БЫСТРОРАЗЪЕМНЫЙ ФИЛЬТР-КАССЕТА Российский патент 1997 года по МПК B01D29/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в устройствах для контроля чистоты жидкостей, например для анализа рабочих жидкостей гидросистем, систем смазок двигателей на предмет наличия загрязнений.

Известен быстроразъемный фильтр для предварительного контроля чистоты рабочих или моющих жидкостей, содержащий корпус, уплотнительные элементы, крышку, контрольный фильтр [1] Недостаток такого устройства низкая точность контроля, что объясняется неравномерностью распределения осадка загрязнений на контрольном фильтре вследствие вымываемости их входным возмущенным (турбулизированным) потоком, переменным по величине.

Настоящее изобретение направлено на повышение точности контроля чистоты жидкости за счет более равномерного распределения осадка загрязнений на контрольном фильтре. Решение поставленной задачи достигается тем, что крышка удлиненной цилиндрической формы содержит контрольный фильтр с подложкой и уплотнением, которые выполнены подвижными по сои потока контролируемой жидкости и подпружиненными с двух сторон, а в самой крышке выполнен обводной канал.

На чертеже изображен общий вид быстроразъемного фильтра кассеты (разрез).

Фильтр-кассета содержит корпус 1 с помещенной в нем подложкой 2 и уплотнителем 3, между которыми установлен контрольный фильтр 4, подпружиненный с двух сторон пружинами 5. На входе в удлиненной цилиндрической крышке 6 выполнен коноидальный насадок 7 и обводной канал 8.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемая жидкость из гидросистемы под давлением поступает через входной коноидальный насадок 7 внутрь цилиндрической крышки 6. Свободная струя, вытекающая из коноидального насадка 7 в цилиндрическое пространство крышки 6, расширяется и рассеивается в ней за счет действия сил трения по поверхности струи. На основании теории пограничного слоя вся струя разбивается на два участка: основной и начальный. Основной участок представляет сплошь пограничный слой, где скорость убывает к границам и окончанию струи.

Начальный участок струи, по длине X_нач. от коноидального насадка, состоит из ядра 10 и двух одинаковых пограничных областей. Такое строение потока жидкости возможно только при цилиндрической форме крышки, при других же формах происходит срыв потока со стенок камеры-крышки и, как следствие его турбулизации.

При удлиненной цилиндрической форме крышки, при правильном расчете и регулировании ее длины Х, происходит равномерное распределение осадка загрязнений соответственно при более равномерном распределении скоростей по сечению потока (на диаметр D), значительно меньших по величине в сравнении с величиной скоростей на входе в крышку (на диаметр D₀).

При известных: диаметре D фильтрующего элемента, диаметр насадки D₀ и соответственно угле α расчет необходимой длины цилиндрической крышки производится следующим образом. Площадь сечения в месте установки фильтрующего элемента контрольного фильтра, т.е. на расстоянии X от входа жидкости в цилиндрическую камеру крышки равна

Тогда

Угол a выбирается в зависимости от формы подводящего сопла-насадка и начальной завихренности подаваемой в крышку жидкости.

Так, по Абрамовичу Г.Н. ("Прикладная газовая динамика") tgα 3,4а, где а коэффициент турбулентности, равный 0,08. Для круглого сопла-насадка оптимальное значение угла α = 12^°40 Оптимальными углами конусности являются углы, равные 13^o это способствует выравниванию скоростей жидкости на расстоянии Х от входа.

Так как расход жидкости на входе является переменным Q-var, то необходимо расстояние Х поддерживать оптимальным. Это осуществляется следующим образом. Контрольный фильтр 4 вместе с подложкой 2 и уплотнителем 3 могут передвигается в осевом направлении за счет разности давлений в передней В и задней А частях указанных элементов 2, 3, 4.

С помощью одинаковых пружин 5, установленных сзади (полость А) и впереди (полость В) элементов 2, 3, 4, фиксируется расстояние Х из расчета подаваемой жидкости. При увеличении расхода на входе соответственно скорость жидкости возрастает, а давление на входе уменьшается. Это приводит к перетеканию части жидкости по обводному каналу 8 из задней части А на вход устройства, т.е. из области высокого давления в область низкого давления. В связи с этим давление в полости А уменьшается в сравнении с давлением в полости В и элементы 2, 3, 4 перемещаются вдоль оси, при этом расстояние Х увеличивается, а на фильтр 4 поступает поток жидкости с уменьшенной и равномерно распределенной по сечению скоростью, что приводит к более равномерному, в свою очередь, распределению частиц загрязнений, т. е. повышению точности контроля чистоты жидкости.

При уменьшении расхода Q на входе в устройство давление возрастает и отток жидкости из полости А уменьшается соответственно давление в полости А повысится, а элементы 2, 3, 4 примут первоначальное положение или же сместятся вправо, находясь на оптимальном расстоянии Х от входа жидкости в устройстве.

Таким образом, обеспечивается автоматическое регулирование положения элементов 2, 3, 4, что способствует точности контроля чистоты жидкости.

Использование: устройства для контроля частоты жидкостей, например для анализа рабочих жидкостей гидросистем, систем смазок двигателей на предмет наличия загрязнений. Сущность изобретения: быстроразъемный фильтр-кассета содержит корпус с помещенной в нем подложкой, поджимное устройство, контрольный фильтр, подпружиненный с двух сторон, крышку с коноидальным насадком и обводным каналом. 1 ил.

Быстроразъемный фильтр-кассета, содержащий корпус, крышку и расположенный между подложкой и уплотнением контрольный фильтр, отличающийся тем, что крышка выполнена цилиндрической удлиненной формы, подложка, уплотнение и контрольный фильтр установлены с возможностью перемещения вдоль оси потока контролируемой жидкости и выполнены подпружиненными с двух сторон контрольного фильтра, а крышка выполнена с обводным каналом.