ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ И ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО C ЖИДКОСТНЫМИ ФИЛЬТРАМИ И ФИЛЬТРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ Российский патент 2022 года по МПК B01D29/11 B01D29/52 F01M1/10 F02M37/22 

Изобретение относится к фильтрующему элементу для фильтрующего устройства для жидкости, содержащему корпус элемента, имеющий продольную ось, при этом указанный корпус элемента содержит или образует фильтрующее средство, через которое может течь фильтруемая жидкость, и имеет по меньшей мере одну соединительную втулку, которая открыта со своей передней стороны на одном конце корпуса элемента, для разъемного закрепления фильтрующего элемента в сквозном отверстии фиксирующего устройства в жидкостном фильтре, при этом соединительная втулка содержит боковую поверхность, на которой имеется уплощенный участок и опорная поверхность для уплотнительного кольца для взаимодействия с внутренней стенкой сквозного отверстия. Изобретение также относится к фильтрующему устройству для жидкости, содержащему корпус и по меньшей мере одно расположенное в корпусе фиксирующее устройство со сквозным отверстием, имеющим внутреннюю стенку для закрепления фильтрующего элемента, а также по меньшей мере один фильтрующий элемент, который содержит корпус элемента, имеющий продольную ось и содержащий фильтровальное средство, через которое может течь жидкость, и по меньшей мере одну соединительную втулку, которая открыта со своей передней стороны на одном конце корпуса элемента и которая имеет боковую поверхность, на которой имеется уплощенный участок и опорная поверхность для уплотнительного кольца для герметичного закрепления фильтрующего элемента в сквозном отверстии фиксирующего устройства.

Типичные фильтровальные свечи и фильтрующие устройства для фильтрации жидкостей или газов используются в очень разных промышленных областях и для разных целей. Многие машины или двигатели снабжены фильтрами для смазочного масла с заменяемыми фильтрующими элементами. Топливные фильтры с заменяемыми фильтрующими элементами могут также использоваться в двигателях внутреннего сгорания. Другими областями использования являются, например, фильтрация воды или фильтрация газов. Жидкостные фильтры, в свою очередь, могут быть снабжены отдельным фильтрующим элементом или множеством фильтрующих элементов, чтобы увеличить фильтрующую поверхность. В фильтрующем элементе может быть расположено устройство для очистки, такое как устройство обратной промывки, чтобы очищать фильтр во время работы и/или промывать фильтр обратным потоком в направлении, обратном направлению фильтрации.

В большинстве известных жидкостных фильтров, сменные фильтрующие элементы закрепляются в рабочем положении в сквозном отверстии фиксирующего устройства на стороне фильтра, такого как, например, перфорированная пластина, посредством соединительной детали, которая может быть плотно вставлена, при этом на фильтрующем элементе предусмотрена цилиндрическая соединительная втулка, которая вставляется в соответствующее сквозное отверстие в фиксирующем устройстве фильтра. В то же время, перфорированная пластина обычно осуществляет разделение между чистым пространством для отфильтрованного фильтрата и стороной подачи нефильтрованной жидкости. Отсоединение фильтрующих элементов от фиксирующего устройства часто предотвращается посредством отдельных крепежных элементов.

В DE 202005010059 U раскрыто фильтрующее устройство, имеющее множество фильтровальных свечей в качестве фильтрующих элементов, при этом каждая фильтровальная свеча содержит цилиндрическую верхнюю деталь в качестве соединительной втулки, причем верхняя деталь имеет приемную канавку для Сообразного кольца в качестве уплотнительной прокладки, а также периферическую кольцевую канавку, в которую может вставляться овальное сквозное отверстие фиксирующей пластины, которая может двигаться поперек перфорированной пластины. Перфорированная пластина и фиксирующая пластина имеют множество сквозных отверстий, чтобы одновременно закреплять множество фильтровальных свечей. Фиксирующая пластина действует перпендикулярно продольной оси фильтрующих элементов.

В DE 20320121 U раскрыто типичное фильтрующее устройство с отдельными фильтрующими элементами, на соединительной втулке которых имеется множество уплощенных участков, смещенных по периферии, и фиксирующих углублений между уплощенными участками. Фильтрующие элементы прикреплены к перфорированной пластине, при этом в каждое сквозное отверстие вставлена специальная приемная втулка, а соединительная втулка на фильтрующем элементе может вставляться в указанную приемную втулку. Приемная втулка в свою очередь имеет углубления, количество которых соответствует количеству уплощенных участков, и в эти углубления вставляется зажимной элемент. Для соединения приемной втулки и соединительной втулки фильтрующий элемент вместе с соединительной втулкой вставляется в приемную втулку, а затем поворачивается, чтобы закрепить фильтрующий элемент в положении фиксации в осевом направлении. Зажимной элемент в данном случае действует в направлении, обратном вращению фильтрующего элемента относительно фиксирующего устройства. Уплотнительная прокладка выполнена в виде О-образного кольца, которое действует между передней поверхностью приемной втулки и передней стороной соединительной втулки. Соединительная втулка и приемная втулка состоят из металла, в частности из деталей из листового металла, изготовление которых является относительно дорогостоящим, в частности из-за требуемых углублений. Уплотнительная прокладка устанавливается только тогда, когда фиксирующие силы, действующие в осевом направлении фильтрующих элементов, достаточно высоки. Данное решение, однако, обеспечивает преимущество защиты от вращения между фильтрующим элементом, с одной стороны, и фиксирующим устройством, с другой стороны.

Цель настоящего изобретения - обеспечить фильтрующее устройство и фильтрующие элементы для этого устройства, которые проще устанавливать и изготавливать, которые обеспечивают надежное уплотнение и, в то же время, обеспечивают защиту от вращения между фильтрующим элементом и фиксирующим устройством.

