CZ20032480A3 - Válcová filtrační patrona, filtr a způsob výroby filtrační patrony - Google Patents

Description

Válcová filtrační patrona, filtr a způsob výroby filtrační patrony

Oblast techniky

Vynález se týká válcové filtrační patrony, která má prstencově vytvořený filtrační prostředek, který tvoří plášť filtrační patrony, a který má utěsněné Čelní strany k oddělení strany nečištěné kapaliny, na níž působí kapalina, která má být filtrována, od strany čištěné kapaliny, od které odtéká filtrovaná kapalina, která má dále podpěrnou trubku, která je uspořádána ve vnitřním prostoru tvořeném filtračním prostředkem, a která má otvory, které filtrační prostředek spojují s vnitřním prostorem tak, že spolu souvisejí, která má dále nejméně jeden elastický prstencový koncový kotouč, do kterého je vložena jedna z čelních stran filtračního prostředku a jeden z konců podpěrné trubky. Vynález se dále týká filtru, který má strukturu pouzdra s vtokem pro kapalinu, která má být filtrována, a s výtokem pro filtrovanou kapalinu, ve kterém je filtrační patrona vestavěna takovým způsobem, že strana nečištěné kapaliny filtrační patrony související se vtokem a strana čištěné kapaliny filtru související s výtokem jsou vzájemně s utěsněním odděleny. Vynález se dále týká způsobu výroby filtrační patrony.

Dosavadní stav techniky

Filtrační patrony úvodem jmenovaného druhu jsou obecně známé. Například spis DE 297 80 439 popisuje filtrační patronu odpovídající znázornění na obrázcích, která má prstencový uzavřený filtrační prostředek, který je na čelních stranách ohraničen elastickými koncovými kotouči. Ty mohou být zhotoveny například z PUR pěny, přičemž vkládání čelních stran do těchto koncových

kotoučů je bezproblémové. Dále mohou být do koncového kotouče vkládány konce podpěrné trubky, která je uspořádána uvnitř patrony. Tímto způsobem lze dosáhnout cenově příznivého upevnění podpěrné trubky v patroně. Podpěrná trubka současně stabilizuje koncový kotouč, takže může mít ve vnitřní oblasti radiální těsnicí plochy. Tyto těsnicí plochy mohou být propojeny s nátrubkem v pouzdře.

Pro elastické koncové kotouče mohou být použity různé materiály. Podle spisu DE 44 41 608 C2 je výroba koncových kotoučů možná také prostřednictvím polotovarů na způsob fólie, které nabobtnávají vytvrzovacím procesem a tímto způsobem se pevně spojují s filtračním prostředkem. Výrobní proces, používaný k výrobě těchto filtračních patron je obzvlášť výhodný z hlediska nákladů. Jednou vytvrzené koncové kotouče vykazují ovšem jenom omezenou elasticitu. Podpěrná trubka proto nemůže být montována výše popsaným způsobem, protože pružná deformace koncového kotouče, například radiální těsnicí plochou na vnitřní hraně, by mohla vést k vytržení okrajů nedostatečně elastické podpěrné trubky. Funkce filtrační patrony už není v takovém případě zajištěna, protože se již nemůže vytvořit spolehlivé utěsnění mezi stranou nečištěné kapaliny a stranou čištěné kapaliny filtrační patrony.

Úkolem vynálezu je proto vytvořit filtrační patronu s podpěrnou trubkou, vloženou do elastického koncového kotouče, přičemž spojení mezi podpěrnou trubkou a koncovým kotoučem je spolehlivé a odolává elastické deformaci koncového kotouče.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje válcová filtrační patrona, která má prstencově vytvořený filtrační prostředek, který tvoří plášť filtrační patrony, a který má utěsněné čelní strany k oddělení strany nečištěné

