ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2001 года по МПК B01D46/00 

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

Известен воздушный фильтрующий элемент, содержащий внутренний и внешний перфорированные цилиндры, расположенную между ними фильтрующую среду из гофрированной бумаги и плоские торцевые крышки, причем внешний перфорированный цилиндр покрыт снаружи слоем полиуретана, исполняющего роль предварительного фильтра и соединенного торцевыми крышками (см. пат. Великобритании, заявка N 2197802 от 02.06.88 г., кл. B 21 Q 27/06).

Недостатками известного устройства является неизбежность подсоса неочищенного воздуха в двигатель вследствие неплотного прилегания торцевых крышек к подводящему патрубку корпуса и недостаточная надежность в работе как вследствие механических повреждений фильтра при эксплуатации, так и из недостаточной эффективности фильтрации пыли.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является воздушный фильтрующий элемент, содержащий внутренний и внешний перфорированные металлические цилиндры, расположенный между ними гофрированный фильтрующий материал и торцевые крышки, изготовленные из эластичного материала, снабженные кольцевыми пазами одинаковой глубины и тремя кольцевыми выступами, причем внутренний и внешний выступы имеют одинаковую высоту и расположены над соответствующими перфорированными цилиндрами и выполнены в форме валика, а средний - выполнен в форме треугольника, при этом фильтрующий материал и металлические цилиндры введены в торцевые крышки (см. патент РФ N 2078610, кл. B 01 D 46/14; B 01 D 27/06).

Недостатком прототипа является слабая надежность при работе в условиях жестких нагрузок и низких температур вследствие деформации и повреждения треугольного выступа.

Целью изобретения является повышение надежности работы фильтра и улучшение его эксплуатационных свойств.

Поставленная цель достигается предложенным устройством, содержащим внутренний и внешний перфорированные цилиндры, расположенный между ними фильтрующий материал и верхнюю и нижнюю торцевые крышки, причем на верней кольцеобразной торцевой крышке на расстоянии 0,2-0,4 ее ширины от внутреннего края закреплена герметизирующая прокладка в виде кольца с двумя лепестками, углы наклона которых к оси кольца составляют соответственно 45-50 и 60-65^o, а длина внутреннего лепестка равна 0,5-0,6 длины внешнего, при этом площадь гофр фильтрующей шторы относится к объему фильтрующего элемента как (3,4-3,6) : 1 см²/см³.

Отличие предложенного устройства от известного состоит в том, что на верхней кольцеобразной торцевой крышке на расстоянии 0,2-0,4 ее ширины от внутреннего края закреплена герметизирующая прокладка в виде кольца с двумя лепестками, причем углы наклона лепестков к оси кольца составляют соответственно 45-50 и 60-65^o, а длина внутреннего лепестка равна 0,5-0,6 длины внешнего, при этом площадь гофр фильтрующей шторы относится к объему фильтрующего элемента как (3,4-3,6):1 см²/см³.

Из научно-технической литературы авторам неизвестно устройство для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, в котором на верхней кольцеобразной торцевой крышке на расстоянии 0,2-0,4 ее ширины от внутреннего края закреплена герметизирующая прокладка в виде кольца с двумя лепестками, причем углы наклона лепестков к оси кольца составляют соответственно 45-50 и 60-65^o, а длина внутреннего лепестка равна 0,5-0,6 длины внешнего, при этом площадь гофр филирующей шторы относится к объему фильтрующего элемента как (3,4-3,6): 1 см²/см³.

Использование указанных признаков в предложенном воздушном фильтрующем элементе позволяет повысить его надежность и качество очистки воздуха в процессе эксплуатации.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - верхняя торцевая крышка с герметизирующей прокладкой.

Предложенное устройство включает: внутренний перфторированный цилиндр 1, внешний перфорированный цилиндр 2, фильтрующую штору 3, верхнюю торцевую крышку 4, нижнюю торцевую крышку 5, герметизирующую прокладку 6, состоящую из кольца 7 с внутренним 8 и внешним 9 лепестками.

l₁ - длина внутреннего лепестка
l₂ - длина внешнего лепестка
S - площадь фильтрующей шторы
D - диаметр фильтрующего элемента
H - высота фильтрующего элемента
L - ширина верхней торцевой крышки
Устройство работает следующим образом.

