ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F02M35/02 

Изобретение предназначено для очистки промышленных газов и воздуха, в частности для очистки воздуха двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в химической, нефтехимической, угледобывающей, авиационной, космической, автомобильной, сельскохозяйственной, машиностроительной, оборонной и других областях промышленности, имеющих в эксплуатации двигатели внутреннего сгорания.

Известен фильтр для очистки воздуха, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, эластичные крышки верхнюю и нижнюю из самоотверждающего герметика, жестко установленные на перфорированных цилиндрах, и нетканого синтетического материала (Многокрасочный альбом “Автомобили ВАЗ - 2108, ВАЗ - 2109”. - М., 1989, с.34-35).

Недостатком такого фильтра является небольшой срок службы, так как при регенерации происходит повреждение многолучевой бумажной шторы, что ухудшает качество очистки.

Известен фильтровальный материал, выполненный в виде одинарного покровного трикотажа из полимерных нитей, в котором одна из сторон фильтровальной поверхности содержит ворсовые элементы. В структуре такого фильтровального материала эластомерная нить образует упругий каркас, обеспечивающий переменную проницаемость при фильтрации и регенерации, а нерастяжимая нить создает фильтровальную поверхность (Патент РФ №1437076, В 01 D 39/08, 1988, б.и №42).

Однако такие фильтровальные материалы в процессе эксплуатации закручиваются, образуя по краям увеличенные поры, что ухудшает качество фильтрации.

Наиболее близким по сущности является фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров, и фильтровального полотна в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей, размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра. В структуре трубчатого полотна эластомерная нить располагается между петлями из нерастяжимых нитей в виде футера с чередованием через одну петлю и провязана в петли с нерастяжимой нитью с чередованием: через 4-8 петель по петельному столбику и через 3-5 рядов по петельному ряду, причем модуль петли из нерастяжимой нити больше модуля петли из эластомерной нити в 3, 4 раза (Патент РФ №2135264, В 01 D 46/52, 39/08, F 02 М 35/02, 1999, б.и №24).

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является сворачивание фильтровального материала по краям наружной поверхности внешнего цилиндра в процессе эксплуатации двигателя внутреннего сгорания при повышенных оборотах, что ухудшает качество фильтрации и затрудняет быструю смену фильтровального материала в экстремальных условиях.

Задачей изобретения является разработка фильтра для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания с высокими эксплуатационными свойствами за счет использования фильтровального материала с переменной проницаемостью по всей наружной поверхности внешнего цилиндра и повышение срока службы.

Техническим результатом является улучшение качества очистки воздуха при увеличенных оборотах двигателя внутреннего сгорания по всей наружной поверхности внешнего цилиндра.

Технический результат достигается тем, что фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров, и фильтровального полотна в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей, размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра, причем трубчатый трикотаж выполнен переплетением ластик, петли которого образуют сквозные поры, где петли лицевой стороны в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны, а между петлями лицевой и изнаночной сторон в каждом ряду расположена дополнительная уточная эластомерная нить.

Использование трубчатого трикотажного полотна из полимерных нитей переплетением ластик позволяет получить фильтровальный материал с переменной проницаемостью, что улучшает качество фильтрации.

Использование в трикотажном полотне переплетение ластик, петли которого образуют сквозные поры, позволяет получить двухслойный фильтровальный материал, состоящий из лицевой и изнаночной сторон, в котором петли лицевой стороны в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны, что повышает качество фильтрования.

Фильтровальное полотно, в котором петли лицевой стороны меньше чем в 1,5 раза петель изнаночной стороны, не обеспечивает качественной регенерации, что приводит к быстрому заполнению сквозных пор механическими частицами и ухудшает качество фильтрации.

Фильтровальное полотно, в котором петли лицевой стороны больше чем в 3 раза петель изнаночной стороны, имеет некачественную фильтровальную поверхность, так как нарушается петельная структура при петлеобразовании, и не обеспечивает качественной очистки воздуха.

Использование эластомерной нити в качестве дополнительной уточной нити позволяет удерживать фильтровальный материал на поверхности внешнего цилиндра при оборотах двигателя, а также предотвратить закручиваемость фильтровального материала по краю наружной поверхности внешнего цилиндра, что повышает качество очистки воздуха.

Прокладывание эластомерной нити в каждом петельном ряду трикотажного фильтровального полотна позволяет равномерно удерживать фильтровальный материал по всей наружной поверхности внешнего цилиндра, что повышает качество очистки и увеличивает долговечность работы двигателя.

