ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, В ЧАСТНОСТИ ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК B01D46/52 

Изобретение относится к фильтрующему устройству, в частности воздушному фильтру для ДВС.

Из EP 1364695 A1 известен воздушный фильтр, установленный во всасывающем тракте ДВС, чтобы подвергнуть фильтрации подаваемый в его цилиндры воздух для горения. Воздушный фильтр выполнен, в основном, из трех частей и включает в себя расположенный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде сменного фильтрующего патрона, который аксиально обтекается воздухом для горения и радиально посредством запираемой крышки вставляется в корпус фильтра. Перед фильтрующим патроном установлен циклонный предварительный сепаратор, который служит для отделения крупных грязевых частиц. Вниз по потоку за фильтрующим патроном находится вторичный фильтрующий элемент, соответственно, фильтрующий элемент тонкой очистки, который также радиально вставляется в корпус фильтра при открытой крышке. Циклонный предварительный сепаратор, фильтрующий патрон и элемент тонкой очистки расположены аксиально друг за другом и обтекаются в осевом направлении очищаемым воздухом для горения, не отклоняя его.

В качестве основного фильтрующего элемента, размещенного в фильтрующем патроне, рассматриваются, например, намотанные фильтры, состоящие из намотанного вокруг сердечника, гофрированного фильтровального материала, причем за счет гофрированной формы образованы проточные каналы через фильтрующий элемент, которые попеременно закрыты на торцевой стороне. Такой фильтрующий элемент известен, например, из US 7008467 B2.

Кроме того, известны фильтрующие элементы, состоящие из звездообразно сложенного фильтрующего элемента в виде фильтрующего сильфона, складки которого проходят в радиальном направлении, причем торцевые кромки складок проходят, в основном, в осевом направлении.

Из EP 1494785 B1 известны воздухоочиститель и способ его установки. Воздушный фильтр с первой ступенью и с фильтром предварительной очистки с многосекционными центробежными сепараторами с пылеотделяющей трубой и второй ступенью с фильтрующим патроном расположены вниз по потоку за трубчатым фильтром. Фильтрующий патрон включает в себя Z-образную фильтрующую среду и уплотнительный элемент, который полностью проходит по периметру Z-образной фильтрующей среды и имеет входную и выходную проточные поверхности. Z-образная фильтрующая среда имеет несколько входных складчатых каналов, которые открыты на входной проточной поверхности и закрыты от протекания воздуха на выходной проточной поверхности. Предусмотрены несколько выходных складчатых каналов, которые закрыты на входной проточной поверхности и открыты для выходного течения на выходной проточной поверхности.

Воздушный фильтр содержит корпус, по меньшей мере, из одной первой и второй частей, причем уплотнительный элемент имеет первую и противоположную ей вторую стороны, а также внешнюю кольцеобразную поверхность.

Кроме того, уплотнительный элемент расположен между первой и второй частями корпуса, создавая осевую герметизацию.

Каждый из центробежных сепараторов содержит боковую стенку, внутреннее пространство и дефлекторы, а также в корпусе со стороны стекания за первичным фильтрующим элементом расположен предохранительный элемент.

Последний содержит раму и внешний окружающий фартук, расположенную на фартуке уплотнительную прокладку, расположенный в раме участок для складчатой фильтрующей среды и ручку.

Кроме того, уплотнительная прокладка образует уплотнение внутри корпуса.

В основе изобретения лежит задача создания простыми конструктивными средствами фильтрующего устройства, которое отличалось бы высокой производительностью фильтрации, причем фильтрующее устройство должно обслуживаться с небольшими затратами.

Эта задача решается, согласно изобретению, посредством признаков независимых пунктов формулы.

Согласно первому варианту лежащей в основе изобретения идеи, в корпусе фильтрующего устройства расположен фильтрующий элемент, выполненный в виде многосильфонного фильтра, например в виде двухсильфонного фильтра, по меньшей мере, с двумя радиально вставленными друг в друга фильтрующими сильфонами. Между ними образуется проточная камера для фильтруемой текучей среды, причем проточная камера связана с торцевой стороной фильтрующего элемента. Каждый из, по меньшей мере, двух радиально вставленных друг в друга фильтрующих сильфонов выполнен в виде звездчатого фильтра со звездообразно расположенными, проходящими в радиальном направлении складками с аксиально проходящими торцевыми кромками. Радиально внутренние торцевые кромки складок внешнего фильтрующего сильфона а также радиально внешние торцевые кромки складок внутреннего фильтрующего сильфона ограничивают соответственно проточную камеру, которая служит как для отвода очищенной текучей среды, так и для подачи неочищенной текучей среды.

Далее, по меньшей мере, на одной из торцевых сторон фильтрующего элемента расположено уплотнительное кольцо, которое обеспечивает герметизацию между выполненным предпочтительно в виде многосильфонного фильтра фильтрующим сильфоном и корпусом. Уплотнительное кольцо служит, в частности, для герметизирующей течение сепарации стороны неочищенного газа от стороны очищенного газа фильтрующего элемента и предотвращает пропущенные (ошибочные) потоки, которые могли бы снизить к.п.д. предложенного фильтрующего устройства. Уплотнительное кольцо зажимается целесообразно аксиально между фильтрующим элементом и внутренней стороной корпуса и подвергается воздействию усилия в осевом направлении. В принципе, возможно приложение к уплотнительному кольцу радиального усилия или комбинации из осевого и радиального усилий.

В первом варианте уплотнительного кольца оно может быть расположено, например, на изготовленной из пластика концевой шайбе и выполнено, например, в виде уплотнительного кольца с двойным язычком. Уплотнительное кольцо может быть изготовлено из силикона или ТРЕ, т.е. термопластичного эластомера, который представляет собой, например, перерабатываемый в машинах для литья пластиков под давлением эластомер. Изготовление возможно также способом двухкомпонентного литья под давлением, при котором, как правило, отливаются твердый, а затем мягкий уплотнительные компоненты. Уплотнительное кольцо может быть приклеено, приварено или защелкнуто. Изготовление возможно также другими способами переработки пластиков, помимо двухкомпонентного. Изготовление уплотнительного кольца с двойным язычком не является обязательным, а могут изготавливаться, разумеется, также другие уплотнительные профили, отличающиеся от двухязычковой конфигурации. Двойной язычок прилегает к кольцеобразному уступу на верхней стороне концевой шайбы. Между отдельными язычками выполненного в виде двойного язычка уплотнительного кольца имеется расстояние, которое придает ему требуемую эластичность. При воздействии осевого усилия на уплотнительное кольцо происходит сжатие обоих отдельных язычков и осадка материала в свободное пространство между ними. Воздействие осевого усилия происходит после установки фильтрующего элемента в корпусе, что может осуществляться, например, за счет бокового вставного элемента при прилегании фильтрующего элемента к упорному фланцу внутри корпуса.

В другом варианте герметизации между корпусом и фильтрующим элементом уплотнительное кольцо может быть выполнено в виде двухкомпонентной отливки и образовать кольцеобразно окружающую, ограниченную мягким пластиком выемку, причем мягкий эластичный пластик окружен более жестким и более твердым пластиком. В ограниченную мягким пластиком выемку окружного уплотнительного кольца при его монтаже на корпусе входит окружной выступ. Окончательная герметизация между окружным выступом на корпусе и уплотнительным кольцом в этом варианте происходит при соединении фильтрующего элемента и расположенного перед ним циклонного предварительного сепаратора посредством выполненных в виде зажима запорных элементов. Эти выполненные в виде зажима на периферии корпуса запорные элементы создают действующее в осевом направлении уплотняющее усилие, которое вдавливает окружной выступ на корпусе в выемку уплотнительного кольца, образованную более мягким пластиком и окруженную, в свою очередь, на уплотнительном кольце более твердым и более жестким пластиком.

