СПИРАЛЬНАЯ СЕТКА И СЕТКА-ФИЛЬТР Российский патент 2007 года по МПК B21F27/12 B01D39/12 

Область техники

Спиральная сетка относится к сеткам общего назначения. Сетки используются для предохранения различных систем и механизмов от попадания вовнутрь посторонних предметов в составе фильтрующих элементов для различных сред, просеивания различных веществ, также выполняет защитные функции от механических повреждений или проникновения грызунов, насекомых и т.д. Сетки могут применяться для декоративного оформления, в частности для вентиляционных отверстий. Сетками могут укомплектовываться раковины умывальников, ванн, а также рассеиватели душевых установок.

Спиральная сетка-фильтр относится к области фильтрования (процессам фильтрования).

Уровень техники

Аналогами спиральной сетки могут быть немного отличающиеся по назначению, но похожие по некоторым признакам.

Патронный проволочный фильтрующий элемент SU986454. Совпадают некоторые признаки - для улучшения самоочистки углубления на проволоке выполнены с уклоном в сторону каркаса и в разрезе проволока имеет форму, приближенную к трапеции, имеются выступы, ограничивающие смыкание фильтрующих щелей - действует аналогично рифленой поверхности спиральной сетки, которая препятствует закрытию межвитковых зазоров как между витками, так и между слоями спиралей.

Патент США 2334754 от 23.11.1943 г. SCREEN (экранирующая сетка). Сетка предназначена для защиты от насекомых.

Наиболее близким аналогом сетки является патент США 4353956 от 12.10.1982 г. Спиральная сеть. Она изготовлена из пластмассы с соединением спиралей в решетчатую структуру.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата аналогами сетки, связаны с тем, что:

1) у аналогов сетки спирали жестко закреплены на поддерживающих каркасах или между двумя ограничивающими подвижность предметами или направляющими;

2) отсутствуют дополнительные слои спирали;

3) отсутствует рифленая поверхность, которая предотвращает закрытие межвиткового пространства при сжатии спирали и/или ее слоев, рифленая поверхность также позволяет не пропускать длинные, продолговатые и плоские частицы;

4) плохое самоочищение из-за неподвижности или малоподвижности каркаса сетки;

5) не предусмотрены для работы под сильным механическим воздействием;

6) форма сеток спирали однообразна и не позволяет эффективное размещение в ограниченном пространстве и/или заданной геометрии.

Аналогом спиральной сетки-фильтра является "спиральный фильтр", авторское свидетельство SU925367, опубликовано 07.05.82 г., бюллетень №17.

Сито, используемое для разделения материалов по крупности в различных отраслях промышленности RU2015750. Сходство в задержании частиц определенного размера.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата аналогами сетки-фильтра, связаны с тем, что:

1) у аналогов сетки-фильтра спирали жестко закреплены на поддерживающих каркасах или между двумя ограничивающими подвижность предметами или направляющими;

2) отсутствуют дополнительные слои спирали;

3) отсутствует рифленая поверхность, которая предотвращает закрытие межвиткового пространства при сжатии спирали и/или ее слоев, рифленая поверхность так же позволяет не пропускать длинные, продолговатые и плоские частицы;

4) плохое самоочищение фильтров из-за неподвижности или малоподвижности (спирали);

5) предназначены только для фильтрации;

6) не предусмотрены для работы под сильным механическим воздействием;

7) форма спиралей однообразна и не позволяет эффективное размещение в ограниченном пространстве и/или заданной геометрии.

Раскрытие изобретения (сущность изобретения)

Спиральная сетка отличается от аналогов своей конструкцией. Сетка сделана в виде спирали 14 без внутреннего перфорированного каркаса и направляющих. Сетка применяется для защиты различных систем и механизмов от попадания вовнутрь посторонних предметов и просеивания различных веществ, также выполняет защитные функции от механических повреждений или проникновения грызунов и насекомых, как сетка от комаров. Сетка может выступать в роли составной части сложных фильтров или, к примеру, в роли сетки (каркаса), поддерживающего фильтровальную бумагу в автомобильных масляных фильтрах, и существенно уменьшить площадь соприкосновения сетки с бумагой, следовательно, увеличить срок службы фильтра. Сетки могут применяться для декоративного оформления вентиляционных отверстий и т.д. Спиральными сетками могут укомплектовываться раковины умывальников, ванн и рассеиватели душевых установок. Спиральные сетки могут быть покрыты различными защитными или декоративными покрытиями как краска, гальванические и полимерные покрытия.

