конструкции 130 выступ-паз (введение выступающей части 70 в приемный желоб 111). Это происходит благодаря волнистой форме приемного желоба 111 и выступающей части 70. В частности, в рассматриваемом варианте волнистая (лепестковая) форма препятствует повороту крышки 4 доступа и фильтрующего патрона 5 относительно друг друга. Это обеспечивается изогнутыми секциями, как было описано выше.
III. Основные положения
В изобретении предлагается, как это иллюстрируется в варианте, представленном на фигурах 1-9, конструкция выступ-паз для взаимодействия между частью кожуха воздушного фильтра, в частности крышкой доступа, и фильтрующим патроном. В рассмотренном варианте конструкция выступ-паз содержит выступающую часть на фильтрующем патроне, которая может вводиться в приемную часть (желоб) на крышке доступа.
Выступающая часть на фильтрующем патроне имеет такую форму, при которой никакая часть торцевой крышки, на которой расположена выступающая часть, не должна выступать существенно (больше чем на 10 мм) во внутреннее пространство патрона. Хотя такой выступ может быть осуществлен в некоторых вариантах, это не является специальным требованием.
Конструкция выступ-паз препятствует консольному движению в любом направлении закрытого конца фильтрующего патрона, а также исключает вращение патрона, когда он установлен в кожухе воздушного фильтра. Это происходит, потому что приемная часть представляет собой желоб, имеющий волнистую форму, и выступающая часть имеет такую форму, что при ее введении в приемный желоб обеспечивается подавление недопустимых уровней вращательного и консольного движения.
Опора закрытого торца фильтрующего патрона может быть обеспечена без необходимости использования опорного элемента, охватывающего внешнюю поверхность патрона. Такой опорный элемент, отходящий внутрь, выполнен на внешней стенке крышки доступа. Таким образом, не происходит прерывание или нарушение воздушного потока, проходящего через боковую поверхность фильтрующего патрона. Кроме того, в рассматриваемом варианте осуществления изобретения воздушный поток может поступать в торец крышки доступа с оптимальным направлением воды/пыли через отверстие для их удаления без необходимости использования экрана, который может блокировать поступление прямого воздушного потока в части фильтрующего патрона.
Достоинством такой конструкции является также то, что она может использоваться для предотвращения установки в выбранный кожух воздушного фильтра неподходящего или неразрешенного фильтрующего патрона. Это облегчает управление качеством со стороны производителя воздушных фильтров, производителя двигателей и/или владельца оборудования в части использования запасных частей.
Достоинством предлагаемой в изобретении конструкции воздушного фильтра является также ее сравнительная дешевизна в производстве. Крышка доступа, имеющая вышеуказанные признаки изобретения, может быть отлита, а для закрытой торцевой крышки патрона может использоваться предварительно отформованная заготовка. Допуски на длину фильтрующего патрона, а также на внутренний и внешний диаметры фильтрующего блока не оказывают на работу конструкции выступ-паз какого-либо ощутимого негативного действия.
IV. Дополнительные признаки
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 7А. Приемная часть 110 содержит набор 140 ребер, разнесенных по ее внешней поверхности. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения набор 140 содержит три ребра 141, равномерно распределенных по окружности, причем на фигуре 7А видны только два ребра. Ребра 141 в общем случае проходят от внешней зоны 145 стенки 4х внутрь в направлении приемной части 110.
Пластинчатая конструкция 140 препятствует обеспечению опоры для неподходящего фильтрующего патрона. Таким образом, в общем случае крышка 4 доступа скорее всего не будет обеспечивать опору для заменяющего патрона, препятствующую консольному движению, если патрон 5 не будет также иметь опору, препятствующую вращательному движению.
Необходимо иметь в виду, что в процессе установки, когда крышка 4 доступа придвигается к патрону 5 настолько, чтобы возникало взаимодействие частей конструкции выступ-паз, может оказаться необходимым немного повернуть крышку доступа, пока в результате поворота защелки 21 не совместятся с частями корпуса 3, в которыми они взаимодействуют. Такое вращательное движение при сборке возможно. Однако как только защелки 20 вступают во взаимодействие с ответными частями, крышка 4 доступа, находящаяся во взаимодействии с фильтрующим патроном 5, будет предотвращать недопустимые уровни дальнейшего вращательного движения.
V. Альтернативные варианты, фигуры 10-19
На фигурах 10-17 показан первый альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. На фигурах 18 и 19 представлен альтернативный вариант конструкции крышки доступа.
