РЕВЕРСИВНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ГИДРО- И ПНЕВМОПРИВОДА

Полезная модель относится к фильтрам, а именно, к фильтрам, защищающим отдельные агрегаты гидро- или пневмосистем (гидро- или пневмоцилиндры, клапаны, дроссели, гидро- или пневмопереходы, распределители, гидро- или пиевмоторы и др.) от попадания в них вместе с рабочей жидкостью или газом (РЖГ) посторонних частиц при постоянном или переменном направлении движения РЖГ (реверсивном потоке).
Известен фильтр для реверсивного потока по патенту №2075328, содержащий цилиндрический стакан с одним размещенным в нем фильтроэлементом, головку с одним предохранитель-ным и четырьмя обратными клапанами, одну центральную и две периферийные камеры, Также известен патронный фильтр для гидропривода по авторскому свидетельству СССР №476886 от 15.07.75 (дата публикации), содержащий, размещенные в едином корпусе с крышками, общий фильтроэлемент на оба направления движения РЖГ, две пары обратных клапанов устанавливаемых на разных концах корпуса фильтра, причем, каждая пара располагается в своем корпусе так, что оси симметрии клапанов не совпадают с осью их корпуса и корпуса фильтра.
Известный патронный фильтр для гидропривода (патент №476886) является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Недостатком прототипа является наличие единственного фильтроэлемента для обоих направлений движения РЖГ, технологическая сложность изготовления (большое число обратных клапанов, имеющих общие несоосные с корпусом фильтра корпусы, герметичность каждого из которых должна быть проверена путем изоляции влияния остальных), что также является его недостатком по стоимостному показателю. При изготовлении изделий (в нашем случае реверсивных фильтров) большими сериями важно с точки зрения времени и стоимости отладки конечной сборочной единицы, чтобы технические характеристики (например, герметичность) ее отдельных элементов были проверены заранее, что будет затруднительно сделать для нескольких клапанов, размещаемых в общем корпусе (требуется исключить влияние соседних клапанов). Кроме того, в обратных клапанах, у которых не совпадают оси симметрии седел и корпуса, сложно обеспечить перпендикулярность плоскости кромки седла к общей оси симметрии клапана, следствием чего оказывается их недостаточная герметичность.
Для снижения стоимости изделий и ремонтных работ по ним также важно предусмотреть возможность применения в них стандартных или ранее освоенных в производстве комплектующих элементов (например, обратных клапанов).
Техническим результатом заявляемой полезной модели является:
1. Повышение надежности и ресурса гидро- или пневмопривода (ГПП).
2. Снижение стоимости изготовления и ремонта, как самих реверсивных фильтров, так и всего ГПП.
Указанный технический результат достигается тем, что в патронном реверсивном фильтре содержащем круглый цилиндрический корпус, четыре попарно противоположно ориентированных обратных клапана и один фильтроэлемент, согласно полезной модели, внутренняя часть корпуса выполнена со ступенчатой центрально симметричной стенкой, разделяющей противоположно направленные потоки рабочей жидкости или газа так, что в образовавшихся внутренних частях корпуса с большим диаметром размещены входные обратные клапаны и фильтроэлементы, а в частях с меньшим диаметром - выходные обратные клапаны при этом корпусы входных обратных клапанов выполнены с двойной стенкой - внешней и внутренней - с образованием кольцевой полости, а в боковых сторонах внутренних стенок входных обратных клапанов под острым углом к их оси симметрии выполнены сквозные отверстия, связывающие при открытом положении указанных клапанов входные полости фильтра с кольцевыми полостями и сторонами фильтроэлементов обращенными к набегающему потоку рабочей жидкости или газа. При этом с целью уменьшения габаритов и веса внешняя образующая корпуса реверсивного фильтра может быть составлена из частей в виде окружностей, эллипсов и прямых отрезков, а сам корпус с установленными в него деталями с целью повышения технологичности и уменьшения производственных отходов может быть составлен из двух центрально симметричных частей соединяемых встык муфтой.
Указанная выше совокупность существенных признаков полезной модели на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием технических средств и соответствует требованиям критерия «промышленная применимость».
На фиг.1 показан продольный разрез, на фиг.2 - поперечный разрез (вид A-A) реверсивного фильтра для гидро- и пневмопривода, на котором пунктирной линией показана габаритная окружность для визуальной оценки выигрыша в поперечном размере и весе при использовании вышепредложенной формы образующей корпуса по сравнению с телом вращения, на фиг.3 показана схема реверсивного фильтра для гидро- и пневмопривода с корпусом составленным из двух центрально симметричных относительно точки O частей, соединенных муфтой [здесь под центральной симметрией на плоскости имеется ввиду возможность совмещения двух фигур поворотом одной из них вокруг некоторого центра (в нашем случае поворотом части фигуры, расположенной ниже прямой, проходящей через точку C, вокруг той же точки на 180°); (в пространстве симметрия будет относительно оси: плоскость, проходящая через прямую BC перпендикулярно оси симметрии крышек, делит весь фильтр на две пространственно симметричные части относительно оси BC, находящейся в плоскости зеркальной симметрии). См. БСЭ, издание второе, 1956 г., статья «симметрия»].
