Настоящая заявка включает в себя описания - с редакциями - предварительной заявки на патент США №61/712,454, поданной 11 октября 2012 года; предварительной заявки на патент США №61/565,114, поданной 30 ноября 2011 года; и предварительной заявки на патент США №61/551,741, поданной 26 октября 2011 года. Полное описание каждой из предварительных заявок на патент США №№61/712,454; 61/565,114; и 61/551,741 включено в настоящий документ посредством ссылки. Притязание на приоритет в отношении каждой из заявок №№61/712,454; 61/565,114; и 61/551,741 заявлено в требуемом объеме.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к фильтрам в сборе, например, к воздушным фильтрам в сборе, их элементам и отличительным признакам, а также к способам их сборки и применения. Фильтры в сборе включают в себя корпус, внутри которого находится съемный заменяемый картридж. Картридж фильтра может быть опционально оснащен уплотнением корпуса, что дает определенные преимущества. Описаны различные свойства корпусов и/или картриджей, которыми выгодно отличаются фильтры. Также описаны способы сборки и применения фильтров. Кроме того, описан опциональный эффективный глушитель шума/резонатор.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Ряд систем требует фильтрации воздуха или газа. К примеру, необходимо фильтровать воздух, поступающий в двигатель внутреннего сгорания. Еще одной сферой применения таких фильтров являются системы вентиляции картера. Как правило, такие системы включают в себя фильтры с картриджем, пригодным для технического обслуживания. После эксплуатации фильтра в течение определенного срока набивка его корпуса требует обслуживания путем очистки или полной замены. Обычно набивка воздушных фильтров или фильтров системы вентиляции картера, используемых в двигателях внутреннего сгорания, например, автомобилей, содержится в съемном заменяемом элементе, т.е. в элементе, пригодном для технического обслуживания, который обычно называется фильтрующим элементом или картриджем фильтра. Герметичный картридж установлен внутри воздушного фильтра с возможностью съема.
Желательны усовершенствования фильтров в отношении их сборки, ремонтопригодности и эксплуатации.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
В настоящем документе описаны фильтры в сборе (такие как воздушные фильтры или фильтры систем вентиляции картера), их элементы и отличительные признаки. Кроме того, описаны способы сборки и эксплуатации этих фильтров. Фильтры в сборе обычно включают в себя корпус с расположенным внутри него съемным картриджем. Приведен пример картриджа фильтра, корпус которого характеризуется радиально направленной уплотняющей поверхностью, содержащей множество сегментов, выступающих наружу в радиальном направлении, разделенных сегментами, которые вдаются внутрь в радиальном направлении.
На некоторых проиллюстрированных примерах фильтров их корпус опционально содержит разъем, расположенный между двумя уплотнениями корпуса, установленными на картридже, что дает определенные преимущества.
К картриджам фильтра, которые содержат не два, а одно эффективное уплотнение корпуса, могут быть применены лишь отдельные принципы настоящей заявки. На одном из проиллюстрированных примеров реализации настоящего изобретения радиально направленная уплотняющая поверхность содержит множество выступов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, или выступающих наружу (например, выгнутых) участков, разделенных опциональными криволинейными участками, такими как противолежащие вдающиеся внутрь (например, вогнутые) участки.
На одном из проиллюстрированных примеров реализации настоящего изобретения предусмотрена радиально направленная - как правило, кольцевая - поверхность уплотнения корпуса.
Для определенных областей применения, описанных в настоящем документе, предусмотрены картриджи фильтра, снабженные двумя уплотнениями корпуса, каждое из которых обычно расположено радиально; при этом они отличаются размерами по внешней границе, т.е. одно уплотнение значительно больше другого. Для таких сфер применения оба уплотнения могут быть кольцевыми; однако возможны и альтернативные варианты, которые показаны и описаны в настоящем документе.
Воздушный фильтр в сборе, его составные части или параметры не обязательно должны характеризоваться всеми признаками, описанными в настоящем документе, для достижения определенных преимуществ согласно настоящему изобретению.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 показан схематический вертикальный вид сбоку воздушного фильтра в сборе согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 показан схематический второй вертикальный вид сбоку воздушного фильтра в сборе, представленного на фиг. 1; при этом вид на фиг. 2 получен путем разворота фигуры 1 правой стороной вперед.
На фиг. 3 показан схематический третий вертикальный вид сбоку воздушного фильтра в сборе, представленного на фиг. 1 и фиг. 2; при этом некоторые его участки показаны в поперечном разрезе, чтобы были видны внутренние детали.
На фиг. 3A показано увеличенное схематическое поперечное сечение отдельного участка, представленного на фиг. 3.
На фиг. 4 показан схематический перспективный вид со стороны выходного конца картриджа, используемого в воздушном фильтре в сборе, который представлен на фиг. 1-3.
На фиг. 5 показан схематический вертикальный вид сбоку картриджа фильтра, представленного на фиг. 4; при этом некоторые его участки показаны в поперечном разрезе, чтобы были видны внутренние детали.
На фиг. 6 показан схематический вид в плане отливки с первого - открытого - торца картриджа фильтра, представленного на фиг. 4.
На фиг. 7 показано схематическое поперечное сечение отливки, представленной на фиг. 6, выполненное по линии 7-7.
На фиг. 8 показан увеличенный схематический местный вид сегмента отливки, выделенного на фиг. 7.
На фиг. 9 показан схематический вид со стороны выходного конца опоры картриджа фильтра, представленного на фиг. 4.
На фиг. 10 показан схематический вертикальный вид сбоку опоры, представленной на фиг. 9.
На фиг. 11 показан схематический вид с торца элемента, представленного на фиг. 10; при этом вид на фиг. 11 получен путем разворота элемента, представленного на фиг. 10, нижней стороной вперед.
На фиг. 12 показан второй схематический вид с торца элемента, представленного на фиг. 9 и фиг. 10; при этом вид на фиг. 12 получен путем разворота элемента, представленного на фиг. 10, верхней стороной вперед.
На фиг. 13 показан увеличенный схематический местный вид отдельного сегмента фиг. 10.
На фиг. 14 показано увеличенное схематическое поперечное сечение сегмента, выделенного на фиг. 11.
На фиг. 15 показано увеличенное схематическое поперечное сечение отдельного сегмента опоры, представленного на фиг. 9 и 10.
На фиг. 16 показан увеличенный схематический местный вид отдельного сегмента, представленного на фиг. 15.
На фиг. 17 показано схематическое перспективное изображение сегмента корпуса фильтра, представленного на фиг. 1-3.
На фиг. 18 показан схематический вертикальный вид сбоку сегмента корпуса, представленного на фиг. 17.
На фиг. 19 показан схематический вид с торца сегмента корпуса, представленного на фиг. 17 и 18.
На фиг. 20 показано схематическое поперечное сечение сегмента корпуса, представленного на фиг. 19, выполненное по линии 20-20 на фиг. 19.
На фиг. 21 показан увеличенный схематический местный вид отдельного сегмента, представленного на фиг. 20.
На фиг. 22 показано схематическое перспективное изображение циркуляционного патрубка фильтра в сборе, представленного на фиг. 1-3.
На фиг. 23 показан схематический вертикальный вид сбоку элемента, представленного на фиг. 22.
На фиг. 24 показан схематический вид в плане элемента, представленного на фиг. 23.
На фиг. 25 показано схематическое поперечное сечение, выполненное по линии 25-25 на фиг. 24.
На фиг. 26 показан увеличенный схематический местный вид отдельного сегмента, выделенного на фиг. 25.
На фиг. 27 показано увеличенное схематическое поперечное сечение, выполненное по линии 27-27 на фиг. 23.
На фиг. 28 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, выделенного на фиг. 27.
На фиг. 29 показан схематический вид с торца второй литой концевой детали картриджа, представленного на фиг. 4.
На фиг. 30 показано схематическое поперечное сечение отливки, представленной на фиг. 29, выполненное по линии 30-30 на фиг. 29.
На фиг. 31 показано схематическое перспективное изображение второго сегмента корпуса фильтра, представленного на фиг. 1-3.
На фиг. 32 показано схематическое боковое поперечное сечение сегмента корпуса, представленного на фиг. 31, выполненное по линии 32-32 на фиг. 31.
На фиг. 33 показан схематический вертикальный вид сбоку второго варианта реализации воздушного фильтра в сборе согласно настоящему изобретению; при этом вид, представленный на фиг. 33, представляет собой поперечное сечение, выполненное по линии 33-33 на фиг. 33А; кроме того, на фиг. 33 не показаны определенные участки на заглушке картриджа, отливаемые на месте, с тем, чтобы можно было видеть внутренние детали конструкции.
На фиг. 33А показан вид в плане со стороны технологической крышки фильтра в сборе, представленного на фиг. 33; при этом по линии 33-33 на фиг. 33А проходит поперечное сечение на фиг. 33.
На фиг. 33В показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 33.
На фиг. 33С показано схематическое поперечное сечение, аналогичное тому, что представлено на фиг. 33, но демонстрирующее отдельные модификации второго варианта реализации воздушного фильтра в сборе; при этом вид на фиг. 33 включает в себя изображение отливаемых на месте частей двух заглушек.
На фиг. 33D показан увеличенный схематический местный вид отдельного сегмента, представленного на фиг. 33С.
На фиг. 33Е показано перспективное изображение корпуса, используемого с вариантом фильтра, представленным на фиг. 33С-D.
На фиг. 34 показан схематический вид со стороны открытого конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 33.
На фиг. 34А показано перспективное изображение со стороны выходного конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 34.
На фиг. 34В показано схематическое перспективное изображение со стороны заглушенного конца одной из модификаций картриджа фильтра, проиллюстрированной на фиг. 33С и 33D.
На фиг. 34С показано схематическое перспективное изображение со стороны выходного конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 34В.
На фиг. 35 показан вертикальный вид сбоку картриджа фильтра, изображенного на фиг. 34; при этом его участки показаны отдельно и в поперечном сечении для демонстрации внутренних деталей.
На фиг. 35А показан схематический вертикальный вид сбоку картриджа фильтра, изображенного на фиг. 34С.
На фиг. 35В показано схематическое поперечное сечение картриджа фильтра, представленного на фиг. 35А.
На фиг. 36 показан схематический вид в плане со стороны открытого конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 35.
На фиг. 36А показан вид в плане выходного конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 35А и 35В.
На фиг. 37 показано схематическое перспективное изображение со стороны заглушенного конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 35.
На фиг. 37А показан вид в плане заглушенного конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 35А и 35В.
На фиг. 38 показан схематический вид в плане со стороны выходного конца внутреннего элемента картриджа фильтра, представленного на фиг. 35.
На фиг. 39 показан схематический вертикальный вид сбоку элемента, представленного на фиг. 38.
На фиг. 40 показан схематический вид в плане со стороны выходного конца элемента, представленного на фиг. 38.
На фиг. 41 показан схематический вид с торца элемента, представленного на фиг. 39; при этом вид на фиг. 41 получен путем разворота элемента, представленного на фиг. 40, противоположным торцом вперед.
На фиг. 42 показано увеличенное схематическое поперечное сечение элемента, представленного на фиг. 39.
На фиг. 43 показано увеличенное схематическое местное поперечное сечение сегмента, выделенного на фиг. 42.
На фиг. 44 показан схематический местный вид в плане сегмента, представленного на фиг. 40.
На фиг. 45 показано схематическое перспективное изображение выходного патрубка, входящего в состав фильтра в сборе, представленного на фиг. 33.
На фиг. 46 показан схематический вертикальный вид сбоку выходного патрубка, представленного на фиг. 45.
На фиг. 47 показано схематическое боковое поперечное сечение элемента, представленного на фиг. 45 и 46, выполненное по линии 47-47 на фиг. 48.
На фиг. 48 показан схематический вид в плане с торца элемента, изображенного на фиг. 45 и 46.
На фиг. 49 показано схематическое поперечное сечение, выполненное по линии 49-49 на фиг. 46.
На фиг. 50 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, выделенного на фиг. 49.
На фиг. 51 показан схематический вертикальный вид фильтра, представленного на фиг. 33.
На фиг. 52 показано схематическое поперечное сечение, выполненное по линии 52-52 на фиг. 51.
На фиг. 53 показано схематическое перспективное изображение корпуса фильтра, представленного на фиг. 51.
На фиг. 54 показан схематический вид в плане корпуса, представленного на фиг. 53.
На фиг. 55 показан схематический вид с торца корпуса, представленного на фиг. 53.
На фиг. 56 показано схематическое поперечное сечение, выполненное по линии 56-56 на фиг. 55.
На фиг. 57 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, выделенного на фиг. 56.
На фиг. 58 показан схематический вид сверху пресс-формы, образующей часть картриджа, представленного на фиг. 34А.
На фиг. 59 показано схематическое поперечное сечение пресс-формы, представленной на фиг. 58, выполненное по линии 59-59.
На фиг. 60 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, представленного на фиг. 58.
На фиг. 61 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, представленного на фиг. 59.
На фиг. 62 показан увеличенный схематический местный вид сегмента фиг. 59.
На фиг. 63 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, представленного на фиг. 58.
На фиг. 64 показано схематическое изображение в разобранном виде, на котором показано соединение внутренней опоры фильтра, представленной на фиг. 38, с пресс-формой, представленной на фиг. 58.
На фиг. 65 показано схематическое поперечное сечение в разобранном виде конструкции, представленной на фиг. 64.
На фиг. 66 показано схематическое изображение альтернативной конфигурации уплотнения, представленного на фиг. 36.
На фиг. 67 показано схематическое изображение второй альтернативной конфигурации уплотнения, представленного на фиг. 36.
На фиг. 68 показано схематическое изображение третьей альтернативной конфигурации уплотнения, представленного на фиг. 36.
На фиг. 69 показано схематическое изображение четвертой альтернативной конфигурации уплотнения, представленного на фиг. 36.
На фиг. 70 показано схематическое изображение пятой альтернативной конфигурации уплотнения, представленного на фиг. 36.
На фиг. 71 показан схематический перспективный вид сбоку третьего варианта реализации воздушного фильтра в сборе согласно настоящему изобретению.
На фиг. 71А показан схематический перспективный вид воздушного фильтра в сборе согласно варианту реализации настоящего изобретения, представленному на фиг. 71.
На фиг. 71В показан схематический вид сбоку модификации фильтра, представленного на фиг. 71А; при этом фиг. 72 представляет собой схематическое поперечное сечение воздушного фильтра, изображенного на фиг. 71.
На фиг. 71С показано схематическое перспективное изображение еще одной модификации фильтра, представленного на фиг. 71.
На фиг. 72 показано схематическое поперечное сечение воздушного фильтра, представленного на фиг. 71; при этом фигура 72А представляет собой увеличенное схематическое изображение части фиг. 72.
На фиг. 72В показано схематическое поперечное сечение, выполненное по линии 72В-72В на фиг. 71В, демонстрирующее отличия от видов, представленных на фиг. 72 и 72А.
На фиг. 72С показано схематическое поперечное сечение фильтра в сборе, изображенного на фиг. 71С; при этом фиг. 73 представляет собой схематическое поперечное сечение циркуляционного патрубка корпуса, на котором видны конструктивные особенности картриджа фильтра, представленного на фиг. 71 и 72.
На фиг. 74 показан схематический вертикальный вид сбоку картриджа, используемого в фильтре в сборе, который представлен на фиг. 71-73.
На фиг. 74А показан схематический вертикальный вид сбоку картриджа фильтра, используемого в модификации, представленной на фиг. 71А, 71В и 72В.
На фиг. 75 показано увеличенное схематическое поперечное сечение картриджа фильтра, представленного на фиг. 74.
На фиг. 75А показано увеличенное поперечное сечение модификации, представленной на фиг. 74А, выполненное по линиям 75А-75А на фиг. 74А.
На фиг. 76 показан увеличенный схематический вид со стороны открытого конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 74 и 75.
На фиг. 76А показан схематический вид в плане со стороны открытого конца модификации картриджа фильтра, представленной на фиг. 75А.
На фиг. 77 показан увеличенный схематический вид со стороны заглушенного конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 74 и 75.
На фиг. 77А показан схематический вид со стороны заглушенного конца картриджа модификаций фильтра, представленных на фиг. 74А и 75А.
На фиг. 78 показано схематическое перспективное изображение со стороны открытого конца картриджа фильтра, представленного на фиг. 74 и 75.
На фиг. 78А показано схематическое перспективное изображение со стороны открытого конца модификации картриджа фильтра, представленной на фиг. 74А и 75А.
На фиг. 78В показано перспективное изображение со стороны заглушенного конца модификации картриджа фильтра, представленной на фиг. 74А, 75А и 78А.
На фиг. 79 показано увеличенное схематическое местное поперечное сечение отдельного участка картриджа фильтра, представленного на фиг. 74 и 75.
На фиг. 80 показано увеличенное схематическое местное поперечное сечение участка картриджа фильтра, изображенного на фиг. 79, но без литой заглушки, которая видна на фиг. 79.
На фиг. 81 показан увеличенный схематический вид, в частности, аналогичный виду на фиг. 76, но с данными о некоторых размерах.
На фиг. 82 показан увеличенный схематический вид в плане сегмента литой заглушки картриджа, изображенного на фиг. 77.
На фиг. 83 показано увеличенное схематическое поперечное сечение сегмента литой заглушки, представленной на фиг. 82.
На фиг. 84 показано увеличенное перспективное изображение со стороны выходного конца элемента картриджа фильтра, представленного на фиг. 74 и 75.
На фиг. 85 показано схематическое поперечное боковое сечение элемента, изображенного на фиг. 84.
На фиг. 86 показан увеличенный схематический вид со стороны выходного конца элемента, изображенного на фиг. 84 и 85.
На фиг. 87 показано увеличенное схематическое перспективное изображение патрубка корпуса фильтра, представленного на фиг. 71 и 72.
На фиг. 88 показан увеличенный схематический вид в плане элемента, изображенного на фиг. 87.
На фиг. 89 показан увеличенный схематический местный вид сегмента, выделенного на фиг. 88.
На фиг. 90 показан схематический вертикальный вид сбоку альтернативной опорной конструкции, используемой в картридже согласно настоящему изобретению.
На фиг. 91 показан схематический перспективный местный вид опорной конструкции, представленной на фиг. 90.
На фиг. 92 показан второй схематический местный вид опорной конструкции, представленной на фиг. 90 и 91.
На фиг. 93 показан схематический вертикальный вид сбоку второй альтернативной опорной конструкции согласно настоящему изобретению.
На фиг. 94 показан схематический перспективный местный вид опорной конструкции, представленной на фиг. 93.
На фиг. 95 показан второй схематический перспективный местный вид опорной конструкции, представленной на фиг. 93 и 94.
На фиг. 96 показано схематическое перспективное изображение в разобранном виде еще одного варианта опорной конструкции, используемой в картридже согласно настоящему изобретению.
На фиг. 97 показан вертикальный вид сбоку варианта опорной конструкции, представленной на фиг. 96.
На фиг. 98 показано схематическое перспективное изображение варианта опорной конструкции, представленной на фиг. 97.
На фиг. 99 показан схематический вид с торца варианта опорной конструкции, представленной на фиг. 98.
На фиг. 100 показано схематическое поперечное сечение варианта опорной конструкции, представленной на фиг. 98.
На фиг. 101 показан увеличенный схематический местный вид отдельного участка, представленного на фиг. 100.
На фиг. 102 показано увеличенное схематическое перспективное изображение альтернативного картриджа фильтра согласно настоящему изобретению.
На фиг. 103 схематически показана стадия установки набивки, используемой в картридже, который представлен на фиг. 90.
На фиг. 104 показано схематическое перспективное изображение картриджа фильтра согласно еще одному альтернативному варианту реализации принципов настоящего изобретения.
На фиг. 105 показан схематический вид в плане картриджа фильтра, представленного на фиг. 104.
На фиг. 106 показано схематическое перспективное изображение еще одной модификации картриджа фильтра, в которой реализованы некоторые принципы настоящего изобретения.
На фиг. 107 показан вертикальный вид сбоку картриджа фильтра, представленного на фиг. 106.
На фиг. 108 показано схематическое перспективное изображение картриджа фильтра, предназначенного для использования в системе вентиляции картера согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 109 показан схематический вид в плане картриджа фильтра, представленного на фиг. 108.
На фиг. 110 показано схематическое перспективное изображение второго картриджа фильтра, предназначенного для использования в системе вентиляции картера согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 111 показан схематический вид в плане картриджа фильтра, представленного на фиг. 110.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
В настоящем документе описаны и проиллюстрированы примеры фильтров в сборе, их отличительные признаки и составные элементы. Детально охарактеризованы самые разные особенности фильтров и множество их компонентов. Добиться преимуществ можно множеством способов. Однако для достижения определенных преимуществ согласно настоящему изобретению отдельные составные части или параметры фильтра в сборе не обязательно должны характеризоваться всеми признаками, описанными в настоящем документе.
Следует отметить, что в настоящей заявке описано и проиллюстрировано множество вариантов осуществления настоящего изобретения. Эти варианты не следует считать исключительными в отношении представленных отличительных признаков, то есть отдельные признаки одного варианта реализации настоящего изобретения могут быть применимы и к остальным вариантам осуществления настоящего изобретения, обеспечивая определенные преимущества.
На многих примерах изображенный фильтр в сборе представляет собой воздушный фильтр, используемый для фильтрации забираемого воздуха в двигателе внутреннего сгорания. Описаны также дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения, в которых фильтр в сборе представляет собой фильтр системы вентиляции картера, где картридж фильтра используется для фильтрации картерных газов, обычно содержащих, как твердые, так и жидкие загрязняющие вещества. Оба типа фильтров обычно представляют собой «газовые фильтры», поскольку фильтруемым веществом является газ (воздух или картерные газы). Хотя описанные в настоящем документе способы обычно применяются для фильтрации газов, при необходимости они могут быть также использованы и для фильтрации иных веществ, в частности, жидкостей.
I. Общие отличительные признаки типового варианта реализации настоящего изобретения, фиг. 1-3
Номер позиции 1 (фиг. 1) обозначает фильтр в сборе, например, воздушный фильтр или воздушный фильтр в сборе согласно настоящему изобретению. Фильтр в сборе 1 (воздушный фильтр в сборе на примере) включает в себя корпус 2. Корпус 2 задает боковую стенку 2s и включает в себя: первый отсек 3 корпуса и второй отсек 4 корпуса или технологическую крышку 4. На проиллюстрированном примере технологическая крышка 4 прикреплена к первому отсеку 3 корпуса с возможностью съема, но возможны и альтернативные варианты. И хотя возможны альтернативные варианты, на проиллюстрированном примере крышка 4 прикреплена к отсеку 3 корпуса с помощью замкового соединения 5; при этом замковое соединение обычно содержит множество защелок 5х.
В общем, воздушный (газовый) фильтр 1 включает в себя узел забора воздуха (газа) 7. На проиллюстрированном примере узел забора воздуха (газа) 7 представляет собой входной патрубок, обозначенный символом 7t на отсеке 3 корпуса фильтра. Конкретный патрубок 7t, изображенный на рисунке, выполнен в виде бокового входного патрубка с тангенциальным забором, т.е. поток газа направлен по касательной относительно внутренней стенки корпуса 2, а не прямо по центральной оси X. Возможны альтернативные варианты расположения, компоновки и ориентации входного узла. Однако проиллюстрированный входной узел с тангенциальным забором воздуха (газа) более удобен и эффективен по причинам, которые описаны ниже.
Номером 8 на корпусе 2 обозначен узел пыле/водовыпуска, в состав которого входит патрубок 9. На проиллюстрированном примере патрубок 9 включает в себя часть технологической крышки 4, хотя возможны и иные варианты конфигурации. Патрубок 9 заглушен эжекционным клапаном 10, который на проиллюстрированном примере представляет собой клапан типа «утиный нос», широко применяемый в воздушных фильтрах; см., например, международную заявку на патент №2006/06241 А1 и заявку на патент США №6,419,718 В1, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Могут быть также использованы и альтернативные варианты эжекционного клапана.
Номером 15 обозначен выходной или выпускной патрубок, представляющий собой часть корпуса 2, и расположенный на отсеке 3 корпуса фильтра. Патрубок 15 может быть выполнен заодно с отсеком 3 корпуса фильтра, но обычно патрубок 15 представляет собой отдельную деталь, соединенную с отсеком 3 корпуса фильтра с помощью защелки или иного приспособления, как это описано ниже.
Во время работы воздух (газ), подлежащий фильтрации, поступает в воздушный фильтр через впускной патрубок 7t. В итоге воздух проходит через набивку фильтра в картридже, который расположен во внутреннем пространстве 2i корпуса 2. После прохождения через набивку картриджа воздушного фильтра отфильтрованный воздух выходит из корпуса через выпускной патрубок 15. Из выпускного патрубка 15 отфильтрованный воздух подается на расположенное за фильтром оборудование, например, в турбосистему или на воздухозаборник системы двигателя. Следует отметить, что в некоторых случаях фильтр 1 может опционально включать в себя защитный или дополнительный картридж, не показанный на рисунке, через который проходит воздух на отрезке между основным картриджем и выпускным патрубком 15.
Конкретный воздухоочиститель (воздушный фильтр) 1, изображенный на рисунке, включает в себя опциональную ступень предварительной очистки. Ступень предварительной очистки образуется, помимо прочего, за счет направления воздуха из впускного патрубка 7t по касательной во внутренне пространство 2i корпуса 2. Воздух, в том числе за счет внутренней циклонной наклонной панели 17 (фиг. 2), направляется во внутреннее пространство фильтра 1, где он завихряется или перемещается по спирали, в результате чего частицы воды или пыли, содержащиеся в потоке воздуха, прижимаются к внутренней поверхности боковой стенки 2s. Эти частицы, отделенные от потока воздуха, в итоге попадают в патрубок 9, откуда они выводятся с помощью клапана 10.
Конкретный воздухоочиститель 1, изображенный на рисунке, выполнен с возможностью установки с ориентаций в разных направлениях. К примеру, его центральная ось X может располагаться вертикально или горизонтально. Это возможно за счет установки выпускного патрубка 9 в нижней части технологической крышки 4 под углом 30-60° к оси X, что обеспечивает его направление вниз вне зависимости от того, горизонтально или вертикально расположена ось X.
Как показано на фиг. 1 и 2, отсек 3 корпуса фильтра включает в себя монтажную площадку 11. Монтажная площадка 11 может быть выполнена заодно с остальной частью корпуса 2, как это показано на рисунке, или представлять собой отдельный узел. Монтажная площадка 11 используется для закрепления корпуса 2 на месте - на оборудовании, с которым будет использоваться воздушный фильтр 1. За счет монтажной площадки 11, установленной на отсеке 3 корпуса фильтра, отсек 3 может быть зафиксирован в требуемом положении и прикреплен болтами к оборудованию; при этом технологическая крышка 4 прикреплена к отсеку 3 с возможностью съема для удобства обслуживания.
Как показано на фиг. 2, выпускной патрубок 15 включает в себя опциональный отвод 15t. Отвод 15t может быть использован, например, в качестве штуцера отбора давления для указателя ограничения, не показанного на рисунке, который опционально используется в воздушном фильтре 1.
Описанный выше воздушный фильтр в сборе схож со множеством предшествующих воздушных фильтров, в том числе с теми, которые изображены и описаны в международных заявках на патент №№2006/06241 А1 и 2009014988, а также в заявке на патент США №6,419,718 В1, включенных в настоящую заявку посредством ссылки.
Перейдем теперь к фигуре 3, на которой представлена вертикальная проекция воздушного фильтра 1, части которого изображены в поперечном сечении. Как показано на фиг. 3, видимый картридж 25 воздушного фильтра расположен во внутреннем пространстве 2i корпуса фильтра. Картридж 25 воздушного фильтра будет подробнее описан ниже. В общем, картридж 25 представляет собой пригодный для технического обслуживания элемент, содержащий набивку 26, через которую проходит фильтруемый воздух перед тем, как выйти из фильтра 1.
Термин «пригодный для технического обслуживания элемент», используемый в настоящем документе по отношению к картриджу 25, означает, что картридж 25, установленный в воздушном фильтре 1, представляет собой съемный и заменяемый элемент. Таким образом, картридж 25 может быть заменен, восстановлен или извлечен после абсорбирования набивкой 26 загрязняющих веществ во время эксплуатации.
Как показано на фиг. 3, корпус 2 содержит опциональный, но эффективный экран 27, опоясывающий часть картриджа 25. Экран 27 включает в себя первый участок 28 в отсеке 3 корпуса фильтра, ориентированный таким образом, чтобы опоясывать часть картриджа 25 в конкретном месте, создавая кольцевое пространство 29 между экраном 28 и внешней боковой стенкой 30. Воздух из патрубка 7 направляется в кольцевое пространство 29 (в завихренном виде за счет внутренней поверхности наклонной панели 17). Экран 28 препятствует прямому соударению пыли и прочих веществ, переносимых воздухом, который поступает в кольцевое пространство, а также их столкновению с набивкой 26 до тех пор, пока воздух – после перемещения, хотя бы частично, в вихреобразном состоянии - не пройдет экран 28 по направлению к технологической крышке 4.
На фиг. 3 номером 33 обозначен второй участок экрана 27 в технологической крышке 4. Второй участок 33 экрана задает кольцевое пространство 34 между экраном 33 и боковой стенкой 35 участка 4. Номером 37 обозначено выпускное отверстие в боковой стенке 2, ведущее из внутреннего пространства 2i корпуса фильтра во внутреннее пространство 9i патрубка 9. Выпускное отверстие 37 связано с кольцевым пространством 34. Экран 33 облегчает удаление пыли и прочих веществ через отверстие 37 в пылеэжектор 8.
Экраны, аналогичные экрану 27, с одной или несколькими участками, аналогичными участкам 28 и 33, широко используются во многих воздушных фильтрах; см., например, международные заявки на патент №№2006/06241 А1 и 2009/014988; заявки на патент США №№61/446,653 и 61/473,296, а также патент США №6,419,718 В1, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Здесь могут быть применены аналогичные принципы и использованы аналогичные признаки.
На фиг. 3А показан увеличенный местный вид отдельной части изображения, представленного на фиг. 3. На этой фигуре видны участки экрана 28 и кольцевого пространства 29.
Следует отметить, что использование экрана 27 и пылежектора 8 отвечает требованиям многих сфер применения, где необходим «двухступенчатый» воздухо- или газоочиститель, в которых предусмотрена первая ступень предварительной очистки для отделения частиц воды и пыли от потока воздуха перед тем, как тот поступит в картридж 25 (вторая ступень). Однако такие конструктивные особенности обычно носят опциональный характер, и многие принципы настоящего изобретения могут быть реализованы в воздушных фильтрах, в которых не предусмотрена указанная двухступенчатая конфигурация или ступень предварительной очистки.
Следует отметить, что конкретный воздухоочиститель 1, изображенный на рисунке, не снабжен предохранительным фильтром или картриджем, расположенным за набивкой 26 и перед выпуском 50. Как и в предыдущем случае, многие принципы, описанные в настоящем документе, также могут быть реализованы в системах, в которых используются такие предохранительные фильтры или картриджи.
