СПИРАЛЬНАЯ СЕТКА МНОГОСЛОЙНАЯ, РИФЛЕНАЯ (ВАРИАНТЫ) И СПИРАЛЬНАЯ СЕТКА-ФИЛЬТР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 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 SU 986454. 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.

Аналогами спиральной сетки-фильтра являются - "спиральный фильтр" (авторское свидетельство SU 925367, опубликовано 07.05.82 г., бюллетень №17) и сито, используемое для разделения материалов по крупности в различных отраслях промышленности (RU 2015750). 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 также 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 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), поддерживающей фильтровальную бумагу в автомобильных масляных фильтрах, и существенно уменьшить площадь соприкосновения сетки с бумагой, следовательно, увеличит 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 также являются следующие.

Многослойность - обеспечивает прочность спиральной сетки, так как самый первый слой выполняет функции каркаса, и/или каждый последующий слой укрепляет сетку. Уменьшением толщины материала, из которого сделана спираль, каждого последующего слоя позволяет уменьшать межвитковый 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 - позволяют размещать их в свободном пространстве любой формы и максимально использовать данное пространство. К примеру, 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 (проволоки), из которого сделана спираль, содействует самоочищению, прочности, пропускной способности и гибкости:

1) форма проволоки в виде трапеции, направленной вершиной вовнутрь спирали, 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 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 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, снижению массы сетки, стоимости и т.д. Сетки-фильтры 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. Имея различные формы исполнения спирали, такие 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 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), поддерживающей фильтровальную бумагу в автомобильных масляных фильтрах, существенно уменьшить площадь соприкосновения сетки с бумагой, следовательно, увеличит срок службы фильтра. Спиральные сетки-фильтры могут применяться также для декоративного оформления вентиляционных отверстий, при этом не допускать попадания различных предметов, способных засорить систему вентиляции, для раковин умывальников, ванн и т.д. Спиральные сетки-фильтры могут быть покрыты различными защитными или декоративными покрытиями, как краска, гальванические и полимерные покрытия.

Существенными признаками фильтров также являются следующие.

Многослойность - обеспечивает прочность спиральной сетки-фильтра, так как самый первый слой выполняет функции каркаса и/или каждый последующий слой укрепляет его. Уменьшением толщины материала, из которого сделана спираль, каждого последующего слоя позволяет уменьшать межвитковый 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 - 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 (проволоки), из которого сделана спираль для сетки-фильтра, содействует самоочищению, прочности, пропускной способности и гибкости:

1) форма проволоки в виде трапеции, направленной вершиной вовнутрь спирали, 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 или сеткам, используемым в кофеварках;

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 и сохранить ее прочность (упругость); Прямоугольник направленный одной вершиной вовнутрь спирали, а другой наружу, таким образом, увеличивается количество витков и соответственно межвитковых зазоров, а также уменьшается площадь спирали;

4) форма квадрата делает спираль более прочной и менее гибкой, что позволяет более точно сохранить пропускную способность спиральной сетки в отличие от круглой и др.;

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, снижению ее массы, стоимости и т.д. К примеру, сетки фильтры 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 вовнутрь и не встречая препятствий в виде поперечных преград, которые способствовали бы наполнению и забиванию сетки-фильтра. Имея различные формы исполнения спирали, такие 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.

Осуществление изобретения.

Спиральные сетки состоят из проволоки, которая образует ряд оборотов вокруг точки или оси вращения, они могут быть как равноудалены от точки и оси вращения так и не равноудалены от них. Проволока в поперечном сечении может иметь форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала или быть полой внутри для уменьшения массы сетки. Спираль также может иметь различные формы (очертания) в поперечном и продольном разрезах: круглая, прямоугольная, треугольная, трапециевидная, 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. Сетки, 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 ее технологическими особенностями, такими как газопроницаемость, прочность и др. Сетки прикрепляются к опоке, и обеспечивается переход к трубке газоотвода (системе вакуумирования), так как не всегда совпадают диаметры трубы и сетки иногда делаются переходы. 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. Также 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, они не создают помех уплотнению формы во время формовки за счет своей конструкции, спираль изготовлена таким образом, чтобы соответствовать контурам отливки. К месту расположения приспособлена также и сетка, предназначенная для раковин умывальников. Спиральные сетки не деформируются при больших нагрузках, но могут прогибаться в любую сторону с последующим возвращением в исходное положение, не нуждаются в прочистке (самоочищаются от вибраций при выбивке отливки). Сетка 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 слоя более тонкой проволоки, которая образует большой промежуток между витками второго слоя и создает два межвитковых пространства вместо 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, например, металлы, полимеры, стекло, и др. 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, такими как краска, гальванические и полимерные покрытия, для защиты от коррозии, химических реагентов и для придания эстетического вида изделию.

