ФИЛЬТР
FILTER

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в гидравлических системах управления и смазки, в частности, транспортных средств.
В машиностроении, в том числе в транспортном машиностроении, с целью упрощения гидросистемы управления и смазки применяют единую рабочую жидкость для смазки и охлаждения редукторной части, а также для работы золотниковых устройств.
Для безотказной работы золотниковых распределительных устройств тонкость очистки рабочей жидкости в таких системах должна быть 20…30 микрон.
Большие объемы рабочей жидкости и высокая степень очистки ее накладывают на создание гидросистемы определенные трудности.
Для очистки масла в гидросистемах транспортных средств часто применяют гидроциклонные фильтры благодаря их способности не менять своего сопротивления в зависимости от времени работы и загрязнения фильтра.
Известны гидроциклонные фильтры, представляющие собой гидродинамический очиститель силового типа - см. информационный материал «Очистка смазочных масел при помощи гидроциклонов», исполнитель В.В.Ободовский, Министерство транспортного машиностроения СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт, отд. №4 и №17, Ленинград, 1957 г.; Поваров А.И. «Гидроциклон», Москва, 1961 г.
Гидроциклон состоит из корпуса с цилиндрической и конической частями, входного и выходного патрубков, бункера для осадка. Корпус гидроциклона выполняется с тангенциальным щелеобразным входом и с выходом по продольной оси корпуса.
Масло, поступающее в цилиндрическую часть по касательной через входную щель, закручивается, вращается в конической части и выходит в центральную трубку. Загрязнитель выносится через нижнее отверстие в бункер для осадка.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность очистки жидкости в трассах с переменным расходом, например в трассах управления, из-за переменной скорости движения жидкости в гидроциклоне.
Часто применяемые в гидросистемах гидроциклонные фильтры, обеспечивая проход всего потока рабочей жидкости (полнопроточные фильтры), дают тонкость очистки в среднем 40…60 микрон. Это объясняется тем, что при изменении расхода жидкости, например при перегазовках двигателя в транспортных средствах, посторонние включения малой массы, оказавшиеся в верхней части бункера гидроциклона, снова подхватываются потоком и выносятся в основной поток, оказываясь снова в гидравлической линии. Поэтому гидроциклонные фильтры рекомендуется устанавливать в потоке с небольшим изменением расхода жидкости.
Для более тонкой очистки рабочей жидкости применяют фильтрующие элементы с ячейкой 20…30 микрон. Однако фильтр с такой ячейкой, пропускающий полный поток рабочей жидкости, получается больших габаритов и не удовлетворяет требованиям компоновки.
Использование бумажных фильтрующих элементов в фильтрах приводит к неудобствам при их замене.
Применение других фильтров, например центрифуги, усложняет конструкцию гидросистемы и удорожает ее.
Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является гидроциклонный фильтр - см. «Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, часть 2», издательство «Москва», Воениздат, 1989 г. стр.68, 85, который можно рассматривать в качестве прототипа.
Целью предлагаемого изобретения является повышение компактности, эффективности и надежности работы фильтра, удобства при его эксплуатации.
Новизной предлагаемого изобретения является то, что в нем входной поток жидкости формируется в циклонном устройстве корпуса по касательной и под углом к продольной оси корпуса в сторону бункера, по центру размещается полнопоточный цилиндрический сетчатый фильтрующий элемент с гофрированной шторой, внутренней цилиндрической трубкой с отверстиями и опорными втулками, вокруг которого расположена юбка с входными пазами для формирования потока масла, уплотненный по торцам и поджимаемый со стороны бункера пружиной, расположенной в подвижном в осевом направлении стакане с уплотнением в корпусе бункера, а через пазы юбки и наружную поверхность фильтрующего элемента проходит поток масла из циклонного устройства внутрь фильтра, причем в фильтре в качестве клапана ограничения наибольшего давления при засоренном фильтрующем элементе служит фильтрующий элемент и поджимающая его пружина, а полость для перепуска жидкости при срабатывании клапана расположена в противоположном от бункера торце между входным отверстием в корпусе и выходным каналом в крышке.
На фиг.1 изображен предлагаемый фильтр - вид спереди, на фиг.2 - вид сверху.
