ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С ВОЛНООБРАЗНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ Российский патент 2018 года по МПК F02M37/22 B01D29/21 

Родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной Патентной заявки США №61/888302, поданной 8 октября 2013 года, включенной сюда путем ссылки.

Область изобретения

Настоящее изобретение относится в основном к фильтрам и узлам для текучих сред и, в частности, к топливным фильтрам и узлам для топливной системы транспортных средств.

Уровень техники

В некоторых топливных системах, например для транспортных средств, предусмотрен насос для перемещения топлива через систему, например, из бака в двигатель. Фильтрующий элемент может быть установлен ниже (на стороне нагнетания) насоса для защиты нижерасположенных компонентов. При пуске и во время работы системы воздух может проталкиваться в корпус фильтра. Скапливающийся в корпусе воздух желательно удалять, чтобы избежать его прохождения через элемент. Наличие воздуха может приводить к нестабильной подаче топлива, а также оказывать влияние на эффективность работы нижерасположенных компонентов.

Для обеспечения медленного стравливания воздуха из корпуса по мере его заполнения топливом, в верхней части корпуса может быть предусмотрено вентиляционное отверстие. При надлежащем выборе размера отверстия и при размещении отверстия в верхней части корпуса вентиляционное отверстие в значительной степени будет способствовать выходу наружу только воздуха. Какие-либо потери топлива являются достаточно незначительными и могут быть собраны и направлены с воздухом обратно в бак.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении предлагается фильтрующий элемент, имеющий кольцевое эластичное уплотнительное устройство с буртиком, который волнообразно изгибается в осевом направлении назад и вперед для сопряжения с соответственно волнообразной верхней поверхностью основания узла фильтрации. Волнообразный буртик обеспечивает непроницаемое для жидкости уплотнение, одновременно ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента и основания.

Согласно одному аспекту изобретения, предлагается фильтрующий элемент для головки фильтра, имеющий узел вертикальной трубы с элементом вертикальной трубы, который идет вверх от основания с выступающими и углубленными участками. Фильтрующий элемент включает кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и определяющее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец, первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды, вторую торцевую крышку герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды, опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды, и кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие во второй торцевой крышке, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет несколько расположенных по окружности в осевом направлении и выступающих наружу участков, которые отделяются друг от друга углубленными участками, в результате чего, когда фильтрующий элемент собирают вместе с узлом вертикальной трубы, выступающие участки на фильтрующем элементе входят в сопряжение с углубленными участками на основании вертикальной трубы.

Выступающие участки и углубленные участки выдвинуты в радиальном направлении внутрь от внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

Выступающие участки и углубленные участки ограничены кольцевым волнообразным буртиком.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от выступающих участков и углубленных участков для плотного прижатия к внешней стенке элемента вертикальной трубы.

Выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик формируется на внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает радиально выдвинутый наружу буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от выступающих участков и углубленных участков для плотного прижатия к внутренней стенке опорного стержня.

Радиально выступающий наружу буртик образуется на внешней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает несколько разнесенных по окружности сквозных каналов для прохождения текучей среды из опорного стержня в полость, образованную между основанием и элементом вертикальной трубы.

Сквозные каналы идут через верхнюю и боковую часть кольцевого эластичного уплотнительного участка.

Сквозные каналы разнесены по окружности между смежными выступающими участками, и каждый расположен на одной линии с соответствующим одним из углубленных участков.

Кольцевое уплотнительное устройство включает кольцевую верхнюю часть, кольцевую головную часть, которая идет вверх в аксиальном направлении от верхней части, и кольцевую стенку юбки, идущую вниз в аксиальном направлении от верхней части.

Головная часть включает радиально выступающий внутрь буртик, расположенный в осевом направлении от выступающих участков и углубленных участков для плотного прижатия к внешней стенке элемента вертикальной трубы, и радиально выступающий наружу буртик, расположенный в осевом направлении от радиально выступающего внутрь буртика для плотного прижатия к внутренней стенке опорного стержня.

Радиально выступающий внутрь буртик формируется на внутренней поверхности головной части, а радиально выступающий наружу буртик формируется на внешней поверхности головной части.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает несколько расположенных по окружности сквозных каналов, при этом каждый сквозной канал проходит через верхнюю часть и стенку юбки.

Опорный стержень имеет перфорированный каркас, позволяющий потоку текучей среды, проходя в радиальном направлении через кольцо фильтрующей среды, проходить в радиальном направлении через стержень в центральную полость.