II. Отличительные признаки уплотнения корпуса - Общее описание
А. Общие положения
Как было указано выше, отличительные признаки, уже идентифицированные и описанные в привязке к фиг. 1-3A, и относящиеся к общей конфигурации и работе воздушного фильтра, общеизвестны и широко применяются в различных системах. Определенные уникальные характеристики описанного в настоящем документе воздушного фильтра, представленного на фиг. 1-3А, относятся к особенностям картриджа 25 воздушного фильтра, в частности, к его соединению с остальной частью воздушного фильтра 1. В этом разделе описаны некоторые связанные с этим особенности.
В общем, как уже было сказано выше, картридж 25 представляет собой пригодный для технического обслуживания элемент, т.е. он может извлекаться и заменяться на протяжении всего срока службы воздушного фильтра 1. В этой связи необходимо съемное уплотнение, устанавливаемое между картриджем 25 и корпусом 2, чтобы неотфильтрованный воздух не мог обойти картридж 25 и попасть в выпускной патрубок 15, так как это может привести к повреждению двигателя. Предусмотренное для этого съемное уплотнение между картриджем 25 воздушного фильтра и корпусом 2 называется в настоящем документе уплотнением корпуса.
Как показано на фиг. 3, картридж 25 воздушного фильтра содержит набивку 26, которая тянется от первого конца 41 до второго - противоположного - конца 42. Первый конец набивки 41 закрыт первой торцевой заглушкой или концевой деталью 45. Второй конец набивки 42 закрыт второй торцевой заглушкой или концевой деталью 46. Таким образом, набивка 46 вытянута между двумя противолежащими торцевыми заглушками или концевыми деталями 45 и 46.
На проиллюстрированном примере набивка 26 выполнена таким образом, что она опоясывает открытое внутренне пространство 26i вокруг центральной оси X воздушного фильтра 1 и его картриджа 25, хотя возможны и альтернативные варианты при реализации отдельных способов, описанных в настоящем документе. Набивка 26 может быть гофрированной, хотя возможны и иные варианты. При необходимости набивка 26 может быть выполнена в виде цилиндра, как это показано на рисунке, хотя возможны и альтернативные варианты конфигурации. Например, набивка 26 может иметь коническую форму, немного сужаясь между двумя противоположными концами (41 и 42). Кроме того, внутренняя и/или внешняя граница набивки может иметь некруглую форму; возможна овальная или иная конфигурация в поперечном разрезе.
Вторая концевая деталь или колпачок 46 обычно представляет собой заглушку, полностью перекрывающую в поперечном направлении набивку 26 с ее второго конца 42 и запирающую указанный конец вместе с внутренним пространством 26i воздушного фильтра, хотя возможны и альтернативные варианты при реализации отдельных способов, описанных в настоящем документе. Таким образом, концевая деталь или колпачок 46 на проиллюстрированном примере представляет собой заглушку, т.е. колпачок, не имеющий отверстия, ведущего во внутреннее пространство 26i воздушного фильтра.
С другой стороны, первая концевая деталь или колпачок 45 представляет собой элемент с открытым концом, т.е. с центральным отверстием 50, которое сообщается с набивкой через открытое внутреннее пространство 26i воздушного фильтра. При типичном использовании отверстие 50 является воздуховыпускным отверстием, через которое отфильтрованный воздух покидает открытое внутреннее пространство 26i воздушного фильтра. В альтернативных сферах применения с обратным направлением потока газа во время фильтрации отверстие 50 может служить входным отверстием. В общем, это отверстие предназначено для прохождения потока газа.
На проиллюстрированном примере первая концевая деталь 45 полностью перекрывает всю набивку 26 картриджа 25 в поперечном направлении, от внешней границы 26х до внутренней границы 26о. Первая концевая деталь 45 имеет, как правило, только одно центральное отверстие 50.
Если с отсека 3 корпуса фильтра снять технологическую крышку 4, то будет обеспечен доступ к внутреннему пространству 21 для установки или изъятия картриджа 25. Следовательно, картридж 25 воздушного фильтра должен быть надежно изолирован от корпуса 2 с возможностью съема для предотвращения попадания потока неотфильтрованного воздуха в выпускной патрубок 15. С этой целью картридж 25 снабжен первым основным уплотнением (или уплотнением корпуса) 55.
Для ознакомления с первым основным уплотнением или уплотнением корпуса 55 и прочими особенностями первой концевой детали 45 перейдем к фиг. 3А, на которой показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на 3. На фиг. 3А можно видеть, что основное уплотнение 55 представляет собой радиально направленное уплотнение или уплотняющую поверхность 55s, которая перекрывает и надежно герметизирует часть воздушного фильтра 1, обозначенную номером 58. Следует отметить, что на фиг. 3А представлено лишь схематическое изображение, на котором материал уплотнения, образующий уплотняющую поверхность 55s, видимо не деформирован вследствие взаимодействия с поверхностью 58. Исходя из этого, можно представить обычную степень противодействия между уплотняющим материалом уплотнения 55 и поверхностью 58 в процессе уплотнения, хотя возможны и иные варианты. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен ниже.
Если еще раз взглянуть на фиг. 3A, то можно увидеть, что поверхность 55s основного уплотнения 55, которая герметизирует поверхность 58, является радиально направленной. Таким образом, основное уплотнение 55 можно назвать радиально направленным уплотнением. В данном контексте термин «радиально» означает, что уплотнение или уплотняющая поверхность (и сжатие уплотняющей поверхности в процессе уплотнения) идет по направлению к центральной оси X или от (т.е. вокруг) нее. Конкретная поверхность 55s на проиллюстрированном примере направлена радиально наружу относительно центральной оси X; таким образом, уплотнение 55 может быть охарактеризовано как «направленное радиально наружу». Однако следует отметить, что в радиально направленном наружу уплотнении могут быть реализованы лишь некоторые принципы настоящего изобретения.
Следует отметить, что на проиллюстрированном примере уплотнение корпуса 55 включает в себя часть концевой детали 45. В общем, указанное уплотнение представляет собой уплотнение корпуса, установленное на картридже, который изолирован от корпуса и выполнен с возможностью съема, вне зависимости от того, включает ли в себя данное конкретное уплотнение часть концевой детали или нет.
В предпочтительных и эффективных вариантах реализации уплотнений корпуса, описанных в настоящем документе, предусмотрены «беззажимные» уплотнения корпуса. Это значит, что они образуются после установки картриджа в корпус без необходимости затяжки зажимов или каких-либо соединительных деталей иного рода.
Конкретные отличительные особенности проиллюстрированного основного уплотнения 55 подробно описаны ниже.
В частности, на конкретном примере, проиллюстрированном на фиг. 3A, поверхность 58, с которой подвижно контактирует уплотнение 55, образующее основное уплотнение 55, включает в себя фланец уплотнения 60, направленный аксиально внутрь корпуса 2 в сторону технологической крышки 4 (фиг. 3). На конкретном проиллюстрированном примере фланец уплотнения 60 включает в себя часть циркуляционного патрубка, в качестве которого здесь выступает выпускной патрубок 15.
Если еще раз взглянуть на фиг. 3A, то можно увидеть, что выпускной (циркуляционный) патрубок 15 на проиллюстрированном примере включает в себя фасонную деталь, отдельную от отсека 3 корпуса фильтра. На конкретном проиллюстрированном примере циркуляционный патрубок 15 соединен защелкой с концом 3x отсека 3 корпуса фильтра, образуя разъем между двумя указанными элементами, который обозначен номером 62. Разъем 62 представляет собой место, через которое во внутреннее пространство 2i корпуса 2 может попасть вода или иное вещество. Связанные с этим потенциальные проблемы эффективно решены за счет использования опционального второго уплотнения (корпуса) 65.
В общем, при работе системы двигателя (в которой используется воздушный фильтр) в патрубке 15 (фиг. 3) образуется вакуум или наблюдается всасывание воздуха, за счет чего воздух втягивается в воздушный фильтр и далее поступает в двигатель или иную систему. Это означает, что происходит всасывание воздуха из внешней среды во внутреннее пространство 2i корпуса 2. В номинальном режиме работы это всасывание угрожает разъему 62, но проблема решена за счет наличия второго уплотнения 65.
В обще, второе уплотнение 65 задает уплотняющую поверхность 66 на картридже 25, который подвижно соединен с уплотняющей поверхностью 67 отсека 3 корпуса фильтра. Уплотняющая поверхность 66 обычно направлена радиально; таким образом, она представляет собой радиальное уплотнение. На проиллюстрированном примере уплотняющая поверхность 66 представляет собой направленную радиально наружу поверхность, которую опоясывает уплотняющая поверхность 67 отсека 3 корпуса фильтра при установке.
Можно видеть, что разъем 62 сообщается с внутренним пространством 2i корпуса 2 в месте, изолированном от остальной части корпуса 2 картриджем 25 между основным уплотнением 55 и вторым уплотнением 65. В результате устраняется потенциальная возможность образования вакуума на разъеме 62, поскольку здесь отсутствует внутреннее всасывание, вследствие которого вода и/или иные вещества могли бы быть втянуты во внутреннее пространство 2i в этом месте. Следует отметить, что на проиллюстрированном варианте осуществления настоящего изобретения не предусмотрено второе уплотнение 65, которое могло бы справляться с имеющим здесь место существенным перепадом давления и/или предотвращать попадание неотфильтрованного воздуха в патрубок 15 (выпускной). Таким образом, второе уплотнение 65 может представлять собой дополнительное уплотнение, характеризующееся меньшей силой сжатия в сравнении с основным уплотнением 55. Как станет понятно из подробного описания представленного ниже конкретного предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, обычно выбирается такой материал второго уплотнения 65, который характеризуется меньшей сжимающей способностью в сравнении с материалом основного уплотнения 55 при установке картриджа 25.
Отличительные признаки первого уплотнения 55 и опционального второго уплотнения 65 более подробно описаны в следующем разделе.
В. Отличительные признаки концевых деталей, в том числе первого уплотнения 55 и второго уплотнения 65, фиг. 3 и 3A
Как показано на фиг. 3 и 3A, картридж 25 конкретного проиллюстрированного фильтра 1 содержит первую (концевую) деталь 45, представляющую собой отлитую на месте (концевую) деталь 70, характеризующуюся тем, что к ней прикреплена (на этом примере встроена в нее) часть (конец) набивки 26. Это конфигурация является типовой, но возможны и альтернативные варианты согласно отдельным принципам настоящего изобретения. При типовой компоновке концевая деталь (колпачок) 70 полностью закрывает конец 41 набивки 26 в поперечном направлении от внешней границы 26х до внутренней границы 26о. При использовании гофрированной набивки 26 на ее внешней окружности 26х располагаются наружные концы гофр, а на внутренней окружности 26о - внутренние концы гофр.
Концевая деталь (колпачок) 70 обычно выполнена из мягкого сжимаемого материала, в частности, из пеносмолы, например, пенополиуретана. Прочие используемые материалы описаны ниже.
Хотя возможны и альтернативные варианты, первое уплотнение 55 и второе уплотнение 65 конкретного картриджа 25, изображенного на рисунке, выполнены заодно с отлитой на месте частью концевой детали 70. Подробнее об этом будет сказано ниже при описании фиг. 4-8.
Перед тем, как обратиться к фиг. 4-8, вернемся к фиг. 3A. Концевая деталь (колпачок) 70 содержит внешнюю торцевую поверхность 72, на которой выполнена прорезь-приемник или приемочный паз 73. Эта прорезь, приемник или приемочный паз 73 имеет такие размеры и располагается таким образом, чтобы в нее мог войти фланец 60 и часть отсека 3 корпуса фильтра, обозначаемый обычно номером 3x, при установке картриджа 25. Иначе говоря, в прорезь, приемник или приемочный паз 73 входит часть разъема 62. На проиллюстрированном примере самая приближенная в радиальном направлении (направленная радиально наружу) поверхность 73i прорези, приемника или приемочного паза 73 образует уплотняющую поверхность 55s основного уплотнения 55. Хотя возможны и альтернативные варианты, самая дальняя в радиальном направлении (направленная радиально внутрь) поверхность 73о прорези, приемника или приемочного паза 73, как на проиллюстрированном примере, в предпочтительном варианте вообще не образует уплотнение. Более того, обычно поверхность 73о вообще не соприкасается в радиальном направлении с отсеком 3 корпуса фильтра или с фланцем 58, хотя возможны и альтернативные варианты. Следует отметить, что концевая деталь 70 (фиг. 3A) характеризуется наличием участка 70k, который не охватывает набивку 26 на конце 41. Этот случай является типичным, поскольку, как это показано на примере, конец 41 набивки картриджа встроен в концевую деталь (колпачок) 70. Хотя участок 70k и может контактировать с частью корпуса, обычно он сильно не сжимается, и часто не принимает участия в уплотнении корпуса, хотя возможны и иные варианты.
Если еще раз взглянуть на фиг. 3A, то можно увидеть, что уплотняющая поверхность 66 дополнительного уплотнения 65 включает в себя участок внешней границы 70р концевой детали (колпачка) 70. Поэтому его иногда называют радиальным уплотнением внешней окружности. Следует также отметить, что в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на рисунке, ни один из участков уплотняющей поверхности 66 не сжимается в процессе уплотнения набивки 26 по окружности, хотя возможны и альтернативные варианты.
Теперь обратим наше внимание на фиг. 4, где показано схематическое перспективное изображение картриджа 25 в направлении внешнего конца 75 и концевой детали (колпачка) 70. Картридж 25, как уже было сказано, обычно содержит набивку 26, вытянутую между первой и второй концевыми деталями (колпачками) 45 и 46 вокруг центральной оси X. В общем, когда деталь картриджа называется радиально направленной, это значит, что она направлена в сторону от центральной оси, т.е. в данном примере в сторону от оси X; а когда сказано, что деталь картриджа направлена «аксиально», это значит, что указанная деталь направлена вдоль центральной оси, например, вдоль оси X (хотя и не обязательно параллельно ей). Когда уплотнение характеризуется как направленное «радиально наружу», это значит, что указанное уплотнение или его уплотняющая поверхность идет в радиальном направлении от центральной оси, например, от центральной оси X картриджа.
Если еще раз взглянуть на фиг. 4, то можно увидеть, что концевая деталь (колпачок) 45 содержит отливку 70m. Отливка 70m задает открытое центральное отверстие 50, через которое проходит воздух (на примере - отфильтрованный) по мере того, как он выходит из картриджа 25. Концевая деталь (колпачок) 70 (и, таким образом, отливка 70m) представляет собой цельнолитую концевую деталь (колпачок), задающую прорезь, приемник или приемочный паз 73. Направленная радиально внутрь часть прорези, приемника или приемочного паза 73, которая обозначена номером 73i, частично образует уплотняющую поверхность 55s. Как уже было сказано, можно заметить, что поверхность 55s обращена лицевой стороной радиально наружу, и образует направленное радиально наружу уплотнение. Можно также видеть, что радиально удаленная поверхность 73о прорези, приемника или приемочного паза 73 задает радиально направленную внутрь поверхность, т.е. поверхность, обращенную лицевой стороной в направлении оси X. Как уже было сказано, поверхность 73о конкретного картриджа, показанного на рисунке, не является уплотняющей, но возможны и альтернативные варианты.
Следует отметить, что уплотняющая поверхность 55х может быть выполнена с возможностью охвата выступа, не являющегося боковой стенкой прорези, приемника или приемочного паза, например, прорези, приемника или приемочного паза 73. Однако в конкретном практическом варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на рисунке, имеющаяся уплотняющая поверхность 55х является боковой стенкой 73i прорези, приемника или приемочного паза 73, что дает определенное преимущество.
Еще раз вернемся к фиг. 4, на которой номером 66 обозначена уплотняющая поверхность второго (опционального) уплотнения 65. Это часть внешней окружности отливки 70 на проиллюстрированном примере, которая соприкасается с отсеком 3 корпуса фильтра, образуя при этом второе уплотнение 65 при установке картриджа.
Теперь обратимся к фиг. 5, на которой изображен картридж 25 с участками, представленными в поперечном сечении для отображения внутренних деталей. Особое внимание в этом описании уделено первой концевой детали (колпачку) 45. Как уже было сказано, в типовой предпочтительной конфигурации концевая деталь (колпачок) 45 включает в себя отливку 70m (или колпачок 70), расположенную на конце 41 набивки 26. Здесь можно также видеть уплотняющую поверхность 66 второго уплотнения 65 и уплотняющую поверхность 55s основного уплотнения 55. Кроме того, показано поперечное сечение паза 73.
В предпочтительном варианте уплотняющее давление уплотнений 55 и 56, соответственно, на поверхностях 55s и 66 обеспечивается за счет того, что каждое из указанных уплотнений выполнено из материала, сжимаемого в радиальном направлении, и (опционально) за счет наличия встроенной в уплотнение относительно жесткой радиальной опоры в концевой детали (колпачке) 70. Радиальная опора для основного уплотнения 55 обозначена на рисунке номером 80. Для дополнительного уплотнения 65 предусмотрена радиальная опора, встроенная в концевую деталь (колпачок) 70, которая обозначена на рисунке номером 81.
Опорный узел, который обеспечивает опору уплотнениям 55 и 65, обычно представляет собой «преформу», встроенную в отливку концевой детали (колпачка) 70m. В данном контексте «преформа» означает, что при сборке картриджа 25 в качестве опорного узла или опорной конструкции используется предварительно отформованная заготовка или элемент. Предварительно отформованный элемент обычно отливается из пластмассы, хотя возможны и альтернативные варианты. Предварительно отформованный элемент обычно крепится к конструкции, которая отходит в направлении второй концевой детали 42, хотя возможны и альтернативные варианты.
Опора 80 обычно встроена в уплотняющий материал, который образует основное уплотнение 55 по месту с тем, чтобы сжатие поверхности 55s в радиальном направлении к центральной оси X было поддержано опорой 80 таким образом, чтобы величина радиального сжатия материала концевой детали (колпачка) на участке между поверхностью 55s и опорой 80 была максимальной, составляя, по меньшей мере, 10% или 15% в типичных случаях, а в предпочтительном варианте - не более 35%, хотя обычно величина максимального сжатия лежит в пределах 20% - 30% включительно. С этой целью опора 80 отстоит от поверхности 55s на определенное расстояние, максимально не более чем на 20 мм, как правило - не более чем на 15 мм, хотя обычно этот интервал лежит в диапазоне 5-14 мм. Величина указанного интервала в данном контексте означает максимальный интервал, т.е. расстояние между опорой 80 и участком поверхности 55s, который - когда поверхность 55s не деформирована сжатием - дальше всего отстоит от опоры 80 в радиальном направлении.
С другой стороны, как уже было указано выше, для картриджа 25, представленного на рисунке, величина сжатия (при наличии такового) опционального второго уплотнения 65 обычно меньше величины сжатия первого уплотнения 55, так как второе уплотнение 65 не предназначено для борьбы с проникновением пыли и воды в выпускной патрубок 15, а служит лишь для защиты разъема 62 (фиг. 3A) от втягивающего вакуума во внутреннем пространстве 2i корпуса 2. Следует отметить, что второе уплотнение 65 может быть снабжено опорой 81, но опора 81 является опциональным элементом. В некоторых случаях поверхность второго уплотнения 66 должна быть выровнена относительно сопредельного участка корпуса таким образом, чтобы это выравнивание происходило с относительно небольшим сжатием (если таковое вообще имеет место). Обычно опциональная опора 81, если таковая используется, отстоит от самого удаленного в радиальном направлении участка поверхности 66, который сжимается при установке картриджа 25, не более чем на 10 мм, часто - не более чем на 8 мм, хотя обычно это расстояние составляет 1-6 мм. Обычно размеры выбираются таким образом, чтобы общая величина сжатия уплотняющего материала на участке 66х, т.е. поверхности 66 в направлении опоры 81, составляла не более 25%, часто - не более 20% и, по меньшей мере, 3% или 5%; а обычно эта величина лежит в пределах 5-20% включительно, хотя возможны и альтернативные варианты.
На фиг. 5 можно видеть, что на изображенном узле участок поверхности 66, который образует уплотнение, радиально направленное наружу, удлинен в направлении колпачка 42; при этом величина указанного удлинения превышает величину самого глубокого участка паза 73. Это опциональный вариант, но он может быть и предпочтительным. Иначе говоря, хотя может иметь место радиальное наложение друг на друга участков поверхностей 66 и 55х, опционально в типовых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, часть поверхности 66 будет выступать в направлении концевой детали (колпачка) 42 на большее расстояние, чем любая часть поверхности 55s. Размер указанного удлинения (если таковое используется) должен быть, по меньшей мере, 1 мм; обычно - по меньшей мере, 2 мм; а в некоторых случаях - по меньшей мере, 4 мм.
Перед дальнейшим описанием уплотнения на концевой детали (колпачке) 70 в привязке к фиг. 5 вкратце представим некоторые дополнительные особенности. Эти отличительные особенности также подробнее описаны в последующих разделах настоящего документа.
Во-первых, обратимся к концевой детали (колпачку) 46, установленной на конце 42 набивки 26. Хотя возможны и альтернативные варианты, на проиллюстрированном примере колпачок 46 представляет собой отлитую на месте деталь, полностью закрывающую конец 42 набивки 26 и открытое внутреннее пространство 26i в поперечном направлении. Конкретная отлитая на месте концевая деталь 46, представленная на рисунке, может быть выполнена из материала, аналогичного тому, который используется для изготовления отливки 70, хотя возможны и иные варианты.
Еще раз обратимся к фиг. 5, сфокусировав внимание на опоре 90. Проиллюстрированный вариант исполнения опоры 90 представляет собой центральную опору, охватываемую набивкой 26, которая занимает все пространство между концевыми деталями 41 и 42; при этом проиллюстрированная опора встроена в колпачок 45 (т.е. в отливку 70m) и колпачок 46. Дополнительные отличительные признаки конкретной проиллюстрированной опоры 90 описаны ниже в следующем разделе настоящего документа.
Перейдем к фиг. 6, на которой представлен вид с торца отливки 70m (концевой детали или колпачка 70). Поверхности концевой отливки 70m, которые обращены в сторону наблюдателя на фиг. 6, определены в настоящем документе как осевые торцевые поверхности 72; и на проиллюстрированном примере они включают в себя внешнее кольцо 72х и внутреннее кольцо 72i (см. фиг. 6), которые расположены на противоположных концах приемочного паза 73. Внешняя окружность внешнего кольца 72х картриджа 25 содержит множество выемок, обычно двух типов: выемки 93, которые обычно представляют собой элементы, сформованные за счет выступов в нижней части пресс-формы, в которой формуется отливка 70m; и выемки 94, которые обычно формуются за счет сегментов в нижней части пресс-формы, которые используются для центровки пакета набивки в пресс-форме в процессе формования отливки 70m. Следует отметить, что на проиллюстрированном примере среди выемок 93 есть такие, в которые входят центрирующие выемки 94.
Обратимся теперь к фиг. 7, на которой показано поперечное сечение вдоль линии 7-7 на фиг. 6. Здесь показан отлитый на месте материал концевой детали (колпачка) 41 отливки 70m. Иначе говоря, это изображение представляет собой схематический вид, на котором не отображены опоры 80 и 81. Более того, фиг. 7 показывает лишь общее расположение компонентов, сформованных из смолы, которая была использована для отливки концевой детали (колпачка) 70. Как показано на фиг. 7, номером 66 обозначен участок внешней окружности отливки 70m, образующий дополнительное уплотнение. Между участком 66 и концом 72х на поверхности внешней окружности отливки 70m расположен также ступенчатый участок 95. Размеры этого участка подобраны таким образом, чтобы они соответствовали размерам сопрягаемых при установке сегментов корпуса; и так, чтобы указанный участок не подвергался чрезмерному сжатию в направлении центральной оси X во время установки, хотя возможны и альтернативные варианты. Кроме этого, в обычном и предпочтительном варианте участок 95 должен быть подогнан таким образом, чтобы при установке он стыковался с сопрягаемыми участками корпуса 2 примерно «линия в линию». Предпочтительно, чтобы указанная подгонка «линия в линию» была обеспечена на участке длиной, по меньшей мере, 4 мм. Хотя возможны и альтернативные варианты, когда на этом участке может потребоваться определенное (например, незначительное) сжатие, и/или когда осевая длина поверхности может быть изменена. Участок 95 вместе с участком 66 не только устраняют тягу на разъеме 62 (фиг. 3A), но также способствуют стабилизации картриджа 25 в корпусе 2.
Обратимся к фиг. 8, на которой показан увеличенный местный вид отдельного участка отливки 70m, представленной на фиг. 7. Здесь можно видеть приемочный паз 73. Радиально внутренняя поверхность 73i (поверхность, направленная радиально наружу) паза 73 включает в себя нижний участок 73i, примыкающий к нижнему участку 73b, который выполнен с возможностью формирования наиболее сжимаемого участка обращенного радиально наружу радиального уплотнения основного узла уплотнения 55. Номером 98 обозначен участок поверхности 73i с сечением в виде расширяющегося наружу конуса, облегчающий подгонку картриджа 25 относительно фланца в процессе установки. Можно видеть, что радиальная внешняя поверхность 73х включает в себя наружный конус 73t, который также облегчает пригонку фланца 60 и части отсека 3 корпуса фильтра в процессе установки. Подробнее уплотнения 55 и 65 описаны ниже после дополнительного общего описания картриджа 25 и корпуса 2.
III. Узел картриджа 25; дополнительные внутренние детали
Обратимся теперь к фиг. 9, на которой показано перспективное изображение опоры 90. Опорная конструкция 90 обычно состоит из гильзы 100 и наружного концевого опорного сегмента 101. Хотя возможны и альтернативные варианты, на проиллюстрированном примере наружный концевой опорный сегмент 101 и гильза соединены между собой неподвижно. Обычно они представляют собой цельнолитую конструкцию из пластмассы, хотя возможны и иные варианты.
Наружный концевой опорный сегмент 101 включает в себя входную часть, центральную часть, опору или основание 105; опциональное внешнее кольцо 106, опоясывающее основание 105 и отстоящее от него на определенное расстояние; и открытую решетчатую конструкцию 108, расположенную между указанными выше двумя элементами. Решетчатая конструкция 108 содержит множество равноудаленных друг от друга распорок, ребер или опорных элементов 110. Опорные элементы 110 расположены между внешним кольцом 106 и основанием 105, и предназначены для удержания внешнего кольца 106 на месте. Следует отметить, что внешнее кольцо 106 представляет собой опциональный, но целесообразный для использования элемент. Оно обеспечивает отирание конструкции на концы распорок, ребер или опорных элементов 110. Однако внешнее кольцо 106 не требуется ни в одной из областей применения согласно настоящему изобретению.
Распорки, ребра или опорные элементы 110 также представляют собой опциональные элементы. Однако они дают определенные преимущества, облегчая сборку картриджа и образуя участки для механического сцепления отлитых на месте сегментов концевой детали и предварительно сформованных сегментов опорной конструкции 90.
Как показано на фиг. 9, кольцо 106 содержит торцевую кромку 114. Торцевая кромка 114 обычно представляет собой выступающую часть кольца 106, которая врезается в отливку 70m при формовании картриджа 25. На конкретном проиллюстрированном примере кромка 114 опционально и предпочтительно задается множеством равноудаленных друг от друга язычков, между которыми выполнены вырезы или выемки. В общем, вырезы 116 облегчают перетекание смолы через кольцо 106 в районе кромки 114 и язычков 115 во время формования концевой детали 70. Предпочтительной является конфигурация с язычками, хотя возможны и альтернативные варианты.
Кроме того, кольцо 106 характеризуется наличием участка 118 опциональной опоры уплотнения. В общем, участок 118 опоры уплотнения образует в собранном картридже 25 опциональную опору 81 (фиг. 3A) для второго уплотнения 65.
Обычно опорный сегмент 101 выполнен с таким расчетом, чтобы ни одна из частей кольца 106 не опоясывала набивку при установке, хотя возможны и альтернативные варианты.
Как показано на фиг. 9, основание 105 содержит внутреннюю поверхность 105i и наружную поверхность 105х. На проиллюстрированном примере картриджа 25 наружная поверхность 105х образует опору 80 основного уплотнения 55.
Следует отметить, что опора 90 также содержит опциональное внутреннее кольцо 120, равноотстоящее от основания 105 в направлении радиально внутрь. Между кольцом 120 и основанием 105 сформован желобок, в который может перетекать смола при формовании картриджа 25. На фиг. 9 показано несколько отверстий 121, которые позволяют смоле перетекать в желобок 120.
Теперь обратимся к фиг. 10, на которой показан вертикальный вид сбоку опоры 90. На фиг. 10 видно, что опора 90 содержит, как уже было сказано выше, внешнее кольцо 106, задающее язычки 115 (опциональные), вырезы 116 и участок 118 опоры уплотнения. Видны также отверстия 121, проходящие через кольцо 120, которые способствуют перетеканию смолы.
Если еще раз обратиться к фиг. 10, то на опоре 90 можно заметить опциональное кольцо 125 для центровки набивки. Кольцо 125 для центровки набивки расположено таким образом, чтобы внутренняя окружность набивки 26 (или пакета набивки) - при установке на опору 90 для формования картриджа - входила в соприкосновение с опорой 90 вдоль и вокруг кольца 125 с тем, чтобы облегчить придание набивке соответствующей формы перед отливкой концевой детали 70.
В общем, в конструкции картриджа 25 предусмотрена установка пакета набивки в требуемое положение относительно опоры 90, что осуществляется обычно путем его проталкивания от конца 127 до тех пор, пока конец 41 набивки картриджа (фиг. 3) не коснется опорного сегмента 101, обычно на участке 128 (фиг. 10). Кольцо 125 обеспечивает придание набивке 26 соответствующей формы по окружности у концевой опоры 100. Оно также поддерживает набивку 26 в полностью сформованном картридже 25. Каждая из концевых деталей 45 и 46 (фиг. 5) может быть прилита на месте к комбинации пакета набивки 26 и опоры 90. В процессе формования концевой детали 45 смола перетекает через вырезы 116 и отверстия 121, а также в пространство между опорами 110, обеспечивая надежную механическую фиксацию опоры 100 на своем месте, а также надежное уплотнение, полностью перекрывающее конец 41 набивки 26 в поперечном направлении, вне зависимости от того, является ли набивка гофрированной или нет. Кроме того, пресс-форма должна быть выполнена с возможностью формования - на концевой детали (колпачке) 45 - уплотняющих поверхностей 55s и 66, а также паза 73.
Следует отметить, что пакет набивки, надетый на опору 90, может быть снабжен наружной оболочкой или нет, равно как он может быть снабжен внутренней оболочкой или нет. Обычно пакет набивки, надетый на опору 90, содержит гофрированную набивку, и не снабжен внешней оболочкой, равно как и внутренней оболочкой. Как правило, используется гофрированная набивка, которая может характеризоваться волнообразной поверхностью, идущей обычно перпендикулярно концам гофр, чтобы во время эксплуатации фильтра гофры были открыты. Для этого могут быть использованы различные способы гофрирования, широко используемые в данной области техники. Примеры можно найти в набивках марки PleatLoc от компании Donaldson Company, Inc из города Миннеаполис, штат Миннесота, которая выступает патентообладателем настоящего изобретения.
На фиг. 11 представлен вид с торца опоры 90 в направлении концевой конструкции 100.
На фиг. 12 представлен вид с торца опоры 90 в направлении конца 127.