На фигуре 10 представлена альтернативная конструкция узла 301 воздушного фильтра. Многие признаки воздушного фильтра 301 аналогичны признакам вышеописанного варианта осуществления изобретения. Узел 301 воздушного фильтра содержит кожух 302, включающий корпус 303 кожуха и крышку 304 доступа. Фильтрующий патрон 305 установлен в кожухе 302 таким образом, что между стенкой кожуха и патроном формируется внутреннее пространство 302i. Кожух 302 имеет впускное устройство 312 и выпускное устройство 313 для воздушного потока. Крышка 304 доступа прикреплена к корпусу 303 кожуха с возможностью съема для обеспечения доступа к съемному и заменяемому фильтрующему патрону 305. В рассматриваемом варианте крышка 304 крепится с помощью защелки 315.
В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 10, имеют следующие величины: FA=31,9 мм; FB=52°; FC=596 мм; FD=263,6 мм; FE=183 мм; FG=182 мм; FH=34 мм; Fl=60 мм; FJ=50,5 мм; FK=280 мм и FL=366 мм.
На фигуре 11 показан фильтрующий патрон 305. В состав патрона 305 входит фильтрующий блок 350, содержащий фильтрующий материала 351 и проходящий между первой 352 и второй 353 торцевыми крышками. Первая торцевая крышка 352 может быть в основном аналогична торцевой крышке 26 фигуры 2. Фильтрующий блок 350 окружает сформированное в нем открытое внутреннее пространство 360. Торцевая крышка 352 имеет центральное отверстие 352а, окруженное уплотнительным устройством 352b.
Торцевая крышка 353х имеет некоторые признаки, аналогичные признакам ранее описанной торцевой крышки 27, в том числе внешнюю поверхность 353с центральной частью 360, содержащей выступающую часть 361 с волнистыми внутренней 361i и внешней 361о поверхностями. В рассматриваемом альтернативном варианте фильтрующего патрона 305 выступающая часть 361 расположена на центральной, выступающей наружу, площадке 370. Выступающая площадка 370 предпочтительно выступает за пределы фильтрующего блока 350 по меньшей мере на 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере на 15 мм, например, на 20 мм.
Необходимо отметить, что торцевая крышка 353 содержит ряд разнесенных выступов 390, находящихся напротив фильтрующего блока 350 и отстоящих от него на некотором расстоянии.
В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 11, имеют следующие величины: GA=45 мм; GB=20 мм; GC=12 мм; GD=303,7 мм; GE=168,6 мм; GF=303,5 мм и GG=491,2 мм.
На фигуре 12 приведен схематический увеличенный вид части фигуры 11. На фигуре 12 виден один из выступов 390. Кроме того, также видна часть внутренней обшивки 395, которая окружена фильтрующим материалом 351. Также показано кольцо 396, задающее положение фильтрующего материала.
В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 12, имеют следующие величины: НА=5,5 мм; НВ=8 мм.
На фигуре 13 приведен вид с торца фильтрующего патрона 305 в направлении торцевой крышки 353. Видны разнесенные по окружности выступы 390, а также центральная выступающая часть 361, имеющая волнистую форму.
На фигуре 13 можно видеть линию сечения, вид которого показан на фигуре 11.
На фигуре 14 приведен вид сечения торцевой крышки 353. Сечение выполнено по линии 14-14 фигуры 13, хотя на фигуре 14 показана только торцевая крышка 353, без фильтрующего блока. В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 14, имеют следующие величины: IA=3,8 мм; IB=303,5 мм; IC=223,8 мм; ID=10 мм; IE=72,2 мм; IF=2 мм; IG=25 мм и IH=3 мм. Здесь также можно видеть выступающую часть 361 с внутренней поверхностью 361i, имеющей волнистую форму, и внешней поверхностью 361о, также имеющей волнистую форму.
На фигуре 15 приведено другое сечение торцевой крышки 353, выполненное по линии 15-15 фигуры 13, причем и в этом случае фильтрующий блок не показан. В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 15, имеют следующие величины: JA=65 мм; JB=45 мм; JC=20 мм; JD=8°; JE=81,5 мм.
На фигуре 16 показан вид сечения крышки 304 доступа. Можно видеть, что крышка 304 доступа содержит приемный желоб 410, имеющий волнистую форму и предназначенный для введения в него выступающей части 361 и обеспечения опоры фильтрующего патрона 305 для предотвращения его вращательного и консольного движения. На фигуре 16 можно видеть внутренний выступ 420 в крышке 304 доступа. Выступ 420 в крышке 304 доступа помогает обеспечить гарантированную установку в узел 301 воздушного фильтра соответствующего фильтрующего патрона 305.