Воздушный фильтрующий элемент устанавливают в корпусе фильтра и закрепляют в нем.

В процессе работы двигателя атмосферный воздух поступает через патрубки в корпус воздушного фильтра, проходит через наружный перфорированный цилиндр 1, затем через фильтрующий материал в виде гофрированной шторы 3, через внутренний перфорированный цилиндр 2 и поступает в карбюратор автомобиля.

При установке фильтрующего элемента в корпусе герметизирующая прокладка 5, закрепленная на верхней торцевой крышке 3 на расстоянии 0,2-0,4 ее ширины L от внутреннего края обеспечивает плотное прижатие к корпусу в процессе его эксплуатации и гарантированное разделение загруженного и очищенного потоков воздуха.

Выполнение прокладки 6 в виде кольца 7 с двумя лепестками 8 и 9, имеющими наклон к оси кольца соответственно 45-50 и 60-65^o позволяет обеспечить наилучшую герметизацию фильтрующего элемента за счет улучшения упругих свойств лепестков.

Внешние поверхности лепестков выполнены под углами α₁ (55-60^o) и α₂ (40-50^o) к плоскости кольца, подобранными опытным путем для создания профиля прокладки, обеспечивающего эффективность ее работы и технологичность изготовления.

Выполнение внутреннего лепестка, имеющего длину l₁, равную 0,5-0,6 длины l₂ позволяет создать надежную двухступенчатую герметизацию, т.к. при поджатии фильтрующего элемента в корпусе соприкосновение идет по вершине внешнего лепестка 9, а при увеличении поджатия - по его внутренней поверхности и вершине внутреннего лепестка 8.

Кроме того, установленное в результате многочисленных экспериментов соотношение площади гофр фильтрующей шторы к объему фильтрующего элемента (3,4-3,6): 1 см²/см³, позволяет изготовить фильтрующий элемент более компактным, уменьшить затраты на его изготовление, одновременно увеличив эффективность очистки воздуха.

Металлические детали фильтрующего элемента выполнены из стали 08 КП, фильтрующая штора - из бумаги фильтровальной марки БФП N 140 или ее аналогов и залита в торцевых крышках клеем-герметиком ОСП-501 или другими материалами, обеспечивающими прочность приклейки и герметичность.

Таким образом из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности позволяет достигать в сумме цель изобретения, а именно повысить надежность работы фильтра и улучшить его эксплуатационные свойства.

Изобретение предназначено для чистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, и может быть использовано в области экологии для очистки воздуха от пыли и аэрозолей. Устройство содержит внутренний и внешний перфорированные цилиндры с расположенной между ними фильтрующей шторой, которые введены в верхнюю и нижнюю торцевые крышки, причем на верхней кольцеобразной крышке на расстоянии 0,2-0,4 ширины от внутреннего края закреплена герметизирующая прокладка в виде кольца с двумя концентричными лепестками. Углы наклона лепестков к оси кольца составляют соответственно 45-50 и 60-65°, а длина внутреннего лепестка равна 0,5-0,6 внешнего. Площадь гофр фильтрующей шторы относится к объему фильтрующего элемента как (3,4-3,6):1 см²/см³. Предложенный элемент позволяет повысить надежность работы фильтра и улучшить его эксплуатационные качества. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Воздушный фильтрующий элемент, содержащий внутренний и внешний перфорированные цилиндры, расположенную между ними фильтрующую штору и верхнюю и нижнюю торцевые крышки, отличающийся тем, что на верхней кольцеобразной торцевой крышке на расстоянии 0,2 - 0,4 ее ширины от внутреннего края закреплена герметизирующая прокладка в виде кольца с двумя лепестками, причем углы наклона лепестков к оси кольца составляют соответственно 45 - 50 и 60-65^o, а длина внутреннего лепестка равна 0,5 - 0,6 длины внешнего. 2. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что площадь гофр фильтрующей шторы относится к объему фильтрующего элемента как (3,4 - 3,6): 1 см²/см³.