Сетки-фильтры состоят из проволоки, которая образует ряд оборотов (спираль) вокруг точки и/или оси вращения. Проволока в поперечном сечении может иметь форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала и быть полой внутри для уменьшения массы фильтра. Спиральная сетка-фильтр также может иметь различные формы (очертания) в поперечном и продольном разрезах: круглая, прямоугольная, треугольная, трапециевидная, плоская - в виде прямой линии или изогнутой. Витки спирали могут быть как равноудалены от точки и/или оси вращения так и не равноудалены от точки и/или оси вращения, потому и могут образовывать самые разные формы и конструкции. Сетки, которые имеют в поперечном разрезе различные формы, могут иметь те же формы и в продольном разрезе. К примеру, в литейном производстве ее форма имеет большое значение в связи с ограниченностью пространства для размещения и ее технологическими особенностями такими как газопроницаемость, прочность и др. Спиральная сетка-фильтр прикрепляется к переходу, это обеспечивает соединение с трубой газоотвода, так как не всегда совпадают диаметры трубы и сетки-фильтра. Потому что трубка должна занимать как можно меньше места, 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. Также переход можно обеспечить с помощью сужения либо расширения спиральной сетки-фильтра. 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 и изготовлены таким образом, чтобы соответствовать контурам отливки (детали), к месту расположения также приспособлена и сетка-фильтр, предназначенная для раковин умывальников (фильтруя воду от остатков пищи). Фильтр не деформируется при больших нагрузках, но может прогибаться в любую сторону с последующим возвращением в исходное положение, также не нуждается в прочистке (самоочищается от вибраций при выбивке отливки). Сетка-фильтр может дополнительно пропускать в полтора-два раза больше газов и во время сильного прогибания не позволяет различным частицам попадать в систему отсоса газов (фильтрует газы от частиц). За счет намотанного сверху второго слоя более тонкой проволоки, которая образует большой промежуток между витками второго слоя и создает два межвитковых пространства вместо 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, например, 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, такими как краска, гальванические и полимерные покрытия для защиты от коррозии, химических реагентов и для придания эстетического вида изделию.

Изобретения относятся к сеткам общего назначения, а также к области фильтрации, и 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 декоративного оформления, ими могут быть 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. Спираль накручена в два слоя или более, поверхность спирали может быть рифленой, а разные слои спирали имеют разную толщину витков. Сетка изготовлена из полимеров, металлов, стекла и/или комбинированной. Витки спирали в поперечном разрезе имеют форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала и/или полые внутри. Спиральные сетки и фильтры характеризуются улучшенной самоочищаемостью, прочностью, не деформируются от внешнего воздействия, а изменяют свою форму с последующим возвратом в исходное положение. 4 н. и 8 з.п. ф-лы.

1. Спиральная сетка, витки которой могут быть как равноудалены, так и не равноудалены от точки и/или оси вращения, отличающаяся тем, что спираль накручена в два слоя или более, а поверхность спирали может быть выполнена рифленой.

2. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что разные слои спирали имеют разную толщину витков.

3. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что она изготовлена из полимера, металла, стекла и/или комбинированной.

4. Спиральная сетка, витки которой могут быть как равноудалены, так и не равноудалены от точки и/или оси вращения, отличающаяся тем, что спираль накручена в два слоя или более, и витки спирали имеют в поперечном разрезе форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала и/или полые внутри.

5. Сетка по п.4, отличающаяся тем, что разные слои спирали имеют разную толщину витков.

6. Сетка по п.4, отличающаяся тем, что она изготовлена из полимера, металла, стекла и/или комбинированной.

7. Фильтр из спиральной сетки, витки которой могут быть как равноудалены, так и не равноудалены от точки и/или оси вращения, отличающийся тем, что спираль накручена в два слоя или более, а поверхность спирали может быть выполнена рифленой.

8. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что разные слои спирали имеют разную толщину витков.

9. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что он изготовлен из полимера, металла, стекла и/или комбинированным.

10. Фильтр из спиральной сетки, витки которой могут быть как равноудалены, так и не равноудалены от точки и/или оси вращения, отличающийся тем, что спираль накручена в два слоя или более, и витки спирали имеют в поперечном разрезе форму трапеции, прямоугольника, круга, квадрата, треугольника, овала и/или полые внутри.

11. Фильтр по п.10, отличающийся тем, что разные слои спирали имеют разную толщину витков.

12. Фильтр по п.10, отличающийся тем, что он изготовлен из полимера, металла, стекла и/или комбинированным.