В рассматриваемом варианте некоторые размеры, указанные на фигуре 16, имеют следующие величины: КА=154,7 мм; KB=128,4 мм; КС=7 мм; KD=3,5 мм; КЕ=8°; KF=3,5 мм; КН=366 мм; KI=358,4 мм; КК=354 мм и KJ=82,8 мм.
На фигуре 17 приведен вид крышки 304 доступа в направлении ее внутренней поверхности. На фигуре 17 видна приемная часть 410, а также выступ 420 и отверстие 450 для удаления воды и пыли. В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 17, имеют следующие величины: LA=15 мм; LB=90°; LC=45°; LD=69 мм; LE=110 мм.
В варианте осуществления изобретения, который иллюстрируется на фигурах 10-17, показано использование выступа 420 на внутренней поверхности крышки 304 доступа, направленного в сторону фильтрующего патрона 305. В предпочтительном варианте патрон 305 снабжен выступами 390, разнесенными по его внешнему краю на закрытой торцевой крышке 367.
На фигурах 18 и 19 показана альтернативная конструкция крышки 504 доступа. В этой конструкции крышки доступа показано, что для узлов, предлагаемых в настоящем изобретении, могут быть использованы другие стороны крышки доступа. Например, крышка доступа 504 может быть использована вместо крышки доступа 304. Показанные признаки действуют аналогичным образом. В рассматриваемом варианте на фигуре 18 МА=121 мм.
Как показано на фигуре 19, крышка доступа содержит приемный желоб 510, имеющий волнистую форму, и выступ 520, действие которых аналогично действию аналогичных признаков в ранее описанных вариантах осуществления изобретения.
Размеры, указанные на фигуре 19, имеют следующие значения: NA=74,7 мм; NB=48,4 мм; NC=7 мм; ND=3,5 мм; NE=8°; NF=366 мм; NG=358,4 мм; NH=354 мм; Nl=82,8 мм и NJ=3,5 мм.
VI. Другие признаки, фигуры 20-28
На фигурах 20-28 показаны дополнительные признаки в вариантах осуществления изобретения, которые имеют такие же основные признаки, что и в уже описанных вариантах. На фигуре 20 схематически приведен вид сбоку конструкции узла 600 воздушного фильтра, некоторые части которого изображены в разрезе для показа внутреннего устройства. Узел 600 воздушного фильтра содержит кожух 602, включающий корпус 603 кожуха и съемную крышку 604 доступа (для технического обслуживания). В рассматриваемом варианте крышка 604 доступа фиксируется с помощью защелок 607.
Узел 600 содержит съемный фильтрующий патрон 605, заменяемый при техническом обслуживании (обслуживаемый патрон).
Основными частями корпуса 603 кожуха являются: боковая стенка 610, имеющая первый открытый конец 611 и противолежащий второй конец 612 с проходом 613 для воздушного потока. В рассматриваемом варианте кожух 602 также содержит второй проход 615 для воздушного потока, в этом случае в корпусе 603 кожуха.
Так же, как и в предыдущих вариантах, в рассматриваемом варианте проход 613 для воздушного потока представляет собой выпускной канал, сформированный выпускной трубой 61За, как показано стрелкой 613b. Проход 615 для воздушного потока представляет собой впускной канал, сформированный впускной трубой 615а.
Крышка 604 доступа может сниматься с корпуса 603 кожуха, чтобы открыть его для установки или извлечения фильтрующего патрона 605.
Патрон 605 содержит фильтрующий блок 625, проходящий между первым и вторым противолежащими концами 626, 627. В предпочтительном варианте торцевая крышка 627 представляет собой глухую крышку, без каких-либо отверстий, через которые может проходить воздух. Однако торцевая крышка 626 является проходной, с центральным сквозным отверстием 629 для воздушного потока, которое охватывается фильтрующим блоком 625.
Фильтрующий блок 625 охватывает внутреннее открытое пространство 630. Отверстие 629 сообщается с внутренним открытым пространством 630.
В дополнение к основному фильтрующему патрону 605 во внутреннем открытом пространстве 630 имеется вспомогательный фильтрующий патрон 631. Вспомогательный патрон 631 содержит фильтрующий блок 632, проходящий между закрытой торцевой крышкой 633 и открытой торцевой крышкой 634. В открытой торцевой крышке 634 имеется центральное отверстие 635, сообщающееся с отверстием 613а.