Для фильтрующего элемента данная цель достигается тем, что на соединительной втулке выполнена приемная канавка для уплотнительного кольца, основание указанной приемной канавки имеет полигональный профиль с плоскими участками и плавными сопряжениями, чередующимися друг с другом, причем полигональное основание канавки служит в качестве кольцевой опорной поверхности для уплотнительного кольца. Для фильтрующего устройства с фильтрующим элементом и фиксирующим устройством со сквозным отверстием для фильтрующего элемента достигается тем, что соединительная втулка или внутренняя стенка для уплотнительного кольца содержит приемную канавку, основание которой образует кольцевую опорную поверхность для уплотнительного кольца, причем основание канавки, соединительная втулка и/или внутренняя стенка сквозного отверстия в каждом случае имеют полигональный профиль с плоскими участками и плавными сопряжениями, чередующимися друг с другом. Полигональная форма обеспечивает надежную защиту от вращения, связанного как с вибрацией, так и со значительными изменениями нагрузки из-за потока или давления, при этом уплотнительное кольцо, действующее в полигональном сквозном отверстии, обеспечивает наилучшее возможное уплотнение. В то же время, по сравнению с известным из техники решением с упругими элементами, упрощается изготовление. Полигональная форма профиля основания канавки, соединительной втулки и/или внутренней стенки фиксирующего устройства, взаимодействующего с ней, находится в области уплотнения, и благодаря чередованию плоских участков и плавных сопряжений в области уплотнения можно предотвратить возможную установку фильтрующих элементов с круглыми соединительными втулками и/или фильтрующих элементов с маленькими соединительными втулками, так что уже при визуальном осмотре сборщику ясно, что уплотнение не будет обеспечено.

Предпочтительно, в фильтрующем элементе согласно изобретению основание канавки имеет четное количество подобных друг другу плоских участков. Особенно предпочтительно, боковая поверхность также имеет полигональный профиль с плоскими участками и плавными сопряжениями, чередующимися друг с другом, при этом боковая поверхность имеет четное количество подобных друг другу плоских участков.

Предпочтительно, в фильтрующем устройстве согласно изобретению, соединительная втулка или внутренняя стенка содержит приемную канавку для уплотнительного кольца, основание которой образует кольцевую опорную поверхность для уплотнительного кольца, при этом основание канавки и внутренняя стенка и/или боковая поверхность соединительной втулки в каждом случае имеет полигональный профиль с плоскими участками и плавными сопряжениями, чередующимися друг с другом. В фильтрующем устройстве согласно настоящему изобретению, как и в известных фильтрах с круглой соединительной втулкой, в соединительной втулке может быть предусмотрено основание канавки для размещения уплотнительной прокладки, но также возможно изменить расположение уплотнения и обеспечить канавку вместе с основанием канавки для уплотнительной прокладки на внутренней стенке сквозного отверстия на стороне фиксирующего устройства. Так как полигональный профиль в каждом случае расположен в области уплотнения, оба варианта обеспечивают уплотнение и защиту от вращения. Особенно предпочтительно, основание канавки и внутренняя стенка в каждом случае имеют четное количество подобных друг другу плоских участков.

В принципе, могут быть обеспечены разные типы полигональных профилей основания приемной канавки, соединительной втулки каждого фильтрующего элемента и/или сквозного отверстия в фиксирующем устройстве. Однако, чтобы создать благоприятные условия для установки и предварительного сжатия уплотнительного кольца, особенно предпочтительный вариант полигонального профиля основания канавки и внутренней стенки и предпочтительно также боковой поверхности соединительной втулки в каждом случае предусматривает гексагональный профиль с 6 плоскими участками и 6 плавными сопряжениями. Еще более предпочтительно, в данном варианте предусмотрен симметричный гексагональный профиль, в котором плоские участки основания канавки, боковой поверхности и/или внутренней стенки сквозного отверстия расположены попарно и параллельно напротив друг друга на определенном расстоянии А, а плавные сопряжения основания канавки, внутренней стенки и/или боковой поверхности в каждом случае имеют одинаковый радиус кривизны R_i относительно друг друга, причем отношение расстояния А к радиусу кривизны R_i составляет:

2<A_i/R_i≤5, предпочтительно:

2.3≤A_i/R_i≤3.6.

Очевидно, что из-за необходимости адаптации зазора или перехода между взаимоблокирующимися частями, а именно соединительной втулкой и сквозным отверстием, радиус кривизны R_KM боковой поверхности отличается от радиуса кривизны R_KW внутренней стенки и радиуса кривизны R_N канавки, при этом предпочтительно радиусы кривизны в каждом случае отличаются друг от друга на одинаковую величину. Соответственно, в особо предпочтительном варианте радиус кривизны R_i плавного сопряжения боковой поверхности и радиус кривизны R_i плавного сопряжения основания канавки в каждом случае являются концентричными относительно друг друга и имеют общий центр.

Плоские участки могут быть частично планарными, однако, плоские участки могут также иметь выпукло изогнутую поверхность, на части и/или на всей их протяженности, их кривизна меньше, чем кривизна плавных сопряжений и/или их радиус кривизны значительно больше, чем радиус кривизны плавных сопряжений. Радиус кривизны выпукло изогнутой поверхности может быть как минимум в 2 раза больше, чем радиус кривизны плавных сопряжений. Данный радиус кривизны может изменяться вдоль выпуклой поверхности и/или вдоль плавных сопряжений, поскольку создание круглой выпуклости не требуется.

В фильтрующем элементе или фильтрующем устройстве согласно настоящему изобретению соединительная втулка может состоять из пластмассы, в частности из детали, изготовленной литьем под давлением, сделанной из пластмассы, при этом предпочтительно в соединительных втулках, сделанных из пластмассы, расстояние от приемной канавки до передней стороны соединительной втулки больше ширины приемной канавки. В альтернативном варианте соединительная втулка может состоять из металла. В частности, в соединительной втулке, сделанной из металла, расстояние от приемной канавки до передней стороны может быть меньше ширины приемных канавок. В частности, в случае металлической соединительной втулки, предпочтительно, данная соединительная втулка состоит из нескольких частей и имеет по меньшей мере две изогнутые части, герметично соединенные вместе в месте соединения, при этом предпочтительно место соединения расположено в области приемной канавки и/или в продолжении одной из боковых стенок приемной канавки.