В соответствии с описанными двумя вариантами уплотнительное кольцо находится предпочтительно на радиально внешней стороне фильтрующего элемента, в частности, в зоне перехода между осевой торцевой стороной и радиально наружной боковой поверхностью фильтрующего элемента. Это позволяет подавать, по меньшей мере, часть потока фильтруемой текучей среды через радиально наружную боковую поверхность фильтрующего элемента и направлять для фильтрации радиально через него до достижения проточной камеры между обоими фильтрующими сильфонами.

Натекание на фильтрующий элемент, выполненный в виде многосильфонного, в частности двухсильфонного фильтра, и отвод очищенной отфильтрованной текучей среды могут происходить по-разному. С одной стороны, существует возможность протекания через стенку каждого из обоих фильтрующих сильфонов и отвода очищенной текучей среды исключительно аксиально через проточную камеру, которая одновременно образует чистую камеру. С другой стороны, возможно, чтобы натекание, по меньшей мере, на один из фильтрующих сильфонов дополнительно к радиальному течению происходило также аксиально, а стекание, по меньшей мере, из одного из обоих фильтрующих сильфонов также дополнительно к течению через проточную камеру происходило в осевом направлении через проточные каналы внутри сильфона.

Особенно предпочтительным оказалось то, что натекание, например, на внешний первый сильфон происходит в осевом направлении, а стекание - через проточные каналы второго фильтрующего сильфона, например, радиально внутреннего фильтрующего сильфона.

В одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, одна часть непосредственно соседних друг с другом фильтрующих складок имеет на осевой торцевой стороне фильтрующего сильфона клеевой слой торцевых кромок.

Чтобы желаемым образом достичь поперечных сечений натекания и стекания, на соответствующих осевых торцевых сторонах обоих фильтрующих сильфонов с покрытыми клеем торцевыми кромками располагаются закрывающие элементы, которые могут изготавливаться, например, из полиуретана, в частности, закрывающие шайбы или закрывающие кольца. Так, например, осевая торцевая сторона радиально внутреннего фильтрующего сильфона может быть закрыта на стороне натекания фильтрующего элемента закрывающим кольцом, так что в этом месте осевое натекание исключено. Осевая торцевая сторона в зоне натекания радиально внешнего фильтрующего сильфона, напротив, может быть открыта, обеспечивая в этом месте дополнительно к радиальному натеканию также осевое натекание.

Закрывающая шайба находится предпочтительным образом на стороне стекания на внутреннем складчатом сильфоне. Она закрывает внутреннее камеру натекания внутри складчатого сильфона в осевом направлении, чтобы воспрепятствовать прохождению пропущенных (ошибочных) потоков между «грязной» и «чистой» сторонами. Осевая торцевая сторона внутреннего фильтрующего сильфона может быть при этом свободной от закрывающего кольца, так что за счет этого, в принципе, возможно осевое стекание. Это относится к случаю, когда складки с одной стороны склеены.

В то же время осевая торцевая сторона в зоне стекания радиально внешнего фильтрующего сильфона закрыта закрывающим кольцом, который в этом месте препятствует осевому стеканию.

Кроме того, целесообразно склеить складки с одной стороны. Предпочтительным образом это осуществляется у каждого фильтрующего сильфона так, что только на одной осевой торцевой стороне происходит скрепление торцевых кромок складок, тогда как торцевые кромки складок на противоположной торцевой стороне закрыты закрывающим элементом. По отношению к обоим фильтрующим сильфонам скрепление торцевых кромок складок и закрывание осуществляются попеременно, так что, например, у радиально внешнего фильтрующего сильфона торцевые кромки склеены, на противоположной торцевой стороне закрыты закрывающим элементом, а у радиально внутреннего фильтрующего сильфона осевая сторона натекания закрыта закрывающей шайбой. Торцевые кромки на противоположной осевой стороне отекания скреплены. За счет этого скрепления торцевых кромок возникают проходящие в осевом направлении проточные каналы, причем в связи с закрывающими элементами гарантировано, что подводимый воздух будет протекать через стенку фильтра в радиальном направлении.

Хотя по отношению к описанным вариантам уплотнительного кольца оно может изготавливаться, например, в виде двойного язычка из ТРЕ, например, двухкомпонентным способом (2К-способ), также возможно выполнение окружного уплотнения не на вставляемом в корпус фильтрующем элементе, выполненном предпочтительно в виде многосильфонного фильтра, например двухсильфонного, а расположение окружного уплотнения внутри корпуса. Для этого, например, выполненный на уплотнительной стороне фильтрующего элемента в виде двойного язычка уплотнительный элемент может быть смещен в боковую стенку на стороне натекания корпуса. Точно так же можно прилить двухкомпонентное уплотнение в виде пластиковой отливки не к корпусу, а, например, к обращенной к нему торцевой стороне циклонного предварительного сепаратора.

Фильтрующий элемент, снабженный в одном варианте на своей верхней стороне окружным, выполненным в виде двойного язычка уплотнением из ТРЕ, предпочтительно двухсильфонный фильтр, включает в себя фильтрующие сильфоны, выполненные однородными и одинакового или разного по осевой длине контура. Возможны также цилиндрическая и коническая формы по отношению к внешнему и внутреннему фильтрующим сильфонам. В одном предпочтительном варианте радиально внешний фильтрующий сильфон выполнен в форме цилиндра, причем его наружный и внутренний диаметры не изменяются по осевой длине. Вместо этого цилиндрического выполнения в одной предпочтительной модификации в отношении конструктивных требований к корпусу на наружном диаметре может быть выполнена конусность, благодаря чему при монтаже фильтрующего элемента в корпусе вследствие непрерывно уменьшающегося наружного диаметра образуется дополнительное пространство внутри корпуса, которое предпочтительным образом влияет на отекание очищенной текучей среды, а также уменьшает скорость течения и возникающие с ним шумы.

Радиально внутренний фильтрующий сильфон может иметь коническую форму, причем конус целесообразно сужается от стороны натекания к стороне отекания. За счет этого между фильтрующими сильфонами возникает проточная камера в форме кругового конуса, который расширяется к стороне стекания и заканчивается отверстием для стекания. С точки зрения условий протекания потока в отношении отвода очищенной текучей среды, это дает преимущества. Если смотреть по осевой длине, то проточная камера имеет, тем самым, изменяющееся сечение, причем степень изменения в осевом направлении по существу постоянная. В принципе, однако, возможна также изменяющаяся по осевой длине степень изменения, а, кроме того, проточная камера может иметь также постоянное сечение, и это в том случае, если внутренняя сторона внешнего и наружная сторона внутреннего фильтрующих сильфонов проходят концентрично друг другу, т.е. не имеют конусности.

Если, например, внешний фильтрующий сильфон имеет постоянный внутренний диаметр, а наружная боковая поверхность радиально внутреннего фильтрующего сильфона - конусность, то возникает коническая кольцевая камера. Она заканчивается со стороны отекания выходным отверстием. В эту кольцевую камеру может быть помещен опорный каркас, который заключает проточную камеру между фильтрующими сильфонами. В частности, у больших объемных фильтрующих устройств, фильтрующие элементы которых имеют соответственно большую массу, этот опорный каркас, изготовленный преимущественно в виде пластиковой отливки, служит для повышения стабильности. Он имеет проходящие как в осевом, так и в радиальном направлении ребра, посредством которых, в частности, объемные фильтрующие сильфоны могут быть отделены друг от друга, так что образованная между ними коническая проточная камера в отношении своей геометрической формы имеет постоянный внешний вид. Опорный каркас обеспечивает здесь требуемую механическую стабильность. Он выполнен предпочтительно цельным.

Согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения, внутри корпуса фильтрующего устройства расположен фильтрующий элемент, состоящий из сплошного фильтровального полотна с несколькими параллельными фильтрующими слоями, которые соединены между собой посредством выполненных криволинейными соединительных участков фильтровального полотна. Между соседними фильтрующими слоями расположены распорки. Промежутки между соседними фильтрующими слоями образуют проточные камеры для текучей среды. Фильтрующие слои выполнены ровными или плоскими, а промежуточные проточные камеры соответственно ограничены параллельными плоскостями. Криволинейные соединительные участки фильтровального полотна, которые на противоположных торцевых сторонах фильтрующего элемента попеременно ограничивают соседние проточные камеры, гарантируют, что каждая вторая проточная камера на стороне натекания открыта, соответственно, закрыта. Фильтруемая текучая среда аксиально направляется в открытые проточные камеры и должна протекать в проточной камере радиально через ограничивающую стенку фильтра, поскольку противоположная торцевая сторона этой проточной камеры закрыта криволинейным соединительным участком. С помощью радиального перехода в соседнюю проточную камеру возможен осевой отвод текучей среды из фильтрующего элемента.

Фильтрующий элемент предпочтительным образом независимо от его конструктивного выполнения радиально вставляется в корпус через закрываемое крышкой отверстие в нем. В основном, фильтруемая текучая среда протекает через фильтрующий элемент в осевом направлении. Фильтрующий элемент может быть вставлен в корпус и извлечен из него параллельно направлению обтекания. Далее перед фильтрующим элементом, т.е. основным фильтрующим элементом, располагается, как правило, фильтр грубой очистки, выполненный в виде циклонного предварительного сепаратора и обтекаемый целесообразно также в осевом направлении. Кроме того, согласно другому предпочтительному варианту, после фильтрующего элемента может быть расположен вторичный фильтрующий элемент или фильтрующий элемент тонкой очистки, обтекаемый также в осевом направлении. Фильтрующий элемент тонкой очистки предпочтительно выполнен с возможностью вставки в корпус и извлечения из него поперек направлению обтекания.

Для облегчения обращения с основным фильтрующим элементом, выполненным, в частности, предпочтительно в виде двухсильфонного фильтра, он может иметь захватный желобок. Он может быть выполнен предпочтительным образом так, что возможен монтаж или демонтаж основного фильтрующего элемента, т.е. фильтрующего элемента, выполненного в виде двухсильфонного фильтра, одной рукой. Это обеспечивает, например, преимущества при замене фильтрующего элемента в воздушном фильтре сельскохозяйственной машины, например, зерноуборочного комбайна или пахотного трактора, или строительной машины, у которой, как правило, водитель держится другой рукой.

Кроме того, существует возможность после монтажа в корпусе фильтрующего элемента, выполненного, в частности, в виде двухсильфонного фильтра, вставить в корпус в радиальном направлении боковой вставной элемент. Выполненные сбоку бокового вставного элемента язычки находят на выполненные на внутренней стороне корпуса рампы и при полной установке бокового вставного элемента на рампообразные направляющие в корпусе создают уплотняющее усилие, с помощью которого выполненное, например, в виде двойного язычка уплотнение устанавливается на корпусе. Пользователь может почувствовать это, например, за счет возрастающего сопротивления вставке или ощутимой фиксации боковых язычков бокового вставного элемента в фиксирующих положениях на рампообразных поверхностях, выполненных на внутренней стороне корпуса, например прилитых там.

Другая предпочтительная подробность предложенного решения состоит в том, что помимо захватных желобков в верхней части фильтрующего элемента, выполненного в виде двойного фильтрующего сильфона, на нижнем закрывающем кольце с угловым шагом 90 или 120° могут быть выполнены выравнивающие или центрирующие выступы. За счет этого фильтрующий элемент, в частности, при обращении одной рукой, встроен и выверен на захватном желобке всегда в правильном положении, т.е. параллельно продольной оси корпуса, так что при приложении осевого усилия с целью герметизации выполненный предпочтительно в виде двухсильфонного фильтра фильтрующий элемент остается всегда центрированным по отношению к оси корпуса. Предпочтительным образом выравнивающие или центрирующие выступы могут быть выполнены, например, разделенными и взаимодействовать с прилитым к корпусу ребром. За счет выполнения разделенного выступа на периферии основного фильтрующего элемента обеспечивается его правильное по положению помещение в шахту корпуса.

Во встроенном состоянии всегда остается достаточное расстояние между внутренней стенкой корпуса и наружной стенкой радиально внешнего фильтрующего сильфона, так что натекание на радиально внешний фильтрующий сильфон в осевом направлении остается постоянным, поскольку расстояние между внешней и внутренней сторонами радиально внешнего фильтрующего сильфона постоянное и обеспечивается стабильность при механической нагрузке. Выступы, выполненные на крышке основного фильтрующего элемента и проходящие в радиальном направлении, демпфируют его во встроенном в корпус состоянии, так что он при работе не вибрирует.

В одном варианте осуществления на корпусе в шарнирах размещена блокировка. При этом блокировка содержит ручку в виде коленчатого рычага, которая в положении блокирования охватывает снизу окружной уступ основного фильтрующего элемента и плотно прижимает к поверхности шахты корпуса. При этом может быть предусмотрено, что в положении блокирования контактная поверхность блокировки прижата к кольцеобразному уступу основного фильтрующего элемента, а шахта выполнена с возможностью закрывания крышкой только в положении блокирования.

В предложенном фильтрующем элементе, выполненном, в частности, в виде двухсильфонного фильтра, на радиально внутреннем сильфоне может быть изготовлена концевая шайба из полиуретана, а на внешнем и внутреннем сильфонах полиуретановое дно, и оба образующих фильтрующий элемент сильфона запениваются. Это представляет собой очень рентабельный вариант изготовления фильтрующего элемента, выполненного, в частности, в виде двойного фильтра. Его внутреннее пространство закрыто на стороне натекания полиуретановой концевой шайбой, так что происходит приток фильтруемой текучей среды через выполненную также конической кольцевую камеру между обоими вставленными друг в друга фильтрующими сильфонами, а затем она либо радиально стекает наружу, либо радиально перетекает во внутреннее пространство на «чистую» сторону. Помимо изготовления из полиуретана концевая шайба может изготавливаться также другими способами. Так, например, могут применяться другие заливочные материалы или также приклеенные или приваренные пластиковые концевые шайбы, а также металлические концевые шайбы, которые приклеиваются. Если, в частности, радиально внешний фильтрующий сильфон выполнен с конусностью на своем наружном диаметре, то между наружным диаметром радиально внешнего фильтрующего сильфона и внутренней стороной корпуса возникает конически расширяющаяся кольцевая камера, через которую происходит приток очищенной текучей среды в «чистую» камеру, причем за счет расширяющегося проходного сечения скорость течения снижается, а возможные возникающие шумы могут быть уменьшены, а, кроме того, возможно снижение аэродинамического сопротивления.

