ТОПЛИВНЫЙ ФИЛЬТР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И КОРПУС ФИЛЬТРА
FUEL FILTER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF TRANSPORT VEHICLE, AND FILTER HOUSING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к топливному фильтру двигателя внутреннего сгорания (ДВС) транспортного средства.
Уровень техники
Подобный фильтр известен из патента ЕР 1389273 В1.
В изобретении рассматривается проблема подготовки типового или стандартного фильтра для его одностороннего разделения, при котором можно, по крайней мере, заменить кольцевой фильтрующий элемент после отработанного ресурса, обусловленного эксплуатационными требованиями. Прежде всего, необходимо создать фильтрующее устройство, в котором при замене фильтра стержень, по крайней мере, повторно применяется, т.е. при замене фильтра стержень можно отделить от других деталей корпуса фильтра.
В первую очередь, эта задача решается путем конструктивного исполнения стандартного топливного фильтра согласно характерным признакам пункта 1 патентной формулы.
Предпочтительные и целесообразные варианты исполнения являются предметом зависимых пунктов формулы.
Наиболее предпочтительный вариант исполнения включает устройство, с помощью которого при замене фильтра стержень легко и эффективно можно отделить от других участков фильтра, по отношению к которым стержень уплотняется рядом с готовым смонтированным фильтром с помощью кольцевых уплотнений, которые выполняются, в первую очередь, в виде радиальных уплотнительных колец. Подобное устройство является важным, поскольку, в частности, при большом количестве уплотнений между стержнем и деталями фильтра требуется относительно большое усилие извлечения, которое часто трудно создать или вообще нельзя создать вручную без вспомогательного средства.
Упомянутое вспомогательное средство, согласно изобретению, заключается в выводящем резьбовом устройстве. При двух противоположно разделяющихся деталях подобное выводящее резьбовое устройство заключается в том, что в одной из этих деталей устанавливается вращающийся винт, а в другой детали предусматривается упор, в который этот винт может упереться. Как только такой винт установлен в резьбе в одной из деталей, сразу в результате вращения винта возникает неизбежное относительное движение рассматриваемых обеих деталей. Подобное относительное движение означает то, что обе детали отделяются друг от друга, или то, что одна деталь отсоединяется от другой.
Раскрытие изобретения
Предлагаются два решения, согласно изобретению. Одно решение касается обеспечения выводящего резьбового устройства между крышкой фильтра и устанавливаемой там головки стержня. Здесь в зоне головки стержень имеет радиально отходящие опорные выступы. Они предусматриваются с внутренней резьбой для ввинчивания винта, входящего в зацепление с резьбой. В собранном виде фильтра стержень находится снаружи крышки фильтра. Для отделения стержня от фильтра указанное выводящее резьбовое устройство приводится в действие так, что винты вворачиваются во внутреннюю резьбу опорных выступов. Так как эти винты упираются в крышку с резьбой, то в результате такого вворачивания происходит подъем или отведение, т.е. отделение стержня от его плотной посадки внутри фильтра. Отделение стержня от плотной посадки достаточно для того, чтобы потом с помощью простого ручного усилия можно было извлечь стержень из корпуса фильтра.
Предпочтительное исполнение такого выводящего резьбового устройства в зоне конца стержня заключается в том, чтобы скомпоновать это устройство в крепежные средства стержня и, тем самым, закрепить стержень на корпусе фильтра, в частности крышке фильтра. В случае такого предпочтительного исполнения эти крепежные устройства включают в опорных выступах крепежного устройства сквозные отверстия для размещения головок винтов, которые ввинчиваются в резьбы глухих отверстий. Резьба в глухом отверстии должна плотно устанавливаться внутри крышки с тем, чтобы при отсутствии винта в этой резьбе внутренняя часть фильтра располагалась плотно по отношению к внешней среде. Такое предусматриваемое согласно изобретению сочетание крепежных средств, с одной стороны, и выводящего резьбового устройства, с другой стороны, заключается в том, что предусматривается выводящая резьба внутри соответствующего отверстия опорного выступа стержня. При этом такая выводящая резьба внутри соответствующего сквозного отверстия предусматривается такой большой, что соответствующий крепежный винт может легко входить в зацепление с выводящей резьбой в сквозном отверстии. При подобном сочетании крепежного устройства и выводящего резьбового устройства необходимо удалить соответствующий крепежный винт перед приведением в действие указанного выводящего резьбового устройства.
Второе применяемое здесь согласно изобретению выводящее резьбовое устройство предусматривается в нижней части корпуса фильтра. Это устройство включает резьбовое соединение между первой вращающейся резьбовой деталью, устанавливаемой снаружи в нижней части корпуса, и второй резьбовой деталью, образующей свободно лежащий конец стержня с внутренней частью фильтра. Первая резьбовая деталь представляет собой устанавливаемую вращательно в нижней части втулку с кольцевым выступом и внутренней резьбой внутри корпуса фильтра. Вторая резьбовая деталь в этом случае имеет дополнительную наружную резьбу на свободном конце стержня. Это устройство представляет сочетание крепежного средства стержня на корпусе фильтра и выводящего резьбового устройства для отсоединения стержня от корпуса. Это происходит так, что при соединении резьбы с закрепленной по оси первой резьбовой деталью, вращательно устанавливаемой в нижней части корпуса, происходит осевое фиксирование стержня внутри корпуса; во время ослабления резьбы стержень выталкивается по оси из корпуса фильтра.
Первая резьбовая деталь в нижней части корпуса фильтра может включать водосливное устройство для слива воды, накопившейся в водосборном пространстве фильтра. Это водосливное устройство может быть выполнено в виде известного водосливного винта или пробки, установленной в первой резьбовой детали.
Предпочтительный, более подробный пример исполнения приведен ниже со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Схематическое изображение продольного разреза топливного фильтра согласно изобретению.
Фиг.2. Перспективный вид стержня фильтра согласно Фиг.1.
Фиг.3. Вид фильтра спереди.
Фиг.4. Вид фильтра сверху на его крышку со вставленным стержнем.
Фиг.5. Вид на крышку фильтра сверху без вставленного стержня.
Фиг.6. Вид крышки фильтра со стороны, обращенной к внутренней части фильтра, без вставленного стержня.
Фиг.7. Частичный разрез крышки фильтра по линии VII-VII на Фиг.5.
Фиг.8. Вырез в нижней части корпуса фильтра с выводящим резьбовым устройством в разрезе.
Осуществление изобретения
Топливный фильтр для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства включает свободно соединяемый со стержнем 1 корпус 2 фильтра и кольцевой фильтрующий элемент 3, установленный во внутренней части корпуса 2 фильтра.
Кольцевой фильтрующий элемент 3 снабжен с передней стороны первым торцевым диском 4 и вторым торцевым диском 5. Оба торцевых диска 4, 5 радиально снабжены снаружи первым уплотнительным кольцом 6, через которое оба торцевых диска 4, 5 радиально уплотнены относительно корпуса 1 фильтра. Пространство между первыми двумя уплотнительным и кольцами 6 обоих торцевых дисков 4 и 5, между фильтрующей средой 7 кольцевого фильтрующего элемента 3 и корпусом 2 является частью камеры 8 грубой очистки.
Конец 9 стержня как часть конструкции стержня (1) проходит насквозь от крышки 20 корпуса 2 фильтра из кольцевого фильтрующего элемента 3 до первого торцевого диска 4. Между первым торцевым диском 4 кольцевого фильтрующего элемента 3 и нижней частью корпуса 2 фильтра находится приемная камера 11, на функции которой стоит более подробно остановиться. Указанная приемная камера 11 ограничена с одной стороны корпусом 2 фильтра, а также первым торцевым диском 4, причем первый торцевой диск 4 уплотняется радиально снаружи с помощью одного из первых уплотнительных колец 6 относительно корпуса фильтра и радиально внутри с помощью второго уплотнительного кольца 12 относительно конца 9 стержня. Конец 9 стержня содержит топливоподающий канал 13, который через соединительное пространство 15 внутри корпуса фильтра сообщается с входным патрубком 14; этот патрубок насквозь проходит крышку 20 корпуса 2 фильтра. Пространство 15 находится внутри штуцера 16, плотно соединенного с внутренней стороной крышки 20 корпуса 2 фильтра; этот штуцер через второй торцевой диск 5 незначительно заходит в центральное внутреннее свободное пространство и ограничен концом 17 стержня 1 внутри крышки 20. При этом конец 17 стержня 1 уплотняется через третье уплотнительное кольцо 18 относительно крышки 20 корпуса 2 фильтра. Штуцер 16 проходит насквозь внутри корпуса 2 фильтра в пространство 19, находящееся между вторым торцевым диском 5 и крышкой 20 корпуса 2 фильтра. В этом пространстве 19 штуцер 16 имеет радиальное углубление в зоне входного патрубка 14 с тем, чтобы создать возможность необходимого сообщения с топливоподающим каналом 13 конца 9 стержня 1.