Существенными признаками сетки

Многослойность (фиг.7) обеспечивает прочность спиральной сетки, так как самый первый слой выполняет функции каркаса и/или каждый последующий слой укрепляет сетку. Уменьшение толщины материала, из которого сделана спираль, каждого последующего слоя 18, позволяет уменьшить межвитковой зазор и параллельно увеличить или сохранить пропускную способность за счет разделения и удвоения межвиткового пространства. Дополнительные слои спирали, после первого, предотвращают прохождение через сетку песка и других материалов (веществ) при прогибании и/или увеличении межвиткового зазора.

Рифленая поверхность предотвращает закрытие межвиткового пространства при сжатии спирали и/или ее слоев. Рифленая поверхность позволяет не пропускать длинные, продолговатые и плоские частицы.

Спиральные сетки с изменяемой толщиной и формой (фиг.3, 4) позволяют размещать их в свободном пространстве любой формы и максимально использовать данное пространство. В литейных формах они позволяют не мешать формовке (уплотнению формы), соответствовать контурам деталей и обеспечить нужную пропускную способность.

Существенным отличительным признаком (чертой) является гибкость.

Форма материала, из которого сделана спираль, содействует самоочищению, прочности, пропускной способности и гибкости.

1. Форма проволоки в виде трапеции, направленной вершиной во внутрь спирали (фиг.1), позволяет крупным и жестким спиральным сеткам, работающим в неподвижном и малоподвижном состоянии, долгое время сохранять свою пропускную способность и лучше самоочищаться за счет того, что частицы не имеют возможности задерживаться в сетке: они либо проходят через сетку, либо остаются снаружи (принцип действия аналогичен патронному проволочному фильтрующему элементу).

2. Треугольная форма проволоки позволяет спирали быть более мягкой и гибкой, а по функциональности схожа с трапециевидной.

3. Прямоугольная форма проволоки позволяет в несколько раз увеличить пропускную способность сетки (фиг.2) и сохранить ее прочность (упругость). Прямоугольник направляется одной вершиной вовнутрь спирали, а другой наружу, таким образом увеличивается количество витков и, соответственно, межвитковых зазоров, а также уменьшается площадь спирали.

4. Форма квадрата (фиг.17) делает спираль более прочной и менее гибкой, что позволяет более точно сохранить пропускную способность спиральной сетки.

5. Проволока для спиральной сетки может быть также полой внутри, что существенно облегчает сетку.

Различные материалы, используемые для изготовления спиральных сеток, способствуют прочности, гибкости, химической устойчивости к различным средам, износу, массе сетки, стоимости и т.д. Спиральные сетки из полимеров отличаются легким весом, устойчивы к коррозии и существенно дешевле металлических аналогов.

Причины, по которым не может быть достигнут требуемый технический результат другими сетками, - это самоочищение, возвращение в исходное положение после механического воздействия на нее (гибкость), сочетание прочности и высокой пропускной способности, также важную роль играет форма спиральной сетки, она позволяет частицам передвигаться возле межвиткового пространства, не проникая вовнутрь и не встречая препятствий в виде поперечных преград, которые способствовали бы наполнению и забиванию сетки. Различные формы исполнения спирали, как сужающаяся, расширяющаяся, комбинированная, плоская, квадратная, позволяют разместить их в зависимости от конфигурации изделий и/или места ее расположения, максимально увеличив пропускную способность при заданном межвитковом пространстве.