Другие преимущества и целесообразные варианты осуществления изобретения приведены в формуле, описании фигур и на чертежах, на которых изображают:

фиг.1: частично в разрезе фильтрующее устройство, используемое, в частности, в качестве воздушного фильтра для ДВС и содержащее аксиально друг за другом циклонный предварительный сепаратор, основной фильтрующий элемент и расположенный за ним фильтрующий элемент тонкой очистки, причем основной фильтрующий элемент выполнен в виде двухсильфонного фильтра с двумя радиально вставленными друг в друга фильтрующими сильфонами;

фиг.2: фильтрующий элемент в полуразрезе;

фиг.3: вид сверху на фильтрующий элемент с прилитым сбоку захватным желобком;

фиг.4: места запенивания фильтрующих сильфонов в закрывающих кольцах и закрывающей шайбе;

фиг.5: в увеличенном виде зону выполненного в виде двойного язычка ТРЕ-уплотнения;

фиг.6: в разобранном виде основные части фильтрующего элемента из фиг.1-5;

фиг.7: в разобранном виде вставной элемент, основной фильтрующий элемент и корпус фильтра;

фиг.8: перспективный вид блокировочного механизма для блокировки фильтрующего элемента в корпусе;

фиг.9: разрез в продольном направлении другого варианта выполнения фильтрующего элемента с уплотнением;

фиг.10: сечение фильтрующего элемента из фиг.9;

фиг.11: перспективный вид второго варианта выполнения фильтрующего устройства с вставленным фильтрующим элементов;

фиг.12: в разобранном виде компоненты второго варианта выполнения основного фильтрующего элемента;

фиг.13: выполненный разделенным центрирующий или выравнивающий выступ на периферии основного фильтрующего элемента;

фиг.14: выполненный разделенным центрирующий выступ, охватывающий выполненное в корпусе фильтра ребро;

фиг.15: перспективный вид крышки основного фильтрующего элемента с тремя центрирующими выступами и выполненным разделенным в 12-часовом положении центрирующим или выравнивающим выступом;

фиг.16: вид сверху на основной фильтрующий элемент из фиг.15 с крышкой.

На чертежах одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Изображенное на фиг.1 фильтрующее устройство 10 представляет собой воздушный фильтр для двигателя внутреннего сгорания, используемого во внедорожных условиях, например, в сельскохозяйственных машинах, таких как пахотные трактора или зерноуборочные комбайны, или в строительных машинах и т.п. Оно может использоваться также в стационарных ДВС, например, для производства электроэнергии, и в грузовых автомобилях большого объема.

Фильтрующее устройство 10 содержит корпус 12, в котором размещены основной фильтрующий элемент 22, выполненный в виде фильтра предварительной очистки циклонный предварительный сепаратор 20 и расположенный после основного фильтрующего элемента 22 фильтр тонкой очистки 24. На фиг.1 далее видно, что сторона натекания фильтрующего устройства 10 обозначена ссылочной позицией 14, а его сторона стекания - ссылочной позицией 16. В зоне циклонного предварительного сепаратора 20 предусмотрено выходное отверстие 18, через которое могут удаляться крупные загрязнения, прежде чем они попадут в основной фильтрующий элемент 22.

Основной фильтрующий элемент 22, расположенный после циклонного предварительного сепаратора 20 в направлении протекания очищаемой текучей среды, включает в себя первый внутренний 32 и радиально охватывающий его второй внешний 34 фильтрующие сильфоны. Первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 охватывает внутреннее пространство 26, которое закрыто в осевом направлении закрывающей шайбой 28. Проходящая через циклонный предварительный сепаратор 20, фильтруемая среда протекает поэтому в радиальном направлении через первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 и попадает в проточную камеру 44, в которой размещен опорный каркас 30. Он удерживает проточную камеру 44 в ее геометрической форме и поддерживает второй, радиально внешний фильтрующий сильфон 34. Со стороны натекания оба фильтрующих сильфона 32, 34 закрыты закрывающим кольцом 40. За счет этого попадающая во внутреннее пространство 26 фильтруемая текучая среда протекает через первый внутренний фильтрующий сильфон 32 в радиальном направлении наружу в проточную камеру 44.

На фиг.1 далее видно, что второй, радиально внешний фильтрующий сильфон 34 выполнен цилиндрическим, т.е. имеет постоянные в осевом направлении наружный и внутренний диаметры. В противоположность этому первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 имеет конусность 64, которая обеспечивает коническую проточную камеру 44. Проходящий через циклонный предварительный сепаратор 20 воздух притекает от наружной боковой поверхности второго, радиально внешнего фильтрующего сильфона 34 также к проточной камере 44, а от нее через выходное отверстие (показано на следующих фигурах) - к фильтру тонкой очистки 24.

Основной фильтрующий элемент 22 включает в себя закрывающее кольцо 40, на котором выполнены отдельные выравнивающе-удерживающие выступы 50, с помощью которых оно опирается на внутреннюю сторону корпуса 12 (фиг.15, 16). Сторона неочищенного газа герметизирована от стороны очищенного газа фильтрующего устройства 10 более подробно описанным ниже уплотнением в виде уплотнительного кольца. Уплотнительное кольцо 36 может быть профилировано, например, в виде двойного язычка, изготовлено из ТРЕ или способом двухкомпонентного литья пластика под давлением (2К-способ).

За счет позиционирования основного фильтрующего элемента 22, выполненного предпочтительно в виде двухсильфонного фильтрующего элемента, посредством выступов 50, выполненных на наружной периферии закрывающего кольца 40 с шагом 120 или 90°, гарантировано точное выравнивание основного фильтрующего элемента 22 в смонтированном состоянии внутри корпуса 12. Один из выступов 50, служащих в качестве центрирующих или выравнивающих выступов для основного фильтрующего элемента 22, может быть выполнен разделенным (фиг.13, 14). Он взаимодействует с выполненным на внутренней стороне корпуса 12 ребром. За счет выступов 50 основной фильтрующий элемент 22 в смонтированном состоянии удерживается без колебаний, и они обеспечивают ему установку в правильном положении в корпусе 12.

Из фиг.1 следует, что уплотнительное кольцо 36, здесь выполненное в виде ТРЕ-уплотнения с двойным язычком, прижато к упорному фланцу 42 корпуса 12.

Изображенный на фиг.1 в смонтированном состоянии основной фильтрующий элемент 22 фиксируется посредством вставляемого сбоку в корпус 12 вставного элемента 38. Это значит, что после монтажа основного фильтрующего элемента 22 вставной элемент 38 вставляется в корпус 12 через боковое отверстие 66 в нем. За счет монтажа вставного элемента 38 на проходящих в корпусе 12 направляющих 70 создается действующее в осевом направлении уплотняющее усилие, т.е. предварительно вставленный в корпус 12 основной фильтрующий элемент 22 напрягается в осевом направлении и прижимается к корпусу 12. В результате уплотнение 36, выполненное в виде двойного язычка на верхней торцевой стороне основного фильтрующего элемента 22, прижимается к своему пандану, т.е. к упорному фланцу 42 корпуса 12, и создает уплотняющее усилие. За счет действующего в осевом направлении уплотняющего усилия сторона неочищенного газа отделяется от стороны очищенного газа фильтрующего устройства 10.

На фиг.2 изображен полуразрез основного фильтрующего элемента фильтрующего устройства из фиг.1.