Двухступенчатый фильтр содержит корпус 9 с входным отверстием и выходом по продольной оси корпуса, с циклонным устройством, фланцем 1 для крепления, фланцем 18 для соединения с бункером и фланцем 5 для соединения с крышкой 20, бункер 11 с магнитным устройством 13 для сбора осадка, выходной патрубок 21 с уплотнительными кольцами 22, 23 с противоположного бункеру торца, фильтрующий элемент 8.
Корпус 9 выполнен из конической и цилиндрической частей. В цилиндрической части выполнен тангенциальный щелеобразный вход 6.
Корпус 9 соединяется с корпусом бункера 11 болтами 25 и уплотняется резиновым кольцом 12, с крышкой 20 болтами 24 и уплотняется резиновым кольцом 4.
В фильтре входной поток жидкости формируется в циклонном устройстве корпуса 9 по касательной и под углом к продольной оси корпуса 9 в сторону бункера.
По центру фильтра размещается полнопоточный цилиндрический сетчатый фильтрующий элемент 8 с опорными втулками 2, 17, уплотненный по торцам резиновым кольцом 16 с одного и резиновым кольцом 3 с другого торца и поджимаемый со стороны бункера цилиндрической пружиной 15. Пружина 15 расположена в подвижном в осевом направлении стакане 14 с уплотнением 10 в корпусе бункера 11. Вокруг фильтрующего элемента 8 расположена юбка 7 с входными пазами для формирования потока масла. Через пазы юбки 7 и наружную поверхность сетчатого фильтрующего элемента 8 проходит поток масла из циклонного устройства внутрь фильтра.
Металлический сетчатый элемент 8 выполнен с ячейкой 30…40 микрон. Для увеличения рабочей поверхности он выполнен с гофрированной шторой (в поперечном сечении звездообразной формы). Для защиты рабочей сетки в фильтрующем элементе устанавливаются наружная и внутренняя защитные сетки со значительно более крупной ячейкой, чем у рабочей сетки. Внутри фильтрующего элемента для поперечной и продольной устойчивости размещается цилиндрическая трубка 19 с отверстиями для прохода масла.
В фильтре в качестве клапана ограничения наибольшего давления при засоренном фильтрующем элементе служит фильтрующий элемент и поджимающая его пружина 15, который перемещается в осевом направлении из-за разницы давления масла, воздействующего на его опорные торцы 2 и 17.
Полость для перепуска жидкости при срабатывании клапана расположена в противоположном от бункера торце между входным отверстием 6 в корпусе 9 и выходным каналом в крышке 20. В выходном патрубке устанавливаются уплотнительные кольца 22, 23.
Фильтр располагается с небольшим отклонением (±30°) от вертикальной плоскости.
Работа фильтра проходит следующим образом.
Рабочая жидкость под давлением управления полным потоком поступает в цилиндрическую, а затем в конусную часть циклона по касательной и под углом к продольной оси корпуса 9 в сторону бункера. Раскрученные вместе с потоком посторонние включения, прижимаясь к внутренним стенкам корпуса 9, перемещаются вниз в сторону бункера, металлические включения притягиваются магнитным устройством 13. Включения с большой массой осаждаются на дно бункера, а в верхней части бункера оказываются включения с малой массой, которые могут при изменении расхода рабочей жидкости снова вернуться в основной поток. Через входные пазы юбки и наружную поверхность сетчатого фильтрующего элемента 8 проходит поток масла из циклонного устройства внутрь фильтра и по внутренней цилиндрической полости трубки 19 с отверстиями на выход из фильтра.
Фильтрующий элемент 8 может демонтироваться из фильтра для очистки от загрязнений и повторно эксплуатироваться после регенерации. Время очистки всей рабочей жидкости до требуемых параметров зависит от степени загрязнения и объема рабочей жидкости, проходящей через две ступени фильтра - гидроциклонную и сетчатую.
Для демонтажа фильтрующего элемента необходимо расстопорить выходной патрубок 21, вдвинуть его во внутрь крышки 20, отвернуть две гайки и снять крышку 20.
Предлагаемый компактный двухступенчатый фильтр со съемным регенерируемым сетчатым элементом во второй ступени существенно повышает эффективность и надежность очистки масла, удобство при его эксплуатации.