CN101766940B

CN101766940B - 过滤装置

Info

Publication number: CN101766940B
Application number: CN200910258802.1A
Authority: CN
Inventors: 国崎雄嗣; 井户田健
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: JP2010142713A; CN101766940A; JP4820858B2

Abstract

本发明提供一种，可以维持从气体中分离异物的性能的同时，还能使大量的气体流过的过滤装置。该过滤装置具备通气窗(R)。沿通气窗(R)的通气窗主体(30)的外周面延伸的假想圆(C)的切线(F)被包含在形成于第1和第2叶片(311，312)之间的缝隙(35)的内底面(35a)中。切线(F)和假想圆(C)在假想圆(C)的顶点(CT)相交。第1和第2叶片(311，312)的内侧面(311a，312a)和缝隙(35)的内底面(35a)分别在基准位置(P1)和交叉位置(P2)相交。假想圆(C)的顶点(CT)位于从第1叶片(311)，具体来说从基准位置(P1)向缝隙(35)内偏移的位置。

Description

过滤装置

技术领域

本发明涉及一种过滤装置，该过滤装置中设有对从入口导入的气体付与离心力的通气窗。

背景技术

气缸等流体压力设备，通过被压缩机压缩的压缩空气(气体)被操作。通常，在这样被压缩的空气中含有例如水分、尘埃或油雾等异物。如果将此空气不加处理直接向流体压力设备供给的话，会发生种种故障。所以，在压缩空气被供给至流体压力设备之前，需要用过滤装置对该压缩空气进行过滤，而将这些异物分离。然而，在用过滤装置对压缩空气进行过滤的时候，如果液体或者由较大的粒子形成的尘埃等异物被滤芯捕捉，就有可能发生滤芯的堵塞。

为了解决这个问题，可以采用例如专利文献1中记载的过滤装置。该过滤装置在其外壳内设有滤芯，在该滤芯的上面置有通气窗。在此通气窗的外周设有多个叶片，通过使压缩空气通过这些叶片之间的空隙，使将要被导入滤芯的压缩空气产生旋转动作。

压缩空气一产生旋转的动作，压缩空气中就会产生离心力，含在压缩空气中的液体或者由较大粒子形成的尘埃等异物由于离心力被从压缩空气中分离。通过这样由通气窗将异物从压缩空气中分离出来，使在到达滤芯并被过滤的气体中只含有少量的异物，从而可以减少滤芯的堵塞。

但是，在专利文献1记载的过滤装置中，希望能在维持从压缩空气中分离异物的性能的同时，还可以流过大流量的压缩空气。

专利文献：日本专利公开H11-267434号公报

发明内容

于是本发明的目的为，提供一种过滤装置，该装置可以维持从气体中分离异物的性能的同时，还可以流过大流量的气体。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种过滤装置，包括：外壳，在该外壳上设有入口、出口及连通所述入口和所述出口的气体通道；滤芯，设在所述气体通道中，过滤流过所述气体通道的气体；通气窗，设在所述气体通道中处于所述入口和所述滤芯之间的部分，向从所述入口导入的气体付与离心力；其特征在于，所述通气窗具备筒状的通气窗主体和立设在所述通气窗主体外周的多个叶片，在所述通气窗主体的周方向上相邻的所述叶片之间，形成有缝隙，从所述入口向所述滤芯流动的气体通过所述缝隙，沿所述通气窗主体的外周面延伸的假想圆与所述缝隙的内底面相切于所述假想圆的顶点，所述叶片含有相邻的第1叶片和第2叶片，所述第1叶片和所述缝隙的内底面相交于基准位置，所述第2叶片和所述缝隙的内底面相交于交叉位置，所述假想圆的所述顶点从所述基准位置向所述缝隙内偏移，所述缝隙的内底面含有通过所述顶点的、所述假想圆的切线，并形成为平面。