9· ···· kapaliny na níž působí kapalina, která má být filtrována, od strany čištěné kapaliny, od které odtéká filtrovaná kapalina, která dále má podpěrnou trubku, která je uspořádána ve vnitřním prostoru tvořeném filtračním prostředkem, a která má otvory, které filtrační prostředek spojují s vnitřním prostorem tak, že spolu souvisejí, která dále má nejméně jeden elastický prstencový koncový kotouč, do kterého je vložena jedna z čelních stran filtračního prostředku a jeden z konců podpěrné trubky, podle vynálezu, jehož podstatou je, že uvedený vložený konec má v oblasti svého uložení nejméně jedno osazení tak, že osazení samotné je rovněž vloženo do koncového kotouče a osazení vytváří zmenšení tloušťky stěn podpěrné trubky směrem ke konci, který je označován jako koncová oblast. Úkol splňuje dále filtr, který má strukturu popzdra s vtokem pro kapalinu, která má být filtrována, a s výtokem pro filtrovanou kapalinu, ve kterém je filtrační patrona vestavěna takovým způsobem, že strana nečištěné kapaliny filtrační patrony související se vtokem a strana čištěné kapaliny filtru související s výtokem jsou vzájemně s utěsněním odděleny, přičemž filtrační patrona podle vynálezu je vestavěna do struktury pouzdra. Úkol dále splňuje způsob výroby filtrační patrony podle vynálezu, přičemž koncový kotouč, do kterého se mají vkládat podpěrná trubka se svou koncovou oblastí a čelní strana filtračního prostředku, sestává z polotovaru zhotoveného z elastické hmoty, který se pro vkládání zmíněných konstrukčních prvků podrobuje procesu vytvrzování, čímž se vytváří pevné spojení prostřednictvím prostorového roztažení polotovaru ve směru zmíněných vkládaných dílů.

Filtrační patrona je vytvořena ve tvaru válce. To bezpodmínečně neznamená, že musí mít tvar kruhového válce. Lze si představit také jiné průřezy. Patrona může mít například oválný průřez. Filtrační prostředek je uvnitř podepřen podpěrnou trubkou a může být proveden různými způsoby. V úvahu může připadat ····

například skládaný filtrační prostředek, přičemž je v tomto případě upřednostňováno skládání do hvězdice. Další možností je použití stáčeného filtračního prostředku, přičemž podpěrná trubka může být použita jako jádro pro navinování. Nakonec existuje také možnost výroby filtračního prostředku jako jednoho kusu, například z pěněné hmoty. Podpěrná trubka musí mít dále nejméně jeden elastický prstencový koncový kotouč. Tento koncový kotouč je spojen s čelní stranou filtračního prostředku tím, že filtrační prostředek je do koncového kotouče vložen. Podpěrná trubka je svým koncem rovněž vložena do koncového kotouče. Protilehlá strana filtrační patrony může být rovněž opatřena koncovým kotoučem, čímž vzniká výhodná forma provedení. Možné jsou však i jiné způsoby uzavření druhé čelní strany, které dovolují utěsnění mezi stranou nečištěné a stranou a čištěné kapaliny filtračního prostředku.

Filtrační patrona se vyznačuje tím, že konec podpěrné trubky, který je vložen do koncového kotouče, je opatřen osazením tvořícím koncovou oblast podpěrné trubky. Tato koncová oblast má díky osazení v porovnání se zbytkem podpěrné trubky menší tloušťku stěny. Podstatnou výhodou popsaného provedení podpěrné trubky je to, že spojení vytvořené vložením do koncového kotouče má vyšší stabilitu, zejména při elastické deformaci koncového kotouče. To je realizováno zvýšením elasticity koncové oblasti podpěrné trubky, protože ta má zmenšenou tloušťku stěny. Hlavní efekt je však vytvořen pomocí osazení, které je rovněž vloženo do koncového kotouče. Osazení zvětšují povrch, kterým může být koncový kotouč přidržován na podpěrné trubce. Kromě toho představují opěrnou plochu, na níž může být koncový kotouč při elastické deformaci přitlačován. Spojení mezi koncovým kotoučem a podpěrnou trubkou lze tak v porovnání s provedeními podle dosavadního stavu techniky použít i při působení vyšších sil.

