ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР И ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2020 года по МПК B01D46/24 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к воздушному фильтру для удаления пыли, жидкости, и тому подобного, смешанного со сжатым воздухом, и к фильтрующему элементу, используемому в воздушном фильтре.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В случае, когда пневматический привод, такой как пневматический цилиндр или пневматический двигатель, приводится в действие сжатым воздухом, требуется использование чистого сжатого воздуха, который не смешан с пылью и жидкостью, такой как масло и вода. Соответственно, в пневматической цепи, которая подает сжатый воздух к пневматическому приводу, обычно используется воздушный фильтр для удаления из сжатого воздуха посторонних примесей, таких как пыль и жидкость.

[0003] Например, как описано в патентной литературе 1, воздушный фильтр имеет конфигурацию, при которой тело фильтра для удаления посторонних примесей расположено внутри корпуса фильтра, включающего в себя впускное отверстие и выпускное отверстие. Тело фильтра включает в себя полый фильтрующий элемент, верхнюю крышку и нижнюю крышку, прикрепленные к верхнему концу и к нижнему концу фильтрующего элемента, причем верхняя крышка включает в себя соединительное отверстие для обеспечения сообщения между впускным отверстием и полой частью фильтрующего элемента, и нижняя крышка функционирует с возможностью закрытия нижней концевой части полой части фильтрующего элемента.

[0004] Кроме того, когда сжатый воздух из впускного отверстия подается в полую часть фильтрующего элемента через соединительное отверстие верхней крышки, сжатый воздух фильтруется во время прохождения от внутренней части к наружной части фильтрующего элемента с удалением посторонних примесей, и очищенный сжатый воздух вытекает из выпускного отверстия.

При этом жидкость, такая как масло или вода, отделяемая от сжатого воздуха, постепенно преобразуется в крупные жидкостные частицы посредством повторяющегося слияния мелких частиц во время протекания вниз вдоль фильтрующего элемента, и протекает вниз к внутренней части нижней крышки после временного нахождения в ней, постепенно капает в корпус фильтра из нижней крышки, и удаляется в качестве дренажной жидкости.

[0005] Однако, в обычных воздушных фильтрах, в случае, когда скорость потока сжатого воздуха высокая, в частях около нижней концевой части фильтрующего элемента и около верхней поверхности нижней крышки жидкость с высокой плотностью, находящаяся в фильтрующем элементе, и жидкость, накопленная внутри нижней крышки, входят в контакт с быстрым потоком сжатого воздуха и разбрызгиваются, вызывая проблему, заключающуюся в том, что сжатый воздух, который был очищен, легко смешивается снова. В особенности, когда жидкость внутри нижней крышки перетекает через нижнюю крышку, жидкость на краю нижней крышки легко разбрызгивается потоком сжатого воздуха.

[0006] В патентной литературе 2 раскрывается фильтрующий элемент, который преодолевает такую проблему. Фильтрующий элемент содержит полый фильтрующий слой с меньшим диаметром, который удаляет пыль, и полый дренажный слой с большим диаметром, который собирает жидкость, причем верхняя крышка и нижняя крышка прикреплены к верхним концам и к нижним концам фильтрующего слоя и дренажного слоя, и нижняя концевая часть дренажного слоя проходит так, чтобы закрывать часть нижней крышки от боковой стороны наружной периферии до нижней поверхности.

[0007] В фильтрующем элементе, когда жидкость собирается в дренажном слое во время прохождения сжатого воздуха через фильтровальный резервуар к дренажному слою, поскольку жидкость протекает вниз вдоль дренажного слоя и капает из части, относящейся к дренажному слою, не существует контакта с потоком сжатого воздуха и, соответственно, предотвращается новое смешивание со сжатым воздухом.

[0008] Однако, в фильтрующем элементе, поскольку нижняя концевая часть дренажного слоя должна быть образована в виде специальной формы, закрывающей часть нижней крышки от наружной периферии боковой стороны до нижней части, существует недостаток, заключающийся в том, что требуются трудовые и стоимостные затраты при изготовлении фильтрующего элемента. При деформировании равномерного цилиндрического дренажного слоя в вышеописанную форму часто возникают складки, так что вышеописанная работа очень проблематична.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0009] Патентная литература 1: публикация не прошедшей экспертизу японской патентной заявки No.7-328364

Патентная литература 2: патент США No.7,390,342

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

[0010] Техническая проблема настоящего изобретения заключается в разработке воздушного фильтра и фильтрующего элемента, которые имеют простую конфигурацию и которые обеспечивают предотвращение смешивания жидкости, которая собирается фильтрующим элементом, заново с очищенным сжатым воздухом при высокой скорости потока фильтруемого сжатого воздуха.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[0011] Для того, чтобы преодолеть вышеописанную проблему, в настоящем изобретении предлагается полый фильтрующий элемент для удаления пыли и жидкости, смешанных со сжатым воздухом.

Фильтрующий элемент включает в себя внутренний фильтрующий элемент, окружающий центральную часть в виде пространства; и наружный фильтрующий элемент, окружающий наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента и который образован так, что сжатый воздух, подаваемый в центральную часть в виде пространства, фильтруется во время прохождения через внутренний фильтрующий элемент к наружному фильтрующему элементу для того, чтобы пыль и жидкость удалялись.

Верхняя концевая крышка, включающая в себя входное отверстие для подачи сжатого воздуха в центральную часть в виде пространства, прикреплена к верхним концевым частям, которые являются первыми концами внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента в осевом направлении, и нижняя концевая крышка, закрывающая нижнюю концевую часть центральной части в виде пространства, прикреплена к нижним концевым частям, которые являются вторыми концами внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента в осевом направлении.

Наружная периферия нижней концевой части внутреннего фильтрующего элемента окружена внутренней стенкой, образованной в нижней концевой крышке, наружная периферия нижней концевой части наружного фильтрующего элемента окружена наружной стенкой, блокирующей поток сжатого воздуха, и в котором верхняя торцевая поверхность наружной стенки расположена выше, чем верхняя торцевая поверхность внутренней стенки.

