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

Настоящая заявка является выделенной из заявки №2010104726, по которой принято решение о выдаче от 06 августа 2013 г.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Воздушные фильтры 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 установленным в нем съемным и заменяемым основным фильтрующим патроном. 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 снятого патрона ранее использованным и восстановленным патроном.
Существуют следующие проблемы, относящиеся к воздушным фильтрам с обслуживаемыми фильтрующими патронами: обеспечение правильной установки и уплотнения, обеспечение соответствующей опоры для фильтрующего патрона внутри воздушного фильтра для предотвращения нежелательного движения или смещения патрона и/или предотвращение установки в воздушном фильтре неподходящего фильтрующего патрона.
В настоящей заявке описываются улучшения узлов воздушных фильтров и фильтрующих патронов к ним, которые направлены на решение указанных проблем.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предлагается узел воздушного фильтра и компоненты для него. Описанный узел воздушного фильтра содержит набор различных признаков. Совершенно необязательно, чтобы некоторый узел воздушного фильтра и/или его компоненты содержали все указанные признаки для получения преимуществ и достоинств настоящего изобретения.
Описан вариант конструкции воздушного фильтра, в котором обеспечивается внутренняя опора для основного фильтрующего патрона с использованием опоры патрона, установленной в кожухе таким образом, чтобы она проходила в открытом внутреннем пространстве фильтрующего патрона при его установке в фильтре. Внутренняя опора может использоваться в качестве держателя фильтрующего материала вспомогательного или предохранительного фильтра. Взаимодействие между фильтрующим патроном и опорой патрона может обеспечивать поддержку закрытого консольного конца фильтрующего патрона и соединение без вращения между фильтрующим патроном и опорой патрона.
Для взаимодействия с закрытым концом фильтрующего патрона используется крышка доступа. Крышка доступа может быть снабжена конструктивными элементами, обеспечивающими опору для консольного конца фильтрующего патрона и соединение с ним, предотвращающее вращение.
В настоящем описании также рассматриваются компоненты для узла воздушного фильтра. Описаны варианты конструкций основного фильтрующего патрона, вспомогательного фильтрующего патрона (необязательный компонент) и крышки доступа.
Рассмотрен вариант основного фильтрующего патрона, содержащего вторую (закрытую) торцевую крышку, удаленную от первой (открытой) торцевой крышки. Вторая торцевая крышка имеет внешнюю поверхность с приемным желобом, предпочтительно имеющим волнистые стенки. Также может использоваться другая поверхность с выступом, входящим в приемное углубление на крышке доступа.
Внутренняя поверхность второй торцевой крышки имеет форму, обеспечивающую взаимодействие с опорой фильтрующего патрона. Внутренняя поверхность может иметь такую форму, которая обеспечивает поддержку закрытого консольного конца фильтрующего патрона и/или соединение без вращения между фильтрующим патроном и опорой патрона.
В другом варианте предлагается фильтрующий патрон, который имеет открытый конец с расположенным на нем уплотняющим выступом. В уплотняющий выступ вделана опора уплотнения. В рассмотренном варианте уплотняющий выступ является единым целым с торцевой крышкой, в которой имеется отверстие для воздушного потока. В конкретном рассмотренном варианте опора уплотнения является единым целым с внутренней обшивкой, которая окружена блоком фильтрующего материала. Внутренняя обшивка может также содержать опорный выступ, в который упирается конец блока фильтрующего материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 - схематический вид вертикальной проекции узла воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением;
фигура 2 - схематический вид в перспективе узла воздушного фильтра, показанного на фигуре 1, со стороны крышки доступа;
фигура 3 - схематический вид вертикальной проекции узла воздушного фильтра фигуры 1 в направлении крышки доступа;
фигура 4 - схематический вид в перспективе разобранного узла воздушного фильтра, показанного на фигурах 1-3;
фигура 5 - схематический вид продольного сечения узла воздушного фильтра, показанного на фигурах 1-4, по линии 5-5 фигуры 3;
фигура 5А - схематический увеличенный вид первой выбранной части фигуры 5;
фигура 5В - схематический увеличенный вид второй выбранной части фигуры 5;
фигура 6 - схематический вид в перспективе второго варианта узла воздушного фильтра (в разобранном виде), содержащего раскрытые в описании признаки;
фигура 7 - схематический вид вертикальной проекции узла, изображенного на фигуре 6, в направлении торца крышки доступа узла;
фигура 8А - схематический вид продольного сечения части узла фигуры 5, причем на фигуре 8А показан кожух с внутренней опорой без основного и вспомогательного фильтрующих патронов, а также без крышки доступа;
фигура 8В - схематический вид продольного сечения, аналогичный виду фигуры 8А, однако отличающийся местом сечения;
фигура 9 - схематический вид в перспективе части узла воздушного фильтра, показанной на фигурах 8А и 8В;
фигура 10 - схематический увеличенный вид сбоку фильтрующего патрона, который может использоваться в узлах воздушных фильтров, показанных на фигурах 1 и 6, причем на фигуре 10 фильтрующий патрон показан с частичным разрезом;
фигура 11 - схематический увеличенный вид сечения закрытой торцевой крышки фильтрующего патрона фигуры 10;
фигура 12 - схематический вид снаружи с торца торцевой крышки фигуры 11, причем на фигуре 12 показана линия 11-11, по которой выполнено сечение, вид которого приведен на фигуре 11;
фигура 13 - схематический вид внутренней поверхности торцевой крышки фигуры 11;
фигура 14 - схематический увеличенный вид части торцевой крышки фигуры 12;
фигура 15 - схематический увеличенный вид части торцевой крышки фигуры 13;
фигура 16 - схематический увеличенный вид с торца крышки доступа, которая может использоваться с узлами воздушных фильтров, показанных на фигурах 1 и 6;
Фигура 17 - схематический вид сечения по линии 17-17 фигуры 16;
фигура 18 - схематический вид части внутренней поверхности крышки доступа, показанной на фигурах 16 и 17;
фигура 19 - схематический увеличенный вид части фигуры 18;
Фигура 20 - схематический вид с торца третьего варианта узла воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением;
Фигура 21 - схематический вид продольного сечения по линии 21-21 фигуры 20;
фигура 22 - схематический увеличенный вид части узла воздушного фильтра, выделенной на фигуре 21;
фигура 23 - схематический увеличенный вид сечения корпуса кожуха узла воздушного фильтра, показанного на фигуре 20, причем сечение выполнено по линии 21-21 фигуры 20;
фигура 24 - схематический увеличенный вид части фигуры 23;
Фигура 25 - вертикальная проекция корпуса кожуха, показанного на фигуре 23;
фигура 26 - схематический увеличенный вид продольного сечения фильтрующего патрона узла воздушного фильтра, показанного на фигурах 20 и 21;
фигура 27 - схематический увеличенный вид части фигуры 26;
фигура 28 - вид сбоку сечения крышки доступа, которая может использоваться с узлом воздушного фильтра, показанным на фигуре 21;
фигура 29 - схематический увеличенный вид сечения внутренней обшивки фильтрующего патрона, показанного на фигуре 26;
фигура 30 - схематический увеличенный вид части фигуры 29;
фигура 31 - вид в перспективе компонента, показанного на фигуре 29.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
I. Варианты конструкций узла воздушного фильтра
На фигуре 1 ссылочным номером 1 указан в целом узел воздушного фильтра (вариант) в соответствии с настоящим изобретением. Узел 1 воздушного фильтра содержит кожух 2, в состав которого входит корпус 3 и крышка 4 доступа. Крепление крышки 4 доступа на корпусе 3 кожуха обеспечивается с помощью соединительного устройства 7. В рассматриваемом варианте соединительное устройство 7 представляет собой несколько защелок 8.
Корпус 3 кожуха содержит боковую стенку 10 с первым открытым концом 10а, на котором устанавливается крышка 4 доступа. Боковая стенка 10 содержит второй конец 10b, расположенный напротив первого конца 10а. Второй конец 10b закрыт торцевой стенкой 11 кожуха, в которой имеется сквозное отверстие 12 или проход для воздушного потока. Торцевая стенка 11 предпочтительно является несъемной и в некоторых случаях изготавливается как одно целое со стенкой 10. В предпочтительных вариантах крышка 4 доступа и корпус 3 кожуха изготавливаются из полипропилена, в котором в качестве наполнителя используется стекловолокно, путем литья в форме.
В общем случае крышка 4 доступа крепится таким образом, что когда соединительное устройство 7 (а именно, защелки 8) открывается, то крышка 4 доступа может быть снята с корпуса 3 кожуха или отведена в положение, допускающее доступ во внутреннее пространство корпуса 3 кожуха через конец 10а. В конкретном варианте узла воздушного фильтра, показанного на фигуре 1, крышка 4 устанавливается на корпусе 3 кожуха с возможностью съема с помощью защелок 8.
Кроме того, узел 1 воздушного фильтра содержит проход или отверстие 15 для воздушного потока, которое сообщается с внутренним пространством кожуха 2. В рассматриваемом варианте проход 15 для воздушного потока представляет собой впускной патрубок на боковой стенке 10, а проход 12 для воздушного потока представляет собой выпускной патрубок, хотя возможны и другие варианты конструкции.
Как показано на фигуре 1, на корпусе 3 кожуха имеется монтажное устройство 20, с помощью которого узел 1 воздушного фильтра может быть прикреплен к оборудованию, на котором он должен находиться в процессе работы, например, к раме транспортного средства или другой техники. В рассматриваемом варианте устройство 20 представляет собой несколько монтажных подушек 21.
Монтажные подушки 21 могут быть расположены в разных местах корпуса 3 кожуха для обеспечения удобства монтажа на раме или другой части оборудования, с которым может использоваться узел 1 воздушного фильтра. Необходимо иметь в виду, что подушки 21 могут быть расположены в различных местах, так что в зависимости от типа оборудования могут использоваться не все из них. Таким образом, на корпусе 3 кожуха могут быть подушки 21, которые не будут использоваться при конкретном применении воздушного фильтра.
В рассматриваемом варианте некоторые из размеров конструкции узла воздушного фильтра, изображенного на фигуре 1, имеют следующие величины: АА=607 мм; АВ=346,1 мм; АС=174,5 мм; AD=366,6 мм и АЕ=102 мм. Принципы настоящего изобретения могут быть осуществлены в устройствах, имеющих самые разные размеры, и вышеуказанные величины представляют всего лишь пример осуществления изобретения.
На фигуре 2 узел 1 воздушного фильтра изображен в перспективе в направлении крышки 4 доступа и впускного патрубка 15. Так же, как и в предыдущем случае, кожух 2, например, его боковая стенка 10, может быть снабжен монтажными подушками 21, расположенными в самых разных местах, что позволяет устанавливать узел 1 воздушного фильтра на самые разные типы оборудования или варьировать его положение при установке.
