ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2005 года по МПК B01D29/39 

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к жидкостным фильтрам, предназначенным для очистки топлив и масел, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания.

Известен фильтрующий элемент, содержащий собранные в пакет диски из фильтровальной бумаги, уложенные в определенном порядке: входной - промежуточный - выходной (см. Анохин В.И. Отечественные автомобили. М., Машиностроение, 1977 г. с.131). Недостатками данной конструкции является необходимость изготовления трех разных дисков, укладка их в строго определенной последовательности, а также сложность в автоматизации сборки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтрующий элемент, содержащий пакет разных дисков шестигранной формы, выполненных в виде непрерывной ленты. При этом в каждом диске имеется три окна. Диски укладываются в стопку в виде “гармошки” определенным образом так, что образуют входные и выходные карманы, разделенные фильтрующей перегородкой (Рекламный проспект фильтрующего элемента LF-777 фирмы Fleetguard, США). Недостатками данного фильтрующего элемента являются сложность и дороговизна технологического оборудования для его изготовления, что приводит к удорожанию фильтрующего элемента.

Предлагаемое техническое решение устраняет вышеперечисленные недостатки прототипа и позволяет создать конструкцию фильтрующего элемента с высокой эффективностью, большим ресурсом до замены, простую в изготовлении и с низкой стоимостью. Это и является задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение.

При осуществлении данного изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в упрощении технологического оборудования для его изготовления.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном фильтрующем элементе, выполненном в виде набранных в пакет бумажных дисков, имеющих входные и выходные окна, фильтрующие участки и уложенных в определенном порядке друг относительно друга, все диски выполнены отдельными, одинаковыми, восьмиугольной формы и имеют по четыре треугольных окна, расположенных попарно-симметрично, вершинами направленных к центру и сообщающихся: одна пара с подводящей полостью, другая - с отводящей, а диски уложены в пакет с поворотом по или против часовой стрелке на угол 44°-46° каждого последующего относительно предыдущего, причем входные окна расположены над выходными и разделены между собой третьим диском фильтрующими участками, на наружной поверхности которых выполнены впадины, а на входных окнах - выступы и расстояние от центра диска до начала впадины меньше расстояния от центра диска до вершины выступа, пакет уложенных дисков снабжен нижней “глухой” и верхней с отводящим отверстием крышками, которые соединены стяжками.

Все диски выполнены отдельными и одинаковыми исходя из того, что это упрощает изготовление и сборку фильтрующих элементов и соответственно снижает затраты на технологическое оборудование.

Диски имеют восьмиугольную форму, т.к. при этом образуются две попарно-симметричные полости, сообщающиеся с подводящими каналами (“грязное” масло) и две попарно-симметричные полости, сообщающиеся с отводящими каналами (“чистое” масло), причем полости разделены фильтрующими участками.

В результате выбора восьмиугольной формы дисков наиболее оптимальным является изготовление четырех окон треугольной формы, вершины которых направлены к центру в связи с тем, что это позволяет рационально использовать фильтрующий материал и добиться самой высокой степени очистки масла.

Попарно-симметричное расположение окон необходимо для достижения работоспособности фильтрующего элемента и соответственно выполнения его функционального назначения - наиболее высокой степени очистки масла.

Укладка дисков в пакет с поворотом на угол 44°-46° по или против часовой стрелке каждого последующего относительно предыдущего и попарное сообщение окон с полостью подвода и отвода очищаемой жидкости объясняется тем, что при этом образуются входные и выходные каналы, которые разделены фильтрующими участками, в результате чего “грязное” масло поступает во входные окна и затем через фильтрующие участки - в выходные окна (“чистое” масло). Таким образом достигается высокая степень очистки масла.

При значении угла поворота дисков менее 44° и более 46° может происходить сообщение полостей “грязного” и “чистого” масла, т.е. процесс очистки будет нарушен.

Два соседних диска разделяются третьим фильтрующим участком, т.к. этим обеспечивается протекание жидкости через фильтрующий участок, чем достигается отделение частиц загрязнений масла на поверхности бумаги (фильтрующего материала) и отстой от загрязнений в полостях.

Фильтрующие участки имеют на наружной поверхности впадины, а входные окна выступы, исходя из того, что за счет этого образуются каналы, посредством которых “грязное” масло попадает в подводящее окно и далее происходит процесс очистки.

Расстояние от центра диска до начала впадины меньше расстояния от центра диска до вершины выступа, что обеспечивает проходное сечение для “грязного” масла, поступающего на очистку.

Укладка дисков в пакет и снабжение их крышками: нижней “глухой” и верхней с отводящим отверстием исключает возможность нарушения укладки дисков, делает фильтрующий элемент транспортабельным и обеспечивает удобство при обслуживании фильтра.

Соединение верхней и нижней крышек стяжками необходимо для закрепления дисков, а также позволяет утилизировать фильтрующие элементы после выработки ресурса (т.к. стяжки выполнены металлическими), т.е. предлагаемый фильтрующий элемент экологичен.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом позволил выявить отличительные признаки описываемого фильтрующего элемента, при исследовании которых не выявлено каких-либо аналогичных известных технических решений, позволяющих достичь вышеуказанный технический результат. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и другим источникам научно-технической информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует критерию “новизна”.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию “изобретательский уровень” заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию “изобретательский уровень”.