Кроме того, выпускной канал для жидкости для выпуска наружу жидкости, собираемой внутренним фильтрующим элементом и наружным фильтрующим элементом, образован между наружной стенкой и внутренней стенкой, и выпускной канал для жидкости находится в сообщении с выпускным отверстием для жидкости, которое сообщается с нижней поверхностью нижней концевой крышки.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением пневматический фильтр включает в себя головку, включающую в себя впускное отверстие и выпускное отверстие, и полое тело корпуса, соединенное с головкой, в котором полый фильтрующий элемент расположен внутри тела корпуса так, что ось ориентирована вертикально.

[0013] В соответствии с предпочтительной конфигурацией и с принципом настоящего изобретения в фильтрующем элементе нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента расположена выше, чем нижняя концевая часть внутреннего фильтрующего элемента, и расположена в таком же положении, что и положение верхней торцевой поверхности внутренней стенки.

Кроме того, предпочтительно, вертикальный размер стеновой части наружной стенки, окружающей наружную периферию наружного фильтрующего элемента над внутренней стенкой, такой же или больше, чем вертикальный размер стеновой части внутренней стенки, окружающей наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента.

Кроме того, между внутренней периферической поверхностью наружной стенки и наружной периферической поверхностью наружного фильтрующего элемента образован зазор, находящийся в сообщении с выпускным каналом для жидкости.

[0014] В настоящем изобретении, предпочтительно, наружная стенка образована в нижней концевой крышке с возможностью окружения внутренней стенки, и наружная стенка и внутренняя стенка соединены друг с другом множеством соединительных стенок в виде ребер, расположенных в радиальном направлении.

Кроме того, нижняя концевая крышка может включать в себя внутренний элемент крышки и наружный элемент крышки, которые образованы отдельно и которые соответствуют друг другу, причем внутренняя стенка может быть образована во внутреннем элементе крышки, и наружная стенка и выпускное отверстие для жидкости могут быть образованы в наружном элементе крышки.

В таком случае наружный элемент крышки также может служить в качестве опорного блока, который поддерживает нижнюю концевую часть фильтрующего элемента.

ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0015] В соответствии с настоящим изобретением поток сжатого воздуха, проходящий через внутренний фильтрующий элемент к наружному фильтрующему элементу блокируется наружной стенкой, окружающей наружную периферию нижней концевой части наружного фильтрующего элемента около внутреннего фильтрующего элемента и нижнюю концевую часть наружного фильтрующего элемента, и скорость потока сжатого воздуха уменьшается, и жидкость высокой плотности, находящаяся около внутреннего фильтрующего элемента и нижней концевой части наружного фильтрующего элемента, и жидкость, накапливаемая внутри нижней концевой крышки, не входят в контакт и не разбрызгиваются потоком сжатого воздуха и, в результате, может быть надежно предотвращено смешивание жидкости с очищенным сжатым воздухом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0016] Фиг.1 - вид поперечного сечения, показывающий вариант осуществления воздушного фильтра в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - вид сверху по фиг.1.

Фиг.3 - вид поперечного сечения, показывающий первый вариант осуществления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 - вид в перспективе с частичным вырезом фильтрующего элемента по фиг.3.

Фиг.5 - вид поперечного сечения, взятый вдоль линии V-V на фиг.3.

Фиг.6 - увеличенное изображение основной части по фиг.3.

Фиг.7 - вид в перспективе нижней концевой крышки.

Фиг.8 - вид в перспективе частичного выреза по фиг.7.

Фиг. 9 - вид поперечного сечения основной части второго варианта осуществления фильтрующего элемента.

Фиг.10 - вид поперечного сечения основной части третьего варианта осуществления фильтрующего элемента.

Фиг.11 - вид поперечного сечения, показывающий основную часть четвертого варианта осуществления фильтрующего элемента, изображенного в состоянии, при котором фильтрующий элемент установлен в воздушный фильтр.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] На фиг.1 и фиг.2 показан воздушный фильтр, использующий фильтрующий элемент 1 в соответствии с настоящим изобретением. Воздушный фильтр является элементом, в котором полый фильтрующий элемент 1 размещается внутри корпуса 2, при этом кольцеобразный разделительный элемент 3 расположен между ними для ориентации оси L в вертикальном направлении, как показано стрелками с пунктирными линиями на фиг.1, и который образован таким образом, что сжатый воздух, который протекает через впускное отверстие 4, втекает в центральную часть 6 в виде пространства в центре фильтрующего элемента 1, фильтруется во время прохождения от внутреннего фильтрующего элемента 7 к наружному фильтрующему элементу 8 так, что сжатый воздух, очищенный от жидкости, такой как масло или вода, и от удаляемой из него пыли, вытекает наружу из наружной части 9 в виде пространства, окружающего наружную периферию фильтрующего элемента 1, через выпускное отверстие 5.

[0018] Корпус 2 включает в себя головку 11, в которой предусмотрены впускное отверстие 4 и выпускное отверстие 5 для соединительных воздуховодов, и полое тело 12 корпуса, соединенное с нижней частью головки 11.

[0019] Головка 11 имеет прямоугольную форму на виде сверху, и впускное отверстие 4, образованное в одной из двух противоположных боковых сторон, и выпускное отверстие 5, образованное в другой боковой стороне. Впускное отверстие 4 находится в сообщении с центральной частью 6 в виде пространства в центре фильтрующего элемента 1 через канал 14 для прохождения потока с впускной стороны, образованный внутри воздуховода 13, и выпускное отверстие 5 находится в сообщении с наружной частью 9 в виде пространства, образованного между наружной периферией фильтрующего элемента 1 и внутренней периферией корпуса 2, через канал 15 для прохождения потока с выпускной стороны, окружающий воздуховод 13, и через соединительное отверстие 16, образованное в разделительном элементе 3.

