Фильтрующий элемент
FILTER ELEMENT

Изобретение относится к устройствам для фильтрации воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания. Устройство предназначено для очистки атмосферного воздуха от механических и химических частиц для последующего смешивания с жидким либо газообразным топливом.
Известны различные фильтрующие элементы. Например, известно устройство по патенту № US20070277488 (МПК B01D 27/06, B01D 29/07, B01D 27/00, B01D 29/00, B01D 39/00) на изобретение под названием «Фильтрующий элемент для очистки жидкости». Устройство содержит фильтрующую среду, которая имеет форму полого цилиндра и состоит из гофрированной фильтровальной бумаги или нетканого фильтровального полотна. Фильтрующая среда принимает поток радиально снаружи - внешняя сторона представляет собой нефильтрованную текучую среду фильтра - при этом отфильтрованная текучая среда выпускается в осевом направлении через внутреннюю часть, то есть со стороны фильтрованной текучей среды. Складки фильтрующей среды простираются в радиальном направлении. В осевом направлении фильтрующий элемент заканчивается на каждой из двух своих торцевых поверхностей торцевым диском. Фильтрующий элемент является частью фильтрующего устройства, которое предпочтительно используется в автомобилях. Как указано на верхнем концевом диске, на концевых дисках могут быть предусмотрены средства крепления или защелки для безопасного и прочного закрепления фильтрующего элемента в предусмотренном для него фильтрующем устройстве. Спиральная круговая непрерывная армирующая нить прикреплена к выступам фильтра гофрированного фильтрующего материала и проходит в осевом направлении между двумя концевыми дисками. Снаружи фильтрующий материал можно разделить на две осевые части. Первая секция, примыкающая к верхнему покрывающему диску, выполняет функцию зоны защиты захвата. Внутри этого первого участка спирально намотанная армирующая нить имеет меньшее осевое расстояние между соседними витками резьбы или путями резьбы, чем в случае второго, нижнего осевого участка, противоположного нижнему концевому диску. Связанная спирально проходящая армирующая нить служит, с одной стороны, для усиления и стабилизации фильтровальной бумаги или нетканого фильтрующего полотна по всей осевой длине фильтрующего материала, то есть как по первой секции, так и по второй секции, так что складки фильтра дополнительно стабилизированы как в окружном, так и в осевом направлении. При этом расстояние между соседними витками резьбы в двух секциях достаточно большой, чтобы сопротивление потоку фильтруемой текучей среды не увеличивалось или не увеличивалось значительно. Однако из-за более плотной намотки в первой верхней секции фильтрующий материал в этой секции имеет даже большую стабильность, чем в нижней второй секции, без значительного ограничения производительности фильтра. Более плотно расположенные витки резьбы образуют защиту от захвата, которая предназначена для предотвращения повреждения фильтровальной бумаги или фильтрующего нетканого материала, особенно радиального сжатия, или смещения складок фильтра в окружном направлении, когда фильтрующий элемент захватывается в зоне захвата. верхняя часть. Кроме того, более плотная обмотка в верхней части также имеет грязеотталкивающую функцию при захвате фильтрующего элемента.
Наиболее близким по совокупности существующих признаков аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является «Фильтрующий элемент и способ изготовления фильтрующего элемента» по патенту на изобретение № WO2021063699 (МПК B01D 46/00, B01D 46/24, B01D 46/52). Фильтрующий элемент содержит одну или несколько нитей, которые прикреплены к загнутым краям с помощью клеящего материала и которые, в частности, проходят по спирали вокруг цилиндрического круглого фильтрующего элемента. В вариантах реализации терэлемент Rundfil имеет овальное некруглое поперечное сечение. В частности, в случае таких некруглых форм поперечного сечения сложенные нити подходят для образования усиливающей или стабилизирующей структуры вместе с клеящим материалом. В вариантах осуществления нить содержит множество волокон, и адгезивный материал, по меньшей мере, частично смачивается на нити, и/или адгезивный материал также присутствует между волокнами. По сравнению со скрученными или скрученными волокнами для формирования обычных нитей, внутренняя часть нити, в частности, может быть легко смочена пластиковым клеящим материалом. Крученые нити особенно хорошо прикрепляются к загнутым краям. В вариантах реализации изобретения волокна нити между двумя непосредственно соседними согнутыми краями с одинаковой ориентацией сгиба проходят параллельно друг другу и соединяются клеящим материалом. Пряжа предпочтительно содержит волокна и имеет n-кратную форму, где n больше 20, предпочтительно больше 50 и даже более предпочтительно больше 100. В вариантах осуществления нить имеет менее 20, предпочтительно менее 20, даже более предпочтительно менее 10 витков на метр (крутка предварительного шпагата) в соответствии с IS017202: 2002. Возможна величина скручивания от 2500 до 4500 дтекс, предпочтительно от 3000 до 4000 дтекс, более предпочтительно от 3200 до 3800 дтекс в соответствии с DIN EN 2060.
Недостатком известных устройств является деформация и растрескивание клеящего материала, которым покрыта нить, вследствие воздействия на него различных температур воздуха и влажности, при высоких нагрузках эксплуатации и с длительным временем использования фильтрующего элемента при эксплуатации двигателя внутреннего сгорания.