На фиг. 13 показан увеличенный схематический местный вид отдельного сегмента фиг. 11. В частности, виден лишь один из множества язычков 127х на конце 127. Язычки 127х облегчают процесс отливки концевой детали 46 на месте.
На фиг. 14 показано увеличенное схематическое поперечное сечение сегмента, выделенного на фиг. 11.
На фиг. 15 показано увеличенное местное поперечное сечение отдельного участка опоры 90. Здесь можно видеть желобок 120t. Кроме того, видная часть отверстия 121 между кольцом 120 и основанием 105.
На фиг. 16 показан увеличенный местный вид отдельного участка концевой опорной конструкции 101 опоры 90.
На фиг. 16 показана конкретная предпочтительная конфигурация концевой опоры 101. В частности, в предпочтительном варианте, предусмотрена решетчатая конструкция 108, включающая в себя на проиллюстрированном примере ребра 110, отклоняющиеся от конца 41 набивки фильтра (не показано на фиг. 16) в направлении от внутреннего основания 105 к внешнему кольцу 106. Такой наклон или отклонение от набивки обычно обозначается углом CS (фиг. 16). Таким образом, когда набивка надета на опору 90, конец 41 набивки соприкасается с опорной конструкцией 101 у выступа 128 (фиг. 16); при этом ребра 110 отклонены в сторону от набивки 26. Обычно конец 41 набивки выровнен по линии 111t (фиг. 16). Фактически угол CS образует участок для перетекания смолы через концы пакета набивки. Обычно угол CS составляет, по меньшей мере, 0,5°, хотя чаще всего - по меньшей мере, 1°. Как правило, угол CS лежит в пределах 1° - 3° включительно, хотя возможны и альтернативные варианты.
Конкретный проиллюстрированный картридж 25 содержит опциональный резонатор или глушитель шума, хотя возможны и альтернативные варианты. Опциональный резонатор или глушитель шума включает в себя участок 140 опоры 90 (фиг. 16). В частности, опора 90 содержит в сегменте 100 концевой перфорированный участок 141 гильзы, отстоящий от сегмента 101 опоры. Перфорированный участок 141 выполняет функцию внутренней оболочки 142 на границе с концом 42 набивки, когда набивка 26 опоясывает гильзу 90. Через отверстия 143 на участке 142 проходит поток воздуха, который в итоге поступает в выпускное отверстие 50 (фиг. 4).
Как показано на фиг. 10 и 16, на удлиненной части опоры между сегментом 101 и концевым перфорированным участком 141 гильзы предусмотрен ряд конструктивных особенностей, образующих сегмент 140, представляющий собой глушитель шума или резонатор 140. Во-первых, за участком 160 предусмотрен участок, сужающийся в направлении шейки 161, представляющий собой переход от концевого участка 142 к шейке 161. От шейки 161 отходит расширяющийся в виде конуса или раструба участок 162, который доходит до концевой опорной конструкции 101. Участок 160, шейка 161 и участок 162 вместе образуют сегмент 140 глушителя шума или резонатора, который препятствует передаче шума, производимого системой двигателя, наружу при использовании картриджа 25.
Следует отметить, что опциональный резонатор/глушитель шума, проиллюстрированный на фиг. 10, опционально может отличаться по ряду параметров от аналогичных приспособлений, описанных, например, в патенте США №6,419,718 В1. Следует также отметить, что на фиг. 10 представлен конусообразно сужающийся участок 160, отходящий от участка 141 гильзы и доходящий до шейки 161, который содержит два выгнутых в направлении друг к другу участка, если смотреть в вертикальном разрезе и/или снаружи, как это показано на фиг. 10. Первый участок 171 изогнут таким образом, что его вогнутая сторона обращена радиально внутрь, а выпуклая сторона - радиально наружу. Кроме того, следует отметить, что на участке 171 предусмотрено отверстие 172 для прохождения потока воздуха. Фактически участок 171, благодаря наличию отверстия 172, открыт, по меньшей мере, на 40%, а обычно - по меньшей мере, на 50%.
Между участком 171 и шейкой 161 предусмотрен изогнутый участок 173, обращенный вогнутой стороной радиально наружу. Таким образом, образуется практически S-образная форма на стороне опоры 90 (в поперечном сечении) в месте перехода от участка 142 к шейке 161. Следует отметить, что на конкретном проиллюстрированном примере участок 173 сплошной и неперфорированный, что дает определенные преимущества, хотя возможны и альтернативные варианты.
Размер поперечного сечения шейки 161, как правило, составляет, по меньшей мере, 25 мм, обычно - не более 35 мм, а в пределах 26-31 мм. Шейка 161 обычно выполнена с возможностью обеспечивать хороший резонансный эффект без каких-либо лишних ограничений по расходу воздуха при эксплуатации.
Конический участок 175 обычно сужается наружу под углом 3° - 4° с каждой стороны относительно центральной оси, образуя конический угол расхождения в 6° - 8°, обозначенный буквами DB (фиг. 10). Обычно конический угол расхождения составляет около 7°.
В общем, участки 160, 161 и 162 образуют глушитель шума или резонатор, который препятствует передаче шума, производимого двигателем, в окружающее пространство через узел забора воздуха в воздушном фильтре. Он также позволяет избежать нежелательных ограничений в отношении расхода воздуха, поступающего из окружающей среды в воздушный фильтр и проходящего через картридж 25. В частности, выявлено, что этому способствует отверстие 161 на участке 162. При этом оно помогает потоку воздуха, поступающему с участков набивки 26, которые опоясывают неперфорированный участок 162 резонатора, заходить в патрубок 162 для прохождения через отверстие 50 (фиг. 3).
В конструкции опоры 90, а также в отличительных особенностях ее сегмента 101 и сегмента 100, содержащего глушитель шума, можно лучше разобраться, обратившись к фиг. 11-16.
Теперь обратимся к фиг. 29 и 30, на которых изображена вторая концевая деталь 46. Как было указано выше, вторая концевая деталь 46 может представлять собой отлитый на месте колпачок, хотя возможны и альтернативные варианты. На фиг. 29 показан вид с торца в плане концевой детали 46. На фиг. 30 показано поперечное сечение, выполненное по линии 30-30, представленной на фиг. 29. На фиг. 30 показан схематический вид второй концевой детали 46 без встроенных сегментов набивки 26 и гильзы 90. Можно видеть, что концевая деталь 46 содержит наружную осевую (или торцевую) поверхность 46х со множеством выступов или буферов 46у, которые входят в соприкосновение с технологической крышкой 4 после установки, помогая обеспечивать надежное опирание картриджа 25 в корпусе 2.
Внешняя окружность 46р (фиг. 30) подогнана таким образом, чтобы концевая деталь 46 могла поместиться внутри экрана 33 корпуса фильтра (фиг. 3) и сохранять устойчивость в экране 33 корпуса фильтра при чрезмерных перемещениях картриджа 26.
Что касается конструкции картриджа 26, то при надлежащей установке пакета набивки 26 в опоре 90 к порядку, в котором формуются две концевые детали 45 и 46, не предъявляется никаких особых требований.
Поняв все вышесказанное, можно разобраться с некоторыми возможными вариантами применения согласно настоящему изобретению. Например, опорная конструкция 81 не обязательно должна быть выполнена заодно с промежуточной опорой набивки, то есть при желании может быть предусмотрена опора 81, не прикрепленная непосредственно к какой-либо конструкции, которую опоясывает набивка, или не выполненная заодно с такой конструкцией. К примеру, опора 81 может быть выполнена отдельно от внутренней оболочки, после чего эти детали могут быть встроены в картридж по отдельности; например, каждая из них может быть встроена в отлитую на месте концевую деталь. Кроме того, может быть предусмотрен картридж без внутренней оболочки или с внутренней оболочкой в окружении набивки, выполненной без возможности глушения шума. Далее, как показано на фиг. 9, конструкция опоры, которая удерживает внутреннее уплотнение, например, у основания 105, не обязательно должна быть непосредственно соединена с опциональной опорой, которая используется для удержания наружного уплотнения, как это показано, например, на участке 118. Более того, кольцо, поддерживающее наружное уплотнение, если таковое используется, должно быть полностью отсоединено от любой конструкции, которая удерживает внутреннее уплотнение.
Кроме того, отсутствует требования выполнения разных сегментов опорной конструкции или опорного узла из одного и того же материала. Например, внутренняя оболочка может быть выполнена из цельнотянутого металла, тогда как опора для одного или обоих уплотнений может быть выполнена из пластика.
IV. Некоторые отличительные признаки корпуса и выпускного патрубка, фиг. 17-28 и 31-32
Различные отличительные признаки корпуса 2 и выпускного патрубка 15 показаны в деталях на фиг. 17-28 и 31-32. Они и будут описаны в этом разделе.
На фиг. 17 изображен типовой отсек 3 корпуса фильтра, отлитый из пластика. Здесь можно видеть описанные выше элементы, такие как впускной патрубок 7t, боковая стенка 3s и монтажная площадка 11. Также изображен обод 3r, который крепится к технологической крышке 4 (фиг. 2) с помощью защелки 5. Здесь можно также видеть внешние элементы корпуса, задающие внутреннюю наклонную панель 17.
Показана также верхняя часть 3x отсека 3 корпуса фильтра. Кроме того, показано центральное отверстие 200, в которое заходит часть выпускного патрубка 15 во время эксплуатации. На внутренней боковой поверхности отверстия 200 предусмотрена опциональная система 201 для посадки с натягом, состоящая из складок или зубцов, которая исполняет роль устройства дискретного позиционирования, облегчающего установку выпускного патрубка 15, что будет описано ниже.
В привязке к фиг. 17 следует отметить, что при необходимости проиллюстрированный отсек 3 корпуса фильтра может быть отлит из пластика, что удобнее всего, однако он может быть также выполнен и из иных материалов.
На фиг. 18 показан вертикальный вид сбоку отсека 3 корпуса фильтра. На фиг. 19 представлен вид с торца в плане отсека 3 в направлении его верхней части 3x. Здесь можно видеть отверстие 200 с зоной посадки с натягом (где на проиллюстрированном примере расположена система 201, состоящая из ребер или зубцов). Следует отметить, что опциональный зубчатый или делительный участок 201 опционально содержит множество гибких язычков 202, направленных наружу. Также видно, что впускной патрубок 7t расположен по касательной относительно боковой стенки 3s и центральной оси X.
На фиг. 20 показано поперечное сечение по линии 20-20, представленной на фиг. 19. Помимо уже описанных элементов, под номером 210 представлен выступ, отходящий от конца 3x и заходящий по продольной оси во внутреннее пространство 2i корпуса 2. Именно выступ 210 стыкуется с частью выпускного патрубка при установке, образуя разъем. Выступ 210 содержит множество опциональных язычков 202 в виде опциональных сегментов с зубчиками, расположенных радиально по внутреннему участку выступа 210.
На фиг. 20 также показан участок 211 боковой стенки. Участок 211 включает в себя опорный сегмент 212, образующий уплотняющую поверхность 67 с тем, чтобы поверхность 66 могла войти в соприкосновение с дополнительным уплотнением 65 (фиг. 3 и 3A). На участке 211 поверхность 212 (при использовании таковой) обычно включает в себя первый концевой сегмент 213, выполненный с возможностью выравнивания с картриджем 25 по одной линии (фиг. 3A); и опциональный второй концевой сегмент 214, расположенный напротив первого, который обычно обеспечивает опциональное сжатие уплотняющего материала на участке 66 в процессе монтажа картриджа 25 (фиг. 3A).
На фиг. 21 показан увеличенный местный вид сегмента фиг. 20. Видны элементы 213 и 214.
На фиг. 22 показано перспективное изображение выпускного патрубка 15. Выпускной патрубок 15 включает в себя разъем 220 для соединения патрубка с отсеком 3 корпуса фильтра. Выпускной патрубок 15 также включает в себя трубку 221 для прохождения газа и выход 222. Следует отметить, что конкретный проиллюстрированный выпускной патрубок 15 представляет собой коленчатое устройство, т.е. устройство, в котором газопроводящий канал совершает поворот, хотя возможны и альтернативные варианты.
Как показано на фиг. 22, в трубке 221 расположен опциональный штуцер для отбора давления, ссылка на который была дана выше.
Если еще раз взглянуть на фиг. 22, то можно увидеть, что разъем 220 содержит два кольцевых элемента: наружное кольцо 224 и внутреннее кольцо 225. Кольца 224 и 225 подробнее описаны ниже.
Как показано на фиг. 22, разъем 220 включает в себя кольцевой сегмент 228, на котором предусмотрен опциональный участок 229 с зубчиками/выступами. Размеры зубчатого участка 229 обычно подогнаны таким образом, чтобы обеспечить посадку с натягом опциональной зубчатой системы 201 на отсеке 3 корпуса фильтра. Таким образом, коленчатая трубка 221 может быть повернута на определенный угол относительно секции 3 корпуса фильтра, и оставаться в фиксированном положении с сохранением ориентации до тех пор, пока не будет выполнено крутящее движение.
На фиг. 23 показан вертикальный вид сбоку выпускного патрубка 220. Следует отметить, что в выпускном патрубке 221 предусмотрен обод 222t, облегчающий подсоединение шланга или иного воздухопровода.
На фиг. 24 показан вид в плане выпускного патрубка 15. Фиг. 25 представляет собой поперечное сечение по линии 25-25, показанной на фиг. 24.
Как показано на фиг. 25, и как было указано выше, разъем 220 обычно включает в себя первое кольцо 224 и второе кольцо 225. Конструктивные особенности кольца 224 обеспечивают надежное подсоединение к секции 3x корпуса фильтра. Кольцо 224 также образует опору 60 для основного уплотнения 55 (фиг. 3A), а кольцо 225 образует выход газопроводного канала.
Если еще раз взглянуть на фиг. 25, то можно увидеть, что кольцо 224 содержит опциональный защелкивающийся вывод на конце 226 и приемочный участок 227. Конец 226 вставляется в отверстие 200 (фиг. 17) до щелчка; при этом отверстие 200 на участке 227 задается частью отсека 3 корпуса фильтра. Если сравнить фиг. 25 с фиг. 3A, то можно увидеть, что на кольце 224 патрубка 15 может быть предусмотрен наружный сегмент 227а и основание 227b. На фиг. 3A показано, что этот кольцевой участок 227 снабжен осевым выступом 227р. Этот осевой выступ 227р может охватывать наружный осевой выступ 230 (фиг. 3A) на конце 230 корпуса фильтра, образуя гидравлическое уплотнение. Следует отметить, что на фиг. 25 кольцо 227 представлено без указанного опционального выступа 227р, которое показано на фиг. 3A.
На фиг. 26 показан увеличенный местный вид отдельного сегмента фиг. 25.
На фиг. 27 представлено поперечное сечение по линии 27-27, показанной на фиг. 23.
На фиг. 28 показан увеличенный местный вид сегмента фиг. 27. В частности, здесь можно видеть ребра 229. На фиг. 27 также видно, что каждому из ребер 229 соответствует такое же ребро, расположенное на противоположной стороне кольца 224.
На фиг. 31 представлен вид технологической крышки 4, который она могла бы иметь, если бы была отлита из пластика и без защелок 5. На фиг. 32 показано поперечное сечение технологической крышки 4. Здесь можно видеть фланец 33. Прорезь или просвет 33x во фланце 33 обеспечивает слив вод из фланца 33, которая может попасть внутрь указанного фланца во время работы.
V. Подробное описание некоторых отличительных признаков
А. Основное уплотнение 55, а также прорезь, приемник или паз 73
Возвращаясь к фиг. 7 и 8, следует отметить, что при типовой конфигурации, представленной на проиллюстрированном примере, поверхность 55х основного радиального уплотнения в опциональной прорези, приемнике или пазе 73 будет задана так, как это описано в этом разделе, хотя возможны и альтернативные варианты. Глубина прорези, приемника или паза 73 (при наличии такового) составляет, по меньшей мере, 5 мм; как правило - по меньшей мере, 8 мм; часто - от 10 мм до 25 мм при максимальном удлинении, по меньшей мере, от одной или другой поверхности 72х и 72i, а обычно от обеих указанных поверхностей. Кроме того, ширина прорези, приемника или паза 73 между противолежащими боковыми стенками 73x и 73i у нижнего торца 73b составляет, по меньшей мере, 3 мм; а обычно - по меньшей мере, 5 мм (вне зависимости от наличия схождения на конус у самого торца).
Иначе говоря, внутренняя и внешняя боковые стенки 73i и 73х в нижней части опциональной прорези, приемника или паза 73 отстоят друг от друга на расстояние, по меньшей мере, 3 мм; обычно - по меньшей мере, на 5 мм; а часто - в пределах от 5 мм до 10 мм включительно. Хотя возможны и альтернативные варианты, обычно указанное расстояние не превышает 15 мм в самом широком месте в пределах 30% самого глубокого участка паза 73, а обычно - в пределах 35%, когда уплотняющая поверхность, образуемая в прорези, приемнике или пазе, имеет круглую форму. Однако может быть признано, что в самой нижней части паза боковые стенки 73х и 73i могут сходиться на конус в направлении друг к другу.
На смежных наружных поверхностях 72х и 72i (фиг. 8) опциональная прорезь, приемник или паз 73 имеет ширину, по меньшей мере, 5 мм; обычно - по меньшей мере, 7 мм, а часто - в пределах от 7 мм до 25 мм, когда уплотняющая поверхность, образуемая в пазе, имеет круглую форму.
Осевая длина участка 73r поверхности прорези, приемника или паза 73 (фиг. 8), которая в наибольшей степени сжимается радиально внутрь при формировании на этом участке уплотнения, направленного радиально наружу, в предпочтительном варианте составляет, по меньшей мере, 5 мм; как правило - в пределах от 8 мм до 20 мм; при этом обычно он отстоит от одной или другой поверхности 72х и 72 или обычно от обеих указанных поверхностей на расстояние, по меньшей мере, 4 мм, а часто - в пределах от 4 мм до 15 мм.
Как показано на фиг. 7, толщина участка отливки 70m, который задает радиальную уплотняющую поверхность 55s, от внутренней поверхности отверстия 50 до поверхности 55s составляет (в недеформированном состоянии), по меньшей мере, 5 мм; обычно - 7 мм; а часто - в пределах от 7 мм до 25 мм. В предпочтительном варианте поверхность 55s отстоит от внутренней поверхности отверстия 50 не более чем на 50 мм, хотя возможны и альтернативные варианты. Кроме того, обычно на этом участке встроена опора 80 (фиг. 5), которая отстоит от ближайшей части поверхности 55s - перед деформацией, вызванной сжатием при установке - на расстояние не более 20 мм; а обычно - не более 15 мм; хотя возможны и альтернативные варианты.
В общем, даже при наличии широкого спектра картриджей самых разных размеров такие характеристики опциональной прорези, приемника или паза 73, при использовании такового, целесообразны и пригодны для обеспечения надежного первого радиального уплотнения 55 и места установки аксиально выступающих участков, как выпускного патрубка 15, так и соединяющихся с ним частей секции 3 корпуса фильтра.
Обычно отливка 70m, которая задает радиальную уплотняющую поверхность 55х, подогнана относительно опоры 80 таким образом, что в процессе монтажа материал, образующий радиальное уплотнение, сжимает уплотняющую поверхность 55s (максимально в радиальном направлении) в сторону опоры 80, по меньшей мере, на 10% ее толщины; обычно - на 15% ее толщины в недеформированном состоянии; а чаще всего - в пределах от 15% до 35% ее толщины в недеформированном состоянии. На типовых проиллюстрированных примерах величина сжатия составляет 20% - 30% включительно, радиальной толщины уплотняющей поверхности в недеформированном состоянии.
В. Опциональная наружная уплотняющая поверхность 66
Кроме того, как показано на фиг. 7 и 8, наружная поверхность 66 обычно радиально отстоит от поверхности 55s на расстояние, по меньшей мере, 3 мм; часто - по меньшей мере, 5 мм; а во многих случаях - по меньшей мере, 10 мм; хотя обычно - по меньшей мере, 15 мм; а при конфигурации, показанной на фигурах - по меньшей мере, 20 мм. Обычно величина указанного интервала составляет порядка 20-80 мм, хотя возможны и альтернативные варианты.
Первая радиально направленная уплотняющая поверхность обычно характеризуется тем, что самый большой ее размер в поперечном сечении по окружности меньше соответствующего размера второй радиально направленной уплотняющей поверхности, по меньшей мере, на 6 мм; часто - по меньшей мере, на 10 мм; чаще всего - по меньшей мере, на 20 мм; а на проиллюстрированном примере - по меньшей мере, на 30 мм. «Самый большой размер уплотняющей поверхности в поперечном сечении по окружности» представляет собой диаметр, образованный при задании круговых уплотняющих поверхностей. Следует отметить, что при использовании проиллюстрированного картриджа поверхность первого радиально направленного уплотнения характеризуется тем, что самый большой ее размер в поперечном сечении по окружности меньше соответствующего размера второй радиально направленной уплотняющей поверхности, по меньшей мере, на 30 мм.
Уплотняющая поверхность 66 второго уплотнения при прижатии к опоре 81 обычно отстоит от опоры 80 не более чем на 8 мм. Материал, используемый на этом участке, выполнен с возможностью сжатия, по меньшей мере, на 3% в максимально радиальном направлении в сторону опоры второго уплотнения; обычно - по меньшей мере, на 5%; а часто - в пределах от 5% до 20%.
Следует отметить, что на проиллюстрированном примере значительная часть осевой длины поверхности 66, сжимаемая во время монтажа, аксиально отстоит от поверхности 72х на большее расстояние, чем нижняя часть приемочного паза 73, хотя возможны и альтернативные варианты. Это типично для варианта картриджа 25, показанного на примере. Поверхность 66 обычно заходит выше нижней части 73b паза 73 в аксиальном направлении в сторону противоположного конца 46 картриджа 25 на расстояние, по меньшей мере, 2 мм.
С. Материалы, используемые для отливки концевых деталей 45 и 46
Для изготовления концевых деталей 45 и 46 методом отливки на месте могут быть использованы различные материалы, что обеспечивает надежное уплотнение, как на концах пакета набивки, так и корпуса фильтра. Обычно используются вспененные материалы с твердостью по Шору А не более 30; обычно - не более 22; а в предпочтительном варианте - менее 20. Обычно выбранные материалы обладают «плотностью после формования» не более 28 фунтов на кубический фут (около 450 кг на кубический метр); в предпочтительном варианте - не более 22 фунтов на кубический фут (около 355 кг на кубический метр); а обычно - не более 18 фунтов на кубический фут (около 290 кг на кубический метр). Часто выбираются материалы, характеризующиеся плотностью после формования в пределах 13-17 фунтов на кубический фут (200-275 кг на кубический метр). Термин «плотность после формования» используется в настоящем документе в качестве обычного определения веса, деленного на объем. Для определения объема образца, сформованного из вспененного материала, может быть использован метод вытеснения воды или иной тест подобного рода. При использовании объемного теста нет необходимости в абсорбции воды под давлением порами пористого материала для замещения присутствующего в них воздуха. Таким образом, тест методом вытеснения воды, используемый для определения объема образца, может предусматривать мгновенное замещение без ожидания в течение длительного периода времени, пока воздух, содержащийся в порах материала, не будет вытеснен водой. Иначе говоря, для расчета плотности после формования может быть использован только объем, полученный на внешних границах образца.
Обычно выбирается смола, которая увеличивается в объеме во время вулканизации, и которая увеличивается в объеме в процессе вулканизации, по меньшей мере, на 40%; обычно - по меньшей мере, на 60%; а часто - на 80% и больше.
В качестве материала для изготовления концевых деталей, отливаемых на месте, может быть использован серийно производимый вспененный полиуретан. Подробное описание используемого полиуретана можно найти в заявках, относящихся к предшествующему уровню техники, например, в международной заявке на патент 2006/026241, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
D. Пакет набивки
Конкретный материал набивки может быть выбран в зависимости от сферы применения. Если фильтр в сборе представляет собой воздухоочиститель, может быть использован любой из множества материалов, применяемых в настоящее время согласно принципам настоящего изобретения.
Пакет набивки может включать только набивку 26, или же набивка может быть снабжена внутренней и/или наружной оболочкой перед ее установкой в картридж. Набивка может быть гофрированной, хотя возможны и альтернативные варианты. При необходимости набивка может включать термоплавкие или иные перегородки. Набивка может быть снабжена гофрированными перегородками, образованными сгибами и/или складками в набивке. Могут быть предусмотрены различные конфигурации набивки, в том числе цилиндрическая или коническая, с внутренней и/или внешней границей разной формы, например, круглой или овальной.
E. Примеры размеров проиллюстрированной конструкции
Описанные в настоящем документе принципы могут быть реализованы в различных системах, характеризующихся разными размерами и особыми признаками. Представлены размеры системы, пригодной к эксплуатации. Однако следует отметить, что они носят исключительно иллюстративный характер, и никоим образом не ограничивают широкое применение описанных принципов. Размеры и углы на фигурах обозначены следующими буквами: АА=112 мм; АВ=76,7 мм; АС=56,5 мм; AD=35,2 мм; АЕ=186,4 мм; AF=173,5 мм; AG=205,2 мм; АН=113,5 мм; AI=24,5 мм; AJ=42,7 мм; AK=54,4 мм; AL=269,8 мм; AM=136,4 мм; AN=47°; АО=280,3 мм; АР=130,4 мм; AQ=78,7 мм; AR=129,5 мм; AS=11 мм; AT=5,5 мм; AU=30°; AV=радиус 2 мм; AW=диаметр 130,42 мм; АХ=128,45 мм; AZ=87,53 мм; ВА=78,74 мм; ВВ=55,32 мм; ВС=радиус 3 мм; BD=3 мм; BE=6 мм; BF=25,5 мм; BG=53,4 мм; ВН=130,2 мм; BI=1,5 мм; BJ=6,62 мм; BK=16 мм; BL=радиус 3 мм; ВМ=радиус 2 мм; BN=радиус 1 мм; ВО=радиус 1 мм; BP=радиус 4 мм; BQ=радиус 2 мм; BR=231,4 мм; BS=121,1 мм; ВТ=2 мм; BU=6,4 мм; BV=7°; BW=диаметр 123,5; мм; ВХ=0,95 мм; BY=18°; BZ=47,6°' СА=диаметр 29,36 мм; СВ=радиус 0,5 мм: СС=0,5°; CD=радиус 0,5 мм; СЕ=1,7 мм; CF=радиус 1,3 мм; CG=радиус 0,5 мм; СН=6,5 мм; CI=15,8°; CJ=95,6 мм; CK=3,3 мм; CL=18,9 мм; СМ=1,5 мм; CN=радиус 30 мм; СО=радиус 14,2 мм; CP=0,2°; CQ=радиус 3 мм; CR=16 мм; CS=2°; СТ=15 мм; CU=21,9 мм; CV=12 мм; CW=31,6 мм; СХ=15,8 мм; CY=9 мм; CZ=6 мм; DA=105 мм; DB=112 мм; DC=40 мм; DD=6 мм; DE=15 мм; DF=9 мм; DG=80,7 мм; DH=210 мм; DI=55,8 мм; DJ=54,9 мм; DK=144,7 мм; DL=124,4 мм; DM=89 мм; DN=12,7 мм; DO=82,2 мм; DP=80 мм; DQ=33,1 мм; DR=164,9 мм; DS=169,6 мм; DT=182,7 мм; DU=10,9 мм; DV=1,5 мм; DW=1,5 мм; DX=30°; DY=0,9 мм; DZ=17 мм; ЕА=81,2 ММ; ЕВ=44,6 мм; ЕС=110,6 мм; ED=66 мм; ЕЕ=89,2 мм; EF=радиус 24,7 мм; EG=3,1 мм; ЕН=45°; EI=89,2 мм; EJ=82,21 мм; EK=79,56 мм; EL=74,5 мм; ЕМ=63,1 мм; EN=52,9 мм; ЕО=46,7 мм; ЕР=50,8 мм; EQ=55,2 мм; ER=2,1 мм; ES=1,6 мм; ЕТ=радиус 0,7 мм; EU=6 мм; EV=25,3 мм; EW=2,5 мм; ЕХ=1,4 мм; EY=8 мм; EZ=17 мм; FA=2 мм; FB=45°; FC=2,5 мм; FD=3 мм; FE=2 мм; FF=4,9 мм; FG=радиус 1 мм; FI=120°; FJ=30°; FK=9,3 мм; FH=радиус 62,4 мм; FL=125,5 мм; FM=100 мм; FN=60°; FO=радиус 1,5 мм; FP=8,5 мм; FQ=5 мм; FR=радиус 3 мм; FS=радиус 3 мм; FT=72,3 мм; FU=75,8 мм; FV=29,5 мм; FW=196,5 мм; FX=40°; FY=186,4 мм; FZ=120,5 мм; GA=97,7 мм; GB=1,5 мм; GC=132,28 мм; GD=168,9 мм; GE=183,9 мм; GF=54,9 мм,
F. Опциональный резонатор/глушитель шума
Как было указано выше, согласно одному из аспектов настоящего изобретения картридж 25 воздушного фильтра может быть снабжен опциональным резонатором/глушителем шума (или глушителем шума/резонатором). Проиллюстрированный глушитель шума включает в себя шейку; расширяющийся раструбный участок между шейкой и первой концевой деталью (колпачком) картриджа; негерметичную гильзу, примыкающую ко второй концевой детали (колпачку) картриджа; и участок перехода от шейки к гильзе. На проиллюстрированном примере участок перехода сходит на конус вниз к шейке, и включает в себя выступающий наружу негерметичный сегмент, примыкающий к гильзе, и вогнутый внутрь сегмент, примыкающий к шейке.
На проиллюстрированном примере внутренний диаметр шейки составляет, по меньшей мере, 25 мм; обычно - по меньшей мере, 26 мм; а часто - в пределах от 26 до 35 мм включительно.
На проиллюстрированном примере представлен герметичный раструбный участок, хотя возможны и альтернативные варианты. Раструбный участок обычно отходит от шейки в направлении первой концевой детали (колпачка) под внутренним углом, по меньшей мере, 5°; обычно - под углом в пределах 6° - 8° включительно, расширяясь от шейки к первой концевой детали (колпачку).
На проиллюстрированном примере выгнутый наружу участок перехода в предпочтительном варианте выполнен герметичным, т.е. он представляет собой цельнолитую стенку. Это дает определенные преимущества резонатору/глушителю шума, как в плане шумоподавления, так и в отношении характеристик воздушного потока.
Внешний радиус кривизны вогнутого наружу участка перехода составляет, по меньшей мере, 25 мм; обычно он лежит в пределах 26-35 мм включительно.
Внешний радиус кривизны выгнутого наружу участка перехода составляет, по меньшей мере, 10 мм; обычно он лежит в пределах 12-18 мм включительно.
Выгнутый наружу участок перехода открыт, по меньшей мере, на 40%; обычно - по меньшей мере, на 50%; а часто - на 60% и больше. Величина «открытости» означает площадь выгнутого наружу участка с отверстиями в процентах от площади цельнолитой стенки. Такая конфигурация облегчает прохождение потока воздуха, поступающего со стороны участков набивки 26, которые непосредственно опоясывают герметичный конический участок, во внутреннее пространство глушителя шума/резонатора, а затем выходящего через выпускную концевую деталь 50.