[0020] Тело 12 корпуса имеет вытянутую в вертикальном направлении цилиндрическую форму, и ее верхняя концевая часть открыта, а нижняя концевая часть закрыта частично сферической нижней частью 12a, которая имеет выпуклую в нижнем направлении форму.

Фланцевая часть 12b, которая выступает в наружном круговом направлении, образована в верхней концевой части тела 12 корпуса, и тело 12 корпуса соединено с головкой 11 посредством зажимания и закрепления фланцевой части 12b вместе с фланцевой частью 3а наружной периферии разделительного элемента 3 между нижней стороной головки 11 и верхней концевой частью крепежного элемента 17. Ссылочная позиция 18 на чертеже обозначает уплотнительный элемент, расположенный между фланцевой частью 12b и головкой 11.

[0021] Крепежный элемент 17, имеющий кольцевую форму, установлен на наружной периферии тела 12 корпуса и удерживается в определенном местоположении посредством поддерживания снизу стопорным элементом 19, намотанным и закрепленным на наружной периферии тела 12 корпуса в определенном местоположении, в котором фланцевые части 12b и 3a зажимаются головкой 11.

[0022] Кроме того, вблизи внутренней нижней поверхности тела 12 корпуса расположен кольцеобразный опорный блок 21, который поддерживает нижнюю концевую часть фильтрующего элемента 1. На внутренней периферической поверхности опорного блока 21 образовано множество опорных стенок 21a в виде ребер, которые выступают в радиальном направлении к центру тела 12 корпуса, причем нижние концевые части опорных стенок 21a примыкают и прикреплены к нижней части 12a тела 12 корпуса, и нижняя концевая часть фильтрующего элемента 1 примыкает к верхним частям опорных стенок 21а и опирается на верхние части опорных стенок 21a.

[0023] В части 22 в виде пространства под опорным блоком 21 образован дренажный накопитель, который накапливает жидкость, то есть дренажную жидкость, собираемую фильтрующим элементом 1, выпускные каналы 25 для жидкости, образованные в нижней концевой крышке 24 фильтрующего элемента 1 находятся в сообщении с частью 22 в виде пространства через выпускные отверстия 25a для жидкости, открытые в нижней части нижней концевой крышки 24, и дренажная жидкость, собираемая фильтрующим элементом 1 капает в часть 22 в виде пространства из выпускных каналов 25 для жидкости через выпускные отверстия 25а для жидкости.

[0024] Выпускной дренажный клапан 26, который выпускает дренажную жидкость, накапливаемую внутри части 22 в виде пространства, предусмотрен в центральном положении нижней части тела 12 корпуса. Выпускной дренажный клапан 26 может быть управляемым вручную клапаном, в котором дренажное выпускное отверстие открывается и закрывается посредством вращения дренажного вентиля, или может быть автоматическим клапаном, в котором дренажное выпускное отверстие открывается и закрывается автоматически в соответствии с уровнем дренажной жидкости, давлением в части в виде пространства или тому подобным; однако в случае использования любого типа клапанов их подробное описание пропущено, поскольку их конфигурация уже известна.

[0025] Ниже подробно описан фильтрующий элемент 1. Как подробно показано на фиг.3-6, фильтрующий элемент 1 включает в себя полый внутренний фильтрующий элемент 7, который окружает центральную часть 6 в виде пространства и который имеет меньший диаметр, и полый наружный фильтрующий элемент 8, который окружает наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента 7 и который имеет больший диаметр, и внутренний фильтрующий элемент 7 и наружный фильтрующий элемент 8 расположены соосно концентрическим образом внутри и снаружи так, что окружают ось L фильтрующего элемента 1.

[0026] Внутренний фильтрующий элемент 7 расположен выше по потоку сжатого воздуха относительно наружного фильтрующего элемента 8 и, главным образом, собирает пыль и жидкость, такие как масло и вода в форме тумана или капель, входящих в состав сжатого воздуха. Внутренний фильтрующий элемент 7 образован посредством свертывания фильтрующего материала, сложенного в виде гофр в цилиндрическую форму, и внутренний фильтрующий элемент 7 расположенный между внутренним опорным цилиндром 28 имеющим меньший диаметр и наружным опорным цилиндром 29, имеющим больший диаметр, который образован из перфорированного металла, расположен концентрическим образом относительно внутреннего опорного цилиндра 28 и наружного опорного цилиндра 29.

Поскольку внутренний фильтрующий элемент 7 сложен в виде гофр, площадь фильтрации увеличивается по сравнению с фильтрующим элементом, образованным посредством свертывания просто плоского листообразного фильтрующего материала. Однако в случае, когда нет необходимости в увеличении площади фильтрации, может быть использован обычный фильтрующий элемент, образованный посредством свертывания плоского листообразного фильтрующего материала в цилиндрическую форму.

[0027] При этом наружный фильтрующий элемент 8 расположен дальше относительно внутреннего фильтрующего элемента 7 по потоку сжатого воздуха и функционирует главным образом для направления жидкости, такой как масло и вода, собираемой внутренним фильтрующим элементом 7 к нижней концевой крышке, и расположен вокруг наружной периферии наружного опорного цилиндра 29 так, чтобы окружать наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента 7 с наружным опорным цилиндром 29, расположенным между ними.