Основной фильтрующий патрон 605 содержит уплотнительное устройство 638 кожуха на торцевой крышке 626, обеспечивающее уплотнение с частью кожуха 602, когда патрон 605 установлен в фильтре. Аналогичным образом вспомогательный фильтр 631 содержит уплотнительное устройство 639, обеспечивающее уплотнение с частью кожуха 602, когда патрон 631 установлен в фильтре.
Фильтрующий материал в патронах 605, 631 при необходимости может быть снабжен внутренней и/или внешней обшивками, обеспечивающими опору для материала.
Как показано на фигуре 20, узел 600 воздушного фильтра содержит конструкцию 640 выступ-паз, которая в рассматриваемом варианте содержит первую часть 641 на фильтрующем патроне 605 и вторую часть 642 на крышке 604 доступа. В рассматриваемом варианте первая часть 641 является выступающей частью 641а, и вторая часть 642 является приемной частью 642а, хотя возможны и другие варианты. Такая конструкция аналогична конструкциям вышеописанных вариантов.
Основными частями устройства 640 выступ-паз является выступающая часть 641а, имеющая волнистую форму, и приемная часть 642а, также имеющая волнистую форму, так же, как и в вышеописанных вариантах, хотя возможны и другие варианты.
Так же, как и в случае крышки доступа, показанной на фигуре 17, крышка 604 доступа содержит выступ. Этот выступ указан в целом ссылочным номером 650 на фигуре 25. Выступ 650 отстоит на некотором расстоянии по радиусу от приемной части 642а. В рассматриваемом варианте выступ 650 не охватывает полностью по окружности центральную ось 604х (см. фигуру 25). Он устроен аналогично выступу 420 (см. фигуру 17), хотя форма может отличаться. Выступ 650 предотвращает установку в узел 1 воздушного фильтра слишком длинного патрона, поскольку в этом случае патрон будет упираться в выступ 650.
Фильтрующий патрон 605 имеет закрытую торцевую крышку 627 с выступами 660. Выступы 660 показаны на фигуре 26, на которой приведен вид торцевой крышки 627 в сторону ее внешней поверхности 620. В рассматриваемом варианте, как можно видеть на фигуре 26, торцевая крышка 627 содержит восемь выступов 660, равномерно распределенных по окружности и примыкающих к внешнему периметру 627р крышки. Выступы 660 показаны также на фигуре 27, на которой приведено сечение торцевой крышки 627. Длина каждого выступа 660 превышает 10 мм, предпочтительно превышает 15 мм и более предпочтительно превышает 20 мм (размер L на фигуре 27). Выступы 660 обеспечивают установку фильтрующего патрона 605 в альтернативной конструкции узла воздушного фильтра, в которой используется опорное кольцо, взаимодействующее с выступами 660, разнесенными по окружности кольца, в результате чего обеспечивается опора консольного конца патрона. Таким образом, выступы 660 являются устройствами сопряжения, которые обеспечивают возможность установки фильтрующего патрона 605 в альтернативные конструкции воздушных фильтров, например, имеющие альтернативные конструкции опоры, предотвращающей консольное движение закрытого конца 627 патрона 605.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 28. На фигуре 28 приведен вид торцевой крышки 627 в направлении поверхности 627i, являющейся внутренней поверхностью, когда патрон 605 установлен в фильтре (см. фигуру 20).
На поверхности 627i имеются крючки 670. Крючки 670 обеспечивают механическое сцепление при герметизации жестким полиуретаном, когда торцевую крышку 627 сажают на фильтрующий блок 625 (см. фигуру 20). Эта герметизация указана в целом ссылочным номером 672 на фигуре 20.
На фигуре 21 приведен вид сбоку крышки 604 доступа, повернутой на 180° относительно положения, показанного на фигуре 20. Как можно видеть, выступы 680 представляют собой крепления для защелок 607, однако на фигуре 21 крышка 604 доступа показана без защелок.
На фигуре 22 приведен вид с торца крышки 604 доступа в направлении ее внешней поверхности. Ссылочным номером 684 указано отверстие для удаления воды и пыли. Ссылочным номером 650х указан выступ 650 (вид снаружи).
На фигуре 23 приведен вид крышки 604 доступа в направлении ее внутренней поверхности. На этой фигуре можно видеть первый набор ребер 685. Ребра 685 проходят в радиальном направлении по внутренней поверхности 604i крышки 604 доступа. Ребра 685 проходят строго по радиусам. Ребра 685 проходят вдоль наклонной части поверхности 604i, выгнутой наружу. Ребра 685 препятствуют установке фильтрующего патрона в неправильном положении.