Как показано на фигуре 2, узел 1 воздушного фильтра содержит устройство 25 дренажного клапана. Это устройство 25 содержит диафрагму или другой клапанный механизм, обеспечивающий удаление воды и/или пыли, накопившейся в процессе работы, из внутреннего пространства 2i кожуха 2.
Как можно видеть на фигуре 2, крышка 4 доступа содержит периферийный обод 30 и торцевую поверхность 31. В торцевой поверхности 31 имеется центральное углубление 32 с расположенным в нем центральным выступом 33, отходящим наружу. Указанные признаки описаны ниже.
На фигуре 3 приведена вертикальная проекция узла 1 воздушного фильтра в направлении крышки 4 доступа. В нормальном положении установленного узла 1 воздушного фильтра дренажный клапан 25 направлен вниз. Таким образом, на фигуре 3 показана предпочтительная ориентация установленного узла 1 воздушного фильтра.
В рассматриваемом варианте указанные на фигуре 3 размеры узла 1 воздушного фильтра имеют следующие величины: ВА=120°; ВВ=30°; ВС=10 мм; BD=178 мм; BE=30°; BF=146,3 мм; BG=185,5 мм; ВН=31,7 мм и BI=246,5 мм.
Ниже дается описание со ссылками на фигуру 4, на которой узел 1 воздушного фильтра изображен в разобранном виде. На фигуре 4 можно видеть внутренние компоненты узла 1 воздушного фильтра. В частности, можно видеть основной фильтрующий патрон 40. Также виден дополнительный предохранительный фильтр 41. Также показано уплотнительное кольцо 42, которое расположено между крышкой 4 доступа и корпусом 3 кожуха, когда узел 1 воздушного фильтра собран.
На фигуре 5 приведен вид продольного сечения узла 1 воздушного фильтра, на котором можно видеть внутреннее устройство узла. В целом кожух 2 формирует внутреннее пространство 2i, в которое входит основной фильтрующий патрон 40. Воздух входит во внутреннее пространство 2i через впускной патрубок 15 и направляется в кольцевое пространство 45 для воздушного потока, окружающее фильтрующий патрон 40. В процессе фильтрации воздух направляется через фильтрующий патрон 40 по схеме "снаружи-внутрь". Фильтрующий патрон 40 содержит блок 50 фильтрующего материала, в котором используется фильтрующий материал 51. При прохождении через блок 50 фильтрующего материала воздух фильтруется. Профильтрованный воздух проходит во внутреннюю опору 55 фильтрующего патрона и далее наружу через выпускной патрубок 12.
В некоторых вариантах внутренняя опора 55 фильтрующего патрона окружена фильтрующим материалом 41а дополнительного фильтра 41. В таких вариантах при прохождении воздуха в опору 55 фильтрующего патрона он проходит через фильтрующий материал 41а дополнительного предохранительного фильтра 41. В некоторых вариантах предохранительный или вспомогательный фильтр 41 не используется.
Основное описание приводится для схемы "прямого потока". Это означает, что при фильтрации воздушный поток проходит снаружи через основной фильтрующий патрон 40 в открытое внутреннее пространство 60, формируемое блоком 50 фильтрующего материала (снаружи-внутрь). Указанные в настоящем описании признаки настоящего изобретения могут быть использованы и для случаев обратного потока, когда воздух в процессе фильтрации проходит в обратном направлении, то есть, из внутреннего пространства 60 через блок 50 фильтрующего материала.
В предпочтительном варианте узла воздушного фильтра входной проход 15 формируется конструкцией 15а (и выходной проход 12 формируется конструкцией 12а), к которой может быть прикреплен трубопровод или другое устройство, по которому может проходить поток.
Чтобы не загромождать чертеж, на фигуре 5 узел 1 воздушного фильтра изображен без имеющихся на нем защелок 8.
Основной фильтрующий патрон 40 является обслуживаемым компонентом, то есть, он может быть извлечен из внутреннего пространства 2i и заменен без повреждения кожуха 2 или самого патрона 40. Доступ во внутреннее пространство 2i обеспечивается открытием крышки 4 доступа. Обычно это осуществляется путем снятия крышки 4 доступа с конца 10а боковой стенки 10.
Поскольку фильтрующий патрон 40 является обслуживаемым компонентом, он должен быть герметизирован в кожухе 2 воздушного фильтра с возможностью съема для предотвращения попадания в выпускное отверстие 12 непрофильтрованного воздуха. Для этой цели фильтрующий патрон 40 снабжен устройством 65 уплотнения кожуха.
Блок 50 фильтрующего материала имеет противолежащие концы 50а, 50b. Конец 50а прикреплен к торцевой крышке 66. В рассматриваемом варианте торцевая крышка представляет собой отлитую по месту торцевую крышку 66а. В этом случае торцевая крышка 66 наплавляется на блок 50 фильтрующего материала. Предпочтительным материалом для литья по месту торцевых крышек является пенополиуретан, описанный в документах US 6955701, US 2007/009040 и US 7070642, вводимых здесь ссылкой в настоящую заявку.
Торцевая крышка 66 является открытой крышкой, а именно, в ней имеется центральное сквозное отверстие 68. Центральное отверстие 68 обеспечивает посадку торцевой крышки 66 на опорную конструкцию 55 при установке фильтрующего патрона 40 в корпус 3 воздушного фильтра. На торцевой крышке 66 имеется уплотняющий выступ 70. Этот выступ 70 имеет такие размеры и такую форму, которые обеспечивают его введение в приемный желоб 75 в корпусе 3 кожуха для формирования уплотнения кожуха. Таким образом, в рассматриваемом варианте выступ 70 формирует уплотняющий элемент 65, обеспечивающий уплотнение кожуха. В другом варианте уплотняющий выступ 70 отливается вместе остальной частью торцевой крышки 66, составляя с ней единое целое.
Как показано на фигуре 5, уплотняющий выступ 70 снабжен опорным элементом 70а уплотнения. Элемент 70а является жестким опорным элементом, который, будучи вделанным в уплотняющий выступ 70, обеспечивает опору для направленного наружу цилиндрического уплотнения, сформированного уплотняющим выступом 70. Опорный элемент 70а уплотнения может составлять единое целое с внутренней обшивкой 71 фильтрующего патрона 40, или же он может быть отдельным элементом, вделанным в выступ 70.
На конце 50b блока 50 фильтрующего материала имеется вторая торцевая крышка 80. Вторая торцевая крышка 80 является закрытой крышкой, то есть, она не имеет сквозных отверстий в своей центральной части. В рассматриваемом варианте торцевая крышка 80 не отливается по месту, а является предварительно сформованной заготовкой 81 (предпочтительно литой), которая прикрепляется к концу 50b блока 50 фильтрующего материала, например, с помощью герметизирующего клеящего вещества. В рассматриваемом варианте в качестве материала для торцевой крышки 80 используется акронитрил-бутадиен-стирол (АБС), герметизированный твердым полиуретаном.
В рассматриваемом ниже варианте осуществления изобретения, представленном на фигурах 20-31, вторая торцевая крышка 80 может быть составной частью, состоящей из предварительно сформованной заготовки, прикрепляемой к концу 50b блока 50 фильтрующего материала путем наплавления.
Как показано на фигуре 5, узел 1 воздушного фильтра содержит дополнительный предохранительный фильтрующий патрон 41, состоящий из следующих частей: торцевая крышка, торцевое кольцо 91 и фильтрующий материал 41а. Фильтрующий материал 41а вделан в торцевое кольцо 91. В этом кольце 91 имеется сквозной центральный проем 92, и кольцо может садиться на часть опоры 55 патрона.
В целом, фильтрующий материал 41а фильтрующего патрона 41 расположен между основным патроном 40 и внутренней частью 55i опоры 55 патрона. Таким образом, чтобы попасть во внутреннюю часть 55i опоры 55 и далее выйти наружу через выпускной проход 12, фильтруемый воздух должен пройти через фильтрующий материал 41а.
Ниже описывается устройство внутренней опоры 55 патрона. Опора 55 патрона имеет боковую решетку 55s, которая проходит от основания 55b, прилегающего к концу 11 кожуха, в направлении к противолежащему внешнему концу 55v, который прилегает к концу 10а боковой стенки кожуха. Боковая решетка 55s содержит сквозные проходы 55f для воздушного потока. В рассматриваемом варианте опора 55 представляет собой боковую решетку 55s, которая содержит сетку продольных элементов 55l и поперечных элементов 55с, проходящих по окружностям.
В рассматриваемом варианте боковая стенка 55s суживается от основания 55b к концу 55t, то есть, боковая решетка 55s имеет в целом коническую форму. Угол наклона боковой стенки 55s, то есть, угол конуса, предпочтительно составляет по меньшей мере 1°, более предпочтительно по меньшей мере 2° и еще более предпочтительно находится в диапазоне от 2° до 10°, включительно.
На фигуре 5 показано, что основание 55b опоры 55 содержит зону 55у без отверстий.
В рассматриваемом варианте опора 55 отлита как единое целое с трубой 95, формирующей проход 12 для воздушного потока. Таким образом, кожух 3 представляет собой цельную (пластмассовую) литую часть, состоящую из боковой стенки 10, впускного прохода 15, трубы 95 и опоры 55 патрона.
В рассматриваемом варианте некоторые размеры, указанные на фигуре 5, имеют следующие величины: СА=285 мм и СВ=157,8 мм. На фигуре 5 центральная продольная ось опоры 55 обозначена X.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 5А, на которой приведен увеличенный вид части фигуры 5, и на фигуру 5В, на которой приведен увеличенный вид другой части фигуры 5.
На фигуре 5В приведен вид части корпуса 2 кожуха с трубой 95, формирующей выпускной проход 12. В окружающем трубу 95 корпусе 3 кожуха имеется приемный желоб 96 уплотнения. Этот желоб 96 формируется между частью 95о внешней поверхности трубы 95 и внешней стенкой 97, между которыми проходит часть 98 стенки, закрывающая желоб. Уплотнение 70 кожуха с фильтрующим патроном 40 вдвигается в желоб 96 для формирования в нем уплотнения. В частности, уплотнение 70 кожуха прижимается радиально наружу к стенке 97 опорой уплотнения и/или стенкой 95о для формирования обращенного наружу цилиндрического уплотнения 65 кожуха. Желоб 96 соответствует желобу 75 на фигуре 5.
В настоящем изобретении могут использоваться также альтернативные конструкции уплотнений, в том числе обращенные внутрь цилиндрические уплотнения, раскрытые в документах US 5547480, US 6652614, WO 2007/022171, US 6039778 и US 6955701, которые вводятся ссылкой в настоящую заявку. Например, основание 55b опоры 55 может иметь такую форму, чтобы в нем можно было установить обращенное внутрь цилиндрическое уплотнение в соответствии с вышеуказанными документами.