VI. Альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения; альтернативные варианты применения некоторых принципов настоящего изобретения, фиг. 33-70
A. Общие положения
На фиг. 33-57 представлены некоторые опциональные альтернативные принципы и конструктивные элементы, примененные в устройствах согласно настоящему изобретению. Отличительные признаки частично относятся к альтернативным конфигурациям основного уплотнения, которые могут быть реализованы, обеспечивая определенные преимущества. Эти альтернативные конфигурации основного уплотнения могут быть применены и ко второму дополнительному уплотнению, или же они могут быть использованы в конструкциях, не снабженных вторым дополнительным уплотнением; при этом по-прежнему можно добиться некоторых преимуществ.
На фиг. 58-65 показан предпочтительный вариант устройства пресс-формы, а также способы формования, используемые для изготовления частей картриджей того типа, который представлен на фиг. 33-57.
На фиг. 66-70 показаны схематические изображения уплотнений альтернативных форм, которые могут быть использованы в картриджах и узлах фильтра согласно настоящему изобретению.
B. Второй вариант осуществления настоящего изобретения и его разновидности, фиг. 33-57
Номер позиции 500 на фиг. 33 обозначает фильтр в сборе (воздухоочиститель на проиллюстрированном примере) согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, в котором было использовано модифицированное и эффективное основное уплотнение, расположенное между картриджем фильтра и его корпусом. Как показано на фиг. 33, воздухоочиститель или воздушный фильтр 500, представленный в поперечном сечении, включает в себя корпус 502, задающий тело 503 указанного корпуса, и технологическую крышку 504, закрепленную с возможностью съема на теле 503 корпуса фильтра с помощью защелки 505, не показанной на фиг. 33 (см. фиг. 51).
Корпус 502 задает внутреннее пространство 502i, в котором расположен съемный заменяемый, т.е. выполненный с возможностью технического обслуживания, картридж 510 указанного фильтра. Подробнее картридж 510 описан ниже. Следует отметить, что на фиг. 33 не показана часть концевой детали (колпачка), установленного на картридже 510, с тем, чтобы можно было видеть элементы конструкции во внутреннем пространстве картриджа. Это станет понятным при описании в привязке к фиг. 34-35.
Как показано на фиг. 33, воздушный фильтр в сборе 500 также включает в себя торцевую стенку 511 с выступающим наружу циркуляционным патрубком 512, который смонтирован на корпусе 502. Патрубок 512 обычно представляет собой патрубок для выпуска очищенного воздуха, который используется аналогично патрубку 15 (фиг. 1); однако при обратном потоке он выступает в роли впускного патрубка. Патрубок 512 также содержит опциональный штуцер отбора давления 512х. Патрубок 512, как это показано на рисунке, может представлять собой конструкцию, отдельную от остальной части корпуса 502, которая впоследствии соединяется с остальной частью корпуса 502, образуя цельный корпус воздушного фильтра 500 в сборе. При этом возможны альтернативные варианты.
Изображенный корпус 502 также включает в себя опциональный патрубок 514 пылеэжектора с установленным на нем выпускным клапаном 515.
Как показано на фиг. 51, опциональная монтажная площадка на корпусе 502 обозначена номером 516.
Если вернуться к фиг. 33, то можно увидеть, что на ней изображена воздухозаборная наклонная панель, обозначенная номером 517. Номером 518 обозначен экран на секции 503 тела корпуса, а номером 519 - экран на технологической крышке 504. На технологической крышке 504 расположено отверстие 520, через которое во внутреннее пространство патрубка 514 пылеэжектора, обозначенное номером 514i, поступает пыль и вода.
Под номером 521 на фиг. 51 представлен впускной патрубок воздушного фильтра в сборе.
На фиг. 33А показан вид в плане в направлении технологической крышки 504. Вид на фиг. 33А представлен по линии 33-33, показанной на фиг. 33.
Как уже было сказано, фильтр 500 в сборе аналогичен фильтру 1 в сборе. Идентифицированные конструктивные элементы могут быть выполнены с возможностью функционирования аналогично подобным элементам, описанным в связи с вариантом реализации фильтра 1 в сборе, представленного выше.
Теперь обратимся к фигуре 35, на которой показан вертикальный вид сбоку картриджа 510 с некоторыми участками, представленными в поперечном разрезе для того, чтобы модно было рассмотреть внутренние детали. Картридж 510 представляет собой пригодный для технического обслуживания элемент, используемый в воздушном фильтре 500. В частности, если снять технологическую крышку 504 с остальной части корпуса 502, то можно установить или извлечь картридж 510 для проведения его технического обслуживания.
В частности, как показано на фиг. 35, картридж 510 включает в себя набивку 525, которая на проиллюстрированном примере опоясывает открытое внутреннее пространство 526 воздушного фильтра (и идет вокруг центральной оси X), хотя возможны и альтернативные варианты, а по вертикали тянется от первой концевой детали (колпачка) 528 до второй концевой детали (колпачка) 529. Следует отметить, что на фиг. 35 концевая деталь 528 расположена на выходном конце (открытым на проиллюстрированном примере) картриджа 510, через который может проходить воздух (газ) во время эксплуатации фильтра. На фиг. 33 картридж 510 показан без некоторых участков концевой детали (колпачка) 528 на своем месте с тем, чтобы можно было видеть предпочтительный вариант реализации его конструкции изнутри. Участки концевой детали 528, не показанные на фиг. 33, обычно представляют собой отливаемые на месте части при применении принципов, описанных в настоящем документе, хотя возможны и альтернативные варианты.
Обычно - хотя возможны и альтернативные варианты - по меньшей мере, часть концевой детали 528 отливается на месте; при этом в нее встраивается конец 525х набивки 525. Кроме того, по меньшей мере, часть концевой детали 529 также отливается на месте; при этом в нее встраивается конец 525у набивки 525. Набивка 515 может быть гофрированной, хотя возможны и иные варианты. Выбор набивки и ее формы зависит от требований к эффективности набивки и сроку ее службы. Обычно используется такая набивка и такие конструктивные элементы набивки, которые были описаны выше, или которые широко применяются в воздухо- и газоочистителях.
На фигуре показано, что набивка 525 опоясывает внутреннюю оболочку или центральную опору 527, которая - на проиллюстрированном примере - включает в себя опциональный глушитель шума/резонатор 546, который может представлять собой устройство, аналогичное описанному выше для картриджа 25 (фиг. 5).
Концевая деталь 529 обычно представляет собой элемент с заглушенным концом, как это показано на фигуре, аналогичный концевой детали (колпачку) 41, представленной на фиг. 5.
Концевая деталь 528 представляет собой элемент с открытым концом с центральным отверстием для прохождения воздуха. Концевая деталь 528 включает в себя первое основное уплотнение 533 и опциональное вспомогательное уплотнение 534. Опциональное вспомогательное уплотнение 534 может быть выполнено аналогично описанному выше уплотнению 66, показанному на фиг. 5, хотя возможны и альтернативные варианты, в том числе те, которые описаны в последующих вариантах осуществления настоящего изобретения, представленных ниже.
Как и в описанном выше варианте осуществления настоящего изобретения, основное уплотнение 533, проиллюстрированное на примере, представляет собой радиальное уплотнение или уплотняющую поверхность, обращенную радиально наружу, и частично перекрывающее набивку в осевом направлении. Однако в альтернативном варианте оно может быть выполнено в виде уплотнения, обращенного радиально внутрь, если это необходимо. Центральная ось картриджа обозначена буковой X, и радиальное направление в этом контексте означает направление в сторону оси X (если внутрь) или от нее (если наружу).
Кроме того, как и в описанном выше варианте осуществления настоящего изобретения, основное уплотнение 533 обычно представляет собой «беззажимное» устройство. Это означает, что для него не предусмотрен какой-либо дополнительный зажим, требующий затяжки для обеспечения надежного сцепления и уплотнения. Правильнее сказать, что уплотнение образуется после надлежащей установки картриджа 510 внутри корпуса.
Как показано на фиг. 37, заглушенная концевая деталь 529 представлена с буферами 537, аналогичными буферам 464 (фиг. 29), описанным выше. Концевая деталь 529 также видна на перспективном изображении снизу, представленном на фиг. 34.
На фиг. 34А показано изометрическое изображение картриджа 510, если смотреть в направлении концевой детали 528 и отверстия 530.
Теперь обратимся к фиг. 36. На фиг. 36 показан вид с торца картриджа 510, если смотреть в направлении концевой детали 528. Номером 533 обозначено радиально направленное уплотнение (или уплотняющая поверхность) корпуса, которое образует основное уплотнение. Следует еще раз отметить, что на конкретном проиллюстрированном примере радиальное уплотнение 533 корпуса фильтра направлено радиально наружу относительно центральной оси X картриджа (фиг. 35), хотя возможны и альтернативные варианты.
Как показано на фиг. 36, основное уплотнение 533 картриджа 510 на проиллюстрированном примере представляет собой уплотняющую поверхность с конфигурацией некруглой формы. Такая предпочтительная конфигурация характеризуется чередующимися выступающими наружу (выгнутыми наружу на проиллюстрированном примере) сегментами или «лепестками» 533х, между которыми расположены - криволинейные на проиллюстрированном примере - сегменты 533у (обычно направленные внутрь, вогнутые, как на представленном примере). Конкретное количество выступающих наружу сегментов 533х (выгнутых на проиллюстрированном примере) и обращенных внутрь сегментов 533у (вогнутых на проиллюстрированном примере) уплотняющей поверхности не имеет значения для получения, по меньшей мере, определенных преимуществ. Обычно предусмотрено, по меньшей мере, два сегмента каждого вида; иногда - по меньшей мере, три; а часто - от четырех до восьми включительно; при этом в предпочтительном варианте их количество должно варьироваться в пределах 4-10, например, 6-8 включительно, хотя возможны и альтернативные варианты.
При альтернативном определении уплотняющая поверхность 533 может быть охарактеризована как включающая в себя множество равноудаленных друг от друга лепестков или сегментов 533х, обращенных радиально наружу (выгнутых на проиллюстрированном примере), разделенных между собой (криволинейными и вогнутыми на проиллюстрированном примере) сегментами 533у поверхности 533. Обычно предусмотрено, по меньшей мере, два выступающих наружу сегмента или лепестка; иногда - по меньшей мере, три; а часто - от четырех до восьми включительно; при этом в предпочтительном варианте их количество должно варьироваться в пределах 4-10 (например, 6-8 включительно), хотя возможны и альтернативные варианты.
Как показано на фиг. 35 и 36, предусмотрена прорезь, приемник или приемочный паз 540, опоясывающий основное уплотнение или поверхность 533. Прорезь, приемник или приемочный паз 540 представляет собой приемник, аналогичный пазу 73 (фиг. 3A), выполненный и расположенный таким образом, чтобы в него могла зайти часть конца 511 корпуса и патрубка 512.
На конкретном проиллюстрированном примере картриджа 510 прорезь, приемник или приемочный паз 540 выполнен с внутренней стенкой, образующей поверхность 533, которая в предпочтительном варианте имеет конфигурацию криволинейной/некруглой формы, как это описано выше. В предпочтительном варианте наружная стенка 541 паза 540 (фиг. 35) обычно имеет форму круга, описанного вокруг центральной оси X, хотя возможны и альтернативные варианты.
На фиг. 38 показана центральная опора 545 картриджа 510. Опора 545 может быть выполнена и использована как опора 527, представленная на фиг. 35. Она может быть идентична опоре 90, описанной выше в привязке к фиг. 9-16 для варианта осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированного на фиг. 1-32, за исключением того, что она адаптирована под некруглое уплотнение 535. На проиллюстрированном примере опора 545 задает, частично, опциональный глушитель шума/резонатор 546.
Как показано на фиг. 38, опора 545 содержит концевую конструкцию 548, которая включает в себя внутреннюю опору уплотнения или основание 549, отстоящее на заданное расстояние от внешней опоры 550, опоясывающей указанное основание 549, и закрепленное с помощью распорок или открытой решетчатой конструкции 551. При эксплуатации опора 549 встроена в концевую деталь 528 (и уплотнение 533), обеспечивая опору для регулировки сжатия во время монтажа. Таким образом, опора 549 функционирует во многих отношениях аналогично опоре 105 (фиг. 9). Конкретное основание 549 на проиллюстрированном примере содержит непрерывную стенку некруглой формы, которая в предпочтительном варианте состоит из множества лепестков или сегментов 549х опоры уплотнения, выступающих радиально наружу (изогнутых на проиллюстрированном примере), чередующихся с сегментами 549у уплотнения, направленными радиально внутрь (изогнутыми на проиллюстрированном примере). (В альтернативном варианте основание 549, показанное на рисунке, может быть охарактеризовано как некруглое и включающее в себя множество лепестков 549х, разделенных некруглыми, как на этом примере, сегментами 549х, направленными радиально внутрь). Характеристики различных используемых форм основания 549 более подробно описаны ниже.
Количество радиально выступающих наружу сегментов 549х (выгнутых или вогнутых на проиллюстрированном примере) и обращенных внутрь сегментов 549у (вогнутых на проиллюстрированном примере) при такой форме, которая показана на рисунке, зависит от конфигурации используемого уплотнения. Таким образом, предусмотрено, по меньшей мере, два сегмента каждого вида; иногда - по меньшей мере, три; а часто - от четырех до восьми включительно; при этом в предпочтительном варианте их количество должно варьироваться в пределах 4-10 включительно (например, 6-8 включительно).
В привязке к фиг. 38 следует отметить, что на проиллюстрированном примере некруглый (криволинейный) уплотняющий участок основания 549 выполнен цельнолитым и непрерывным, т.е. в нем не предусмотрены боковые отверстия в осевом направлении над распорками 551 в сторону конца 549р. Такая конфигурация является типовой, хотя возможны и альтернативные варианты.
Внешняя опора 550 и распорки 551 могут быть, в общем, выполнены аналогично опоре 108 и распоркам 110, изображенным на фиг. 9.
Следует еще раз отметить, что на проиллюстрированном примере опора 545 включает в себя опциональный глушитель шума 546, в общем аналогичный глушителю шума, который был описан в привязке к фиг. 10.
На фиг. 39 показан вертикальный вид сбоку опоры 545. Здесь можно видеть кольцо 554, аналогичное кольцу 125, представленному на фиг. 10. Показаны также циркуляционные отверстия 555 для прохождения смолы, аналогичные циркуляционным отверстиям 121. В целом, если посмотреть на фиг. 39, то можно отметить, что проиллюстрированный пример опоры 545, в общем, соответствует опоре 90, за исключением особой конфигурации внутренней опоры (или основания) 549 (фиг. 38).
На фиг. 40 показан вид с торца конструкции 548. На фиг. 41 представлен вид с противоположного торца опоры 545.
На фиг. 42 показан увеличенный местный вид опоры 548 в поперечном разрезе. Можно видеть, что опора 548 включает в себя внутренний осевой фланец 560, задающий желобок 561, который выполнен аналогично фланцу 120 с желобком 120е (фиг. 16). Отверстие 555 обеспечивает прохождение смолы в желобок 561.
На фиг. 43 показан увеличенный местный вид сегмента фиг. Номером 564 обозначен участок распорок 551, обращенный радиально внутрь, аналогичный участку 128, представленному на фиг. 16. Кроме того, можно видеть, что распорка 551 идет под углом HF относительно плоскости, перпендикулярной центральной очи X, который превышает 0°, и который, в частности, совпадает с углом CS, описанным выше в привязке к фиг. 16. Как показано на фиг. 33, наклон распорок 551 идет в сторону от набивки 525х в обращенном радиально наружу направлении. Следует отметить, что на фиг. 525 не показано, что набивка 525х соединяется встык с каким-либо участком решетчатой конструкции 551. Однако предполагается, что в некоторых случаях между ними возможен определенный осевой контакт на участке, расположенным ближе всего к центру в радиальном направлении.
На фиг. 44 показан местный вид опоры 545.
На фиг. 45 показан узел 570 циркуляционного патрубка (выходного патрубка на проиллюстрированном примере) в сборе, в том числе сам выпускной патрубок 512 со штуцером отбора давления 512х. Выпускной патрубок 512 включает в себя уплотняющую поверхность 571, которая на проиллюстрированном примере содержит уплотняющую поверхность 533, обращенную радиально наружу после установки картриджа 510. Узел 570 во многих отношениях схож с узлом 15, представленным на фиг. 22. Следует отметить, что выступы 572 для угловой фиксации корпуса 502, предусмотренные на кольце 572r, отличаются по форме, числу и местоположению от сегментов 228, показанных на фиг. 22, что будет описано ниже.
Узел 570 циркуляционного патрубка на фиг. 45 содержит также множество криволинейных защелкивающихся выступов 573, расположенных на кольце 572r и радиально отстоящих друг от друга на определенное расстояние. Кольцо 572r представляет собой часть узла 570 циркуляционного патрубка, которая заходит в отверстие приемника и рабочий отсек корпуса; при этом выступы 573 обеспечивают защелкивание, предотвращая разъединение указанных элементов.
На фиг. 46 показан вертикальный вид сбоку узла 570 циркуляционного патрубка. На фиг. 48 показан вид сверху узла 570 циркуляционного патрубка, представленного на фиг. 46. На фиг. 47 представлено поперечное сечение, выполненное по линии 47-47 (фиг. 48). На фиг. 49 показано поперечное сечение, выполненное по линии 49-49 (фиг. 46). На фиг. 50 показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 49.
Теперь обратимся к фиг. 49. Следует отметить, что каждый из выступов 572 на проиллюстрированном узле 570 расположен с радиальной центровкой относительно тонкой надставки 574 на стенке 575; при этом он в любом случае радиально отцентрирован относительно полого сегмента 576. Это производит эффект пружины, когда патрубок 570 поворачивается и входит в зацепление с зубчатым отсеком корпуса, что облегчает угловую фиксацию сегмента 570 в корпусе 502. Кроме того, это помогает избежать деформации, которая могла бы иметь место на участках 574, или в процессе формования, или под давлением выступов 572, в результате изменения формы уплотняющей поверхности 571. Например, важно, чтобы поверхность 571 была сформована должным образом при пластическом формовании патрубка 570. Более того, полости 526 облегчают охлаждение для сведения деформации поверхности 571 к минимуму. Одну из полостей 576 можно в деталях рассмотреть на фиг. 50.
В частности, для картриджа 510, изображенного на фиг. 35, уплотнение 533 корпуса фильтра представляет собой некруглую боковую поверхность паза 540 сложной формы со множеством чередующихся сегментов, или выдающихся радиально наружу, или направленных радиально внутрь (изогнутых на проиллюстрированном примере), образующих окружность уплотнения некруглой формы, которая состоит из чередующихся сегментов, выдающихся радиально наружу или направленных радиально внутрь. Как показано на фиг. 49, при установке картриджа 510 уплотнение 533 картриджа вдавливается в опору 571 такой же формы в корпусе, обеспечивая надежное уплотнение (с помощью радиального уплотнения) без использования какого-либо отдельного зажима. На конкретном проиллюстрированном примере уплотняющая поверхность 571 корпуса фильтра сформована как часть узла 570 выпускного патрубка.
На проиллюстрированном примере картриджа 510 основное уплотнение выполнено в виде радиально внутренней поверхности или стенки (обращенной наружу поверхности 533) прорези, приемника или приемочного паза 540 на концевой детали 528 (фиг. 35). Прорезь, приемник или приемочный паз 540 выполнен с возможностью размещения в нем не только уплотняющей части выпускного патрубка, но и части боковой стенки корпуса, которая защелкивается на указанном патрубке. Таким образом, в пазе 540 картриджа 516 (см. фиг. 33) помещается разъем между выпускным патрубком 570 и торцевой стенкой 511 корпуса.
Если сравнить между собой фиг. 36, 38 и 39, то станет понятно, что когда конфигурация уплотнения предусматривает наличие чередующихся сегментов 533х, обращенных радиально наружу, и сегментов 533у, направленных радиально внутрь, и когда уплотняющая поверхность 571 корпуса (фиг. 49) также содержит чередующиеся сегменты 571х, радиально обращенные наружу, и сегменты 571у, направленные радиально внутрь, то сегменты 571 у уплотняющей поверхности могут выступать наружу между сегментами 533х уплотнения 533. Это способствует фиксации уплотнения 533, предотвращая его вращение. Кроме того, это придает уверенности специалисту-сборщику картриджа 510 в том, что картридж 510 собран надлежащим образом и надежно уплотнен. Более того, это облегчает установку, не оставляя мест протечек в уплотнении 533. Это особенно удобно при использовании, по меньшей мере, четырех сегментов 533у, так как надлежащее зацепление обеспечивается незначительным поворотом картриджа.
Следует отметить, что в некоторых сферах применения достаточно одного основного уплотнения 533. Однако в некоторых случаях преимущества могут быть достигнуты только при использовании второго вспомогательного уплотнения. Этот момент описан ниже.
Как показано на фиг. 35, картридж 510 включает в себя вспомогательное уплотнение 534, которое соприкасается с боковой стенкой корпуса. Вспомогательное уплотнение 534, схожее со вторым вспомогательным уплотнением 65 и уплотняющей поверхностью 66 (фиг. 4), может удерживаться опциональной опорой 581 уплотнения на картридже 510, встроенной в материал концевой детали. Эта опциональная опора обеспечена опциональной опорой 550 на конструкции 545 (фиг. 38).
Опциональная опора 550 содержит опциональные равноудаленные друг от друга язычки 531t, как и опора согласно варианту осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 1-32. Конфигурация основного уплотнения 533, проиллюстрированная на фиг. 33-50, практически идентична конфигурации, показанной на фиг. 1-32.
Проиллюстрированная конфигурация основного уплотнения 533 обеспечивает ряд преимуществ. Следует еще раз отметить, что выпускной патрубок 570 нельзя сильно повернуть в радиальном направлении относительно тела 503 корпуса фильтра, поскольку патрубок 570 соединен с картриджем 510. Таким образом, может быть обеспечено более надежное уплотнение, не подверженное напряжениям от вращения и воздействию сил, обусловленных вращением.
Помимо прочего, уплотнение с множеством лепестков или выступов является «самовыравнивающимся», так как сегменты (обычно изогнутые) уплотняющей поверхности на лепестках или выступах обращены - частично и по окружности - в тангенциальном направлении, т.е. эти сегменты уплотняющей поверхности 533 не обращены строго в радиальном направлении. Таким образом, при вдавливании сегментов уплотняющей поверхности 533 на место любой дисбаланс давления, действующего на лепестки (выступы), заставит уплотнение немного повернуться, чтобы компенсировать нарушение центровки. Уплотнение 533 по-прежнему считается радиальным, так как уплотняющее сжатие по-прежнему направлено в основном к оси X или от нее, а не в осевом направлении (т.е. в продольном направлении по оси X).
Кроме того, как было сказано выше, уникальная конфигурация уплотнения 533 может помочь специалисту провайдера услуг обеспечить правильный выбор картриджа 510 для системы; при этом он может точно знать, что картридж установлен неправильно, так как его составные части могут быть подобраны таким образом, что закрыть технологическую крышку будет невозможно до тех пор, пока лепестки картриджа не будут надлежащим образом выровнены относительно лепестков выпускного патрубка.
Следует отметить, что описание возможных конфигураций уплотнения и его преимуществ представлено ниже.
Теперь обратимся к фиг. 51, на которой показан вертикальный вид сбоку фильтра 500 в сборе. На фиг. 51 можно видеть, что корпус 502 включает в себя отсек 503 и технологическую крышку 504, которые соединены с помощью защелки 505. Также показан патрубок 512, входящий в состав узла 570; вход 521 и патрубок 514 пылеэжектора. Теперь посмотрим на поперечное сечение по линии 52-52, которое проходит - что будет понятно из дальнейшего описания ниже - через участок отсека 503 корпуса фильтра, выпускной патрубок 512 и картридж 510.
Теперь обратимся к фиг. 52. На фиг. 52 показаны участки картриджа 510, лежащие в одной плоскости с отсеком 503 корпуса фильтра в месте уплотнения. Однако следует отметить, что на фиг. 52 не отображены отливаемые на месте части концевой детали 528 с тем, чтобы можно было видеть внутренние элементы конструкции.
Во-первых, обращаясь к фиг. 52, следует внимательно рассмотреть уплотняющую поверхность 572 и основание 549. Станет понятно, что пространство 579 между указанными двумя элементами может быть заполнено материалом, образующим уплотняющую поверхность 533, т.е. частью отливаемых на месте сегментов концевой детали 528. Можно также увидеть, что обращенные наружу участки (или участок) 549х на основании 549 выровнены относительно выступающих наружу участков 571х на поверхности 571; а направленные внутрь участки (или участок) 549у на основании 549 выровнены относительно направленных внутрь участков 571у на стенке 571. Кроме того, можно видеть, что посадка будет выполнена с натягом, что предотвратит вращение. Еще можно видеть, что если при установке картриджа 510 в уплотняющую поверхность 571 произойдет какое-либо нарушение центровки, то представитель провайдера услуг по сборке сразу это заметит и устранит такое нарушение, слегка повернув картридж 510 до щелчка, что будет свидетельствовать о том, что уплотнение зафиксировано надлежащим образом.
На фиг. 52 также можно видеть храповидное соединение каждого отдельного выступа 572 с зубчатой поверхностью или участком 581 в отсеке 503 корпуса фильтра, которое более подробно описано ниже.
На фиг. 53 показано перспективное изображение отсека 503 корпуса фильтра. На конце 511 показано отверстие 580. На внутренней боковой поверхности 580t отверстия 580 предусмотрены насечки, зубчатая или храповидная система 581 и гибкие язычки 582. При заведении узла 570 циркуляционного патрубка (фиг. 45) в отверстие 580 элементы 572 войдут в зацепление с зубцами 581, что обеспечит надежную фиксацию патрубка 570 с требуемой угловой ориентацией. Гибкие язычки 582 помогут обеспечить защелкивание, как и элементы 573, представленные на фиг. 46. Следует отметить, что эффекта храповика при первоначальной установке патрубка можно преодолеть вручную с тем, чтобы при использовании коленчатого патрубка 512 его можно было поворачивать так, как это необходимо. Однако по завершении установки картриджа 510 патрубок 570 будет зафиксирован в определенном положении с заданной угловой ориентацией. Частично это обусловлено воздействием внешней окружности или вспомогательного уплотнения 534 на картридж 510, как это было описано выше, входящего в зацепление с отсеком 503 корпуса фильтра. Кроме того, ограничение вращения патрубка 570 обусловлено осевым давлением на картридж 510, прижимающим его к концу 511 после установки технологической крышки 504.
На фиг. 54 показан вертикальный вид сбоку отсека 503 корпуса фильтра. На фиг. 55 представлен вид сверху отсека 503 корпуса фильтра. На фиг. 56 показано поперечное сечение, выполненное по линии 56-56 (см. фиг. 55). На фиг. 57 показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 56. Номером 590 на фиг. 57 обозначен участок уплотняющей поверхности отсека 503 корпуса фильтра, к которому прижимается вспомогательное уплотнение 534 картриджа 510 (фиг. 35) при установке картриджа 510. Этот вариант аналогичен варианту осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 1-32.
Теперь обратимся к фиг. 33В, представляющей увеличенный местный вид сегмента фиг. 33, на котором показано соединение части патрубка 570 с концом 511 отсека 503 корпуса фильтра. На фиг. 33В, как и на фиг. 33, не показаны некоторые сегменты формуемого на месте уплотняющего материала концевой детали 528 с тем, чтобы можно было видеть внутренние конструктивные элементы.
Как показано на фиг. 33В, номером 591 обозначен разъем между патрубком 570 и отсеком 503 корпуса фильтра, который входит в прорезь, приемник или приемочный паз 540 картриджа 510 (фиг. 35) во время установки. Кроме того, представленная на фиг. 33В конструкция эффективно препятствует протечкам воды в разъем 591. В частности, на фиг. 33В можно видеть, что патрубок 570 содержит радиально выступающее монтажное кольцо 593, которое соединяется с концом 511; при этом обод 595 указанного кольца выдается в сторону конца 511; а конец 511 содержит прорезь 511r, в которую входит обод 595. Кроме того, торцевая стенка 511 содержит кольцевой выступ 511р, который выдается в сторону кольца 593 со стороны патрубка 570 в месте, которое опоясывает выступающий обод 595. После того как патрубок 570 защелкнется на конце 511 отсека 503 корпуса фильтра, извилистый путь прохождения воды, обозначенный выступом 595 в пазе 511r и выступающим кольцом 511р, будет препятствовать проникновению воды во внутреннее пространство 502i корпуса 502. Это особенно желательно, когда корпус 502 ориентирован таким образом, что его конец 511 обращен вверх.
С. Сборка картриджа 510, в частности, концевой детали 528, фиг. 58-65
При предпочтительном применении принципов согласно настоящему изобретению концевая деталь 528 включает в себя сегмент, формуемый на месте на предварительно сформованных участках картриджа 510. В частности, концевая деталь 528 содержит материал, формуемый на месте на конце 525х набивки 525, а также различные сегменты опоры 545, примыкающие к опорам 549, 550 и распоркам 551. В этом разделе описаны используемые при этом способы формования и пресс-формы в привязке к фиг. 58-65.
На фиг. 58 показан вид сверху пресс-формы 600. Пресс-форма 600 содержит внешнюю кольцевую поверхность 601, опоясывающую полость 602 пресс-формы. По центру полости 602 пресс-формы расположен центральный выступ 603. При сборке картриджа 510 в полости 602 пресс-формы растекается смола; при этом за счет вращение обеспечивается равномерное распределение указанной смолы. Затем в полость 602 пресс-формы вставляется набивка (пакет набивки) и опора, после чего смола соответствующим образом отливается в пакет набивки и опору, образуя концевую деталь 528.
На фиг. 59 показано поперечное сечение пресс-формы 600. Следует отметить, что полость 602 содержит кольцо 610, которое в концевой детали 528 сформованного картриджа образует паз 540 (фиг. 35).
Участок 602х полости пресс-формы обращен радиально наружу относительно выступа 610; при этом его внешняя граница на участке 602р образует внешнюю уплотняющую поверхность 534 (фиг. 35) в сформованном материале.
Внутренний участок 602i полости пресс-формы обращен радиально внутрь в сторону от опоры 610. Внутренняя поверхность 610i выступа 610 выполнена с возможностью образовывать обращенную наружу радиальную уплотняющую поверхность 533 (фиг. 35) основного уплотнения.
На фиг. 60 показан увеличенный местный вид полости 602 и центрального выступа 603. Следует отметить, что центральный выступ 603 включает внешнюю границу 603p, на которой расположен первый элемент устройства угловой центровки пресс-формы, обозначенного номером 612. На конкретном проиллюстрированном примере устройство 612 угловой центровки пресс-формы содержит множество прорезей или пазов 613, обычно вертикально ориентированных и равноудаленных друг от друга в радиальном направлении, и размещенных на внешней окружности выступа 603. В конкретном проиллюстрированном устройстве используется шесть таких пазов, хотя возможны и альтернативные варианты (обычно 3-10 включительно). Следует также отметить, что показаны пазы, равноудаленные друг от друга в радиальном направлении относительно центральной стойки 603; однако возможны и альтернативные варианты. Принцип работы этих пазов 613 станет понятен из последующего описания.