Согласно другому аспекту изобретения, предлагается фильтрующий элемент, который включает кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и определяющее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец, первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды, вторую торцевую крышку, герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды, опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды, и кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие в ней, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет стенку юбки, идущую вокруг внешней периферии кольцевого эластичного уплотнительного устройства, причем внутренняя поверхность стенки юбки имеет выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик, который волнообразно изгибается в осевом направлении назад и вперед для совмещения с соответственно волнообразной верхней поверхностью основания узла вертикальной трубы.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает второй выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от волнообразного буртика для плотного прижатия к внешней стенке элемента вертикальной трубы.

Второй радиально выступающий внутрь буртик формируется на внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает радиально выступающий наружу буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от волнообразного буртика для плотного прижатия к внутренней стенке опорного стержня.

Радиально выступающий наружу буртик формируется на внешней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

Кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает несколько разнесенных по окружности сквозных каналов, позволяющих текучей среде проходить из опорного стержня в полость, образованную между основанием и элементом вертикальной трубы.

Каждый сквозной канал проходит через верхнюю часть кольцевого эластичного уплотнительного участка и стенку юбки.

Опорный стержень имеет перфорированный каркас, позволяющий потоку текучей среды, проходя в радиальном направлении через кольцо фильтрующей среды, проходить в радиальном направлении через стержень в центральную полость.

Согласно еще одному аспекту изобретения, предлагается узел фильтрации, который включает корпус, включающий емкость с закрытым торцом и открытым торцом и впускное отверстие, чтобы направлять подлежащую фильтрации текучую среду в корпус, крышку, предназначенную для открытого торца емкости и вместе с ним образующую внутреннюю камеру, фильтрующий элемент, расположенный во внутренней камере корпуса, где фильтрующий элемент включает кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и определяющее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец, первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды, вторую торцевую крышку, герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды, опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды, и кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие в нем, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет волнообразный буртик, выступающий в радиальном направлении внутрь, ограничивая несколько выступов, расположенных равномерно по окружности и отделяемых друг от друга несколькими впадинами, и узел вертикальной трубы, расположенный во внутренней камере корпуса, при этом узел вертикальной трубы включает основание, элемент вертикальной трубы, который простирается вверх от основания в направлении от закрытого торца емкости, и канал для текучей среды, проходящий через узел вертикальной трубы, где основание имеет волнообразную верхнюю поверхность, ограничивающую несколько выступов, равномерно расположенных по окружности и отделяемых друг от друга несколькими впадинами, где совокупность выступов и впадин на кольцевом эластичном уплотнительном устройстве совпадает с совокупностью выступов и впадин на основании узла вертикальной трубы, тем самым ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента и основания.

Основание узла вертикальной трубы включает канавку, в которой размещают уплотнение для плотного прижатия к корпусу.

Узел вертикальной трубы крепится к корпусу посредством стопорного кольца.

Основание узла вертикальной трубы включает несколько разнесенных по окружности в радиальном направлении и выступающих наружу участков.

Вышеизложенные и другие особенности настоящего изобретения будут далее описаны более подробно со ссылками на сопровождающие их чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой вид сбоку поперечного сечения узла фильтрации согласно изобретению.

Фиг. 2 представляет собой частичный вид поперечного сечения иллюстративного фильтрующего элемента и иллюстративной вертикальной трубы согласно изобретению.

Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе иллюстративной вертикальной трубы.

Фиг. 4 представляет собой вид поперечного сечения иллюстративной вертикальной трубы, взятый по линии 4-4 Фиг. 3.

Фиг. 5 представляет собой частичный вид поперечного сечения иллюстративного фильтрующего элемента согласно изобретению.

Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе и сверху иллюстративного кольцевого уплотнительного устройства согласно изобретению.

Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе и снизу иллюстративного кольцевого уплотнительного устройства.

Фиг. 8 представляет собой вид сверху иллюстративного кольцевого уплотнительного устройства.

Фиг. 9 представляет собой вид поперечного сечения иллюстративного кольцевого уплотнительного устройства, взятый по линии 9-9 Фиг. 8.

Подробное описание

Принципы настоящей заявки имеют конкретное применение для узлов фильтрации для удаления частиц и других загрязняющих веществ из системы текучей среды, например, из потока топлива в топливной системе транспортного средства, и будут описаны ниже главным образом в этом контексте. Конечно, будет очевидно и понятно, что принципы настоящего изобретения могут быть применимы к другим узлам фильтрации, когда необходимо удалить твердые частицы из жидкости, например, из гидравлической жидкости в воздушном судне.

Обратимся к чертежам и вначале к Фиг. 1, где показан узел фильтрации, обозначенный в целом как позиция 10. Узел фильтрации 10 может быть расположен ниже по потоку, на стороне нагнетания насоса для перемещения топлива через топливную систему транспортного средства, например, из бака в двигатель. Конечно, следует понимать, что возможны другие расположения и применения узла фильтрации.