На фигуре 5А приведен вид конца 55v боковой стенки 55s (конец 55t опоры 55). Конец 55t необязательно должен быть закрыт, то есть, он необязательно должен быть герметичным в отношении воздушного потока. Однако в предпочтительном варианте осуществления изобретения конец 55t закрыт, так что воздушный поток не может обходить фильтрующий материал 41а дополнительного фильтрующего патрона 41, если таковой используется.
Ниже приводится описание фигур 6 и 7, на которых приведены виды альтернативного варианта конструкции узла воздушного фильтра, в котором реализованы основные идеи настоящего изобретения, и затем будет продолжено описание узла 1 воздушного фильтра. На фигуре 6 представлен вид в перспективе разобранного воздушного фильтра 101. Как можно видеть, воздушный фильтр 101 содержит кожух 102, состоящий из корпуса 103 и крышки 4 доступа. Внутри корпуса 103 кожуха может быть установлен фильтрующий патрон 40. Также можно видеть дополнительный фильтрующий патрон 41. Также показано уплотнительное кольцо 42.
Единственное существенное отличие узлов 101 и 1 воздушных фильтров относится к форме корпуса 103 кожуха, связанной с впускным проходом 107. Как можно видеть на фигуре 6, к проходу 107 присоединяется впускной трубопровод 108 с оконечной секций 109, заканчивающейся ободом 110. В этой части узел 1 воздушного фильтра устроен по-другому.
Однако внутреннее устройство узла 101 воздушного фильтра, включая признаки заменяемого фильтрующего патрона 40, может быть такое же, как и в узле 1. В узлах 1 и 101 воздушных фильтров используются одинаковые крышки 4 доступа.
На фигуре 7 приведен вид с торца узла 101 воздушного фильтра в направлении крышки 4 доступа.
На фигуре 8А представлен вид продольного сечения корпуса 3 кожуха узла 1 воздушного фильтра, представленного на фигурах 1-5, аналогичный виду на фигуре 5, однако отличающийся отсутствием крышки 4 доступа, фильтрующего патрона 40 и предохранительного фильтрующего патрона 41. Кроме того, по сравнению с фигурой 1, на фигуре 8А не показаны защелки 8 на корпусе 3 кожуха. Далее, на фигуре 8А не показан дренажный клапан 25 на корпусе 3 (см. фигуру 1), однако на фигуре 8А можно видеть отверстие 25а, в котором может быть установлен дренажный клапан.
Следует отметить, что продольное сечение, изображенное на фигуре 8А, проходит не через центр центральной опоры 55, а несколько смещено от этого центра в направлении наблюдателя. На фигуре 8В приведен аналогичный вид продольного сечения, однако выполненного через центр центральной опоры 55.
В целом, конструкция (корпус 3 кожуха), которая показана на фигурах 8А, 8В, представляет собой цельную, литую несущую часть. Конечно, она может иметь и другое устройство. В предпочтительном варианте осуществления изобретения корпус 3 кожуха, включая опору 55, может быть выполнен из пластмассы в форме одной цельной части.
Ниже со ссылками на фигуру 8А подробно рассматривается устройство торца 55t опоры 55. Торец 55t находится напротив противолежащего основания 55b. Торец 55t проходит в направлении от выпускного прохода 12 к открытому концу 10а. В некоторых вариантах осуществления изобретения, включая рассматриваемые варианты конструкции корпуса 3 кожуха, часть торца 55t может выступать за границу конца 10а боковой стенки в направлении от торцевой стенки 11 и выпускного прохода 12, то есть, в направлении установленной крышки 4 доступа.
В рассматриваемом варианте торец 55t содержит две выступающие части: первый выступ 125 (внешнее кольцо) и второй (центральный) выступ 126. Каждый из выступов 125 и 126 отходит в продольном направлении от прилегающих частей торца 55t, в сторону от конца 11 кожуха. "Продольное направление" в данном контексте означает, что выступы проходят в целом в том же направлении, что и продольная ось X. В рассматриваемом варианте первый (кольцевой) выступ 125 отделен от второго (центрального) выступа 126 углублением 130 внешней поверхности, которое окружает выступ 126. Кроме того, в рассматриваемом варианте, второй кольцевой выступ 125 является непрерывным и окружает (охватывает) центральный выступ.
Торец 55t имеет внешнюю поверхность 55х и внутреннюю поверхность 55z. Углубление 130 расположено на внешней поверхности 55х.
Здесь и далее, когда указывается, что выступ является "продольным" или проходит "в продольном направлении", это не означает, что выступ строго параллелен центральной продольной оси X, а означает, что выступ проходит в целом в этом продольном направлении.
В рассматриваемом варианте центральный выступ 126 имеет конусовидную форму, и его сечение плоскостью, перпендикулярной оси X, представляет собой круг. Более конкретно, выступ 126 имеет коническую боковую стенку 126s, которая суживается в направлении конца 126t выступа. Однако конец 126t имеет усеченную форму и необязательно заканчивается острием или полностью плоской вершиной.
Необходимо напомнить, что продольное сечение, вид которого приведен на фигуре 8А, проходит не через выступ 126, а через часть опоры 55 патрона, находящуюся ближе к наблюдателю, чем выступ 126. В рассматриваемом варианте некоторые размеры, указанные на фигуре 8А, имеют следующие величины: DA=332,6 мм; DB=322,4 мм; DE=174,5 мм; DF=1,5 мм (радиус); DG=63,8 мм; DH=25,1 мм; DJ=5 мм (радиус); DK=3,2 мм; DL=29,2 мм и DI=25,3 мм.
На фигуре 8В приведен вид продольного сечения, аналогичный виду на фигуре 8А, но в отличие от него проходящий через центральную линию выступа 126. На фигуре 8 В можно видеть внутреннюю полость 126i выступа 126, отходящего в продольном направлении в сторону от конца 11. На фигуре 8 В можно также видеть внутреннюю полость 125i кольцевого выступа 125, отходящего в продольном направлении в сторону от конца 11.
В более общей формулировке, конец 55t опоры патрона имеет внешнюю поверхность 55х и внутреннюю поверхность 55z. В рассматриваемом варианте обе поверхности 55х, 55z конца 55t опоры патрона имеют определенный профиль. В рассматриваемом варианте профиль внешней поверхности 55х определяется центральным коническим выступом 126 и кольцевым выступом 125, разделенными углублением 130. Внутренняя поверхность 55z определяется центральной конической полостью 126i, отделенной от кольцевой полости 125i поверхностью 131i, при этом поверхность 131i обращена в направлении торцевой стенки 11, а полости 125i, 126i отходят в направлении от торцевой стенки 11.
Выступ 125 имеет внешнюю периферийную поверхность 125 с (см. фигуру 8В). В рассматриваемом варианте периферийная поверхность 125 с представляет собой гладкую, без выступов, поверхность, формирующую круговую поверхность, и, соответственно, имеет в целом цилиндрическую форму. В некоторых вариантах цилиндрическая поверхность 125 с может иметь небольшой наклон внутрь в направлении от торцевой стенки 11. Торец 55t содержит периферийный выступ 55р, отходящий в радиальном направлении наружу от основания поверхности 125 с.Поверхность 125 с формируется таким образом, чтобы выступ 125 проходил через отверстие 92 в торцевой крышке дополнительного фильтрующего патрона 41 (см. фигуру 5). Выступ 55р имеет такие размеры и расположен таким образом, чтобы на него садилась и упиралась в него торцевая крышка 91, когда установлен дополнительный фильтрующий патрон 41.
Размеры, указанные на фигуре 8В, имеют следующие значения: ЕА=523,2 мм; ЕВ=10 мм; ЕС=40 мм; ED=4° (угол конуса); ЕЕ=88,5 мм; EF=110,6 мм; EG=174,5 мм и EH=294,6 мм.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 9. На фигуре 9 приведен вид в перспективе корпуса 3 кожуха (см. фигуры 8А, 8В) в направлении открытого конца 10а. На фигуре 9 видна центральная опора 55 фильтрующего патрона. В частности можно видеть торец 55t опоры 55. Также можно видеть центральный выступ 126, окруженный углублением 130. Также виден внешний выступ 125 с внешней кольцевой стенкой 125с и противолежащей внутренней стенкой 125х.
Центральный выступ 126, поверхность 130 углубления и кольцевой выступ 125 вместе формируют приемное углубление 130х на внешней поверхности 55х торца 55t. Приемное углубление 130х предназначено для введения в него выступающей части на основном фильтрующем патроне 40 при его установке, как это будет описано ниже.
В общих чертах, внешняя поверхность 55х торца 55t формирует первую часть конструкции выступ-паз, обеспечивающей соединение между фильтрующим патроном 40 и центральной опорой 55 фильтрующего патрона. Как станет ясно из нижеприведенного описания, выступы 125, 126 входят в приемные части соответствующего основного фильтрующего патрона 40, и часть основного фильтрующего патрона 40 входит в приемное углубление 130х на опоре 55.
В рассматриваемом варианте можно видеть, что внутренняя стенка 125х кольцевого выступа 125 имеет волнистую поверхность, в которой чередуются обращенные наружу вогнутые секции 134 и обращенные внутрь выпуклые секции 135.
Здесь термин "волнистый" в отношении поверхности или стенки означает, что поверхность имеет не кольцевую форму, а содержит чередующиеся выпуклые и вогнутые секции.
В рассматриваемом варианте волнистая поверхность 125х содержит восемь вогнутых секций 134, разделенных восемью выпуклыми секциями 135 на протяжении стенки 125, окружающей центральный выступ 126. В рассматриваемом варианте все вогнутые секции 134 имеют одинаковые формы и размеры, и все выпуклые секции 135 также имеют одинаковые формы и размеры. Таким образом, поверхность 125х стенки имеет восьмилепестковую конфигурацию. В рассматриваемом варианте восьмилепестковой конфигурации волнистой поверхности 125х стенки все лепестки имеют одинаковую форму и одинаковые размеры, и эти лепестки равномерно распределены по окружности. Восьмилепестковая конфигурация образуется путем вращения одного лепестка на 1/8 оборота, затем еще на 1/8 оборота и т.д. до получения полной конфигурации поверхности стенки (восьмикратная симметрия). Можно сказать, что восьмиугольник имеет восьмикратную симметрию, а квадрат имеет четырехкратную симметрию.
В более общей форме, волнистая поверхность 125х содержит чередующиеся выпуклые и вогнутые секции, предпочтительно по меньшей мере три вогнутых секции, более предпочтительно по меньшей мере пять вогнутых секций, и более предпочтительно число вогнутых секций составляет 6-10.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 10. Фильтрующий патрон на фигуре 10 изображен отдельно от узла 1 воздушного фильтра. Причем часть патрона 40 представлена в сечении для показа его внутреннего устройства.
