МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2001 года по МПК B01D27/08 F01M1/10 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к фильтрам для очистки масла в двигателях внутреннего сгорания.

Известен масляный фильтр для двигателей автомобилей ВАЗ (см. справочник А. И. Глыбин. Автотракторные фильтры. Л.: Машиностроение, 1980, с. 130, рис. 81), состоящий из корпуса, основания корпуса с резьбовым соединением, фильтрующего элемента, перепускного клапана с пружиной, антидренажного клапана и резинового уплотнительного кольца.

Известный фильтр не обеспечивает качественную очистку масла при эксплуатации двигателя, например, при низких температурах. В этом случае загустевшее масло, проникая в пространство между корпусом фильтра и фильтрующим элементом, из-за медленного прохождения масла через фильтрующий элемент создает внутри фильтра давление масла, на которое срабатывает перепускной клапан. При этом загустевшее масло снимает с наружной поверхности фильтрующего элемента задержанные ранее наиболее крупные частицы грязи, в том числе и мелкую металлическую составляющую, которая образуется в процессе работы двигателя либо попала в двигатель вместе с маслом, и подает ее вновь через перепускной клапан непосредственно на трущиеся поверхности двигателя, сводя на нет всю предшествующую очистку масла и даже усугубляя режим работы двигателя, поскольку этот процесс при каждом пуске двигателя неоднократно повторяется.

Известен масляный фильтр 2108-1012005 завода "КИНАП" состоящий из корпуса, основания с центральным резьбовым отверстием, антидренажного и перепускного клапанов, установленных на входе масла в фильтр, резинового уплотнительного с блоком двигателя кольца и фильтрующего элемента (см. журнал "За рулем", N 9/96, рубрика "Клуб автолюбителей", с. 132, рис. 2). Антидренажный клапан в известном фильтре выполнен в виде плоского корпуса с закрепленным у центрального отверстия пружинным металлическим кольцом, причем между корпусом и кольцом в качестве уплотнения установлено тонкое резиновое кольцо.

Перепускной клапан в указанной конструкции фильтра расположен на входе масла в фильтр. При такой схеме в полость фильтра не попадают грязные составляющие масла, задержанные фильтрующим элементом на его наружной поверхности. Очищающее масло, при непрогретом двигателе, вследствие низкой вязкости масла, первоначально преодолевает незначительное сопротивление антидренажного клапана, подавая масло к наружной поверхности фильтрующего элемента. Затем при помощи, создающегося за счет медленного и затрудненного прохождения масла через фильтрующий элемент, давления, масло, воздействуя через отверстия в корпусе клапана на резиновую пластину между корпусом перепускного клапана и пластинчатой пружиной, отжимает последнюю и проникает в полость фильтрата и в двигатель.

Антидренажный и перепускной клапаны КИНАПовского фильтра установлены последовательно и поэтому их применение ограничено для установки фильтров в наклонных положениях, а при обратном наклоне фильтра, при их установке, например, на двигателях УАЗ, применение КИНАПовского фильтра вообще не желательно. См. там же между рис. 2 и 3 в тексте.

Известен масляный фильтр фирмы Пюролатор (Purolator L 10101) - прототип - состоящий из корпуса, основания, фильтрующего элемента, антидренажного и перепускного клапанов (см. журнал "За рулем", N 9/96, с. 132, рис. 3). Перепускной клапан в фильтре-прототипе выполнен в виде двух частей корпуса, нижняя часть из которых напрессовывается на выступающую цилиндрическую часть основания, с нанесением герметизирующего слоя, на центральную выступающую часть основания и при помощи точечной сварки через отверстия в резиновой тарелке обе части корпуса свариваются, подвергая при этом высокой температуре и резиновую тарелку. Подпружиненная резиновая тарелка - антидренажный клапан перекрывает входные для масла отверстия корпуса.

К недостаткам фильтра прототипа-пюролатор можно отнести сложность конструкции перепускного клапана и сложность герметизации корпуса клапана, установленного на выступающую часть основания, а также нежелательное воздействие температуры, создаваемой при сварке обеих корпусов, а также к недостаткам можно отнести его разовое использование, а в связи с выбрасыванием, наполненных маслом фильтров на свалку, - загрязнение окружающей среды отработанным моторным маслом с различными вредными присадками. Достаточно привести пример количества вытекаемого масла из выброшенных фильтров в одном, среднем по населению городе. В каждом фильтре в среднем остается по 300 г масла.

При среднем количестве автомобилей в городе в 300000 единиц и двухразовой замене масла в течение года в окружающую среду выливается 300000 х 2 х 300 г = 180000000 г, или 180 т масла в год.

Этот процесс из года в год на протяжении нескольких десятков лет повторяется в тысячах городов России, постепенно насыщая верхние слои почвы маслом.

Задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции разборного масляного фильтра многократного использования с качественной очисткой масла и не сложной заменой фильтрующего элемента, клапанов и уплотнений.

Поставленная задача достигается тем, что на открытой стороне корпуса фильтра вовнутрь выполнен кольцевой выступ, фильтр снабжен промежуточным диском с ободком по периметру и канавкой для уплотнительного с корпусом двигателя кольца, а также снабжен уплотнительным кольцом между диском, кольцевым выступом корпуса фильтра и основанием.

В месте контакта основания с корпусом, основание выполнено с приливом по периметру треугольной формы.

Антидренажно-перепускной клапан выполнен с кольцевым выступом для упора верхнего конца пружины перепускного клапана.

Основание выполнено с выступом, для центрирования антидренажно-перепускного клапана.

Конструктивные признаки того, что на открытой стороне корпуса фильтра вовнутрь выполнен кольцевой выступ, а сам фильтр снабжен промежуточным диском с ободком по периметру и канавкой для уплотнительного с блоком двигателя кольца, а также то, что фильтр снабжен уплотнительным кольцом между диском, кольцевым выступом корпуса фильтра и основанием, причем в основании выполнен выступ для центрирования антидренажного и перепускного клапанов - являются признаками необходимыми, существенными и достаточными для достижения поставленной изобретением задачи, имеют изобретательский уровень, характеризуют с положительной стороны и превосходят существующий уровень техники, являются признаками новыми и по достижению результата являются неожиданными, обеспечивают хорошую герметичность соединяемых элементов, предотвращают в процессе работы двигателя подтекание масла через неплотности контактных соединений.

Центрирующий выступ основания предотвращает смещение фильтрующего элемента, антидренажного и перепускного клапанов относительно продольной оси фильтра, приводят к эффективной очистке грязного масла через фильтрующий элемент. Указанные отличительные признаки приводят к достижению конечного результата, предложенного изобретением, в частности позволяют быстро разобрать фильтр и заменить фильтрующий элемент и клапаны на новые, обеспечить качественную очистку масла и избежать течи масла через уплотнения.

Признак выполнения в месте контакта основания с корпусом фильтра по периметру прилива треугольной формы является существенным и необходимым, поскольку он обеспечивает герметичность фильтра в рабочем и экстремальном состояниях (при контрольных проверках на максимальное давление), является необходимым для достижения поставленной изобретением задачи.

Признак выполнения антидренажно-перепускного клапана с кольцевым выступом для упора верхнего конца пружины клапана также является признаком существенным, так как он обеспечивает расчетное усилие прижатия гибкой ветви - перепускного клапана - к основанию и способствует в итоге достижению поставленной изобретением задачи.

Признак выполнения основания с выступом для центрирования антидренажно-перепускного клапана является признаком существенным, поскольку он обеспечивает симметричную установку фильтрующего элемента относительно продольной оси корпуса фильтра.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид в разрезе,
на фиг. 2 - фрагмент сечения контакта основания с корпусом,
на фиг. 3 - сечение А-А, проходящее через корпус и ободок диска.

Масляный фильтр состоит из основания 1, соединенного с корпусом 2 при помощи кольцевого выступа 3 и прилива 4 треугольной формы. В корпусе 2 установлены фильтрующий элемент 5, антидренажно-перепускной клапан - манжета 6 с антидренажной гибкой ветвью 7 и перепускной гибкой ветвью 8. Фильтр снабжен промежуточным диском 9 с кольцевым ободком 10 по периметру и гнездом для уплотнительного кольца 11. Уплотнительное кольцо 12 установлено внутри промежуточного кольца 11. Уплотнительное кольцо 12 установлено внутри промежуточного диска 9.

На наружной поверхности корпуса 2 выполнен выступ 13 для фиксации корпуса с промежуточным диском, в ободке которого с внутренней стороны выполнена выемка 14. Пружина 15 перепускной ветви 8 манжеты 6 одним концом прижимает гибкую ветвь 8 к основанию 1, а другим опирается в кольцевой выступ 16 манжеты. Пружина 17 поджимает фильтрующий элемент 5 через манжету 6 к основанию 1. Антидренажно-перепускной клапан - манжета 6 центрируется на основании 1 при помощи выступа 18. Пружина 15 опирается в нижней части в гибкую ветвь 8 манжеты 6 через промежуточное кольцо 19.

Предлагаемый фильтр собирается в следующей последовательности.