Узел фильтрации 10 включает корпус 12, содержащий цилиндрическую емкость 14, имеющую нижний закрытый торец 16 и верхний открытый торец 18. Чашеобразная крышка 20 присоединена к открытому торцу 18 емкости 14 и ограничивает внутреннюю камеру 22 в ней. Емкость 14 содержит резьбу 24, которые совпадают с резьбой 26 на крышке 20, что позволяет навинчивать и отвинчивать крышку на емкости 14, а для плотного прижатия крышки 20 к емкости 14 может быть предусмотрен подходящий уплотнитель 28, например, О-образное уплотнительное кольцо. Первое впускное отверстие (подача топлива) 30 предусмотрено, например, на боковой стороне емкости 14 или в торцевой стенке 16, чтобы направлять подлежащее фильтрации топливо (например, от насоса или бака) в корпус 12. Второе отверстие (выпуск текучей среды) 32 предусмотрено, например, в торцевой стенке 16, чтобы направлять отфильтрованное топливо из корпуса 12 в нижерасположенный компонент, например, двигатель. Также предусмотрен третий порт (дренажное отверстие), например, на боковой стороне емкости 14, чтобы направлять воздух и любое топливо, связанное с утечкой, обратно в бак или резервуар. Емкость предпочтительно изготовлена из металла или другого подходящего материала путем использования обычного процесса (например, литья под давлением, механической обработки и тому подобного).

Обратимся теперь к Фигурам 2-4, на которых изображен узел вертикальной трубы, обозначенный в целом как позиция 40, расположенный во внутренней камере 22 корпуса 12 и включающий основание 42 и удлиненный элемент вертикальной трубы 44, расположенный в центре и идущий в осевом направлении вверх от закрытого торца 16 корпуса 12 в направлении открытого торца 18. Элемент вертикальной трубы 44 включает канал потока 46, ограниченный элементом вертикальной трубы для прохождения потока текучей среды через него. Текучая среда проходит через внутреннюю камеру 22 и поступает в канал потока 46 через одно или более отверстий 48 в верхней части элемента вертикальной трубы 44.

Основание 42 может при необходимости содержать один или более каналов (не показано) в своей нижней поверхности, через которые воздух и любое топливо, связанное с утечкой, проходят к третьему порту, и несколько расположенных по окружности и направленных радиально наружу выступающих участков 50. Выступающие участки 50, для совмещения с фильтрующим элементом в камере 22, могут иметь любую подходящую форму, например клиновидную. Основание 42 также включает уплотнительную канавку 52 для установки подходящего уплотнения, например О-образного уплотнительного кольца 54, для герметичного крепления основания 42 к закрытому торцу 16 корпуса 12. Чтобы прочно присоединить узел вертикальной трубы 40 к закрытому торцу 16, основание 42 содержит кольцевой паз 56, образованный между низом выступающих участков 50 и верхом уплотнительной канавки 52 для установки подходящего фиксатора 58, например, стопорного кольца.

Как более подробно будет изложено ниже, основание 42 также включает волнообразную верхнюю поверхность 60, ограничивающую несколько выступающих участков 62 (или выступов), равномерно расположенных по окружности и отделенных друг от друга несколькими углубленными участками 64 (или впадинами) для совмещения с соответствующим волнообразным буртиком фильтрующего элемента. Выступающие участки 62 являются соосными выдвинутым участкам 50, так что ниже каждого выступающего участка 62 находится соответствующий выдвинутый участок 50.

Основание 42 и элемент вертикальной трубы 44 предпочтительно изготавливают цельным (единым) и из обычных материалов, таких как металл или пластик, с каналами, которые создают в процессе формовки. Также возможно, что узел вертикальной трубы может быть изготовлен из нескольких частей, скрепленных вместе. Например, элемент вертикальной трубы 44 может быть изготовлен цельным и присоединен (например путем приклеивания или прессовой посадки) к основанию 42. Кроме того, возможно, что весь или часть узла вертикальной трубы 40 может быть изготовлена цельной (единой) с торцевой стенкой 16.

Обратимся теперь к Фигурам 1, 2 и 5, где узел фильтрации 10 дополнительно включает фильтрующий элемент, обозначенный в целом как позиция 70, расположенный внутри корпуса 12. Элемент 70 включает кольцо фильтрующей среды 72, имеющее центральную ось и определяющее центральную полость 74, и имеет первый, верхний, торец 76 и второй, нижний, торец 78. Кольцо фильтрующей среды 72 изготавливают из материала, имеющего эффективность и структуру (гофрированный, пористый и тому подобное), соответствующие конкретному применению.