Чтобы упростить присоединение или вставку фильтрующего элемента в соответствующее сквозное отверстие в фиксирующем устройстве, соединительная втулка может иметь направляющую поверхность на передней части боковой поверхности и/или на внутренней стенке сквозного отверстия фиксирующего устройства имеется заходная фаска, при этом особенно предпочтительно, когда обе присутствуют и соответственно могут взаимодействовать, в частности, в случае металлической соединительной втулки предпочтительно на передней стороне соединительной втулки имеется участок, выступающий в осевом направлении над направляющей поверхностью. Выступающий из передней стороны участок может иметь, в частности, кольцевую форму и/или выступающий из передней стороны участок может образовывать контактную поверхность для вертикальной установки неустановленных фильтрующих элементов. Выступающий участок образует не только контактную поверхность, но также и защитную область для начальной зоны вставки на соединительной втулке и/или направляющей поверхности.

Кроме того предпочтительно, жидкостный фильтр может быть многоэлементным фильтром, а фиксирующее устройство соответственно имеет множество сквозных отверстий для размещения в них множества фильтрующих элементов. Фильтрующие элементы могут быть, в частности, фильтровальными свечами, корзиночными фильтрующими элементами, многослойными фильтрующими элементами или кольцевыми фильтрующими элементами, и корпус элемента сам по себе может быть фильтрующим материалом или он может содержать соответствующий фильтрующий материал, такой как фильтровальный материал, фильтровальная ткань и т.п.

Внутренняя стенка каждого сквозного отверстия фиксирующего устройства в каждом случае может также иметь заходную фаску для взаимодействия с передней стороной соединительной втулки присоединяемого фильтрующего элемента, чтобы способствовать соединению вместе и/или взаимоблокировке соединительной втулки и сквозного отверстия в фиксирующем устройстве.

Фиксирующее устройство может состоять из перфорированной пластины с выполненными в ней сквозными отверстиями, которые в каждом случае имеют полигональный профиль, или фиксирующее устройство может состоять из отдельных вставок, выполненными со сквозными отверстиями полигонального профиля и закрепленными на перфорированной пластине.

Каждый фильтрующий элемент может быть в частности выполнен в виде фильтровальной свечи с концами, которые открыты на обеих сторонах, при этом соединительная втулка с полигональным, в частности гексагональным профилем приемной канавки и/или боковой поверхности расположена на одном конце свечи, а круглая втулка, имеющая круглую цилиндрическую периферическую стенку, расположена на другом конце свечи. В фильтровальных свечах, открытых с обеих сторон, предпочтительно, круглая втулка может иметь диаметр, который меньше расстояния между двумя плоскими участками соединительной втулки на другом конце фильтровальной свечи.

Дополнительные преимущества и варианты фильтрующих элементов или фильтрующих устройств согласно настоящему изобретению раскрыты ниже в описании иллюстративных вариантов, схематически показанных на чертежах, при этом изобретение не ограничивается данными иллюстративными вариантами. На чертежах:

Фиг. 1 - схематическое и очень упрощенное изображение многоэлементного жидкостного фильтра с двумя фиксирующими устройствами и несколькими уже вставленными фильтровальными свечами в качестве фильтрующих элементов, которые открыты на обеих сторонах согласно изобретению;

Фиг. 2 - вид в перспективе соединительной втулки фильтрующего элемента в форме фильтровальной свечи в соответствии с изобретением;

Фиг. 3 - соединительная втулка, показанная на фиг. 2, на виде сверху;

Фиг. 4 - сечение IV-IV на фиг. 2;

Фиг. 5 - вид сверху верхнего фиксирующего устройства, показанного на фиг. 1;

Фиг. 6 - детализированное изображение сквозного отверстия в фиксирующем устройстве, показанном на фиг. 5;

Фиг. 7 - вид в разрезе фиксирующего устройства по линии VII-VII на фиг. 5;

Фиг. 8 схематическое и упрощенное изображение двух фильтрующих элементов, соединительные втулки которых расположены в соответствующих сквозных отверстиях в фиксирующем устройстве, частичный разрез;

Фиг. 9 - вид в перспективе немного модифицированной сделанной из пластмассы соединительной втулки для фильтровальных свеч в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 10 - вид сверху соединительной втулки, показанной на фиг. 9;

Фиг. 11 - вид в перспективе фиксирующего устройства с семью приемными отверстиями и двумя соответствующими фильтрующими элементами с соединительной втулкой, сделанной из металла;

Фиг. 12 - частично показано продольное сечение фиксирующего устройства согласно фиг.11, частичный разрез;

Фиг. 13 - соединительная втулка, предпочтительно сделанная из металла, на виде в перспективе, частичный разрез;

Фиг. 14 - соединительная втулка, показанная на фиг. 13, на виде сверху;

Фиг. 15 - соединительная втулка, показанная на фиг. 14 в разрезе XV-XV;

Фиг. 16 - вставка для соединительной втулки, показанной на фиг. 14, на виде сверху; указанная вставка может вставляться в сквозное отверстие фиксирующего устройства; и

Фиг. 17 - вставка, показанная на фиг. 16, в разрезе XVII-XVII.

На фиг. 1 жидкостный фильтр, в частности для фильтрования жидкостей, в целом обозначен цифрой 1, при этом корпус жидкостного фильтра 1 схематически обозначен цифрой 2. Жидкостный фильтр 1 во время работы имеет множество сменных фильтрующих элементов 10, на фиг. 1 полностью показаны только три из них, а во время фильтрации очищаемой жидкости она течет через указанные фильтрующие элементы либо снаружи внутрь, либо изнутри наружу. Для этого на корпусе 2 жидкостного фильтра 1 имеется входное отверстие для фильтруемой жидкости, в частности такой жидкости, как смазочное масло, жидкое топливо, эмульсия или вода, выходное отверстие для фильтрата, профильтрованного в жидкостном фильтре 1, и, при необходимости, выходное отверстие для отфильтрованного осадка, если жидкостный фильтр 1 имеет устройство для обратной промывки всех фильтрующих элементов 10 в фильтре 1. Так как жидкостный фильтр, соответствующий основной конструкции, известен специалистам в данной области, и практическое воплощение жидкостного фильтра не имеет существенного значения для изобретения, здесь не будет приводиться его дальнейшее описание.