基于本发明，在过滤装置中，可以维持从气体中分离异物的性能的同时，还可以流过大流量的气体。

附图说明

图1是显示本发明的一个实施方式的过滤装置的断面图。

图2是显示该实施方式的通气窗的立体图。

图3(a)是显示该实施方式的通气窗的部分平面图。

图3(b)是显示该实施方式的通气窗的叶片及缝隙的部分立体图。

图4(a)是显示以前通气窗的部分平面图。

图4(b)是显示以前通气窗的叶片及缝隙的部分立体图。

图5(a)是显示其他实施方式的通气窗的部分平面图。

图5(b)是显示其他实施方式的通气窗的叶片及缝隙的部分立体图。

符号说明

F-切线，L-中心轴，M-直线，P1-基准位置，R-通气窗，C-假想圆，CT-顶点，10-过滤装置，11-主体，12-入口，13-出口，14-碗，16-碗护罩，17-导入通道，18-导出通道，22-滤芯，24-导入室，25-导出室，30-通气窗主体，31(311)-第1叶片，32(312)-第2叶片，35-缝隙，35a-内底面。

具体实施方式

以下，参照图1-图4对将本发明涉及的过滤装置具体化的一个实施方式进行说明。

图1是显示本发明的一个实施方式的过滤装置的断面图，图2是显示该实施方式的遮板通气窗的立体图。如图1所示，在过滤装置10的主体11上设有入口12和出口13，该入口12和出口13互相相向而形成。在入口12上连接有未予图示的空气供给源，在出口13上连接有未予图示的气缸(流体压力设备)。压缩空气(气体)通过入口12被导入过滤装置10中，空气通过出口13被从过滤装置10导出。

过滤装置10具备有底圆筒状的碗14。该碗14以开口向上的形式被设置，其上端嵌入在主体11的下部。在碗14的上端部外周装有环形垫圈15，该环形垫圈15保持着主体11和碗14之间的气密性。在主体11的下部设置有碗护罩16，该碗护罩16呈上面开口的有底圆筒状，以覆盖碗14的形式被设置。主体11、碗14及碗护罩16构成了过滤装置10的外壳。

在本体11上形成有导入通道17和导出通道18，导入通道17将入口12连通至碗14的内部，导出通道18将出口13连通至碗14的内部。在导出通道18中处于主体11内顶部的位置上，安装有沿上下方向延伸的支撑棒20。在支撑棒20的上下两端部形成有外螺纹20a，20b。支撑棒20通过其上部的外螺纹20a与形成在主体11上的内螺纹11a相螺合，被安装在主体11上。

在支撑棒20的下部设有隔板21，该隔板21通过其上部形成的内螺纹21b与支撑棒20的下部的外螺纹相螺合而被固定在支撑棒20的下端。隔板21呈伞状，其顶点指向斜下方。在隔板21的外周面和碗14的内轴面之间形成有很小的缝隙。基于此隔板21的形状及缝隙，异物可以从隔板21的周围向下方落下，而落下的异物不会被向上方吹起。

在隔板21的上面置有圆筒状的滤芯22，该滤芯22从支撑棒20的周围将其覆盖。在滤芯22的上部置有通气窗R。碗14和主体11的内部空间被滤芯22分割为，外侧的导入室24和内侧的导出室25。导入通道17、导入室24、导出室25及导出通道18形成了气体通道，在气体通道的中途设置有滤芯22。

接着，对以上述形式构成的过滤装置10的作用进行说明。

首先，压缩空气从入口12流入过滤装置10的内部。在此压缩空气中含有尘埃及液体等异物。压缩空气通过导入通道17及通气窗R的外周侧流入碗14内的导入室24。在压缩空气流入导入室24时，通气窗R使压缩空气产生旋转运动。通过由旋转运动产生的离心力，液体、尘埃中比较大的固体粒子等异物被收集在碗14的内壁表面而被从压缩空气中分离出来。这些被分离出来的液体和固体粒子通过隔板21和碗14的内壁表面之间的空隙落下至碗14的底部并积存。积存在碗14内底部的液体、尘埃等异物被隔板21阻止而不会升起。

通过通气窗R外周侧的压缩空气通过滤芯22向导出室25流出。在压缩空气通过滤芯22的时候，没有由通气窗R分离出来的异物被滤芯22阻挡。然后，在异物被除去后，流出至导出室25的压缩空气通过通气窗R内侧及导出通道18从出口13向气缸供给。