На дно корпуса 2 ставится пружина 17, на которую устанавливают глухой тыльной стороной фильтрующий элемент 5 и манжету 6 с размещенной в нем пружиной 15. Затем на манжету 6 устанавливают основание 1 выступающей частью 20 к манжете. После этого основание 1 наискосок, используя упругие свойства корпуса, устанавливают вовнутрь корпуса 2. При этом основание 1 приливом 4 по всему периметру касается кольцевого выступа 3, который удерживает основание в корпусе 2. Далее в промежуточный диск 9 устанавливают уплотнительное кольцо 12. В центральное отверстие основания 1 заливают масло и соединяют, не переворачивая, собранную часть фильтра с промежуточным диском 9, при этом выступ 13 на корпусе 2 входит в выемку 14 в ободке 10 промежуточного диска 9, чем в дальнейшем при установке фильтра на двигатель предотвращается проворачивание корпуса 2 относительно промежуточного диска 9.

Предлагаемый фильтр работает следующим образом. После установки фильтра и запуска двигателя непрогретое масло первоначально через отверстия 21 отжимает гибкую ветвь 7 манжеты и проходит к фильтрующему элементу 5. Поскольку масло густое, то при прохождении через фильтрующий элемент 5 его движение замедляется и создается давление, которое распространяется и на другую гибкую ветвь 8 манжеты 6. Под действием давления преодолевается расчетное сопротивление пружины 15, гибкая ветвь 8 при этом отгибается от основания и масло через отверстия 22 и образовавшийся зазор между гибкой ветвью 8 и основанием 1 проходит в двигатель. После того как двигатель и масло прогреваются, масло проходит через фильтрующий элемент, очищается и подается в двигатель. Ободок 10 по периметру промежуточного диска является дополнительным средством, обеспечивающим жесткость нижней части корпуса и предотвращающим раздувание корпуса в нижней его части при высоких давлениях масла в фильтре.

Установка и эксплуатация масляного фильтра предложенной конструкции может быть использована на различных моделях автомобилей, что позволит уменьшить загрязнение окружающей среды маслом, выбрасываемым в одноразовых фильтрах путем их реставрации, сократить затраты автомобилистов на приобретение новых фильтров, обеспечить быструю замену использованных фильтрующих элементов, клапанов и уплотнений, обеспечить качественную очистку масла и предотвратить попадание загрязненного масла с фильтрующего элемента на трущиеся детали двигателя, чем существенно позволит увеличить моторесурс двигателя.

В настоящее время для проверки собираемости и герметичности соединения авторами изготовлено несколько опытных образцов разборных фильтров предлагаемой конструкции с цельным антидренажно-перепускным клапаном - манжетой. Первые результаты проверки опытного фильтра на герметичность и собираемость дали положительные результаты. Фильтр легко собирается, затяжка фильтра при установке на двигатель ручная, как и при установке обычного фильтра. При испытании на стенде течи масла нет даже при давлении в 25 атмосфер. Давление в 25 атмосфер предлагаемый фильтр держит стабильно. В настоящее время нами ведется подготовка производства цельного антидренажно-перепускного клапана-манжеты предложенной конструкции с кольцевым выступом для пружины в верхней части, отрабатывается и проектируется документация на основание с двумя рядами отверстий, на промежуточный диск и кольцевое уплотнение между основанием, корпусом и промежуточным диском. После изготовления всех элементов фильтра предложенной конструкции будут проведены квалифицированные испытания.

Изобретение предназначено для очистки масла. Масляный фильтр включает корпус, основание, фильтрующий элемент с пружиной, антидренажный и перепускной клапаны. На открытой стороне корпуса фильтра вовнутрь выполнен кольцевой выступ, фильтр снабжен промежуточным диском с ободком по периметру и канавкой для уплотнительного с корпусом двигателя кольца, а также снабжен уплотнительным кольцом между диском, кольцевым выступом корпуса фильтра и основанием. В месте контакта основания с корпусом основание выполнено с приливом по периметру треугольной формы. Основание выполнено с выступом для центрирования антидренажно-перепускного клапана-манжеты. Фильтр обеспечивает гарантированную очистку и удержание масла в фильтре без подтекания при давлении в 25 атм, легко разбирается и собирается и может быть использован на всех моделях автомобилей ВАЗ, ГАЗ, Москвич и др. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Масляный фильтр, состоящий из корпуса, основания, фильтрующего элемента с пружиной, антидренажного и перепускного клапанов, отличающийся тем, что на открытой стороне корпуса фильтра вовнутрь выполнен кольцевой выступ, фильтр снабжен промежуточным диском с ободком по периметру и канавкой для уплотнительного с блоком двигателя кольца, а также снабжен уплотнительным кольцом между диском, кольцевым выступом корпуса фильтра и основанием, причем в основании выполнен выступ для центрирования антидренажного и перепускного клапанов. 2. Масляный фильтр по п.1, отличающийся тем, что в месте контакта основания с корпусом в основании выполнен прилив.