Спиральная сетка-фильтр отличается от аналогов своей конструкцией. Сетки-фильтры сделаны в виде спирали 14 без внутреннего перфорированного каркаса и направляющих. Сетка-фильтр применяется для фильтрации различных сред - газов, жидкостей, суспензий, аэрозолей, просеивания различных веществ (разделение по размерности), также выполняет защитные функции от механических повреждений. Сетка-фильтр может выступать в роли составной части сложных фильтров или, к примеру, в роли сетки (каркаса), поддерживающего фильтровальную бумагу в автомобильных масляных фильтрах, существенно уменьшить площадь соприкосновения сетки с бумагой, следовательно, увеличить срок службы фильтра. Сетки-фильтры могут применяться также для декоративного оформления вентиляционных отверстий, при этом не допуская попадания различных предметов, способных засорить систему вентиляции и т.д. Спиральными сетками-фильтрами могут укомплектовываться раковины умывальников и ванн. Спиральные сетки-фильтры могут быть покрыты различными защитными или декоративными покрытиями в виде краски, гальванических и полимерных покрытий.

Существенные признаки фильтров

Многослойность (фиг.7) обеспечивает прочность спиральной сетки-фильтра, так как самый первый слой выполняет функции каркаса и/или каждый последующий слой укрепляет его. Уменьшение толщины материала, из которого сделана спираль, каждого последующего слоя 18, позволяет уменьшить межвитковой зазор и параллельно увеличить или сохранить пропускную способность за счет разделения и удвоения межвиткового пространства, тем самым уменьшить размерность фильтруемых веществ. Дополнительные слои спирали, после первого, предотвращают прохождение через сетку-фильтр песка и других материалов (веществ) при прогибании и/или увеличении межвиткового зазора.

Рифленая поверхность предотвращает закрытие межвиткового пространства при сжатии спирального фильтра и/или ее слоев. Рифленая поверхность позволяет не пропускать длинные, продолговатые и плоские частицы.

Сетки-фильтры с изменяемой толщиной и формой (фиг.3, 4) позволяют размещать их в свободном пространстве любой формы и максимально использовать данное пространство. В литейных формах они позволяют не мешать формовке (уплотнению формы), соответствовать контурам деталей и обеспечить нужную пропускную способность в ограниченном пространстве.

Существенным отличительным признаком (чертой) является гибкость.

Форма материала, из которого сделана спираль для сетки фильтра, содействует самоочищению, прочности, пропускной способности и гибкости.

1. Форма проволоки в виде трапеции, направленной вершиной вовнутрь спирали (фиг.1), позволяет крупным и жестким спиральным сеткам-фильтрам, работающим в неподвижном и малоподвижном состоянии, долгое время сохранять свою пропускную способность и лучше самоочищаться за счет того, что частицы не имеют возможности задерживаться в сетке: они либо проходят через сетку, либо остаются снаружи (принцип действия аналогичен патронному проволочному фильтрующему элементу).

2. Треугольная форма проволоки позволяет спирали быть более мягкой и гибкой, а по функциональности схожа с трапециевидной.

3. Прямоугольная форма проволоки позволяет в несколько раз увеличить пропускную способность сетки (фиг.2) и сохранить ее прочность (упругость). Прямоугольник направляется одной вершиной вовнутрь спирали, а другой наружу, таким образом увеличивается количество витков и, соответственно, межвитковых зазоров, а также уменьшается площадь спирали.

4. Форма квадрата (фиг.17) делает спираль более прочной и менее гибкой, что позволяет более точно сохранить пропускную способность спиральной сетки.

5. Проволока для спиральной сетки-фильтра может быть также полой внутри, что существенно облегчает конструкцию.

Различные материалы, используемые для изготовления сетки-фильтра, способствуют прочности, гибкости, химической устойчивости к различным средам, износу, массе сетки, стоимости и т.д. К примеру, из полимеров отличаются легким весом, устойчивы к коррозии и существенно дешевле металлических аналогов.

Причины, по которым не может быть достигнут требуемый технический результат другими фильтрами, - это самоочищение, возвращение в исходное положение после механического воздействия на нее (гибкость), сочетание прочности и высокой пропускной способности, также важную роль играет форма, она позволяет частицам передвигаться возле межвиткового пространства, не проникая во внутрь и не встречая препятствий в виде поперечных преград, которые способствовали бы наполнению и забиванию сетки-фильтра. Различные формы исполнения спирали, как сужающаяся, расширяющаяся, комбинированная, плоская, квадратная, позволяют разместить их в зависимости от конфигурации изделий и/или места ее расположения, максимально увеличив пропускную способность при заданном межвитковом пространстве.

