CN107614895A - 回流过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在将工作油向罐返回之前去除气泡的回流过滤器。在与过滤器元件(30)的中空部连通的大致圆筒形状的流出部(40)的内部，设置有具有螺旋形状的叶片构件(53)的涡流形成部(50)。由此，在流出部流动的工作油产生涡旋，从而聚集工作油所包含的气泡。

Description

回流过滤器
技术领域
本发明涉及回流过滤器。
背景技术
在专利文献1中公开了如下的技术：在工作油罐的上部设置有经由设置于工作油罐的外部的气泡去除装置而从工作缸侧返回的工作油的返回口，从该返回口返回的工作油通过过滤器而被收纳在工作油罐内。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-11873号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的发明中，存在必须在液体罐的外部另外设置气泡去除装置这样的问题。另外，在工作油通过设置于罐内的过滤器(以下称作回流过滤器。)时，工作油中有可能产生气泡。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够去除工作油所包含的气泡的回流过滤器。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的回流过滤器例如是设置在罐内的回流过滤器，其特征在于，所述回流过滤器具备：过滤器元件，其具有大致圆筒状的滤材；有底大致圆筒形状的过滤器壳体，其在内部设置有所述过滤器元件；流入部，其供油流入，且所述过滤器壳体与所述过滤器元件之间的空间与该流入部连通；流出部，其为大致圆筒形状，与所述过滤器元件的中空部连通，且设置于所述过滤器壳体的底面；以及涡流形成部，其设置于所述流出部的内部且具有螺旋形状的叶片构件。
根据本发明的回流过滤器，在与过滤器元件的中空部连通的大致圆筒形状的流出部的内部设置有具有螺旋形状的叶片构件的涡流形成部。由此，能够使在流出部流动的工作油产生涡流。其结果是，工作油所包含的气泡沿着涡旋的轴聚集，由此，能够在回流过滤器内去除通过滤材等时工作油所包含的气泡。
在此，也可以是，所述涡流形成部在大致中央形成有沿着所述叶片构件的轴形成且上端被覆盖的大致圆筒形状的管状部，在所述叶片构件的下侧形成有沿径向横跨该叶片构件的通路，在所述管状部以及所述流出部分别形成有与所述通路连通的孔。由此，能够将沿着涡旋的轴聚集的气泡向回流过滤器的外部释放出。
在此，也可以是，所述回流过滤器具备与所述流出部连通且从所述过滤器壳体的底面向下方突出地设置的流出管，所述流出管的下端被随着朝向中央而变高且变窄的大致圆锥台形状的下端面覆盖，在所述流出管的侧面中的所述下端面的附近形成有多个孔。由此，能够将工作油的流向朝与轴大致正交的方向改变，使工作油横向地流出。
在此，也可以是，所述回流过滤器具备：盖体，其对所述过滤器壳体的上端进行覆盖；阀，其设置于所述盖体，且根据所述滤材的外侧的压力与所述滤材的内侧的压力之差而开闭；以及旁通粗滤器，其供通过所述阀后的油通过，且具有框体，所述阀嵌合于该框体的内周面，所述过滤器元件具有对所述滤材的上端进行覆盖的上板，所述上板与所述框体一体化。由此，能够将上板与旁通粗滤器一体化，使过滤器元件小型化。
发明效果
根据本发明，能够去除气泡。
附图说明
图1是示出在内部设置有作为本发明的一实施方式的回流过滤器1的工作油罐100的概要情况的图。
图2是示出回流过滤器1的概要情况的侧视图。
图3是示出回流过滤器1的概要情况的剖视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是示出涡流产生部50的详细情况的立体图。
图6是示出涡流产生部50的详细情况的立体图。
图7是示出涡流产生部50的详细情况的立体图。
