RU1824499C - Топливный фильтр - Google Patents

Abstract

Использование: топливные системы двигателей внутреннего сгорани . Сущность изобретени : фильтр содержит корпус , состо щий из стакана с входным патрубком в днище и крышки с выходным патрубком, фильтрующий элемент. На внутренней поверхности крышки выполнен кольцевой уплотнительный паз. Верхний терец стакана снабжен кольцевым выступом. Поперечное сечение выступа выполнено в виде усеченного конуса с углом при вершине 5-45°. Внутренн   поверхность днища стакана снабжена цилиндрическим выступом с тангенциальными проточками, установленным соосно с входным патрубком. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  очистки топлива в топливных системах автомобилей, тракторов комбайнов и т.п. и может быть применено в автомобиле- и тракторостроении, станкостроении и других област х техники.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы путем самоочистки фильтрующего элемента.

На фиг. 1 показан общий вид топливного фильтра; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - упорный цилиндр, вид сверху.

Топливный фильтр включает корпус, состо щий из крышки 1 и стакана 2. В корпусе установлен фильтрующий элемент 3, изготовленный из пористого эластичного материала . В крышке 1 выполнены кольцевые пазы - цилиндрический уплотнительный 4, дл  креплени  стакана и посадочный 5 дл  креплени  и уплотнени  цилиндрического фильтроэлемента 3.

Диаметральные размеры паза 4 в крышке 1 соответственно равны диаметральным размерам кольцевого выступа 6 стакана 2, выполненного в виде усеченного конуса на длине контактной линии конуса 0,25-0,75 его высоты. Угол при вершине усеченного конуса составл ет от 5 до 45°

Выполнение верхней части стакана 2 в виде усеченного конуса 6 обеспечивает контакт стакана 2 с крышкой 1 по боковой поверхности конуса 6 (а не по торцу стакана в случае цилиндрической верхней части стакана ). Конусное выполнение обеспечивает самоуплотнение фильтра (стакан-крышка) без применени  дополнительных уплотни- тельных элементов При угле конуса 6, меньшем 5° конус 6 стакана 2 глубоко проникает в паз 4 крышки 1, не создава  практически радиальных усилий, что приведет к потере герметичности уплотнени 

При увеличении угла конусности более, чем на 45° конус 6 мало входит в паз 4

крышки 1. При этом также происходит разгерметизаци  соединени  и без дополнительного уплотнени  фильтр будет пропускать фильтруемое топливо, что приведет и к потер м топлива, и к снижению пожаробезо- пасности системы питани .

Кромки пр моугольного уплотнительно- го паза 4 выполнены острыми или скругленными с радиусом округлени  не более 1-3 мм. Глубину пр моугольного уплотнитель- ного паза 4 выполн ют на 1,5-3 мм больше высоты конуса 6.

Внутренний диаметр посадочного паза 5 равен внутреннему диаметру фильтроэле- мента 3, а наружный диаметр выполн ют на 3-7% меньше наружного диаметра цилиндрического фильтроэлемента 3. Это необходимо дл  повышени  надежности уплотнени  фильтроэлемента 3 в пазу 5 крышки 1 путем его радиального обжати . При выполнении наружного диаметра посадочного паза 5 с разницей по отношению к наружному диаметру фильтроэлемента 3, превышающей 7%, происходит нарушение целостности фильтроэлемента вследствие значительных сжимающих усилий. В фильтроэлементе 3 в месте контакта с пазом 5 образуютс  трещины , что приведет к потере надежности уплотнени  и, как следствие, к снижению эффективности в результате просачивани  через образовавшиес  трещины неотфильтрованного топлива вовнутрь фильтроэлемента 3. При уменьшении соотношени  ниже 3% фильтроэлемент 3 практически свободно войдет в паз 5 и при сборке не будет создано достаточное радиальное усилие сжати , что приведет к разгерметизации соединени  и снижению эффективности работы фильтра.

При соотношении наружного диаметра посадочного паза 5 и наружного диаметра фильтроэлемента 3 (0,93-0,97) создаетс  уплотнение , при котором фильтруемое топливо проходит в полость фильтроэлемента 3 только через сам фильтроэлемент 3 и не имеет возможности просачиватьс  по пазу 5. Глубину паза 5 выбирают из расчета обеспечени  надежности креплени  и уплотнени  фильтроэлемента 3 дл  каждого типоразмера фильтра.

Между пазом 4 и пазом 5 выполнена перемычка 7, Ее ширина составл ет 0,3-0,5 ширины посадочного паза 5 дл  обеспечени  ее эластичности.

Толщину перемычки 7 выбирают из со- ображений возможности радиальной деформации ее внутрь посадочного паза 5 под действием радиального усили , возникающего при входе конуса в уплотнительный паз 4. Конус работает как клин и отжимает

перемычку 7 вовнутрь посадочного паза, при этом дополнительно обжимаетс  фильтроэлемент 3, обеспечива  более надежное его уплотнение в пазу 5.

Стакан 2 снабжен цилиндрическим выступом 8, в торце которого выполнены тангенциальные проточки 9. Цилиндрический выступ 8 выполнен заодно со стаканом 2 и расположен в его нижней части, соосно входному патрубку. Цилиндрический выступ 8 предназначен дл  поджати  фильтроэлемента 3 к крышке 1 и завихрени  фильтруемого топлива.

В крышке 1 выполнен выходной патрубок 10 дл  отвода очищенного топлива, а в стакане 2 - патрубок дл  подвода очищаемого топлива.

Крышка 1 и стакан 2 соедин ютс  между собой посредством резьбы 12.

Дно 13 фильтроэлемента снабжено жестко соединенной с ним непроницаемой прокладкой 14 дл  исключени  прохождени  фильтруемого топлива через проницаемое дно 18.

В пространстве между стенками 15 цилиндрического выступа 8, стенками 16 и днищем 17 стакана 2 образована зона, служаща  гр зесборником дл  механических примесей.

Фильтроэлемент 3 изготовлен из эластичного высокопористого полимера и имеет динамически гладкую поверхность и толщину фильтруемого сло  до 5 мм.

Размеры цилиндрического выступа 8 выбраны из соображени  сохранени  небольших габаритов фильтра и обеспечени  повышени  эффективности работы,

При входе в цилиндрический выступ 8 и прохождении через тангенциальные проточки 9 поток будет завихр тьс . Но увеличение высоты цилиндра более, чем 0,75 D наружного диаметра фильтроэлемента приведет к повышению габаритов фильтра при практически одинаковой степени фильтровани  жидкости.

Высота меньше 0,5 наружного диаметра не обеспечивает достаточного объема гр зесборника и механические частицы, осажденные в нем. увлекаютс  потоком жидкости и попадают на фильтроэлемент, т.е. происходит взмучивание осадка механических примесей, что отрицательно вли ет на эффективность работы фильтра и его ресурсоспособность вследствие проникновени  крупных механических примесей в поровые каналы фильтроэлемента.

Диаметр цилиндрического выступа 8 прин т равным d (0.4-0,8)Д (наружного диаметра фильтроэлемента 3),

При максимальном соотношении

0,8 в гр зесборнике 18 обеспечиваетс  достаточное пространство дл  отложени  и накоплени  механических примесей. Если увеличивать соотношение d/D, то зона гр - зесборника 18 резко сократитс , что приведет к тому, что при накоплении в зоне гр зесборника 18 механических примесей последние потоком закручивающейс  жид-, кости будут подниматьс  и засор ть фильт- роэлемент 3, застрева  в его пороговых каналах, сокраща  тем самым ресурс его работы.

При уменьшении соотношени  до величины 0,4 поток жидкости из цилиндрического выступа 8 в пространство между фильтроэлементом 3 и стаканом 2 может потер ть окружную скорость, степень завихрени  значительно снизитс , механические частицы будут поступать без предварительной сепарации почти перпендикул рно к поверхности фильтроэлемента 3 и проникать в его поровые каналы, снижать эффективность и ресурсоспособность фильтра.

Толщина b стенки 15 цилиндрического выступа 8 прин та равной (0,1 -0,25)Д наружного диаметра фильтроэлемента 3.

При b 0.1Д стенка упорного цилиндра не обладает достаточной жесткостью и не будет надежно поджимать фильтроэлемент 3. Кроме того, длина проточки 9 в такой стенке будет недостаточной дл  создани  завихрени .

При b 0.25Д произойдет снижение эффективности работы фильтра ввиду увеличени  длины проточки 9, при котором снижаетс  скорость прохождени  через нее жидкости вследствие возрастани  гидравлического сопротивлени , что приведет к снижению эффективности работы фильтра.

Проточки 9 могут быть как пр молинейными , так и криволинейными или чередоватьс , количество их может быть от 2 до 8. Менее 2-х не создает необходимого завихрени  жидкости, а более - технологически делать нецелесообразно.

Топливный фильтр работает следующим образом.

Фильтруемое топливо подают через входной патрубок 11 в донную часть топливного фильтра через цилиндрический выступ 8. Проход  через проточки 9 в полость между стаканом 2 и фильтроэлементом 3. топливо приобретает окружную скорость.

Значительна  часть механических примесей , враща сь совместно с топливным потоком в полости между стаканом 2 и фильтроэлементом 3 подходит к динамически гладкой поверхности фильтроэлемента 3 по касательной и в очень незначительной мере часть их попадает в поровые каналы, а ос- новна  их масса осаждаетс  в виде осадка в гр зесборной зоне.

Очищенное топливо через выходной патрубок 10 отводитс  в топливную систему двигател .

Сборку осуществл ют следующим образом .

В паз 5 крышки 1 устанавливают фильтроэлемент 3 и затем свинчивают стакан 2 с крышкой по резьбе 12. В процессе свинчи- вани  под действием радиального усили  со стороны уплотнительного конуса 6 пе- .ремычка 7 испытывает упругостатическую деформацию и отгибаетс  в сторону фильтроэлемента 3, дополнительно обжима  его в радиальном направлении и доуплотн  .

В процессе свинчивани  цилиндрический выступ 8 поджимает фильтроэлемент 3 к крышке 1.

При необходимости очистки фильтра крышку и стакан развинчивают, извлекают фильтроэлемент 3 и очищают фильтроэлемент 3 и стакан 2.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Топливный фильтр, содержащий корпус , выполненный в виде стакана с входным Патрубком в днище, и крышку с выходным патрубком и размещенный между ними цилиндрический фильтрующий элемент, посадочный торец которого входит в кольцевую проточку, выполненную на внутренней поверхности крышки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы фильтра, на внутренней поверхности

   крышки выполнен кольцевой уплотнитель- ный паз пр моугольной формы, верхний торец стакана снабжен кольцевым выступом , поперечное сечение которого выполнено в виде усеченного конуса с углом при

   вершине 5-45°, причем внутренн   поверхность днища стакана снабжена цилиндрическим выступом с тангенциальными проточками в торце, установленным соосно с входным патрубком, с гарантированным

   контактом его торца с фильтрующим элементом , посадочный торец которого размещен в кольцевой проточке крышки с нат гом, а герметические параметры элементов фильтра выполнены в соответствии

   с соотношени ми

   Д h - (0.25-0,75)h; Di - (0,93-0,97)0.

   d - (0,4-0,8)0;

   hi - (0.5-0.75)0: b-(0.1-.25)0.

   где Л h - длина контактной линии паза с кольцевым выступом стакана:

   D - наружный диаметр фильтрующего элемента;5

   DI - наружный диаметр уплотнительно- го кольцевого паза крышки;

   h - высота усеченного конуса кольцевого выступа;

   hi - высота цилиндрического выступа стакана;

   Ь - толщина стенки цилиндрического выступа стакана;

   d - наружный диаметр цилиндрического выступа стакана.

   Vftf /

   Фиг.Ј

   Фиг.З

   6