Основной фильтрующий элемент 22, выполненный в виде двухсильфонного фильтра, включает в себя первый, радиально внутренний 32 и радиально охватывающий его второй внешний 34 фильтрующие сильфоны. Оба обтекаются по существу в радиальном направлении изнутри наружу, соответственно, и снаружи внутрь. В осевом направлении натекание на торцевые стороны со стороны 14 натекания предотвращено закрывающим кольцом 40. Как следует из полуразреза на фиг.2, закрывающее кольцо 40 имеет выдающиеся вбок удерживающие и центрирующие выступы 50. При изготовлении закрывающего кольца 40 они могут быть изготовлены очень просто. За счет этих выравнивающе-удерживающих выступов 50, выполненных на периферии закрывающего кольца 40 с шагом 90 или 120° или отличающимся от них шагом, основной фильтрующий элемент 22 выравнивается в корпусе 12. Закрывающее кольцо 40 соответствует дну 92 основного фильтрующего элемента 22.

Кроме того, из фиг.2 следует, что на верхней стороне элемента 22 находится окружной кольцеобразный уступ 46, на котором размещено уплотнение 36, которое в этом варианте выполнено в виде двойного язычка. Нижний отдельный язычок уплотнения 36 опирается на кольцеобразно окружающий уступ 46 на верхней стороне основного фильтрующего элемента 22.

Первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 ограничивает внутреннее пространство 26, которое со стороны отекания закрыто запененной или залитой закрывающей шайбой 28. За счет этого аксиально входящая текучая среда вынуждена радиально проходить через сильфон 32. После прохождения через него эта среда попадает в проточную камеру 44, чей клиновидный контур образован опорным каркасом 30, который расположен между внутренней стороной второго, внешнего фильтрующего сильфона 34 и наружной стороной выполненного коническим первого, радиально внутреннего фильтрующего сильфона 32 и определяет контур проточной камеры 44. Поз.48 обозначены места запенивания, в которых осевые торцевые стороны обоих сильфонов 32 соединены с закрывающей шайбой 28, соответственно, и закрывающим кольцом 40. Запенивание 48, например, полимерным материалом, таким как полиуретан или т.п., задает направление прохождения через основной фильтрующий элемент 22, выполненный в виде двойного фильтрующего сильфона, а также обеспечивает его очень легкое и рентабельное изготовление.

На фиг.3 изображен вид сверху на основной фильтрующий элемент из фиг.2.

Из фиг.3 следует, что к нижней стороне кольцеобразно окружающего уступа 46 прилит захватный желобок 52 или прилита ручка 52. Это обеспечивает обращение с основным фильтрующим элементом 22 одной рукой. Если водитель вынужден в короткое время заменить фильтрующий элемент ДВС пахотного трактора, зерноуборочного комбайна или строительной машины и т.п., то это, как правило, связано с тем, что он должен взобраться наверх к двигателю, в частности, к его впускному тракту. При этом водитель вынужден держаться одной рукой и имеет свободной только одну руку, чтобы заменить ею подверженный износу основной фильтрующий элемент 22. Замена одной рукой значительно упрощена за счет прилитого сбоку, очень хорошо доступного захватного желобка 52 или прилитой сбоку ручки 52. После замены основного фильтрующего элемента снова вставляется боковой вставной элемент 38, и только за счет этого движения создается осевое натяжное усилие, которое вызывает уплотняющее действие между выполненным в виде двойного язычка уплотнением 36 и корпусом 12 или выполненным на нем упорным фланцем 42.

На фиг.3 далее видно, что уплотнение 36 окружает кольцеобразный уступ 46, не прерываясь, и на стороне отекания основного фильтрующего элемента 22 в образующем проточную камеру 44 опорном каркасе 30 выполнено отверстие 54 для стекания.

Через овальное отверстие 54 для стекания происходит приток очищенной текучей среды к фильтрующему элементу 24 тонкой очистки на фиг.1.

На фиг.4 в увеличенном виде изображен опорный каркас между фильтрующими сильфонами основного фильтрующего элемента, выполненного в виде двойного фильтрующего сильфона.

Как видно на фиг.4, опорный каркас 30, образующий коническую проточную камеру 44, имеет ребристую структуру 56, проходящую в окружном направлении перпендикулярно плоскости чертежа. Если смотреть в осевом направлении со стороны натекания 14, то коническая проточная камера 44 расширяется в направлении стороны отекания 16. Поз.54 обозначено отверстие отекания проточной камеры 44. Оба фильтрующих сильфона 32, 34 обтекаются по существу в радиальном направлении. Как видно на фиг.4, торцевые стороны обоих фильтрующих сильфонов 32, 34 за счет запениваний 48 соединены либо с закрывающей шайбой 28, либо с закрывающим кольцом 40, к внешней периферии которого в произвольном количестве могут быть прилиты выравнивающе-удерживающие выступы 50. Кроме того, на фиг.4 видно, что по сравнению с цилиндрическим вторым, радиально внешним фильтрующим сильфоном 34 первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 выполнен с конусностью 64 в соответствии с конусностью опорного каркаса 30. Конусность проточной камеры 44 обозначена поз.58.

Внутреннее пространство 26 ограничено внутренним диаметром первого, радиально внутреннего фильтрующего сильфона 32.

На фиг.5 в увеличенном виде изображена верхняя часть основного фильтрующего элемента, изображенного в полуразрезе на фиг.2-4.

Как показывает фиг.5, над кольцеобразным уступом 46 находится выполненное в виде двойного язычка уплотнение 36. Оба отдельных язычка уплотнения 36 в его несжатом состоянии отстоят друг от друга на расстояние 62. На нижней манжете выполнено шиловидное продолжение, которое входит в ответно выполненную в соответствии с его геометрической формой, окружную выемку кольцеобразного уступа 46. Под ним находится ручка 52, обеспечивающая обращение с основным фильтрующим элементом 22 одной рукой. Видны запенивания 48 лежащих со стороны основным фильтрующим элементом отекания торцевых сторон фильтрующих сильфонов 32, 34, а также конусность 58 проточной камеры 44, в которой находится опорный каркас 30. Проходящая в окружном направлении ребристая структура опорного каркаса 30 проточной камеры 44 обозначена поз.56. Текучая среда, протекающая через первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 изнутри наружу, попадает в проточную камеру 44 и выходит из нее через отверстие 54 для отекания. В противоположность этому очищаемая текучая среда протекает через второй, радиально внешний фильтрующий сильфон 34 снаружи внутрь и покидает коническую проточную камеру 44 также через отверстие 54 для отекания.

На фиг.6 в разобранном виде изображены основные компоненты основного фильтрующего элемента в первом варианте.

Видно, что сбоку под выполненным в виде двойного язычка уплотнением 36 находится один или несколько захватных желобков 52. Уплотнение 36 находится на уже многократно упомянутом кольцеобразном уступе 46. Поз.28 на фиг.6 обозначена закрывающая внутреннее пространство 26 шайба. Поз.60 обозначен клеевой слой на торцевых кромках, которым на сторонах натекания и стекания снабжены сложенные, например, в форме звезды фильтрующие сильфоны.

Кроме того, на фиг.6 видно, что первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32 выполнен с конусностью 64, которая соответствует конусности опорного каркаса 30. Последний содержит структурированные в форме решетки, проходящие в осевом направлении и в окружном направлении ребра 56.

В противоположность контуру первого, радиально внутреннего фильтрующего сильфона 32 и его снабженной конусностью 64 наружной боковой поверхности второй, радиально внешний фильтрующий сильфон 34 выполнен цилиндрическим. Также его наружный диаметр может быть снабжен конусностью, чтобы учесть, например, требования стесненного конструктивного пространства и обеспечить более равномерное натекание в радиальном направлении.

Наконец, на фиг.6 видно, что закрывающее кольцо 40 имеет на внешней периферии определенное число выравнивающе-удерживающих выступов 50. Последние уже описывались выше в связи с фиг.1-5.