[0028] Внутренний фильтрующий элемент 7 и наружный фильтрующий элемент 8 может быть образован, например, из волокнистого листа из равномерно или неравномерно расположенных слоев тонких синтетических волокон, имеющих диаметр, находящийся в диапазоне приблизительно от нескольких микрон до нескольких десятков микрон, из нетканого материала, образованного связыванием расположенных слоями синтетических волокон посредством склеивания или расплавления или переплетения, из множества керамических тонкодисперсных частиц или из пористого листа, изготовленного из синтетической резины. Кроме того, при уменьшении пористости (шероховатости) при использовании волокна, диаметр которого меньше, чем диаметр наружного фильтрующего элемента 8, внутренний фильтрующий элемент 7 образуется тонким до такой степени, которая обеспечивает надежное собирание мелкодисперсной пыли, мелкодисперсного тумана, такого как масло или вода и, с другой стороны, при увеличении пористости (шероховатости) при использовании волокна, диаметр которого больше, чем диаметр внутреннего фильтрующего элемента 7, образуется наружный фильтрующий элемент 8, обеспечивающий надлежащее направление жидкости, такой как масло и вода, собираемой внутренним фильтрующим элементом 7 к нижней концевой крышке 24. Соответственно, внутренний фильтрующий элемент 7 может быть фильтрующим элементом с мелкой сеткой, а наружный фильтрующий элемент 8 может быть фильтрующим элементом с крупной сеткой.

[0029] Кольцевую верхнюю концевую крышку 23 прикрепляют к концевым частям внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8 посредством адгезива, и круглую блюдцеобразную нижнюю концевую крышку 24 прикрепляют к нижним концевым частям внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8. Нижняя концевая крышка 24 также может быть прикреплена посредством адгезива.

[0030] Соединительная трубка 30, которая включает в себя входное отверстие 31 и образована с возможностью выступания как в верхнем, так и в нижнем направлениях верхней концевой крышки 23, образована в центре верхней концевой крышки 23, и верхняя половинная часть 30a соединительной трубки 30, как показано на фиг.1, герметически соединена с нижней концевой частью воздуховода 13 через уплотнительный элемент 32. С учетом вышеописанного, канал 14 для прохождения потока со стороны впуска внутри воздуховода 13 и центральная часть 6 в виде пространства внутри внутреннего фильтрующего элемента 7 соединены друг с другом входным отверстием 31 так, что сжатый воздух из впускного отверстия 4 поступает в центральную часть 6 в виде пространства.

[0031] Кроме того, наружная периферическая стенка 23a, которая проходит вниз к стороне нижней концевой крышки 24, образована на наружном периферическом краю верхней концевой крышки 23 в направлении диаметра, и внутренняя периферическая поверхность разделительного элемента 3 примыкает к наружной периферической поверхности наружной периферической стенки 23a. Кольцевая закрывающая часть 33 образована между нижней половинной частью 30b соединительной трубки 30 и наружной периферической стенкой 23a, и верхние части внутреннего опорного цилиндра 28, внутреннего фильтрующего элемента 7, наружного опорного цилиндра 29 и наружного фильтрующего элемента 8 расположены внутри закрывающей части 33 и примыкают к плоской внутренней нижней поверхности 33a закрывающей части 33.

[0032] При этом нижняя концевая крышка 24 закрывает нижнюю концевую часть центральной части 6 в виде пространства и, как видно из фиг.7 и 8, включает в себя столбчатый центральный выступ 36, который расположен в центре верхней поверхности нижней концевой крышки 24 и который расположен внутри центральной части 6 в виде пространства, кольцевую внутреннюю стенку 37, образованную в положении слегка внутри по отношению к наружному периферическому краю нижней концевой крышки 24 так, чтобы окружать центральный выступ 36, кольцевую наружную стенку 38, образованную у наружного периферического края нижней концевой крышки 24 так, чтобы окружать внутреннюю стенку 37 с зазором между ними, выпускные каналы 25 для жидкости, образованные между внутренней стенкой 37 и наружной стенкой 38, и выпускные отверстия 25а для жидкости, которые сообщаются с нижней поверхностью концевой крышки 24 и которые находятся в сообщении с выпускными каналами 25 для жидкости.

[0033] Центральный выступ 36, внутренняя стенка 37 и наружная стенка 38 проходят параллельно оси L к стороне верхней концевой крышки 23 и высота Ho наружной стенки 38 больше, чем высота Hi внутренней стенки 37 и равна высоте центрального выступа 36. Соответственно, верхняя торцевая поверхность 38a наружной стенки 38 расположена над верхней торцевой поверхностью 37a внутренней стенки 37, другими словами, расположена выше в направлении оси L. Верхняя торцевая поверхность 36a центрального выступа 36 является горизонтальной поверхностью.

[0034] Наружная периферическая поверхность внутренней стенки 37 и внутренняя периферическая поверхность наружной стенки 38 соединены друг с другом множеством радиально расположенных соединительных стенок 40 в виде ребер, и выпускной канал 25 для жидкости и выпускное отверстие 25a для жидкости образованы между смежными соединительными стенками 40 и 40. Верхние торцевые поверхности 40a соединительных стенок 40 находятся на такой же высоте, что и высота верхней торцевой поверхности 37a внутренней стенки 37, и образованы горизонтально, и каждая нижняя торцевая поверхность 40b соединительных стенок 40 имеет искривленную поверхность, которая искривляется вверх.

Соответственно, выпускные каналы 25 для жидкости образованы в местоположениях, которые ниже, чем стеновая часть 38b наружной стенки 38, которая проходит над внутренней стенкой 37.

[0035] Кроме того, нижние концевые части внутреннего опорного цилиндра 28, внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного опорного цилиндра 29 расположены внутри кольцевой камеры 41 для удерживания жидкости, образованной центральным выступом 36 и внутренней стенкой 37, причем каждая из нижних концевых частей примыкает к плоской внутренней нижней поверхности 41a камеры 41 для удерживания жидкости, наружная периферия нижней концевой части внутреннего фильтрующего элемента 7 окружена внутренней стенкой 37 с наружным опорным цилиндром 29 между ними. Соответственно, нижние концевые части внутреннего опорного цилиндра 28, внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного опорного цилиндра 29 выровнены в одном и том же положении в направлении оси L.