图8是示出使用了形成有使管的剖面面积逐渐变小的缩颈部43c的流出管43A的回流过滤器2的概要情况的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。
图1是示出在内部设置有作为本发明的一实施方式的回流过滤器1的工作油罐100的概要情况的图。在图1中，透视地图示出工作油罐100的主要部分。
工作油罐100设置于未图示的作业机械(例如液压装置)，是设置于向该液压装置供给的工作油的液压回路内且用于贮存工作油的罐。工作油罐100具备例如箱形的罐主体101，该罐主体101的内部成为空洞。在罐主体101的内侧主要设置有回流过滤器1和吸入式粗滤器110。
在液压回路中，经过液压装置向工作油罐100导入工作油。
在罐主体101的侧面形成有使工作油向罐主体101的内部流入的流入口101a。经由流入口101a流入的工作油被导向回流过滤器1。工作油被回流过滤器1过滤后贮存在工作油罐100内。
另外，在罐主体101的上端部形成有用于回流过滤器1、吸入式粗滤器110的维护等的开口部101b、101c。在开口部101b安装有回流过滤器1。另外，在开口部101c安装有盖体103。
在盖体11、103的周缘部形成有螺栓插通孔。通过使穿过螺栓插通孔的螺栓105与罐主体101的螺栓孔(未图示)螺合，从而将盖体11、103紧固连结于罐主体101。
在罐主体101的下端部附近(在本实施方式中是罐主体101的侧面的靠近底面的位置)，形成有使罐主体101内的工作油向液压泵(未图示)流出的流出口101d。从罐主体101的外侧向流出口101d嵌插有向液压泵(未图示)的吸入口连接的吸管104。
在流出口101d的上侧(罐主体101的内侧)设置有吸入式粗滤器110，以防止异物向吸管104进入。贮存于工作油罐100内的工作油被液压泵(未图示)抽吸，经由吸入式粗滤器110向吸管104流出，再次向液压装置供给。
在罐主体101的底面设置有隔板101e，该隔板101e用于将设置吸入式粗滤器110的空间与设置回流过滤器1的空间分割。需要说明的是，隔板101e并非是必需的。
图2是示出回流过滤器1的概要情况的侧视图。另外，图3是示出回流过滤器1的概要情况的剖视图(其中，省略了表示剖面的阴影线)。
回流过滤器1主要具有过滤器壳体10、流入部20、过滤器元件30、流出部40以及涡流产生部50。
过滤器壳体10是有底大致圆筒形状的构件，由金属形成。在过滤器壳体10以覆盖上端的方式设置有盖体11。
在盖体11设置有阀12。阀12根据过滤器壳体10和过滤器元件30之间(过滤器元件30的外侧)的压力与过滤器元件30的内侧的压力之差而进行开闭。阀12的外周面嵌合于供通过阀12后的工作油通过的旁通粗滤器13的内周面。
流入部20具有向流入口101a嵌入的流入管21。工作油向流入管21流入。从流入管21流入的工作油被导向过滤器壳体10与过滤器元件30之间的空间。
过滤器元件30是设置于过滤器壳体10的内部的大致圆筒状的构件。过滤器元件30的上端设置于盖体11，下端设置于流出部40，由此将过滤器元件30保持于过滤器壳体10的内部。
过滤器元件30主要具有内筒31、外筒32、滤材33以及板34、35。
内筒31以及外筒32是在两端具有开口的大致中空圆筒形状的构件。内筒31以及外筒32使用耐腐蚀性高的材料(例如不锈钢)形成。在内筒31以及外筒32的大致整个区域形成有供工作油通过的孔。需要说明的是，内筒31以及外筒32也可以使用树脂形成。另外，外筒32并非是必需的。
在内筒31与外筒32之间设置有滤材33。滤材33为在径向上具有厚度的大致圆筒形状。滤材33的高度与内筒31以及外筒32的高度大致相同。
滤材33通过如下方式形成：将使用了合成树脂、纸等的滤纸褶皱折叠，将褶皱折叠后的滤纸的两端连结而卷成圆筒状。由此，滤材33形成为大致圆筒褶形状。滤材33用于过滤工作油。
在外筒32以及内筒31的一端设置有板34，在另一端设置有板35。板34以及板35是大致圆板状或有底大致圆筒形状的构件，使用树脂或金属形成。