Крышка 20 содержит центральное отверстие и частично выполнена из листового металла двойной с образованием свободного внутреннего пространства. С помощью штуцера 16 создается двойная конструкция, которая формуется из листового металла, и крышка 20 скрепляется с остальным материалом с помощью пайки или сварки.
Со стороны стекающего потока, т.е. со стороны камеры тонкой очистки фильтрующей среды 7 кольцевого фильтрующего элемента 3, предусмотрен кольцеобразный элемент отделения 21. Этот элемент прочно и плотно соединен со вторым торцевым диском 5. Относительно первого торцевого диска 4 имеется разъемное соединение. Его уплотнение осуществляется через четвертое уплотнительное кольцо 22 между радиально расположенной снаружи осевой торцевой зоной элемента отделения 21 и радиальной внутренней зоной отбортовки 23 крышки 20. Пространство 19 является конструктивной частью камеры 24 тонкой очистки и сообщается снаружи корпуса 2 фильтра через выходной патрубок 25, предусмотренный в крышке 20 корпуса 2 фильтра. Разделение между пространством 15 и камерой 24 тонкой очистки фильтра происходит в зоне второго торцевого диска 5 между концом 9 стержня 1 и штуцером 16 через пятое уплотнительное кольцо 26. Для связи между пространством 15 в камере тонкой очистки и топливоподающим каналом 13 внутри конца 9 стержня 1 предусмотрены отверстия 27, расположенные в стержне 1 между концом 17 стержня 1 и концом 9 стержня 1. Эти отверстия 27 показывают, что конец 17 стержня 1 соединяется с концом 9 только через периферийно расположенные и отстоящие друг против друга ребра или выступы 27'.
По ходу стрелок потока следует сделать вывод о том, что по топливоподающему каналу 13 проходящее через камеру грубой очистки топливо в зону первого торцевого диска 4 поступает радиально изнутри наружу против потока фильтрующей среды 7 в зону камеры 8 грубой очистки.
Направление радиального прохождения топлива как жидкости изнутри наружу в вышеуказанную зону изображается следующим образом.
В первом торцевом диске предусматриваются два диаметрально противоположных радиальных соединительных канала 28. В случае первого торцевого диска 4, выполненного из пластика, подобный диск может изготавливаться в виде отливки с удаляемыми литьевыми стержнями, которые формируют каналы 28. Подобный торцевой диск 4 может рационально изготавливаться таким образом в виде цельной заготовки.
В конце 9 стержня 1 предусматриваются электрические нагревательные элементы 29 с тем, чтобы можно было разогреть топливо, протекающее по топливоподающему каналу 13. Электрическая тепловая энергия подается по электропроводам, которые проходят через конец 17 стержня 1 снаружи корпуса 2 фильтра и на чертеже не изображены.
Стержень 1 разъемно установлен с уплотнением в центральном отверстии крышки 20 корпуса фильтра.
Кольцеобразный элемент отделения 21 камеры тонкой очистки фильтрующей среды 7 кольцевого фильтрующего элемента 3 представляет собой так называемый коагулятор, с помощью которого могут отделяться водяные частицы от топлива. Эта выделяемая вода в камере тонкой очистки может стекать через элемент 21, выполненный в виде коагулятора, через отверстия 31 в первом торцевом диске 4 в приемную камеру 11, которая служит водосборной камерой. Скопившаяся в приемной камере 11 отделенная вода может удаляться снаружи фильтра через предусмотренную в нижней части корпуса 2 фильтра водосливную пробку (смотри подробное описание Фиг.8) или не показанный на рисунке водоотводной канал внутри стержня 1.
Конструкция фильтра предусматривает отделение корпуса 2 фильтра от стержня 1. Это означает, что при сохранении стержня 1 можно заменить корпус 2 фильтра, включая кольцевой фильтрующий элемент 3 в случае обусловленного производственными условиями выработанного ресурса кольцевого фильтрующего элемента 3.