Наружная периферическая поверхность наружного опорного цилиндра 29, находящаяся в контакте с внутренней периферической поверхностью внутренней стенки 37, может быть расположена близко к внутренней периферической поверхности с небольшим зазором между ними.

[0036] При этом нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента 8 расположена над нижней концевой частью внутреннего фильтрующего элемента 7 и примыкает к верхней торцевой поверхности 37a внутренней стенки 37 и к верхним торцевым поверхностям 40a соединительных стенок 40 или расположена так, чтобы находиться близко к ним с небольшим зазором, и наружная периферия нижней концевой части наружного фильтрующего элемента 8 окружена стеновой частью 38b наружной стенки 38.

[0037] Зазор 42 образован между наружной периферией нижней концевой части наружного фильтрующего элемента 8 и внутренней периферией наружной стенки 38, и при наличии зазора 42, находящегося в сообщении с выпускными каналами 25 для жидкости, часть 22 в виде пространства в нижнем конце тела 12 корпуса находится в сообщении с наружной частью 9 в виде пространства с выпускными каналами 25 для жидкости и зазором 42 между ними. Однако нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента 8 может закрывать всю верхнюю поверхность выпускных каналов 25 для жидкости, когда наружная периферия нижней концевой части наружного фильтрующего элемента 8 находится в контакте с внутренней периферией наружной стенки 38 без наличия зазора 42.

[0038] Причина, по которой необходимо иметь высоту Ho наружной стенки 38 выше, чем высота Hi внутренней стенки 37, заключается в предотвращении нового разбрызгивании собранной жидкости посредством частичного уменьшения скорости потока сжатого воздуха, проходящего около нижних концевых частей внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8. Другими словами, в случае, когда скорость потока сжатого воздуха высокая, жидкость высокой плотности, находящаяся около нижних концевых частей внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8, и накопленная внутри нижней концевой крышки 24, разбрызгивается при контакте с потоком сжатого воздуха и снова легко смешивается со сжатым воздухом, который был очищен. В особенности, когда жидкость внутри камеры 41 для удерживания жидкости перетекает через внутреннюю стенку 37, жидкость, находящаяся на верхней торцевой поверхности внутренней стенки 37 и жидкость, которая поступила в нижнюю концевую часть наружного фильтрующего элемента 8, переносится быстрым потоком сжатого воздуха и легко разбрызгивается.

[0039] Соответственно, как видно на фиг.6, когда высота Ho наружной стенки 38 выше, чем высота Hi внутренней стенки 37, поток сжатого воздуха, проходящий около нижних концевых частей внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8, блокируется стеновой частью 38b наружной стенки 38 так, что скорость потока этой части уменьшается; соответственно, предотвращается разбрызгивание жидкости, накопленной внутри нижней концевой крышки 24, жидкости, перетекающей через внутреннюю стенку 37, или жидкости высокой плотности, находящейся около нижних концевых частей внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8 при вхождении в контакт с потоком сжатого воздуха, так что предотвращается новое смешивание жидкости с очищенным сжатым воздухом.

[0040] Такой эффект, заключающийся в предотвращении разбрызгивания жидкости, может быть обеспечен, как описано выше, когда высота Ho наружной стенки 38 больше, чем высота Hi внутренней стенки 37; однако для увеличения эффекта вертикальный размер ho стеновой части 38b наружной стенки 38, которая окружает нижнюю концевую часть наружного фильтрующего элемента 8, предпочтительно должен быть в 0,5 или более раз больше, чем вертикальный размер hi стеновой части 37b внутренней стенки 37, окружающей нижнюю концевую часть внутреннего фильтрующего элемента 7, и, более предпочтительно, вертикальный размер ho стеновой части 38b должен быть таким же или больше, чем вертикальный размер hi стеновой части 37b. На примере, показанном на чертеже, вертикальный размер ho стеновой части 38b в два раза больше, чем вертикальный размер hi стеновой части 37b.

[0041] Воздушный фильтр, включающий в себя вышеописанную конфигурацию, соединяется с внутренней частью пневматической цепи для фильтрации сжатого воздуха, подаваемого в воздушный привод, такой как воздушный цилиндр или воздушный двигатель. Функционирование при этом происходит следующим образом.

[0042] Когда сжатый воздух поступает из впускного отверстия 4 через канал 14 для прохождения потока со стороны впуска и через соединительное отверстие 16 в центральную часть 6 в виде пространства в центре фильтрующего элемента 1, сжатый воздух последовательно проходит через пористый внутренний опорный цилиндр 28, через внутренний фильтрующий элемент 7, через пористый наружный опорный цилиндр 29, и через наружный фильтрующий элемент 8 и достигает наружной части 9 в виде пространства, и во время вышеописанного процесса пыль и жидкость, такая как масло и вода, находящиеся в сжатом воздухе, удаляются посредством внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8. При этом внутренний фильтрующий элемент 7 служит главным образом для сбора пыли и жидкости в форме тумана или капель, и наружный фильтрующий элемент 8 служит для направления жидкости, собранной посредством внутреннего фильтрующего элемента 7, в нижнюю концевую крышку 24. Затем очищенный сжатый воздух вытекает из наружной части 9 в виде пространства через канал 15 для прохождения потока со стороны выпуска и соединительное отверстие 16, образованное в разделительном элементе 3, и вытекает из выпускного отверстия 5.

[0043] Жидкость, собираемая во внутреннем фильтрующем элементе 7, которая сначала представляла собой мелкие частицы, постепенно конденсируется в крупные частицы и, соответственно, протекает вниз вдоль внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8 под действием силы тяжести, и при течение вниз сливается в более крупные частицы жидкости и достигает нижней концевой крышки 24.

[0044] После временного нахождения внутри камеры 41 для удерживания жидкости нижней концевой крышки 24 жидкость, которая протекала вдоль внутреннего фильтрующего элемента 7, постепенно перетекает через внутреннюю стенку 37, благодаря последующей жидкости, текущей вниз, и в выпускных каналах 25 для жидкости течет вдоль наружной периферической поверхности внутренней стенки 37 и вдоль соединительных стенок 40 и капает в часть 22 в виде пространства.