Описание чертежей

1) Сетка с трапециевидной 1 формой проволоки (продольный разрез).

11. Направление движений потоков через сетку.

2) Сетка с прямоугольной 2 формой проволоки (продольный разрез).

11. Направление движений потоков через сетку. 4. Ось вращения.

3) Сетка с круглой 3 формой проволоки, где витки спирали не равноудалены от оси вращения (продольный разрез сетки для умывальников и ванн). 11. Направление движений потоков через сетку. 4. Ось вращения.

4) Сетка с квадратной 17 формой проволоки, где толщина спирали изменяется в зависимости от контуров детали, возле которой она будет размещена (продольный разрез). 11. Направление движений потоков через сетку.

5) Схематическое изображение сеток в поперечном разрезе с различной формой исполнения. 5. Круглая. 6. Прямоугольная. 7. Треугольная. 8. Трапециевидная. 9. Плоская. 10. Точка (центр) вращения.

6) Сетка (продольный разрез).

12. Трубка газоотвода. 13. Место пайки (сварки). 14. Металлическая проволока в виде спирали. 15. Заглушка. 16. Расширение.

7) Сетка двойная (двухслойная) (продольный разрез).

12. Трубка газоотвода. 13. Место пайки (сварки). 18. Металлическая проволока в виде спирали, второй слой. 15. Заглушка. 16. Расширение.

Осуществление изобретения

Спиральные сетки (фиг.1, 2, 3, 4, 6, 7) состоят из проволоки, которая образует ряд оборотов вокруг точки 10 (фиг.5), или оси вращения, они могут быть как равноудалены от точки (фиг.5) и оси вращения (фиг.1, 2, 6, 7), так и не равноудалены от оси 4 (фиг.3). Проволока в поперечном сечении может иметь форму трапеции 1 (фиг.1), прямоугольника 2 (фиг.2), круга 3 (фиг.3), квадрата 17 (фиг.4), треугольника, овала и быть полой внутри для уменьшения веса сетки. Спираль также может иметь различные формы (очертания) в поперечном и продольном разрезах (фиг.5), 5 круглая, 6 прямоугольная, 7 треугольная, 8 трапециевидная, 9 плоская - в виде прямой линии или изогнутой. Витки спирали не равноудалены от точки и/или оси вращения, потому и могут образовывать самые разные формы и конструкции. Схематическое изображение сеток (фиг.5), которые имеют в поперечном разрезе различные формы, могут иметь те же формы и в продольном разрезе.

Например, для литейного производства форма спиральной сетки имеет большое значение в связи с ограниченностью пространства для размещения в форме и такими технологическими особенностями, как газопроницаемость, прочность и др. Сетки прикрепляются к металлическому расширению 16, которое обеспечивает переход от сетки к трубке газоотвода 12, так как не всегда совпадают диаметры трубы и сетки. Потому что трубка должна быть как можно меньше, чтобы не мешать формовке и не ослабить структуру формы, а сетка должна обеспечить площадь соприкосновения с формой, достаточную для пропускания через себя максимального количества газов, которые необходимо будет удалить из формы. Переход можно обеспечить с помощью сужения либо расширения спиральной сетки. Прохождение газов осуществляется через зазоры, которые оставлены между витками спирали, в зависимости от зернового состава смеси их уменьшают или увеличивают. Спиральные сетки имеют маленькие размеры и высокую пропускную способность, за счет чего они могут быть установлены в самые труднодоступные места. Сетки не создают помех уплотнению формы во время формовки за счет своей конструкции как на (фиг.4), спираль изготовлена таким образом, чтобы соответствовать контурам отливки, также к месту расположения приспособлена и сетка на (фиг.3), предназначенная для раковин умывальников. Спиральные сетки не деформируются при больших нагрузках, но могут прогибаться в любую сторону с последующим возвращением в исходное положение, также не нуждаются в прочистке (самоочищаются от вибраций при выбивке отливки). Сетка на (фиг.7) может дополнительно пропускать в полтора два раза больше газов и во время сильного прогибания не позволяет формовочной смеси попадать в систему отсоса газов. За счет намотанного сверху второго ряда более тонкой проволоки 18, которая образует большой промежуток между витками второго слоя и создает два межвитковых пространства за место одного такого же у первого слоя, и учитывая то, что газопроницаемость любой формы ограничена, увеличение свободного межвиткового пространства, соприкасающегося с формой, ведет к увеличению пропускной способности. Материал, из которого изготовлена спиральная сетка, делается таким образом, чтобы ее поверхность была рифленой (поверхность покрыта выступами и/или углублениями), соответственно выступы и углубления своими размерами способствуют сохранению заданного межвиткового пространства и предотвращают соприкосновение (закрытие межвиткового пространства) между витками и слоями спирали, тем самым сохраняют свою пропускную способность.

