ВСТРАИВАЕМЫЙ ФИЛЬТР ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к устройствам для очистки воздуха фильтрованием, в частности к встроенным патронным фильтрам воздухораспределителя, и конструкция может быть использована для фильтрации в тех областях, где требуется эффективная очистка воздуха от дисперсных частиц.
Очистка от посторонних примесей требуется как в пневматике, так и в гидравлике. В виду этого конструкции фильтров в принципе сходны. Фильтрующий элемент при этом может быть расположен как в отдельном корпусе, так и встраиваться в систему.
Известен фильтр, который содержит корпус, разделенный на входную и выходную полости фильтрующими элементами, коаксиально расположенными между нижним и верхним упорами, крышку, входной и выходной патрубки и дополнительный фильтр, связанный с входной полостью (см. пат РФ №1762972, B01D 27/08, от 11.11.1990).
Однако известный фильтр не способен к восстановлению после насыщения посторонними примесями из подаваемого через фильтр воздуха. Кроме того, в канал трубопровода вставить подобную конструкцию из фильтрующих элементов сложно т.е. его функциональные возможности ограничены.
Кроме того, известен фильтр комплексной очистки воздуха содержащий корпус, разделенный на входную и выходную полости фильтрующими элементами, коаксиально расположенными между нижним и верхним упорами, крышку, входной и выходной патрубки и дополнительный фильтр, связанный с выходной полостью (пат. RU №2354436, B01D 27/08, от 05.10.2007). Упоры выполнены в виде подпятников с опорными ножками, контактирующими соответственно с нижней частью корпуса и с крышкой и образующими входную и выходную полости для прохождения очищаемого и очищенного воздуха, а на внутренней стороне подпятников выполнены установочные места для торцов коаксиально расположенных фильтрующих элементов грубой и тонкой очистки, при этом содержит дополнительный фильтр влагоотделитель. Недостатком такого фильтра являются размеры и необходимость замены фильтрующих элементов после их насыщения.
Известен пылеотделитель локомотивной адсорбционной установки, где на перфорированный патрон с фильтрующим элементом надет чехол из фильтрующего материала (пат. RU №54568, В60Т 17/00, B01D 29/11, В61С 15/00, от 25.10.2005). Это корпусной фильтр имеет значительные размеры.
Известен фильтр для очистки воздуха, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком, выходными патрубками и фильтрующим элементом, установленным с кольцевым зазором относительно корпуса (Иноземцев В.Г., Казаринов В.М., Ясенцев В.Ф. Автоматические тормоза. М. Транспорт, 1981, стр.300 тип УФ-2). Там же описан фильтр проходного типа для трубопроводов, непосредственно через встроенный в корпус фильтрующий элемент, которого проходит воздушный поток. Кроме несовершенного фильтрующего материала устройство имеет такой недостаток как отсутствие возможности очистки после засорения механическими примесями.
Использовать такую конструкцию на входе в воздухораспределитель подвижного состава не возможно. Поэтому там используется патронного типа фильтр, а по сути фильтрующий элемент, помещаемый в корпус пневматического прибора на пути подачи сжатого воздуха из тормозной магистрали. Он имеет наружную и внутреннюю перфорированные поверхности с фильтрующим материалом между ними (Крылов В.И. и др. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. Справочник. - М.: Транспорт, 1989, стр.252, тип 145-02). Из-за конструктивных особенностей этот фильтр, взятый за прототип, практически не может быть полностью восстановлен после загрязнения механическими примесями и, кроме того, быстро засоряется.
Поэтому есть необходимость усовершенствования конструкции данного устройства таким образом, чтобы имелась возможность его восстановления после эксплуатации. Вследствие этого полезная модель предназначена для решения задачи повышения ремонтопригодности прибора для очистки воздуха поступающего из тормозной магистрали, увеличения его ресурса и снижения себестоимости изготовления за счет уменьшения металлоемкости.
Достигаемый технический результат заключается в возможности очистки фильтрующего элемента от механических примесей воздуха после его разборки и дальнейшего использования после установки на предназначенное место, что обеспечивает увеличение его ресурса при дальнейшей периодической профилактической промывке и очистке фильтрующего элемента и повторного использования.
При этом достигнуто увеличение поверхности фильтрующих элементов при сохранении габаритов устройства, надежности его работы и простоты в обслуживании.
Кроме того, конструкция предлагаемого фильтра очистки воздуха обеспечивает возможность замены фильтрующего материала на аналогичные или лучшие по параметрам.
Технический результат достигается тем, что фильтр очистки воздуха содержит корпус, разделенный на входную и выходную полости фильтрующими элементами, коаксиально расположенными между нижним и верхним упорами, и дополнительный фильтр, расположенный под пружиной с наружной стороны корпуса, выполненного из двух частей с замковым соединением между ними и в полости между которыми герметично установлен основной фильтрующий элемент, выполненный в виде сеточного набора с разным пневматическим сопротивлением, а на торце после замкового соединения в собранном корпусе образована полость для уплотнительного элемента.
При этом корпус выполнен из полиамида, а фильтрующие элементы-сетки из нержавеющей проволоки. Кроме того, составные сетки исполнены равновысокими в продольном направлению, при этом расположены коаксиально с зазором между собой. Дополнительно на внутренней поверхности части корпуса может также быть установлена сетка с минимальным размером ячеек, поджатая второй внутренней пружиной. В дополнение замковое соединение фиксируется посредством упругой кольцевой пружины.
Полезная модель поясняется чертежом-схемой (фиг.1), где представлен продольный разрез фильтра очистки воздуха в собранном состоянии.
Фильтр очистки воздуха содержит корпус 1 выполненного в виде сборного стакана, в котором имеется наружная часть 2 с прямоугольными прорезями 3 и внутренняя часть 4, которая вставляется во внутреннюю часть. На наружной поверхности части 2, расположена пружина 5, которая охватывает наружную дополнительную сетку 6 на наружной поверхности части 2. На торцах каждой части (правых на фиг.1) имеются соответственно выступ 7 и паз 8 для их соединения. При этом при упоре торца (левого на фиг.1) внутренней части 3 в наружную часть 2 происходит замковое соединение частей. Наружная поверхность части 3 и внутренняя поверхность части 2 в собранном положении образуют полость между ними. В этой полости находится сборка фильтрующих сеток 9, концы которых закреплены в упругом элементе 10. Размеры ячеек этих коаксиально установленных сеток создают разное пневматическое сопротивление проходящему воздуху: для первой меньше, чем для последующих сеток. Так как эти упругие элементы при установке внутренней части сжимаются, то этим достигается необходимое разделение очищенного воздуха от предварительно очищенного сеткой 6 воздуха.
Правый торец собранного корпуса имеет полость для эластомерного кольца 11. Здесь же, но снаружи от кольца для надежной фиксации замкового соединения может быть установлено пружинное кольцо (не показано). Для установки фильтра в корпус воздухораспределителя служит резьба 12 на наружной части.
Очистка воздуха осуществляется следующим образом.
Очищаемый воздух подается через сетку 6 в полость, образованную частями 2 и 3. Далее предварительно очищенный воздух проходит через сборку из сеток 9.
Сборка сеток выполнена равновысокой в осевом направлении и составной с зазором относительно друг друга. Величина этого зазора определяется прокладками между сетками или установкой дополнительных сеток (как минимум, одной) с большим размером ячеек. При этом по мере продвижения внутрь параметры ячейки сеток уменьшаются. То есть размер задерживаемых механических частиц уменьшается по мере прохождения воздуха через сборку. Далее через вырезы прямоугольной формы очищенный воздух поступает на выход справа по рисунку, как показано стрелкой. На внутренней поверхности части 4 может также быть установлена сетка с минимальным размером ячеек, поджатая второй пружиной (не показано). В этом случае сетка прилегает непосредственно к внутренней поверхности части 4, а больший диаметр пружины касается фильтрующей сетки. Кроме того, указанная внутренняя поверхность не обязательно может быть гладкой. Объем задержанного материала будет больше, если сделать эту поверхность с выступами и впадинами, например, продольными, кольцевыми или другой формы. Этим также будет увеличена продолжительность непрерывной рабаты такого фильтра. Понятно, что такая же поверхность с впадинами может быть сделана на наружной части 2. Данной возможностью также можно воспользоваться для увеличения ресурса предлагаемого фильтра.
Фильтрующие элементы-сетки 9 выполнены из нержавеющего материала (стали, латуни, с покрытием и т.п) и расположены коаксиально. Корпус может быть выполнен как из нержавеющего материала, так и из упругого эластомера, например полиамида. Предложенное решение позволяет увеличить продолжительность непрерывной работы фильтра так, как фильтр медленнее засоряется. При использовании в условиях постоянных вибраций задержанные сеткой частицы могут опуститься на свободное место перед фильтрующим элементом, и таким образом произойдет его самоочищение. Преимущества замкого соединения проявляются, прежде всего, в удобстве при разборке фильтра для очистки его фильтрующих элементов.
Выполнение корпуса фильтра из неметаллов может существенно снизить стоимость. На предлагаемое техническое решение выполнена конструкторская документация и проводятся испытания опытной партии.
Предлагаемый фильтр для воздушной магистрали обладает широкой применимостью в различных пневматических средствах.