[0045] Кроме того, хотя жидкость, которая протекла вдоль наружного фильтрующего элемента 8, течет в выпускных каналах 25 для жидкости вдоль наружной периферической поверхности внутренней стенки 37, вдоль боковых сторон соединительных стенок 40, вдоль внутренних периферических поверхностей наружной стенки 38 или тому подобного и капает в часть 22 в виде пространства, жидкость может капать непосредственно через внутреннюю часть выпускных каналов 25 для жидкости из нижней торцевой поверхности наружного фильтрующего элемента 8.

[0046] В виду вышеописанного, поскольку нижние торцевые поверхности 40b соединительных стенок 40 искривлены вверх, жидкость, протекающая вдоль соединительных стенок 40, протекает вдоль нижних торцевых поверхностей 40b, течет к стороне внутренней стенки 37 или к стороне наружной стенки 38 и капает из нижней концевой части внутренней стенки 37 или наружной стенки 38.

[0047] Кроме того, в потоке сжатого воздуха, проходящего через центральную часть 6 в виде пространства к внутреннему фильтрующему элементу 7 и к наружному фильтрующему элементу 8, поток, проходящий около нижних концевых частей внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8 блокируется стеновой частью 38b наружной стенки 38, и скорость потока вследствие этого уменьшается. Соответственно, жидкость, накопленная внутри камеры 41 для удерживания жидкости нижней концевой крышки 24, жидкость, перетекающая через внутреннюю стенку 37, или жидкость высокой плотности, находящаяся около нижних концевых частей внутреннего фильтрующего элемента 7 и наружного фильтрующего элемента 8, не разбрызгивается потоком сжатого воздуха; соответственно, никакая разбрызгиваемая жидкость не смешивается снова с очищенным сжатым воздухом.

[0048] Дренажная жидкость, накапливаемая внутри части 22 в виде пространства нижней части корпуса 2, удаляется по необходимости посредством открытия выпускного дренажного клапана 26.

[0049] На фиг.9 показано поперечное сечение нижней концевой части фильтрующего элемента второго варианта осуществления. В фильтрующем элементе 1A второго варианта осуществления конфигурация нижней концевой крышки 24A отличается от конфигурации нижней концевой крышки 24 фильтрующего элемента 1 первого варианта осуществления. Другими словами, в нижней концевой крышке 24A внутренняя стенка 37 и наружная стенка 38 образованы концентрическим образом на нижней стенке 44 кольцевого выпускного канала 25 для жидкости, проходящего непрерывно вдоль всей окружности, образованного между внутренней стенкой 37 и наружной стенкой 38, и в нижней части выпускного канала 25 для жидкости образовано одно или множество выпускных отверстий 25а для жидкости, которые обеспечивают сообщение выпускного канала 25 для жидкости с нижней поверхностью нижней концевой крышки 24A.

Другие конфигурации фильтрующего элемента 1A являются такими же, как и конфигурации фильтрующего элемента 1 первого варианта осуществления.

[0050] На фиг.10 показано поперечное сечение нижней концевой части фильтрующего элемента третьего приводимого для примера варианта осуществления. В фильтрующем элементе 1B третьего варианта осуществления конфигурация нижней концевой крышки 24B отличается от конфигурации нижней концевой крышки 24 фильтрующего элемента 1 первого варианта осуществления. Другими словами, в нижней концевой крышке 24B внутренняя стенка 37, наружная стенка 38 и центральный выступ 36 образованы как единое целое концентрическим образом на пористой нижней стенке 45, образованной из металлокерамической прессовки, и кольцевой выпускной канал 25 для жидкости, образованный между внутренней стенкой 37 и наружной стенкой 38, находится в сообщении с нижней поверхностью нижней концевой крышки 24B через сплошные поры внутри нижней стенки 45, служащие в качестве выпускных отверстий 25а для жидкости.

Другие конфигурации фильтрующего элемента 1B являются такими же, что и конфигурации фильтрующего элемента 1 из первого варианта осуществления.

Следует отметить, что пористая нижняя стенка 45 может быть предусмотрена только в нижней части кольцевого выпускного канала 25 для жидкости, и нижние части камеры 41 для удерживания жидкости и центральный выступ 36 могут представлять собой нижние стенки без отверстий.

[0051] На фиг.11 показана нижняя концевая часть фильтрующего элемента четвертого варианта осуществления в поперечном сечении в состоянии, при котором фильтрующий элемент 1C расположен в воздушном фильтре. В фильтрующем элементе 1C нижняя концевая крышка 24C образована внутренним элементом 46a крышки и наружным элементом 46b крышки, которые образованы отдельно и которые соответствуют друг другу.

[0052] Внутренний элемент 46a крышки является элементом, который закрывает нижнюю концевую часть центральной части 6 в виде пространства и включает в себя центральный выступ 36 и внутреннюю стенку 37. С другой стороны, наружный элемент 46b крышки представляет собой блюдцеобразный элемент и включает в себя наружную стенку 38 и выпускные отверстия 25а для жидкости, и дополнительно в радиальном направлении включает в себя на внутренней периферической поверхности множество внутренних опорных стенок 48 в виде ребер, которые поддерживают наружную периферию нижней концевой части внутреннего элемента 46a крышки. Кроме того, наружные опорные стенки 49 в виде ребер, которые прикреплены к внутренней части тела 12 корпуса, прикреплены в радиальном направлении к наружной поверхности наружного элемента 46b крышки и, с учетом вышеизложенного, наружный элемент 46b крышки также функционирует в качестве опорного блока, который поддерживает нижнюю концевую часть фильтрующего элемента 1C внутри тела 12 корпуса. Выпускной канал 25 для жидкости образован между внутренней стенкой 37 и наружной стенкой 38.