Как можно видеть, патрон 40 содержит блок 50 фильтрующего материала. Блок 50 содержит материал 51 фильтрации воздуха. Для патрона 40 могут использоваться различные типы фильтрующих материалов. В рассматриваемом варианте в качестве фильтрующего материала 51 используется гофрированный материал с внутренними выступами 51р складок и внешними выступами 51о складок. Фильтрующий материал 51 проходит между первым и вторым противолежащими концами 51а, 51b. Гофрированный материал 51 может быть выбран из многих типов материалов, которые используются для фильтрации воздуха. При выборе материала для конкретного применения учитываются такие характеристики как эффективность очистки, физические и эксплуатационные параметры. Могут использоваться хорошо известные фильтрационные среды.
Блок 50 фильтрующего материала имеет внешний периметр 50о и внутренний периметр 50i. Внешний периметр 50о определяется внешними выступами 51 о складок гофрированного материала. По внешним выступам 51о складок гофрированного материала по спирали проходит валик 140 клеящего вещества, который обеспечивает опору и поддерживает расстояние между складками гофрированного материала.
Блок 50 фильтрующего материала содержит внутреннюю обшивку 141, соответствующую обшивке 71 (см. фигуру 5). Внутренняя обшивка 14 обеспечивает опору для фильтрующего материала 51 по внутренним выступам 51р складок. Внутренняя обшивка 141 проницаемая и может содержать несущую конструкцию из пластмассы или из металла. В рассматриваемом варианте внутренняя обшивка 141 фильтрующего патрона 40 представляет собой пластмассовую решетку, содержащую продольные элементы 141х и поперечные, кольцевые элементы 141с.
В некоторых применениях изобретения блок 51 фильтрующего материала может содержать внешнюю обшивку, выполненную из пластмассы или из металла.
На конце 51а блок 50 фильтрующего материала, то есть, фильтрующий материал 51 и обшивка 41, вделан в торцевую крышку 66. Как уже указывалось, торцевая крышка 66 представляет собой отлитую по месту торцевую крышку 66а с отлитым вместе с ней элементом 65 уплотнения кожуха, который в рассматриваемом варианте снабжен выступом 70. Так же, как и в предыдущем случае, выступ 70 снабжен опорой 70а уплотнения.
Элемент 65 уплотнения кожуха содержит внешнюю (периферийную) поверхность 70о уплотнения, имеющую ступенчатую или суживающуюся часть 70t для облегчения введения в желоб 96 с прижатием к стенке 97 (см. фигуру 8А) при установке.
В рассматриваемом варианте торцевая крышка 80 содержит предварительно отформованную заготовку 81 (см. фигуру 10). Под "предварительно отформованной заготовкой" в данном контексте понимается, что в рассматриваемом варианте торцевая заготовка 80 сформована, например, из литой пластмассы, и затем блок 50 фильтрующего материала крепится к ней, например, с помощью клеящего материала. Предпочтительным материалом является акронитрил-бутадиен-стирол (АБС), герметизированный твердым полиуретаном. В рассматриваемом варианте торцевая крышка 80 содержит внешний периферийный обод 150, внешнюю кольцевую часть 151 и центральное углубление 152.
Когда фильтрующий патрон 5 собирают при изготовлении, блок 50 фильтрующего материала герметизируют в торцевой крышке 80 при введении блока 50 в углубление 155, сформированное между внешним периферийным ободом 150 и центральным углублением 152. Ребро 156 представляет собой, кольцевой гребень, задающий положение блока 50 фильтрующего материала при герметизации.
Необходимо иметь в виду, что углубление 155 в общем случае расположено на другой стороне от внешней кольцевой части 151 торцевой крышки 80 (см. фигуру 10).
В рассматриваемом варианте указанные на фигуре 10 размеры имеют следующие величины: FA=26,5 мм; FB=529 мм; FC=6 мм; FD=522 мм; FE=291,6 мм; FF=176,4 мм; FG=269 мм; FH=76 мм и FI=76 мм.
Необходимо иметь в виду, что в фильтрующем патроне 40, вид которого приведен на фигуре 10, внешние выступы 51 о складок гофрированного материала образуют в целом коническую форму, суживающуюся в направлении от конца 51а к концу 51b фильтрующего материала. Принципы изобретения, указанные в настоящем описании, могут быть реализованы в самых разных конструкциях, в том числе имеющих цилиндрическую и коническую форму. При использовании конической формы величина угла конуса составляет предпочтительно по меньшей мере 0,5°, более предпочтительно по меньшей мере 1° и еще более предпочтительно находится в диапазоне 1°-4°.
Когда фильтрующий патрон 40 имеет коническую форму, то предпочтительным будет вариант, в котором угол конуса блока 51 фильтрующего материала меньше угла конуса опоры 55 (см. фигуру 5).
На фигуре 11 приведен увеличенный вид сечения торцевой крышки 80, показанной на фигуре 10. Торцевая крышка 80 показана на фигуре 11 до ее крепления на блоке 50 фильтрующего материала (см. фигуру 10).
Как показано на фигуре 11, центральное углубление 152 содержит внешнюю периферийную стенку 160 и торцевую стенку 161. Внешняя стенка 160 входит во внутреннее пространство 60 блока 50 фильтрующего материала (см. фигуру 10). Внутренняя стенка 161 в целом проходит поперек внутреннего пространства 60, причем она прилегает к внутренней поверхности 50i блока фильтрующего материала или отстоит от него на небольшом расстоянии.
Торцевая стенка 161 имеет внутреннюю поверхность 161y и внешнюю поверхность 161х. Внутренняя поверхность в целом обращена в направлении торцевой крышки 66 фильтрующего патрона 40. Поверхность 161х находится напротив поверхности 161 у на другой стороне стенки 161 и обращена в направлении от торцевой крышки 66.
Первая, внутренняя поверхность 161y содержит внешнюю кольцевую часть 162. Внутрь по радиусу от кольцевой части 162 расположен кольцевой приемный желоб 165, выступающий наружу в продольном направлении, который формируется внешней стенкой 166, внутренней стенкой 167 и частью 168 торцевой стенки. Термин "выступающий наружу в продольном направлении" в данном контексте означает, что кольцевой приемный желоб 165 в целом отходит в направлении от торцевой крышки 66 (см. фигуру 8А). Кольцевой желоб 165 имеет такую форму и такие размеры, чтобы в него при установке фильтрующего патрона 40 входил кольцевой выступ 125 на центральном конце 55t опоры патрона. Предпочтительно кольцевой желоб 165 является непрерывным. Как можно видеть на фигуре 16, центральная часть 4с необязательно расположена по центру периметра 4р, а может быть немного смещена от центра.
Стенка 167 предпочтительно имеет поверхность 167i на стороне 161y, имеющую волнистую форму и состоящую из обращенных наружу выпуклых секций и обращенных наружу вогнутых секций (или обращенных внутрь выпуклых секций), чередующихся друг с другом, причем поверхность 167i входит в зацепление со стенкой 125х (см. фигуру 9). То есть, волнистая поверхность 125х, показанная на фигуре 9, придвигается и входит в зацепление с волнистой поверхностью 167i, показанной на фигуре 11. В результате того, что при таком сцеплении в углубления поверхности 125х, имеющей лепестковидную форму, входят выступающие наружу лепестки на волнистой стенке 167i, будет предотвращаться вращение торцевой крышки 80 и, соответственно, фильтрующего патрона 40 относительно центральной опоры 55 патрона.
Иначе говоря, как только фильтрующий патрон 40 устанавливается на опоре 55, его вращательное движение вокруг опоры 55 блокируется в результате сцепления между волнистыми поверхностями 125х и 167i, имеющими лепестковидную форму. То есть, эти две поверхности создают сцепление между фильтрующим патроном 40 и центральной опорой 55 патрона, предотвращающее их вращение относительно друг друга. Такое устройство может обеспечивать установку патрона 40 только в одном из определенных угловых положений относительно опоры 55. Когда обе поверхности 125х и 167i имеют восьмилепестковую форму, то возможны восемь таких угловых положений.
На некотором расстоянии от стенки 167, внутрь в радиальном направлении, поверхность 161y содержит отходящий наружу центральный выступ 170. Центральный выступ 170 имеет торец 171 и боковую стенку 173. В рассматриваемом варианте боковая стенка 173 имеет в целом коническую форму и окружает центральную ось X.
Как показано на фигуре 11, отходящий наружу центральный выступ 170 имеет такие размеры, чтобы в него входил центральный выступ 126 на конце 55t центральной опоры 55 фильтрующего патрона 40, когда он установлен в кожухе 2.
Центральный выступ 170 имеет также основание 175 с внутренней поверхностью 176. Основание 175 входит при установке патрона 40 в углубление 130х (см. фигуру 9).
Далее описывается внешняя поверхность 161х, показанная на фигуре 11. Эта поверхность 161х содержит приемный желоб 180 между стенками 167 и 175. Внешние поверхности 167о и 175о стенок 167 и 175, соответственно, в целом имеют волнистую форму и образуют приемный желоб 180, имеющий волнистую форму, с внешней волнистой поверхностью 167о, состоящей из обращенных наружу вогнутых секций и обращенных внутрь выпуклых секций, чередующихся друг с другом, и внутренней поверхностью 175о, состоящей из обращенных наружу выпуклых секций и обращенных внутрь вогнутых секций. В предпочтительном варианте обращенные наружу вогнутые секции стенки 167 выровнены с обращенными наружу выпуклыми секциями стенки 175, и обращенные внутрь выпуклые секции стенки 167 выровнены с обращенными внутрь вогнутыми секциями стенки 175 для формирования приемного желоба 180, имеющего волнистую форму. В приемный желоб 180 входит выступ на крышке 4 доступа, как это будет описано ниже.
В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 11, имеют следующие величины: GA=20 мм; GB=2 мм; GC=2 мм; GD=10°; GE=269 мм; GF=206 мм; GG=152 мм; GH=97,5 мм; GI=26 мм; GJ=46,5 мм; GK=144,2 мм; GL=23,8 мм; GM=2 мм (радиус); GN=2 мм; GO=8,1 мм и GP=46,4 мм.
В рассматриваемом варианте приемный желоб 180 имеет такие размеры, что величина наименьшего внутреннего размера окруженной им зоны, указанного XX на фигуре 12, составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере 15 мм, например, в предпочтительном варианте эта величина находится в диапазоне от 20 мм до 40 мм, включительно.
На фигуре 12 приведен схематический вид снаружи в плане предварительно отформованной заготовки 81 в направлении к поверхности 161х. На фигуре 12 можно видеть центральный желоб 180. Необходимо иметь в виду, что желоб 180 изображен на фигуре 12 схематично, в упрощенном виде. На фигуре 11 можно видеть, что поверхности стенок 167о, 175о наклонены, так что расстояние между ними увеличивается в направлении от дна 180t желоба 180. На фигуре 12 это обстоятельство не отражено.