В многоэлементном жидкостном фильтре 1, показанном на фиг. 1, для работы фильтра используется множество отдельных сменных фильтрующих элементов 10, при этом все указанные фильтрующие элементы имеют одинаковую конструкцию и в иллюстративном варианте согласно фиг. 1 открыты на обоих концах фильтрующего элемента. Показанный жидкостный фильтр 1 имеет конструкцию, позволяющую использовать в общей сложности шестьдесят фильтрующих элементов 10. Для закрепления фильтрующих элементов 10 в жидкостном фильтре 1 расположены две перфорированные пластины на расстоянии друг от друга, а именно верхняя перфорированная пластина 3, через которую вставлены отдельные фильтрующие элементы 10, и нижняя перфорированная пластина 4, в которую фильтрующие элементы вставлены. В данном случае нижняя перфорированная пластина 4 имеет соответственно более пятидесяти сквозных каналов 5, а верхняя перфорированная пластина 3 -соответственно более пятидесяти сквозных отверстий 6, при этом каждый фильтрующий элемент 10 имеет нижнюю соединительную втулку 11 для сквозных каналов 5 нижней перфорированной пластины 4 и верхнюю соединительную втулку 21 для сквозных отверстий 6 верхней перфорированной пластины 3. Все сквозные отверстия 6 перфорированной пластины 3 в данном случае имеют одинаковые размеры, а их центры расположены на нескольких окружностях, чтобы можно было закрепить максимально возможное количество отдельных фильтрующих элементов 10 в перфорированной пластине 3 и, следовательно, в многоэлементном фильтре. В показанном иллюстративном варианте каждая дискообразная круглая перфорированная пластина 3 имеет шестьдесят сквозных отверстий 6, центры которых распределены по трем окружностям, а каждая перфорированная пластина 4 соответственно имеет шестьдесят сквозных каналов 5. Кроме того, в пластинах 3, 4 имеется несколько центральных сквозных выемок 7, через которые фильтруемая жидкость, которая течет внутри корпуса 2 фильтра 1, может подаваться на оба открытых конца фильтровального элемента (фильтровальной свечи) 10, расположенного между перфорированными пластинами 3, 4. Кроме того, в каждом случае перфорированные пластины 3, 4 имеют центральное отверстие 8, устройство обратной промывки (не показано) для обратной промывки фильтрующих элементов 10, установленное с возможностью вращения, которое можно соединять с выходным отверстием для обратной промывки, чтобы промывать отдельные фильтрующие элементы по отдельности или группами, что само по себе известно специалистам в области, относящейся к фильтрам, поэтому здесь не приводится никаких подробностей. Предпочтительно, в каждом случае на обеих сторонах (на верхней и нижней), перфорированной пластины 3 для каждого сквозного отверстия 6 предусмотрена заходная фаска 6А, которая предпочтительно представляет собой кольцевое углубление по периметру.

Во всех фильтрующих элементах 10 корпус 10А фильтрующего элемента расположен между двумя соединительными втулками 11, 21 и может, например, фиксировать фильтровальную ткань, может состоять из указанной ткани или может сам быть фильтрующим материалом, как, например, в случае щелевой фильтровальной свечи. В иллюстративном варианте, показанном на фиг. 1, соединительные втулки 11, 21 в каждом случае состоят из пластмассовой детали, полученной литьем под давлением, при этом нижние соединительные втулки 11 сделаны в виде круглых втулок и имеют круглую цилиндрическую боковую поверхность 12 с приемной канавкой 13 для уплотнительного кольца 14, которое в установленном состоянии фильтровальных свечей 10 герметично расположено в сквозном канале 5 нижней перфорированной пластины 4. Сквозные каналы 5, следовательно, имеют круглый цилиндрический профиль с круглой внутренней стенкой 15, диаметр которой соответствует диаметру круглых втулок. Верхние соединительные втулки 21 и сквозные отверстия 6 верхней перфорированной пластины 3, однако, в каждом случае имеют полигональный профиль согласно настоящему изобретению. Конструкция соединительных втулок 21 и соответствующих сквозных отверстий 6 далее поясняется со ссылкой на фиг. 2-8.

На фиг. 2 представлено детальное изображение соединительной втулки 21 на верхнем конце корпуса 10А элемента. На боковой поверхности 22 соединительной втулки 21, на некотором расстоянии от передней стороны 21А соединительной втулки 21 имеется приемная канавка 33 для О-образного кольца 34 в качестве уплотнительного кольца. Внешняя сторона соединительной втулки 21 имеет гексагональный профиль с шестью плоскими участками 26, равномерно распределенными по периферии, причем в каждом случае между двумя соседними плоскими участками 26 выполнены плавные сопряжения 27, при этом указанные плавные сопряжения предпочтительно имеют одинаковый радиус кривизны, который остается постоянным по всей длине плавного сопряжения 27. На фиг. 3 отчетливо показано чередующееся расположение плоских участков 26 и плавных сопряжений 27 на боковой поверхности 22 соединительной втулки 21. Фиг. 3 также позволяет понять с помощью пунктирных линий, что основание 33А приемной канавки 33 также имеет гексагональный профиль с плоскими участками 36 и плавными сопряжениями 37, чередующимися друг с другом, при этом в каждом случае плоский участок 26 боковой поверхности 22 расположен параллельно плоскому участку 36 основания 33А канавки на одинаковом расстоянии от него, а плавное сопряжение 27 боковой поверхности 22 расположено параллельно плавному сопряжению 37 основания 33А канавки на одинаковом расстоянии от него. Внутреннее отверстие 28 (фиг. 4) соединительной втулки 21, однако, является круглым с радиусом кривизны R_R вокруг центральной продольной оси Μ фильтрующего элемента. Каждое плавное сопряжение 37 основания 33А канавки имеет радиус кривизны R_N, который меньше половины расстояния A_N между двумя плоскими участками 36 основания 33А канавки, противостоящими друг другу, а каждое плавное сопряжение 27 боковой поверхности 22 имеет радиус кривизны R_M, который меньше половины расстояния А_М между двумя противоположными плоскими участками 26 боковой поверхности 22. Радиусы кривизны R_N для криволинейных участков 37 основания 33А канавки и R_M для криволинейных участков 27 боковой поверхности 22 в каждом случае имеют общую начальную точку, которая расположена на соответствующем расстоянии от центральной продольной оси Μ фильтрующего элемента. Соответствующие криволинейные участки 27 боковой поверхности, расположенные рядом друг с другом на отдельной кривой, и криволинейные участки 37 основания 33А канавки, таким образом, тянутся параллельно друг другу на одинаковом расстоянии друг от друга.