Фильтрующий элемент также включает первую торцевую крышку 80, которая включает круговой участок корпуса 82 и герметично соединена, например посредством подходящего заливочного компаунда, с первым торцом 76 кольца фильтрующей среды 72. Множество гибких пальцев 84 могут быть предусмотрены на внешней поверхности участка корпуса 82 и выдвинуты в осевом направлении вверх/наружу от него для временного зацепления с соответствующей геометрией (лапками, канавками и тому подобным) на внутренней поверхности крышки 20. Короткая кольцевая юбка 86 проходит вокруг внешней периферии первой торцевой крышки 80 и выдвинута на небольшое расстояние от первой торцевой крышки 80 в направлении второго торца 78 кольца фильтрующей среды 72, чтобы ограничить снаружи и поддержать кольцо фильтрующей среды 72. Небольшая втулка 88 проходит в осевом направлении внутрь (в направлении вниз) от внутренней поверхности части корпуса 82 в центральную полость 74 кольца фильтрующей среды. Вентиляционное отверстие (не показано) может быть предусмотрено в части корпуса 82 торцевой крышки, например, вдоль центральной оси кольца фильтрующей среды 72 или в радиальном направлении внутрь от кольца фильтрующей среды 72. Хотя показано, что первая торцевая крышка 80 изготовлена цельной (единой), она может быть сделана из нескольких частей и может быть изготовлена с использованием обычных способов из любого подходящего материала, например, пластмассы.

Фильтрующий элемент дополнительно включает вторую торцевую крышку 90, которая включает кольцевой участок корпуса 92, ограничивающий центральное отверстие 94 и герметично соединенный, например посредством подходящего заливочного компаунда, со вторым торцом 78 кольца фильтрующей среды 72. Короткая кольцевая юбка 96 проходит вокруг внешней периферии второй торцевой крышки 90 и выдвинута на небольшое расстояние от второй торцевой крышки 90 в направлении первой торцевой крышки 80, чтобы также ограничить снаружи и поддержать кольцо фильтрующей среды 72. Небольшая втулка 98 проходит в осевом направлении внутрь (в направлении вверх) от внутренней поверхности второй торцевой крышки 90 в центральную полость 74 кольца фильтрующей среды 72. Кольцевой участок корпуса 92 и втулка 98 ограничивают кольцевой заплечик 100, который выдвинут в радиальном направлении внутрь от втулки 98 и ограничивает центральное отверстие 94. Вторая торцевая крышка также включает несколько расположенных по окружности пазов 102 в стенке кольцевой части корпуса 92, образуя отверстие 94. Каждый паз 102 вмещает один из выдвинутых участков 50, когда фильтрующий элемент 70 вставляют в емкость 14, чтобы отрегулировать положение нижней торцевой крышки 90 в емкости 14. Хотя показано, что вторая торцевая крышка 90 изготовлена цельной (единой), она может быть сделана из нескольких частей и может быть изготовлена с использованием обычных способов из любого подходящего материала, например, пластмассы.

Фильтрующий элемент также включает центральный стержень 110 внутри кольца фильтрующей среды 72 для поддержки кольца фильтрующей среды. Опорный стержень 110 проходит по всей длине кольца фильтрующей среды 72 и включает цилиндрический каркас, имеющий ряд кольцевых боковых опорных элементов 112 и ряд осевых продольных опорных элементов 114; опорные элементы 112 и 114 определяют ряд радиальных отверстий 116 для потока. Текучая среда поступает в центральную полость 118 в опорном стержне через отверстия 116 и затем поступает в элемент вертикальной трубы через отверстие 48. Боковые опорные элементы 112 имеют внешний размер, достаточный для зацепления и поддержки внутреннего размера кольца фильтрующей среды 72, и имеют внутренний размер, достаточный, чтобы вместить элемент вертикальной трубы 46.

Самый верхний боковой опорный элемент 120 имеет круговую конфигурацию и включает втулку 122, ограничивающую его с периферии и выступающую оттуда наружу (вверх). Втулка 122 имеет такие размеры, чтобы ее можно было установить между втулкой 88 первой торцевой крышки 80 и кольцом фильтрующей среды 72, и она плотно прижата к первой торцевой крышке 80 любым подходящим способом, например с помощью заливочного компаунда, когда первую торцевую крышку 80 крепят к кольцу фильтрующей среды 72. После такой сборки образуется первая, верхняя, кольцевая камера 124 в соединении с вентиляционным отверстием (не показано) между самым верхним боковым опорным элементом 120 и первой торцевой крышкой 80.