Материалами для изготовления спиральных сеток могут быть как металлы, полимеры, стекло и т.д. Для дополнительных слоев полимеры более предпочтительны, чем металлы, из-за их небольшой стоимости, легкости, устойчивости к коррозии и т.д. Для декоративных изделий подходят любые материалы, в том числе и древесина. Спирали могут быть покрыты различными защитными и/или декоративными покрытиями в виде краски, гальванических и полимерных покрытий для защиты от коррозии, химических реагентов и для придания эстетического вида изделию.

Сетки-фильтры (фиг.1, 2, 3, 4, 6, 7) состоят из проволоки, которая образует ряд оборотов (спираль) вокруг точки 10 (фиг.5), или оси вращения 4 (фиг.3). Проволока в поперечном сечении может иметь форму трапеции 1 (фиг.1), прямоугольника 2 (фиг.2), круга 3 (фиг.3), квадрата 17 (фиг.4), треугольника, овала и быть полой внутри для уменьшения веса фильтра. Сетка-фильтр также может иметь различные формы (очертания) в поперечном и продольном разрезах (фиг.5), 5 круглая, 6 прямоугольная, 7 треугольная, 8 трапециевидная, 9 плоская - в виде прямой линии или изогнутой. Витки спирали не равноудалены от точки и/или оси вращения, потому и могут образовывать самые разные формы и конструкции. Схематическое изображение сеток (фиг.5), которые имеют в поперечном разрезе различные формы, могут иметь те же формы и в продольном разрезе.

Для литейного производства форма спирали имеет большое значение в связи с ограниченностью пространства для размещения в форме и ее технологическими особенностями, как газопроницаемость, прочность и др. Сетка-фильтр прикрепляется к металлическому расширению 16, которое обеспечивает переход от сетки к трубке газоотвода 12, так как не всегда совпадают диаметры трубы и сетки. Потому что трубка должна быть как можно меньше, чтобы не мешать формовке и не ослабить структуру формы, а сетка-фильтр должна обеспечить площадь соприкосновения с формой, достаточную для пропускания через себя максимального количества газов, которые необходимо будет удалить из формы. Переход можно обеспечить с помощью сужения либо расширения спиральной сетки. Прохождение газов осуществляется через зазоры, которые оставлены между витками спирали, в зависимости от зернового состава смеси их уменьшают или увеличивают, за счет чего осуществляется отделение газов из смеси (фильтрация). Спиральные сетки-фильтры имеют маленькие размеры и высокую пропускную способность, за счет чего они могут быть установлены в самые труднодоступные места. Они не создают помех уплотнению формы во время формовки за счет своей конструкции, как на (фиг.4), и изготовлены таким образом, чтобы соответствовать контурам отливки, также к месту расположения приспособлена и сетка-фильтр на (фиг.3), предназначенная для раковин умывальников (фильтрует воду от остатков пищи). Сетка-фильтр не деформируется при больших нагрузках, но может прогибаться в любую сторону с последующим возвращением в исходное положение, также не нуждаются в прочистке (самоочищаются от вибраций при выбивке отливки). Сетка-фильтр на (фиг.7) может дополнительно пропускать в полтора два раза больше газов и во время сильного прогибания не позволяет частицам формовочной смеси попадать в систему отсоса газов (фильтрует газы от частиц). За счет намотанного сверху второго ряда более тонкой проволоки 18, которая образует большой промежуток между витками второго слоя и создает два межвитковых пространства за место одного такого же у первого слоя, и учитывая то, что газопроницаемость любой формы ограничена, увеличение свободного межвиткового пространства, соприкасающегося с формой, ведет к увеличению пропускной способности. Материал, из которого изготовлена спиральная сетка-фильтр, делается таким образом, чтобы ее поверхность была рифленой (поверхность покрыта выступами и/или углублениями), соответственно выступы и углубления своими размерами способствуют сохранению заданного межвиткового пространства (задерживая частицы определенного размера) и предотвращают соприкосновение (закрытие межвиткового пространства) между витками и слоями спирали, тем самым сохраняют свою пропускную способность.