На фигуре 23 показан и второй набор ребер 686. Ребра 686 направлены примерно тангенциально, то есть перпендикулярно радиусам, причем в рассматриваемом варианте используется шесть ребер 686, формирующих в целом шестигранник и отстоящих на некотором расстоянии от приемной части 642а. Эти ребра 686 также предотвращают использование неподходящей части внутренней поверхности 604i в качестве опорной поверхности для фильтрующего патрона.
На фигуре 24 приведен схематический вид сечения по линии 24-24 фигуры 22. На нем можно видеть сечение одного из ребер 686. На уже упоминавшейся фигуре 25 приведен вид сечения, выполненного по линии 25-25 фигуры 22.
Необходимо отметить, что ребра 685, 686 в дополнение к предотвращению установки в фильтр неподходящего патрона также обеспечивают повышение жесткости крышки 604 доступа в зоне, окружающей приемную часть 642а.
На фигуре 27 на внешней поверхности 627о торцевой крышки 627 можно видеть кольцо 690, задающее положение в продольном направлении. На фигуре 27 также видна противолежащая поверхность 627i торцевой крышки 627.
Как можно видеть на фигуре 20, кольцо 690 выровнено в продольном направлении с выступом 691 на крышке 604 доступа. Эта зона 691 крышки 604 доступа также видна на фигуре 24. Выравнивание выступа 691 и кольца 690 также способствует установке в кожухе 602 надлежащего фильтрующего патрона.
В более общей формулировке, фильтрующий патрон 605 содержит на торцевой крышке 627 внешнее кольцо 690, задающее положение в продольном направлении. Это кольцо 690 охватывает по окружности выступающую часть 641а и отстоит на некотором расстоянии от нее по радиусу. Кольцо 690, задающее положение в продольном направлении, также является зоной, выступающей наружу в продольном направлении относительно прилегающих участков поверхности торцевой крышки 627. Кольцо 690 располагается так, что оно выровнено в продольном направлении с кольцом 691 на крышке 604 доступа, и в некоторых случаях опирается на него. В таком взаимодействии в общем случае участвует выступ 692, охватывающий кольцо 690 (см. фигуру 24) на крышке 604 доступа, причем выступ 692 примыкает к внутренней части кольца 691, которое охватывает приемную часть 642а.
В целом, действие узла воздушного фильтра, показанного на фигурах 20-28, аналогично действию ранее описанных вариантов осуществления изобретения. Вышеуказанные дополнительные признаки способствуют тому, чтобы:
а) фильтрующий патрон 605 можно было устанавливать в альтернативные конструкции кожухов воздушных фильтров; и
б) в кожухе 602 нельзя было установить неподходящий патрон.
VII. Краткое изложение подробного описания
Со ссылками на фигуры описан конкретный вариант конструкции узла воздушного фильтра, содержащей признаки и компоненты в соответствии с настоящим изобретением.
Совершенно необязательно, чтобы устройство содержало все показанные и описанные признаки для получения преимуществ и достоинств настоящего изобретения.
В настоящем изобретении предлагается узел воздушного фильтра. Этот узел включает кожух воздушного фильтра, формирующий внутреннее пространство. Основными частями кожуха воздушного фильтра являются корпус кожуха и крышка доступа.
В описанном варианте корпус кожуха имеет боковую стенку и первый конец с торцевой поверхностью кожуха, в которой имеется сквозной проход для воздушного потока. Из внутреннего пространства корпуса кожуха наружу проходит выпускная труба, формирующая сквозной проход для воздушного потока.
Второй конец корпуса кожуха, противолежащий первому концу, открыт и обеспечивает доступ для установки и извлечения фильтрующего патрона в процессе эксплуатации фильтра.
Кожух содержит в общем случае впускное отверстие для воздушного потока. Впускное отверстие для воздушного потока может быть выполнено в корпусе кожуха или в крышке доступа. В описанном варианте впускное отверстие для воздушного потока расположено сбоку в корпусе кожуха. Такое устройство является предпочтительным.
На крышке доступа расположена одна из основных частей конструкции выступ-паз. В рассмотренном варианте осуществления изобретения крышка доступа содержит приемную часть в форме приемного желоба, имеющего волнистую форму, на внутренней поверхности крышки, хотя возможны и другие варианты конструкции. Приемный желоб, имеющий волнистую форму, образован внутренней и внешней боковыми стенками, имеющими волнистую форму. Термин "волнистый" в данном описании означает, что желоб, который полностью охватывает центр, содержит множество чередующихся направленных наружу выпуклых секций и направленных внутрь выпуклых (или направленных наружу вогнутых) секций. Предпочтительной формой желоба является такая форма, при которой внутри желоба нельзя провести окружность, которая не пересекала бы стенки желоба (а именно чередующиеся выпуклые внешние и внутренние секции).