На чертежах представлено:

Фиг.1 - фильтрующий элемент, общий вид;

Фиг.2 - фильтрующий элемент, диск;

Фиг.3 - расположение дисков перед сборкой;

Фиг.4 - укладка дисков.

Фильтрующий элемент (см. фиг.1) содержит пакет одинаковых отдельных дисков 1 и снабжен верхней 2 и нижней 3 крышками, которыестянуты стяжками 4. В верхней крышке выполнено отводящее отверстие 5.

Фильтрующий диск 1 выполнен (см. фиг.2) в форме восьмиугольника и имеет четыре окна треугольной формы: входные 6 и выходные 7, вершинами направленные к центру, и расположенные попарно-симметрично, и четыре фильтрующих участка 8, при этом последние имеют впадину 9, а входные окна 6 - выступы 10, при этом расстояние “а” от центра диска до начала впадины меньше расстояния “b” от центра до вершины выступа. Выходные окна 7 через каналы 11 сообщаются с отводящим каналом 12.

Фильтрующие диски укладываются в пакет следующим образом. Каждый последующий диск поворачивается на угол 44°-46° по или против часовой стрелке относительно предыдущего (см. фиг.3) и укладываются они в следующей последовательности: II на I, III на II, IV на III и так далее до набора необходимой величины фильтрующего элемента. Так как расстояние “а” меньше “b”, то при укладке диска II на диск I и далее, образуется канал “К” (см. фиг.4), через который треугольные окна 6 сообщаются с подводящим каналом (“грязное” масло).

Работает фильтрующий элемент следующим образом.

Неочищенное масло под давлением через канал “К” поступает во входные треугольные окна 6, которые сверху и снизу закрыты фильтрующими участками 8, входные окна 6 расположены над выходными окнами 7, которые сообщаются с отводящим каналом 12. За счет разности давлений в окнах 6 и 7 очищаемая жидкость (масло) пересекает бумагу через фильтрующие участки 8, оставляя в порах частицы загрязнений, находящихся в масле. Кроме того, одновременно в окнах 6 и 7 в связи с их большим количеством в фильтрующем элементе, скорость движения очищаемого масла становится очень малой и происходит отстой (выпадение в осадок) частиц загрязнений из масла. Таким образом достигается высокая (до 95%) полнота отсева частиц с номинальной тонкостью 5 мкм при большой продолжительности работы до предельного сопротивления, т.е. до замены фильтрующего элемента.

В тоже время фильтрующий элемент состоит из набора одинаковых дисков и для его изготовления не требуется сложного технологического оборудования, а процесс укладки легко механизируется, поэтому стоимость изготовления становится низкой.

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

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования его в промышленности, а именно в жидкостных фильтрах, предназначенных для очистки топлив и масел, преимущественно, в двигателях внутреннего сгорания;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств;

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

Следовательно, предлагаемое изобретений соответствует критерию “промышленная применимость”.

Изобретение предназначено для очистки топлив и масел, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания. В фильтрующем элементе, выполненном в виде набранных в пакет и уложенных в определенном порядке друг относительно друга бумажных дисков, имеющих входные и выходные окна, все фильтрующие диски выполнены отдельными, одинаковыми, восьмиугольной формы и имеют по четыре треугольных окна, расположенных попарно-симметрично, вершинами направленных к центру и сообщающихся: одна пара с подводящей полостью, другая - с отводящей, а диски уложены в пакет с поворотом по или против часовой стрелке на угол 44°-46° каждого последующего относительно предыдущего, причем входные окна расположены над выходными и разделены между собой третьим диском-фильтрующими участками, на наружной поверхности которых выполнены впадины, а на входных окнах - выступы и расстояние от центра диска до начала впадины меньше расстояния от центра диска до вершины выступа. Пакет уложенных дисков снабжен нижней глухой и верхней с отводящим отверстием крышками, которые соединены стяжками. Технический результат - упрощение технологического оборудования для изготовления фильтрующего элемента. 4 ил.

Фильтрующий элемент для двигателя внутреннего сгорания, выполненный в виде набранных в пакет бумажных дисков, имеющих входные и выходные окна, фильтрующие участки и уложенных в определенном порядке относительно друг друга, отличающийся тем, что все диски выполнены отдельными, одинаковыми, восьмиугольной формы и имеют по четыре треугольных окна, расположенных попарно-симметрично, вершинами направленных к центру и сообщающихся одна пара с подводящей полостью, другая - с отводящей, а диски уложены в пакет с поворотом по или против часовой стрелке на угол 44-46° каждого последующего относительно предыдущего, причем входные окна расположены над выходными и разделены между собой третьим диском - фильтрующими участками, на наружной поверхности которых выполнены впадины, а на входных окнах - выступы и расстояние от центра диска до начала впадины меньше расстояния от центра диска до вершины выступа, пакет уложенных дисков снабжен нижней “глухой” и верхней с отводящим отверстием крышками, которые соединены стяжками.