• ·· · ·· . ····♦· i 5 ·· ······ :

.·· · · · ···· ·Ζ· ·· ··· ·· ·· ··

K uskutečnění myšlenky vynálezu je nezbytné alespoň jedno osazení v koncové oblasti podpěrné trubky. Podle zvlášť výhodného provedení může být toto osazení umístěno na vnitřní straně podpěrné trubky, kdežto vnější strana podpěrné trubky nevykazuje v koncové oblasti žádné změny průměru. To znamená, že na vnější straně podpěrné trubky přechází koncová oblast do hlavní oblasti podpěrné trubky plynule. Je však možné si také představit osazení jak na vnitřní straně, tak i na vnější straně podpěrné trubky. Osazení musí být volena v závislosti na směru zatížení, které se na koncovém kotouči vyskytuje. Směr zatížení opět závisí na tom, jakým způsobem je filtrační patrona montována do pouzdra.

Podle výhodného provedení vynálezu je nejméně jedním osazením zmenšena tloušťka stěny .podpěrné trubky na jejím konci na polovinu. Díky tomuto opatření je tloušťka stěny i v koncové oblasti ještě dostatečně velká, aby na jedné straně vyrovnala výrobní tolerance a na straně druhé vykazovala ještě dostatečnou zbytkovou stabilitu. Přitom je výhodné zaoblení konce podpěrné trubky, aby nevznikaly hrany, které by eventuálně mohly vést ke vzniku trhlinek v koncovém kotouči. Průběh sil mezi koncovým kotoučem a podpěrnou trubkou tak může být při elastické deformaci koncového kotouče přenášen na jednotlivé konstrukční prvky bez špiček napětí.

Zvlášť výhodné je geometrické provedení koncové oblasti podpěrné trubky, při němž je tato koncová oblast v axiálním směru právě dvakrát tak dlouhá než je zmenšená tloušťka stěny. Geometrické poměry umožňují zvlášť příznivý silový tok mezi koncovou oblastí a podpěrnou trubkou. Přitom nemusí být popsané geometrické poměry samozřejmě přesně dodrženy. Tyto mimořádně příznivé poměry vedení sil mohou být dosaženy ještě i při odchylce o +/-20 % od těchto geometrických podmínek.

• · · · · · • ····

Zvlášť výhodně je možné popsané efekty příznivého silového toku využít tehdy, když s vnitřní hranou, která je tvořena prstencovým koncovým kotoučem, sousedí těsnicí plocha. Ta se proto rozprostírá na válcovém plášti válcového vybrání ve vnitřku prstencového kotouče. Tato těsnicí plocha je odpovídajícím způsobem spojena s pouzdrem filtru. Výhodným způsobem může být k tomuto účelu upraven ve struktuře pouzdra, které tvoří filtr, nátrubek, na který může být nasunuta filtrační patrona. Tím lze uskutečnit zvlášť jednoduchý způsob montáže filtrační patrony. Nátrubek může být opatřen v koncové oblasti kuželovou plochou, aby se tak nasunutí filtrační patrony ještě více ulehčilo.

Popsané výhodné účinky se dají samozřejmě dosáhnout také pomocí filtru, ve kterém je osazena filtrační patrona podle vynálezu. Tento filtr je opatřen známým způsobem vtokem a výtokem, přičemž filtrační patrona je do struktury pouzdra vestavěna tak, že při protékání kapaliny od vtoku k výtoku se tato kapalina filtruje. Filtr může být proveden s výměnnou filtrační patronou, tedy s otevřeným pouzdrem, nebo také s filtrační vložkou na jedno použití s uzavřeným pouzdrem. Struktura pouzdra může být dále například při použití ve vozidle tvořena samotným spalovacím motorem, takže žádné zvláštní pouzdro již upraveno není.

Výhodný způsob výroby filtrační patrony podle vynálezu upravuje výrobu koncového kotouče z polotovaru, který sestává z elastické hmoty. Ta už však musí být dostatečně zpevněna tak, aby mohla být vyráběna jako fólie. Polotovary mohou být z této fólie vypichovány a mohou mít pro spojení filtračního prostředku a podpěrné trubky tvar, který je k tomuto účelu předpokládán Manipulace je přitom obzvlášť jednoduchá, zejména v porovnání s materiály koncového kotouče, které musejí být do příslušného tvaru odlévány. Spojení mezi polotovarem a filtračním prostředkem, stejně • 4 ·

jako s podpěrnou trubkou nastává pomocí vytvrzovacího procesu za působení teploty, při které se současně koncový kotouč roztahuje, takže je umožněno vkládání zmíněných dílů. Po vytvrzení zůstává koncovému kotouči určitá zbytková pružnost, která může být mimo jiné využita k vytvoření těsnění. Toto těsnění přiléhá, jak bylo popsáno, například na vnitřní hranu prstencového koncového kotouče.