板34以及板35设置为覆盖内筒31、外筒32以及滤材33的端部(开口)。换言之，板34以及板35夹持内筒31、外筒32以及滤材33。
板34覆盖内筒31、外筒32以及滤材33的下端。板34的内周面34a嵌合于流出部40的嵌合管41(之后详述)。
在板34的内周面设置有密封构件61。密封构件61避免工作油从板34与嵌合管41之间向嵌合管41侵入。
板35覆盖内筒31、外筒32以及滤材33的上端。图4是图3的局部放大图。
旁通粗滤器13主要具有整体呈大致圆筒形状的框体13a、以及在框体13a的空间内张设的网眼状的过滤部13b。
板35的内周面35a嵌合于旁通粗滤器13的外周面13c。由此，板35与旁通粗滤器13一体化。其结果是，能够使回流过滤器1小型化。
板35的内周面35b嵌合于阀12的外周面12a。其结果是，过滤器元件30以及旁通粗滤器13被安装于阀12。需要说明的是，阀12的外周面12a嵌合于旁通粗滤器13的内周面13d。
在形成于板35的内周面的槽35c中设置有密封构件62。因此，当内周面35b嵌合于外周面12a时，工作油不会从阀12与板35之间向旁通粗滤器13内侵入。
返回到图3的说明。流出部40整体呈大致圆筒形状，主要具有嵌合管41、内侧管42以及流出管43。
嵌合管41是大致圆筒形状的构件，且设置于过滤器壳体10的内部。在嵌合管41的外周面嵌合有板34的内周面34a。由此，过滤器元件30的中空部(内筒31的中空部)与嵌合管41的中空部连通。
内侧管42是大致圆筒形状的构件，且设置于过滤器壳体10的内部。另外，内侧管42设置于嵌合管41的中空部。由此，流入到嵌合管41的过滤后的工作油向内侧管42流出。
在内侧管42的下端，经由过滤器壳体10而设置有流出管43。流出管43是大致圆筒形状的构件，且从过滤器壳体10的底面10a(-z侧的面)向下方突出地设置。流出管43经由开口部10b而与内侧管42连通。
需要说明的是，在本实施方式中，在过滤器壳体10的底面上方设置有内侧管42，在过滤器壳体10的底面上方设置有流出管43，但在过滤器壳体10的底面设置流出部40的方式不局限于此。只要流出部40设置于过滤器壳体10的底面，且上端与过滤器元件30的内周部连通、下端面突出到罐主体101内即可。
流出管43的下端被随着朝向中央而变高且变窄的大致圆锥台形状的下端面43a覆盖。在流出管的侧面中的下端面43a的附近形成有多个孔43b。由此，在流出管43的内部朝向下方(-z方向)流过来的工作油通过碰撞到下端面43a而朝与z方向大致正交的方向改变流向，从孔43b向罐主体101内流出。
另外，在流出管43的中空部设置有涡流产生部50。图5～7是示出涡流产生部50的详细情况的立体图。需要说明的是，图6透视地显示出无法视觉确认的部分。
涡流产生部50主要具有主体部51、凸缘部52、叶片构件53、管状部54以及空气流路55。
主体部51是大致圆筒形状的构件，被插入到流出管43的内部。在主体部51的上端一体形成有用于将涡流产生部50向流出管43以及过滤器壳体10安装的凸缘部52。
如图3所示，当在过滤器壳体10的底面10a的内侧以主体部51向下方突出的方式设置凸缘部52时，主体部51被插入到形成于底面10a的开口部10b。另外，插入到开口部10b的主体部51也向与开口部10b连通的流出管43的内部插入。
返回到图5～7的说明。在主体部51的内周面形成有螺旋形状的叶片构件53。叶片构件53是使向流出管43流入的工作油产生涡流的构件。由于叶片构件53为螺旋形状，因此，如图3的箭头所示，向流出管43流入的工作油一边形成涡旋一边向下方(-z方向)流动。
在本实施方式中，沿着周向设置有四片叶片构件53，但叶片构件53的个数不局限于此。例如，在使用俯视呈扇型的叶片构件53的情况下，叶片构件53为两片以上即可。另外，叶片构件53的形状也不局限于此。例如，叶片构件也可以为连续360度以上的一片螺旋形状的叶片。