На фигуре 13 приведен внутренний вид торцевой крышки 80, то есть в направлении поверхности 161 у.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 14, представляющую собой увеличенный вид части фигуры 12. Как можно видеть желоб 180 формируется между стенками 167о и 175о. Стенка 167о имеет волнистую поверхность с обращенными наружу вогнутыми секциями 167х и с обращенными внутрь выпуклыми секциями 167у. Внутренняя волнистая поверхность 175о состоит из обращенных наружу выпуклых секций 176х и обращенных внутрь вогнутых секций 175у. В целом, вогнутые секции 167х выровнены с выпуклыми секциями 175х, и вогнутые секции 175y выровнены с выпуклыми секциями 167у. В результате образуется желоб 180, имеющий волнистую форму. В предпочтительном варианте желоб 180 имеет такие размеры и такую форму, что в него может быть введен только такой непрерывный кольцевой выступ, который имеет волнистую форму, соответствующую форме желоба 180.
На фигуре 15 приведен увеличенный вид части поверхности 161у. На фигуре 15 видна внутренняя поверхность 167i, содержащая выпуклые секции 167е и вогнутые секции 167f. Эта поверхность 167i имеет такую форму, чтобы она входила в зацепление с поверхностью 125х на опоре 55, как это было описано выше.
Дальнейшее описание дается со ссылками на фигуру 16. На фигуре 16 приведен вид в плане снаружи крышки 4 доступа. То есть, вид, приведенный на фигуре 16, дается в направлении стрелки 4х на фигуре 1. Крышка 4 доступ содержит периферийный край 4р и внешнюю торцевую поверхность 4b с центральной частью 4с.
На фигуре 17 показан вид сечения крышки 4 доступа, выполненный по линии 17-17 фигуры 16. Крышка 4 доступ содержит внутреннюю поверхность 4у, обращенную в сторону внутреннего пространства кожуха 2, и противолежащую ей внешнюю поверхность 4z. Как показано на фигуре 17, на периферийном краю 4р крышки 4 доступа имеется периферийный обод 200. Этот обод 200 имеет такие размеры и такую форму, чтобы он входил в сцепление с боковой стенкой 10 при установке крышки 4 доступа (см. фигуру 5).
Внутренняя поверхность 4у представляет собой поверхность, которая при установке крышки 4 доступа входит в сцепление с фильтрующим патроном 40 (см. фигуру 17). Внутренняя поверхность 4у содержит внешнюю кольцевую часть 201, которая при установке крышки 4 доступа накладывается на конец 50b блока 50 фильтрующего материала (см. фигуру 5). От части 201 отходит внутрь круговая стенка 202. Эта стенка 202 при установке крышки 4 доступа входит во внутреннее пространство фильтрующего патрона 40. Иначе говоря, стенка 202 в целом после установки будет окружена концом 50b блока 50 фильтрующего материала.
На поверхности 4у расположен выступ 210, отстоящий на некотором расстоянии от стенки 202 (внутрь в радиальном направлении). Выступ 210 имеет такие размеры и такую форму, чтобы он входив при установке крышки 4 доступа в приемный желоб 180 (см. фигуру 11). Выступ 210 предпочтительно проходит непрерывно вокруг оси X, хотя возможны и другие варианты. Кроме того, выступ 210 предпочтительно является сплошным (без полостей) и не содержит сквозных отверстий.
Выступ 210 имеет внешнюю круговую поверхность 211 и внутреннюю круговую поверхность 212. В рассматриваемом варианте внешняя поверхность211 имеет в целом волнистую форму, составленную из чередующихся обращенных наружу выпуклых секций и обращенных внутрь вогнутых секций, а внутренняя поверхность 212 имеет в целом волнистую форму, составленную из соответствующих обращенных внутрь выпуклых секций и обращенных наружу вогнутых секций, которые чередуются друг с другом. Обращенные наружу выпуклые секции стенки 211 выровнены с обращенными внутрь вогнутыми секциями стенки 212, и обращенные внутрь вогнутые секции стенки 211 выровнены с обращенными внутрь выпуклыми секциями стенки 212.
Таким образом, выступ 210 имеет волнистую форму вдоль его траектории вокруг оси X, а его форма и размеры таковы, что он может быть введен в приемный желоб 180, имеющий волнистую форму (см. фигуру 11).
Величина поперечного размера выступа 210 между противолежащими частями внутренней поверхности 212 составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере 15 мм и наиболее предпочтительно по меньшей мере 20 мм, например, может находиться в диапазоне от 20 мм до 40 мм, включительно. Этот размер указан на фигуре 17 обозначением XXX.
Сцепление волнистого выступа 210 с волнистым приемным желобом 180 может формировать соединение, предотвращающее вращение соединяемых частей относительно друг друга. То есть, при соответствующем подборе размеров и форм сопрягаемых элементов фильтрующий патрон 40 и крышка 4 доступа не будут вращаться относительно друг друга, когда выступ 210 введен в желоб 180. Крышка 4 доступа может быть снабжена средством позиционирования в определенном угловом положении относительно боковой стенки 10 кожуха, при котором выступ 210 будет входить в желоб 180, когда фильтрующий патрон 40 установлен на опоре 55.
Как можно видеть на фигуре 17, стенка 210 окружает центральный внешний выступ 220 с торцевой стенкой 33 (см. фигуру 2). Центральный внешний выступ 220 на поверхности 4y в целом отходит в сторону от стенки 11 (см. фигуру 5) и формирует приемное пространство 221 для введения выступа 170 (см. фигуру 11).
На фигуре 18 приведен вид в плане части внутренней поверхности 4у. На фигуре 18 можно видеть выступ 210 и поверхности 211, 212. Необходимо иметь в виду, что поверхности 211, 212 в целом сходятся от основания выступа 210 к его концу 210t (см. фигуру 17).
На фигуре 18 можно видеть усиливающие ребра 230, расположенные на поверхности 4у.
На фигуре 19 приведен схематический увеличенный вид стенки 210 для лучшего понимания формы волнистых поверхностей 211, 212.
Как можно видеть на фигуре 19 внешняя поверхность 211 выступа 210 имеет волнистую форму, составленную из обращенных внутрь вогнутых секций 211х и обращенных наружу выпуклых секций 211y, чередующихся между собой. Аналогично, поверхность 212 также имеет волнистую форму, составленную из обращенных наружу вогнутых секций 212y и обращенных внутрь выпуклых секций 212х, также чередующихся между собой. Каждая секция 212х выровнена с секцией 211х, и каждая секция 212y выровнена с секцией 211y. В результате стенка 210 имеет восьмилепестковую форму, причем все лепестки имеют одинаковую форму и одинаковые размеры и равномерно распределены по окружности.
В рассматриваемом варианте размеры, указанные на фигуре 17, имеют следующие значения: IA=54,5 мм; IB=28 мм; IС=24 мм; ID=329,9 мм и IF=327 мм.
II. Предпочтительные варианты схемы взаимодействия элементов центральной опоры 55 патрона, основного фильтрующего патрона 40 и крышки 4 доступа
Из вышеприведенного описания со ссылками на соответствующие фигуры можно понять, как взаимодействуют в предпочтительном варианте осуществления изобретения центральная опора 55 фильтрующего патрона (в корпусе 3 кожуха), основной фильтрующий патрон 40 и крышка 4 доступа. Такое взаимодействие обеспечивается путем использования следующих признаков.
Фильтрующий патрон 40 устанавливается на опоре 55 таким образом, что предотвращается их вращение относительно друг друга. Конструкция элементов, обеспечивающих сцепление патрона 40 и опоры 55, при котором предотвращается их вращение относительно друг друга, показана на фигуре 5А, и такое сцепление обеспечивается формой внешней поверхности 55х конца 55t (см. фигуру 8А), сопрягающейся с формой внутренней поверхности 161 у торцевой крышки 80. В частности, взаимодействие, при котором предотвращается вращение патрона 40 и опоры 55, является результатом сцепления волнистой стенки 125х кольцевого выступа 125 с волнистой стенкой 167i на поверхности 161у торцевой крышки 80. Как уже указывалось, в результате сцепления двух волнистых поверхностей фильтрующий патрон 40 может быть легко установлен в одном из нескольких угловых положений относительно центральной опоры 55 патрона при его установке в фильтр.
В рассматриваемом варианте волнистая форма поверхности, содержащая чередующиеся выпуклые и вогнутые секции, обеспечивает восемь таких угловых положений фильтрующего патрона 40 на центральной опоре 55 патрона. В других вариантах количество таких угловых положений может быть другим.
Таким образом, среди прочего, сцепление между фильтрующим патроном 40 и опорой 55, при котором предотвращается их вращение относительно друг друга, обеспечивает фиксацию патрона 40 только в одном из нескольких определенных положений для сцепления с крышкой 4 доступа.
Крышка 4 доступа имеет выступ 210, который входит в желоб 180, сформированный на внешней поверхности 161х торцевой части или крышки 80. Введение выступа 210 в желоб 180 обеспечивает поддержку фильтрующего патрона 40 крышкой 4 доступа, в результате чего предотвращаются недопустимые уровни движения консольного конца 50b, то есть, прилегающей торцевой части 80. Таким образом, предотвращается недопустимое перемещение конца 50b патрона (см. фигуру 5) в направлении вверх-вниз или вперед-назад (или их комбинация) относительно наблюдателя. Амплитуды возможного движения в этом случае будут зависеть от относительной толщины выступа 210 и ширины желоба 180. Предпочтительно эти параметры выбираются таким образом, чтобы свести перемещения консольного конца к минимуму, а именно, к величине допуска, который обеспечивает удобство сборки.
Необходимо отметить, что в рассматриваемом варианте фильтрующий патрон 40 поддерживается на конце 50b блока фильтрующего материала для предотвращения недопустимых уровней перемещения консольного конца таким образом, что только периферийная зона 30 и выступ 200 крышки 4 доступа окружают конец 50b блока фильтрующего материала. Иначе говоря, поддержка фильтрующего патрона 40 на конце 50b обеспечивается только во внутренней части, но не снаружи.
Для обеспечения опоры фильтрующего патрона 40 крышкой 4 доступа выступ 210 входит в желоб 180 на глубину предпочтительно по меньшей мере 5 мм, более предпочтительно по меньшей мере 12 мм, и наиболее предпочтительно эта глубина находится в диапазоне от 15 мм до 30 мм.
Ширина желоба 180 по его глубине составляет предпочтительно не более 10 мм, более предпочтительно не более 9 мм и наиболее предпочтительно его ширина находится в диапазоне от 4 мм до 7 мм. Глубина желоба 180 составляет предпочтительно по меньшей мере 6 мм, более предпочтительно по меньшей мере 12 мм и наиболее предпочтительно его глубина находится в диапазоне от 12 мм до 25 мм.
В предпочтительном варианте цилиндрическая внешняя стенка 167о желоба 180 находится от блока 50 фильтрующего материала на расстоянии по меньшей мере 20 мм и более предпочтительно по меньшей мере 30 мм.