Обслуживаемый фильтрующий патрон функционально расположен во внутреннем пространстве кожуха. Термин "обслуживаемый" в настоящем описании означает, что фильтрующий патрон может быть установлен в кожухе, и затем его можно извлечь без повреждения патрона или кожуха.
Фильтрующий патрон содержит фильтрующий блок, проходящий между первым и вторым концами (торцами) или торцевыми крышками. Фильтрующий блок окружает сформированное в нем открытое внутреннее пространство фильтра.
Основной частью фильтрующего блока является фильтрующий материал, в качестве которого могут использоваться различные виды фильтрующих сред. Типичным примером является гофрированный материал, охватывающий открытое внутреннее пространство. Блок гофрированного материала может иметь цилиндрическую или коническую форму.
Фильтрующий блок может содержать внутреннюю и/или внешнюю обшивку, удерживающую фильтрующий материал. В качестве материала обшивки может использоваться пластмасса или металл. Предпочтительно используемая обшивка содержит сквозные проходы для воздушного потока.
Когда в качестве фильтрующей среды используется гофрированный материал, могут использоваться различные технические решения для поддержания складок в расправленном состоянии, в том числе валики клеящего вещества, охватывающие фильтрующий блок, а также различные типы складок гофрированного материала.
В первой торцевой крышке рассматриваемого варианта конструкции обслуживаемого фильтрующего патрона имеется сквозное отверстие для воздушного потока. При этом используется уплотнительный элемент фильтрующего патрона. В рассмотренном варианте уплотнительный элемент окружает отверстие для воздушного потока и предназначен для уплотнения внешней поверхности части выпускной трубы кожуха в отверстии для воздушного потока, а также части трубы, проходящей во внутреннюю полость кожуха.
В рассмотренном варианте вторая торцевая крышка предпочтительно не имеет проходов и содержит одну из основных частей конструкции выступ-паз. В рассмотренном варианте закрытая торцевая крышка содержит на внешней поверхности часть, выступающую в направлении от первой торцевой крышки. Эта выступающая часть входит в приемный желоб на крышке доступа, в результате чего обеспечивается опора, предотвращающая вращение.
При взаимодействии выступающей части на второй торцевой крышке с приемным желобом обеспечивается такая опора, которая снижает возможные движения вверх-вниз или из стороны в сторону до приемлемых уровней. "Опора, предотвращающая вращение" означает, что при взаимодействии выступающей части на второй торцевой крышке с приемным желобом обеспечивается такая опора, которая предотвращает существенный поворот патрона независимо от крышки доступа. В результате взаимодействия между выступающей частью на фильтрующем патроне и приемным желобом возможное вращение патрона внутри кожуха снижается до приемлемого уровня, когда крышка доступа установлена на свое место.
В предпочтительном варианте конструкции узла воздушного фильтра фиксирующий желоб представляет собой приемный желоб, имеющий волнистую форму, который проходит непрерывно между первой и второй стенками. "Непрерывно" означает в данном контексте, что желоб не преграждается выступами, которые могли бы проходить через него и перекрывать проход.
В предпочтительном варианте конструкции узла воздушного фильтра ширина фиксирующего желоба, имеющего волнистую форму, не превышает 14 мм в нижней его части и в нее входит по меньшей мере часть выступа (выступающей части). Таким образом, самая узкая часть фиксирующего желоба, имеющего волнистую форму, в которую входит по меньшей мере часть выступа, имеет ширину не более 14 мм. Предпочтительная величина ширины этой части фиксирующего желоба находится в диапазоне от 5 мм до 12 мм включительно.
Однако это не означает, что какая-либо часть фиксирующего желоба, имеющего волнистую форму, не может быть шире. Это просто означает, что наиболее узкая и наиболее глубокая часть, в которую входит выступающая часть, является предпочтительной, хотя возможны и альтернативные конструкции.
По меньшей мере часть выступа входит в приемный желоб предпочтительно по меньшей мере на 8 мм, более предпочтительно по меньшей мере на 12 мм и наиболее предпочтительно глубина введения находится в диапазоне от 15 мм до 30 мм включительно.