Материалами для изготовления сеток-фильтров могут быть как металлы, полимеры, стекло и т.д. Для дополнительных слоев полимеры более предпочтительны, чем металлы, из-за их небольшой стоимости, легкости, устойчивости к коррозии и т.д. Для декоративных изделий подходят любые материалы, в том числе и древесина. Спирали могут быть покрыты различными защитными и/или декоративными покрытиями в виде краски, гальванических и полимерных покрытий для защиты от коррозии, химических реагентов и для придания эстетического вида изделию.

Спиральные сетки могут быть использованы для предохранения различных систем и механизмов от попадания вовнутрь посторонних предметов в качестве фильтрующих элементов для различных сред, для просеивания, для защиты от механических повреждений или проникновения грызунов и насекомых, для декоративного оформления вентиляционных отверстий, ими могут быть также укомплектованы раковины умывальников и ванн. Сетка выполнена в виде спирали, витки которой могут быть как равноудалены, так и не равноудалены от точки и/или от оси вращения. Витки спирали накручены в два и более ряда. Сетка изготовлена из материалов, которые позволяют получить спираль, - полимеров, металлов, стекла и/или комбинированной - и покрыта защитными и/или декоративными покрытиями в виде краски, гальванических и полимерных покрытий. Проволока, из которой изготовлена спираль, в поперечном разрезе имеет форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала или полая внутри. Спиральные сетки характеризуются улучшенной самоочищаемостью, прочностью, не деформируются от внешнего воздействия, изменяют свою форму с последующим возвращением в исходное положение. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сетка, отличающаяся тем, что выполнена в виде спирали (спиральная сетка), а витки спирали могут быть как равноудалены, так и не равноудалены от точки и/или от оси вращения.2. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что спираль накручена в два ряда или более.3. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что разные слои спирали имеют разную толщину проволоки.4. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что изготовлена из всевозможных материалов, которые позволяют получить спираль.5. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что изготовлена из полимеров, металлов, стекла, и/или комбинированной.6. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что спираль покрыта защитными и/или декоративными покрытиями в виде краски, гальванических и полимерных покрытий.7. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что спираль имеет рифленую поверхность.8. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что проволока, из которой изготовлена спираль, в поперечном разрезе имеет форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала и может быть полой внутри.9. Сетка-фильтр, выполненная в виде спирали, отличающаяся тем, что витки спирали не равноудалены от точки вращения и/или от оси вращения.10. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что спираль накручена в два ряда или более.11. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что разные слои спирали имеют разную толщину проволоки.12. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что изготовлена из всевозможных материалов, которые позволяют получить спираль.13. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что изготовлена из полимеров, металлов, стекла, и/или комбинированной.14. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что спираль покрыта защитными и/или декоративными покрытиями в виде краски, гальванических и полимерных покрытий.15. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что спираль имеет рифленую поверхность.16. Сетка-фильтр по п.9, отличающаяся тем, что проволока, из которой изготовлена спираль, в поперечном разрезе имеет форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала и может быть полой внутри.