Аналогично самый нижний боковой опорный элемент 126 имеет круговую конфигурацию и включает втулку 128, ограничивающую его с периферии и выступающую оттуда наружу (вниз). Втулка 128 имеет такие размеры, чтобы ее можно было установить между втулкой 98 второй торцевой крышки 90 и кольцом фильтрующей среды 72, и она плотно прижата ко второй торцевой крышке 90 любым подходящим способом, например с помощью заливочного компаунда, когда вторую торцевую крышку 90 крепят к кольцу фильтрующей среды 72. Вторая, нижняя, кольцевая камера 130 образуется между самым нижним боковым опорным элементом 126 и второй торцевой крышкой 90.

Опорный стержень 110 может быть изготовлен цельным (единым) из любого подходящего материала, такого как пластмасса, с использованием обычных способов и, как описано выше, может быть прикреплен к первой и второй торцевым крышкам 80 и 90 с помощью заделывания втулок 122 и 128 в заливочный компаунд на торцах 76 и 78 кольца фильтрующей среды 72. Количество опорных элементов 112 и 114 может меняться в зависимости от прочностных требований и целевого потока через узел, а опорный стержень 110 может иметь другие подходящие конфигурации, например, цилиндрической перфорированной трубы. Альтернативно кольцо фильтрующей среды 72 может иметь достаточную внутреннюю опору, так что стержень может не включать опорные элементы.

Обратимся теперь к Фигурам 5-9, на которых фильтрующий элемент 70 также включает кольцевое эластичное уплотнительное устройство 150, поддерживаемое второй торцевой крышкой 90 и ограничивающее центральное отверстие 94 в нем. Кольцевое уплотнительное устройство 150 включает кольцевую верхнюю часть 152, кольцевую головную часть 154, идущую вверх в осевом направлении от верхней части 152, и стенку кольцевой юбки 156, идущую вниз в осевом направлении от верхней части 152.

Головная часть 154 имеет такой внешний размер, чтобы ее можно было вставить в полость 118, а верхняя часть 152 имеет такой внешний размер, чтобы ее можно было вставить внутри самого нижнего бокового опорного элемента 126. Головная часть 154 включает радиально направленный наружу выступающий буртик 158, который входит в уплотнительную канавку 159 во внутренней стенке 160 опорного стержня 110, который образует полость 118 с возможностью плотного прижатия к внутренней стенке 160, и отверстие 162, которое вмещает элемент вертикальной трубы 44.

Аналогично головная часть 154 включает радиально направленный внутрь выступающий буртик 164, который плотно прижимается к внешней стенке элемента вертикальной трубы 44, когда фильтрующий элемент 70 вставляют в корпус 12. Радиально направленный наружу выступающий буртик 158 формируют на внешней поверхности головной части 154, а радиально направленный внутрь выступающий буртик 164 формируют на внутренней поверхности головной части 154. Показано, что буртики 158 и 164 расположены в аксиальном направлении на некотором расстоянии друг от друга, однако следует понимать, что буртики могут находиться на одной линии друг с другом. Также следует иметь в виду, что радиально направленный внутрь выступающий буртик 164 может быть сформирован на внутренней поверхности верхней части 152 или на стенке юбки 156.

Стенка юбки 156 имеет плоскую нижнюю поверхность 166 и внешний размер, достаточный для плотной фиксации внутри втулки 98 второй торцевой крышки 90 и для прижатия к заплечику 100. Стенка юбки 156 также имеет кольцевой волнообразный буртик 170, который волнообразно изгибается в осевом направлении назад и вперед для совмещения с соответствующей волнообразной верхней поверхностью основания 42. Кольцевой волнообразный буртик 170 ограничивает несколько направленных аксиально наружу выступающих участков 172 (или выступов), которые равномерно расположены по окружности и отделяются друг от друга углубленными участками 174 (или впадинами). Кольцевые выступающие участки 172 и углубленные участки 174 совмещаются с углубленными участками 64 и выступающими участками 62 на основании 42 узла вертикальной трубы 40, когда фильтрующий элемент 70 соединяется с узлом вертикальной трубы 40, тем самым ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента 70 и основания 42. Выступающие участки 172 и углубленные участки 174 выдвинуты радиально внутрь от внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка 150 и, как показано, от внутренней поверхности 176 стенки юбки 156.

Кольцевое уплотнительное устройство 150 также включает по меньшей мере один или, как показано, несколько расположенных по окружности сквозных каналов 178 для прохождения текучей среды из опорного стержня 110 в полость 180, образованную между основанием 42 и элементом вертикальной трубы 44. Сквозные каналы 178 проходят через верхнюю часть 152 и стенку юбки 156 и, как показано, имеют вид непрерывных пазов в основном L-образной формы. Сквозные каналы 178 расположены по окружности между смежными углубленными участками 174, и каждый сквозной канал 178 находится на одной линии с соответствующим одним из выступающих участков 172. Воздух и утечки топлива выходят из опорного стержня 110 через сквозные каналы 178 в полость 180 и затем через один или более каналов (не показано) в основании 42 вертикальной трубы в третий порт (не показано).