接着，对通气窗R进行详细说明。如图2所示，通气窗R具备呈圆筒状的通气窗主体30和多个(本实施方式为15个)叶片31，这些叶片31立设在通气窗主体30的外周。在沿通气窗主体30的周方向相邻的叶片31之间，形成有使压缩空气(气体)通过的缝隙35。在通气窗主体30内沿上下方向形成有贯穿孔34，通气窗主体30的中心轴L通过贯穿孔34的中心点并沿上下方向延伸。将中心轴L延伸的方向定义为通气窗主体30的轴方向。

各叶片31形成为相对通气窗主体30的轴方向倾斜的形式。如图3(a)及(b)所示，缝隙35的内底面35a形成为平面状，位于沿通气窗主体30周方向相邻的叶片31之间。沿通气窗主体30的外周面延伸的假想圆C的切线F被包含在缝隙35的内地面35a中。换句话说，缝隙35的内底面35a形成为沿该切线F延伸的形式。切线F和假想圆C在假想圆C的顶点CT相交。切线F与连接通气窗主体30的中心轴L和顶点CT的直线M相垂直，沿切线F延伸的内底面35a也与直线M相垂直。该假想圆C的顶点CT处于相邻叶片31之间，也就是说处在缝隙35之内。

如图2及3所示，在形成某一个空隙35的一对叶片31中，将位于图中左侧的叶片31称为第1叶片311，把处于右侧的叶片31称为第2叶片312。第1及第2叶片311，312的内侧面311a，312a分别于基准位置P1及交叉位置P2与缝隙35的内底面35a相交。在本实施方式中，基准位置P1与交叉位置P2之间的距离为3.6mm。

在此情况下，假想圆C的顶点CT位于，沿内底面35a从第1叶片311(基准位置P1)向缝隙35偏移的位置，具体来说是沿内底面35a从基准位置P1向交叉位置P2偏移1-3.6mm的位置，即偏移基准位置P1和交叉位置P2之间距离的30％-100％的位置。由于缝隙35的内底面35a形成为沿与直线M相垂直的切线F延伸的形式，所以在假想圆C的外周面上，形成了从顶点CT延伸至第1及第2叶片311，312的基端的加厚部。

图4(a)及(b)中示出了与本实施方式相异的以前的通气窗R1。在以前的通气窗R1中，在沿通气窗主体40的周方向相邻的叶片41之间形成有缝隙45。叶片41及缝隙45的相对于中心轴L的倾斜角度，与本实施方式的叶片31及缝隙35的相对于通气窗R的中心轴L的倾斜角度相同。以前的通气窗R1上的叶片41的数量以及沿周方向相邻的叶片41之间的间隔，与本实施方式的通气窗R的叶片31的数量及沿周方向相邻的叶片31之间的间隔相同。

如图4所示，在形成某一个空隙45的一对叶片41中，将位于图4中左侧的叶片41称为第1叶片411，把处于右侧的叶片41称为第2叶片412。第1及第2叶片411，412的内侧面411a，412a分别于基准位置P1及交叉位置P2与缝隙35的内底面35a相交。

缝隙45的内底面45a形成为平面状，位于沿通气窗主体40周方向相邻的第1叶片411和第2叶片412之间。沿通气窗主体40的外周面延伸的假想圆C1的切线F1被包含在缝隙45的内地面45a中。换句话说，缝隙45的内底面45a形成为沿该切线F延伸的形式。切线F1和假想圆C1在假想圆C的顶点CT相交。该假想圆C1的顶点CT1位于第1叶片411的极端(基准位置P1)。也就是说，在以前的通气窗R1中，顶点C1不处于相邻的叶片41之间，换句话说不处于缝隙45内。切线F1与连接通气窗主体40的中心轴L和顶点CT1的直线M1相垂直。在假想圆C1的外周面上，形成了从顶点CT1延伸至第2叶片412的基端(交叉位置P2)的加厚部。

