ФИЛЬТР Российский патент 2008 года по МПК B01D36/00 

Изобретение относится к гидросистемам управления.

В машиностроении, в том числе в транспортном машиностроении, с целью упрощения гидросистемы управления и смазки применяют единую рабочую жидкость для смазки и охлаждения редукторной части, а также для работы золотниковых устройств.

Для безотказной работы золотниковых распределительных устройств тонкость очистки рабочей жидкости в таких системах должна быть 5...10мк.

Большие объемы рабочей жидкости и высокая степень очистки ее накладывают на создание гидросистемы определенные трудности.

Часто применяемые в гидросистемах гидроциклонные фильтры, обеспечивая проход всего потока рабочей жидкости (полнопроточные фильтры), дают тонкость очистки 20...30 мк. Это объясняется тем, что при изменении расхода жидкости (например, при перегазовках двигателя в транспортных средствах) посторонние включения малой массы, оказавшиеся в верхней части бункера гидроциклона, снова подхватываются потоком и вымываются в основной поток, оказываясь снова в гидроконтуре.

Поэтому гидроциклонные фильтры рекомендуется устанавливать в потоке с небольшим изменением расхода жидкости. Для более тонкой очистки рабочей жидкости применяют фильтрующие элементы с ячейкой 5...15 мк. Однако фильтр с такой ячейкой, пропускающий полный поток рабочей жидкости, получается больших габаритов и не удовлетворяет требованиям компоновки.

В гидросистемах находит применение комбинация фильтров: полнопроточного фильтра грубой очистки, установленного в основном потоке, и фильтра тонкой очистки, подключенного параллельно к основному потоку в дополнительный контур - см. "Машиностроительная гидравлика" Т.М.Башта, издательство "Машиностроение", М., 1971 г., с.555-556.

Время очистки всей рабочей жидкости до требуемых параметров (5...10 мк) зависит от степени загрязнения и объема рабочей жидкости проходящей через фильтр тонкой очистки, т.е. через дополнительный контур, и в известных конструкциях измеряется значительным количеством циклов прохода через основной контур. Большие же расходы рабочей жидкости через дополнительный контур не допустимы.

Кроме того, конструктивно сосуществование двух потоков и наличие дополнительных гидравлических связей приводит к увеличению габаритов системы очистки масла, что не удовлетворяет требованиям компоновки.

Применение других фильтров, например центрифуги, усложняет конструкцию гидросистемы и удорожает ее.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является гидроциклонный фильтр - см. "Боевая машина пехоты. БМП-2, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, часть 2", издательство "Москва"', Воениздат, 1989 г., стр.68, 85.

Целью предлагаемого изобретения является создание фильтра с тонкостью очистки 5...10 мкм, получаемой при малых количествах циклов прохода рабочей жидкости через основной контур, а также повышение работоспособности циклонного фильтра за счет принудительной прокачки рабочей жидкости через конус гидроциклона и разработка конструкции единого фильтра грубой и тонкой очистки в малых габаритах.

Новизной предлагаемого изобретения является то, что фильтрующий элемент в виде полого цилиндра расположен вокруг конической части циклона снаружи и уплотняется по одному торцу резиновым кольцом корпуса фильтра, по другому торцу - резиновым кольцом самоподвижной втулки, связанной с циклоном через пружину; при этом образованный наружный объем вокруг фильтрующего элемента связан с внутренней полостью циклона и с верхней частью бункера, внутренний объем между фильтрующим элементом и циклоном связан через дроссель с трассой системы смазки.

На чертеже изображен предлагаемый фильтр. Он состоит из: корпуса фильтра 1, фильтрующего элемента 2, циклона 3, бункера 8 с магнитной ловушкой и сливного крана 10. Фильтрующий элемент 2 в виде полого цилиндра расположен вокруг конической части циклона снаружи и уплотняется по одному торцу резиновым кольцом 4 корпуса фильтра 1, по другому торцу резиновым кольцом 5 самоподвижной втулки 6, связанной с циклоном 3 через пружину 7. При этом образованный наружный объем вокруг фильтрующего элемента 2 связан с внутренней полостью циклона 3 и с верхней частью бункера 8, внутренний объем между фильтрующим элементом 2 и циклоном 3 связан через дроссель 9 с трассой системы смазки.

Работа фильтра проходит следующим образом: фильтр располагается с небольшим отклонением (±30°) от вертикальной плоскости. Рабочая жидкость под давлением управления полным потоком поступает в конусную часть циклона 3. Раскрученные вместе с потоком посторонние включения, прижимаясь к внутренним стенкам корпуса, перемещаются вниз, в сторону бункера 8. Включения с большой массой осаждаются на дно бункера, а в верхней части бункера оказываются включения с малой массой, которые могут при изменении расхода рабочей жидкости снова вернуться в основной поток. Основной, предварительно очищенный поток, расположенный по центру корпуса, выходит из фильтра в основную трассу управления гидросистемой.

В предлагаемой конструкции фильтра верхняя часть рабочей жидкости в бункере 8 с малыми по массе включениями поступает в фильтрующий элемент 2 тонкой очистки и далее очищенная фильтром до 5...10 мкм рабочая жидкость через дроссель 9, регулирующий этот поток, поступает в систему смазки.

Сконцентрированные циклоном включения малой массы в верхней части бункера в предложенной конструкции не возвращаются в основной поток, а очищаются фильтрующим элементом 2. Такой принцип очистки рабочей жидкости малым расходом, но загрязненной его части, значительно уменьшает время очистки рабочей жидкости гидросистемы до требуемой тонкости (5...10 мкм).

Постоянный расход рабочей жидкости в смазку из верхней части бункера 8 создает более устойчивую работу циклонного фильтра, так как уменьшается граница энергетического уровня, разрешающая проход загрязненной жидкости в фильтрующий элемент тонкой очистки. Конструкция фильтра испытана в изделиях с положительным эффектом.

Изобретение предназначено для фильтрации в гидравлических системах управления и смазки, в частности транспортных средств. Фильтр состоит из корпуса фильтра, фильтрующего элемента, циклона, уплотняющих резиновых колец, самоподвижной втулки, бункера с магнитной ловушкой и сливного крана. Объем вокруг фильтрующего элемента связан с внутренней полостью циклона и с бункером. Внутренний объем между фильтрующим элементом и циклоном связан через дроссель с трассой системы смазки. Технический результат: создание конструкции единого фильтра грубой и тонкой очистки в малых габаритах, получаемой при малых количествах циклов прохода рабочей жидкости через основной контур, а также повышение работоспособности циклонного фильтра за счет принудительной прокачки рабочей жидкости через конус гидроциклона. 1 ил.

Фильтр, состоящий из корпуса фильтра, фильтрующего элемента, циклона, бункера с магнитной ловушкой и сливного крана, отличающийся тем, что фильтрующий элемент в виде полого цилиндра расположен вокруг конической части циклона снаружи и уплотняется по одному торцу резиновым кольцом корпуса фильтра, по другому торцу - резиновым кольцом самоподвижной втулки, связанной с циклоном через пружину, при этом образованный наружный объем вокруг фильтрующего элемента связан с внутренней полостью циклона и с верхней частью бункера, внутренний объем между фильтрующим элементом и циклоном связан через дроссель с трассой системы смазки.