Следует отметить, что нижняя стенка наружного элемента 46b крышки может быть образована так, чтобы она имела коническую поверхность и в ее центральной части может быть предусмотрено выпускное отверстие 25а для жидкости.

[0053] При образовании наружного элемента 46b крышки без опорных стенок 49 его функционирование в качестве опорного блока может быть исключено для того, чтобы образовывать его с возможностью иметь только функцию нижней концевой крышки 24C.

Кроме того, внутренний элемент 46a крышки и наружный элемент 46b крышки могут быть раздельными по отношению друг к другу; однако внутренний элемент 46a крышки и наружный элемент 46b крышки могут быть образованы как единое целое, посредством соединения друг с другом при помощи опорной стенки 48.

[0054] Поскольку другие конфигурации фильтрующего элемента 1C четвертого варианта осуществления такие же, что и конфигурации фильтрующего элемента 1 первого варианта осуществления, основные конфигурации, которые являются одинаковыми, обозначены такими же ссылочными позициями, что и ссылочные позиции из первого варианта осуществления, и их описания пропущены.

[0055] Следует отметить, что в варианте осуществления, показанном на чертежах, хотя поперечное сечение фильтрующего элемента 1 имеет круглую форму, форма поперечного сечения может иметь другую форму, отличную от круглой формы. Например, она может быть многоугольной, такой как квадрат или шестигранник, и в таком случае верхнюю концевую крышку и нижнюю концевую крышку образуют так, чтобы они имели такую же форму.

Кроме того, в каждом из вышеописанных вариантов в фильтрующем элементе может быть расположен полый предварительный фильтр, который заранее удаляет относительно крупную пыль, находящуюся в сжатом воздухе, для защиты внутреннего фильтрующего элемента 7. Предварительный фильтр может быть расположен либо внутри, либо снаружи внутреннего опорного цилиндра 28.

[0056] Кроме того, в вышеописанных вариантах внутренний фильтрующий элемент 7 образован с мелкой сеткой и наружный фильтрующий элемент 8 образован с крупной сеткой; однако, внутренний фильтрующий элемент 7 может быть образован с крупной сеткой, и наружный фильтрующий элемент 8 может быть образован с мелкой сеткой.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0057]

1, 1A, 1B, 1C - фильтрующий элемент

2 - корпус

4 - впускное отверстие

5 - выпускное отверстие

6 - центральная часть в виде пространства

7 - внутренний фильтрующий элемент

8 - наружный фильтрующий элемент

11 - головка

12 - тело корпуса

23 - верхняя концевая крышка

24, 24A, 24B, 24C - нижняя концевая крышка

25 - выпускной канал для жидкости

25a - выпускное отверстие для жидкости

31 - входное отверстие

37 - внутренняя стенка

37a - верхняя торцевая поверхность

37b - стеновая часть

38 - наружная стенка

38a - верхняя торцевая поверхность

38b - стеновая часть

40 - соединительные стенки

41 - камера для удерживания жидкости

46a - внутренний элемент крышки

46b - наружный элемент крышки

Hi - высота внутренней стенки

Ho - высота наружной стенки

hi - вертикальный размер стеновой части внутренней стенки

ho - вертикальный размер стеновой части наружной стенки

Изобретение предназначено для фильтрации. Полый фильтрующий элемент для удаления пыли и жидкости, смешанных со сжатым воздухом, содержит внутренний фильтрующий элемент, окружающий центральную часть в виде пространства, и наружный фильтрующий элемент, окружающий наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента. Верхняя концевая крышка, включающая в себя входное отверстие для подачи сжатого воздуха в центральную часть в виде пространства, прикреплена к верхним концевым частям, которые являются первыми концами внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента в осевом направлении. Нижняя концевая крышка, закрывающая нижнюю концевую часть центральной части в виде пространства, прикреплена к нижним концевым частям, которые являются вторыми концами внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента в осевом направлении. Наружная периферия нижней концевой части внутреннего фильтрующего элемента окружена внутренней стенкой, образованной в нижней концевой крышке, причем наружная периферия нижней концевой части наружного фильтрующего элемента окружена наружной стенкой, блокирующей поток сжатого воздуха, и при этом верхняя торцевая поверхность наружной стенки расположена выше, чем верхняя торцевая поверхность внутренней стенки. Вертикальный размер стеновой части наружной стенки, находящейся над внутренней стенкой и окружающей наружную периферию наружного фильтрующего элемента, больше, чем вертикальный размер стеновой части внутренней стенки, окружающей наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента. Выпускной канал для жидкости для выпуска наружу жидкости, собираемой внутренним фильтрующим элементом и наружным фильтрующим элементом, образован между наружной стенкой и внутренней стенкой, и при этом выпускной канал для жидкости находится в сообщении с выпускным отверстием для жидкости, которое сообщается с нижней поверхностью нижней концевой крышки. Нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента примыкает к верхней торцевой поверхности внутренней стенки. Технический результат: простота конструкции, предотвращение смешивания заново жидкости, собираемой фильтрующим элементом, с очищенным сжатым воздухом. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Полый фильтрующий элемент для удаления пыли и жидкости, смешанных со сжатым воздухом, причем фильтрующий элемент содержит:

внутренний фильтрующий элемент, окружающий центральную часть в виде пространства; и наружный фильтрующий элемент, окружающий наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента, в котором сжатый воздух, подаваемый в центральную часть в виде пространства, фильтруется во время прохождения через внутренний фильтрующий элемент к наружному фильтрующему элементу так, что пыль и жидкость удаляются,

при этом верхняя концевая крышка, включающая в себя входное отверстие для подачи сжатого воздуха в центральную часть в виде пространства, прикреплена к верхним концевым частям, которые являются первыми концами внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента в осевом направлении,