在本实施方式的通气窗R中第1叶片311的内侧部分从内底面35a突出的高度，比在以前的通气窗R1中第1叶片411的内侧部分从内底面45a突出的高度略微低一些。在本实施方式的通气窗R中第2叶片312的内侧部分从内底面35a突出的高度，比在以前的通气窗R1中第2叶片412的内侧部分从内底面45a突出的高度高出很多。由于相邻的叶片31，41之间的间隔相同，在本实施方式的通气窗中缝隙35的上部开口的开口面积，比以前的通气窗R1中缝隙45的上部开口的开口面积大。在本实施方式的通气窗R中缝隙35的下部开口的开口面积，比以前的通气窗R1中缝隙45的下部开口的开口面积大。而且，在本实施方式的通气窗R中缝隙35的最小开口面积，比以前的通气窗R1中缝隙45的最小开口面积大。通过将顶点CT的位置设定为从基准位置P1向交叉位置P2偏移约3mm的位置，即偏移基准位置P1和交叉位置P2之间距离的约83％的位置，可以使最小开口面积变得最大。

基于上述实施方式，可以得到以下的效果。

(1)本实施方式的通气窗R中，假想圆C的顶点CT位于比第1叶片311(基准位置P1)向缝隙35内偏移的位置。缝隙35形成为平面状，沿与连接假想圆C的顶点CT和通气窗主题30的中心轴L的直线M垂直的切线F延伸。于此相对，以前的通气窗R1中，假想圆C1的顶点CT1不位于缝隙45之内，缝隙45的内底面45a沿与连接顶点CT1和中心轴L的直线M1垂直的切线F1延伸形成。因此，本实施方式中的通气窗R中，可以使空隙35的开口面积比以前的通气窗R1的缝隙45的开口面积大，而且，还可以使最小开口面积扩大。所以，可以使缝隙35的流量性能比以前的通气窗R1的缝隙45的流量性能有提高，可以使大量的压缩空气流过通气窗R的空隙35。进一步，本实施方式的通气窗R和以前的通气窗R1中，叶片31，41及空隙35，45的倾斜角度没有变更，所以由叶片31，41及空隙35，45向压缩空气付与的离心力不会变化。

所以，基于本实施方式的通气窗R，可以维持从压缩空气中分离异物的性能的同时，还可以使大量的气体流过。结果，通过详细地设定通气窗R的空隙35的形状，可以使通气窗R简洁化的同时维持从压缩空气中分离异物的性能，还可以使大量的气体流过，并使装有通气窗R的过滤装置10变得简洁。

上述实施方式也可以按以下形式变更。

如图5所示，可以通过形成从叶片31的基准位置P1开始延伸到顶点CT的加厚部31f，而将叶片31的轴方向的上端面31d的宽度增大。该加厚部31f形成为从上端面31d向内侧面311a弯曲为弧形。

还可以变更设在通气窗R上的叶片31。

Claims

1.一种过滤装置，包括：

外壳，在该外壳上设有入口、出口及连通所述入口和所述出口的气体通道；

滤芯，设在所述气体通道中，过滤流过所述气体通道的气体；

通气窗，设在所述气体通道中处于所述入口和所述滤芯之间的部分，向从所述入口导入的气体付与离心力；

其特征在于，

所述通气窗具备筒状的通气窗主体和立设在所述通气窗主体外周的多个叶片，各叶片形成为相对所述通气窗主体的轴方向倾斜，

在所述通气窗主体的周方向上相邻的所述叶片之间，形成有缝隙，从所述入口向所述滤芯流动的气体通过所述缝隙，所述缝隙包括内底面，所述内底面与在所述通气窗主体的平面视图中通过通气窗主体中心轴的直线相垂直，

将与所述缝隙的内底面相切的圆设为假想圆，将所述假想圆上与所述缝隙的内底面的切点设为顶点，所述内底面与所述通过通气窗主体中心轴的直线在所述顶点相交，

所述叶片含有相邻的第1叶片和第2叶片，所述第1叶片与所述第1叶片和所述第2叶片之间的所述缝隙的内底面相交于基准位置，所述第2叶片与所述第1叶片和所述第2叶片之间的所述缝隙的内底面相交于交叉位置，

所述假想圆的所述顶点位于所述基准位置和所述交叉位置之间，所述第1叶片和所述第2叶片之间的所述缝隙的内底面含有通过所述顶点的、所述假想圆的切线，并形成为平面。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，

所述叶片为15个。

3.根据权利要求1-2的任意一项所述的过滤装置，其特征在于，

通过在所述叶片上形成从所述基准位置延伸至所述顶点的加厚部，使所述叶片的轴方向的上端面的宽度增大。