На фиг. 61 показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 59. Изображенный сегмент представлен в поперечном разрезе, проходящим через один из пазов 613.
На фиг. 62 показан местный вид поперечного сечения второго сегмента, выделенного на фиг. 59. Показанное поперечное сечение проходит через полость 602 пресс-формы, характеризующейся ранее обозначенными и описанными признаками.
На фиг. 63 показан увеличенный местный вид сегмента фиг. 58. Сегмент, показанный на фиг. 63, представляет собой выступ 615 пресс-формы, облегчающий формование. На фиг. 58 показано множество таких выступов пресс-формы. Выступы 615 оставляют выемки в концевой детали 528 (фиг. 34А), обозначенные номером 617. Выступы 615 обеспечивают надлежащее опирание набивки и опоры в пресс-форме.
На фиг. 64 представлено схематическое изображение, на котором, помимо прочего, отображена стадия вставки картриджа в пресс-форму для формования концевой детали 528. Следует отметить, что на фиг. 64 не показана набивка, чтобы можно было рассмотреть детали, хотя таковая присутствует при указанной вставке. На фиг. 64 представлена пресс-форма 600. Как видно, в нижнюю часть полости 602 пресс-формы опускается конструкция 545. Перед такой вставкой вокруг центральной части 545с размещается набивка, которая должна опоясывать кольцо 545. Кроме того, перед установкой элементов картриджа в полости 602 разливается полимерная смола, обычно в направлении участка 619 с одновременным вращением пресс-формы 600.
Понятно, что опора 545 должна быть надлежащим образом ориентирована в пресс-форме в радиальном направлении относительно выступающих наружу сегментов 620, которые образуют уплотняющую поверхность уплотнения 533. Способ выполнение этой задачи можно понять из фиг. 65.
На фиг. 65 можно видеть, что в центральной части 549с опоры 545 картриджа предусмотрена внутренняя поверхность 545s со вторым элементом устройства 625 угловой центровки пресс-формы. Второй элемент устройства 625 угловой центровки пресс-формы содержит множество выступов 626, направленных радиально внутрь. Выступы 626 выполнены и установлены таким образом, чтобы входить в зацепление с элементом 612 на центральной стойке 603. На конкретном проиллюстрированном примере элементы 626 представляют собой выступы, выполненные в виде вертикальных ребер (хотя возможны и альтернативные варианты формы), ориентированные и распределенные таким образом, чтобы они могли войти в прорезь 613 при опускании опоры 545 в пресс-форму 600. Таким образом, если ребра 626 не войдут в приемники 613, опора 613 не сможет полностью опуститься в пресс-форму 600. Это обеспечивает угловое дискретное позиционирование с тем, чтобы выровнять основание 529 по центру опоры 545 (фиг. 65) с поворотом относительно сегментов 520 пресс-формы.
D. Примеры некоторых размеров
На фиг. 33-63 приведены следующие примеры размеров: GH=280,3 мм; GI=128,3 мм; GJ=92,4 мм; GK=129,8 мм; GL=45,4 мм; GM=231,4 мм; GN=102,1 мм; GO=2 мм; GP=6,4 мм; GQ=7°; GR=117,5 мм; GS=7°; GT=117,5 мм diameter; GU=2,8 мм; GV=95,6 мм; GW=3,3 мм; GX=18,9 мм; GY=1,5 мм; GZ=14,62 мм; НА=радиус 30 мм; НВ=радиус 14,2 мм; НС=0,2°; HD=16 мм; НЕ=радиус 3 мм; HF=2°; HG=14,8 мм; НН=21,9 мм; HI=диаметр 77,93 мм; HJ=радиус 11,7 мм; HK=радиус 27,9 мм; HL=радиус 5,5 мм; НМ=диаметр 60,41 мм; HN=30°; НО=20 мм; HP=81 мм; HQ=55,5 мм; HR=121,5 мм; HS=48,9 мм; НТ=2,5 мм; HU=45,8 мм; HV=50,8 мм; HW=54,2 мм; НХ=54,9 мм; HY=88,46 мм; HZ=96 мм; H1=30°; Н2=66 мм; H3=диаметр 59,9 мм; Н4=диаметр 77,9 мм; IA=111 мм; IB=радиус 14,2 мм; IC=111 мм; ID=30°; IF=1,5 мм; IG=радиус 0,5 мм; IH=2,1 мм; II=радиус 1 мм; IJ=диаметр 7,5 мм; IK=радиус 2,7 мм; IL=112 мм; IM=105 мм; IN=80,5 мм; IO=40 мм; IP=12 мм; IQ=6 мм; IR=15 мм; IS=8,9 мм; IT=15,8 мм; IU=31,6 мм; IV=8,9 мм; IW=6 мм; IX=55,8 мм; IY=54,4 мм; IZ=210 мм; JA=96,5 мм; JB=12,7 мм; JC=93,5 мм; JD=89 мм; JE=124,4 мм; JF=144,7 мм; JG=133,1 мм; JH=164,9 мм; JI=169,6 мм; JJ=182,7 мм; JK=10,7 мм; JL=2 мм; JM=30°; JN=1,5 мм; JO=0,9 мм; JP=диаметр 266,7 мм; JQ=124 мм; JR=38,1 мм; JS=130,2 мм; JT=98,2 мм; JU=92,6 мм; JV=43,9 мм; JW=12,7 мм; JX=14 мм; JY=60°; JZ=30°; KA=радиус 15,1 мм; KB=радиус 4,8 мм; KC=диаметр 77,9 мм; KD=диаметр 59,9 мм; KE=1 мм; KF=18,6 мм; KG=радиус 2,9 мм; KH=3 мм; KI=радиус 2,9 мм; KJ=2°; KK=28,2°; KL=19,5 мм; KM=2°; KN=радиус 2 мм; KO=14,9 мм; KP=4 мм; KQ=3 мм; KR=радиус 2,5 мм; KS=радиус 2,5 мм; KT=0,5°; KU=радиус 2,5 мм; KV=радиус 1 мм; KW=15°; KX=радиус 3 мм; KY=2°; KZ=радиус 2 мм; LA=3 мм; LB=радиус 2,5 мм; LC=радиус 2 мм; LD=31,8 мм; LE=радиус 4,5 мм; и LF=11,3 мм. Разумеется, представленные размеры относятся лишь к проиллюстрированному примеру осуществления настоящего изобретения, и могут быть использованы и иные размеры.
Е. Примеры некоторых альтернативных конфигураций уплотнений; общее описание уплотнений; различные альтернативные конструкции
1 Примеры альтернативного задания уплотняющих поверхностей, фиг. 66-70
Может быть использовано множество конфигураций уплотнений с применением принципов согласно настоящему изобретению. Несколько примеров представлено на фиг. 66-70. Это просто схематические изображения, показывающие, как могут быть заданы уплотнения и опоры.
На фиг. 66 показана форма, несколько напоминающая земляной орех (арахис), обозначенная номером 700, с двумя сегментами или лепестками 701, выступающими радиально наружу, разделенными двумя направленными внутрь сегментами 702. Конечно, конфигурация лепестков 701 и сегментов 702 может отличаться от той, которая представлена на рисунке.
На фиг. 67 представлена трехлепестковая конфигурация, обозначенная номером 730, с тремя сегментами или лепестками 731, выступающими радиально наружу, и тремя сегментами 732, направленными радиально внутрь.
На фиг. 68 представлена четырехлепестковая конфигурация, обозначенная номером 750, характеризующаяся множеством сегментов или лепестков 751 (четыре), которые выступают радиально наружу и разделены сегментами 752, направленными радиально внутрь.
На фиг. 69 представлено уплотнение с выступающими радиально наружу сегментами, обозначенными номером 770; при этом в данном варианте предусмотрено шесть сегментов 771, выступающих радиально наружу и разделенных сегментами 772. В этом случае сегменты 772 представляют собой прямые отрезки между выступами 771, и не направлены радиально внутрь. Однако сегменты 772 могут быть направлены внутрь, что дает определенные преимущества.
На фиг. 70 изображено уплотнение, обозначенное номером 780, которое содержит пять сегментов 781, выступающих радиально наружу и разделенных пятью сегментами 782, направленными внутрь. В этом варианте направленные внутрь сегменты 782 представляют собой, в частности, криволинейные отрезки, но каждый из них содержит прямые участки 783 и 784 напротив вершин 785, располагаемых ближе всего к центру.
Для любого из вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных на фиг. 66-70, возможны альтернативные варианты формы лепестков или сегментов. Более того, конфигурации, представленные на фиг. 66-70, демонстрируют, что могут быть использованы самые разные варианты конфигурации с различным количеством лепестков или сегментов.
2. Общее описание некоторых уплотнений и уплотняющих поверхностей, проиллюстрированных или описанных выше в настоящем документе
Следует отметить, что уплотнения на примерах осуществления настоящего изобретения, представленных на фиг. 35 и 66-70, иногда характеризуются как «радиальные». Однако из-за некруглой формы уплотнения определенная часть уплотняющих усилий может быть направлена не строго по направлению к центральной оси X картриджа или от нее. Тем не менее, в настоящем документе уплотнения рассматриваются как «радиальные», поскольку уплотняющие поверхности на картридже и корпусе фильтра обращены, в частности, в радиальном направлении; а уплотняющие усилия направлены радиально наружу или радиально внутрь относительно центральной оси X, в зависимости от того, идет ли речь о наружной уплотняющей поверхности или о внутренней уплотняющей поверхности. Иначе говоря, силы сжатия по-прежнему прилагаются не в аксиальном направлении (т.е. в продольном направлении по оси X), а - в основном - в радиальном. Однако существуют сферы применения, где уплотняющие усилия не прилагаются строго в направлении оси X или от нее в каждой из этих некруглых конфигураций.
В общем, радиальные уплотнения содержат уплотняющие поверхности, которые охватывают центральную ось (по направлению к ней или от нее). Во многих случаях эта центральная ось представляет собой центральную ось картриджа фильтра, вокруг которой расположена и набивка. Однако из альтернативных вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящем документе, понятно, что радиальное уплотнение может представлять собой уплотнение, опоясывающее ось, которая не является также и центральной осью картриджа (и наоборот, осевое уплотнение представляет собой уплотнение, которое отцентрировано относительно центральной оси, вокруг которой располагается уплотнение; при этом указанная ось также представляет собой - как правило, но не обязательно в некоторых случаях - центральную ось X картриджа).
Согласно общей терминологии, использованной в настоящем документе, различные уплотнения корпуса, проиллюстрированные на фигурах, могут быть также охарактеризованы как уплотнения, содержащие радиально направленную уплотняющую поверхность, поскольку направление уплотнения различных уплотнений корпуса, отображенных на чертежах, соответствует поверхности уплотнения, входящей в соприкосновение с определенной частью корпуса (будь то часть выпускного патрубка или наружный участок корпуса, в зависимости от того, какое из двух уплотнений корпуса задействовано), которая может быть определена как «радиально направленная поверхность». Во всех случаях поверхность, которая фактически образует уплотнение, располагается вокруг центральной оси X (по направлению к ней или от нее), которая обычно представляет собой центральную ось X, в отличие от осевого уплотнения, направление которого обычно совпадает с продольным направлением действия уплотняющей силы вдоль центральной оси X. Уплотнения на проиллюстрированных примерах представляют собой «внешние радиальные уплотняющие поверхности» или «направленные наружу радиальные уплотнения», так как поверхность элемента уплотнения на картридже, фактически образующая уплотнение в соединении с корпусом, обычно направлена в сторону от центральной оси картриджа, в отличие от поверхности, направленной к указанной оси. Однако многие из принципов, описанных в настоящем документе, могут быть применены в альтернативных вариантах уплотнений, в которых уплотняющая поверхность на картридже, которая входит в соединение с корпусом, образуя уплотнение, направлена радиально в сторону центральной оси.
Радиальные уплотнения корпуса, описанные в настоящем документе, могут быть описаны термином «беззажимные» или иным схожим термином. Это означает, что для уплотнения обычно не предусмотрено использование какого-либо зажима, например, обжимного хомута или иного приспособления подобного рода, который должен быть затянут с целью обеспечения надежного уплотнения. Уплотнение образуется просто путем прижатия уплотняющего материала к поверхности корпуса; при этом его направление задается элементом картриджа.
Как показано на фиг. 33-70, поверхность основного уплотнения некруглой формы может быть охарактеризована как уплотняющая поверхность, содержащая, по меньшей мере, два равноудаленных друг от друга сегмента, выступающих радиально наружу. В действительности, за исключением варианта, показанного на фиг. 66, в каждом из уплотнений предусмотрено, по меньшей мере, три равноудаленных друг от друга сегмента уплотняющей поверхности, выступающих радиально наружу, а обычно - от четырех до десяти (включительно) равноудаленных друг от друга сегментов уплотняющей поверхности, выступающих радиально наружу. В настоящем документе термин «выступающий радиально наружу» использован для обозначения лепестка, вершины или сегмента, выступающего в каком-либо внешнем направлении относительно центральной оси, в отличие от направления самой уплотняющей поверхности, которая может образовывать уплотнение, направленное наружу или внутрь. Иными словами, выступающий радиально наружу сегмент представляет собой сегмент уплотняющей поверхности, который направлен в сторону от центральной оси уплотнения (и обычно картриджа), вне зависимости от того, в каком направлении обращена сама уплотняющая поверхность. Для варианта с «шестью выступающими радиально наружу сегментами», представленного на фиг. 36, эти выступы обозначены номером 533х. Для варианта с «двумя» выступающими радиально наружу сегментами, представленного на фиг. 66, эти сегменты обозначены номером 701. Для варианта с тремя выступающими радиально наружу сегментами, представленного на фиг. 67, эти сегменты обозначены номером 731. Для варианта с четырьмя выступающими радиально наружу сегментами, представленного на фиг. 68, эти сегменты обозначены номером 751. Для варианта с шестью выступающими радиально наружу сегментами, представленного на фиг. 69, эти сегменты обозначены номером 771; а для варианта с пятью выступающими радиально наружу сегментами, представленного на фиг. 70, эти сегменты обозначены номером 781.
За исключением варианта, показанного на фиг. 69, каждое из уплотнений, представленное на фиг. 33-36 и 66-70, содержит по одному направленному радиально внутрь сегменту между выступающими радиально наружу сегментами, описанными выше. Для варианта, представленного на фиг. 36, эти сегменты обозначены номером 533у. Для варианта, представленного на фиг. 66, эти сегменты обозначены номером 702. Для варианта, представленного на фиг. 67, эти сегменты обозначены номером 732. Для варианта, представленного на фиг. 68, эти сегменты обозначены номером 752. Для варианта, представленного на фиг. 70, эти сегменты обозначены номером 782. Следует отметить, что уплотнение, показанное на фиг. 69, содержит прямые отрезки, расположенные между выступающими наружу участками, и поэтому в нем нет сегментов, направленных внутрь. В этой связи следует еще раз отметить, что задание уплотняющей поверхности направленных внутрь сегментов относится к геометрическому направлению относительно центральной оси, относительно которой изгибаются или выступают сегменты поверхности, в отличие от направления, в котором действует сила, уплотняющая поверхность. Тем не менее, в настоящем документе уплотнения рассматриваются как «радиальные», поскольку уплотняющие поверхности на картридже и корпусе фильтра обращены, в частности, в радиальном направлении; а уплотняющие усилия направлены радиально наружу или радиально внутрь относительно центральной оси X, в зависимости от того, идет ли речь о наружной уплотняющей поверхности или о внутренней уплотняющей поверхности
Следует отметить, что во многих уплотнениях направленные внутрь сегменты уплотняющей поверхности являются криволинейными. Согласно общей терминологии, использованной в настоящем документе, под этим понимается удлинение уплотняющей поверхности относительно обращенных наружу сегментов за счет прогиба между обращенными наружу сегментами. Такое определение применимо ко всем уплотнениям, изображенным на фиг. 30, 66-68 и 70, за исключением уплотнения, показанного на фиг. 69.
Следует отметить, что если следовать вышеприведенному определению, то и уплотнение, показанное на фиг. 70, также является «криволинейным», поскольку, несмотря на то, что на фиг. 70 каждый из сегментов 783 и 784 представляет собой прямой отрезок, общее удлинение каждого сегмента 782 между выступами 781 идет по криволинейной траектории.
Обращенные радиально наружу сегменты уплотняющей поверхности обычно расположены радиально вокруг центральной оси картриджа на равном расстоянии друг от друга, что характерно для всех уплотнений, описанных в настоящем документе. Однако такое равномерное радиальное расположение не обязательно, и многие принципы, описанные в настоящей заявке, могут быть применены в альтернативных вариантах реализации уплотнений. Это же относится и к направленным внутрь сегментам уплотнений.
Обращенные радиально наружу сегменты уплотняющей поверхности обычно изогнуты с радиусом, по меньшей мере, 5 мм; как правило - не более 35 мм; а часто - в пределах от 15 до 30 мм включительно для обеспечения удобства формования, изготовления и использования уплотнений. Однако возможны и альтернативные варианты. Направленные радиально внутрь сегменты обычно также закруглены по радиусу с кривизной, составляющей, по меньшей мере, 2 мм, а чаще всего - в пределах от 2 до 35 мм для удобства изготовления. Однако и в этом случае возможны альтернативные варианты.
Как правило, при применении принципов согласно настоящему изобретению в предпочтительных вариантах его реализации, уплотняющая поверхность, образующая основное уплотнение - например, уплотнение 533 - будет радиально перекрываться с концом набивки; и отстоять от внутренней границы набивки в направлении наружу, по меньшей мере, на 3 мм; а от внешней границы набивки в направлении внутрь - по меньшей мере, на 5 мм. Кроме того, ее максимальный размер в поперечном сечении меньше максимального размера наружного уплотнения в поперечном сечении, по меньшей мере, на 3 мм, обычно - по меньшей мере, на 5 мм, а часто - по меньшей мере, на 8 мм; или меньше, по меньшей мере, на 10 мм, а чаще всего - на 15 мм, когда фильтр в сборе включает в себя наружное уплотнение или вспомогательное радиально направленное уплотнение, описанное в настоящем документе.
Картридж не обязательно должен содержать два уплотнения, хотя это предпочтительно в случае применения предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в этой заявке. Кроме того, основное уплотнение 533 не обязательно должно представлять собой стенку паза, хотя это также типично и предпочтительно для описанных вариантов применения. Помимо этого, поверхность паза, не образующая уплотнение корпуса с использованием паза, не обязательно должна быть круговой при ее задании, и обладать наклонной поверхностью, хотя этот вариант является типовым и предпочтительным.
Когда в настоящем документе говорится о размерах радиально направленных уплотняющих поверхностей, величинах или размерах их окружностей или поперечных сечений, имеются в виду поверхности, не деформированные при установке, если специально не оговорено иное. Таким образом, в рамках используемой терминологии размер иногда обозначается термином «размер недеформированного поперечного сечения» или ирным подобным термином.
3. Примеры некоторых альтернативных конструкций
Теперь обратимся к фиг. 33С. Фигура 33С, в целом, идентична фигуре 33, но отличается иной угловой ориентацией основных конструктивных элементов, и на ней не показаны некоторые модификации конкретных элементов.
Следует понимать, что устройство и конструктивные элементы фильтра в сборе, представленного на фиг. 33С, в основном идентичны конструкции и подобным элементам, описанным выше в отношении фильтра в сборе, изображенного на фиг. 33.
На фиг. 33С показан фильтр 1000 в сборе, включающий в себя корпус 1001 с картриджем 1010, установленным в корпусе с возможностью замены. Картридж 1010 может быть идентичен картриджу, описанному выше, и содержать набивку 1011, расположенную между первой и второй концевыми деталями 1012 и 1013. На проиллюстрированном примере единственное отличие заключается в том, что на заглушенном конце 1013 наружный буферный выступ 1015 ориентирован в осевом направлении внахлестку с концом 1016 опорной конструкции 1017, которую опоясывает набивка 1011. В этом заключается отличие от фильтра в сборе, представленного на фиг. 33, где буфер расположен с радиальным смещением относительно конца опоры.
Следует отметить, что на фиг. 33В, т.е. на увеличенном местном виде сегмента, выделенного на фиг. 33, концевая деталь 1012 отличается от концевой детали, описанной выше, элементами своей конструкции; при этом обе указанные детали выполняют одни и те же функции. В частности, отличие заключается в детали 1020 опоры, встроенной в формуемый на месте материал 1021.
На фиг. 33 показано перспективное изображение фильтра 1000 в сборе вместе с корпусом 1001.
На фиг. 34В показано перспективное изображение снизу картриджа 1010. На проиллюстрированном примере представлен буфер 1015, выполненный в виде непрерывного, а не сегментированного, кольца. Принципы настоящего изобретения могут быть осуществлены с сегментированным кольцом.
На фиг. 34С показано перспективное изображение открытого конца картриджа 1010 с набивкой 1011, расположенной между концами 1012 и 1013. На концевой детали 1012 предусмотрена прорезь, приемник или паз 1025 с внутренней стенкой 1026, выполненной с возможностью образовывать радиально направленную уплотняющую поверхность 1026s, которая содержит множество лепестков или выступов 1026о, обращенных радиально наружу, разделенных равноудаленными друг от друга направленными внутрь выемками или участками 1026i, аналогично описанной выше схеме. Кроме того, проиллюстрированный картридж 1010 характеризуется обращенной наружу уплотняющей поверхностью 1028s, которая охватывает поверхность 1026, образуя вспомогательное или второе радиальное уплотнение.
На фиг. 35А показан вертикальный вид сбоку картриджа 1010. На фиг. 35В представлено поперечное сечение картриджа 1010. На фиг. 36А показан вид в плане картриджа 1010, если смотреть на него со стороны концевой детали 1012. Представлены следующие примеры размеров: ХА=71 мм; ХВ=радиус 129 мм; ХС=101216 мм; XD=10123 мм; и ХЕ=93 мм.
На фиг. 37А показан вид с торца концевой детали 1013 картриджа 1010.
F. Дополнительные комментарии в отношении полезных свойств уплотнений
Как уже было сказано выше, для достижения определенных преимуществ согласно настоящему изобретению картридж фильтра или воздушный фильтр в сборе не обязательно должен характеризоваться всеми признаками, описанными в настоящем документе. В действительности, в некоторых фильтрах можно добиться определенных преимуществ за счет реализации предпочтительной конфигурации первого уплотнения, описанного в настоящей заявке, вне зависимости от наличия второго уплотнения, конфигурация которого описана в настоящем документе.
Что касается использования предпочтительной конфигурации уплотнения согласно настоящему изобретению, то во многих характерных примерах применения фильтр картриджа содержит набивку с двумя (первым и вторым) концами; при этом набивка обычно опоясывает и задает открытое пространство фильтра. На первом конце набивки предусмотрена первая открытая концевая деталь. Она может представлять собой формуемый на месте колпачок со встроенным в него первым концом набивки, как это описано выше. Однако возможны и альтернативные варианты.
Уплотнение корпуса расположено на первой концевой детали. На проиллюстрированном примере уплотнение корпуса содержит первую радиально направленную уплотняющую поверхность, снабженную, по меньшей мере, двумя (обычно - по меньшей мере, тремя; а в предпочтительном варианте - по меньшей мере, четырьмя) равноудаленными друг от друга выступами, обращенными радиально наружу. В этом контексте термин «выступающие радиально наружу» применительно к сегментам уплотняющей поверхности указывает на направление в сторону от центральной оси, в котором обращены указанные сегменты, а не направление, в котором обращена сама поверхность, образующая уплотнение. Иными словами, обозначается лишь форма «лепестков» или сегментов, а не направление уплотнения. Таким образом, уплотнение может содержать множество сегментов уплотняющей поверхности, выступающих радиально наружу; при этом оно может представлять собой радиальное уплотнение, или обращенное наружу, или направленное внутрь.
Сегменты уплотняющей поверхности, выступающие наружу, обычно разделены криволинейными уплотняющими сегментами, например, сегментами уплотняющей поверхности, выступающими радиально внутрь, хотя возможны и альтернативные варианты.
В стандартных и предпочтительных вариантах предусмотрено 4-12 равноудаленных друг от друга сегментов уплотняющей поверхности, выступающих радиально наружу, включительно (часто 4-10 включительно). Возможны и альтернативные варианты.
К выступающим наружу сегментам поверхности не предъявляется требование, заключающее в том, чтобы они обязательно должны быть вогнутыми или выгнутыми наружу, хотя обычно это именно так. Кроме того, обычно они сформованы с круговым радиусом, хотя возможны и альтернативные варианты. Подобным же образом, когда направленные внутрь сегменты уплотняющей поверхности расположены между выступающими наружу сегментами уплотняющей поверхности, обычно они представляют собой вогнутые сегменты с круглым радиусом кривизны, хотя возможны и альтернативные варианты.
Кривизна выступающих наружу сегментов уплотняющей поверхности не обязательно должна быть такой же, что и кривизна направленных внутрь сегментов уплотняющей поверхности. На одном из выборочных проиллюстрированных примеров выступающие наружу сегменты уплотняющей поверхности в действительности изогнуты с большим радиусом, чем направленные внутрь сегменты уплотняющей поверхности, хотя возможны и альтернативные варианты.
Уплотнение обычно задается материалом, формуемым на месте сверху опоры (на опоре), на которой также предусмотрены сегменты, выступающие радиально наружу, и - в предпочтительных конфигурациях - сегменты, выступающие радиально внутрь.
Некруглая уплотняющая поверхность, заданная так, как это описано выше, обычно представляет собой боковую поверхность приемочного паза в сформованной на месте концевой детали. На одном из проиллюстрированных примеров уплотняющая поверхность является радиально направленной внутренней поверхностью такого паза, конструкция которого предусматривает уплотняющую поверхность, направленную радиально наружу. Возможны и альтернативные варианты.
Описанная в этом разделе уплотняющая поверхность, имеющая некруглую форму и включающая описанные сегменты, обычно расположена внахлест с концом набивки; при этом уплотняющая поверхность заглубляется радиально внутрь между двумя самыми удаленными от центра точками и выступает радиально наружу между двумя точками, расположенными ближе всего к центру. При использовании гофрированной набивки уплотнение обычно выполнено таким образом, что заглубление радиально внутрь между двумя выступами начинается от наружных концов гофр на их вершинах, а выступ радиально наружу между двумя выемками - от внутренних концов гофр в точках, максимально приближенных к центру. По всей длине уплотняющей поверхности все наружные и внутренние концы гофр равноудалены друг от друга на 3 мм.
Многие принципы, описанные в этом разделе в отношении некруглого радиального уплотнения, могут быть также применены к вспомогательному или наружному радиально направленному уплотнению согласно общим принципам изобретения, представленным в настоящем документе. Например, может быть предусмотрено вспомогательное или наружное уплотнение, максимальный размер которого в поперечном сечении превышает соответствующий размер некруглого внутреннего уплотнения.
VII. Прочие варианты осуществления настоящего изобретения и их отдельные модификации, фиг. 71-111
А. Общие положения
На фиг. 71-111 представлены некоторые альтернативные принципы и конструктивные особенности, применимые в фильтрах согласно настоящему изобретению. Эти особенности относятся, частично, к опциональным альтернативным конфигурациям основного уплотнения, которые могут быть реализованы для обеспечения определенных преимуществ. Опциональные альтернативные конфигурации основного уплотнения могут быть использованы в фильтрах без какого-либо вспомогательного уплотнения, сохраняя при этом присущие им преимущества.
Некоторые из конфигураций, представленных на фиг. 71-111, относятся также к использованию опционального устройства дискретного позиционирования, облегчающего центровку картриджа фильтра с выпускным патрубком эффективной конструкции. Эти особенности могут быть использованы в уплотнении и его модификациях, описанных в привязке к фиг. 71-89, или в альтернативных уплотнения, описанных в настоящем документе.
Некоторые из конфигураций, представленных на фиг. 71-111, также относятся к модификациям опционального вспомогательного уплотнения, которые могут быть применены к различным конфигурациям согласно настоящему изобретения.
Кроме того, некоторые модификации предусматривают использование альтернативных типов уплотнений и/или опор и соответствующих подходов, которые при желании могут быть реализованы в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных в настоящей заявке.
Следует также отметить, что некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, представленные на фиг. 71-111, показаны без резонатора или глушителя шума. При необходимости резонатор или глушитель шума согласно описанным выше вариантам реализации настоящего изобретения может быть встроен в указанные конструкции, показанные на фиг. 71-111, в качестве их неотъемлемой части.
Некоторые из вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных на фиг. 71-111, относятся к альтернативным типам набивки согласно настоящему описанию. Кроме того, некоторые из вариантов осуществления настоящего относятся к фильтрации газов в системе вентиляции картера.
В. Варианты осуществления настоящего изобретения и их модификации, представленные на фиг. 71-89
Номер позиции 800 на фиг. 71 обозначает воздухоочиститель/газоочиститель или воздушный/газовый фильтр в сборе согласно еще одному из вариантов реализации настоящего изобретения в отношении воздушного фильтра (воздухоочистителя) в сборе. Как показано на фиг. 71, фильтр 800 (например, воздухо- или газоочиститель) в сборе включает в себя корпус 802, задающий тело 803 корпуса фильтра, и технологическую крышку 804; при этом технологическая крышка 804 соединена с телом 803 корпуса фильтра с возможностью съема с помощью, например, защелки 805.
Корпус 802 задает внутренне пространство 802i, в котором расположен картридж фильтра или картридж 810, представляющий собой съемный заменяемый элемент, т.е. узел, пригодный для технического обслуживания (не показан на фиг. 71; см. фиг. 72). Картридж 810 фильтра подробнее описан ниже.
На фиг. 71 также показано, что на корпусе 802 воздушного (газового) фильтра 800 в сборе предусмотрена торцевая стенка 811 с воздуховыпускным патрубком, направленным наружу. Патрубок 812 представляет собой - для проиллюстрированной прямоточной системы - выпускной патрубок очищенного воздуха, используемый аналогично патрубкам 15 и 512, которые были описаны выше. На патрубке 812 расположен опциональный штуцер 812х для отбора давления. Проиллюстрированный корпус 802 также содержит опциональный пылеэжектор 814 с установленным на нем выпускным клапаном 815.
При необходимости корпус 802 может быть снабжен монтажной площадкой, идентичной той, которая используется в описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения. В альтернативном варианте для монтажа воздушного фильтра 800 в сборе может быть предусмотрен зажим или иное приспособление подобного рода, закрепленное на корпусе с возможностью съема.
На фиг. 71 также представлен второй (воздуховпускной) парубок воздушного фильтра 800 в сборе, который обозначен номером 821. Патрубок 821 обычно используется для направления неотфильтрованного воздуха (газа) в корпус 802. Патрубок 821 обычно представляет собой воздухозаборный патрубок с тангенциальным подводом воздуха (газа), но возможны и альтернативные варианты.
Теперь обратимся к фиг. 72, на которой показано поперечное сечение фильтра (воздухоочистителя) 800 в сборе. Видно, что во внутреннем пространстве 802i корпуса расположен картридж 810 фильтра. Номером 817 обозначена воздухозаборная наклонная панель, обозначенная номером 517. Номером 818 обозначен экран на секции 803 тела корпуса, а номером 819 - экран на технологической крышке 804. На технологической крышке 804 расположено отверстие 820, через которое во внутреннее пространство патрубка 814 пылеэжектора, обозначенное номером 814i, поступает пыль и вода.