Задача, которую поставил перед собой разработчик нового фильтрующего элемента состояла в создании такого устройства фильтрующего элемента, которое позволило бы повысить эффективность очистки атмосферного воздуха от механических и химических частиц для последующего смешивания с жидким либо газообразным топливом, поступающим в двигатель внутреннего сгорания. Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиком задачи, является увеличение срока эксплуатации фильтрующего элемента. Кроме того, техническим результатом является повышение сопротивления фильтрующего элемента чистому воздуху.
2
Сущность изобретения состоит в том, что фильтрующий элемент, включающий корпус, шторы в форме гофры, выполненной из фильтрующего материала, нить, штора выполнена из бумаги фильтровальной с площадью фильтрации не менее 11,0 м в форме гофры которая выполнена по окружности с шагом до 2,5 мм между ее вершинами при возможном расхождении не более 10мм в двух местах, применена полиамидная пневмотекстурированная нить. При этом полиамидная пневмотекстурированная нить выполнена с показателями номинальной линейной плотности от 100 до 120 текс. Кроме этого полиамидная пневмотекстурированная нить выполнена с удлинением при разрыве от 25 до 34%. Также полиамидная пневмотекстурированная нить выполнена с линейной усадкой от 4,3 до 10%. При этом полиамидная пневмотекстурированная нить выполнена с количеством элементарных нитей 68 шт. Помимо этого полиамидная пневмотекстурированная нить выполнена с массовой долей замасливателя не более 1,5%. Также полиамидная пневмотекстурированная нить выполнена с влажностью не более 7,0%.
Изобретение поясняется графически, где:
на фиг. 1 фильтрующий элемент.
2
3
3
Фильтрующий элемент состоит из корпуса 1, выполненного из двухкомпонентной заливочной массы, шторы 2, выполненной из бумаги фильтровальной с площадью фильтрации не менее 11,0 м в форме гофры которая выполнена по окружности с шагом до 2,5 мм между ее вершинами при возможном расхождении не более 10 мм в двух местах, полиамидной пневмотекстурированной нити 3, с показателями номинальной линейной плотности от 100 до 120 текс, удельной разрывной нагрузкой от 160 до 246 мН/текс, с удлинением при разрыве от 25 до 34%, линейной усадкой от 4,3 до 10 %, количеством элементарных нитей 68 шт., массовой долей замасливателя не более 1,5 % и влажностью не более 7,0%. Вокруг средней части корпуса 1 оборачивают по окружности штору 2, с шагом до 2,5 мм между ее вершинами при возможном расхождении не более 10мм в двух местах. После чего, поверх шторы 2, витками, наматывают полиамидную пневмотекстурированную нить 3, и в зависимости от размеров фильтрующего элемента, длина может составлять от 4 до 12 метров. Применение полиамидной пневмотекстурированной нити позволяет повысить сопротивление фильтрующего элемента чистому воздуху при номинальном ходе воздуха 750 м/ч не более 3,5 кПа, коэффициенте пропуска пыли не более 0,6%, а продолжительность работы фильтрующего элемента при придельном сопротивлении 7,0 кПа, при запыленности 1 г/м составляет не менее 6 ч, за счет уменьшения свободного хода гофры шторы и равномерному распределению ее вершин, с шагом до 2,5 мм между ее вершинами при возможном расхождении не более 10 мм в двух местах.
Примеры моделей и размеров фильтров
№
Торговая марка
Фильтрующий элемент (ФЭ)
Характеристики ФЭ, мм
ОЕМ
TruckPart
FilK
Диаметрвнешний
Диаметрвнутренний
Высота
1
В10144.00
FilK10144.00
основной
300
168
367
2414658, 2414656
2
В10144.01
FilK10144.01
вспомогательный
160
124
319
2414659
3
В10145.00
FilK10145.00
основной
254
161
515
2341657
4
В10146.00
FilK10146.00
основной
282
148
499
2144993
5
В10167.00
FilK10167.00
основной
268
156
471
54901-1109560 Камаз
3
3
Для фильтрации, воздух из атмосферы проходит через фильтрующий элемент и очищенный от пыли выходит с противоположной стороны и попадает в ДВС. Пыль при этом задерживается шторой 2. Установленный в воздухоочистителе фильтрующий элемент, дополнительно снабженный полиамидной пневмотекстурированной нити 3, с показателями номинальной линейной плотности от 100 до 120 текс, удельной разрывной нагрузкой от 160 до 246 мН/текс, с удлинением при разрыве от 25 до 34%, линейной усадкой от 4,3 до 10%, количеством элементарных нитей 68 шт, массовой долей замасливателя не более 1,5% и влажностью не более 7,0%, выполняет свою основную функцию, а именно функцию очистки воздуха от твердых частиц, которые задерживаются слоями шторы 2. Применение полиамидной пневмотекстурированной нити позволяет повысить сопротивление фильтрующего элемента чистому воздуху при номинальном ходе воздуха 750 м/ч не более 3,5 кПа, коэффициенте пропуска пыли не более 0,6%, а продолжительность работы фильтрующего элемента при придельном сопротивлении 7,0 кПа, при запыленности 1г/м составляет не менее 6 ч, за счет уменьшения свободного хода гофры шторы и равномерному распределению ее вершин, с шагом до 2,5 мм между ее вершинами при возможном расхождении не более 10 мм в двух местах, что приводит к процентному увеличенную количества кислорода, поступающего в рабочий цилиндр двигателя. При соблюдении заявленных параметров фильтрующего элемента количество кислорода в воздухе, поступающем в двигатель на его рабочих режимах, увеличивается в несколько раз.