На фиг.7 в разобранном виде изображены компоненты вставной элемент, фильтрующий элемент и корпуса фильтрующего устройства.

Как можно видеть на фиг.7, корпус 12 имеет боковое отверстие 66. Оно выполнено в корпусе 12 сбоку. Корпус 12 изготовлен, в частности, в виде отливки из пластика. В отверстии 66 находится направляющий уступ 68, проходящий по существу перпендикулярно его продольной оси и служащий в качестве направляющей для бокового вставного элемента 38. Последний имеет, в свою очередь, направляющие 70, нижняя сторона которых при вставке бокового вставного элемента 38 в отверстие 66 корпуса 12 перемещается по направляющему уступу 68. При этом между направляющими 70 бокового вставного элемента 38 может быть образовано свободное пространство 72, соответствующее ширине основного фильтрующего элемента 22.

Прежде всего, при монтаже или демонтаже использованного основного фильтрующего элемента 22 он берется за захватные желобки или ручки 52 и извлекается из бокового отверстия 66. Затем в боковое отверстие 66 вставляется новый неиспользованный основной фильтрующий элемент 22. После его вставки в боковое отверстие 66 он сначала центрирован и выровнен в корпусе 12 за счет выступов 50, выполненных на закрывающем кольце 40 с шагом 90 или 120°. Для создания действующего в осевом направлении основного фильтрующего элемента 22 уплотняющего усилия в боковое отверстие 66 вставляется боковой вставной элемент 38. На нем выполнены образующие между собой свободное пространство 72 направляющие 70, которые при вставке бокового вставного элемента 38 в боковое отверстие 66 охватывает снизу предварительно установленный в нем основной фильтрующий элемент 22. При вставке бокового вставного элемента 38 в боковое отверстие 66 выполненные с легким наклоном верхние стороны направляющих 70 охватывают снизу предварительно установленный основной фильтрующий элемент 22 и при полностью вставленном в боковое отверстие 66 боковом вставном элементе 38 прижимают его к размещающей фильтрующий элемент тонкой очистки 24 стороне корпуса 12. За счет этого выполненное на основном фильтрующем элементе 22 уплотнение 36 прижимается к уплотнительной поверхности, выполненной в соответствующем месте корпуса 12. Когда боковой вставной элемент 38 своими направляющими 70 полностью вставлен в боковое отверстие 66, основной фильтрующий элемент 22 своим уплотнением 36 прижимается в осевом направлении к соответствующей уплотнительной поверхности корпуса 12, например, к упорному фланцу 42, создавая, таким образом, действующее в осевом направлении уплотняющее усилие.

Хотя на фиг.7 уплотнение 36, предпочтительно в виде двойного язычка может быть выполнено на основном фильтрующем элементе 22, оно может быть также выполнено не на нем, а на соответствующей уплотнительной поверхности боковой поверхности бокового отверстия 66 корпуса 12.

Боковой вставной элемент 38 направляется в корпусе 12 вдоль направляющих уступов 68, которые выполнены на боковых поверхностях, ограничивающих боковое отверстие 66 в корпусе 12.

На фиг.8 изображен вариант фильтрующего устройства большего размера.

Для восприятия усилий, возникающих при переводе блокировки 74 из ее деблокирующего положения в блокирующее положение 80, к корпусу 12 в зоне шарниров 76 прилита усиливающая структура 84. Монтажное отверстие, т.е. шахта 66 в корпусе 12, закрыта частично показанной на фиг.8 крышкой 86.

Полноты ради следует упомянуть, что изображенное на фиг.8 в перспективе фильтрующее устройство 10 содержит на стороне 14 натекания циклонный предварительный сепаратор 20, а на стороне 16 отекания - фильтрующий элемент 24 (не показан в разрезе). Блокировка 74 приводится в действие ручкой 78.

На фиг.9 изображен другой вариант фильтрующего устройства, в частности основного фильтрующего элемента.

Из продольного разреза на фиг.9 следует, что уплотнение 36, создающее осевую герметизацию, выполнено на верхней стороне основного фильтрующего элемента 22 в виде двухкомпонентной пластиковой отливки. В то время как кольцеобразное уплотнение 36, к которому из первого пластика 96 прилиты выступы 94, отлито из этого первого пластика, в него залит более мягкий, обладающий хорошими эластичными свойствами, второй пластик 98. Этот более мягкий пластик 98 ограничивает открытую вниз выемку 100.

Из продольного разреза основного фильтрующего элемента 22 на фиг.9 следует, что первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32, охватывающий внутреннее пространство 26, закрыт (полиуретановой) концевой шайбой 90. Она предпочтительно запенена в осевую торцевую сторону сильфона 32. Противоположное концевой шайбе 90 на стороне натекания отверстие ограничено дном 92, открывающим впускное отверстие к внутреннему пространству 26 основного фильтрующего элемента 22. Через это отверстие очищаемая текучая среда поступает во внутреннее пространство 26. За счет концевой шайбы 90 очищаемая текучая среда вынуждена радиально течь через первый, радиально внутренний фильтрующий сильфон 32.

Осевые торцевые стороны, имеющие предпочтительно клеевой слой 60 на торцевых кромках, закрыты на стороне натекания дном 92, тогда как осевая торцевая сторона второго, радиально внешнего фильтрующего сильфона 34 закрыта кольцеобразной крышкой 108. Такая мера обеспечивает радиальное протекание от внешней стороны к внутренней стороне по отношению к сильфону 34, так что очищаемая текучая среда, во-первых, выходит в радиальном направлении из сильфона 32 в проточную камеру 44, а, во-вторых, входит в нее по внутренней стороне сильфона 34. Отверстие для стекания в проточной камере 34 обозначено поз.54.

На фиг.10 изображено сечение основного фильтрующего элемента во втором варианте из фиг.9.

Окружное уплотнение 36, изготовленное из первого, более твердого и жесткого пластика 96, имеет выемку 100, которая ограничена вторым, обладающим прекрасными эластичными свойствами пластиком 98. Выемка 100 взаимодействует с кольцеобразно окружающим корпус 12 носиком 104 (фиг.11). Кроме того, на фиг.10 видно, что внутреннее пространство 26, ограниченное внутренней стороной сильфона 32, закрыто в осевом направлении на стороне стекания 16 концевой шайбой 90. Также видно, что наружный диаметр сильфона 32 имеет конусность 64, которая поддерживается опорным каркасом 30, вставленным между обоими сильфонами 32, 34. Опорный каркас 30, поддерживающий конусность проточной камеры 44, образует на конце основного фильтрующего элемента 22 со стороны стекания отверстие 54 для отекания. В противоположность сильфону 32 сильфон 34 выполнен цилиндрическим, однако также может иметь на своем наружном диаметре конусность 106. Эта возможность выполнения внешнего контура сильфона 34 изображена в разобранном виде на фиг.12.

Далее из фиг.10 следует, что сторона натекания 14 основного фильтрующего элемента 22 закрыта дном 92. Как на стороне натекания 14 в зоне дна 92, так и на стороне стекания 16 в зоне закрывающей шайбы 90 осевые торцевые стороны сильфонов 32, 34 основного фильтрующего элемента 22 имеют клеевой слой 60 торцевых кромок. Прилитые снаружи выступы 94 служат в качестве защиты от проворачивания основного фильтрующего элемента 22 в корпусе 12.

На фиг.11 в перспективе изображен продольный разрез фильтрующего устройства 10 во втором варианте.