Толщина выступа 210 по его длине составляет предпочтительно по меньшей мере 1 мм, более предпочтительно по меньшей мере 1,5 мм и наиболее предпочтительно его толщина находится в диапазоне от 1,5 мм до 4 мм.
Конструкция выступ-паз, включающая выступ 210 и желоб 180 с вышеуказанными примерными размерами, эффективно предотвращает нежелательное движение консольного конца фильтрующего патрона 40.
Кроме того, волнистая внешняя поверхность 211 выступа 210 входит в зацепление с поверхностью 167о выступа 167 таким образом, что предотвращается вращение фильтрующего патрона 40 и крышки 4 доступа относительно друг друга. Фактически взаимодействие, предотвращающее вращательное движение, создается путем введения стенки 167 между поверхностями 125х и 211.
Взаимодействия между вышеуказанными компонентами обеспечивают опору для установленного фильтрующего патрона 40 на конце 50b блока фильтрующего материала, предотвращающую его вращение и перемещение его консольного конца.
Кроме того, описанные конструкции помогают гарантировать установку в узле 1 воздушного фильтра именно того фильтрующего патрона 40, который предназначен для этого фильтра. Как можно видеть на фигуре 5А, выступ 33 на крышке 4 доступа является приемным углублением для выступа 170 на фильтрующем патроне 40. В свою очередь, выступ 170 на фильтрующем патроне 40 является приемным углублением для выступа 126 на опоре 55. Сочетание таких признаков, как выступ 210, входящий в приемный желоб 180, и выступ 180р, который формирует желоб 180, входящий в приемное углубление 130 между кольцевым выступом 125 и выступом 126 на центральной опоре 55 фильтрующего патрона, формирует конструкцию, предотвращающую установку неподходящего или неразрешенного фильтрующего патрона 40 во внутреннее пространство 2i корпуса 3 кожуха. Для более эффективного действия этих признаков глубина вхождения выступа 170 в приемное углубление 33 г составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм и более предпочтительно эта глубина находится в диапазоне от 15 мм до 50 мм включительно, и глубина вхождения выступа 126 в приемное углубление 170 составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм и более предпочтительно эта глубина находится в диапазоне от 15 мм до 50 мм.
Ширина приемного желоба 168, сформированного между стенками 167, 166 (см. фигуру 11) составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере 20 мм и наиболее предпочтительно эта ширина находится в диапазоне от 20 мм до 30 мм, включительно. Обычно ширина приемного желоба 168 не превышает 40 мм.
Необходимо отметить, что различные конструкции, рассмотренные в настоящем описании, помогают обеспечить надлежащую установку фильтрующего патрона 40 в кожух 2, в частности формируется сцепление патрона 40 с центральной опорой 55 кожуха.
Это помогает гарантировать, что фильтрующий патрон 40 надлежащим образом установлен по его длине внутри корпуса 3 кожуха. При установке крышки 4 доступа формируется еще одно взаимодействие, также помогающее гарантировать, что фильтрующий патрон 40 надлежащим образом выровнен в продольном направлении внутри корпуса 3 кожуха.
Кроме того, крышка 4 доступа обычно не будет легко садиться внутри боковой стенки 10 кожуха, если фильтрующий патрон 40 не будет установлен на его место с надлежащим уплотнением.
III. Дополнительный предохранительный элемент 41
Ниже со ссылками на фигуру 5А описывается монтаж дополнительного предохранительного элемента 41. Торцевая часть 91 имеет внутреннее отверстие 92, в которое плотно входит стенка 125 с кольцевого выступа 125. Торцевая часть 80 фильтрующего патрона содержит кольцевой выступ 240, направленный внутрь. Кольцевой выступ 240 взаимодействует с концом 91е торцевой части 91 для предотвращения смещения предохранительного элемента 41 в направлении установленной крышки 4 доступа.
В рассматриваемом варианте предохранительный элемент 41 не содержит торцевой крышки на конце, противолежащем торцевой части 91. В рассматриваемом варианте элемент 41, имеющий коническую форму, проталкивается внутрь по конической опоре 55, пока не будет достигнуть плотное прилегание поверхностей этих компонентов.
Необходимо отметить, что в рассматриваемом варианте обеспечивается поддержка фильтрующего патрона 40 внутренней опорой 55 патрона вне зависимости от того, установлен или нет дополнительный предохранительный патрон 41. Это является достоинством конструкции, поскольку обеспечивается работа фильтра как с предохранительным фильтрующим патроном 41, так и без него.
IV. Третий вариант, фигуры 20-31
На фигурах 20-31 представлен еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Основные принципы работы остаются прежними, однако некоторые конкретные детали конструкции модифицированы.
На фигуре 20 ссылочное обозначение 301 в целом указывает узел воздушного фильтра. Узел 301 воздушного фильтра содержит кожух 302, включающий корпус 303 кожуха и крышку 304 доступа. Крепление крышки 304 доступа на корпусе 303 кожуха обеспечивается с помощью соединительного устройства 307, содержащего защелки 308. Как показано на фигуре 21, корпус кожуха содержит боковую стенку 310 с первым открытым концом 310а, на котором устанавливается крышка 304 доступа. Напротив первого конца 310а боковой стенки 310 находится второй конец 310b со стенкой 311, в которой имеется сквозной проход 312 для воздушного потока.
На фигуре 21 защелки 21 не показаны.
Как можно видеть на фигуре 20, узел 301 воздушного фильтра содержит впускной патрубок 315, в который поступает воздух из впускного узла 316.
Как показано на фигуре 21, узел воздушного фильтра содержит монтажные подушки 321 и устройство 325 дренажного клапана.
Кроме того, узел 301 воздушного фильтра содержит опору 355 фильтрующего патрона 340 и предохранительный фильтрующий патрон 341.
Указанные компоненты могут в целом иметь такую же конструкцию, что и компоненты, описанные в первом и втором вариантах осуществления настоящего изобретения. Признаки, охарактеризованные сходным образом, работают аналогично и выполняют аналогичные функции.
Корпус 303 воздушного фильтра и крышка 304 доступа узла 301 воздушного фильтра могут быть такими же, что и в узле 101, показанном на фигуре 6, или в узле 1, показанном на фигуре 1, в зависимости от конкретного применения принципов изобретения.
Как можно видеть на фигуре 21, фильтрующий патрон 340 показан установленным во внутреннем пространстве 302i кожуха 302. Фильтрующий патрон 340 может иметь такую же конструкция, что и патрон 40 (см. фигуру 5), за исключением нескольких указанных ниже модификаций. В частности, торцевая крышка 366, показанная на фигуре 21, отличается от торцевой крышки 66, показанной на фигуре 5, и торцевая крышка 367 отличается от торцевой крышки 80.
На фигуре 22 показана торцевая крышка 366, отлитая по месту с уплотняющим выступом 370, отлитым вместе с крышкой. Уплотняющий выступ 370 входит в кольцевой желоб 396 для уплотнения стенки 397.
Опорный элемент 410 уплотнения, вделанный в выступ 370, обеспечивает прижатие выступа 370 к стенке 397 для формирования обращенного наружу периферийного кольцевого уплотнения на торцевой крышке 366. Выступающий опорный элемент 410 описан ниже со ссылками на фигуры 29-31.
На фигуре 23 показан корпус 303 кожуха. Как можно видеть, опора 355 и опорный конец 355t могут иметь в общем такую же конструкцию, что и аналогичные компоненты, уже описанные в связи с первым вариантом осуществления изобретения (см. фигуры 1-5).
Так, конец 355t содержит кольцевой выступ 425 и центральный выступ 426.
На фигуре 24 приведен увеличенный вид части фигуры 23. На нем можно видеть желоб 396 с противолежащими стенками 397 и 395.
На фигуре 25 приведен вид с торца корпуса 303 кожуха, со снятой крышкой 304 доступа.
На фигуре 26 приведен вид продольного сечения фильтрующего патрона 304. Фильтрующий патрон 340 содержит блок 350 фильтрующего материала 351, окруженный внутренней обшивкой 352, формирующей внутреннее пространство 360. Внутренняя обшивка 352 проходит между торцевыми крышками 366 и 367. В рассматриваемом варианте обе торцевые крышки 366 и 367 отливаются по месту, предпочтительно из сжимаемого пенополиуретана. Обшивка 352 вделывается и проходит между торцевыми крышками 366 и 367. Уплотняющий выступ 370 отливается как часть торцевой крышки 366 и составляет с ней единое целое.
На фигуре 27 приведен схематический увеличенный вид части фигуры 26. Здесь виден выступ 370, отлитый вместе с остальной частью торцевой крышки 366 и составляющий с ней единое целое. Также можно видеть еще один выступ 410, вделанный в выступ 370. Выступ 410 является частью обшивки 352 и будет обеспечивать опору для уплотняющего элемента 370 вдоль поверхности 370s уплотнения при установке фильтрующего патрона 340 в кожух 302.
На фигуре 28 приведен вид крышки 304 доступа. На фигуре 28 видно, что крышка 304 доступа имеет выступ 410 с волнистой внешней поверхностью 411 и волнистой внутренней поверхностью 412. Крышка 304 доступа может быть идентична крышке 4 доступа (см. фигуру 17).
На фигуре 29 приведен вид обшивки 352. Как можно видеть, обшивка 352 содержит несущую решетку 450 для фильтрующего материала, проходящую между концами 451 и 452. Решетка 450 содержит продольные полосы 455 и поперечные полосы 456, между которыми формируются проходы 457 для воздушного потока.
На внешнем ободе 451 решетка 450 содержит зону 410 опоры уплотнения, составляющую единое целое с остальной частью опоры 450. Зона 410 опоры уплотнения содержит участок, диаметр которого увеличен по сравнению с прилегающей частью 450а опоры 450. Таким образом, отходящий наружу выступ 410b прилегает к зоне 410 и расположен между зоной 410 и несущей решеткой 450 для фильтрующего материала. В зоне 410 имеются сквозные отверстия 410а. При отливке торцевой крышки 366 материал крышки может протекать через отверстия 410а, окружая опору 410 выступом 370 (см. фигуру 27). Рамка на конце 451 будет обеспечивать опору для уплотнения.
Необходимо отметить, что выступ 410b будет обеспечивать упор для фильтрующего материала, когда он устанавливается вокруг решетки 450 для фильтрующего материала. Таким образом, выступ 410b будет проходить по концу фильтрующего материала 351 при сборке воздушного фильтра для обеспечения удобной опоры.
На конце 452 показан выступ 470, который вделывается в торцевую крышку 367. На конце 452 имеется торцевая часть 490, которая окружена выступом 470 и форма которой аналогична форме центральных частей торцевой крышки 151 (см. фигуру 11). Таким образом, на конце 452 имеется приемный желоб 500 с волнистой формой поверхности и центральное выступающее углубление 501.