Топливный фильтр описанного и изображенного типа можно закреплять, например, с помощью металлического стяжного хомута на двигателе, где этот не приведенный на рисунке стяжной хомут можно устанавливать в зоне корпуса, смежной с крышкой 20 корпуса 2 фильтра.
В случае необходимой замены фильтра стяжной хомут отсоединяется, так что корпус 2 фильтра висит только на гибких проводах, связанных с входным и выходным патрубками 14 и 25, для подвода и отвода топлива. В таком состоянии корпус фильтра можно отделить от вновь используемого стержня 1 путем раскручивания винтовых соединений 30 и целиком заменить на новый. Поскольку в стержне 1 предусматриваются уплотнения, с помощью которых уплотняются зоны заменяемого корпуса 2 фильтра и устанавливаемые в них детали, то эти уплотнения можно обновлять при замене фильтра.
Корпус 2 фильтра между крышкой 20 и нижней частью корпуса 2 фильтра можно также разделить реверсивным образом с тем, чтобы поменять только кольцевой фильтрующий элемент 3 в случае необходимой замены фильтра.
В транспортном средстве фильтр в установленном состоянии должен иметь рабочее положение, при котором приемная камера 11 находится внизу для осаждения отделившейся воды под действием силы тяжести.
Для отделения стержня 1 от корпуса 2 фильтра или, по крайней мере, торцевого диска 4 может предусматриваться разделяющее устройство.
Такое разделяющее устройство может оказаться полезным, даже если нет необходимости, чтобы отделить стержень 1 от корпуса 2 фильтра. Простое разделение, т.е. разделение с помощью незначительного ручного усилия, является проблематичным тогда, когда уплотнение стержня (1) выполнено в виде радиальных уплотнительных колец, расположенных между стержнем (1) и крышкой (20), с одной стороны, и между стержнем (1) и торцевым диском (4), с другой стороны. Эти уплотнения упрочняются в течение длительной эксплуатации фильтра и требуют применения значительного усилия извлечения, которое необходимо приложить как противодействие к сумме усилий глухой посадки множества уплотнительных колец.
Ниже подробно описываются и приводятся на рисунке два конкретных примера исполнения для разделяющего устройства с помощью выводящего резьбового устройства.
На Фиг.1-7 изображено одно из этих двух решений.
Стержень 1 снабжается на конце 17 стержня 1 двумя противоположно расположенными опорными выступами 32. Сквозные отверстия 33 в этих выступах 32 служат для установки крепежных винтов 34, с помощью которых стержень 1 крепится к крышке 20. Крепежные винты 34 с головкой, которые своей головкой упираются в опорные выступы 32 в виде упоров и по одному входят в зацепление с предусмотренной в крышке резьбой 35 глухого отверстия. Резьбы 35 глухих отверстий находятся в крышке, которая соединена с деталями 36. Детали 36 могут выполняться цельными и с помощью сварки или пайки прочно соединяться с охватываемыми крышкой 20 листовыми деталями. При этом соединение находится, в частности, в зоне, в которой штуцер 16 крышки соединяется с листовой деталью 37, образующей внешнюю сторону крышки 20. Деталь 36 может также выполняться как резьбовая втулка, которая расположена внутри чашки и через эту чашку она соединена с материалами смежной зоны крышки. Предусмотренные в крышке 20 резьбы 35 глухих отверстий для крепления стержня 1 имеют то преимущество, что в случае ослабленных крепежных винтов 34 стержень 1 при отделении от корпуса 2 фильтра или крышки 20 может проворачиваться относительно нее. Такой поворот служит для ослабления посадки кольцевых уплотнений стержня 1.