Предпочтительно приемный желоб имеет волнистую форму, которая содержит по меньшей мере по пять вогнутых и выпуклых секций, чередующихся по длине желоба, проходящего вокруг центра. В предпочтительном варианте приемный желоб, имеющий волнистую форму, содержит от шести до десяти включительно вогнутых секций и от шести до десяти (включительно) выпуклых секций, чередующихся по длине желоба, проходящего вокруг центра. Необходимо заметить, что вогнутая секция может рассматриваться как обращенная внутрь выпуклая секция, если смотреть изнутри, и выпуклая секция может рассматриваться как обращенная наружу вогнутая секция, если смотреть изнутри.
В рассмотренном варианте, представленном на фигурах 1-9, приемный желоб, имеющий волнистую форму, содержит восемь выпуклых секций (направленных наружу вогнутых секций, если смотреть изнутри) и восемь вогнутых секций (направленных внутрь выпуклых секций, если смотреть изнутри), причем выпуклые и вогнутые секции чередуются друг с другом по длине желоба, проходящего вокруг центра.
Приемный желоб, имеющий волнистую форму, при его формировании из лепестков, имеющих одинаковую форму и одинаковые размеры, имеет симметричную форму. Таким образом, в рассмотренном варианте желоба, имеющего восьмилепестковую форму, эту форму можно получить восьмикратным отражением лепестка относительно центральной оси. То есть лепесток может быть повернут на 1/8 оборота, затем еще на 1/8 оборота и т.д. до получения полной конфигурации желоба. Аналогичная симметрия существует и в предпочтительном варианте выступающей части.
В рассмотренном варианте крышка доступа имеет внешнюю боковую стенку, которая может проходить, например, по окружности (см. фигуру 2). Кольцевая боковая стенка, имеющая цилиндрическую форму, может в некоторых случаях охватывать части фильтрующего патрона, когда кожух собран. В рассмотренном варианте фильтрующий патрон расположен в кожухе таким образом, чтобы никакая часть крышки доступа не охватывала его, кроме внешней (кольцевой) боковой стенки. Таким образом, отсутствует какой-либо внутренний экран, или фланец, или опорная конструкция патрона, или устройство направления воздушного потока, которые могли бы охватывать патрон у закрытого конца и которые находились бы внутри на некотором расстоянии от внешней стенки крышки доступа.
В рассмотренном варианте крышка доступа имеет внутреннюю поверхность с выступающей площадкой. Выступающая площадка содержит приемный желоб, сформированный внутренней и внешней стенками, имеющими волнистую форму. От выступающей площадки отходят в радиальном направлении несколько ребер. Каждое из ребер отходит от крышки доступа в направлении первого конца кожуха. Количество ребер: предпочтительно по меньшей мере одно, более предпочтительно по меньшей мере два, более предпочтительно - 3-5. В рассмотренном варианте используются три таких ребра. Ребра придают прочность и жесткость той части крышки доступа, на которой они расположены, и, кроме того, ребра могут использоваться для предотвращения установления крышкой доступа такой опоры фильтрующего патрона, в которой не участвует приемный желоб.
Когда ребра имеют такую конфигурацию, при которой предотвращается опора патрона с помощью части, выступающей внутрь патрона, то эти ребра указываются в некоторых местах настоящего описания как устройство, препятствующее опоре консольного конца.
В рассмотренном примере крышка доступа содержит второй набор ребер, которые ориентированы в тангенциальном направлении, формируя многоугольник вокруг выступающей площадки, содержащей углубление, на внутренней поверхности крышки доступа. В рассмотренном варианте этот второй набор содержит шесть ребер, формирующих шестигранник. Эти ребра обеспечивают повышение жесткости крышки доступа, а также предотвращают осуществление опоры крышкой 604 доступа неподходящего фильтрующего патрона.
Выступающая часть на фильтрующем патроне содержит по меньшей мере одну выпуклую секцию, обращенную наружу в радиальном направлении. Выпуклая секция предпочтительно расположена по кривой, через которую не может быть проведена окружность вокруг центра второй торцевой крышки.
Предпочтительно выступающая часть на обслуживаемом фильтрующем патроне содержит по меньшей мере одну обращенную радиально внутрь выпуклую секцию (то есть по меньшей мере одну обращенную радиально наружу вогнутую секцию).
В рассмотренном примере выступающая часть на обслуживаемом фильтрующем патроне содержит несколько обращенных радиально наружу выпуклых секций и несколько обращенных радиально внутрь выпуклых секция, которые иногда указываются как направленные наружу вогнутые секции. В рассмотренном конкретном варианте эти части формируют непрерывную стенку, имеющую волнистую форму. Конкретный вариант непрерывной стенки, имеющей волнистую форму, показанный на чертежах, представляет собой замкнутую, непрерывную, сплошную стенку, то есть стенку, в которой нет разрывов или полостей.