Таким образом, как можно понять, торцевая крышка 367 является составной частью, состоящей из отлитой по месту внешней кольцевой части (см. фигуру 27) и центральной части 481, являющейся предварительно отформованной заготовкой, имеющей соответствующую форму для обеспечения опоры, предотвращающей вращение фильтрующего патрона и смещение его консольного конца, причем в рассматриваемом варианте центральная часть 481 составляет единое целое с обшивкой 352.
На фигуре 30 приведен увеличенный вид части фигуры 29. На фигуре 31 приведен вид в перспективе опоры 352.
Размеры, указанные на фигурах 29-31, имеют следующие значения: ZA=180 мм; ZB=154,1 мм; ZC=9,5 мм; ZD=4,5 мм; ZE=203,4 мм; ZF=1 мм; на фигуре 30: ZG=29,5 мм; ZH=19.32 мм; ZI=4,5 мм.
V. Заключительное общее описание
В настоящем описании со ссылками на фигуры подробно рассмотрены варианты конструкции узла воздушного фильтра и его компонентов. Совершенно необязательно, чтобы конкретная конструкция узла воздушного фильтра содержала все показанные и описанные признаки для получения преимуществ и достоинств настоящего изобретения.
В одном из вариантов настоящего изобретения предлагается узел воздушного фильтра. Узел воздушного фильтра содержит кожух и обслуживаемый основной фильтрующий патрон, устанавливаемый внутри кожуха с возможностью его извлечения без повреждения кожуха или самого фильтрующего патрона. Также может использоваться дополнительный предохранительный фильтрующий элемент.
Основными частями кожуха является его корпус и крышка доступа. Корпус кожуха содержит боковую стенку и центральную опору фильтрующего патрона. Боковая стенка в целом формирует внутреннее пространство корпуса кожуха. В предпочтительном варианте корпус кожуха содержит торцевую стенку со сквозным проходом для воздушного потока и противолежащий открытый конец. Центральная опора фильтрующего патрона проходит от основания опоры, окружающего проход для воздушного потока в направлении открытого конца кожуха.
В общем случае, торцевая стенка кожуха и его открытый конец являются противолежащими концами боковой стенки кожуха.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения кожух содержит впускное устройство для воздуха. В рассмотренном варианте впускное устройство представляет собой впускной проход для воздушного потока в боковой стенке корпуса кожуха. Таким образом, в предпочтительном варианте проход в боковой стенке кожуха является впускным проходом для воздушного потока, а проход в торцевой стенке является выпускным проходом для воздушного потока работы фильтра по схеме снаружи-внутрь относительно фильтрующего патрона. Необходимо отметить, что при необходимости принципы настоящего изобретения могут быть осуществлены в конструкциях с обратным потоком (изнутри-наружу).
Центральная опора фильтрующего патрона содержит опорный конец, удаленный от ее основания. Этот конец содержит первый (кольцевой) выступ, отстоящий на некотором расстоянии от второго (центрального) выступа, между которыми формируется приемный желоб. В рассмотренном варианте первый выступ является внешним кольцевым выступом, который окружает (в рассмотренном варианте непрерывно) второй выступ, расположенный по центру. Первый кольцевой выступ и второй центральный выступ, в целом, отходят в направлении от основания опоры и торцевой стенки.
Расстояние, на которое кольцевой выступ отходит от прилегающих частей торца опоры, составляет предпочтительно по меньшей мере 5 мм, более предпочтительно 7 мм, и наиболее предпочтительно его величина находится в диапазоне от 7 мм до 25 мм, включительно, а расстояние, на которое центральный выступ отходит от прилегающих частей торца опоры, составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно 15 мм, и наиболее предпочтительно его величина находится в диапазоне от 18 мм до 40 мм, включительно.
В рассмотренном варианте второй центральный выступ отходит наружу в сторону от открытого конца боковой стенки.
Во внутреннем пространстве корпуса кожуха расположен обслуживаемый основной фильтрующий патрон. Фильтрующий патрон содержит блок фильтрующего материала, окружающий внутреннее открытое пространство фильтра и проходящий между первой и второй торцевыми крышками. Первая торцевая крышка является открытой крышкой со сквозным центральным проходом. Фильтрующий патрон расположен вместе с центральной опорой патрона в кожухе, выступая через открытый центральный проход в первой торцевой крышке во внутреннее открытое пространство фильтра.
На первой торцевой крышке имеется уплотнение кожуха. В предпочтительном варианте уплотнение кожуха отливается как единое целое с первой торцевой крышкой, например, из пенополиуретана, хотя возможны и другие варианты. Уплотнение кожуха может иметь цилиндрическую форму и может быть обращено внутрь или наружу. В конкретном рассмотренном варианте уплотнение кожуха представляет собой выступ, отходящий в продольном направлении от остальной части первой торцевой крышки в сторону от блока фильтрующего материала, и содержит цилиндрическую уплотняющую поверхность, обращенную наружу. В рассмотренном варианте в уплотнении кожуха используется вделанная опора. Эта опора может содержать часть внутренней обшивки. В некоторых случаях она может также формировать ограничительный упор для фильтрующего материала. Также возможны и другие конструкции уплотнения кожуха.
Вторая торцевая крышка является закрытой крышкой с внутренней поверхностью, от которой в направлении от первой торцевой крышки отходит центральное приемное углубление. В это углубление во второй торцевой крышке входит центральный выступ опоры патрона при установке фильтрующего патрона.
Внутренняя поверхность второй торцевой крышки предпочтительно содержит также первое кольцевое приемное углубление, которое отстоит на некотором расстоянии от центрального приемного углубления. Первое кольцевое приемное углубление во второй торцевой крышке имеет такую форму, которая обеспечивает введение в него кольцевого выступа центральной опоры патрона, когда фильтрующий патрон вставляют в кожух. В рассмотренном варианте кольцевое приемное углубление и центральное приемное углубление разделены выступающей внутрь стенкой или частью первой торцевой крышки.
В рассмотренном варианте вторая торцевая крышка содержит внешнюю поверхность с приемным желобом. Этот приемный желоб расположен напротив выступающей внутрь части внутренней поверхности, расположенной между кольцевым приемным углублением и центральным приемным углублением, то есть, приемный желоб формируется на внешней поверхности торцевой крышки структурой, окружающей центральное приемное углубление,.
Во внутреннем пространстве корпуса кожуха расположен обслуживаемый основной фильтрующий патрон, а также: уплотнение кожуха для уплотнения основного фильтрующего патрона относительно части корпуса кожуха; центральная опора фильтрующего патрона, проходящая через открытый проход первой торцевой крышки в открытое внутреннее пространство фильтра; и центральный выступ на опорном конце опоры корпуса кожуха, входящий в центральное приемное углубление на второй торцевой крышке. Предпочтительно на опорном конце центральной опоры фильтрующего патрона имеется первый кольцевой выступ, входящий в кольцевое приемное углубление на второй торцевой крышке.
К открытому концу корпуса кожуха крепится крышка доступа. Крышка доступа имеет внутреннюю поверхность с первым кольцевым выступом. Крышка доступа установлена таким образом, что первый кольцевой выступ на внутренней поверхности входит в приемный желоб на внешней поверхности второй торцевой крышки основного фильтрующего патрона.
В предпочтительных вариантах первая торцевая крышка наплавляется по месту, например, из пенополиуретана. Вторая торцевая крышка предпочтительно является либо заранее отформованной торцевой крышкой, изготовленной, например, из металла или из пластмассы, к которой блок фильтрующего материала прикрепляется с помощью клеящего или герметизирующего материала, либо составной торцевой крышкой, содержащей предварительно отформованную центральную часть, прикрепленную к блоку фильтрующего материала с помощью кольца, наплавленного по месту. В последнем случае предварительно отформованная часть может содержать часть опорной обшивки фильтрующего материала патрона.
Уплотнение кожуха на первой торцевой крышке предпочтительно формируется как единое целое с крышкой и может представлять собой уплотнение, обращенное в радиальном направлении. Могут использоваться уплотнения с обращенной наружу или внутрь цилиндрической уплотняющей поверхностью.
В рассмотренных вариантах предлагается использовать устройство уплотнения кожуха, которое содержит уплотняющий выступ, представляющий собой единое целое с остальной частью торцевой крышки. Уплотняющий выступ содержит вделанную в него опору уплотнения. Опора уплотнения может представлять собой единое целое с внутренней обшивкой фильтрующего материала. В рассмотренном варианте опора, вделанная в уплотняющий выступ, не только представляет собой единое целое с внутренней обшивкой фильтрующего материала, но и формирует выступ опоры или ограничительный упор для конца фильтрующего материала, вделанного в торцевую крышку.
В предпочтительном варианте внешняя поверхность второй крышки основного фильтрующего патрона содержит центральный отходящий наружу выступ. Внутренняя поверхность этого выступа формирует центральное приемное углубление, отходящее наружу.
В предпочтительном варианте крышка доступа содержит на своей внутренней поверхности отходящее наружу приемное углубление. В это приемное углубление на крышке доступа входит центральный выступ на второй торцевой крышке основного фильтрующего патрона.
В некоторых из рассмотренных вариантов узел воздушного фильтра содержит обслуживаемый предохранительный или вспомогательный фильтр с первой торцевой крышкой и выступом фильтрующего материала, прикрепленного к первой торцевой крышке. В первой торцевой крышке имеется центральное сквозное отверстие. Вспомогательный фильтр установлен в открытом внутреннем пространстве основного фильтрующего патрона, и фильтрующий материал вспомогательного фильтра прижимается к центральной опоре фильтрующего патрона. Центральное отверстие в первой торцевой крышке вспомогательного воздушного фильтра имеет такие размеры и расположено таким образом, что оно плотно охватывает часть опорного конца центральной опоры, причем через него проходит кольцевой выступ центральной опоры.
В рассмотренном варианте первый кольцевой выступ на внутренней поверхности крышки доступа имеет волнистую поверхность внутренней стенки и волнистую поверхность внешней стенки. Далее, приемный желоб на внешней поверхности второго конца основного фильтрующего патрона имеет по меньшей мере одну стенку (внутреннюю или внешнюю), которая имеет волнистую поверхность, и в предпочтительном варианте обе стенки имеют волнистую поверхность.
Поскольку кольцевой выступ на внутренней поверхности крышки доступ имеет волнистую поверхность, и приемный желоб на внешней поверхности основного фильтрующего патрона также имеет волнистую поверхность, то первый кольцевой выступ на крышке доступа может входить в зацепление с приемным желобом на внешней поверхности второй торцевой крышки основного фильтрующего патрона, обеспечивая соединение без вращения. Термин "соединение без вращения" в данном контексте означает, что в этом случае основной фильтрующий патрон и крышка доступа не могут вращаться друг относительно друга.
Кроме того, введение первого кольцевого выступа крышки доступа в приемный желоб на внешней поверхности второй торцевой крышки основного фильтрующего патрона обеспечивают опору для патрона, предотвращающую смещение консольного конца патрона относительно кожуха. Опора, обеспечивающая снижение уровня движения консольного конца патрона, также дополняется взаимодействием между основным фильтрующим патроном и опорой патрона.