Стержень (1) снабжен монтажной зоной его разъема и закреплен на крышке (20) посредством резьбового соединения, расположенного параллельно центральной оси корпуса фильтра и содержащего глухое отверстие с резьбой (35), выполненное в крышке (20), сквозное отверстие (33), выполненное в монтажной зоне стержня (1), и винт с головкой, расположенной по крайней мере частично в сквозном отверстии (33). Внутри сквозных отверстий 33 установлены внутренние резьбы 38. Указанные внутренние резьбы 38 соразмерно выполняются так, что они не препятствуют размещению в них крепежных винтов 34. Со ссылкой на разъемное устройство эти внутренние резьбы 38 представляют выводящую резьбу. Для отделения стержня 1 от корпуса 2 или крышки 20 в случае ослабленных крепежных винтов 34 должен вворачиваться не изображенный на рисунке только один выводящий винт для внутренней резьбы 38, выполненной выводящей резьбой. В то время как этот выводящий винт опирается на крышку как упор, стержень 1 неизбежно извлекается из корпуса 2 фильтра или крышки 20 с возрастающей глубиной вворачивания, по крайней мере, одного выводящего винта. Поскольку таким образом с помощью выводящего резьбового устройства ослабляются плотные посадки кольцевых уплотнений стержня 1, то эти уплотнения относительно легко и полностью извлечь вручную из корпуса 2 фильтра или крышки 20.
Монтажная зона выполнена из пластика. Резьбовое соединение содержит металлическую втулку (39) для приема осевых усилий резьбового соединения. Само собой разумеется, металлические втулки 39 внутри пластика этих опорных выступов 32 должны быть зафиксированы с гарантией от осевого сдвига и вращения. С этой целью металлические втулки 39 могут выполняться по наружному периметру выпуклыми в продольном направлении и овальными по периферии.
Второе альтернативное исполнение разделяющего устройства для стержня со ссылкой на Фиг.8 заключается в следующем.
В нижней части корпуса 2 фильтра поворотно устанавливается запорный элемент 40 с фиксацией по оси. Уплотнительное кольцо 41 обеспечивает плотный контакт. Внутри корпуса фильтра запорный элемент 40 снабжается на свободном конце внутренней резьбой 42. Эта внутренняя резьба 42 входит в зацепление с наружной резьбой 43 на свободном конце стержня 9 стержневого устройства 1. Благодаря вращению запорного элемента 40, который снабжен для этой цели шестигранным углублением 44, стержневое устройство 1 продвигается вдоль оси по стержню 9. С помощью запорного элемента 40 стержень 1 внутри корпуса 2 фильтра может, с одной стороны, фиксироваться по оси для функционирования фильтра, а с другой стороны, служить для ослабления его, с последующим извлечением его из корпуса фильтра. Для такого извлечения запорный элемент 40 должен вращаться только в противоположном направлении для замыкающего вращения.
Запорный элемент 40 выступает в приемную камеру 11 корпуса 2 фильтра, которая в случае топливного фильтра служит водосборной камерой. Устройство для отвода воды из приемной камеры 11 может быть скомпоновано в запорный элемент 40. С этой целью в запорном элементе предусматриваются два водопропускных отверстия, а именно первое проточное отверстие 45 внутри приемной камеры 11, а также второе проточное отверстие 46 непосредственно в контакте с атмосферой снаружи фильтра. Между этими отверстиями 45 и 46 находится водосливной клапан 47. Этот водосливной клапан 47 состоит из скомпонованного в запорном элементе 40 седла 48 клапана 47 и образуемого концом 9 стержня толкателя 49 клапана. Между толкателем 49 клапана и седлом 48 клапана предусматривается уплотнительное кольцо 50 клапана. Открытие и закрытие клапана (47) осуществляется движением стержня (1) внутри корпуса (2) фильтра. При таком исполнении слив воды из приемной камеры 11 возможен, по крайней мере, только при частично отсоединенном стержне 1 от корпуса 2 фильтра.
Другой предпочтительный вид интеграции водосливного устройства в запорном элементе 40 заключается в том, что обычная известная из патента DE 4239099 С2 водосливная пробка размещается в запорном элементе 40.
В качестве вспомогательного средства для отделения стержня 1 от корпуса 2 фильтра или крышки 20 может предусматриваться наклонная выталкивающая площадка 51 в зоне конца 17 стержня 1 на крышке 20, согласно условному изображению на Фиг.4. Выталкивающая площадка (51) соединена с опорными выступами (32). Наклон этой площадки такой, что стержень 1 при вращении после ослабленного винтового соединения 30 может набегать на площадку 51. Путем такого набегания стержень 1 неизбежно извлекается незначительно из крышки 20. Для ослабления плотно сидящих уплотнений стержня 1 этого может быть достаточно.
Все приведенные в описании и нижеследующих пунктах патентной формулы признаки могут использоваться как по отдельности, так и в комбинации в любой форме друг с другом.