Фильтровальный материал изготавливают на многосистемной двухфонтурной трикотажной машине с круглой игольницей, в которой в каждой петлеобразующей одной системе одной из игольниц установлена глубина купирования нити, обеспечивающая петли лицевой стороны в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны. Дополнительную эластомерную нить подают в виде утка в каждой петлеобразующей системе под натяжением 2,5-6,2 Н.

На фиг 1. представлен общий вид фильтра в разрезе, а на фиг.2 представлена графическая запись переплетения трикотажного фильтровального полотна.

На фиг.1 представлен фильтр, который состоит из корпуса 1 и крышки 2, в которой помещается фильтрующий элемент 3, состоящий из двух концентрически расположенных перфорированных металлических внешнего 4 и внутреннего 5 цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора 6, и фильтровального трикотажного полотна 7, закрепленного верхней 8 и нижней 9 эластичными крышками.

На фиг.2 представлена графическая запись переплетения трикотажного фильтровального полотна, которое содержит петли 10 изнаночной стороны из полимерной нерастяжимой нити 11 и эластомерной нити 12 и петель 13 лицевой стороны из полимерной нерастяжимой нити 11 и эластомерной нити 12, которые в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны, а между ними находится дополнительная уточная эластомерная нить 14.

Готовое фильтровальное трикотажное полотно 7 надевают на металлический перфорированный цилиндр 4 и закрепляют его при помощи верхней 8 и нижней 9 эластичных крышек. Затем фильтровальный элемент устанавливают в корпус фильтра 1. Воздух, проходя через поры, образованные петлями 13 лицевой стороны трикотажного фильтровального полотна, получает предварительную грубую очистку от крупных механических частиц, затем, проходя через поры, образованные петлями 10 изнаночной стороны, и многолучевую бумажную штору 6, получает более тонкую очистку и попадает в карбюратор для образования воздушно-бензиновой смеси. При очистке воздуха фильтровальное полотно находится на наружной поверхности внутреннего цилиндра 5. Дополнительная эластомерная нить 14, которая находится между петлями лицевой и изнаночной сторон, надежно удерживает фильтровальный материал на поверхности внутреннего цилиндра 5.

При регенерации фильтровального полотна петельная структура растягивается в продольном и поперечном направлениях за счет провязанных совместно с нерастяжимыми полимерными нитями эластомерной, что позволяет увеличить поры, и при помощи обратного потока воздуха задержанные механические частицы легко удаляются из фильтровального полотна.

Для наглядности приведена таблица испытаний фильтровального материала из эластичного трикотажа, в котором петли лицевой стороны в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны, при различных оборотах двигателя.

ТаблицаМатериалУдельная производительность, м/м минВремя регенерации, с.Степень очистки, %Степень очистки при 8-кратном использовании, %Фильтровальный материал, выполненный по прототипу24229483Фильтровальный материал, в котором петли лицевой стороны больше в 1,5 раза изнаночной30189690Фильтровальный материал, в котором петли лицевой стороны больше в 3 раза изнаночной32179692Фильтровальный материал, в котором петли лицевой стороны больше в 2,2 раза изнаночной34169894

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для очистки промышленных газов и воздуха, в частности для очистки воздуха двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в химической, нефтехимической, угледобывающей, авиационной, космической, автомобильной, сельскохозяйственной, машиностроительной, оборонной и других областях промышленности, имеющих в эксплуатации двигатели внутреннего сгорания;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществление с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость” по действующему законодательству.

Фильтр для очистки воздуха в ДВС содержит прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхнюю и нижнюю эластичные крышки, жестко установленные на торцах перфорированных цилиндров, и фильтровальное полотно в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей, размещенные по наружной поверхности внешнего цилиндра, причем трубчатый трикотаж выполнен переплетением ластик, петли которого образуют сквозные поры, где петли лицевой стороны в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны, а между петлями лицевой и изнаночной сторон в каждом ряду расположена дополнительная уточная эластомерная нить. Техническим результатом является улучшение качества очистки воздуха при увеличенных оборотах двигателя внутреннего сгорания по всей наружной поверхности внешнего цилиндра. 2 ил., 1 табл.

Фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров и фильтровального полотна в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей, размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра, отличающийся тем, что трубчатый трикотаж выполнен переплетением ластик, петли которого образуют сквозные поры, причем петли лицевой стороны в 1,5-3 раза больше петель изнаночной стороны, а между петлями лицевой и изнаночной сторон в каждом ряду расположена дополнительная уточная эластомерная нить.