Кроме того, удаленный (внешний) конец центральной опоры может быть снабжен первым кольцевым выступом, который имеет обращенную внутрь волнистую поверхность, и торцевая крышка фильтрующего патрона может содержать кольцевое приемное углубление с обращенной наружу волнистой поверхностью. Две волнистые поверхности могут входить в зацепление для обеспечения соединения без вращения основного фильтрующего патрона и опоры патрона относительно друг друга. Это может быть полезным для позиционирования фильтрующего патрона, когда он может быть установлен на опоре в подходящем угловом положении для введения выступа крышки доступа, когда она устанавливается в конце операции обслуживания.
В рассмотренных вариантах коническая опора имеет коническую часть боковой стенки, которая суживается в направлении опорного конца от основания, прилегающего к торцевой стенке кожуха. Величина угла конуса конической части боковой стенки составляет предпочтительно по меньшей мере 1°. Центральная опора может содержать проницаемую часть стенки и основание, прилегающее к торцевой стенке корпуса кожуха, причем основание не имеет отверстий.
Блок фильтрующего материала основного фильтрующего патрона может иметь коническую часть боковой стенки, суживающейся в направлении от первой торцевой крышки ко второй торцевой крышке. Величина угла конуса конической части боковой стенки блока фильтрующего материала основного фильтрующего патрона составляет предпочтительно по меньшей мере 1°.
В тех случаях, когда коническая опора имеет коническую часть боковой стенки с первым углом конуса, а блок фильтрующего материала основного фильтрующего патрона имеет коническую часть боковой стенки со вторым углом конуса, первый угол конуса может быть больше, чем второй угол конуса. Это означает, что центральная опора суживается в большей степени по сравнению с блоком фильтрующего материала.
Также в настоящем изобретении предлагаются компоненты, которые могут быть использованы в узлах воздушных фильтров. В частности, предлагается конструкция фильтрующего патрона, пригодного для использования в качестве основного фильтрующего патрона в узле воздушного фильтра. Фильтрующий патрон предпочтительно содержит блок фильтрующего материала, окружающий открытое внутреннее пространство фильтра и имеющий первый и второй концы. На первом конце блока фильтрующего материала имеется первая торцевая крышка, в которой имеется центральное отверстие. Предпочтительно на первой торцевой крышке устанавливается уплотнение кожуха, которое может составлять единое целое с первой торцевой крышкой. Уплотнение может иметь вделанную в него опору уплотнения, как это было описано выше.
На втором конце блока фильтрующего материала установлена вторая торцевая крышка. Вторая торцевая крышка имеет внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность. В некоторых вариантах вторая торцевая крышка может представлять собой предварительно отформованную заготовку.
На внешней поверхности второй торцевой крышки расположен приемный желоб. Глубина приемного желоба составляет предпочтительно по меньшей мере 6 мм. Приемный желоб сформирован между внутренней и внешней круговыми стенками, и в предпочтительном варианте имеет форму непрерывного кольца. В предпочтительном варианте приемный желоб на внешней стенке отстоит от блока фильтрующего материала по меньшей мере на 20 мм в направлении внутрь по радиусу.
Внутренняя поверхность второй торцевой крышки содержит центральное приемное углубление, отходящее наружу в направлении от первой торцевой крышки. Центральное приемное углубление окружено приемным желобом.
Приемный желоб на внешней поверхности второй торцевой крышки формируется между двумя стенками, расстояние между которыми предпочтительно не превышает 25 мм и более предпочтительно не превышает 10 мм.
В рассмотренных вариантах приемный желоб на внешней поверхности второй торцевой крышки имеет волнистую форму. Он формируется внутренней и внешней стенками, по меньшей мере одна из которых, а предпочтительно обе, имеет волнистую поверхность.
В рассмотренном варианте внутренняя поверхность второй торцевой крышки содержит отходящий внутрь выступ, формирующий приемный желоб на противолежащем конце торцевой крышки. Отходящий внутрь выступ имеет волнистую поверхность внешней боковой стенки, обращенную наружу в радиальном направлении.
Внутренняя поверхность второй торцевой стенки может формировать кольцевое приемное углубление, в то время как волнистая поверхность внешней боковой стенки отходящего внутрь выступа формирует внутреннюю, обращенную наружу, поверхность кольцевого приемного углубления. Кроме того, приемное углубление содержит стенку с внешней, обращенной внутрь, поверхностью, расположенную на некотором расстоянии от внутренней, обращенной наружу, поверхности приемного углубления. Величина этого расстояния составляет предпочтительно по меньшей мере 10 мм и более предпочтительно не более 40 мм.
В рассмотренном варианте блок фильтрующего материала содержит гофрированный материал и может иметь коническую форму, суживаясь в направлении от первой торцевой крышки ко второй торцевой крышке. Кроме того, блок фильтрующего материала может содержать внутреннюю обшивку. Блок фильтрующего материала также может содержать внешнюю обшивку и/или валик клеящего вещества на внешней поверхности для поддержания целостности гофрированного материала и расстояния между его складками.
Как уже указывалось, раскрытые в описании принципы настоящего изобретения могут быть осуществлены путем использования отобранных признаков в различных вариантах конструкции, то есть, какой-либо конкретный вариант необязательно должен содержать все раскрытые признаки. Таким образом, предлагается второй вариант узла воздушного фильтра, содержащий кожух, в состав которого входит корпус и крышка доступа. Корпус кожуха содержит боковую стенку, торцевую стенку и противолежащую ей открытую торцевую стенку. Торцевая стенка формирует сквозной проход для воздушного потока, и корпус кожуха содержит внутреннее пространство кожуха. Кожух может содержать впускное устройство для воздушного потока, обеспечивающее поступление воздуха во внутреннее пространство фильтра в процессе его работы.
Во внутреннем пространстве корпуса кожуха расположен основной обслуживаемый фильтрующий патрон. Основной фильтрующий патрон содержит блок фильтрующего материала, окружающий внутреннее открытое пространство фильтра и проходящий между первой и второй торцевыми крышками. Первая торцевая крышка является открытой крышкой со сквозным центральным отверстием. На первой торцевой крышке имеется уплотнение кожуха. Уплотнение кожуха может представлять собой, например, уплотнение с цилиндрической поверхностью, сформированное как единое целое с торцевой крышкой, хотя возможны и другие варианты. В одном из вариантов уплотнение кожуха представляет собой выступ, отходящий наружу от первой торцевой крышки и снабженный обращенной наружу ступенчатой цилиндрической уплотняющей поверхностью. Уплотнение может иметь вделанную в него опору уплотнения, как это было описано выше.
Вторая торцевая крышка основного фильтрующего патрона является закрытой крышкой, имеющей внешнюю поверхность, снабженную приемным желобом. Приемный желоб формируется внутренней и внешней круговыми стенками, отстоящими друг от друга на расстоянии, не превышающем 25 мм, и предпочтительно не превышающем 10 мм. Даже в тех вариантах, когда указанное расстояние превышает 10 мм, в некоторой части приемного желоба, предпочтительно на глубине по меньшей мере 6 мм, и более предпочтительно по меньшей мере 10 мм, расстояние между стенками желоба не превышает 10 мм.
В предпочтительном варианте приемный желоб отстоит от блока фильтрующего материала по меньшей мере на расстоянии 20 мм в направлении внутрь по радиусу.
В рассмотренном варианте на открытом конце корпуса кожуха крепится крышка доступа, которая имеет внутреннюю поверхность с первым кольцевым выступом. Крышка доступ устанавливается таким образом, что первый кольцевой выступ входит в приемный желоб на втором конце основного фильтрующего патрона. Такая конструкция может обеспечивать опору для консольного конца фильтрующего патрона. Первый кольцевой выступ может иметь волнистую форму, с внутренней и внешней волнистыми поверхностями.
Предпочтительно по меньшей мере внутренняя или внешняя стенка приемного желоба имеет волнистую поверхность. В некоторых вариантах волнистую поверхность имеют обе стенки. Стенка, имеющая волнистую форму, может использоваться для сцепления с выступом, имеющим волнистую форму, на крышке доступа для обеспечения соединения без вращения между основным фильтрующим патроном и крышкой доступа.
В рассмотренном варианте внешняя поверхность второй торцевой крышки содержит отходящий наружу центральный выступ, окруженный приемным желобом, и внутренняя поверхность крышки доступа содержит приемное углубление, в которое входит центральный выступ на основном фильтрующем патроне.
Признаки, раскрытые в связи с данным вариантом осуществления изобретения, могут быть реализованы в конструкции, показанной на фигурах, в которой корпус кожуха содержит центральную опору фильтрующего патрона, входящую в открытое внутреннее пространство фильтра. Центральная опора фильтрующего патрона может содержать опорный конец, взаимодействующий с фильтрующим патроном для обеспечения опоры консольного конца патрона и/или соединения без вращения.
Также предлагается фильтрующий патрон воздушного фильтра в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения. Фильтрующий патрон воздушного фильтра может содержать блок фильтрующего материала, окружающий открытое внутреннее пространство фильтра и имеющий первый и второй концы. На первом конце блока фильтрующего материала установлена первая торцевая крышка. В первой торцевой крышке имеется центральное сквозное отверстие.
На первой торцевой крышке имеется уплотнение кожуха. Уплотнение кожуха может представлять собой единое целое с первой торцевой крышкой и может быть уплотнением с цилиндрической уплотняющей поверхностью, обращенной внутрь или наружу. Уплотнение может иметь вделанную в него опору уплотнения, как это было описано выше.
На втором конце блока фильтрующего материала установлена вторая торцевая крышка. Вторая торцевая крышка имеет внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность. Внешняя поверхность предпочтительно содержит приемный желоб, имеющий волнистую форму. Внешняя поверхность предпочтительно содержит также отходящий наружу выступ, окруженный волнистым приемным желобом.
Внутренняя поверхность второй торцевой крышки предпочтительно содержит центральное приемное углубление, отходящее в направлении от первой торцевой крышки. В данном варианте центральное приемное углубление окружено приемным желобом.
В конкретном рассмотренном варианте приемный желоб имеет восьмилепестковую форму, составленную из восьми лепестков, имеющих одинаковые размеры и форму.
При этом фильтрующий блок содержит гофрированный материал. Кроме того, в рассмотренном варианте фильтрующий блок имеет коническую форму, суживающуюся в направлении от первой торцевой крышки ко второй торцевой крышке.
Аналогично, как и в предыдущих случаях, совершенно необязательно, чтобы какая-то конструкция содержала все указанные признаки для получения преимуществ и достоинств настоящего изобретения. Однако раскрытые в описании признаки обеспечивают в совокупности предпочтительную конструкцию узла воздушного фильтра, простую и удобную в сборке.