В рассмотренном варианте выступающая часть на обслуживаемом фильтрующем патроне отходит от прилегающей к ней зоны второй торцевой стенки на расстояние, величина которого равна предпочтительно по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере 15 мм и более предпочтительно находится в диапазоне от 20 мм до 40 мм, включительно.
Также выступающая часть на обслуживаемом фильтрующем патроне выходит наружу за пределы конца фильтрующего блока на расстояние, величина которого равна предпочтительно по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере 15 мм и более предпочтительно находится в диапазоне от 20 мм до 80 мм. То есть в предпочтительном варианте выступающая часть не является частью некоторой заглубленной внутренней стенки во второй торцевой крышке, которая выходит внутрь патрона.
В рассмотренном варианте фильтрующий патрон содержит кольцо, задающее положение в продольном направлении, на внешней поверхности закрытой торцевой крышки, которое окружает выступ на закрытой торцевой крышке и отстоит от него на некотором расстоянии. Кольцо, задающее положение в продольном направлении, расположено таким образом, чтобы задавать положение и в некоторых случаях опираться на установочное кольцо, расположенное на внутренней поверхности крышки доступа, которое окружает приемную часть на крышке доступа и отстоит от нее на некотором расстоянии. На кольце в крышке доступа имеется внутренний выступ, который может быть окружен кольцом, задающим положение в продольном направлении, на фильтрующем патроне, когда он установлен в фильтре.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается конструкция фильтрующего патрона. Фильтрующий патрон может использоваться в качестве обслуживаемого фильтрующего патрона в узле воздушного фильтра. В заявке описывается показанный на фигурах вариант конструкции фильтрующего патрона (и соответствующего узла воздушного фильтра).
Основной частью фильтрующего патрона является фильтрующий блок с первым и вторым противолежащими концами, окружающий сформированное в нем открытое внутреннее пространство. Как уже указывалось, фильтрующий блок содержит фильтрующий материал. В качестве такого материала могут использоваться различные фильтрующие среды, однако предпочтительным является гофрированный материал.
Фильтрующий блок может также содержать внутреннюю и/или внешнюю обшивку, удерживающую фильтрующий материал. Предпочтительно используются пластмассовые и/или металлические обшивки.
Фильтрующий блок может иметь цилиндрическую или коническую форму.
Фильтрующий патрон имеет первую торцевую крышку, расположенную на первом конце фильтрующего блока. В первой торцевой крышке имеется центральное сквозное отверстие для воздушного потока.
На закрытой торцевой крышке установлено уплотнение. В рассмотренном варианте первая торцевая крышка, окружающая сквозное отверстие для воздушного потока, снабжена направленным внутрь кольцевым уплотнением. Это уплотнение может представлять собой литую часть торцевой крышки, хотя возможны и другие конструкции. Первая торцевая крышка предпочтительно отливается по месту, например, из пенополиуретана.
На втором конце фильтрующего блока расположена вторая торцевая крышка, противолежащая первой торцевой крышке. Вторая торцевая крышка предпочтительно является закрытой крышкой. В рассмотренном варианте вторая торцевая крышка содержит выступающую часть, отходящую в сторону от первой торцевой крышки. Выступающая часть имеет форму, которая отличается от кольцевой, и содержит по меньшей одну дугообразную секцию, содержащую или формирующую дугу, которая не концентрична окружности, проведенной вокруг центра торцевой крышки.
Эта по меньшей мере одна дугообразная секция может составлять часть выступающей конструкции, включающей направленные наружу выпуклые секции и направленные внутрь выпуклые секции, которые могут, например, чередоваться друг с другом, формируя волнистую конструкцию. Волнистая конструкция может представлять собой непрерывную стенку, проходящую вокруг центра торцевой крышки.
Вторая торцевая крышка фильтрующего патрона может также содержать на внешней поверхности кольцо, задающее положение в продольном направлении. Это кольцо расположено таким образом, что оно окружает выступ на второй торцевой крышке и отстоит от него на некотором расстоянии. Это кольцо расположено таким образом, что оно совпадает с кольцом, задающим положение в продольном направлении, находящимся на крышке доступа, когда фильтрующий патрон установлен в фильтре надлежащим образом.
Совершенно необязательно, чтобы конструкция содержала все признаки, показанные на фигурах и описанные в связи с рассмотренным вариантом, если не указано иное. Конструкция может содержать только некоторые признаки, выбранные из тех признаков, которые указаны в описании, и, тем не менее, она может обладать преимуществами и достоинствами в соответствии с настоящим изобретением.