при этом нижняя концевая крышка, закрывающая нижнюю концевую часть центральной части в виде пространства, прикреплена к нижним концевым частям, которые являются вторыми концами внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента в осевом направлении,

при этом наружная периферия нижней концевой части внутреннего фильтрующего элемента окружена внутренней стенкой, образованной в нижней концевой крышке, причем наружная периферия нижней концевой части наружного фильтрующего элемента окружена наружной стенкой, блокирующей поток сжатого воздуха, и при этом верхняя торцевая поверхность наружной стенки расположена выше, чем верхняя торцевая поверхность внутренней стенки,

при этом вертикальный размер стеновой части наружной стенки, находящейся над внутренней стенкой и окружающей наружную периферию наружного фильтрующего элемента, больше, чем вертикальный размер стеновой части внутренней стенки, окружающей наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента,

при этом выпускной канал для жидкости для выпуска наружу жидкости, собираемой внутренним фильтрующим элементом и наружным фильтрующим элементом, образован между наружной стенкой и внутренней стенкой, и при этом выпускной канал для жидкости находится в сообщении с выпускным отверстием для жидкости, которое сообщается с нижней поверхностью нижней концевой крышки, и при этом нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента примыкает к верхней торцевой поверхности внутренней стенки.

2. Фильтрующий элемент по п.1, в котором нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента расположена выше, чем нижняя концевая часть внутреннего фильтрующего элемента, и расположена в таком же положении, что и положение верхней торцевой поверхности внутренней стенки.

3. Фильтрующий элемент по п.2, в котором между внутренней периферической поверхностью наружной стенки и наружной периферической поверхностью наружного фильтрующего элемента образован зазор, находящийся в сообщении с выпускным каналом для жидкости.

4. Фильтрующий элемент по п.1, в котором наружная стенка образована в нижней концевой крышке с возможностью окружения внутренней стенки, и наружная стенка и внутренняя стенка соединены друг с другом множеством соединительных стенок в виде ребер, расположенных в радиальном направлении.

5. Фильтрующий элемент по п.1, в котором нижняя концевая крышка включает в себя внутренний элемент крышки и наружный элемент крышки, которые образованы отдельно и которые соответствуют друг другу, причем внутренняя стенка образована во внутреннем элементе крышки, и наружная стенка и выпускное отверстие для жидкости образованы в наружном элементе крышки.

6. Воздушный фильтр, содержащий: корпус, включающий в себя головку, включающую в себя впускное отверстие и выпускное отверстие, и полое тело корпуса, соединенное с головкой; и полый фильтрующий элемент, расположенный внутри тела корпуса так, что ось ориентирована вертикально, в котором фильтрующий элемент включает в себя внутренний фильтрующий элемент, окружающий центральную часть в виде пространства, и наружный фильтрующий элемент, окружающий наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента, и в котором сжатый воздух, подаваемый в центральную часть в виде пространства из впускного отверстия, фильтруется при прохождении через внутренний фильтрующий элемент к наружному фильтрующему элементу и вытекает из выпускного отверстия,

при этом верхняя концевая крышка, включающая в себя входное отверстие, соединяющее впускное отверстие и центральную часть в виде пространства, прикреплена к верхним концевым частям внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента, относящихся к фильтрующему элементу, и в котором нижняя концевая крышка, закрывающая нижнюю концевую часть центральной части в виде пространства, прикреплена к нижним концевым частям внутреннего фильтрующего элемента и наружного фильтрующего элемента,

при этом наружная периферия нижней концевой части внутреннего фильтрующего элемента окружена внутренней стенкой, образованной в нижней концевой крышке, причем наружная периферия нижней концевой части наружного фильтрующего элемента окружена наружной стенкой, блокирующей поток сжатого воздуха, и при этом верхняя торцевая поверхность наружной стенки расположена выше, чем верхняя торцевая поверхность внутренней стенки,

при этом вертикальный размер стеновой части наружной стенки, находящейся над внутренней стенкой и окружающей периферию наружного фильтрующего элемента, больше, чем вертикальный размер стеновой части внутренней стенки, окружающей наружную периферию внутреннего фильтрующего элемента,

выпускной канал для жидкости для выпуска жидкости, собираемой внутренним фильтрующим элементом и наружным фильтрующим элементом, во внутреннюю часть тела корпуса, образован между наружной стенкой и внутренней стенкой, и в котором выпускной канал для жидкости находится в сообщении с выпускным отверстием для жидкости, которое сообщается с нижней поверхностью нижней концевой крышки, и при этом нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента примыкает к верхней торцевой поверхности внутренней стенки.

7. Воздушный фильтр по п.6, в котором нижняя концевая часть наружного фильтрующего элемента расположена выше, чем нижняя концевая часть внутреннего фильтрующего элемента, и расположена в таком же положении, что и положение верхней торцевой поверхности внутренней стенки.

8. Воздушный фильтр по п.7, в котором между внутренней периферической поверхностью наружной стенки и наружной периферической поверхностью наружного фильтрующего элемента образован зазор, находящийся в сообщении с выпускным каналом для жидкости.

9. Воздушный фильтр по п.6, в котором наружная стенка образована в нижней концевой крышке с возможностью окружения внутренней стенки, и наружная стенка и внутренняя стенка соединены друг с другом множеством соединительных стенок в виде ребер, расположенных в радиальном направлении.

10. Воздушный фильтр по п.6, в котором нижняя концевая крышка включает в себя внутренний элемент крышки и наружный элемент крышки, которые образованы отдельно и которые соответствуют друг другу, причем внутренняя стенка образована во внутреннем элементе крышки, и наружная стенка и выпускное отверстие для жидкости образованы в наружном элементе крышки.

11. Воздушный фильтр по п.10, в котором наружный элемент крышки, прикрепленный к внутренней поверхности тела корпуса, также служит в качестве опорного блока, который поддерживает нижнюю концевую часть фильтрующего элемента.