ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК B01D27/06 B01D46/14 

Изобретение касается очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, и может быть использовано в области экологии для очистки воздуха от пыли и аэрозолей.

Известен воздушный фильтр для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, содержащий фильтрующий элемент с гофрированными складками, который герметично установлен в корпусе, сформированном из двух литых частей, и закреплен в нем с помощью клея (патент Великобритании, заявка N 2179872, опубл. 18.03.87, кл. B 01 D 27/08).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и эксплуатации, а также низкая удельная производительность по очищаемому воздуху.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является воздушный фильтрующий элемент, содержащий изготовленные из эластичного материала верхнюю и нижнюю торцевые крышки с внутренним кольцевым выступом в форме валика и расположенные между крышками слой гофрированного фильтрующего материала и внутренний перфорированный металлический цилиндр, которые введены в торцевые крышки (патент GB N 2110110, кл. B 01 D 27/06, опубл. 15.06.83).

Недостатками прототипа являются слабая надежность при работе в условиях жестких нагрузок и низких температур вследствие деформации и повреждения внутреннего кольцевого выступа, а также уменьшенная скорость фильтрации воздуха вследствие наличия двух перфорированных цилиндров, понижающих живое сечение гофр.

Целью изобретения является повышение надежности фильтра при работе в условиях жестких нагрузок и низких температур.

Цель достигается предложенным устройством, содержащим изготовленные из эластичного материала верхнюю и нижнюю торцевые крышки, снабженные внутренним кольцевым выступом в форме валика, и расположенные между крышками слой гофрированного фильтрующего материала и внутренний перфорированный металлический цилиндр, которые введены в торцевые крышки, причем торцевые крышки выполнены с кольцевыми пазами, внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, причем длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек.

Отличие предложенного устройства от прототипа заключается в том, что внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, а длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек.

Из научно-технической литературы авторам неизвестно устройство для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, в котором внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, а длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек.

Использование указанных признаков в предложенном воздушном фильтрующем элементе позволяет повысить его надежность в условиях жестких нагрузок и низких температур.

Так, выполнение внутреннего выступа с высотой 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента позволяет принимать всю осевую нагрузку на внутренний перфорированный металлический цилиндр, а сжатие валика внутреннего выступа даже при низких температурах (ниже 20^oC) происходит только до общей высоты фильтрующего элемента, что облегчает нагрузку на гофры фильтрующего материала. С другой стороны выполнение внешних пазов с глубиной, равной 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, создает оптимальные условия для деформации эластичных крышек, а применение гофр с длиной, равной 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек, препятствует их механическому повреждению при установке в корпусе фильтра.

На фиг. 1 приведен фильтрующий элемент; на фиг. 2 - торцевая крышка.

Предложенный фильтрующий воздушный элемент включает верхнюю торцевую крышку 1, нижнюю торцевую крышку 2, снабженные внешними кольцевыми пазами 3 и 4 и средними кольцевыми пазами 5 и 6, а также внутренним кольцевым выступом 7, при этом в торцевые крышки ведены внутренний перфорированный металлический цилиндр 8 и гофрированный фильтрующий материал 9, причем внутренний выступ 7 имеет высоту h₁, равную 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента H, а внешние пазы 3 и 4 имеют глубину h₂, равную 1,5 - 3,0 глубины внутренних пазов 5 и 6 - h₃; H - высота фильтрующего элемента, а D - общий диаметр фильтрующего элемента. На фиг. 2 изображена верхняя торцевая крышка 1, имеющая ширину L, с установленными в ней перфорированным металлическим цилиндром 8 и гофрированным фильтрующим материалом 9, имеющим длину гофр L₁, причем L₁ = 0,90 - 0,96 L.

Перфорированный цилиндр 8 изготавливается из стальной ленты толщиной 0,25 - 0,50 мм. Фильтрующий материал 9 в виде гофрированной шторы может быть бумажным, картонным, из полимерных материалов или смеси волокон разных типов. Однако лучшие эксплуатационные характеристики дает фильтрующий картон типа КТФВ-155. Торцевые крышки 1 и 2 выполняются из эластичного материала (пластизоля марки Д-34А, полиуретана, пенополиуретана и других аналогичных материалов), что позволяет в процессе сборки ввести в него гофрированный материал 9 и перфорированный цилиндр 8, обеспечив таким образом наибольшую герметичность и плотность соединения. В данной конструкции отношение общего диаметра фильтрующего элемента D к высоте фильтрующего элемента H составляет 4,0 - 4,5, что обеспечивает удельную производительность 270 м³/ч.

Устройство работает следующим образом. Воздушный фильтрующий элемент устанавливают в корпусе фильтра (на фиг. 1 и 2 не показан), плотно подгоняя торцевые крышки 1 и 2 к внутренним стенкам корпуса, и закрепляют в нем. В процессе работы двигателя атмосферный воздух проходит через фильтрующий гофрированный материал 9 и через внутренний перфорированный цилиндр 8 поступает в карбюратор автомобиля. При установке фильтрующего элемента в корпусе внутренний кольцевой выступ 7 обеспечивает плотное прижатие элемента в начале его эксплуатации, а торцевые крышки 1 и 2 вступают активно в работу, когда фильтрующий элемент частично деформируется в процессе эксплуатации (после пробега более 20000 км). Внешние кольцевые пазы 3 и 4 совместно со средними кольцевыми пазами 5 и 6 устраняют температурную деформацию при низких температурах.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели - повышение надежности работы фильтрующего элемента в условиях жестких нагрузок и низких температур, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Устройство предназначено для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания и может быть использовано в области экологии для очистки воздуха от пыли и аэрозолей. Устройство содержит изготовленные из эластичного материала верхнюю и нижнюю торцевые крышки, снабженные кольцевыми пазами и внутренним кольцевым выступом в форме валика и расположенные между крышками слой гофрированного фильтрующего материала и внутренний перфорированный металлический цилиндр, которые введены в торцевые крышки, причем внутренний выступ имеет высоту 0,04-0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5-3,0 глубины средних пазов, а длина гофр составляет 0,90-0,96 ширины торцевых крышек. Предложенный элемент позволяет повышать надежность фильтра при работе в условиях жестких нагрузок и низких температур. 2 ил.

Воздушный фильтрующий элемент, содержащий изготовленные из эластичного материала верхнюю и нижнюю торцевые крышки, снабженные внутренним кольцевым выступом в форме валика, и расположенные между крышками слой гофрированного фильтрующего материала и внутренний перфорированный металлический цилиндр, которые введены в торцевые крышки, отличающийся тем, что торцевые крышки выполнены с кольцевыми пазами, внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, а длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек.