CZ284143B6

CZ284143B6 - Filtrační zařízení pro filtraci proudu plynu

Info

Publication number: CZ284143B6
Application number: CS923801A
Authority: CZ
Inventors: Josef Kraft; Gerrit Scheiderer
Original assignee: Dynamit Nobel Aktiengesellschaft
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1998-08-12
Also published as: DE59300693D1; DE4201741A1; ES2078071T3; EP0552706A1; CZ380192A3; US5308370A; EP0552706B1; JP3270163B2; JPH05253423A

Abstract

Filtrační zařízení, zejména pro filtraci plynů vyráběných plynovým generátorem pro nárazové ochranné polštáře, je tvořeno filtračním prvkem, který vykazuje více vrstev filtračního materiálu ležících za sebou ve směru proudění, s rozdílnou propustností. Filtrační prvek je vytvořen jako cívkové těleso (38), které vzniklo navinutím pásu filtračního materiálu. Pás filtračního materiálu vykazuje úseky rozdílných filtračních materiálů, s výhodou drátěného tkaniva s rozdílnou velikostí ok a rouna z kovových vláken. Navinutím tohoto pásu filtračního materiálu vznikne cívkové těleso (38), jehož navinuté vrstvy sestávají z rozdílných materiálů s rozdílnými filtračními účinky. Filtrační prvek -cívkové těleso (38) je vsazeno například do kruhového meziprostoru mezi obě trubky (12, 14) dvojtrubkového plynového generátoru (10). Na základě zvyšujícího se tlaku plynu, který se má čistit, zhutní se cívkové těleso (38), což má za následek, že se zlepší filtrační funkce.ŕ

Description

Filtrační zařízení pro filtraci proudu plynu

Oblast techniky

Vynález se týká filtračního zařízení pro filtraci proudu plynu, zejména pak pro filtraci plynu, vyráběného s výhodou kruhovým plynovým generátorem nebo trubkovým plynovým generátorem pro nárazové ochranné polštáře s filtračním prvkem, kterým proudí plyn, a který má několik vrstev filtračního materiálu s rozdílnou propustností, které následují ve směru proudu za sebou.

Dosavadní stav techniky

Nárazové ochranné polštáře pro ochranu posádky motorového vozidla (takováto zařízení pro ochranu před úrazem se označují také jako systémy eurobag) se plní v případě potřeby plyny, které jsou pod tlakem, které vznikají při spalování náplně vyvíjející plyn v plynovém generátoru. Pro zadržení strusky, která vzniká při spalování materiálu vyvíjejícího plyny a pro chlazení strusky, stejně tak jako spalovaných plynů, protékají tyto filtračním prvkem, který je umístěn v plynovém generátoru. Filtrační prvek se skládá z vrstev filtračního materiálu s rozdílnou propustností, které následují za sebou ve směru proudění. Jako filtrační prvek nebo vrstvy filtračních prvků se používají drátěná tkaniva s rozdílnou velikostí ok z kovových vláken. U kruhových plynových generátorů a trubkových plynových generátorů mají jednotlivé vrstvy drátěných tkaniv filtračního prvku trubkový, kalíškový, prstencový nebo drážkový tvar různého průměru. Jednotlivá takto tvarovaná drátěná tkaniva, popřípadě jemná filtrační rouna, se při tom prefabrikují jako jednotlivé válce nebo tvarová tělesa a potom se spojují. Výroba takto konstruovaného filtračního prvku je poměrně nákladná a proto drahá.

Vynález si klade za základní úlohu vytvořit filtrační zařízení pro filtraci, zejména plynu, vyráběného plynovým generátorem pro nárazové ochranné polštáře pro motorová vozidla, jehož filtrační prvek se dá vyrobit, co se týká nákladů, výhodně.

Podstata vynálezu

Pro řešení této úlohy se podle vynálezu navrhuje filtrační prvek, kterým je cívkové těleso, obklopené nebo sevřené tělesem plynového generátoru, které je vytvořeno navinutím pásu filtračního materiálu a pás filtračního materiálu má několik úseků filtračního materiálu s rozdílnou propustností. To znamená rovněž s rozdílným filtračním účinkem. Pás filtračního materiálu může být jednovrstvý nebo vícevrstvý. U jednovrstvého filtračního materiálu následují jednotlivé úseky filtračního materiálu v podélném směru pásu filtračního materiálu za sebou, takže cívkové těleso má jednotlivé navinuté vrstvy, odpovídající rozdílným úsekům filtračního materiálu. U vícevrstvého pásu filtračního materiálu může každá vrstva sestávat průběžně z jednoho a téhož filtračního materiálu, stejně tak je ale možné, aby jedna z vrstev měla v podélném směru pásu filtračního materiálu několik vedle sebe ležících úseků rozdílných filtračních materiálů.

Filtrační zařízení může mít pás filtračního materiálu navinut tak, že vinutí je při průtoku plynu radiálně směrem ven při zachování svého vnějšího průměru zhutnitelné.

Délky úseků filtračního materiálu jsou dimenzovány tak, že každý úsek filtračního materiálu přesahuje i při zhutněném cívkovém tělese přes 360°.

S výhodou má druhá vrstva více úseků filtračního materiálu s rozdílnou propustností, které leží vedle sebe v podélném směru pásu filtračního materiálu.

-1 CZ 284143 B6

Podle dalšího vytvoření vynálezu mohou být současně sousedící úseky filtračního materiálu druhé vrstvy navzájem pevně spojeny.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu je volný konec radiálně vně ležícího úseku filtračního materiálu druhé vrstvy pevně spojen s koncem první vrstvy.

Pás filtračního materiálu je navinut tak, že se každý úsek druhé vrstvy i po průtoku plynu cívkovým tělesem překrývá minimálně přes 380°, a přechodové oblasti úseků filtračního materiálu jsou při navinutém pásu filtračního materiálu uspořádány ve směru obvodu vzájemně přesazené.

Podle dalšího provedení vynálezu jsou obě vrstvy na jednom ze svých konců, ležících v podélném směru, spolu pevně spojeny a první vrstva je nejméně o délku vnějšího obvodu cívkového tělesa delší než druhá vrstva.

S výhodou může být pás filtračního materiálu navinut tak, že první vrstva z průběžného materiálu je u každého vinutí uspořádána radiálně uvnitř.

Cívkové těleso je obklopeno válcovým pláštěm, propustným pro plyn.

Plášť sestává z tělesa filtračního materiálu, vytvarovaného do tvaru dutého válce, s výhodou z ušlechtilé ocele.

Plášť má tvar dutého válce (trubky), který má ve své stěně otvory.

Pás filtračního materiálu může mít úseky z drátěného tkaniva s rozdílnou velikostí ok.

Pás filtračního materiálu může mít dále jeden nebo více úseků rouna z kovových vláken.

Úseky rouna z kovových vláken jsou pro zesílení spojeny s drátěnou tkaninou.

Drátěné tkanivo a pokud jsou přítomna i kovová vlákna rouna jsou vytvořena z ušlechtilé ocele.

Podle dalšího vytvoření sestává první vrstva pásu filtračního materiálu z prvního drátěného tkaniva s první velikostí ok, přičemž druhá vrstva má první úsek z druhého drátěného tkaniva, jehož velikost ok je menší než velikost ok prvního drátěného tkaniva první vrstvy, a má druhý úsek s rounem z kovových vláken, na které je nasintrováno třetí drátěné tkanivo s velikostí ok, která je menší než velikost ok druhého drátěného tkaniva prvního úseku druhé vrstvy pásu filtračního materiálu.

Rozměry vrstev filtračního materiálu a jejich úseků jsou dimenzovány a uspořádány tak, a pás filtračního materiálu je navinut tak, aby (pozorováno současně od vnitřního konce cívkového tělesa) první drátěné tkanivo sahalo přes více než čtyři vrstvy vinutí, totiž první, třetí, pátou a sedmou vrstvu vinutí, druhé drátěné tkanivo přes více než dvě vrstvy vinutí, totiž druhou a čtvrtou vrstvu vinutí a rouno z kovových vláken s třetím drátěným tkanivem přes více než jednu vrstvu vinutí, totiž šestou vrstvu vinutí.

Jak bylo výše uvedeno, jedná se u filtračních materiálů, použitých pro filtrování plynu, o drátěné tkanivo z ušlechtilé ocele s rozdílnými velikostmi ok jako o hrubý filtr a popřípadě dále o rouno z kovových vláken, a to z ušlechtilé ocele, jako o jemný filtr. Tato rozdílná drátěná tkaniva, popřípadě rouna z kovových vláken, se mohou sesadit, popřípadě spojit jako materiál pásu, popřípadě jako úseky materiálu pásu za vytvoření jednovrstvého nebo vícevrstvého pásu. Výhodou při tom je. že drátěná tkaniva a rouna z kovových vláken existují jako čtyřúhelníkové netvarované ploché materiály a manipulace s nimi a jejich spojování je poměrně jednoduché. Takto sestavený pás filtračního materiálu se přitom navíjí za vzniku cívkového tělesa, které se vsadí do pláště plynového generátoru. Tvarování každé jednotlivé vrstvy filtračního materiálu filtračního prvku cívkového tělesa zařízení podle vynálezu není nutné; toto tvarování probíhá více méně automaticky společně s pochodem navíjení.

Plyn, který se má čistit pomocí filtračních prvků od strusky a částic, proudí cívkovým tělesem kruhového plynového generátoru nebo trubkového plynového generátoru ve směru zevnitř ven, neboť válcový filtrační prvek obklopuje spalovací prostor plynového generátoru. Se zvětšujícím se spalováním materiálu, vyvíjejícího plyny, vzniká v souladu s objemem stále se zvyšující množství spalovacího plynu. Tím se také zvyšuje tlak, působící na cívkové těleso. Cívkové těleso je obklopeno, popřípadě sevřeno pláštěm plynového generátoru, takže se zabrání odvinutí pásu filtračního materiálu zvyšujícím se tlakem, vyvozeným proudem plynu. Na základě struktury filtračního prvku jako cívkového tělesa je ale možné, aby se jednotlivé navinuté vrstvy navzájem posunuly, což má za následek to, že se jednotlivé navinuté vrstvy vzájemně více stlačí. Těsnost filtračního prvku cívkového tělesa se tedy zvyšuje s rostoucím tlakem plynu, který se má čistit. V cívkovém tělese se tedy předkládá filtrační prvek, jehož propustnost materiálu (propustnost pro částice strusky, kondenzát a plyn) je nepřímo úměrná tlaku proudícího plynu. Právě toto chování filtračního prvku je u plynového generátoru žádoucí. Stlačení jednotlivých filtračních vrstev filtračního prvku je žádoucí zejména tehdy, když místa výstupu plynu ve filtračním prvku jsou přesazena vůči místům pro výstup plynu v axiálním směru, jak je tomu obecně v případě trubkových plynových generátorů a kruhových plynových generátorů. Filtračním prvkem takovéhoto plynového generátoru proudí tedy plyn i v axiálním směru. V tomto směru se může u filtračních zařízení dosáhnout se zvyšujícím se tlakem zlepšený účinek filtrace, neboť se vzdálenost jednotlivých vrstev vinutí na základě možnosti určitého posunutí jednotlivých vrstev navzájem (určitého odvinutí cívkového tělesa) zmenší.

Při pokusech v rámci vývoje trubkového generátoru bylo možné dokázat, že se například navinutím spolu svařených drátěných tkaniv a kovových roun pro jemnou filtraci dá dosáhnout podstatného zlepšení zadržení strusky, než u do sebe zasunutých, předtím ale jednotlivě svařených válců z drátěného tkaniva, popřípadě rouna pro jemnou filtraci. Zadržení strusky se mohlo pomocí filtračního prvku cívkového tělesa filtračního zařízení podle vynálezu zvýšit vůči známým filtračním prvkům o trojnásobek. Toto zlepšení je možné zcela jednoznačně odvodit ze skutečnosti, že se na základě struktury cívky dá realizovat rozšíření vnitřního průměru filtračního prvku, přičemž vnější průměr zůstává v podstatě nezměněný a tloušťka stěny cívkového tělesa se tedy se zmenšením vzdálenosti vrstev vinutí zmenší. Tento fenomen se dá realizovat pouze u takových válcových filtračních prvků z drátěného tkaniva (rouna z kovových vláken), jejichž struktura přes prakticky neexistující roztažnost vrstev filtračních prvků připouští jejich rozšíření. Filtrační prvek, který sestává z navinutého pásu drátěné tkaniny (rouna z kovových vláken) má právě tuto vlastnost.

Aby se úsek filtračního pásu táhl přes nejméně jednu navinutou vrstvu, měly by se volit přiměřené rozměry délky jednotlivých úseků filtračního materiálu v podélném směru pásu filtračního materiálu.

S výhodou sestává pás filtračního materiálu ze dvou vrstev filtračního materiálu, z nichž jedna vrstva sestává průběžně z jednoho a téhož filtračního materiálu a druhá vrstva je ze druhého filtračního materiálu. Obě vrstvy pásu filtračního materiálu jsou s výhodou na jednom konci pevně navzájem spojeny, což se provádí například svařením. U tohoto konce se jedná ve směru vinutí o první konec pásu filtračního materiálu. Tím je umožněno relativní posunutí obou vrstev při navíjení pásu filtračního materiálu, aniž by toto ovlivňovalo negativně strukturu vinutí. Pokud je jedna vrstva kratší než druhá, měl by být ve směru navíjení první konec prvních vrstev v podélném směru k pásu filtračního materiálu pevně spojen s druhou vrstvou.

-3 CZ 284143 B6

S výhodou sestává druhá vrstva z více úseků filtračního materiálu rozdílné propustnosti, které jsou uspořádány vedle sebe v podélném směru pásu filtračního materiálu. Zatím co první vrstva pásu filtračního materiálu sestává průběžně z jednoho a téhož filtračního materiálu, například drátěné tkaniny s určitou velikostí ok, má druhá vrstva pásu filtračního materiálu více úseků s drátěné tkaniny s rozdílnou velikostí ok, a popřípadě i rouno z kovových vláken. Dvouvrstvý pás filtračního materiálu se navíjí tak, aby průběžná první vrstva (drátěné tkanivo) byla uspořádána radiálně uvnitř. U takovéto cívky sestává druhá navinutá vrstva z průběžné drátěné tkaniny. Meziležící navinuté vrstvy sestávají z úseků drátěné tkaniny popřípadě rouna z kovových vláken druhé vrstvy pásu filtračního materiálu. Jestliže se jako průběžná drátěná tkanina první vrstvy 10 použije poměrně pružný materiál tkaniva, má druhá vrstva s výhodou tužší drátěné tkanivo (například tak zvaný Tresse materiál); k úseku drátěného tkaniva tuhého na ohyb se potom připojuje rouno z kovových vláken s nalisovaným drátěným tkanivem jako opěrnou vrstvou, popřípadě nosnou vrstvou. Při posledním navíjení by se mělo dbát na to, aby nalisované drátěné tkanivo bylo uspořádáno ve směru proudění (bezprostředně) za rounem z kovových vláken. 15 Nalisované drátěné tkanivo má malou velikost ok a zabraňuje výstupu kovových vláken vrstvy rouna při průtoku plynu.

Úseky druhých vrstev se mohou spojit s první vrstvou a/nebo se mohou spojit mezi sebou. Je ale rovněž možné, aby úseky druhé vrstvy dosedaly pouze volně na průběžnou první vrstvu, neboť 20 jsou při navinutém pásu filtračního materiálu umístěny současně mezi dvěma navinutými vrstvami, sestávajícími z materiálu první vrstvy pásu filtračního materiálu, a tím jsou fixovány. První vrstva je s výhodou delší o nejméně délku vnějšího obvodu cívkového tělesa než druhá vrstva pásu filtračního materiálu, aby vrstva vnějšího vinutí cívkového tělesa sestávala z drátěné tkaniny první vrstvy pásu filtračního materiálu a rouno z kovových vláken je zvenku obklopeno 25 nasintrovanou drátěnou tkaninou. Úseky druhé vrstvy pásu filtračního materiálu jsou uspořádány vedle sebe tak, že se stýkají svými hranami a popřípadě jsou spolu spojeny. Délky úseků filtračního materiálu druhé vrstvy jsou voleny tak, aby se při navinutém pásu filtračního materiálu každý úsek i podle průtoku plynu cívkou rozprostíral ještě alespoň po 360°, přičemž oblasti přechodu úseků při navinutém pásu materiálu jsou uspořádány ve směru obvodu 30 s výhodou navzájem přesazené, vinutí tedy má v podstatě válcový tvar a rovnoměrné rozložení tloušťky.

S výhodou jsou obě vrstvy navzájem spojeny na uvnitř ležícím konci filtračního pásu cívkového tělesa, od něhož začíná navíjení. Úseky druhé vrstvy pásu filtračního materiálu jsou rovněž 35 navzájem spojeny. Druhá vrstva pásu filtračního materiálu má drátěné tkanivo spojené s drátěným tkanivem první vrstvy pásu filtračního materiálu. Na úsek drátěného tkaniva druhé vrstvy se připojuje rouno z kovových vláken s naslinovaným drátěným tkanivem, které má v podstatě menší velikost ok než ostatní drátěná tkaniva první a druhé vrstvy. Tím, že první vrstva je s výhodou minimálně o délku vnějšího obvodu cívky delší než druhá vrstva, má cívkové 40 těleso vnější vinutí z drátěného tkaniva první vrstvy, která dosedá zvenku na opěrné drátěné tkanivo, naslinované na rouno z kovových vláken. Velikost ok takové cívky se tedy, pozorováno vcelku, zmenšuje ve směru zevnitř ven. Zatímco hrubé filtry (vrstvy drátěného tkaniva) leží uvnitř, je předposlední navinutá vrstva tvořena jemným filtrem, který je umístěn zvenku a je obklopen pouze z důvodů stability vrstvou povrchového filtru (drátěné tkanivo první vrstvy).

Pro zlepšení manipulace je cívka obklopena s výhodou válcovým nepropustným pláštěm. U tohoto pláště se s výhodou jedná o těleso filtračního materiálu z obzvláště ušlechtilé ocele, vytvarované do tvaru dutého válce. Z ušlechtilé ocele jsou také s výhodou vrstvy drátěného tkaniva a rouna z kovových vláken filtračního prvku. Plášť ve tvaru dutého válce udržuje cívku 50 pohromadě, která má z důvodu tuhosti materiálu pásu filtračního materiálu sklon k rozšiřování.

Konečně je také možné, aby těleso, vytvořené jako dutý válec, obklopující cívku z drátěné tkaniny, bylo ve své stěně opatřeno otvory, tvořícími výstupní otvory pro plyn.

-4CZ 284143 B6

Přehled obrázků na výkrese

Dále je vynález blíže vysvětlen pomocí obrázků, znázorňujících příklad provedení.

V podrobnostech ukazují:

obr. 1 podélný řez dvojtrubkovým plynovým generátorem s filtračním cívkovým tělesem, uspořádaným mezi oběma trubkami, obr. 2 půdorys dvouvrstvého pásu filtračního materiálu (odvíjení filtru) filtračního prvku ío cívkového tělesa, částečně lomený;

obr. 3 podélný řez pásem filtračního materiálu podle obr. 2 a obr. 4 filtrační prvek cívkové těleso ve vestavěném stavu s válcem z drátěného tkaniva pro držení 15 tělesa cívky pohromadě podle čáry řezu IV-IV z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky v podélném řezu znázorněn dvojtrubkový plynový generátor 10. Dvojtrubkový plynový generátor 10 má vnitřní trubku 12 a vnější trubku 14, které jsou uspořádány souose a mají rozdílné průměry. Na axiálních koncích je vnitřní trubka 12 a vnější trubka 14 uzavřena společnými uzavíracími víky 16, 18. Uzavírací víka 16, 18 mají vzájemně protilehlá kruhová vnitřní vybrání 20. do nichž jsou zapuštěny konce vnitřní trubky 12. Uzavírací 25 víka 16. 18 jsou radiálně zvenku obklopena konci vnější trubky 14; vnější trubka 14 je pevně spojena zatužením s uzavíracími víky 16, 18. Pro tento úsek mají uzavírací víka 16, 18, ve vnějším obvodu drážky 22. Pomocí vrubových nástrojů se materiál vnější trubky 14 natlačí do těchto drážek 22 vnějšího obvodu. Přitom vzniknou vyražené vnitřní výstupky tvaru písmene V, které vnikají do drážek 22 vnějšího obvodu. Tento druh spojení je zejména odolný vůči silám, 30 působícím v osovém směru na uzavírací víka 16.18.

Vnitřní trubka 12 je vyplněna náloží 24, vyvíjející plyny, která je ve tvaru tablet nebo pelet (na obr. 1 pouze naznačeno), a tvoří spalovací prostor 25 dvojtrubkového plynového generátoru 10. Uzavíracím víkem 18 je v osovém směru dvojtrubkového plynového generátoru 10 prostrčena 35 elektrická zapalovací jednotka 26 s neznázoménou zapalovací patronou, která se zapaluje elektricky. Ve druhém uzavíracím víku 16 je umístěno tepelné bezpečnostní zapalovací zařízení 28, které při přehřátí dvojtrubkového plynového generátoru 10 zapálí materiál nálože 24, vyvíjející plyny. Volné plochy kulatých vnitřních vybrání 20 uzavíracích vík 16, 18 jsou opatřeny keramickou plstí 30 nebo tkanivem (pletených) kovových vláken, která působí na 40 materiál nálože 24, vyvíjející plyny, určitou pružností a tím udržují jednotlivé tablety popřípadě pelety pohromadě. Při otřesech, působících na dvojtrubkový plynový generátor 10 jsou tím dány hranice relativním pohybům jednotlivých pelet a tím otěru.

Ve výšce středu axiálního průběhu vnitřní trubky 12 je její obvod opatřen větším počtem 45 průchozích otvorů 32, jimiž je spojen spalovací prostor 25 s kruhovým prostorem 34 mezi vnitřní trubkou 12 a vnější trubkou 14. V osovém směru přesazené k průchozím otvorům vnitřní trubky 12 je v obou osových koncových úsecích vnější trubky 14 vytvořeno více otvorů 36 pro výstup plynu. Kruhový prostor je vyplněn filtračním cívkovým tělesem 38, které sestává z několika drátěných tkaniv. Konstrukce tohoto filtračního prvku - cívkového tělesa 38 - je blíže vysvětlena 50 pomocí obr. 2 až 4.

Jak je naznačeno na obr. 1, u místa 40 vnikají při zapálení elektrické zapalovací jednotky 26 zplodiny hoření do spalovacího prostoru 25. Tyto zplodiny hoření zapalují materiál nálože 24, vyvíjející plyny, při jehož shoření vzniknou spalovací plyny jakož i jiné produkty spalování.

Tyto pevné a kapalné jiné produkty spalování se dostávají spolu se spalovacími plyny přes průchozí otvory 32 vnitřní trubky 12 do kruhového meziprostoru 34, kde se odfiltrují filtračním prvkem - cívkovým tělesem 38 a zadrží se. Průběh proudu plynu popřípadě materiálu je naznačen na obr. 1 pomocí šipky 41. Vedle funkce filtru má filtrační prvek - cívkové těleso 25 také ochlazovat proud plynu jakož i kapalné a pevné spalovací produkty. Tímto způsobem, co nejvíce od produktů spalování které nejsou plynné, vyčištěný proud plynu vystupuje otvory 36 ve vnější trubce 14 dvojtrubkového plynového generátoru 10. aby se plnil jako užitkový plyn (neznázoměno) do nárazových ochranných polštářů v oblasti armatur nebo volantu motorového vozidla. Plyn, který se má čistit, protéká filtračním prvkem — cívkovým tělesem 38 jak radiálně tak i axiálně (viz na obr. 1 u místa 44), neboť průchozí otvory 32 a otvory 36 pro výstup plynu ve vnitřní trubce 12, popřípadě vnější trubce 14, jsou uspořádány pro vytvoření co nejdelší cesty proudu uvnitř filtračního prvku - cívkového tělesa 38 v osovém směru dvojtrubkového plynového generátoru 10 vzájemně přesazeny.

Na obr. 2 a 3 je znázorněn půdorys a podélný řez dvouvrstvým pásem 42 filtračního materiálu, z něhož je vytvořen filtrační prvek - cívkové těleso 38 navinutím. Pás 42 filtračního materiálu má první vrstvu 44 z průběžného drátěného tkaniva z ušlechtilé ocele s první velikostí ok, například 0,8 mm a průměrem drátu asi 0,25 gm. Délka první vrstvy 44 filtračního materiálu (rozložení v podélném směru pásu 42 filtračního materiálu) je dimenzována tak, aby navinutý filtrační prvek - cívkové těleso 38 mělo celkem čtyři vrstvy vinutí, které sestávají z prvního drátěného tkaniva 45 první vrstvy 44. Vedle první vrstvy 44 má pás 42 filtračního materiálu druhou vrstvu 46, která je složena z prvního úseku 48 filtračního materiálu a druhého úseku 50 filtračního materiálu. U prvního úseku 48 se jedná o druhé drátěné tkanivo 49 z ušlechtilé ocele s druhou velikostí ok. která je menší než velikost ok prvního drátěného tkaniva 45 první vrstvy 44. Druhé drátěné tkanivo 49 prvního úseku 48 druhé vrstvy pásu 42 filtračního materiálu je tužší na ohyb než první drátěné tkanivo 45 a má například velikost 3,25 x 0,31 mm. Průměr drátů probíhající osnovy pásu 42 filtračního materiálu je 0,36 mm, zatímco příčně probíhajícího útku drátů je 0,3 mm. Drátěné tkanivo 49 prvního úseku 46 je tužší na ohyb a má menší velikost ok než drátěné tkanivo 45 první vrstvy 44 pásu 42 filtračního materiálu. U drátěného tkaniva 49 pro první úsek 48 druhé vrstvy 46 pásu 42 filtračního materiálu se jedná o tak zvaný Tresse.

Drátěné tkanivo 49 prvního úseku 48 druhého pásu 46 filtračního materiálu je spojeno jedním svým koncem s jedním z konců první vrstvy 44 pásu filtračního materiálu. Tyto oba spolu spojené konce tvoří konec 51 pásu 42 filtračního materiálu. Spojení se provádí například svařením, což je naznačeno na levém konci 51 pásu 42 filtračního materiálu, znázorněného na obr. 2. Druhý konec prvního úseku 48 leží v podélném směru pásu 42 filtračního materiálu a je svařen s druhým úsekem 50. Přitom se spolu spojené konce obou úseků 50, 48 překrývají nebo oba úseky 50, 48 leží hrana na hraně. Druhý úsek 50 je sám o sobě konstruován dvouvrstvý a má první vrstvu rouna 52 z kovových vláken a drátěné tkanivo 54 z ušlechtilé ocele, přičemž drátěné tkanivo 54 je naslinováno na rounu 52 z kovových vláken. Drátěné tkanivo 54 má velikost ok například 0,4 mm a průměr drátu například 0,125 mm až 0,25 mm. Rouno 52 z kovových vláken má velikost filtrační jednotky například 60 gm a je uspořádáno mezi drátěným tkanivem 45 první vrstvy 44 a drátěným tkanivem 54 druhého úseku 50 druhé vrstvy 46 pásu filtračního materiálu. První vrstva 44 pásu 42 filtračního materiálu má větší podélné rozložení než druhá vrstva 46; drátěné tkanivo 45 první vrstvy 44 přesahuje tedy přes ten volný konec sendviče z rouna 52 z kovových vláken a drátěného tkaniva 54, který je přivrácený k drátěnému tkanivu 49 prvního úseku 48 druhé vrstvy 46 pásu 42 filtračního materiálu.

Dvouvrstvý pás 42 filtračního materiálu, znázorněný na obr. 2 a 3, se navine, čímž vznikne filtrační prvek - cívkové těleso 38, znázorněné na obr. 4. Přitom se s navíjením začne na konci 51 pásu 42 filtračního materiálu, znázorněném na obr. 2 vlevo, k němuž se připojují obě vrstvy 44. 46 společně a jsou zde spojeny. Toto spojení není nezbytně nutné, ale usnadňuje navíjení, neboť zaručuje další opatření, že obé vrstvy 44, 46 proti sobě nesklouznou. Při navíjení leží

-6CZ 284143 B6 druhá vrstva 46 filtračního materiálu nahoře, první vrstva 44 filtračního materiálu tvoří tedy nejvnitřnější vrstvu vinutí cívkového tělesa 38. Délka prvního úseku 48 druhé vrstvy 46 pásu 42 filtračního materiálu je dimenzována tak, aby se společně s první vrstvou 44 pásu 42 filtračního materiálu táhla přes více než dvě vrstvy vinutí cívkového tělesa 38. Jak lze seznat pomocí obr. 4, táhne se drátěné tkanivo 49 prvního úseku 48 druhé vrstvy 46 pásu 42 filtračního materiálu přes druhou a čtvrtou vrstvu vinutí. Konec drátěného tkaniva 49 druhého úseku 48, spojený se sendvičem z rouna 52 z kovových vláken a z drátěné tkaniny 54, přesahuje přitom přes uvnitř ležící konec navinutého pásu 42 filtračního materiálu o oblast úhlu, naznačenou šipkami 56. Délka druhého úseku 50 druhé vrstvy 46 pásu 42 filtračního materiálu je dimenzována tak, aby se sendvič z rouna 52 z kovových vláken a z drátěného tkaniva 54 táhl přes jednu vrstvu vinutí, totiž šesté vinutí cívkového tělesa 38, přičemž se i konec druhého úseku 50 navzájem překrývají, a sice o oblast úhlu, naznačenou na obr. 4 pomocí šipek 58. Délka první vrstvy 44 pásu 42 filtračního materiálu je naproti tomu zvolena tak, aby první drátěné tkanivo 45 sahalo celkem přes čtyři vinutí cívkového tělesa 38, přičemž se jedná o vrstvy vinutí 1, 3, 5 a 7. Vnější vinutí cívkového tělesa 38 (7 vrstva vinutí) je přitom tvořena drátěným tkanivem 45 první vrstvy 44 pásu 42 filtračního materiálu. Toto vnější vinutí obklopuje drátěné tkanivo 54, naslinované na rounu 52 z kovových vláken. První vrstva 44 pásu 42 filtračního materiálu je delší o úsek, který je větší než vnější obvod cívkového tělesa 38, takže pevně ležící konec první vrstvy 44 přesahuje přes šestou vrstvu vinutí o oblast úhlu, naznačenou na obr. 4 pomocí šipek 60. Pro lepší manipulaci s cívkovým tělesem 38 je toto obklopeno válcem 62 z drátěného tkaniva jako vnějším pláštěm. Jak lze dále seznat z obr. 4, jsou přechodové oblasti mezi oběma úseky druhé vrstvy 46 pásu 42 filtračního materiálu, jakož i volný konec jejich druhého úseku 50 ve směru obvodu vzájemně přesazeny a uspořádány přesazené k uvnitř ležícímu počátku vinutí uvnitř ležícího konce 51 cívkového tělesa 38.

Filtrační prvek - cívkové těleso 38 je popsáno výše, pomocí tam uvedených materiálů a drátěného tkaniva. Počet druh, stejně tak jako velikost vrstev popřípadě jejich úseků, jakož i specifikace jednotlivého drátěného tkaniva popřípadě rouna 52 z kovových vláken jsou zde uvedeny pouze jako příklad; tyto parametry jsou konečně určeny nejen konstrukcí a způsob účinku, ale i použitím dvojtrubkového plynového generátoru 10.

S ohledem na obr. 4 lze zde ještě poznamenat, že na tomto obr. je cívkové těleso 38 a jednotlivé vrstvy nakresleny tlustší, aby bylo možné lépe znázornit konstrukci cívkového tělesa 38 co se týká jeho detailů. I meziprostory 64 mezi jednotlivými vrstvami vinutí jsou znázorněny větší. Normálně by se musely sousední vrstvy vinutí dotýkat. Konečně ani vzdálenost vnitřní plochy cívkového tělesa 38 od vnitřní trubky 12 a vzdálenost vnější plochy cívkového tělesa 38 popřípadě drátěného tkaniva 62 od vnější trubky 14 neodpovídá skutečným poměrům. Spíše dosedá cívkové těleso 38 včetně drátěného tkaniva 62 v podstatě malou plochou na vnitřní trubku 12 popřípadě vnější trubku M.

Pro smontování dvojtrubkového plynového generátoru 10, znázorněného na obr. 1, se postupuje následovně. Nejdříve se vnější trubka 14 slisuje s jedním z vík 16, 18. Potom se vnitřní trubka 12 zastrčí do vybrání 20 tohoto víka 16, popřípadě 18. Potom se do kruhového prostoru 34 zavede cívkové těleso 38. Přitom se může s ohledem na nerovnoměrnou tloušťku stěny cívkového tělesa 38 vnitřní trubka 12 dostat na svém volném konci do excentrické polohy relativně k vnější trubce

14. Aby se rekonstruovala koncentricita (souosost) obou trubek 12, 14, vsadí se do kruhového prostoru 34 centrovací kroužek (na obr. neznázoměný). Potom se pro naplnění vnitřní trubky 12 peletami 24 nasadí druhé víko 18, popřípadě 16, a vnější trubka 14 se spojí s víkem přilisováním. Středící kroužek zůstává v kruhovém prostoru 34 mezi vnitřní trubkou 12 a vnější trubkou 14. Při středění vnitřní trubky 12 se cívkové těleso 38 zmáčkne a přizpůsobí se vhodně kruhovému prostoru 34.

Filtračním prvkem - cívkovým tělesem 38 protéká radiálně z vnitřku ven proud plynu, který se má čistit. Přitom působí radiálně ve směru ven na cívkové těleso 38 tlak. Na základě tohoto tlaku

-7CZ 284143 B6 je cívkové těleso 38 tlačeno proti vnější trubce jL4. Vzhledem ktomu, že pás 42 filtračního materiálu je navinut tak volně, popřípadě uvolněně, že sice jednotlivé vrstvy vinutí následují těsně za sebou, avšak mezi nimi je ještě určitá, i když jen malá vzdálenost (meziprostor 64). vede směrem ven působící tlak k rozšíření cívkového tělesa 38. a sice jeho vnitřního průměru. Důsledkem toho je určité odvinutí cívkového tělesa 38 v oblasti konce 51. ležícího uvnitř, což má opět za následek, že se jednotlivé vrstvy vinutí zhutní. Meziprostory 64 mezi jednotlivými vrstvami vinutí se tedy zúží, což má opět za následek zlepšený filtrační účinek, působící na plyny, proudící zčásti osově cívkovým tělesem 38. Propustnost materiálu cívkového tělesa 38 ve směru zevnitř ven se vesměs zmenšuje. V důsledku zhutnění cívkového tělesa 38 se zvyšujícím se tlakem spalovacího plynu je vytvořen filtrační prvek pro plynový generátor, jehož propustnost je závislá na tlaku, přičemž propustnost je při nižším tlaku větší než na konci procesu spalování. Na začátku procesu spalování představuje filtrační prvek - cívkové těleso 38 tedy menší odpor pro proud plynu, než je tomu na konci spalování. Tento účinek lze vedle zvětšujícího se zanášení filtračního prvku zadrženými produkty spalování, které nejsou plynné, odvozovat i od zhutnění cívkového tělesa 38.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Filtrační zařízení pro filtraci proudu plynu, zejména pro filtraci plynů, vyráběných plynovým generátorem pro nárazové ochranné polštáře, s filtračním prvkem pro protékající plyn, který má vrstvy filtračního materiálu s rozdílnou propustností, které následují za sebou ve směru proudění, vyznačující se tím, že filtrační prvek je cívkové těleso (38), které je vytvořeno navinutím pásu (42) filtračního materiálu, a pás (42) filtračního materiálu má několik úseků (48, 50) filtračního materiálu s rozdílnou propustností.

2. Filtrační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že pás (42) filtračního materiálu je navinut tak, že vinutí je při průtoku plynu radiálně směrem ven při zachování svého vnějšího průměru zhutnitelné.

3. Filtrační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že délky úseků (48, 50) filtračního materiálu jsou dimenzovány tak, že každý úsek (48, 50) filtračního materiálu sahá i při zhutněném cívkovém tělese (38) přes 360°.

4. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že pás (42) filtračního materiálu má první vrstvu (44) a druhou vrstvu (46) filtračního materiálu, přičemž první vrstva (44) sestává z prvního úseku (48) filtračního materiálu a druhá vrstva (46) je ze druhého filtračního materiálu.

5. Filtrační zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že první vrstva (44) a druhá vrstva (46) pásu (42) filtračního materiálu jsou spolu pevně spojeny v oblasti konce (51) vrstvy (46), která je v podélném směru pásu (42) filtračního materiálu kratší.

6. Filtrační zařízení podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že druhá vrstva (46) má více úseků (48, 50) filtračního materiálu s rozdílnou propustností, které leží vedle sebe v podélném směru pásu (42) filtračního materiálu.

7. Filtrační zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že současně sousedící úseky (48, 50) filtračního materiálu druhé vrstvy (46) jsou navzájem pevně spojeny.

-8CZ 284143 B6

8. Filtrační zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že volný konec radiálně vně ležícího úseku (48, 50) filtračního materiálu druhé vrstvy (46) je pevně spojen s koncem první vrstvy (44).

9. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků 6až8, vyznačující se tím, že úseky (48, 50) filtračního materiálu druhé vrstvy (46) jsou vzájemně připojeny hranami.

10. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků 6 až 9, vyznačující se tím, že pás (42) filtračního materiálu je navinut tak, že se každý úsek (48, 50) druhé vrstvy (46) i po průtoku plynu cívkovým tělesem (38) překrývá minimálně přes 380°, a přechodové oblasti úseků (48, 50) filtračního materiálu jsou při navinutém pásu (42) filtračního materiálu uspořádány ve směru obvodu vzájemně přesazené.

11. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků 4 až 10, vyznačující se tím, že obě vrstvy (44, 46) jsou na jednom ze svých konců, ležících v podélném směru, spolu pevně spojeny a první vrstvy (44) je nejméně o délku vnějšího obvodu cívkového tělesa (38) delší než druhá vrstva (46).

12. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků 4ažll, vyznačující se tím, že pás (42) filtračního materiálu je navinut tak, že první vrstva (44) z průběžného filtračního materiálu je u každého vinutí uspořádána radiálně uvnitř.

13. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků lažl2, vyznačující se tím, že cívkové těleso (38) je obklopeno válcovým pláštěm, propustným pro plyn.

14. Filtrační zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že plášť sestává z tělesa (62) filtračního materiálu, vytvarovaného do tvaru dutého válce, s výhodou z ušlechtilé ocele.

15. Filtrační zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že válcový plášť je vytvořen jako trubka (14), která má ve své stěně otvory.

16. Filtrační zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že válcový plášť je vytvořen z filtračního materiálu, vytvarovaného do tvaru trubky (14), s otvory ve své stěně, která obklopuje těleso (62) z filtračního materiálu.

17. Filtrační zařízení podle jednoho z nároku 1 až 16, vyznačující se tím, že pás (42) filtračního materiálu má úseky (45, 49, 54) z drátěného tkaniva s rozdílnou velikostí ok.

18. Filtrační zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že pás (42) filtračního materiálu má dále jeden nebo více úseků (52) rouna z kovových vláken.

19. Filtrační zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že úseky (52) rouna z kovových vláken jsou pro zesílení spojeny s drátěnou tkaninou (54).

20. Filtrační zařízení podle jednoho z nároků 17ažl9, vyznačující se tím, že úseky (45, 49, 54) z drátěného tkaniva a, pokud jsou přítomna, i kovová vlákna rouna (52), sestávají z ušlechtilé ocele.

21. Filtrační zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že první vrstva (44) pásu (42) filtračního materiálu sestává z prvního drátěného tkaniva (45) s první velikostí ok, přičemž druhá vrstva (46) má první úsek (48) z druhého drátěného tkaniva (49), jehož velikost ok je menší než velikost ok prvního drátěného tkaniva (45) první vrstvy (44), a má druhý úsek (50)

-9CZ 284143 B6 s rounem (52) z kovových vláken, na které je nasintrováno třetí drátěné tkanivo (54) s velikostí ok, která je menší než velikost ok druhého drátěného tkaniva (49) prvního úseku (48) druhé vrstvy (46) pásu (42) filtračního materiálu.

5 22. Filtrační zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že rozměry vrstev (44, 46) filtračního materiálu a jejich úseky (48, 50) jsou dimenzovány i uspořádány tak, a pás (42) filtračního materiálu je navinut tak, aby směrem od vnitřního konce (51) cívkového tělesa (38) první drátěné tkanivo (45) sahalo přes více než čtyři vrstvy vinutí, totiž první, třetí, pátou a sedmou vrstvu vinutí, druhé drátěné tkanivo (49) přes více než dvě vrstvy vinutí, totiž druhou io a čtvrtou vrstvu vinutí, a rouno (52) z kovových vláken s třetím drátěným tkanivem (54) přes více než jednu vrstvu vinutí, totiž šestou vrstvu vinutí.