Под номером 521 на фиг. 51 представлен впускной патрубок воздушного фильтра в сборе.
Как уже было сказано, фильтр 800 в сборе аналогичен фильтрам 1 и 500 в сборе, описанным выше. Идентифицированные конструктивные элементы могут быть выполнены с возможностью функционирования аналогично подобным элементам, описанным в связи с указанными вариантами осуществления настоящего изобретения.
Одно из отличий вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных на фиг. 71-89, от описанного выше варианта заключается в том, что показанный картридж 810 фильтра не содержит резонатора или глушителя шума. Однако в вариантах реализации настоящего изобретения, проиллюстрированных на фиг. 71-89, может быть использован глушитель шума или резонатор, аналогичный глушителям шума и резонаторам, описанным выше.
Некоторые из дополнительных отличий вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных на фиг. 71-89, от описанных выше вариантов реализации настоящего изобретения, относятся к конфигурации выпускного патрубка 812 в части его соединения с картриджем 810 фильтра; а также к некоторым особенностям картриджа 810 фильтра в части его соединения с выпускным патрубком 812. Эти отличия описаны ниже.
Теперь обратимся к фиг. 73, где показано взаимодействие между выпускным патрубком 812 и картриджем 810; при этом для облегчения понимания здесь не показаны остальные части воздушного фильтра 800 в сборе, представленные на фиг. 71 и 72. Конечно же, элементы, проиллюстрированные на фиг. 73, могут использоваться в среде воздушного фильтра 800, изображенного на фиг. 72.
На фиг. 73 картридж 810 представлен в поперечном разрезе. Он представляет собой ремонтопригодный элемент, используемый в воздушном фильтре 800. В частности, если снять технологическую крышку 804 с остальной части корпуса 802, то можно установить или извлечь картридж 810 из корпуса 802.
В частности, как показано на фиг. 73, картридж 810 содержит набивку 825, которая на проиллюстрированном примере опоясывает открытое внутреннее пространство 826 фильтра (и оборачивается вокруг центральной оси X), располагаясь между первой и второй концевыми деталями (или колпачками) 828 и 829. Следует отметить, что концевая деталь 828, показанная на фиг. 73, расположена у открытого конца картриджа 810; и, соответственно, является открытой концевой деталью (или колпачком), через которую проходит воздух во время эксплуатации фильтра. И наоборот, концевая деталь 829, показанная на фиг. 73, представляет собой заглушенную концевую деталь, т.е. деталь, в которой отсутствует центральное отверстие для прохождения воздуха. Такая конфигурация является типовой, хотя возможны и альтернативные варианты некоторых описанных здесь конструктивных элементов.
Обычно, хотя возможны и альтернативные варианты, по меньшей мере, часть 828m концевой детали 828 формуется на месте; при этом с ней соединен конец (или концевой участок) 825х набивки 825, который может быть, к примеру, встроен в нее. Кроме того, хотя и здесь возможны и альтернативные варианты, по меньшей мере, часть концевой детали 829 формуется на месте; при этом в нее встроен конец 825у набивки 825. Набивка 825 может быть гофрированной, хотя возможны и иные варианты. Выбор конкретной набивки 825 зависит от требований к ее эффективности и сроку службы. Обычно используется такая набивка и такие конструктивные элементы набивки, которые были описаны выше.
Как можно видеть, набивка 825 опоясывает опциональную ячеистую внутреннюю оболочку или центральную опору 827, которая на проиллюстрированном примере представляет собой решетку, состоящую из множества продольных сегментов 827s, соединенных друг с другом ребрами 827r. Могут быть использованы и альтернативные варианты конструкции опциональной опоры 827. Однако, в общем, опора 827 - при использовании таковой - может быть выполнена достаточно ячеистой для пропуска газа (воздуха) и одновременно достаточной монолитной или жесткой для обеспечения опоры набивки 825. Как уже было сказано, при необходимости она может быть выполнена с возможностью функционирования в качестве резонатора/глушителя шума. В действительности, в некоторых примерах применения набивка может не содержать открытого внутреннего пространства, что будет описано ниже.
Концевая деталь 828 представляет собой открытый элемент с проходящим через него отверстием 830, расположенным по центру. Помимо прочего, в состоянии готовности к эксплуатации в отверстие 830 заходит внутренняя часть 812i циркуляционного патрубка 812 корпуса фильтра.
На фиг. 78 показано перспективное изображение картриджа 810 в направлении концевой детали 828; при этом видно центральное отверстие 830, через которое проходит поток воздуха, соединенное с открытым внутренним пространством 826 фильтра. Концевая деталь 828 содержит первое основное уплотнение 833 и опциональное вспомогательное уплотнение 834. По своей конструкции и местоположению опциональное вспомогательное уплотнение 834 в целом идентично уплотнениями 66 и 534, описанным выше, хотя оно может быть выполнено и иначе.
Вернемся к фиг. 72А, где показан увеличенный местный вид сегмента фигуры 72, на котором указанное выше опциональное вспомогательное уплотнение 834 имеет участок, который может изгибаться радиально наружу из-за отсутствия в этом месте какой-либо опоры. Таким образом, участок или участки корпуса/выпускного патрубка, которые входят в приемочный паз, могут быть выполнены с возможностью прогиба участка 834 наружу и его прижатия к сопредельным участкам корпуса, в результате чего образуется вспомогательное уплотнение. Обычно те участки выпускного патрубка/корпуса, которые вызывают упругую деформацию, выполнены с возможностью не образовывать уплотнение с участком 834. Следует отметить, что в некоторых примерах применения способов, описанных в настоящей заявке, участок 834 может быть при необходимости снабжен жесткой опорой уплотнения, и функционировать без описанной упругой деформации.
Еще раз вернемся к фиг. 78, на которой основное уплотнение 833, как и в описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения, выполнено в виде радиально направленной уплотняющей поверхности, расположенной внахлест с концом набивки 825 в осевом направлении. Уплотняющая поверхность может быть направлена радиально наружу, как это показано на проиллюстрированном примере; но в альтернативном варианте она может быть выполнена в виде уплотнения, направленного радиально внутрь, если в этом возникнет необходимость. Центральная ось картриджа (и уплотнения) обозначена буквой X, а термин «радиально» в этом контексте - как и в описаниях, представленных выше - означает направление к указанной оси (внутрь) или направление в сторону от указанной оси (наружу). В действительности, при отсутствии оси X картриджа уплотнение 833 по-прежнему будет считаться радиальным, поскольку оно будет охватывать какую-либо иную центральную ось (соответствующую оси X); при этом уплотняющие усилия будут направлены, или к этой оси, или в сторону от нее. Описание радиального уплотнения является общим, и оно применимо ко всем вариантам осуществления настоящего изобретения, представленным в настоящем документе.
Кроме того, как и в вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных выше, основное уплотнение 833 в предпочтительном варианте выполнено «беззажимным». Это означает, что для уплотнения обычно не предусмотрено использование дополнительного зажима, который бы требовал затяжки. Более того, в предпочтительном варианте уплотнение фиксируется (при надлежащей установке в картридже 810 в соответствующем корпусе 802) вообще без зажима.
Если еще раз обратиться к фиг. 78, где показан пример картриджа 810, то можно увидеть, что основное уплотнение 833 содержит радиально направленную уплотняющую поверхность 833s, которая на проиллюстрированном примере задает некруглую конфигурацию, хотя возможны и альтернативные варианты. Пример уплотнения 833, представленный на фиг. 78, представляет собой конфигурацию с равноудаленными друг от друга чередующимися сегментами или лепестками 833x, выступающими радиально наружу (на проиллюстрированном примере выгнутыми радиально наружу), и сегментами 833у (на проиллюстрированном примере криволинейными; обычно направленными внутрь, на примере - вогнутыми). Конкретное число выступающих наружу сегментов или лепестков 833x (выгнутых на проиллюстрированном примере) и обращенных внутрь сегментов 833у (вогнутых на проиллюстрированном примере) уплотняющей поверхности не имеет значения для получения, по меньшей мере, определенных преимуществ. Обычно предусмотрено, по меньшей мере, два сегмента каждого вида; иногда - по меньшей мере, три; может быть (согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, описанным выше) - по меньшей мере, четыре (например, 4-12 включительно); иногда - от четырех до десяти включительно. Однако на конкретном проиллюстрированном примере представлено по десять сегментов каждого вида (833х и 833у); при этом в типовых примерах применения обычно предусмотрено 4-10 таких сегментов включительно. Однако, как уже было сказано, их число может отличаться от указанных вариантов.
При альтернативном определении - как и для вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных выше - уплотняющая поверхность 833 может быть охарактеризована как включающая в себя множество равноудаленных друг от друга лепестков или сегментов 833x, обращенных радиально наружу (выгнутых на проиллюстрированном примере), разделенных между собой (криволинейными на проиллюстрированном примере; выступающими внутрь, например, вогнутыми) сегментами 833у поверхности 833. Обычно предусмотрено, по меньшей мере, два выступающих наружу сегмента или лепестка; иногда - по меньшей мере, три; часто - по меньшей мере, четыре; а чаще всего - в пределах 4-12 включительно (например, 4-10), хотя возможны и альтернативные варианты.
Как показано на фиг. 78, на проиллюстрированном примере предусмотрена опциональная выемка 839, опоясывающая уплотняющий элемент 833s основного уплотнения, которая на представленном примере представляет собой прорезь, приемник или приемочный паз 840. Прорезь, приемник или приемочный паз является приемником, аналогичным описанным выше пазам 73 и 540, который выполнен и расположен таким образом, чтобы в него могла зайти часть конца 811 корпуса и/или патрубка 812. Подробнее об этом будет сказано ниже.
Следует отметить, что принципы, описанные в настоящем документе в отношении уплотнения 833, могут быть применены и в том случае, когда уплотняющая поверхность уплотнения 833 не окружена прорезью или приемочным пазом, т.е. когда уплотняющая поверхность уплотнения 833 покрывает выступ концевой детали 828, что действительно имеет место в определенных вариантах осуществления изобретения, также описанных в настоящей заявке. Однако в целях удобства и повышения эффективности целесообразно предусмотреть прорезь, приемник или приемочный паз 840, охватывающий поверхность 833s в конфигурациях, характеризующихся всеми описанными в настоящем документе признаками.
На конкретном проиллюстрированном примере картриджа 810 можно видеть, что прорезь, приемник или приемочный паз 840 выполнен с радиально направленной внутренней стенкой, образующей уплотнение 833, которая в предпочтительном варианте имеет некруглую форму при ее задании относительно оси X; а также с радиально направленной наружной стенкой 841 паза 840, которая имеет круговую форму при ее задании относительной центральной оси X, хотя возможны и альтернативные варианты.
На фиг. 72 можно видеть прорезь, приемник или приемочный паз 840 с входящим в него участком 811х на конце 811 корпуса фильтра и участком 812х выпускного патрубка 812. В этой связи следует обратиться к фиг. 72А, на которой показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 72.
Как уже было сказано выше, конкретное вспомогательное уплотнение, проиллюстрированное на примере, выполнено таким образом, что участок 811х корпуса и участок 812х выпускного патрубка отклоняют наружу неопертый концевой участок вспомогательного уплотнения 834, входя в соединение с уплотняющими участками корпуса, охватывающими патрубок. Такое опциональное отклонение может быть полезным в случаях, когда - из-за проблем, связанных с размерами - нежелательно иметь жесткую опору на концах вспомогательного уплотнения 834. Это техническое решение может быть применено к опциональным вспомогательным уплотнениям во многих модификациях, описанных в настоящем документе.
На фиг. 75 изображено поперечное сечение картриджа 810, на котором хорошо видна прорезь, приемник или приемочный паз 840 (с внутренней стенкой 833 и наружной стенкой 841). При необходимости паз 840 может иметь такие же размеры, как и в вариантах осуществления изобретения, описанных выше, которые характеризуются аналогичными конструктивными особенностями.
На фиг. 84 показана опорная конструкция или центральная опора 845 картриджа 810. Опора 845 может быть выполнена в виде предварительно сформованной заготовки и использоваться, частично, в качестве картридж 810, как и опора 827, представленная на фиг. 72 и 73. В альтернативных примерах применения опора 845 может быть выполнена с возможностью задания резонатора/глушителя шума в соответствии с альтернативными вариантами конфигурации, описанными выше. Однако конкретная опора 84 на проиллюстрированном примере включает в себя центральную часть 845s, задающую центральную опору 827 картриджа, которая представляет собой ячеистая конструкцию, и не может функционировать в качестве резонатора/глушителя шума. Указанная ячеистая конструкция представляет собой решетку, состоящую из множества продольных сегментов 827s, соединенных друг с другом ребрами 827r.
Аналогично опоре 545 опора 845 содержит концевую конструкцию 848, которая включает в себя внутреннюю опору уплотнения или основание 849, отстоящее на заданное расстояние от опционального наружного обода 850, опоясывающего указанное основание 849. По кругу просвета между основанием 849 и ободом 850 предусмотрена открытая решетчатая конструкция 852, состоящая из распорок 851s. При эксплуатации опора 849 встроена в формуемую на месте концевую деталь 828 (и уплотнение 533), обеспечивая опору для регулирования сжатии во время монтажа. Таким образом, основание 849 функционирует во многих отношениях аналогично соответствующим опорным элементам 105 и 549. Конкретное основание 849 на проиллюстрированном примере содержит непрерывную стенку некруглой формы, которая в предпочтительном варианте состоит из множества лепестков или сегментов 849х опоры уплотнения, выступающих радиально наружу (выгнутых на проиллюстрированном примере), чередующихся с сегментами 849у уплотнения, направленными радиально внутрь (вогнутых на проиллюстрированном примере). (В альтернативном варианте основание 849, показанное на рисунке, может быть охарактеризовано как некруглое и включающее в себя множество лепестков 849х, разделенных криволинейными, как на этом примере, сегментами 849х, направленными радиально внутрь).
Количество радиально выступающих наружу сегментов 849х (изогнутых на проиллюстрированном примере) и обращенных внутрь сегментов 849у (изогнутых на проиллюстрированном примере) при такой форме, которая показана на рисунке, зависит от конфигурации используемого уплотнения. Таким образом, обычно предусмотрено, по меньшей мере, два сегмента каждого вида; иногда - по меньшей мере, три; а часто - по меньшей мере, четыре (например, 4-12 включительно).
В привязке к фиг. 84 следует отметить, что на проиллюстрированном примере криволинейный уплотняющий участок основания 849 выполнен цельнолитым и непрерывным, т.е. в нем не предусмотрены боковые отверстия или прорези в осевом направлении над распорками 851 в сторону конца 849р. Такая конфигурация является типовой, как и для прочих вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных выше, хотя возможны и альтернативные варианты.
Опциональная внешняя опора 850 и распорки 851 могут быть, в частности, выполнены аналогично опоре 550 и распоркам 110, описанным выше. Однако на конкретном проиллюстрированном примере наружное основание 850 отличается тем, что оно короче в направлении конца 849р; при этом его кромка или конец 849р выполнен сплошным без каких-либо отверстий или прорезей. В некоторых случаях основание 850 может быть снабжено распорками или выступами 851s выгнутой наружу формы, заканчивающимися на части концевой детали 828, формуемой на месте.
Вновь обращаясь к фиг. 84, следует отметить, что на конкретном проиллюстрированном примере опорная конструкция 845 выполнена таким образом, что опора уплотнения 848 или концевая конструкция составляет единое целое с частью опоры (с решетчатой конструкцией), которую охватывает набивка. Такая опциональная конфигурация во многих случаях является предпочтительной для удобства изготовления. Однако опорная конструкция не обязательно должна быть выполнена в виде цельной неразъемной детали; и элементы, обеспечивающие опору уплотнению или уплотнениям, могут быть выполнены отдельно от опциональных элементов, на которые опирается набивка. Более того, указанные два элемента могут быть изготовлены из разных материалов; например, один - из пластика, а второй - из металла, если в этом возникнет необходимость. Когда имеются оба указанных элемента, не составляющих единое целое, они могут быть закреплены на своем месте, путем встраивания в формуемый на месте материал концевой детали, или же они могут быть соединены друг с другом перед сборкой картриджа.
Следует отметить, что при использовании опционального наружного обода 850 для обеспечения опоры уплотнения нет необходимости в его закреплении на остальной части концевой конструкции 848 с помощью жесткого соединения. Например, при желании, может быть использовано кольцо (или опора уплотнения), не прикрепленное к остальной части опорной конструкции 845. Более того, опорная конструкция не обязательно должна иметь круговую форму на внешней границе концевой детали, или быть непрерывной по конструкции.
На фиг. 85 показано поперечное сечение опоры 845. Опора 845, охватываемая сегментом 849, содержит замыкающее внутреннее кольцо 854, которое частично задает выходное отверстие 830, проходящее через концевую деталь 828 (фиг. 73 и 74), и окончательно образованный картридж 810. Сегмент 854 опоры (или, в частности, картридж 810) содержит направленную радиально внутрь боковую (или внутреннюю) поверхность 854i, на которой предусмотрен первый элемент 856 устройства угловой центровки картриджа с выпускным патрубком (или выпускного патрубка с картриджем). Первый элемент 856 на приведенном примере состоит из одного или нескольких (множества на проиллюстрированном примере) равноудаленных друг от друга выступов 856х на поверхности 854i, выступающих радиально внутрь, т.е. в направлении центральной оси X картриджа (фиг. 75). На конкретном проиллюстрированном примере выступы 856х имеют некруглую, а U-образную форму; при этом их открытый конец обращен в сторону заглушенной концевой детали 829 картриджа; а своим изогнутым концом они обращены в направлении выходного отверстия 830, т.е. в сторону от заглушенной концевой детали 829 и/или второго конца набивки. Такая конфигурация является стандартной и целесообразной по причинам, которые будут представлены ниже. Однако возможны и альтернативные варианты формы и ориентации. Но типовым и предпочтительным вариантом остаются некруглые выступы 856х.
В общем, по меньшей мере, один, а обычно все выступы 856х имеют некруглую форму; при этом один из его концов шире второго. Более узкий конец обычно отстоит дальше от второго конца набивки, чем более широкий конец. На проиллюстрированном примере U-образного выступа его узкий конец является центром кривой в нижней части фигуры U, а широкая часть - концами сторон фигуры U. Конечно, как вариант, может быть использована ромбовидная или овальная форма, при которой узкий коней обращен в сторону от второго конца набивки, т.е. аналогично U-образной форме, а широкий конец (например, центральная часть) - ближе ко второму концу набивки.
Теперь обратимся к фиг. 87, на которой показан циркуляционный (выпускной) патрубок 812. В настоящем документе циркуляционный патрубок 812 определен как часть корпуса 802. Во время работы выпускной патрубок 812 обычно соединен с остальной частью корпуса 801 у конца 811. В частности, можно видеть, что выпускной патрубок 812 содержит следующие конструктивные элементы: монтажный фланец 812f, уплотняющую поверхность 812s, внутреннюю часть 812i и наружную часть 812z. В общем, монтажный фланец 812f обеспечивает установку циркуляционного патрубка 812 на конце 811 корпуса 802, что будет описано ниже. Уплотняющая поверхность или уплотняющий элемент 812s представляет собой поверхность, к которой прижимается уплотнение на картридже 810 при установке указанного картриджа. Внутренняя часть 812i заходит в корпус и задает часть патрубка, которая заходит во внутреннее пространство 830 картриджа 810, откуда через указанный патрубок выходит поток отфильтрованного газа. Кроме того, циркуляционный патрубок 812 содержит элементы для угловой дискретной центровки относительно картриджа 810, что более подробно описано ниже. Наружная часть 812z представляет собой воздуховод, выпускающий отфильтрованный газ наружу из корпуса 802. На конкретном проиллюстрированном примере наружная часть 812z патрубка изогнута под прямым углом, хотя возможны и альтернативные варианты, как в описанных выше примерах осуществления настоящего изобретения.
Теперь обратимся к внутренней части 812i патрубка. Внутренняя часть 812i содержит закраину или кромку 812t, которая еще глубже заходит в корпус 802, и в которой выполнена, по меньшей мере, одна выемка, а обычно - множество выемок 812r. Выемки 812r разделены между собой равноудаленными друг от друга выступами или язычками 812b. На конкретном проиллюстрированном примере показано 10 равноудаленных друг от друга выемок 812r, но их количество не влияет на получение определенных преимуществ согласно настоящему изобретению.
Предусмотрены такие размеры выемок 812r, чтобы в них могли войти выступы 856s (фиг. 85) на картридже 810. Выемки 812r расположены по окружности вокруг центральной оси X таким образом, чтобы в них могли войти только выступы 856х (фиг. 75), если картридж 810 надлежащим образом отцентрирован относительно центральной оси X. Предусмотрено такое угловое дискретное позиционирование, при котором выступ или выступы 856х могут зайти в выемки 812r только в том случае, если угловая центровка картриджа 810 относительно центральной оси X выполнена таким образом, что лепестки 833x надлежащим образом ориентированы относительно приемочных сегментов 812о уплотняющей поверхности 812s, обеспечивая функциональное и надежное уплотнение.
В общем, выступы 856х представляют собой первый элемент устройства угловой центровки (дискретного позиционирования) картриджа относительно выпускного патрубка (или выпускного патрубка относительно картриджа); а выемки 812r представляют собой второй элемент устройства угловой центровки (дискретного позиционирования) картриджа относительно выпускного патрубка (или выпускного патрубка относительно картриджа). Иначе говоря, фильтр 800 в сборе включает в себя устройство совмещения (дискретного позиционирования) выступов/приемников, которое функционирует как устройство угловой центровки (дискретного позиционирования) картриджа 810 и выпускного патрубка 812, при которой картридж 810 может быть полностью установлен в корпус 802 только в том случае, если при повороте вокруг центральной оси X он займет такое угловое положение или одно из нескольких угловых положений, которое позволит произвести его полную установку с надлежащим образом отцентрированным уплотнением. Следует отметить, что на конкретном проиллюстрированном примере выступы расположены на картридже, а выемки - на корпусе фильтра, т.е. на выпускном патрубке 812. Однако возможны и альтернативные варианты компоновки.
Следует отметить, что на конкретном проиллюстрированном примере картридж 810 включает в себя элемент устройства 856 угловой центровки, которое содержит пять (а обычно 2-8) равноудаленных друг от друга выступов 856х, хотя их количество не имеет большого значения. Важно, что установка невозможна до тех пор, пока картридж 810 не будет надлежащим образом отцентрирован в радиальном направлении относительно оси X.
Следует отметить, что выемок 812r больше, чем выступов 856х. Такая конфигурация является типовой, но не обязательной. Количество выемок 812r выбирается таким образом, чтобы при установке картриджа специалистом провайдера услуг картридж надо будет лишь немного повернуть, чтобы обеспечить его центровку и установку в требуемое положение, если только такая центровка не была достигнута при первоначальной установке.
Следует отметить, что обычно размеры и форма каждого выступа 856х выбираются таким образом, чтобы при вхождении в соответствующую выемку 812r такой выступ не вошел в прямой контакт с частью 812i выпускного патрубка. Этот вариант является предпочтительным, но не обязательным для всех примеров применения.
Кроме того, следует отметить, что некруглая, например, U-образная форма выступов 856х обеспечивает удобство монтажа, которое заключается в том, что если при установке выступ упирается в конец 812t, то он не цепляется за указанный конец, и его можно легко повернуть; таким образом, U-образная форма обеспечивает конструкцию, которую непросто отломить. Этому также способствует узкий конец и широкое основание, о чем было сказано выше. При этом возможны и альтернативные варианты
Следует отметить, что выступы 856х обычно расположены таким образом, что они входят в соединения с выемками 812t до того, как некруглое уплотнение с уплотняющими лепестками 833x начнет входить в плотное соединение с уплотняющей поверхностью 812х. Причина, по которой такая конфигурация может быть предпочтительной, заключается в том, что картридж должен быть надлежащим образом отцентрирован в радиальном направлении перед тем, как его конец, сопрягаемый с уплотняющей поверхностью, упрется в участки конструкции, которая образует поверхность 812s.
Следует отметить, что выбор диапазона поворота выемок 812r и выступов 856х может быть осуществлено с отличительными особенностями, которые присущи альтернативным вариантам осуществления настоящего изобретения, описанным в этом документе.
Возвращаясь к фиг. 87, обратимся к полости или пазу 812g, который расположен между патрубком 812t и уплотняющей поверхностью 812s. Полость или паз 812g представляет собой приемочный паз, в который заходит выступающая часть картриджа 810 во время установки указанного картриджа. В частности, паз 812g выполнен с возможностью захода в него части концевой детали 818, обозначенной на фиг. 78 номером 828р, и для этого он имеет соответствующие размеры. Эта часть 828р концевой детали 828 представляет собой выступ с наружной поверхностью, образующей уплотняющую поверхность 833.
Как уже было описано выше, уплотняющая поверхность 833 является некруглой, и на проиллюстрированном примере она содержит множество выступающих наружу сегментов 833х, разделенных выемками 833у, направленными радиально внутрь.
Еще раз обратимся к фиг. 87, на которой паз 812g задан между внутренней стенкой 812у и наружной стенкой 812о. Одна из стенок (812у или 812о) обычно образует уплотняющую поверхность картриджа 810. В конкретном проиллюстрированном варианте осуществления настоящего изобретения стенкой уплотнения (обозначенной номером 812s) паза 812g будет являться наружная стенка 812о, обращенная радиально внутрь, поскольку уплотняющая поверхность 833 картриджа 810 направлена радиально наружу.
Таким образом, уплотняющая поверхность 812s также имеет некруглую форму, согласующуюся с формой уплотняющей поверхности 833 в том смысле, что при вхождении поверхности 812s в соединение с уплотняющей поверхностью 833 образуется уплотнение за счет небольшого сжатия материала и выступа 828р. Таким образом, с учетом конкретной формы поверхности 833, описанной выше, поверхность 812s содержит множество выступающих радиально наружу сегментов 812р, разделенных сегментами 812. На проиллюстрированном примере представлены криволинейные сегменты 812q, направленные радиально внутрь. Следовательно, сегменты 812р вогнуты внутрь (или выгнуты наружу), а сегменты 812q выгнуты внутрь (или вогнуты наружу).
Сегменты 812р и 812q расположены радиально вокруг центральной оси X таким образом, чтобы можно было обеспечить их центрирование относительно поверхности 833 при угловом дискретном позиционировании выступов 856х и выемок 812r относительно друг друга для получения надежного уплотнения.
При использовании описанной выше конфигурации количество сегментов 812р и 812q соответствует количеству аналогичных сегментов на картридже 810, хотя возможны и альтернативные варианты. Количество выступающих радиально наружу сегментов 812р составляет, по меньшей мере, две штуки; иногда - по меньшей мере, три; часто - по меньшей мере, четыре; еще чаще - по меньшей мере, 4-12 включительно; а чаще всего - в пределах 4-10 включительно, хотя возможны и альтернативные варианты. На проиллюстрированном примере представлено 10 сегментов 812р, но возможны и иные варианты.
Еще раз возвращаясь к фиг. 87, обратимся теперь к монтажному фланцу 812f. Монтажный фланец 812f содержит направленный радиально наружу обод 812v и осевую поверхность 812а. Осевая поверхность 812а образует обод, идущий по окружности фланца 812f. Следует отметить, что в ободе 812а предусмотрены отверстия 812с, которые расположены напротив выступающих внутрь сегментов 812q поверхности 812s. Эти отверстия 812с помогают обеспечить некоторую упругость материала гребня 812а в этом месте, а также способствуют охлаждению пластика.
Выступ 812а выполнен с возможностью соединения с остальной частью корпуса путем защелкивания. Для этого, помимо его размеров, на ободе или выступе 812а предусмотрено несколько равноудаленных друг от друга контактных сегментов 812е, обеспечивающих вращательную устойчивость при соединении с остальной частью корпуса на конце 811, что будет описано ниже.
На фиг. 72А показана направленная аксиально внутрь часть конца 811 корпуса фильтра, номер позиции которой был обозначен выше как 811х. Патрубок 812 установлен путем ввода фланца 812а в отверстие, заданное фланцем 811х, и его соединением с фланцами 811х. Как можно видеть, фланец 812а содержит концевой выступ 812j, облегчающий защелкивание. Кроме того, внутренняя поверхность выступа 811х может быть снабжена канавками или ребрами для зацепления с выступами 812е (фиг. 87), обеспечивая противоповоротную фиксацию, что способствует угловой центровке конструкции.
Еще раз обратимся к фиг. 72А и 72. Здесь показано, что могут быть использованы и иные конструктивные элементы из числа описанных выше. Например, концевая деталь или колпачок 828 может быть снабжен опциональным внешним радиальным уплотнением 828s, направленным наружу, которое расположено таким образом, чтобы оно могло войти в соединение с сопредельной частью корпуса 802, если в этом возникнет необходимость. Однако, как было указано выше, это вспомогательное уплотнение является опциональным. Если такое вспомогательное уплотнение используется, то обычно оно больше основного уплотнения в поперечном сечении, как в описанных выше альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения. Как уже было сказано, внешнее уплотнение 828х может быть выполнено с возможностью прогиба в радиальном направлении, или же оно может быть снабжено внутренней опорой. Кроме того, может быть предусмотрен концевой участок 828st наружного уплотнения 828s в виде непрерывного кольца, но возможны и альтернативные варианты (например, в виде несплошного кольца с пазами). Пример пазов, обозначенных пунктирной линией и буквой Р, приведен на фиг. 74.
Сегмент 818m концевой детали обычно формуется на месте, например, из пластичного уретана или иного материала подобного рода; при этом в него встроены части решетчатой конструкции 845, представленной на фиг. 85, что можно увидеть, если обратиться к фиг. 79. На фиг. 82 и 83 сформованные части концевой детали 828 представлены так, как они могли бы выглядеть без встроенных конструктивных элементов, но с таким же диаметром и формой окружности.
Далее описаны остальные фигуры из числа фигур 71-89, иллюстрирующие варианты осуществления настоящего изобретения. На фиг. 74 представлен схематический вертикальный вид сбоку картриджа 810. Здесь можно видеть, что набивка 85 расположена между концевыми деталями 828 и 829. Показана также центральная ось X.
На фиг. 76 показан вид картриджа 810 с торца в направлении концевой детали 828. Можно видеть первое или основное уплотнение 833 с уплотняющей поверхностью 833х, направленной радиально наружу. Через отверстие 830 также можно видеть выступы 856х. Следует отметить, что на фиг. 76 показана линия поперечного сечения, представленного на фиг. 75.
На фиг. 77 показан вид картриджа 810 с торца в направлении концевой детали 829. Концевая деталь изображена с прилитым кольцевым выступом 860, который на проиллюстрированном примере представляет собой сегментированное кольцо. Выступ 860 может входить в соединение с технологической крышкой и обеспечивать устойчивость картриджа 810 при установке.
На фиг. 79 показан увеличенный местный вид выделенного сегмента картриджа 810 в поперечном разрезе. Можно видеть, что части концевой детали 828, в том числе опора 849 уплотнения и наружный обод 850, встроены в сформованную на месте концевую деталь 828.