Výroba popsaného polotovaru se výhodně provádí ze směsi nitrilového kaučuku a fenolové pryskyřice. Obzvlášť výhodný je přitom poměr směsi nitrilového kaučuku s fenolovou pryskyřicí v oblasti 1:0,8 - 1:3.

Tyto a další znaky výhodných dalších provedení vynálezu jsou zřejmé z nároků, z příkladů provedení a z obrázků, přičemž jednotlivé znaky mohou být realizovány samy o sobě nebo ve více kombinacích, a také v jiných oblastech použití.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti vynálezu jsou patrné z obrázků, na základě schématických příkladů provedení, na kterých znamená obr. 1 filtr podle vynálezu s vestavěnou filtrační patronou ve středovém řezu, obr. 2 detail X podle obr. 1, a obr. 3 alternativní provedení koncové oblasti podpěrné trubky v řezu ve znázornění, které vychází z obr. 2.

«' ··*· •8.

• 111 « • · · « ··

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je v silně zjednodušeném provedení znázorněn filtr typu pro jednorázové použití, což znamená, že filtrační patrona nemůže být vyměňována. Filtr má strukturu 10 pouzdra, které sestává ze dvou polovin, které jsou vzájemně svařeny přírubou 11. V této struktuře 10 pouzdra je zamontována filtrační patrona 12. Montáž filtrační patrony se provádí zvlášť snadno před svařením pouzdra pomocí nasazení na dva nátrubky 13a. 13b. přičemž nátrubek 13a ústí do výtoku 14 přefiltrované kapaliny.

Filtrační patrona sestává z filtračního prostředku 15, který je vytvořen skládaným filtračním papírem, z podpěrné trubky 16 a z koncových kotoučů 17. Utěsnění filtračního prostředku 15 a jeho spoje s podpěrnou trubkou 16 je provedeno pomocí koncových kotoučů 17 tak, že filtrační prostředek 15 a konce 18 podpěrné trubky jsou do kotoučů 17 vloženy. Tím jsou strana 19 nečištěné kapaliny a strana 20 čištěné kapaliny filtračního prostředku 15 vzájemně s těsností odděleny.

Cesta kapaliny od vtoku 21 k výtoku 14 je vyznačena šipkou. Poté co se kapalina dostala vtokem do pouzdra, vstupuje od strany 19. nečištěné kapaliny filtračního prostředku ke straně 20 čištěné kapaliny, odkud je vedena otvory 22 v podpěrné trubce do vnitřního prostoru 23, vytvořeného plášťovou konstrukcí filtračního prostředku. Otvory 22 jsou uspořádány pouze v horní části podpěrné trubky. Spodní část podpěrné trubky tvoří struktura 24 kanálů, která je přes příslušné koncové kotouče 17 těsně spojena s nátrubkem 13a. Výtokem 14 opouští filtrovaná kapalina strukturu 10 pouzdra.

Utváření konce 1 8 podpěrné trubky 16 je přesněji znázorněno na obr. 2. Konec 18 uzavírá koncovou oblast 25 se zmenšenou tloušťkou ·· ···· «··· stěny směrem dolů, přičemž koncová oblast je tvořena osazením 26,. Celá koncová oblast 25 i s osazením 26 je vložena do koncového kotouče 15, čímž vzniká mezi oběma konstrukčními prvky spolehlivá soudržnost. Dále je vyznačena čelní strana 27 filtračního prostředku, která je rovněž vložena do koncového kotouče 15.

Koncový kotouč 15 má dále vnitřní hranu 28, která je obrácena ke středově umístěnému otvoru. Ta v tomto otvoru vymezuje těsnicí plochu 29. která při montáži podle obr. 1 radiálně přiléhá ve struktuře 10 pouzdra k nátrubku 13a. Do plochy 31 na čelní straně koncového kotouče 15 je dále vložen opěrný kroužek 30. který zajišťuje přídavné vyztužení tohoto koncového kotouče 15.