В корпусе 12 на стороне натекания 14 расположены циклонный предварительный сепаратор 20, за ним в направлении течения основной фильтрующий элемент 22, а аксиально за ним фильтрующий элемент 24 тонкой очистки. Сторона отекания корпуса 12 обозначена поз.16.

В отличие от первого варианта фильтрующего устройства 10 в этом варианте по существу аксиально направленное уплотняющее усилие создается не боковым вставным элементом 38 (ср. фиг.7), а циклонный предварительный сепаратор 20 крепится на корпусе 12 посредством запоров 102. При соединении корпуса 12 с циклонным предварительным сепаратором 20 окружающий корпус 12 носик 104 входит в выемку 100, которая ограничена обладающим эластичными свойствами вторым пластиком 98. Требуемое осевое усилие создается запорами 102, так что в соединенном состоянии основного фильтрующего элемента 22 и корпуса 12 происходит герметизация стороны неочищенного газа от стороны очищенного газа.

Поскольку второй пластик 98 окружен существенно более твердым и жестким первым пластиком 96, ограничивающий выемку 100 второй пластик 98 не может растекаться вбок, в результате чего при вхождении носика 104 в выемку 100 обеспечивается надежная герметизация, которая без нарушений выдерживает частое открывание и закрывание, поскольку второй пластик 98 «капсюлирован» и даже после многократного открывания и закрывания не растечется.

Полноты ради следует упомянуть, что изображенный в разрезе на фиг.11 в смонтированном состоянии основной фильтрующий элемент 22 содержит первый, радиально внутренний 32 и второй, радиально внешний 34 фильтрующие сильфоны. Как уже упоминалось в связи с фиг.9 и 10, сильфон 34 выполнен цилиндрическим, тогда как окруженный им сильфон 32 может иметь на своем внутреннем и наружном диаметрах конусность. Конусность 64 наружного диаметра сильфона 32 во взаимодействии с имеющим также конусность опорным каркасом 30 образует контур проточной камеры 44, которая непрерывно сужается в сечении в направлении стороны стекания 16.

Кроме того, на фиг.11 видно, что циклонный предварительный сепаратор 20 имеет выходное отверстие 18, через которое могут непосредственно отделяться крупные частицы очищаемого потока текучей среды, вообще не попадающие в основной фильтрующий элемент 22. За счет концевой шайбы 90 и крышки 108 натекание на сильфон 34 происходит с радиальной стороны, т.е. в радиальном направлении, заданном внутренней стороной корпуса 12 и наружной боковой поверхностью сильфона 34, поскольку его осевая торцевая сторона закрыта крышкой 108. Натекание на сильфон 32 происходит аксиально по клеевому слою 60 торцевых кромок.

Натекание на сильфон 32 происходит через имеющую клеевой слой 60 торцевых кромок осевую торцевую сторону, и очищенная текучая среда поступает в радиальном направлении внутрь во внутреннее пространство 26, а оттуда - к расположенному за основным фильтрующим элементом 22 фильтрующему элементу 24 тонкой очистки.

На фиг.12 в разобранном виде изображен основной фильтрующий элемент во втором варианте (фиг.9-11).

Из фиг.12 следует, что основной фильтрующий элемент 22 содержит имеющий конусность 64 первый, радиально внутренний 32 и имеющий снаружи также конусность 106 второй, радиально внешний 34 фильтрующие сильфоны. Оба имеют на своих осевых торцевых сторонах клеевой слой 60 торцевых кромок. Сильфон 32 на стороне натекания закрыт (полиуретановой) концевой шайбой 90, тогда как на стороне стекания осевые торцевые стороны обоих сильфонов 32, 34 соответственно с клеевым слоем 60 торцевых кромок закрыты дном 92.

Изображенное на фиг.12 уплотнение 36 выполнено в виде двухкомпонентного пластикового уплотнения. Оно отлито из первого пластика 96 с более твердыми, жесткими свойствами, тогда как выемка 100 ограничена окруженным первым пластиком 96 вторым, обладающим более высокими эластичными свойствами пластиком 98.

Между обоими сильфонами 32, 34 находится опорный каркас 30, имеющий большое число проходящих в радиальном направлении и в окружном направлении ребер 56.

Сильфон 34 может иметь на своем наружном диаметре конусность 106. Во взаимодействии с окружающим основной фильтрующий элемент 22 корпусом 12 можно за счет конусности 106 на наружном диаметре сильфона 34 достичь того, что установится проходящее в направлении стекания, расширяющееся проходное сечение, вследствие чего скорость течения уменьшается и, тем самым, шумообразование может быть минимизировано или, по меньшей мере, ограничено.

В одном альтернативном варианте основной фильтрующий элемент 22, размещенный в корпусе 12 и содержащий сильфоны 32, 34, может быть стабилизирован также за счет того, что складки соединяются между собой окружной нитью, наклеиваемой на их вершины.

На фиг.13 изображен выполненный разъединенным выступ 110 на периферии закрывающего кольца 40 основного фильтрующего элемента 22. Выступ 110 снабжен прорезью 116. За счет этого выступ 110 имеет первое 112 и второе 114 плечи, проходящие в окружном направлении по отношению к закрывающему кольцу 40. Из фиг.13 и 14 следует, что выступ 110 находится на закрывающем кольце 40 в 12-часовом положении. В качестве альтернативы можно было бы предусмотреть выступ 110 на периферии закрывающего кольца 40 в 3-, 6- или 9-часовом положении. За счет выполненного разделенным выступа 110, взаимодействующего с ребром 118 на корпусе 12, обеспечивается правильный по положению монтаж основного фильтрующего элемента 22 в корпусе 12.

На фиг.14 изображено прилитое к корпусу 12 ребро 118, окруженное первым 112 и вторым 114 плечами выступа 110. В то время как за счет выступа 110 обеспечивается правильный по положению монтаж основного фильтрующего элемента 22 в корпусе 12, колебание основного фильтрующего элемента 22 во встроенном в корпус 12 состоянии демпфируется за счет дополнительных, выполненных на периферии закрывающего кольца 40 выравнивающе-центрирующих выступов 50.

На фиг.15 и 16 изображены все выравнивающе-центрирующие выступы 50, выполненные на периферии закрывающего кольца 40 сменного основного фильтрующего элемента 22. Разделенный выступ 110 выполнен в 12-часовом положении по отношению к закрывающему кольцу 40. В то время как на фиг.15 захватный желобок 52 расположен под уплотнением 36 основного фильтрующего элемента 22, на фиг.16 видно его встроенное в корпус 12 положение. Из фиг.16 следует, что закрывающее кольцо 40 своими выравнивающе-центрирующими выступами 50 опирается на внутреннюю сторону корпуса 12 и, тем самым, демпфировано от колебаний от него, а за счет выполненного разделенным выступа 110 обеспечивается правильный по положению монтаж основного фильтрующего элемента 22 в корпусе 12.