На фиг. 80 показаны конструктивные элементы, представленные на фиг. 79, но без формуемого на месте сегмента 828m концевой детали 828. В частности, показана набивка 825, охватывающая опору 827 по всей длине. Видна осевая центровка набивки 825 и концевой части 848 опоры. Можно также видеть, что распорка 851 (фиг. 84) наклонена в сторону от набивки 825 в радиальном направлении наружу, как и в описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения. В общем, конструкция, представленная на фиг. 80, может быть уложена в пресс-форму со смолой для повторного формования или отливки части 828m концевой детали 828 (фиг. 79).
При размещении в пресс-форме конструкции, представленной на фиг. 80, выступы 856 могут быть использованы для обеспечения угловой ориентации относительно пресс-формы, как это делают надлежащим образом сконфигурированные ребра или выступы 626, представленные на фиг. 65. Таким образом, выступы 856х могут быть использованы для выполнения двух задач, а именно: 1) для управления формовкой части 828m концевой детали 828 с целью обеспечения требуемой конфигурации, и 2) для осуществления углового дискретного позиционирования относительно корпуса фильтра, в частности, относительно внутренней части 812i выпускного патрубка, как это описано выше.
На фиг. 81 показан вид с торца картриджа 810 в направлении концевой детали 828, на котором обозначена линия поперечного сечения 79-79, представленного на фиг. 79.
На фиг. 82 показан схематический вид в плане формуемого на месте сегмента 828m концевой детали 828. На фиг. 83 показано поперечное сечение формуемого на месте сегмента 828m. Следует отметить, что на фиг. 83 показан лишь сам формуемый на месте сегмент 828m по габаритам окружности. Конечно, в фактически используемом картридже сегмент 828m снабжен встроенными конструктивными элементами.
На фиг. 86 показан вид с торца опоры 845 (фиг. 84) в направлении концевой конструкции 848.
На фиг. 88 показан патрубок 812, подробно описанный выше в привязке к перспективному изображению, представленному на фиг. 87. На фиг. 89 можно видеть увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 88.
Исходя из вышеизложенного, специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что конструкция картриджа может быть аналогична вариантам конструкции картриджа, описанным выше. Предварительно отформованная заготовка 845 может быть выполнена с возможностью использования в качестве опоры. Набивка 825 может быть расположена вокруг опоры, после чего могут быть установлены две концевые детали 828 и 829 путем формовки на месте. Выступ 856s может быть использован для надлежащей угловой центровки набивки вместе с опорой 845 в пресс-форме для образования уплотняющей поверхности 833x. Такой вариант может быть аналогичен описанным выше примерам осуществления настоящего изобретения, в частности, в отношении ребер 626, показанных на фиг. 65. Следует отметить, что выступ 856s может быть использован в качестве альтернативного варианта в описанных выше примерах осуществления настоящего изобретения.
Для вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных на фиг. 71-89 приведены следующие примеры размеров: на фиг. 79: АА=13 мм; на фиг. 80: АВ=22,5 мм; АС=11,9 мм и AD=12,5 мм; на фиг. 81: АЕ=13,5 мм; на фиг. 82: AF=27,5 мм и AG=7,1 мм; на фиг. 83: АН=20 мм; и на фиг. 89: AI=расстояние между внутренним и наружным диаметром 7,1 мм; AJ=радиус 36,8 мм; и AK=радиус 43,9 мм. Прочие размеры пригодной для эксплуатации конструкции могут быть вычислены по масштабу. Разумеется, альтернативные размеры/альтернативные относительные размеры согласуются с принципами, описанными в настоящем документе, что относится ко всем вариантам осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 71-89, некоторые размеры приемочного паза 840 (как, например, паза, представленного на фиг. 79) могут быть идентичны соответствующим размерам описанного выше приемочного паза. К ним относятся: глубина по оси и удлинение от ближайших наружных участков концевой детали, как с учетом самого глубокого участка паза, так и в пределах самого широкого наружного участка паза; величина сжатия уплотнения в направлении любой встроенной опоры; расстояние между внутренним уплотнением и опциональным наружным уплотнением; и прочие размеры.
Пример осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированный на фиг. 71-89, может быть реализован с различными отличительными признаками описанных выше вариантов осуществления изобретения или альтернативных вариантов, представленных в настоящем документе. Описания различных проиллюстрированных вариантов осуществления настоящего изобретения не исключают друг друга в отношении применения описанных отличительных признаков или принципов. Таким образом, отличительные признаки согласно принципам одного варианта могут быть применены в отношении другого варианта, если они согласуются с другими имеющимися признаками.
Хотя показанная конструкция с двумя уплотнениями является опциональной, она может обеспечить определенные преимущества. В частности, внутреннее уплотнение некруглой формы предотвращает вращение картриджа во время работы, даже если наружное уплотнения имеет круглую форму. Это может препятствовать проникновению загрязняющих веществ, которые могут переноситься на поверхности, которые в иных обстоятельствах остаются чистыми, и/или в области прохождения чистого воздуха. Кроме того, при наличии двух радиальных уплотнений, ориентированных так, как это показано на фигурах, с фильтрацией потока воздуха, проходящего через картридж снаружи внутрь, только наружное (опциональное) второе уплотнение обращено в ту сторону, где скапливаются частицы пыли в корпусе. Это значит, что во время работы уплотняющая поверхность вблизи внутреннего уплотнения остается чистой, вне зависимости от того, имеет ли внутреннее уплотнение некруглую форму или нет.
Преимущество некруглого уплотнения заключается в том, что оно способствует сокращению вибрационного смещения элемента. При заданном диаметре элемента некруглая форма основного уплотнения увеличивает длину его окружности, которая превышает длину окружности типового уплотнения круглой формы. В частности, площадь уплотняющей поверхности, контактирующая с конструкцией в корпусе и препятствующая смещению (например, осевому смещению), превышает площадь аналогичной поверхности уплотнения круглой формы с соответствующими параметрами. Таким образом, некруглая форма, особенно при использовании чередующихся друг с другом изогнутых наружу и внутрь сегментов, обеспечивает преимущество в отношении опоры картриджа, препятствуя смещению уплотнения.
Следует отметить, что в описанном выше варианте осуществления настоящего изобретения концевая деталь на картридже напротив конца с уплотнением представлена как заглушенная. В альтернативных примерах применения эта концевая деталь может быть открытой. На примере, представленном на фиг. 73, ей соответствует концевая деталь или колпачок 828. Следует еще раз отметить, что концевая деталь (фиг. 29), которая в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения представлена опционально, может быть открытой, если это удовлетворяет требованиям к функционированию картриджа. Если для обеспечения надлежащего функционирования картриджа эта деталь должна быть заглушенной, то она может закрываться конструкцией в корпусе или иным материалом.
Теперь обратимся к опциональному признаку, который станет понятен из фиг. 75. Как показано на фиг. 75, описанная выше поверхность 833s представляет собой поверхность, которая образует первое уплотнение в корпусе. Номером 828q обозначена уплотняющая поверхность, образующая опциональное второе уплотнение в корпусе. При использовании двух радиальных уплотняющих поверхностей, одна из которых имеет некруглую форму, как описано выше в отношении поверхности 833, в некоторых случаях предпочтительно, чтобы поверхность 828 на внешней окружности (и участок концевой детали, на котором она расположена, и который на проиллюстрированном примере имеет круглую форму) характеризовалась максимальным осевым удлинением в направлении от второго или удаленного конца набивки, обозначенного номером 825у, отличным от максимального осевого удлинения уплотняющей поверхности 833s и участка концевой детали, на котором она расположена. Иными словами, поверхность 833s должна иметь максимальное осевое удлинение, т.е. участок, максимально отстоящий от второго конца 825у, и характеризующийся заданной величиной. Предпочтительно, чтобы эта величина отличалась от величины любого участка поверхности 828q, который входит в соединение с корпусом, образуя радиально направленное уплотнение. В предпочтительном варианте указанная величина составляет, по меньшей мере, 0,5 мм; обычно - по меньшей мере, 1 мм; а часто - 2 мм и больше.
Если указанные участки отличаются друг от друга, какой из них должен быть длиннее, зависит от баланса предпочтений. Например, в некоторых случаях предпочтительно, чтобы поверхность 833s представляла собой часть внутренней области концевой детали, имеющей большее удлинение. Причина, по которой такая конфигурация является предпочтительной в отношении максимального осевого удлинения и расстояния от конца 825у, станет очевидной, если разобраться в процессе установки. Может случиться так, что после установки картриджа 810 специалисту по монтажу оборудования надо будет немного повернуть картридж с тем, чтобы убедиться в том, что некруглая уплотняющая поверхность 833s надлежащим образом отцентрирована относительно сегментов корпуса, что позволит обеспечить полноту ввода и надежность уплотнения. Предпочтительно, чтобы в ходе такой угловой центровки радиальное уплотнение 828q на внешней окружности не входило в зацепление, поскольку это может воспрепятствовать повороту картриджа. Из того, что максимальное удлинение поверхности 833s превышает максимальное удлинение поверхности 828q, понятно, что картридж можно повернуть без особого труда. Эта предпочтительная конфигурация может быть эффективно реализована в любом из вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных в этом документе.
Однако в некоторых случаях вводу картриджа 810 может мешать выступ 856х, входящий в соединение с циркуляционным патрубком до того, как сегмент 828 (и конец 841) достигнет точки сопротивления уплотнению. В этом случае предпочтительно, чтобы наружное кольцо концевой детали было длиннее внутреннего участка, на котором расположено уплотнение 833, так как если картридж 810 упрется в коневую деталь 828, то наружное кольцо будет препятствовать контакту участков, примыкающих к уплотнению 833, с загрязняющими веществами.
Таким образом, прочие признаки системы зависят от того, имеет ли участок, образующий поверхность 833s такое же или иное (более длинное или короткое) осевое удлинение, что и участок, образующий внешнюю окружность 828q. Однако представленные модификации обеспечивают сохранение указанных преимуществ.
Однако это не следует понимать таким образом, что для получения пригодной к эксплуатации и эффективной конструкции все отличительные признаки какого-либо варианта осуществления настоящего изобретения должны быть применены к данному конкретному варианту. Некоторые преимущества могут быть достигнуты без использования всех отличительных признаков, проиллюстрированных и описанных в настоящей заявке.
VIII. Примеры некоторых модификаций конфигурации, представленной на фиг. 71-89
А. Модификации, показанные на фиг. 71А, 71В, 72В, 71С, 72В, 72С, 74А, 75A, 75В, 76А, 77А, 78А и 78В
На фиг. 71А, 71В, 71С, 72В, 72С, 74А, 75А, 75А, 75В, 76А, 77А, 78А и 78В представлены и описаны некоторые отдельные модификации конструктивных элементов, описанных выше в привязке к вариантам осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированным на фиг. 71-89. Следует отметить, что отличительные признаки этих модификаций могут быть применены ко многим другим вариантам осуществления настоящего изобретения, описанным в этом документе, в том числе к тем, которые проиллюстрированы на фиг. 1-70.
Обратимся сначала к фиг. 71А, на которой представлен фильтр 1400 в сборе. Фильтр 1400 в сборе содержит корпус 1401, включающий в себя конструктивные элементы, аналогичные тем, которые были описаны выше, т.е. тело 1402 корпуса с циркуляционным входным патрубком 1403 и циркуляционным выпускным патрубком 1404, а также съемную технологическую крышку 1405. Съемная технологическая крышка 1405 снабжена пылеэжектором 1406. Представленный пылеэжектор 1406 не снабжен выпускным клапаном, но обычно такой клапан используется.
Следует отметить, что в отличие от описанных выше вариантов конфигурации конец 1410 технологической крышки 1405 снабжен множеством аксиально выступающих язычков 1411. Кроме того, показан защелкивающий механизм, который содержит защелку 1416, установленную внахлест конца 1410. Защелка 1416 накрывает конец 1410 для удобства доступа во время технического обслуживания. Язычки 1411 защищают защелку 1416 от повреждений, когда технологическая крышка прижата к поверхности с выступающим вниз концом 1410. Они также помогают избежать случайного открытия или повреждения защелки, если какой-либо предмет по неосмотрительности заденет или ударит конец 1410.
Благодаря тому, что защелка 1416 накрывает конец 1410, защелка 1416 имеет относительно длинный вылет 1415, идущий до конца 1415х. Номером 1420 обозначен прижим 1420, помогающий удерживать вылет 1415 максимально близко к наружной поверхности технологической крышки 1405. Он также служит в качестве направляющей вылета 1415. При открытии узла 1415 элемент 1421 защелкивающего механизма перемещается в сторону выпуска 1404. Элемент 1421 защелкивающего механизма вблизи выступающего прижима 1420 изогнут под таким углом, чтобы во время движения в сторону выпуска 1404 конец защелки двигался наружу, освобождая удерживающий фланец 1422, расположенный на секции 1402 корпуса. Выступы 1425 защищают прижимную конструкцию 1420 от поломки при переноске корпуса 1401.
На технологической крышке 1405 предусмотрена закругленная по радиусу выемка, обозначенная номером 1427, в которую входит радиальный зуб, расположенный на конце секции 1402 корпуса (не виден, так как он заходит в технологическую крышку 1405 изнутри). Это позволяет удерживать и без труда фиксировать технологическую крышку в заданном угловом положении.
На фиг. 71В представлен вид сбоку фильтра 1400 в сборе. Показан выпуск 1404, снабженный опциональным отводом 1430, используемым согласно принципам, описанным выше в настоящем документе в отношении иных вариантов осуществления изобретения.
На фиг. 72В показано поперечное сечение фильтра 1400 в сборе, выполненное по линии 72В - 72В, которая обозначена на фиг. 71В. Внутри корпуса 1401 расположен пригодный для технического обслуживания картридж 1430, обычно включающий в себя конструктивные элементы, аналогичные тем, которые описаны выше в привязке к фиг. 72 и 72А.
Возвращаясь к фиг. 72В, следует отметить, что выпускной или циркуляционный патрубок 1404 включает в себя фланец 1431, который выступает в радиальном направлении вблизи внешней окружности корпуса 1401, в частности, вблизи участка внешней окружности, обозначенной номером 1401р. Эта модификация может быть реализована в иных вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящей заявке.
Теперь обратимся к фиг. 74А, на которой показан вертикальный вид сбоку картриджа 1430. Картридж 1430 содержит набивку 1435, занимающую все пространство между первой и второй концевыми деталями 1436 и 1437. На фиг. 75А показано поперечное сечение, выполненное по линии 75А - 75А, которая обозначена на фиг. 74А. Здесь представлено поперечное сечение картриджа 1430.
В отношении концевой детали 1436 можно видеть, что первое уплотнение 1440, которое может иметь некруглую форму, как это описано выше, удлиняется в направлении от удаленного или второго конца набивки 1435у, образуя удлинение 1440r, которое выдается в сторону от указанного второго конца набивки 1435у дальше, чем удлинение, обозначенное номером 1441r вспомогательного наружного уплотнения 1441. Показанные два уплотнения 1440 и 1441 представляют собой часть концевой детали 1436, расположенной на конце 1435х набивки 1435. В некоторых вариантах конфигурации это обеспечивает определенные преимущества, поскольку способствует тому, что картридж 1440 полностью устанавливается на своем месте еще до того, как уплотнение 1441 входит в соответствующее соединение.
Как показано на фиг. 75А, размер XF на проиллюстрированном примере составляет 273 мм, хотя возможны и альтернативные варианты.
Еще раз возвращаясь к фиг. 75А, следует отметить, что проиллюстрированный картридж 1430 содержит радиальный выступ 1445, пригодный для использования в качестве устройства дискретного позиционирования аналогично устройствам, описанным выше в отношении прочих вариантов осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 72А, в предпочтительном варианте часть концевой детали 1436, образующая наружный обод или кольцо 1450, не включает в себя значительную часть опоры уплотнения, тянущуюся до конца в направлении конца 1450t; а части корпуса, впрессованные в паз 1460, выполнены с возможностью выгибания гибкого конца 1450 радиально наружу с прижатием его к корпусу во время установки, что облегчает уплотнение. Следует еще раз отметить, что эта модификация может быть применена к различным альтернативным вариантам осуществления настоящего изобретения, описанным выше.
Еще раз возвращаясь к фиг. 72В, следует отметить, что опора 1447, которая обеспечивает, до некоторой степени, опирание концевой части ближе к внешней окружности, может представлять собой кольцо, отдельное от остальной части опорной конструкции в картридже 1430.
Теперь обратимся к фиг. 71С. На фиг. 71С представлен еще один альтернативный вариант 1470 реализации фильтра в сборе согласно настоящему изобретению. Он характеризуется многими отличительными признаками, описанными выше в отношении фильтра 1400 в сборе, но также содержит некоторые модификации и особые элементы конструкции. Таким образом, фильтр 1470 в сборе содержит корпус 1471, состоящий из отсека 1472 и технологической крышки 1475. Корпус 1471, установленный на этом примере на технологической крышке 1472, включает в себя газовпускной патрубок 1473 и газовыпускной патрубок 1474. На фиг. 72С показано поперечное сечение фильтра 1470 в сборе. В этом варианте картридж 1480 может включать в себя набивку 1481 с первым и вторым противолежащими концами 1481х и 1481у, расположенными между концевыми деталями 1484 и 1485.
Концевая деталь 1484, установленная на первом конце 1481 набивки, представляет собой концевую деталь с циркуляционным отверстием, проходящим по центру, а также расположенное на ней уплотнение. Уплотнение на проиллюстрированном примере включает в себя первое радиально направленное уплотнение 1486 и второе радиально направленное уплотнение 1487, между которыми проходит паз 1490. На проиллюстрированном примере каждое из указанных уплотнений 1486 и 1487 направлено радиально наружу. Максимальные габаритные размеры первого уплотнения 1486 в радиальном поперечном сечении меньше поперечного сечения набивки 1481 по внешней окружности. Уплотняющая поверхность 1486 может иметь круговую форму, но обычно она представляет собой некруглую поверхность согласно принципам, описанным выше в настоящем документе.
На примере, проиллюстрированном на фиг. 72С, максимальное осевое удлинение части концевой детали с расположенной на ней уплотняющей поверхностью 1486 тянется дальше в направлении от конца 1481у, чем максимальное удлинение концевой детали с уплотняющей поверхностью 1487. Такая конструкция целесообразна, если участок 1495 слишком узок для того, чтобы через него мог пройти выступ.
На фиг. 75В показано перспективное изображение картриджа 1480 со стороны выходного конца. Выступы 1492 могут быть выполнены с возможностью вхождения в соединение с торцевой стенкой и облегчения стабилизации картриджа 1480 на месте во время работы. На фиг. 76А показан вид с торца картриджа 1480, но без опционального выступа 1492. Приведены следующие примеры размеров: XG=80 мм; ХН=радиус 20 мм; XI=радиус 27 мм; и XJ=90 мм.
На фиг. 77А показан вид с торца заглушенного конца 1437 с обозначением следующего размера: XK=106 мм. На фиг. 78А показано перспективное изображение картриджа 1480, а на фиг. 78В - еще одно перспективное изображение картриджа 1480.
Из вышеописанного можно понять, что в некоторых примерах применения может оказаться целесообразным использовать концевую деталь с расположенным на ней основным уплотнением, включающую в себя участок с наружным ободом, который короче максимального удлинения участка концевой детали с основным уплотнением или длиннее этого участка. Может оказаться целесообразным, чтобы в последующих различных вариантах конфигурации наружный участок концевой детали был выполнен из относительно гибкого в радиальном направлении материала с тем, чтобы при необходимости он мог изгибаться в направлении корпуса; или чтобы он опирался на внутреннюю опорную конструкцию. Описанные в настоящем документе принципы могут быть эффективно применены во многих таких конструкциях, а эти конструкции могут быть применены в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных в этой заявке.
В. Дополнительные модификации, фиг. 90-101
На фиг. 90 представлена модификация, применимая к различным вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 90 показаны изменения в конструкции опоры 1600, которые могут быть реализованы в различных картриджах фильтра, описанных в настоящем документе. Изображенная опорная конструкция 1600 включает в себя элемент 1601, который служит опорой набивки, и вокруг которого будет располагаться набивка во время эксплуатации фильтра. Конкретный элемент опоры 1601 представлен как опора набивки, которая не включает в себя резонатор/глушитель шума. Однако при желании она может быть снабжена резонатором/глушителем шума, например, описанным выше. Опорная конструкция 1600 также включает в себя концевой опорный элемент, который обычно встраивается в формуемые на месте части концевой детали, и который выполняет функцию опоры уплотнения.
На фиг. 91 показан перспективный местный вид опорной конструкции 1600 в направлении концевого опорного элемента 1602. Концевой опорный элемент 1602 содержит опору 1604 основного уплотнения, выполненную с возможностью удерживать некруглое уплотнение, состоящее из множества выступающих наружу и направленных внутрь сегментов, описанных выше.
От опоры 1604 основного уплотнения радиально наружу отходят опоры 1606, каждая из которых состоит из ребра 1607 и наружного фланца 1608.
Для облегчения понимания на фиг. 92 показано второе перспективное изображение.
Из фиг. 90-92 можно понять, что принципы согласно настоящему изобретению могут быть применены к варианту конфигурации, в котором внешний обод представляет собой сегментированный, а не сплошной элемент. Этот вариант может быть реализован во многих картриджах, показанных и описанных в настоящей заявке.
На фиг. 93 показана еще одна альтернативная опорная конструкция 1650. Опора 1650 идентичная опорной конструкции 1600, и включает в себя опору 1651, удерживающую набивку, и входной элемент 1652, который обычно встраивается в материал концевой детали перед началом эксплуатации фильтра. Следует еще раз отметить, что опора 1651 набивки представлена в виде ячеистой конструкции, но при желании она может быть снабжена резонатором/глушителем шума. Концевой опорный элемент 1652 обычно встраивается в формуемые на месте части концевой детали перед началом эксплуатации фильтра, и включает в себя опору 1652 основного уплотнения. Он может иметь круглую форму, но на чертеже показана такая конфигурация, которая призвана обеспечивать опору основному уплотнению, состоящему из чередующихся друг с другом направленных наружу и внутрь сегментов.
На фиг. 94 показано перспективное изображение, где опорные сегменты 1655 выступают радиально наружу относительно сегментов 1653; при этом каждый из сегментов 1655 содержит радиально направленную часть 1656 и аксиально направленную часть 1657. На фиг. 95 показано еще одно перспективное изображение в другом ракурсе, которое следует внимательно рассмотреть. Рассмотрев фиг. 93-95, можно понять, что опора для наружного уплотнения может быть обеспечена за счет элемента, состоящего из наружной опоры и сегментов, которые не поддерживаются ребрами, а соединены с другими участками опорной конструкции альтернативными способами. Кроме того, могут быть использованы осевые опорные элементы 1651.
Принципы по фигурам 93-95 применимы ко многим вариантам конфигурации, описанным в настоящем документе.
На фиг. 96-101 представлена модификация, где опора уплотнения отделена от опоры набивки.
Теперь обратимся к фиг. 96, на которой представлена конструкция 1700. Конструкция 1700 показана схематически, и она включает в себя опору 1701 набивки и опору 1702 уплотнения. Можно видеть, что два элемента - 1701 и 1702 - отделены друг от друга, т.е. они не представляют собой единое целое. Опора 1701 показана схематически. В качестве опоры набивки она может представлять собой ячеистую трубку с решетчатой конструкцией, и поэтому при необходимости она может выполнять функцию резонатора/глушителя шума. Смысл примера, изображенного на фиг. 96, заключается в том, чтобы просто схематически показать наличие элемента, который во время эксплуатации фильтра заходит во внутреннее пространство, окруженное набивкой.
Опора 1702 может быть выполнена сообразно любому из вариантов опор, описанных выше в настоящем документе. На проиллюстрированном примере она содержит опору 1703 основного уплотнения, которая может быть альтернативно выполнена с возможностью поддержки множества уплотнений разнообразных форм. На конкретном проиллюстрированном примере опора 1703 выполнена с возможностью поддержки уплотнения, которое содержит множество выступающих наружу и направленных внутрь сегментов. Кроме того, на опоре 1702 предусмотрен наружный обод 1705, соединенный с центральной частью опоры ребрами 1706. Могут быть использованы модификации, описанные выше.
Опора 1702 также содержит центральный сегмент 1708 с проходящим через него отверстием 1709 для пропуска воздуха, внутри которого расположены опциональные элементы 1710 устройства дискретного углового позиционирования. На фиг. 97 показано, как будут выглядеть сведенные вместе сегменты 1701 и 1702 при типовой сборке. На фиг. 98 показано схематическое изображение конструкции, представленной на фиг. 97, с описанными выше сегментами 1701 и 1702. На фиг. 99 показан вид опоры с торца в направлении сегмента 1702 с конструктивными элементами, описанными выше. На фиг. 100 показано поперечное сечение опорной конструкции 1700 с описанными выше сегментами 1701 и 1702. На фиг. 101 показан увеличенный местный вид сегмента, выделенного на фиг. 100 также с описанными выше конструктивными элементами.
Легко понять, что при подготовке картриджа опора 1700 может быть собрана из отдельных частей, которые затем соединяются вместе в процессе формовки концевой детали, в результате чего они скрепляются друг с другом, придавая картриджу определенные свойства. Отдельные части, не образующие единое целое, могут быть выполнены из одного и того же материала или из разных материалов.
IX. Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения с прямоточной схемой, фиг. 102-107
Примеры, проиллюстрированные выше в настоящем документе, относятся к конфигурациям, в которых набивка картриджа охватывает открытое внутреннее пространство фильтра, а поток воздуха в процессе фильтрации проходит через эту набивку во внутреннее открытое пространство фильтра, после чего выходит наружу через открытую концевую деталь. Описанные в настоящей заявке принципы могут быть применены к альтернативным вариантам конфигурации, в которых набивка выполнена под «прямоточную схему», т.е. под такую схему, в которой поток воздуха в процессе фильтрации заходит в набивку с одного конца и выходит из нее с противоположного конца. Пример этого варианта осуществления настоящего изобретения можно разобрать в привязке к фиг. 102-107. Несомненно, корпус фильтра должен быть модифицирован под прямоточный картридж.
На фиг. 102 показан картридж 900, который включает в себя пакет набивки 901, выполненный с возможностью использования в прямоточных схемах фильтрации. К примеру, неотфильтрованный воздух (газ) может заходить внутрь через конец 902 и выходить через конец 903 в уже отфильтрованном виде. Предусмотрено множество вариантов конструкции набивки 905: например, рифленая конструкция с рифлями, идущими от конца или торца 902 до конца или торца 903; с входными рифлями, открытыми на конце 902 и заглушенными на конце 903; с выходными рифлями, заглушенными на конце 902 и открытыми на конце 903; с набивкой 903, выполненной таким образом, что воздух, который заходит в конец 902, не может выйти через конец 903, не пройдя через набивку. Пример формы такой набивки описан в патентах США №№6,190,432 и 7,396,376, включенных в настоящую заявку описание посредством ссылки, в которых пакет набивки содержит рифленый материал, закрепленный на материале подложки, и принимающий в пакете набивки определенную форму с соответствующим уплотнением.
Типичным примером может служить рифленый лист, закрепленный на листе подложки (к примеру) и свернутый так, как это показано на фиг. 10, на которой этот лист обозначен номером 910. Конструкция такой набивки описана, например, в патентах США №№6,190,432 и 7,396,736, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Она может быть выполнена из различных материалов, а при необходимости поверхность материала может быть обработана до такой степени шероховатости, которая соответствует волокну высокого номера. На фиг. 103 показана катушка 911 с уплотнением 912, которое образуется с одной стороны рифлей при свертывании набивки, и с выемками 914 с другой стороны, уже образованными между рифленым листом 916 и листом подложки 917. Такая катушка 911 может быть использована в пакете набивки картриджа 900.
Возвращаясь к фиг. 102, следует отметить, что изображенный здесь картридж 900 содержит концевую деталь 920 на первом конце набивки 905. Показанная концевая деталь 920 содержит формуемый на месте сегмент 921, первый уплотняющий элемент которого (923) выполнен так, как это описано выше, в виде радиального уплотнения 923s (выступающего радиально наружу на проиллюстрированном примере), которое содержит множество изогнутых (выгнутых) наружу лепестков 9231, разделенных в предпочтительном варианте направленными внутрь криволинейными участками 931с с обращенной наружу (вогнутой) лицевой стороной. Форма и количество лепестков 923с может быть таким же, как и в прочих вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных выше. Кроме того, материал уплотнения, образующий поверхность 923s, при необходимости может быть сформован на опорной конструкции.
Конкретная концевая деталь 920, показанная на чертеже, содержит опциональный приемочный паз 940, охватывающий уплотняющую поверхность 923s; при этом указанный паз не отличается от паза, описанного выше. Кроме того, концевая деталь 920 содержит внешнюю окружность 920р, которая может быть образована из уплотняющего материала с целью формирования вспомогательного уплотнения по окружности так, как это описано выше. Помимо этого, концевая деталь 920 может содержать опциональную опорную конструкцию, встроенную в окружность 920р с целью создания опоры для уплотнения 920р.
Опорная конструкция, как указано выше, может быть встроена в формуемые на месте сегменты концевой детали 920, и поэтому ее не видно на фиг. 90, где представлен один из вариантов осуществления настоящего изобретения. При необходимости она может быть снабжена опорой для лепестков 9231 и опорой для уплотнения 920р. При использовании такой опоры она может быть выполнена без возможности захода в центр набивки 905, так как в этом случае набивка 905 не охватывает открытое внутренне пространство фильтра. Более того, центральная часть 905с свернутой набивки может быть просто заглушена на конце 903.
Еще раз возвращаясь к фиг. 102, следует отметить, что изображенный на ней картридж 900 снабжен второй концевой деталью 930, примыкающей к концу 902, которая облегчает захват. Концевая деталь 930 представляет собой опциональный элемент, обычно открытый на конце 902 с тем, чтобы воздух мог поступать внутрь пакета набивки.
При необходимости пакет набивки картриджа 900 (фиг. 90) может быть снабжен герметичным экраном или экраном, охватывающим набивку. Однако такой экран является опциональным элементом, и при необходимости пакет набивки может представлять собой просто свернутую конструкцию, состоящую из подложки с закрепленным на ней рифленым материалом. Отличительные признаки концевой детали 920 могут, в общем, соответствовать описаниям, представленным выше в настоящем документе для прочих вариантов осуществления изобретения, за исключением модификаций, которые необходимы для удовлетворения требований конкретного типа набивки.
Изображение, представленное на фиг. 102, является схематическим, т.е. оно не предназначено для точного отображения какого-либо варианта осуществления настоящего изобретения, а скорее указывает на то, каким образом принципы, описанные в настоящем документе, могут быть применены к тем вариантам конфигурации с прямоточной схемой, в которых используется набивка описанного выше типа. Следует еще раз подчеркнуть, что в этом случае корпус фильтра должен быть выполнен с возможностью использовании прямоточного картриджа.