Вариант с гексагональным профилем согласно изобретению также характеризуется различными соотношениями толщин стенок соединительной втулки 21 в области криволинейного участка 27 боковой поверхности 22, как показано в верхней половине фиг. 4, и в области плоских участков 26, как показано на нижней половине фиг. 4. Однако, глубина и ширина приемной канавки 33, выполненной в боковой поверхности 22, не меняются вдоль окружности. В соединительной втулке 21 согласно фиг. 2-4 внутреннее отверстие 28 расширяется у заднего конца (справа на фиг. 4) посредством ступеньки 39, благодаря чему в более широкой области 28А внутреннего отверстия 28 корпус фильтрующего элемента может быть дополнительно присоединен и прикреплен к отдельному корпусу, сделанному из фильтровального материала.

Соответственно адаптированное к размерам боковой поверхности 22 и/или основания 33А канавки соединительной втулки 21 каждое сквозное отверстие 6 перфорированной пластины 3, в которое вставляется соединительная втулка, имеет гексагональный профиль внутренней стенки 15, отличающийся от круглой цилиндрической формы, в каждом случае с шестью плоскими участками 16 и шестью плавными сопряжениями 17, которые чередуются друг с другом по периферии и в каждом случае имеют соответствующие одинаковые размеры, что обеспечивает симметрию внутренней стенки 15 по периферии, как ясно видно, в частности, из фиг. 5 и 6. Чтобы иметь возможность устанавливать фильтровальные свечи согласно изобретению, плавные сопряжения 17 внутренней стенки сквозных отверстий 6 имеют радиус кривизны R_W, который меньше половины расстояния A_W между двумя противоположными участками 16, при этом в каждом случае расстояние A_W и радиус кривизны R_W внутренней стенки немного больше, чем расстояние А_М (фиг. 3) и радиус кривизны R_M (фиг. 3) боковой поверхности 22 (фиг. 3).

На фиг. 8 показано положение двух соседних верхних соединительных втулок 21 соответствующих соседних фильтрующих элементов 10 при установке в соседних сквозных отверстиях 6 перфорированной пластины 3. Как может быть ясно видно, в каждом случае уплотнительное кольцо, выполненное в форме круглого О-образного кольца 34, и расположенное внутри соответствующей приемной канавки 33 соединительной втулки 21, расположено на расстоянии нескольких миллиметров от соответствующей передней поверхности перфорированной пластины 3 и находится полностью внутри соответствующего сквозного отверстия 6 и, следовательно, соответственно расположено в области уплотнения зазора между внешней периферией боковой поверхности 22 соединительной втулки 21 и внутренней стенкой 15 сквозного отверстия 6.

На фиг. 9 и 10 показан второй иллюстративный вариант соединительной втулки 121, предпочтительно состоящей из пластмассы, для фильтрующего элемента. В случае соединительной втулки 121, боковая поверхность 122 также имеет гексагональный профиль с шестью плоскими участками 126 и криволинейными участками 127, соответственно чередующимися друг с другом, и основание 133А приемной канавки 133 на боковой поверхности 122 также имеет гексагональный профиль, в каждом случае с плоскими участками 136 и криволинейными участками 137, соответственно чередующимися друг с другом. Криволинейные участки 137 канавки 133 в каждом случае имеют радиус кривизны R_N, а криволинейные участки 127 боковой поверхности 122 имеют радиус кривизны R_M, два противостоящих друг другу плоских участка 126 боковой поверхности 122 расположены на расстоянии А_М, а два противоположных плоских участка 136 основания 133А канавки расположены на расстоянии A_N. Соотношения в свою очередь такие, что соответствующий радиус кривизны R_N и/или R_M предпочтительно в каждом случае значительно меньше, чем половина расстояния A_N и/или А_М, при этом соотношение A_i/R_i (где i=Ν, Μ) предпочтительно находится между приблизительно 2,3 и 3,6. В отличие от предыдущего иллюстративного варианта, соединительная втулка 121 также имеет на задней поверхности зажимную или фиксирующую конструкцию 140 для корпуса элемента. Соединительная втулка 121, в частности, хорошо подходит для корпуса элемента, имеющего предпочтительно отдельный опорный корпус для фильтровальной ткани, при этом, в данном случае, опорный корпус может иметь множество спиральных и/или спиралеобразных опорных элементов, расположенных между обеими соединительными втулками фильтровальной свечи, например указанные опорные элементы образуют пересечения и отверстия между ними и могут надежно фиксировать фильтровальную ткань на внешней периферии опорного корпуса, также в случае высоких сжимающих нагрузок. В каждом случае, только соединенные концы опорных элементов опорного корпуса, таким образом, закреплены в зажимной или фиксирующей конструкции 140. Соответствующий опорный корпус раскрыт, например, в DE 202006001793 U заявителя, его описание принимается в качестве дополнительной ссылки. Фиксирующая конструкция 140 в данном случае имеет фиксирующее отверстие 141 между выступом 142 внешней стенки, внешняя поверхность которого образует боковую поверхность 122 с гексагональным профилем, и указанный выступ внешней стенки является круглым по внутренней периферии, и выступом 143 внутренней стенки, расположенным на некотором расстоянии от него, с несколькими углублениями 144, соответствующими количеству спиральных опорных элементов. Опорный корпус может в данном случае иметь шесть спиралей/опорных элементов, и в каждом случае одно из шести углублений 144 расположено напротив плоского участка 126 боковой поверхности 122. В показанном иллюстративном варианте, фиксирующее отверстие имеет меньшую глубину, чем расстояние от заднего конца до канавки 133, но в случае соответственно большей толщины соединительной втулки и/или выступа стенки, канавка также может быть сделана в боковой поверхности в кольцевой выступающей части фиксирующего отверстия.