Изобретение относится к фильтрующему устройству, в частности к воздушному фильтру для двигателя внутреннего сгорания. Фильтрующее устройство содержит расположенный в корпусе основной фильтрующий элемент, обтекаемый фильтруемой текучей средой. Основной фильтрующий элемент выполнен в виде многосильфонного фильтра, по меньшей мере, с двумя радиально вставленными друг в друга фильтрующими сильфонами, из которых, по меньшей мере, один фильтрующий сильфон выполнен с возможностью обтекания в радиальном направлении. Между фильтрующими сильфонами образована проточная камера для текучей среды, сообщенная с торцевой стороной основного фильтрующего элемента. Каждый фильтрующий сильфон выполнен в виде звездчатого фильтра со звездообразно расположенными фильтрующими складками. По меньшей мере, на одной торцевой стороне основного фильтрующего элемента между одним из фильтрующих сильфонов и корпусом расположено уплотнение. Основной фильтрующий элемент плотно прижат к корпусу посредством вставляемого в его шахту бокового вставного элемента или блокировки, или герметизирован от корпуса посредством уплотнения. Уплотнение зажато между основным фильтрующим элементом и корпусом, соответственно, соединенной с корпусом деталью. Техническим результатом является повышение производительности фильтрации. 36 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Фильтрующее устройство (10), содержащее расположенный в корпусе (12) основной фильтрующий элемент (22), обтекаемый фильтруемой текучей средой, причем основной фильтрующий элемент (22) выполнен в виде многосильфонного фильтра, по меньшей мере, с двумя радиально вставленными друг в друга фильтрующими сильфонами (32, 34), из которых, по меньшей мере, один фильтрующий сильфон (32, 34) выполнен с возможностью обтекания в радиальном направлении, и между фильтрующими сильфонами (32, 34) образована проточная камера (44) для текучей среды, сообщенная с торцевой стороной основного фильтрующего элемента (22), причем каждый фильтрующий сильфон (32, 34) выполнен в виде звездчатого фильтра со звездообразно расположенными фильтрующими складками, и, по меньшей мере, на одной торцевой стороне основного фильтрующего элемента (22) между одним из фильтрующих сильфонов (32, 34) и корпусом (12) расположено уплотнение (36), отличающееся тем, что основной фильтрующий элемент (22) плотно прижат к корпусу (12) посредством вставляемого в его шахту (66) бокового вставного элемента (38) или блокировки (74), или что основной фильтрующий элемент (22) герметизирован от корпуса (12, 104) посредством уплотнения (36, 96, 98), причем что уплотнение (36) зажато между основным фильтрующим элементом (22) и корпусом (12), соответственно, соединенной с корпусом (12) деталью (42).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть непосредственно соседних друг с другом фильтрующих складок имеет на осевой торцевой стороне фильтрующего сильфона (32, 34) клеевой слой (60) торцевых кромок.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на одной торцевой стороне, по меньшей мере, одного фильтрующего сильфона (32, 34) расположен закрывающий элемент (28, 40, 90, 92, 108).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что закрывающий элемент выполнен в виде закрывающего кольца (40, 92, 108), соответственно, или закрывающей шайбы (28, 90).

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что первый фильтрующий сильфон (32) на одной торцевой стороне, а второй фильтрующий сильфон (34) на противоположной торцевой стороне закрыты закрывающими кольцами (40, 92, 108).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтрующие сильфоны (32, 34) выполнены в виде отдельных сильфонов (32, 34).

7. Устройство по п.1 или 6, отличающееся тем, что один из фильтрующих сильфонов (32, 34) выполнен цилиндрическим.

8. Устройство по п.1 или 6, отличающееся тем, что один из фильтрующих сильфонов (32, 34) выполнен коническим.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проточная камера (44) между фильтрующими сильфонами (32, 34) имеет поперечное сечение, изменяющееся по осевой длине основного фильтрующего элемента (22).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что поперечное сечение проточной камеры (44) выполнено увеличивающимся в направлении стороны (16) отекания.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что поперечное сечение проточной камеры (44) выполнено постоянно изменяющимся по осевой длине.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проточная камера (44) между фильтрующими сильфонами (32, 34) окружена опорным каркасом (30).

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проточная камера (44) образует «чистую» камеру и аксиально закрыта в направлении стороны (14) натекания.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиально ограничивающие проточную камеру (44) фильтрующие сильфоны (32, 34) выполнены с возможностью обтекания соответственно радиально в направлении проточной камеры (44).

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один из фильтрующих сильфонов (32, 34) выполнен с возможностью осевого обтекания.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение (36) на стороне (16) отекания расположено на переходе между осевой торцевой стороной и радиально наружной боковой поверхностью основного фильтрующего элемента (22).

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основной фильтрующий элемент (22) выполнен с возможностью вставки в корпус и извлечения из него поперек или параллельно направлению обтекания.

18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе (12) расположен, по меньшей мере, один дополнительный фильтрующий блок (20, 24), причем основной фильтрующий элемент (22) и дополнительный фильтрующий блок (20, 24) расположены друг за другом и имеют общее направление обтекания очищаемой текучей средой.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что дополнительный фильтрующий блок выполнен в виде предварительного сепаратора (20), в частности циклонного предварительного сепаратора, расположенного перед основным фильтрующим элементом (22).

20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что дополнительный фильтрующий блок выполнен в виде фильтра (24) тонкой очистки, расположенного за основным фильтрующим элементом (22).

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что фильтр (24) тонкой очистки выполнен с возможностью вставки в корпус (12) и извлечения из него поперек направления обтекания.

22. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковой вставной элемент (38) имеет направляющие (70), выполненные с возможностью направления по направляющим уступам шахты (66) корпуса (12).

23. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между направляющими (70) бокового вставного элемента (38) образовано свободное пространство (72), соответствующее ширине основного фильтрующего элемента (22).

24. Устройство по п.22, отличающееся тем, что направляющие (70) бокового вставного элемента (38) при его вставке в шахту (66) охватывают снизу на уступе (42) предварительно установленный там основной фильтрующий элемент (22) и плотно прижимают его к ответной стороне шахты (66).

25. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение (36) основного фильтрующего элемента (22) выполнено в виде двойного язычка, причем отдельные язычки расположены на расстоянии друг от друга.

26. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение (36) размещено на кольцеобразном уступе (46) на верхней стороне основного фильтрующего элемента (22).

27. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение (36) выполнено в виде двухкомпонентного пластикового уплотнения с выемкой (100), ограниченной вторым пластиковым компонентом (98), обладающим более высокой эластичностью, чем первый пластиковый компонент (96), который охватывает второй пластиковый компонент (98).

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что уплотнение (36) взаимодействует с выступом (104) в виде носика, выполненным огибающим корпус (12).

29. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основной фильтрующий элемент (22) имеет, по меньшей мере, один, обеспечивающий обращение с ним одной рукой захватный желобок (52) или, по меньшей мере, одну ручку (52).

30. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на кольцеобразном закрывающем элементе (40, 90) выполнены удерживающе-центрирующие выступы (50), которые выравнивают основной фильтрующий элемент (22) в шахте (66) корпуса (12).

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что выступы (50) выполнены на закрывающем кольце (40, 90) с шагом 90 или 120° или отличающимся от него шагом.

32. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на корпусе (12) в шарнирах (76) размещена блокировка (74).

33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что блокировка (74) содержит ручку (78) в виде коленчатого рычага, которая в положении (80) блокирования охватывает снизу окружной уступ (46) основного фильтрующего элемента (22) и плотно прижимает к поверхности шахты (66) корпуса (12).

34. Устройство по п.32, отличающееся тем, что в положении (80) блокирования контактная поверхность (82) блокировки (74) прижата к кольцеобразному уступу (46) основного фильтрующего элемента (22), а шахта (66) выполнена с возможностью закрывания крышкой (86) только в положении (80) блокирования.

35. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиально внешний из выполненных в виде отдельных сильфонов фильтрующих сильфонов (32, 34) имеет конусность (106) по отношению к внутренней стороне корпуса (12), которая обеспечивает радиальное натекание на наружную боковую поверхность второго радиально внешнего фильтрующего сильфона (34).

36. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение (36) изготовлено из термопластичного эластомера или силикона.

37. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде воздушного фильтра для двигателя внутреннего сгорания.