Следует отметить, что на проиллюстрированном примере части концевой детали 920 расположены поверх конца набивки 905, и поэтому они блокируют прохождение потока воздуха через те части набивки, которые расположены по внешней окружности, т.е. через рифли, максимально отстоящие от центральной оси в радиальном направлении. При необходимости концевая деталь 920 может быть снабжена опорой, поддерживающей сформованные на месте части концевой детали 920 и предварительно отформованный сегмент опоры, которые разнесены в стороны от концов рифлей - на лицевой поверхности набивки - так, чтобы через рифли, максимально удаленные от центральной оси в радиальном направлении, или, по меньшей мере, через некоторые из указанных рифлей не мог выйти поток воздуха. Для достижения такого результата могут быть реализованы принципы, описанные в патентах США №№6,190,432 и 7,396,376 применительно к опорам и элементам уплотнений.
Следует отметить, что примеры осуществления настоящего изобретения, представленные на фиг. 102 и 103, могут быть реализованы с модификациями, описанными выше в настоящем документе для иных вариантов осуществления изобретения, особенно в отношении подробной конфигурации размеров уплотнений, размеров приемочного паза, местоположения и направления уплотнений, и т.п.
Описанные принципы могут быть реализованы в прямоточных конструкциях некруглой формы (см. конфигурации, представленные на фиг. 104 и 105). На фиг. 104 показан картридж 1800, включающий в себя пакет набивки 1801, где используется набивка, аналогичная той, которая описана выше в привязке к фиг. 103, за исключением того, что свернутая набивка 1801 имеет некруглую форму. Такие варианты конфигурации овальной формы описаны, например, в международных заявках на патент №№00/50149 и 2005/063361, включенных в настоящую заявку посредством ссылки.
На конце 1802 набивки, изображенной на фиг. 104, предусмотрена опора 1803 для уплотнения 1804, идущего по окружности указанной опоры. Представленное уплотнение 1804 содержит множество выступающих наружу сегментов 1805, разделенных направленными внутрь сегментами 1806, которые образуют радиально направленное (наружу, как показано на примере) уплотнение некруглой формы. В данном случае показано намного больше двенадцати сегментов каждого вида, хотя возможны и альтернативные варианты. Конечно, описанные принципы применимы также и к уплотнению, направленному радиально внутрь. Следует отметить, что в конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированном на фиг. 104, предусмотрено только одно основное уплотнение, хотя описанные принципы применимы также и к тем вариантам реализации настоящего изобретения, в которых опционально может быть использовано вспомогательное наружное уплотнение, если в этом возникнет необходимость. На фиг. 105 показан вид с торца картриджа 1800, характеризующегося описанными выше признаками.
Следует отметить, что известно множество вариантов прямоточных конструкций с набивкой из рифленых листов, закрепленных на подложке, в которых пакет набивки выполнен не в виде свернутого в рулон листа, а представляет собой пакет листов, состоящих из рифленого материала, закрепленного на подложке. Примеры описаны в патенте США №8,216,334, который включен в настоящую заявку посредством ссылки. К таким вариантам конфигурации также могут быть применены принципы, описанные в настоящем документе. На фиг. 106 и 107 приведен пример с модификациями вариантов конфигурации, представленных в патенте №8,216,334, который включен в настоящую заявку посредством ссылки.
На фиг. 106 показан картридж 1850 фильтра. Картридж 1850 фильтра включает в себя пакет 1851 набивки, выполненный с возможностью применения в прямоточных схемах. Поверхность проиллюстрированного пакета 1851, обозначенная номером 1852, обычно представляет собой входную поверхность или сторону. Внутри картриджа 1850 предусмотрена выходная поверхность или сторона, обозначенная номером 1853. Набивка 1851 может состоять, например, из пакетов листов, каждый из которых представляет собой подложку с нанесенным на нее рифленым материалом; при этом входные и выходные рифли расположены между поверхностями 1852 и 1853.
На фиг. 106 также показано, что на концах картриджа 1850 расположены концевые детали 1855 и 1856. Следует отметить, что проиллюстрированные концевые детали 1855 и 1856 представляют собой элементы, приливаемые на месте к набивке 1851, но возможны и альтернативные варианты. Помимо прочего, картридж 1850 включает в себя экран 1860, который охватывает некоторые части набивки 1851. Кроме того, возможны изменения в конфигурации.
На фиг. 106 также показано, что концевая деталь 1856 является открытым элементом с проходящим через него отверстием 1870, предназначенным для прохождения потока газа. Обычно отверстие 1870 представляет собой выпускное отверстие для выхода отфильтрованного газа, в частности, воздуха из внутреннего пространства картриджа 1850.
На проиллюстрированном варианте конфигурации показано отверстие 1870 с установленным на нем радиально направленным уплотнением 1871, которое состоит из множества лепестков 1872, разделенных выемками 1873. На проиллюстрированном примере уплотнение 1871 направлено радиально внутрь; при этом его лепестки выступают радиально внутрь (выгнуты), а выемки выступают радиально наружу (вогнуты). Это указывает на то, что описанные принципы могут быть применены и к радиально направленному уплотнению. Однако следует отметить, что при необходимости картридж 1850 может быть выполнен с уплотнением, направленным наружу.
На фиг. 107 показан вид с торца картриджа 1850, характеризующегося описанными выше признаками.
X. Применение описанных принципов к картриджу фильтра системы вентиляции картера, фиг. 108-111
Как было указано выше, описанные в настоящей заявке принципы могут быть реализованы применительно к фильтрации самых разных веществ, в том числе различных газов и, в некоторых случаях, жидкостей. Многие сферы применения в своем предпочтительном варианте требуют фильтрации воздуха, например, воздуха, забираемого для двигателей внутреннего сгорания. Однако описанные принципы могут быть реализованы и при фильтрации иных газов, таких как газы системы вентиляции картера. Соответствующие примеры приведены на фиг. 108-111.
Первый пример представлен на фиг. 108-109. Фильтр в сборе системы вентиляции картера, к которому применимы описанные принципы, в иных обстоятельствах может соответствовать фильтру, описанному в заявках на патент США №№61/503,008 и 61/665,501, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Как показано на фиг. 108, картридж 1900 включает в себя набивку 1901, которая занимает пространство между противолежащими концами 1902 и 1903. Конкретная проиллюстрированная набивка 1901 выполнена с возможностью охвата открытого внутреннего пространства 1905 фильтра. Выбор набивки для фильтра системы вентиляции картера может быть сделан согласно общим широко известным принципам, например, согласно международной заявке на патент №2008/157251, которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Проиллюстрированный картридж 1900 содержит концевые детали 1910 и 1911, пространство между которыми занимает набивка 1901. Хотя возможны и альтернативные варианты, в типовом примере применения картриджа, используемого в фильтре системы вентиляции картера, набивка 1901 не встроена в концевые детали 1910 и 1911, а просто установлена между ними. Концевые детали 1910 и 1911 обычно представляют собой части конструкции, которая включает в себя опору набивки, хотя возможны и альтернативные варианты.
На проиллюстрированной концевой детали 1910 предусмотрена внешняя окружность 1911, на которой расположено радиально направленное уплотнение. Радиально направленное уплотнение состоит из множества направленных наружу лепестков 1915, разделенных выемками или направленными внутрь участками 1916.
На фиг. 109 показан вид в плане картриджа 1900, характеризующегося описанными выше признаками. Приведены следующие примеры размеров: XL=радиус 5 мм; ХМ=радиус 18,7 мм; XN=106,34 мм; и ХО=100,5 мм.
Еще раз возвращаясь к фиг. 108 и 109, следует отметить, что картридж для фильтра системы вентиляции картера выполнен с возможностью фильтрации газов системы вентиляции картера, которые обычно включают в себя жидкую фазу (мелкие капли или аэрозоль), а также фазу твердых взвешенных частиц. Для жидких частиц обычно выбирается коалесцирующая набивка; при этом для слива жидкости, собранной в картридже, обычно предусмотрена трасса дренажа. Картридж может быть выполнен с возможностью фильтрации потока газа, идущего в разных направлениях, т.е. как в направлении от впуска к выпуску, так и наоборот. В зависимости от направления потока, во второй концевой детали может быть предусмотрено отверстие, облегчающее слив жидкости. Имеющие к этому отношение принципы описаны в международных заявках на патент №№2007/53411 и 2008/157251, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
На фиг. 110 и 111 приведен еще один пример картриджа для фильтра системы вентиляции картера. Следует отметить, что конструкция этого картриджа практически идентична конструкции картриджа, который может быть использован в системах, характеризующихся признаками, описанными в международных заявках на патент №№2007/53411 и 2008/157251, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
На фиг. 111 показан картридж 1950, который содержит набивку 1951, занимающую пространство между противолежащими концевыми деталями 1952 и 1953. В настоящей заявке концевая деталь 1952 снабжена двумя уплотнениями (первым и вторым); при этом первое из них, обозначенное номером 1955, представляет собой радиально направленное уплотнение (направленное радиально наружу на проиллюстрированном примере), содержащее множество выступающих наружу сегментов 1956, разделенных сегментами 1957, направленными радиально внутрь. Можно видеть, что основное уплотнение 1955 охватывает открытое центральное отверстие 1958.
Проиллюстрированная концевая деталь 1958 включает в себя внешний обод 1960, отделенный от уплотнения 1955 приемочным пазом 1961 в радиальном направлении. Внешний обод 1960 может задавать направленное наружу уплотнение 1965; при этом уплотнение 1965 может включать в себя вспомогательное уплотнение, если в этом есть необходимость.
На фиг. 11 показан вид с торца картриджа 1950 с конструктивными элементами, указанными выше.
На фиг. 111 приведены следующие примеры размеров: ХР=диаметр 129 мм; XQ=радиус 16 мм; радиус XR=3 мм; XS=93 мм; и XT=71 мм.
XI. Некоторые комментарии и соображения общего характера
Согласно настоящему изобретению описаны фильтры в сборе, их конструктивные элементы и отличительные признаки. Для достижения определенных преимуществ согласно настоящему изобретению фильтры в сборе и их конструктивные элементы не обязательно должны характеризоваться всеми отличительными признаками, описанными в настоящем документе.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения показан картридж, используемый в фильтре в сборе. Картридж воздушного фильтра обычно включает в себя набивку, имеющую первый и второй конец; при этом в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения набивка охватывает и задает открытое внутренне пространство фильтра. Набивка может быть гофрированной, но возможны и альтернативные варианты. Набивка по окружности может иметь цилиндрическую или иную форму.
На набивке, в частности, на ее конце расположена первая концевая деталь (обычно в виде колпачка). Первая концевая деталь обычно представляет собой открытый элемент с отверстием, проходящим через него по центру. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая коневая деталь представляет собой колпачок/заглушку, которая в предпочтительном варианте полностью закрывает собой первый конец набивки. Однако возможны и альтернативные варианты. Обычно часть/части первой открытой концевой детали формуются на месте, хотя возможны и иные варианты.
Во многих вариантах осуществления настоящего изобретения второй конец набивки вводится в соединение опциональной второй концевой деталью. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения вторая концевая деталь обычно представляет собой заглушенный элемент без проходящего через его центр отверстия, но возможны и альтернативные варианты. Вторая концевая деталь может быть отформована на месте; или же она может включать в себя формуемые на месте сегменты, хотя возможны и иные варианты.
На проиллюстрированном примере картриджа фильтра уплотнение корпуса расположено на первой концевой детали. В некоторых примерах уплотнение корпуса представляет собой (первую) радиально направленную уплотняющую поверхность. В некоторых из этих примеров (первая) радиально направленная уплотняющая поверхность имеет некруглую форму окружности; при этом она может содержать, по меньшей мере, два равноудаленные друг от друга сегмента, выступающих радиально наружу; обычно - по меньшей мере, три равноудаленные друг от друга сегмента, выступающих радиально наружу; а в предпочтительном варианте - по меньшей мере, четыре равноудаленные друг от друга сегмента, выступающих радиально наружу (как правило, 4-12 включительно; при этом указанные сегменты обычно имеют вогнутую наружу форму). Во многих вариантах осуществления изобретения, описанных в настоящей заявке, сегменты уплотняющей поверхности, выступающие радиально наружу, отделены друг от друга криволинейными сегментами уплотняющей поверхности (например, радиально направленными, обычно вогнутыми наружу, хотя возможны и альтернативные варианты). Уплотняющая поверхность обычно идет внахлест с набивкой в осевом направлении.
Сегменты уплотняющей поверхности обычно направлены радиально наружу, и выполнены с возможностью образования первой радиально направленной наружу уплотняющей поверхности. Приведены примеры, на которых первая радиально направленная уплотняющая поверхность содержит шесть изогнутых наружу сегментов и шесть изогнутых внутрь сегментов. В другом примере представлено десять изогнутых наружу сегментов, чередующихся с изогнутыми внутрь сегментами.
Описаны примеры уплотнения корпуса, которые представляют собой: первое радиально направленное уплотнение с первой уплотняющей поверхностью; и опциональное второе радиально направленное уплотнение со второй уплотняющей поверхностью. При наличии обоих уплотнений, первая уплотняющая поверхность отстоит в радиальном направлении от второй уплотняющей поверхности на расстояние, по меньшей мере, 5 мм; часто - на расстояние, по меньшей мере, 10 мм; а обычно - на расстояние, по меньшей мере, 15 мм; хотя возможны и альтернативные варианты.
Максимальный размер первой радиально направленной уплотняющей поверхности в поперечном сечении по окружности меньше соответствующего размера второй радиально направленной уплотняющей поверхности (когда картридж еще не установлен), по меньшей мере, на 6 мм; часто - по меньшей мере, на 10 мм; чаще всего - по меньшей мере, на 20 мм; а иногда - по меньшей мере, на 30 мм, когда предусмотрено опциональное второе уплотнение. Если оба уплотнения имеют круглую форму окружности, то размеры внешней окружности в поперечном сечении включают в себя диаметр уплотняющей поверхности (недеформированной при установке).
Представлен пример, где первая концевая деталь содержит отформованный на месте сегмент, в который встроен первый конец набивки (или его часть); и первая уплотняющая поверхность, и опциональная вторая уплотняющая поверхность обычно включают в себя поверхности формуемого на месте сегмента.
На некоторых проиллюстрированных примерах конфигурации первая радиально направленная уплотняющая поверхность представляет собой уплотняющую поверхность, направленную радиально наружу, хотя возможны и альтернативные варианты. На некоторых проиллюстрированных примерах конфигурации опциональная вторая радиально направленная уплотняющая поверхность также представляет собой уплотняющую поверхность, направленную радиально наружу, например, вокруг внешней окружности первой концевой детали. Возможны альтернативные варианты.
На некоторых проиллюстрированных примерах конфигурации первая концевая деталь содержит приемочный паз; при этом первая уплотняющая поверхность представляет собой боковую стенку или часть поверхности приемочного паза. Глубина приемочного паза по оси от ближайшего края торцевой поверхности первой концевой детали в осевом направлении составляет, по меньшей мере, 5 мм; иногда - по меньшей мере, 8 мм; а обычно - от 10 мм до 25 мм.
Внутренняя и внешняя боковые стенки приемочного паза отстоят друг от друга на расстояние, по меньшей мере, 3 мм; обычно - по меньшей мере, на 4 мм. В варианте осуществления настоящего изобретения, который представлен на фиг. 1-32, они отстоят друг от друга не более чем на 15 мм в пределах 30% самого глубокого участка приемочного паза, а обычно - в пределах 35% самого глубокого участка приемочного паза. Однако в самой нижней части паза боковые стенки могут сходиться на конус в направлении друг к другу. В альтернативных примерах применения ширина паза под уплотнение может варьироваться по окружности уплотняющей поверхности некруглой формы.
В варианте осуществления настоящего изобретения, описанного и проиллюстрированного на фиг. 1-32, противолежащие боковые стенки (внешняя и внутренняя) приемочного паза отстоят друг от друга на расстояние не более 15 мм в любом месте в пределах 30% самого глубокого участка приемочного паза, а обычно - на расстояние не более 15 мм в этом же месте в пределах 35% самого глубокого участка приемочного паза.
Приемочный паз обычно уширяется наружу в поперечном сечении, т.е. он характеризуется расходящимися наружу противолежащими концами наружной поверхности первой концевой детали; при этом ширина раскрытия составляет, по меньшей мере, 5 мм; обычно - по меньшей мере, 7 мм; а иногда и значительно больше.
На проиллюстрированных примерах конфигурации первая концевая деталь снабжена встроенной в нее первой опорой уплотнения, которая обеспечивает опирание первого радиального уплотнения. Первая опора уплотнения обычно представляет собой относительно жесткую конструкцию, которая отстоит от первой уплотняющей поверхности не более чем на 20 мм при недеформированном картридже. Обычно указанное расстояние не превышает 15 мм, когда картридж еще не деформирован после установки. Кроме того, материал между первой уплотняющей поверхностью и первой опорой уплотнения подобран с возможностью деформации (сжатия) при установке, по меньшей мере, на 10% в направлении первой опоры уплотнения; иногда - по меньшей мере, на 15%; часто - в пределах от 15% до 35% включительно; а чаще всего - в пределах от 20% до 30% включительно.
Первая концевая деталь может быть опционально снабжена встроенной в нее второй опорой уплотнения, которая отстоит от опциональной второй уплотняющей поверхности вспомогательного уплотнения не более чем на 10 мм, а обычно - не более чем на 8 мм. Вспомогательное уплотнение - если таковое используется - выполнено с возможностью деформации (сжатия) части своей поверхности при установке в направлении опциональной второй опоры уплотнения, по меньшей мере, на 3%; обычно - по меньшей мере, на 5%; а часто - по меньшей мере, на величину в пределах от 5% до 20% включительно.
На примере с использованием вспомогательной уплотняющей поверхности указанная поверхность содержит участок, который заходит дальше в осевом направлении в сторону второго конца набивки, чем самый глубокий участок приемочного паза и/или любой участок первой уплотняющей поверхности, по меньшей мере, на 2 мм, а обычно - по меньшей мере, на 4 мм.
Выше в настоящем документе были описаны варианты конфигурации с двумя радиальными уплотнениями, а именно с внутренним уплотнением и внешним в радиальном направлении уплотнением, где одно из этих радиальных уплотнений расположено на участке концевой детали, который характеризуется максимальным осевым удлинением в направлении от второго или удаленного конца набивки, превышающим максимальное осевое удлинение второго уплотнения. Это может обеспечить различные преимущества, в зависимости от того, какое из указанных уплотнений длиннее.
Представлены примеры конфигурации, на которых предусмотрен опциональный резонатор/глушитель шума (или глушитель шума/резонатор). Резонатор/глушитель шума содержит первый конец, встроенный в первую концевую деталь; центральную шейку; участок перехода; и перфорированный концевой участок, примыкающий к концу резонатора/глушителя шума, противоположному первой концевой детали. Участок перехода расположен между центральной шейкой и перфорированным концевым участком; и в предпочтительном варианте является частью боковой стенки с направленным наружу вогнутым участком и направленным наружу выгнутым участком. Направленный наружу вогнутый участок или сегмент обычно примыкает к центральной шейке, а направленный наружу выгнутый участок или сегмент обычно примыкает к перфорированной оболочке. Направленный наружу вогнутый участок обычно открыт, по меньшей мере, на 50%; иногда - на 60% и больше. Величина «открытости» в данном контексте означает площадь отверстий в процентах от всей площади окружности.
Направленный наружу вогнутый участок характеризуется тем, что радиус его поверхности составляет, по меньшей мере, 25 мм, а часто - в пределах от 26 мм до 35 мм включительно.
Внутренний диаметр центральной шейки составляет, по меньшей мере, 25 мм, а обычно - в пределах от 27 мм до 35 мм включительно.
Резонатор/глушитель шума (или глушитель шума/резонатор) содержит расширяющийся раструбный участок между шейкой и первой концевой деталью. Раструбный участок обычно образует конический угол расхождения в 5°; как правило - в пределах 6-8° включительно.
Приведены примеры картриджа фильтра, в которых опора уплотнения содержит предварительно отформованную заготовку, встроенную в первую концевую деталь; при этом указанная опора уплотнения включает в себя основание и выступающие радиально наружу распорки, соединенные с основанием. Распорки могут доходить до опционального наружного кольца, образуя открытую решетчатую конструкцию. На проиллюстрированных примерах распорки идут к опциональному наружному кольцу под углом, по меньшей мере, 0,5°; обычно - по меньшей мере, 1°; а часто - в пределах 1-3° включительно; в направлении от набивки (или второй концевой детали или плоскости, перпендикулярной центральной оси картриджа), если используется конфигурация с распорками, отходящими от основания, например, в направлении наружного кольца. Основание может представлять собой опору уплотнения круглой или некруглой формы; при этом приведены примеры каждой формы.
Наружная опора, при использовании таковой, содержит участок, выступающий в осевом направлении на длину 5-15 мм включительно, хотя возможны и альтернативные варианты.
На одном из проиллюстрированных примеров основание включает в себя участок, примыкающий к набивке, в котором предусмотрено отверстие, через которое проходит поток смолы. На приведенном примере опорная конструкция содержит центральное кольцо, равноотстоящее от окружности центрального участка основания в направлении радиально внутрь; при этом указанное кольцо образует между собой и основанием желобок, в который может перетекать смола через специальные отверстия, предусмотренные для этого в основании.
Принципы настоящего изобретения могут быть реализованы в картриджах самых разных фильтров с использованием некоторых отличительных признаков, описанных в настоящей заявке, или каких-либо иных признаков, альтернативных тем, которые были охарактеризованы выше. В качестве примера описания согласно настоящему изобретению представлен картридж воздушного фильтра, включающий в себя набивку, например, аналогичную той, что была охарактеризована выше; и первую концевую деталь, отформованную на месте; при этом внешняя окружность первой концевой детали задает уплотнение корпуса. В предпочтительном варианте первая концевая деталь содержит паз глубиной, по меньшей мере, 5 мм, который может характеризоваться одним или несколькими признаками, описанными выше в отношении приемочного паза. Например, часть поверхности боковой стенки паза может являться уплотняющей поверхностью корпуса фильтра.
Согласно настоящему изобретению может быть охарактеризован еще один из аспектов эффективного картриджа фильтра, а именно: картридж фильтра может содержать набивку, в которой предусмотрен, например, первый конец и второй конец; и которая, к примеру, охватывает и задает открытое внутреннее пространство фильтра. Первая концевая деталь может формоваться на месте, и с ней может быть соединен (например, встроен в нее) первый конец набивки; при этом первая концевая деталь может иметь первую и вторую радиально направленные уплотняющие поверхности. В первую концевую деталь встроена опорная конструкция уплотнения, которая включает в себя первое опорное кольцо, встроенное в первый колпачок в месте, примыкающем к первой уплотняющей поверхности и отстоящем от этой поверхности на определенное расстояние для обеспечения эффективной поддержки материала, образующего первую уплотняющую поверхность, с целью регулирования сжатия. Опциональное второе опорное кольцо может идти вокруг первого опорного кольца на заданном расстоянии от него; при этом второе опорное кольцо встроено в первый колпачок в месте, примыкающем ко второй уплотняющей поверхности и отстоящем от этой поверхности на расстояние, достаточное для того, чтобы обеспечить регулирование сжатия материала уплотнения, который образует вторую уплотняющую поверхность.
Приведен пример такой конструкции, в которой первая уплотняющая поверхность представляет собой направленную радиально наружу уплотняющую поверхность, хотя возможны и альтернативные варианты. Кроме того, на проиллюстрированном примере вторая уплотняющая поверхность также направлена радиально наружу; при этом она может представлять собой уплотняющую поверхность, идущую по внешней окружности.
На одном из проиллюстрированных примеров первая уплотняющая поверхность представляет собой поверхность боковой стенки паза в первой концевой детали.
В этом аспекте настоящего изобретения могут быть реализованы различные отличительные признаки, охарактеризованные выше.
Согласно еще одному из аспектов настоящего изобретения предусмотрен картридж фильтра с опциональной опорой, окруженной набивкой; при этом указанная опора включает в себя опциональный резонатор и/или глушитель шума, определение и описание которого представлено выше. Этот аспект может быть опционально реализован с использованием различных отличительных признаков первой концевой детали и уплотнения, описанных выше, или в иных конструкциях воздушного фильтра.
В этой заявке описаны варианты осуществления настоящего изобретения, в которых принципы настоящего изобретения могут быть реализованы применительно к картриджу прямоточной конструкции, т.е. к картриджу, в котором набивка выполнена с возможностью фильтрации потока воздуха, проходящего от впускного конца до противоположного выпускного конца пакета набивки. Описан один из примеров пакета набивки, в котором сама набивка содержит множество рифлей, заполняющих собой пространство между противолежащими концами пакета набивки; при этом набор входных рифлей открыт на конце впуска и заглушен на конце выпуска, а набор выходных рифлей заглушен на конце впуска и открыт на конце выпуска.
Согласно настоящему изобретению описаны также воздухоочистители/газоочистители в сборе. Фильтры в сборе (например, воздухо- или газоочистители) обычно включают в себя корпус, снабженный входом (для воздуха или газа) и выходом (для воздуха или газа). Картридж фильтра, обладающий некоторыми признаками, охарактеризованными выше, устанавливается в корпусе в состоянии готовности к эксплуатации и с возможностью съема.
На одном из проиллюстрированных и описанных примеров корпус фильтра включает в себя тело корпуса с закрепленным на нем циркуляционным патрубком; при этом между телом корпуса и циркуляционным парубком предусмотрен разъем, а в первой концевой детали установленного картриджа фильтра (воздушного или газового) предусмотрен паз, в который заходит часть разъема между телом корпуса и циркуляционным патрубком. На проиллюстрированном примере картридж фильтра соединен с циркуляционным патрубком с возможностью съема и надежно изолирован с помощью радиального уплотнения, идущего вдоль боковой стенки паза. Описаны конкретные примеры, в которых указанное уплотнение представляет собой направленное наружу радиальное уплотнения. В одном из примеров указанное уплотнение имеет круглую форму, в другом - некруглую форму.
На одном из проиллюстрированных примеров картридж воздушного фильтра герметично не соединен непосредственно с телом корпуса - за исключением циркуляционного патрубка - через какой-либо участок первой концевой детали в приемочном пазу. Более того, первая концевая деталь содержит радиальное уплотнение во внешней окружности, которое соединено с охватывающим его участком тела корпуса с возможностью съема.
Такие варианты конструкции могут эффективно герметизировать разъем в корпусе между картриджем и циркуляционным патрубком, а также между картриджем и боковой стенкой корпуса, обеспечивая определенные преимущества.
Описанные в настоящей заявке принципы могут быть применены к различным фильтрам в сборе. Приведены примеры, в которых описанные принципы реализованы в отношении воздушных (газовых) фильтров в сборе. Проиллюстрированные примеры включают в себя воздушные фильтры в сборе и фильтры системы вентиляции картера. Описанные принципы применимы к разнообразным альтернативным устройствам фильтрации газов, а в некоторых случаях - даже к жидкостным фильтрам.
Следует еще раз отметить, что описанные в настоящем документе принципы, способы и отличительные признаки могут быть реализованы в различных системах; при этом не обязательно, чтобы в фильтре, системе или узле были реализованы все указанные отличительные признаки с тем, чтобы добиться определенных преимуществ согласно настоящему изобретению.
Изобретение предназначено для фильтрации. Картридж фильтра содержит прямоточную конструкцию, включающую набивку, имеющую первый входной конец и противоположный второй выходной конец, и уплотнение корпуса, расположенное на одном из концов набивки и охватывающее центральное отверстие для потока. Уплотнение корпуса содержит радиально направленную поверхность уплотнения корпуса, которая охватывает центральное отверстие и характеризуется наличием участка, содержащего, по меньшей мере, два сегмента, выступающих радиально наружу относительно указанного отверстия, и, по меньшей мере, один сегмент, направленный радиально внутрь и расположенный между, по меньшей мере, двумя выступающими радиально наружу сегментами. Технический результат: эффективное уплотнение корпуса. 16 з.п. ф-лы, 137 ил.
1. Картридж фильтра, содержащий:
(a) прямоточную конструкцию, включающую набивку, имеющую первый входной конец и противоположный второй выходной конец; и
(b) уплотнение корпуса, расположенное на одном из концов набивки и охватывающее центральное отверстие для потока; причем уплотнение корпуса содержит радиально направленную поверхность уплотнения корпуса, которая охватывает центральное отверстие и характеризуется наличием участка, содержащего, по меньшей мере, два сегмента, выступающих радиально наружу относительно указанного отверстия, и, по меньшей мере, один сегмент, направленный радиально внутрь и расположенный между, по меньшей мере, двумя выступающими радиально наружу сегментами.
2. Картридж фильтра по п. 1, в котором:
(a) каждый выступающий радиально наружу сегмент представляет собой сегмент, выгнутый наружу; и
(b) каждый направленный радиально внутрь сегмент представляет собой сегмент, вогнутый внутрь.
3. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) поверхность уплотнения корпуса содержит два выступающих радиально наружу выпуклых сегмента.
4. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) поверхность уплотнения корпуса содержит два выступающих радиально внутрь сегмента, расположенных по одному с каждой стороны сегмента, выступающего радиально наружу.
5. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) поверхность уплотнения корпуса представляет собой радиально направленную поверхность, содержащую, по меньшей мере, три выступающих радиально наружу сегмента, чередующихся, по меньшей мере, с тремя сегментами, направленными радиально внутрь.
6. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) поверхность уплотнения корпуса не содержит прямых сегментов, полностью проходящих между любыми двумя выступающими наружу выпуклыми сегментами.
7. Картридж фильтра по п. 6, в котором:
(а) поверхность уплотнения корпуса не содержит прямолинейных участков, расположенных между двумя соседними выступающими радиально наружу сегментами.
8. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) выступающие радиально наружу сегменты радиально равноудалены друг от друга на поверхности уплотнения корпуса.
9. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) выступающие радиально наружу сегменты радиально не равноудалены друг от друга на поверхности уплотнения корпуса.
10. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) набивка представляет собой рифленый материал, закрепленный на подложке.
11. Картридж фильтра по п. 10, в котором:
(а) набивка содержит свернутую конструкцию из рифленого листа набивки, закрепленного на подложке.
12. Картридж фильтра по п. 11, в котором:
(а) набивка содержит свернутую конструкцию некруглой формы из листа набивки, представляющего собой рифленый материал, закрепленный на подложке.
13. Картридж фильтра по п. 12, в котором:
(а) свернутая конструкция некруглой формы имеет форму овала.
14. Картридж фильтра по п. 10, в котором:
(а) набивка содержит пакет листов набивки, причем каждый лист из множества листов набивки представляет собой рифленый материал, закрепленный на подложке.
15. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) радиально направленная поверхность уплотнения корпуса представляет собой направленную радиально наружу поверхность уплотнения корпуса.
16. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, в котором:
(а) радиально направленная поверхность уплотнения корпуса представляет собой направленную радиально внутрь поверхность уплотнения корпуса.
17. Картридж фильтра по любому из предшествующих пп. 1 и 2, включающий в себя:
(а) предварительно отформованную концевую деталь, имеющую выполненное в ней центральное отверстие для потока; при этом
(i) уплотнение корпуса располагается на концевой детали с радиально направленной поверхностью уплотнения корпуса, содержащей сегмент, формуемый на картридже на месте с встроенным в него сегментом предварительно отформованной концевой детали.
| WO 2009014986 A1, 29.01.2009 | |||
| ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ И СПОСОБ УСТАНОВКИ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭЛЕМЕНТА | 2006 |
|
RU2417819C2 |
| US 20100064646 A1, 18.03.2010 | |||
| DE 19935297 A1, 01.02.2001. | |||