На фиг. 11-17 показан еще один вариант многоэлементного жидкостного фильтра 201 с фильтрующими элементами 210, которые предпочтительно открыты только на одной стороне. Следовательно, жидкостному фильтру 201 требуется только одна перфорированная пластина 203, которая в показанном иллюстративном варианте служит для размещения в общей сложности семи отдельных фильтрующих элементов 210, при этом центры шести фильтрующих элементов 210 расположены на внешней окружности, а седьмой фильтрующий элемент 210 расположен в центре между ними. Отдельные фильтрующие элементы 210 в итоге имеют по существу больший диаметр и большую длину и, следовательно, также значительно большую фильтрующую поверхность, чем в предыдущих иллюстративных вариантах, а также, в показанном иллюстративном варианте, они имеют металлический опорный корпус, такой, как например перфорированная пластина (не показана), гофрированное фильтровальное средство 260, закрепленное на его внешней периферии и при необходимости окруженное защитной оболочкой 261. В фильтрующих элементах 210, соединительная втулка 221, которая предпочтительно состоит из металла, используется для каждого фильтрующего элемента 210, и ни одна из соединительных втулок 221 не взаимодействует непосредственно со сквозным отверстием в перфорированной пластине 203, образующей фиксирующее устройство, на стороне фильтров, вместо этого, в перфорированной пластине 203 имеются семь ступенчатых сквозных отверстий 209, в которые, в каждом случае, плотно вставляется вставка 270, обеспечивая герметичность, и, в каждом случае, указанная вставка взаимодействует с соединительной втулкой 221 фильтрующего элемента 210.

Сначала, со ссылкой на фиг. 13-15 объясняется конструкция соединительной втулки 221. Соединительная втулка 221 в каждом случае состоит из металла, и именно в этом случае состоит из изогнутых частей 280, 290, которые, например, в каждом случае изготавливаются из колец из листового металла, сформированных посредством глубокой вытяжки, и которые герметично соединены в месте соединения 282. Обе изогнутые части 280, 290 имеют кольцевую форму с центральной осью М, при этом изогнутая часть 280 на задней, удаленной от места соединения 282 стороне имеет кольцевую поверхность 284, которая тянется перпендикулярно центральной оси Μ в собранном состоянии, как показано на фиг. 12, гофрированное фильтровальное средство 260 закреплено напротив нее и может плотно прилегать к передней поверхности. К кольцевой поверхности 284 примыкает круглая цилиндрическая кольцевая втулка 285, в собранном фильтрующем элементе, указанная кольцевая втулка может плотно прилегать с внешней стороны к гофрированной фильтровальной ткани или к защитному и опорному элементу, окружающему указанную фильтровальную ткань, и предпочтительно расположена под небольшим углом, в виде конуса, относительно центральной оси М. Внутри, к кольцевой поверхности 284 прилегает U-образная изогнутая назад конструкция 286, указанная изогнутая назад конструкция имеет внешнюю в радиальном направлении стенку 287, промежуточную стенку 288, расположенную к ней под прямым углом, и внутреннюю стенку 289, также расположенную под прямым углом к промежуточной стенке. Внутренняя стенка 289 образует на соединительной втулке 221 часть периферической стенки внутреннего отверстия 228, которое в случае соединительной втулки 221 имеет круглую цилиндрическую форму.

Вторая изогнутая часть 290 соединена с изогнутой частью 280, указанная вторая изогнутая часть, в свою очередь, имеет кольцевую форму и имеет круглую цилиндрическую внутреннюю стенку 299, соединяющуюся с промежуточной стенкой 298, которая тянется назад под прямым углом к внутренней стенке, при этом указанная промежуточная стенка тянется перпендикулярно центральной оси Μ соединительной втулки 221. Промежуточная стенка 298 в свою очередь соединяется с первой внешней стенкой 297, которая тянется назад под прямым углом к промежуточной стенке и соединяется с переходной стенкой 293, вытянутой наружу под прямым углом к первой внешней стенке, а внешняя боковая стенка 295 в свою очередь тянется назад под прямым углом к переходной стенке. На виде параллельно центральной оси М, внутренняя стенка 299 аксиально выступает над внешней боковой стенкой 295.

В собранном состоянии двух изогнутых частей 280, 290, две промежуточные стенки 298, 288 расположены точно напротив друг друга и образуют соединительную поверхность, по которой две изогнутые части 280, 290 герметично соединяются вместе, в частности герметично сварены посредством лазерной сварки. Две внутренние стенки 289, 299 в данном случае тянутся вдоль одной линии и плоскопараллельны друг другу и, таким образом, образуют периферическую стенку внутреннего отверстия 228 соединительной втулки 221. В собранном состоянии двух частей 280, 290 из листового металла, между переходной стенкой 293, первой внешней стенкой 297 листовой части 290 и частью поверхности промежуточной стенки 288 листовой части 280, которая выступает в радиальном направлении над соединительной поверхностью между двумя листовыми частями 280, 290 и/или выступает над внешней поверхностью 297 листовой части 290, образуется канавка 233 соединительной втулки. Стенка 298 на изогнутой части 290 соответственно короче стенки 288 на изогнутой части 280. Боковая поверхность первой внешней стенки 297 в то же время образует основание 233А канавки 233. Стенка 288, частично образующая уплотнительную поверхность, в то же время образует одну из боковых стенок приемной канавки 233 для уплотнительного кольца на участке, который выступает в радиальном направлении над стенкой 298. Согласно изобретению, первая внешняя стенка 297, образующая основание 233А канавки, боковая стенка 295 и внешняя стенка 287 располагаются параллельно на всем их протяжении, имеют не круглый, а гексагональный профиль, при этом в каждом случае чередующиеся изогнутые участки 227 и плоские участки 226 расположены со смещением относительно друг друга по всей периферии на внешней боковой поверхности 222 соединительной втулки 221, образованной стенками 295, 287, и соответственно также изогнутые участки 237 и плоские участки 236 на стенке 297, образующей основание 233А, как, в частности, ясно из фиг. 14. В каждом случае, два противоположных плоских участка 226 внешней боковой поверхности 222 соответственно расположены на расстоянии А_М, и в каждом случае, два противоположных плоских участка 236 основания 233А канавки соответственно расположены на расстоянии A_N. Изогнутые участки 237 основания 233А канавки в каждом случае имеют радиус кривизны R_N, а изогнутые участки 227 внешней боковой поверхности имеют радиус кривизны R_M. Начала обоих радиусов кривизны совпадают, но не расположены на продольной оси Μ соединительной втулки 221, находясь на некотором расстоянии от нее в радиальном направлении. Стенка 287 на задней изогнутой части 280 в направлении вставки предпочтительно тянется параллельно центральной оси М, а внешняя боковая стенка 295 может быть наклонена назад под небольшим углом внутрь относительно центральной оси М, чтобы упростить вставку соединительных втулок 221 в соответственно сконструированные сквозные отверстия фиксирующего устройства со стороны фильтра.