Когда фильтрующий элемент 70 устанавливают в корпус 12, элемент вертикальной трубы 44 вставляют в отверстие 162 в головной части 154, и фильтрующий элемент 70 выдвигают вперед до совпадения выступающих участков 172 и углубленных участков 174 с углубленными участками 64 и выступающими участками 62 на основании 42 и до совмещения пазов 102 с соответствующими выдвинутыми участками 50. В этот момент дно нижней торцевой крышки 90 будет соприкасаться в аксиальном направлении с идущей вверх частью закрытого торца 16 емкости 14.

Когда фильтрующий элемент установлен и текучую среду, подлежащую фильтрации, вводят через впускное отверстие 30, текучая среда проходит вокруг периферии фильтрующего элемента 70 и радиально внутрь через кольцо среды 72, где частицы и другие загрязняющие вещества отделяются. Чистая текучая среда затем проходит через отверстия 116 в опорном стержне 110 и вверх, и вокруг дальнего конца элемента вертикальной трубы 44, после чего текучая среда входит в отверстие 48 и проходит вниз через канал 46 в элемент вертикальной трубы. Затем чистая текучая среда проходит из канала 46 в канал 184 в закрытом торце 16 емкости 14 и в выпускное отверстие 32.

Следует понимать, что уплотнительное устройство 150 разделяет входящую грязную жидкость, проходящую из впускного отверстия 30 в радиальном направлении внутрь через кольцо фильтрующей среды 72, и чистую жидкость на стороне ниже по потоку кольца фильтрующей среды, проходящую через канал 46 в элементе вертикальной трубы 44. Уплотнительное устройство 150 также обеспечивает разделение по текучей среде воздуха и утечек топлива от потока, проходящего через кольцо фильтрующей среды 72 в канал 46. Уплотнительное устройство 150 обеспечивает непроницаемое для жидкости соединение с элементом вертикальной трубы 44, в то же время ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента 70 и основания 42. Конфигурация элемента вертикальной трубы 44 и уплотнительного устройства 150 также облегчает аксиальное расположение фильтрующего элемента 70 вдоль элемента вертикальной трубы 44, как описано выше.

Уплотнительное устройство 150 может быть изготовлено из любого подходящего материала, например, эластичного или гибкого материала, соответствующего конкретному применению, такого как эластомерный материал. Уплотнительное устройство 150 изготавливают цельным (единым), и, следовательно, волнообразное уплотнение 170 является самонесущим и не требует поддерживающего сальника. Однако следует понимать, что устройство может быть изготовлено из нескольких частей, соединенных друг с другом любым подходящим способом. Если уплотнительное устройство 150 изготовлено из нескольких частей, то его части могут быть сформованы из относительно жестких материалов, но так, чтобы соответствующие части уплотнительного устройства были эластичными для обеспечения плотного прижатия.

Несмотря на то, что изобретение показано и описано в отношении определенного варианта воплощения изобретения или вариантов воплощения изобретения, очевидно, что эквивалентные изменения и модификации могут быть сделаны другими специалистами в данной области техники при чтении и изучении этого описания и прилагаемых чертежей. В частности, что касается различных функций, выполняемых вышеописанными элементами (деталями, узлами, устройствами, композициями и тому подобным), то термины (включая ссылку на «средства»), используемые для описания таких элементов, соответствуют, если не указано иное, любому элементу, выполняющему указанную функцию описанного элемента (то есть функционально эквивалентного), даже если он не обладает структурой, эквивалентной раскрытой структуре, которая выполняет функцию в иллюстративном варианте или вариантах воплощения изобретения. Кроме того, в то время как конкретная особенность изобретения может быть описана выше в отношении только одного или более из нескольких показанных вариантов воплощения изобретения, такая особенность может быть объединена с одной или более других особенностей других вариантов воплощения изобретения, что может быть желательным и выгодным для любого данного или конкретного применения.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен фильтрующий элемент, имеющий узел вертикальной трубы с элементом вертикальной трубы 44, который идет вверх от основания 42, имеющего выступающие 62 и углубленные 64 участки и узел фильтрующего элемента, включающий кольцо фильтрующей среды 72, первую торцевую крышку 80, вторую торцевую крышку 90 и опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды. Фильтрующий элемент, также имеет кольцевое эластичное уплотнительное устройство 150 с буртиком, выполненным на внутренней поверхности уплотнительного устройства 150, который волнообразно изгибается в осевом направлении назад и вперед для совмещения с волнообразной верхней поверхностью 60 основания 42. Волнообразный буртик обеспечивает непроницаемое для жидкости уплотнение, в то же время ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента и основания. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Фильтрующий элемент для головки фильтра, имеющий узел вертикальной трубы с элементом вертикальной трубы, который идет вверх от основания, имеющего выступающие и углубленные участки, фильтрующий элемент, включающий:

кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и определяющее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец;

первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды;

вторую торцевую крышку, герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды;

опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды; и

кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие во второй торцевой крышке, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет несколько выступающих в осевом направлении участков, расположенных по окружности, которые отделяются друг от друга углубленными участками, при этом выступающие участки и углубленные участки выдвинуты в радиальном направлении внутрь от внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка,

в результате чего, когда фильтрующий элемент собирают вместе с узлом вертикальной трубы, выступающие участки на фильтрующем элементе могут входить в сопряжение с углубленными участками на основании вертикальной трубы, тем самым ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента и основания вертикальной трубы.

2. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что выступающие участки и углубленные участки ограничены кольцевым волнообразным буртиком.

3. Фильтрующий элемент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от выступающих участков и углубленных участков для плотного прижатия к внешней стенке элемента вертикальной трубы.

4. Фильтрующий элемент по п. 3, отличающийся тем, что выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик формируется на внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

5. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает радиально выдвинутый наружу буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от выступающих участков и углубленных участков для плотного прижатия к внутренней стенке опорного стержня.

6. Фильтрующий элемент по п. 5, отличающийся тем, что выдвинутый в радиальном направлении наружу буртик формируется на внешней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

7. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает несколько разнесенных по окружности сквозных каналов для прохождения потока текучей среды из опорного стержня в полость, образованную между основанием и элементом вертикальной трубы.

8. Фильтрующий элемент по п. 7, отличающийся тем, что сквозные каналы идут через верхнюю и боковую части кольцевого эластичного уплотнительного участка.

9. Фильтрующий элемент по п. 7 или 8, отличающийся тем, что сквозные каналы разнесены по окружности между смежными выступающими участками и каждый из них расположен на одной линии с соответствующим одним из углубленных участков.

10. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что кольцевое уплотнительное устройство включает кольцевую верхнюю часть, кольцевую головную часть, которая идет вверх в осевом направлении от верхней части, и кольцевую стенку юбки, идущую вниз в осевом направлении от верхней части.

11. Фильтрующий элемент по п. 10, отличающийся тем, что головная часть включает радиально выступающий внутрь буртик, расположенный в осевом направлении от выступающих участков и углубленных участков для плотного прижатия к внешней стенке элемента вертикальной трубы, и радиально выступающий наружу буртик, расположенный в осевом направлении от радиально выступающего внутрь буртика для плотного прижатия к внутренней стенке опорного стержня.

12. Фильтрующий элемент по п. 11, отличающийся тем, что радиально выступающий внутрь буртик формируется на внутренней поверхности головной части, а радиально выступающий наружу буртик формируется на внешней поверхности головной части.

13. Фильтрующий элемент по любому из пп. 10-12, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает несколько расположенных по окружности сквозных каналов, каждый сквозной канал проходит через верхнюю часть и стенку юбки.

14. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что опорный стержень имеет перфорированный каркас, позволяющий потоку текучей среды, проходя в радиальном направлении через кольцо фильтрующей среды, проходить в радиальном направлении через стержень в центральную полость.

15. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что опорный стержень проходит между первой и второй торцевыми крышками и соединяет их между собой.

16. Фильтрующий элемент, включающий:

кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и определяющее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец;

первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды;

вторую торцевую крышку, герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды;

опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды; и

кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие в ней, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет стенку юбки, идущую вокруг внешней периферии кольцевого эластичного уплотнительного устройства, и при этом внутренняя поверхность стенки юбки имеет выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик, который волнообразно изгибается в осевом направлении назад и вперед для совмещения с соответственно волнообразной верхней поверхностью основания узла вертикальной трубы.

17. Фильтрующий элемент по п. 16, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает второй выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от волнообразного буртика для плотного прижатия к внешней стенке элемента вертикальной трубы.

18. Фильтрующий элемент по п. 17, отличающийся тем, что второй выдвинутый в радиальном направлении внутрь буртик формируется на внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

19. Фильтрующий элемент по любому из пп. 16-18, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает выдвинутый в радиальном направлении наружу буртик, расположенный в осевом направлении на некотором расстоянии от волнообразного буртика для плотного прижатия к внутренней стенке опорного стержня.