管状部54沿着叶片构件53的轴而设置。管状部54为上端被覆盖的大致圆筒形状，形成供工作油所包含的气泡存留的空间(之后详述)。
在叶片构件53的下侧(-z侧)的面上形成有沿径向横跨的空气流路55。在本实施方式中，空气流路55是管状的构件，但空气流路55的形状不局限于此。例如，也可以在叶片构件53的背面形成两根肋，将形成于两根肋之间的槽设为空气流路。另外，空气流路55的位置以及个数也不局限于此。例如，可以针对每个叶片构件53分别形成空气流路55，也可以在一片叶片构件53上形成多个空气流路55。
在主体部51形成有与空气流路55连通的孔51a(参照图5、6)。虽然未图示，但在流出管43形成有与孔51a连通的孔。
在管状部54形成有与空气流路55连通的孔54a(参照图7)。由此，存留于管状部54的空气通过空气流路55、孔51a以及形成于流出管43的未图示的孔而向罐主体101内释放出。
需要说明的是，在本实施方式中，涡流产生部50设置于流出管43的内部，但涡流产生部50设置于流出部40即可，也可以设置于嵌合管41、内侧管42。另外，在本实施方式中，流出部40与涡流产生部50是不同的部件，但涡流产生部50也可以形成于流出部40。在将涡流产生部50形成于流出部40的情况下，至少形成叶片构件53、管状部54以及空气流路55即可。
接着，对这样构成的回流过滤器1的功能进行说明。图3的箭头示出回流过滤器1内部的工作油的流动。
从流入部20流入的工作油向过滤器壳体10与过滤器元件30之间的空间流入。工作油从过滤器元件30的外侧朝向内侧流动，过滤后的工作油向内筒31的内侧流出。
过滤后的工作油从内筒31的内侧朝向下方流动，通过嵌合管41以及内侧管42的内侧而被导向涡流产生部50。
导向涡流产生部50的工作油碰撞到叶片构件53而改变流动方向。由于叶片构件53为螺旋形状，因此，在与叶片构件53碰撞后的工作油产生螺旋状的涡旋。
当工作油一边形成螺旋状的涡旋一边向下方(-z方向)流动时，工作油所包含的气泡借助离心力沿着涡旋的轴(即叶片构件53的轴)而聚集。涡旋的轴附近的流速接近0，因此，沿着轴聚集的气泡彼此相互碰撞而成长为大的气泡。成长为一定程度以上的大小的气泡向上方(+z方向)移动，存留于管状部54的上端附近的空间。
存留于管状部54的上端附近的气泡通过孔54a向空气流路55流出。流出到空气流路55的气泡通过孔51a等而向回流过滤器1的外部释放出。
一边形成涡旋一边向下方流过来的工作油通过碰撞到下端面43a而朝与z方向大致正交的方向改变流向，通过孔43b而向罐主体101内流出。由此，在流出管43中流过来的工作油无法强力地碰撞罐主体101的底面。
根据本实施方式，能够在回流过滤器1内去除工作油所包含的气泡。其结果是，能够防止因泵抽吸空气而产生的不良情况。另外，能够防止如下不良情况：在液压回路内因气泡破裂等而工作油的温度以及压力暂时变得非常高，发生由这种情况引起的部件的损伤等。
需要说明的是，在本实施方式中，利用涡流产生部50使工作油产生涡旋而聚集气泡，由此去除气泡，但聚集气泡的方法不局限于此。例如，也可以通过向流出管43的内部填充钢丝棉等来去除气泡。
钢丝棉是将铁(例如不锈钢)加工成微细且较长的纤维状而得到的，能够将其汇集而形成各种形状。汇集钢丝棉而成的构件在表面以及内部形成有多个微小的空间。工作油所包含的气泡被汇集钢丝棉而成的构件的表面以及内部的空间捕获，通过捕获到的气泡聚集而使气泡成长。当气泡成长而变大后，气泡从钢丝棉离开并向上方(+z方向)上升。
这样，通过将在表面以及内部形成有多个微小的空间的原材料填充于流出管43的内部，也能够有效地去除气泡。需要说明的是，在流出管43的内部填充的原材料不局限于钢丝棉，也可以使用例如烧结金属、海绵等。
需要说明的是，钢丝棉无需填充于流出管43整体，至少在流出部40的中空部填充为沿着与轴正交的方向(xy平面)的带状即可。