На фиг. 16 и 17 показаны соответствующие сквозные отверстия 206, при этом сквозные отверстия 206, взаимодействующие с соединительными втулками, расположенными согласно изобретению на фильтрующих элементах, в иллюстративном варианте, показанном на фиг. 11-17, выполнены не непосредственно в перфорированной пластине, а в отдельных вставках 270. Вставки 270 являются круглыми по внешней периферии и имеют два участка 272А и 272В, отделенные друг от друга ступенькой 271. Участок 272В предназначен для вставки в соответствующие сквозные отверстия или сквозные каналы фиксирующей пластины 203 (фиг. 11), при этом ступенька 271 затем плотно прилегает к верхней поверхности ступенчатого сквозного канала (209, фиг. 12). Внутренняя поверхность 273 меньшей части 272 В вставок 270 также круглая и соединяется посредством переходной наклонной поверхности 274 с частью 272А, внутренняя стенка 215 которой предназначена для приема с защитой от вращения соединительных втулок (221, фиг. 11), расположенных на фильтрующих элементах и имеющих форму согласно изобретению. Участок 272А, таким образом, образует фактическую приемную зону для соединительной втулки и служит в качестве уплотняемой поверхности и/или уплотняемой сопряженной поверхности для уплотнительного кольца (О-образного кольца) в приемной канавке на соответствующей соединительной втулке. В соответствии с вариантом изобретения, внутренняя стенка 215 участка 272А соответственно имеет гексагональный профиль, в каждом случае, с изогнутыми участками 217 и плоскими участками 216, соответственно чередующимися друг с другом по периферии. В каждом случае два противоположных плоских участка 216 внутренней стенки 215 расположены на расстоянии A_W, а изогнутые участки 217 в каждом случае имеют радиус кривизны R_W. Передняя поверхность большего участка 272А имеет при переходе с внутренней стенки 215 заходную фаску 219, чтобы обеспечить дополнительную помощь для вставки передней стороны соединительной втулки (221, фиг. 11). Соответственно, заходная фаска 219 и внешняя стенка (295, фиг. 15), которая также скошена и направлена внутрь, направляются в процессе установки, благодаря чему, даже при относительно тяжелых или больших фильтрующих элементах, соответствующие сопрягаемые поверхности могут быть легко и надежно установлены в определенном положении. В установленном состоянии, как может быть в первую очередь видно на фиг. 12, уплотнительное кольцо 234 расположено в соответствующей приемной канавке 233 соединительной втулки 221 и прижимается посредством равномерного контактного давления к внутренней стенке 215 вставки 270, и соответственно обеспечивает водонепроницаемое уплотнение между соединительной втулкой 221 и фиксирующим устройством 203.

В следующей таблице показаны предпочтительные размеры (в мм) различных расстояний и радиусов, не ограничивающие настоящее изобретение:

Для специалистов многочисленные модификации, которые не выходят за рамки защищаемого объема зависимых пунктов формулы, раскрыты в описании. Изобретение не ограничено, в частности, показанными иллюстративными вариантами и/или размерами расстояний и радиусов, приведенными в таблице выше. Использование гексагонального профиля в каждом случае с шестью плоскими участками и шестью изогнутыми участками, которые равномерно и симметрично распределены по периферии, представляет собой предпочтительный иллюстративный вариант, хотя возможны другие формы профиля. Хотя на чертежах и в соответствующем описании раскрыты сделанные из листового металла изогнутые части в качестве соединительных втулок, также, соответствующие соединительные втулки могут быть предпочтительно изготовлены в виде одной детали из пластмассы. Эти и другие модификации очевидны для специалистов из описания выше.

Изобретение предназначено для фильтрации жидкостей. Фильтрующий элемент для фильтрующего устройства для жидкости содержит корпус 10А с продольной осью, фильтровальное средство, через которое может течь жидкость, и по меньшей мере одну соединительную втулку (21), которая открыта со своей передней стороны на одном конце корпуса, для разъемного закрепления фильтрующего элемента в сквозном отверстии (6) фиксирующего устройства в жидкостном фильтре. Соединительная втулка (21) содержит боковую поверхность, на которой имеется частичный уплощенный участок и опорная поверхность для уплотнительного кольца (14), взаимодействующего с внутренней стенкой сквозного отверстия. На соединительной втулке (21) выполнена приемная канавка для уплотнительного кольца, основание указанной приемной канавки в качестве кольцевой опорной поверхности для уплотнительного кольца имеет полигональный профиль с плоскими участками и плавными сопряжениями, чередующимися друг с другом. Технический результат: обеспечение надежного уплотнения с одновременной защитой от вращения между фильтрующим элементом и фиксирующим устройством. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил., 1 табл.

1. Фильтрующий элемент для фильтрующего устройства для жидкости, содержащий корпус с продольной осью, фильтровальное средство, через которое может течь жидкость, и по меньшей мере одну соединительную втулку (21; 121; 221), которая открыта со своей передней стороны на одном конце корпуса, для разъемного закрепления фильтрующего элемента в сквозном отверстии фиксирующего устройства в жидкостном фильтре, причем соединительная втулка (21; 121; 221) содержит боковую поверхность, на которой имеется частичный уплощенный участок и опорная поверхность для уплотнительного кольца, взаимодействующего с внутренней стенкой сквозного отверстия, отличающийся тем, что на соединительной втулке (21; 121; 221) выполнена приемная канавка (33; 133; 233) для уплотнительного кольца, основание (33А; 133А; 233А) указанной приемной канавки в качестве кольцевой опорной поверхности для уплотнительного кольца имеет полигональный профиль с плоскими участками (36; 136; 236) и плавными сопряжениями (37; 137; 237), чередующимися друг с другом.

2. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что основание (33А; 133А; 233А) канавки имеет четное количество подобных друг другу плоских участков (36; 136; 236).

3. Фильтрующий элемент по п. 2, отличающийся тем, что боковая поверхность (22; 122; 222) имеет полигональный профиль с плоскими участками (26; 126; 226) и плавными сопряжениями (27; 127; 227), чередующимися друг с другом, причем боковая поверхность (22; 122; 222) имеет четное количество подобных друг другу плоских участков (26; 126; 226).

4. Фильтрующее устройство для жидкости, содержащее корпус, по меньшей мере одно расположенное в корпусе фиксирующее устройство со сквозным отверстием (6; 106; 206), имеющим внутреннюю стенку для закрепления фильтрующего элемента, а также по меньшей мере один фильтрующий элемент (10; 210), который содержит корпус с продольной осью, фильтровальное средство, через которое может течь жидкость, и по меньшей мере одну соединительную втулку (21; 121; 221), которая открыта со своей передней стороны на одном конце корпуса элемента и содержит боковую поверхность, на которой имеется частичный уплощенный участок и опорная поверхность для уплотнительного кольца для герметичного крепления фильтрующего элемента в сквозном отверстии фиксирующего устройства, отличающееся тем, что соединительная втулка (21; 121; 221) или внутренняя стенка для уплотнительного кольца содержит приемную канавку (33; 133; 233), основание которой (33А; 133А; 233А) образует кольцевую опорную поверхность для уплотнительного кольца (34; 234), причем основание канавки (33А; 133А; 233А) и внутренняя стенка (15; 215) в каждом случае имеют полигональный профиль с плоскими участками соответственно (36; 136; 236) и (16; 116; 216) и плавными сопряжениями соответственно (37; 137; 237) и (17; 117; 217), чередующимися друг с другом.

5. Фильтрующее устройство по п. 4, отличающееся тем, что основание канавки (33А; 133А; 233А) и внутренняя стенка в каждом случае имеют четное количество подобных друг другу плоских участков.

6. Фильтрующий элемент по п. 2 или 3, отличающийся тем, что основание канавки (33А; 133А; 233А) и внутренняя стенка (15; 215), а также предпочтительно боковая стенка в каждом случае имеют гексагональный профиль с шестью плоскими участками (16, 36, 26; 116, 126, 136; 216, 226, 236) и шестью плавными сопряжениями (17, 27, 37; 117, 127, 137; 217, 227, 237).

7. Фильтрующий элемент по п. 6, отличающийся тем, что плоские участки (16; 26; 36) расположены парами параллельно напротив друг друга на расстоянии (A_i), а плавные сопряжения (17; 27; 37) на основании канавки (33А), внутренней стенке (15) и/или боковой поверхности (22) в каждом случае имеют одинаковый радиус кривизны (R_i) относительно друг друга, причем отношение расстояния к радиусу кривизны составляет:

2<A_i/R_i≤5, предпочтительно:

2,3≤A_i/R_i≤3,6.

8. Фильтрующий элемент по п. 7, отличающийся тем, что в каждом случае радиус кривизны R_i плавного сопряжения боковой поверхности и радиус кривизны R_i плавного сопряжения основания канавки являются концентричными относительно друг друга и имеют общий центр.

9. Фильтрующий элемент по п. 2 или 3, отличающийся тем, что плоские участки являются частично планарными или имеют выпукло-изогнутую поверхность.

10. Фильтрующий элемент по п. 2 или 3, отличающийся тем, что соединительная втулка (21; 121) выполнена из пластмассы и, в частности, состоит из пластмассовой детали, изготовленной литьем под давлением, причем расстояние от приемной канавки до передней стороны соединительной втулки больше ширины приемной канавки.

11. Фильтрующий элемент по п. 10, отличающийся тем, что соединительная втулка (121) имеет зажимную или фиксирующую конструкцию (140) для корпуса элемента или опорного корпуса для корпуса элемента.

12. Фильтрующий элемент по п. 2 или 3, отличающийся тем, что соединительная втулка (221) состоит из металла.

13. Фильтрующий элемент по п. 12, отличающийся тем, что соединительная втулка (221) выполнена составной и имеет по меньшей мере две изогнутые части (280; 290), герметично соединенные друг с другом в месте соединения, причем место соединения (282) предпочтительно расположено в области приемной канавки.

14. Фильтрующий элемент по п. 12, отличающийся тем, что соединительная втулка (221) на боковой поверхности (222) имеет направляющую поверхность (295) на передней стороне для взаимодействия с заходной фаской на внутренней стенке сквозного отверстия фиксирующего устройства, причем передняя сторона соединительной втулки предпочтительно имеет участок (299), аксиально выступающий над направляющей поверхностью.

15. Фильтрующий элемент по п. 14, отличающийся тем, что участок (299), выступающий из передней стороны, имеет кольцевую форму и/или участок, выступающий из передней стороны, образует контактную поверхность для вертикальной установки неустановленных фильтрующих элементов.

16. Фильтрующее устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что жидкостный фильтр является многоэлементным фильтром, а фиксирующее устройство имеет множество сквозных отверстий для размещения в них множества фильтрующих элементов.

17. Фильтрующее устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что внутренняя стенка фиксирующего устройства (203; 270) в каждом случае имеет заходную фаску (6А; 219) для взаимодействия с передней стороной соединительной втулки (21; 221) закрепляемого фильтрующего элемента.

18. Фильтрующее устройство п. 4 или 5, отличающееся тем, что фиксирующее устройство состоит из перфорированной пластины (3) с выполненными в ней сквозными отверстиями (6), имеющими в каждом случае полигональный профиль, или фиксирующее устройство состоит из отдельных вставок (270) со сквозными отверстиями полигонального профиля, закрепленных на перфорированной пластине (203).

19. Фильтрующий элемент п. 2 или 3, отличающийся тем, что каждый фильтрующий элемент (10) имеет форму фильтровальной свечи с открытыми на обеих сторонах концами, причем соединительная втулка (21) с полигональным, в частности гексагональным, профилем приемной канавки расположена на одном конце свечи, а круглая втулка (11) с круглой цилиндрической периферической стенкой расположена на другом конце свечи.