20. Фильтрующий элемент по п. 19, отличающийся тем, что выдвинутый в радиальном направлении наружу буртик формируется на внешней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

21. Фильтрующий элемент по п. 16, отличающийся тем, что кольцевое эластичное уплотнительное устройство дополнительно включает несколько разнесенных по окружности сквозных каналов для прохождения потока текучей среды из опорного стержня в полость, образованную между основанием и элементом вертикальной трубы.

22. Фильтрующий элемент по п. 21, отличающийся тем, что каждый сквозной канал проходит через верхнюю часть кольцевого эластичного уплотнительного участка и стенку юбки.

23. Фильтрующий элемент по п. 16, отличающийся тем, что опорный стержень имеет перфорированный каркас, позволяющий потоку текучей среды, проходя в радиальном направлении через кольцо фильтрующей среды, проходить в радиальном направлении через стержень в центральную полость.

24. Узел фильтрации, включающий:

корпус, включающий емкость с закрытым торцом и открытым торцом и впускное отверстие для направления подлежащей фильтрации текучей среды в корпус;

крышку, предназначенную для открытого торца емкости и вместе с ней образующую внутреннюю камеру;

фильтрующий элемент, расположенный во внутренней камере корпуса и включающий:

кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и ограничивающее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец;

первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды;

вторую торцевую крышку, герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды;

опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды; и

кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие в ней, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет волнообразный радиально выступающий внутрь буртик, ограничивающий несколько выступов, равномерно расположенных по окружности и отделяемых друг от друга несколькими впадинами; и

узел вертикальной трубы, расположенный во внутренней камере корпуса, узел вертикальной трубы, включающий основание, элемент вертикальной трубы, который простирается вверх от основания в направлении от закрытого торца емкости, и канал для текучей среды, проходящий через узел вертикальной трубы, при этом основание имеет волнообразную верхнюю поверхность, ограничивающую несколько выступов, равномерно расположенных по окружности и отделяемых друг от друга несколькими впадинами,

при этом совокупность выступов и впадин на кольцевом эластичном уплотнительном устройстве совпадает с совокупностью выступов и впадин на основании узла вертикальной трубы, тем самым ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента и основания.

25. Узел фильтрации по п. 24, отличающийся тем, что основание узла вертикальной трубы включает канавку, в которой размещается уплотнение для плотного прижатия к корпусу.

26. Узел фильтрации по п. 24 или 25, отличающийся тем, что узел вертикальной трубы крепится к корпусу посредством стопорного кольца.

27. Узел фильтрации по любому из пп. 24, 25, отличающийся тем, что основание узла вертикальной трубы включает несколько расположенных по окружности в радиальном направлении, выступающих наружу участков.

28. Узел фильтрации по любому из пп. 24, 25, отличающийся тем, что волнообразный выступающий в радиальном направлении внутрь буртик выдвинут в радиальном направлении внутрь от внутренней поверхности кольцевого эластичного уплотнительного участка.

29. Фильтрующий элемент для головки фильтра, имеющий узел вертикальной трубы с элементом вертикальной трубы, который идет вверх от основания, имеющего выступающие и углубленные участки, фильтрующий элемент, включающий:

кольцо фильтрующей среды, имеющее центральную ось и ограничивающее центральную полость, при этом кольцо фильтрующей среды имеет первый торец и второй торец;

первую торцевую крышку, герметично присоединенную к первому торцу кольца фильтрующей среды;

вторую торцевую крышку, герметично присоединенную ко второму торцу кольца фильтрующей среды;

опорный стержень, расположенный в центральной полости кольца фильтрующей среды между первой и второй торцевыми крышками и с внутренней стороны поддерживающий кольцо фильтрующей среды; и

кольцевое эластичное уплотнительное устройство, находящееся на второй торцевой крышке и ограничивающее центральное отверстие во второй торцевой крышке, при этом кольцевое эластичное уплотнительное устройство имеет несколько выступающих наружу в осевом направлении участков, расположенных по окружности и отделяемых друг от друга углубленными участками, и несколько расположенных по окружности сквозных каналов, позволяющих потоку текучей среды проходить из опорного стержня в полость, образованную между основанием и элементом вертикальной трубы,

в результате чего, когда фильтрующий элемент собирают вместе с узлом вертикальной трубы, выступающие участки на фильтрующем элементе могут входить в сопряжение с углубленными участками на основании вертикальной трубы, тем самым ограничивая относительное вращение фильтрующего элемента и основания вертикальной трубы.

30. Фильтрующий элемент по п. 29, отличающийся тем, что сквозные каналы идут через верхнюю и боковую части кольцевого эластичного уплотнительного участка.

31. Фильтрующий элемент по п. 29 или 30, отличающийся тем, что сквозные каналы разнесены по окружности между смежными выступающими участками и каждый из них расположен на одной линии с соответствующим одним из углубленных участков.