Реверсивный фильтр (фиг.1) для гидро- и пневмопривода содержит корпус 1 с крышками 2, 3 и входными-выходными штуцерами 4, 5. Корпус разделен ступенчатой стенкой 6, в частях которого с большим диаметром установлены противоположно ориентированные входные обратные клапаны 7 и 8, последовательно с которыми вмонтированы фильтроэлементы 9 и 10, а в частях с меньшим диаметром установлены выходные обратные клапаны 11 и 12 со своими корпусами. Корпусы входных обратных клапанов выполнены с двойными стенками: внешними 13, 14 и внутренними 15, 16 с образованием кольцевых полостей 17 и 18. Внутренние стенки выполнены со сквозными отверстиями 19 и 20 под острым углом к осям симметрии клапанов так, чтобы их выходы в кольцевые полости 17, 18 были направлены против движения фильтруемой РЖГ.
3
3
3
3
3
3
Реверсивный фильтр для гидро- и пневмопривода работает следующим образом (фиг.1), При движении РЖГ в направлении (+X) [движение РЖГ в зависимости от ее подачи в нижний 4 или верхний 5 штуцер на фиг.1 показано стрелками] обратные клапаны 8 и 11 открываются, обратные клапаны 7 и 12 остаются закрытыми. При открытии обратного клапана 8 его подвижный относительно корпуса элемент (шарик на схеме), сжимая пружину, смещается вверх, занимая положение выше выходов отверстий 20 в полость 21 (шарик и пружина при открытом положении клапана на фиг.1 показаны тонкими линиями). РЖГ будет течь через фильтроэлемент 10 и им же очищаться. Через (фильтроэлемент 9 течения не будет. Далее очищенная РЖГ проходит через обратный клапан 11 и выходит через штуцер 5 в трубопровод гидро- или пневмосистемы. Движение РЖГ в направлении (-X) происходит аналогично вышеописанному процессу: обратные клапаны 11 и 8 будут закрыты, обратные клапаны 7 и 12 откроются, очистка РЖГ будет выполняться фильтроэлементом 9. Выполнение отверстий 19, 20 под острым углом к оси входных обратных клапанов с направлением их выходов в кольцевые полости против движения РЖГ исключает динамический удар потока по фильтроэлементам и практически исключает возврат задержанных загрязняющих частиц в полости 21, 22: так как удельный вес применяемых в гидро- или пневмосистемах материалов (металлы, резиновые уплотнения, фторопласт-4, полиамиды (капролон) больше удельного веса РЖГ, то при вертикальной установке фильтра задержанные частицы останутся на фильтроэлементе или осядут на дно кольцевой полости, при горизонтальной установке - частицы, не зафиксировавшиеся на поверхности фильтроэлементов, осядут в низ боковых частей кольцевых полостей (например, при изменении температуры от плюс 80°C до минус 50°C плотность масла гидравлического МГЕ-10А находится в диапазоне 0,82-0,91 г/см, плотность применяемых металлов 2,7-8,9 г/см, - фторопласта-4 2-2,2 г/см, уплотнения из резин ИРП-2025 и ИРП-2035 имеют плотность 1,21 и 1,33 г/см, полиамид марки Б - 1,15 г/см, полиуретан СКУ-7Л-1,25 г/см). Если, в каком-то из направлений, за реверсивным фильтром в составе гидро- или пневмосистемы нет чувствительных к загрязнению агрегатов и магистраль достаточно коротка, то фильтроэлемент и один из обратных клапанов этого направления допускается не устанавливать.
На поперечном разрезе (вид A-A) (фиг.2) иллюстрируется получаемый выигрыш в габаритах и весе при применении предлагаемой в данной заявке внешней формы фильтра: между сплошной линией, составленной из элементов эллипсов и окружностей, и штриховой линией находится область (заполнена точками), площадь которой, умноженная на длину корпуса и плотность его материала, представляет собой минимальную величину, на которую уменьшается вес устройства (формы крышек и удаляемые площадки между эллипсами и прямыми отрезками дадут дополнительный выигрыш).
На фиг.3 показана схема фильтра, собранного из двух центрально симметричных относительно центра O (симметричных относительно оси ВС в пространстве) частей с использованием муфты 23. Такая конструкция позволяет использовать для изготовления корпуса короткие отрезки материала, которые при цельном корпусе не могли бы быть использованы (стали бы производственными отходами), а также производить серийно только муфты и одну из частей фильтра, что упростит автоматизацию производства. Кроме того, такая схема даст возможность снижения стоимости ремонтных работ: можно будет заменять не весь фильтр, а только
одну из его частей, которая может оказаться более изношенной из-за разницы в скорости и загрязненности потоков РЖГ противоположных направлений.
Таким образом, реверсивный фильтр для гидро- и пневмопривода за счет выполнения его корпуса со ступенчатой центрально симметричной стенкой, разделяющей противоположно направленные потоки РЖГ, с установкой в частях корпуса с большим диаметром фильтроэлемептов и входных обратных клапанов, а в частях с меньшим диаметром выходных обратных клапанов, выполнения корпусов входных обратных клапанов с двойной стенкой с образованием кольцевых полостей для удержания загрязняющих частиц и с наклоненными под острым углом к их оси симметрии сквозными отверстиями во внутренних стенках с закрытым торцом, выполнения образующей внешней части корпуса всего устройства в виде окружностей, эллипсов и прямых отрезков, а также разделения корпуса и всего фильтра поперечной плоскостью на две центрально симметричные части соединяемые встык муфтой позволяет защитить агрегаты гидро- и пневмосистем от попадания в них посторонних частиц, повышая их надежность и ресурс, снизить вес, габариты и стоимость изготовления самих фильтров, улучшить их технологичность и уменьшить объем производственных отходов.