另外，在本实施方式中，流出管43的剖面面积固定，但流出管43的形状不局限于此。图8示出使用了形成有使管的剖面面积逐渐变小的缩颈部43c的流出管43A的回流过滤器2的概要情况。缩颈部43c具有增强工作油的涡流的作用。因此，缩颈部43c期望设置于尽可能靠近涡流产生部50、即叶片构件53的位置。需要说明的是，缩颈部43c的位置、长度、以及锥角等不局限于图示的方式。
以上，参照附图对该发明的实施方式详细进行了叙述，但具体的结构不局限于该实施方式，也包含不脱离该发明的主旨的范围内的设计变更等。例如，上述的实施例是为了易于理解本发明而进行的详细说明，并非一定局限于具备所说明的全部结构。另外，能够将实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，可以对实施方式的结构进行其他结构的追加、删除、置换等。
另外，在本发明中，“大致”不仅指严格意义上相同的情况，也包括不丧失同等性的程度的误差、变形。例如，“大致正交”不局限于严格意义上正交的情况，也包括例如几度程度的误差。另外，例如在仅表现为正交、平行、一致等的情况下，不仅指严格意义上正交、平行、一致等的情况，也包括大致平行、大致正交、大致一致等的情况。
另外，在本发明中“附近”意味着包括成为基准的位置的附近的某一范围(能够任意地决定)的区域。例如，在称作端部附近的情况下，是表示端部附近的某一范围的区域，可以包含端部，也可以不包含端部。
附图标记说明：
1、2：回流过滤器
10：过滤器壳体
10a：底面
10b：开口部
11：盖体
12：阀
12a：外周面
13：旁通粗滤器
13a：框体
13b：过滤部
13c：外周面
13d：内周面
20：流入部
21：流入管
30：过滤器元件
31：内筒
32：外筒
33：滤材
34：板
34a：内周面
35：板
35a、35b：内周面
35c：槽
40：流出部
41：嵌合管
42：内侧管
43、43A：流出管
43a：下端面
43b：孔
43c：缩颈部
50：涡流产生部
51：主体部
51a：孔
52：凸缘部
53：叶片构件
54：管状部
54a：孔
55：空气流路
61、62：密封构件
100：工作油罐
101：罐主体
101a：流入口
101b、101c：开口部
101d：流出口
101e：隔板
103：盖体
104：吸管
105：螺栓
110：吸入式粗滤器。

Claims (4)

1.一种回流过滤器，其设置在罐内，其特征在于，
所述回流过滤器具备：
过滤器元件，其具有大致圆筒状的滤材；
有底大致圆筒形状的过滤器壳体，其在内部设置有所述过滤器元件；
流入部，其供油流入，且所述过滤器壳体与所述过滤器元件之间的空间与该流入部连通；
流出部，其为大致圆筒形状，与所述过滤器元件的中空部连通，且设置于所述过滤器壳体的底面；以及
涡流形成部，其设置于所述流出部的内部且具有螺旋形状的叶片构件。
2.根据权利要求1所述的回流过滤器，其特征在于，
所述涡流形成部在大致中央形成有沿着所述叶片构件的轴形成且上端被覆盖的大致圆筒形状的管状部，
在所述叶片构件的下侧形成有沿径向横跨该叶片构件的通路，
在所述管状部以及所述流出部分别形成有与所述通路连通的孔。
3.根据权利要求1或2所述的回流过滤器，其特征在于，
所述回流过滤器具备与所述流出部连通且从所述过滤器壳体的底面向下方突出地设置的流出管，
所述流出管的下端被随着朝向中央而变高且变窄的大致圆锥台形状的下端面覆盖，
在所述流出管的侧面中的所述下端面的附近形成有多个孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的回流过滤器，其特征在于，
所述回流过滤器具备：
盖体，其对所述过滤器壳体的上端进行覆盖；
阀，其设置于所述盖体，且根据所述滤材的外侧的压力与所述滤材的内侧的压力之差而开闭；以及
旁通粗滤器，其供通过所述阀后的油通过，且具有框体，所述阀嵌合于该框体的内周面，
所述过滤器元件具有对所述滤材的上端进行覆盖的上板，
所述上板与所述框体一体化。
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