Obr. 3 znázorňuje konstrukci konce 18 podpěrné trubky 16, která je podobná konstrukci podle obr. 2, přičemž osazení 26 jsou umístěna jak na vnitřní straně 32. tak i na vnější straně 33 podpěrné trubky. Koncová oblast 25 je zde vytvořena popsaným způsobem. Další konstrukce znázorněného spoje mezi koncovým kotoučem 15 a podpěrnou trubkou 16 odpovídá obr. 2.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY • · · • ·

   1. Válcová filtrační patrona (12), která má

   - prstencově vytvořený filtrační prostředek (15), který tvoří plášť filtrační patrony, a který má utěsněné čelní strany (27) k oddělení strany (19) nečištěné kapaliny na níž působí kapalina, která má být filtrována, od strany (20) čištěné kapaliny, od které odtéká filtrovaná kapalina,

   - podpěrnou trubku (16), která je uspořádána ve vnitřním prostoru (23) tvořeném filtračním prostředkem, a která má otvory (22), které filtrační prostředek (15) spojují s vnitřním prostorem tak, že spolu souvisejí,

   - nejméně jeden elastický prstencový koncový kotouč (17), do kterého je vložena jedna z čelních stran filtračního prostředku (15) a jeden z konců podpěrné trubky (16), vyznačující se tím, že uvedený vložený konec (18) má v oblasti svého uložení nejméně jedno osazení (26) tak, že

   - osazení samotné je rovněž vloženo do koncového kotouče (17),

   - osazení vytváří zmenšení tloušťky stěny podpěrné trubky směrem ke konci, který je označován jako koncová oblast (25).
2. 2. Filtrační patrona podle nároku 1, vyznačující se tím, že neméně jedním osazením (26) je zmenšena tloušťka stěny podpěrné trubky (16) směrem ke konci na polovinu.
3. 3. Filtrační patrona podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že koncová oblast (25) podpěrné trubky (16) se zmenšenou tloušťkou stěny odpovídá svou délkou dvojnásobku zmenšené tloušťky stěny.
4. 4. Filtrační patrona podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že osazení (26) je umístěno na vnitřní straně (32) podpěrné trubky, kdežto vnější strana (33) podpěrné trubky s průměrem, který zůstal stejný, přechází do koncové oblasti.
5. 5. Filtrační patrona podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vnitřní hranou (28), která prstencový koncový kotouč (17) ohraničuje směrem ven, je vytvořena radiální těsnicí plocha (29).
6. 6. Filtr, který má strukturu (10) pouzdra s vtokem (21) pro kapalinu, která má být filtrována, a s výtokem (14) pro filtrovanou kapalinu, ve kterém je filtrační patrona vestavěna takovým způsobem, že strana (19) nečištěné kapaliny filtrační patrony související se vtokem a strana (20) čištěné kapaliny filtru související s výtokem jsou vzájemně s utěsněním odděleny, vyznačující se tím, že filtrační patrona podle jednoho z předcházejících nároků je vestavěna do struktury pouzdra.
7. 7. Filtr podle nároku 6, vyznačující se tím, že struktura pouzdra má nátrubek (13a), na který je nasunuta filtrační patrona podle nároku 5 s radiální těsnicí plochou (29).
8. 8. Způsob výroby filtrační patrony podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že koncový kotouč (17), do kterého se mají vkládat podpěrná trubka (16) se svou koncovou oblastí (25) a čelní strana (27) filtračního prostředku, sestává z polotovaru zhotoveného z elastické hmoty, který se pro vkládání zmíněných konstrukčních prvků podrobuje procesu vytvrzování, čímž se vytváří pevné spojení

   4 4444

   44 ·

   4 44 4 ·

   44 4444 prostřednictvím prostorového roztažení polotovaru ve směru zmíněných vkládaných dílů.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že použitý polotovar je vytvořen ze směsi z nitrilového kaučuku a fenolové pryskyřice.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že mísící poměr nitrilového kaučuku k fenolové pryskyřici je 1:0,8 až 1:3.