RU2113884C1

RU2113884C1 - Air filter element

Info

Publication number: RU2113884C1
Application number: RU97104342A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Тамамьян; В.А. Цветков; Н.А. Шалина; В.П. Голубев; В.М. Мухин; Н.А. Зимин; П.Я. Ухатов
Original assignee: Дзержинское акционерное общество открытого типа "Заря"
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: cleaning of air entering the internal combustion engine; ecology; cleaning the air from dust and aerosols. SUBSTANCE: device includes upper and lower end shields made from flexible material and provided with circular slots and inner circular projection in form of shaft; located between end shields is layer of corrugated filtering material and inner perforated metal cylinder; height of inner projection is equal to 0.04-0.10 of height of filter element; depth of outer slots is equal to 1.5-3.0 of depth of center slots and length of corrugations is equal to 0.90-0.96 of width of end shields. EFFECT: enhanced reliability of filter at considerable loads and low temperatures. 2 dwg

Description

Изобретение касается очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, и может быть использовано в области экологии для очистки воздуха от пыли и аэрозолей. The invention relates to the purification of air entering the internal combustion engine, and can be used in the field of ecology to clean air from dust and aerosols.

Известен воздушный фильтр для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, содержащий фильтрующий элемент с гофрированными складками, который герметично установлен в корпусе, сформированном из двух литых частей, и закреплен в нем с помощью клея (патент Великобритании, заявка N 2179872, опубл. 18.03.87, кл. B 01 D 27/08). Known air filter for cleaning the air entering the internal combustion engine, containing a filter element with corrugated folds, which is hermetically installed in a housing formed of two molded parts, and secured therein with glue (UK patent, application N 2179872, publ. 18.03 .87, CL B 01 D 27/08).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и эксплуатации, а также низкая удельная производительность по очищаемому воздуху. A disadvantage of the known device is the complexity of its design and operation, as well as the low specific productivity of the cleaned air.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является воздушный фильтрующий элемент, содержащий изготовленные из эластичного материала верхнюю и нижнюю торцевые крышки с внутренним кольцевым выступом в форме валика и расположенные между крышками слой гофрированного фильтрующего материала и внутренний перфорированный металлический цилиндр, которые введены в торцевые крышки (патент GB N 2110110, кл. B 01 D 27/06, опубл. 15.06.83). The closest to the proposed technical essence and the number of matching features is an air filter element containing upper and lower end caps made of elastic material with an inner ring protrusion in the form of a roller and a layer of corrugated filter material and an inner perforated metal cylinder located between the caps, which are inserted into end caps (patent GB N 2110110, CL B 01 D 27/06, publ. 15.06.83).

Недостатками прототипа являются слабая надежность при работе в условиях жестких нагрузок и низких температур вследствие деформации и повреждения внутреннего кольцевого выступа, а также уменьшенная скорость фильтрации воздуха вследствие наличия двух перфорированных цилиндров, понижающих живое сечение гофр. The disadvantages of the prototype are poor reliability when operating under severe loads and low temperatures due to deformation and damage to the inner annular protrusion, as well as a reduced air filtration rate due to the presence of two perforated cylinders that reduce the corrugation's live section.

Целью изобретения является повышение надежности фильтра при работе в условиях жестких нагрузок и низких температур. The aim of the invention is to increase the reliability of the filter when operating under severe loads and low temperatures.

Цель достигается предложенным устройством, содержащим изготовленные из эластичного материала верхнюю и нижнюю торцевые крышки, снабженные внутренним кольцевым выступом в форме валика, и расположенные между крышками слой гофрированного фильтрующего материала и внутренний перфорированный металлический цилиндр, которые введены в торцевые крышки, причем торцевые крышки выполнены с кольцевыми пазами, внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, причем длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек. The objective is achieved by the proposed device, comprising upper and lower end caps made of elastic material, provided with an inner ring protrusion in the form of a roller, and a layer of corrugated filter material and an inner perforated metal cylinder located between the caps, which are inserted into the end caps, the end caps being made with ring caps grooves, the inner protrusion has a height of 0.04 - 0.10 of the height of the filter element, the depth of the outer grooves is 1.5 - 3.0 the depth of the middle grooves, and the length corrugation is 0.90 - 0.96 of the width of the end caps.

Отличие предложенного устройства от прототипа заключается в том, что внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, а длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек. The difference between the proposed device and the prototype is that the inner protrusion has a height of 0.04 - 0.10 of the height of the filter element, the depth of the external grooves is 1.5 - 3.0 of the depth of the middle grooves, and the length of the corrugations is 0.90 - 0, 96 width end caps.

Из научно-технической литературы авторам неизвестно устройство для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, в котором внутренний выступ имеет высоту 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента, глубина внешних пазов равна 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, а длина гофр составляет 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек. From the scientific and technical literature, the authors do not know a device for cleaning the air entering the internal combustion engine, in which the inner protrusion has a height of 0.04 - 0.10 of the height of the filter element, the depth of the external grooves is 1.5 - 3.0 the depth of the middle grooves and the length of the corrugations is 0.90 - 0.96 of the width of the end caps.

Использование указанных признаков в предложенном воздушном фильтрующем элементе позволяет повысить его надежность в условиях жестких нагрузок и низких температур. The use of these features in the proposed air filter element allows to increase its reliability under severe loads and low temperatures.

Так, выполнение внутреннего выступа с высотой 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента позволяет принимать всю осевую нагрузку на внутренний перфорированный металлический цилиндр, а сжатие валика внутреннего выступа даже при низких температурах (ниже 20^oC) происходит только до общей высоты фильтрующего элемента, что облегчает нагрузку на гофры фильтрующего материала. С другой стороны выполнение внешних пазов с глубиной, равной 1,5 - 3,0 глубины средних пазов, создает оптимальные условия для деформации эластичных крышек, а применение гофр с длиной, равной 0,90 - 0,96 ширины торцевых крышек, препятствует их механическому повреждению при установке в корпусе фильтра.Thus, the implementation of the inner protrusion with a height of 0.04 - 0.10 of the height of the filter element allows you to take all the axial load on the inner perforated metal cylinder, and the compression of the roller of the inner protrusion even at low temperatures (below 20 ^o C) occurs only up to the total height of the filter element , which facilitates the load on the corrugations of the filter material. On the other hand, the implementation of external grooves with a depth equal to 1.5 - 3.0 of the depth of the middle grooves creates optimal conditions for the deformation of elastic covers, and the use of corrugations with a length equal to 0.90 - 0.96 of the width of the end covers prevents them from mechanical damage when installed in the filter housing.

На фиг. 1 приведен фильтрующий элемент; на фиг. 2 - торцевая крышка. In FIG. 1 shows a filter element; in FIG. 2 - end cover.

Предложенный фильтрующий воздушный элемент включает верхнюю торцевую крышку 1, нижнюю торцевую крышку 2, снабженные внешними кольцевыми пазами 3 и 4 и средними кольцевыми пазами 5 и 6, а также внутренним кольцевым выступом 7, при этом в торцевые крышки ведены внутренний перфорированный металлический цилиндр 8 и гофрированный фильтрующий материал 9, причем внутренний выступ 7 имеет высоту h₁, равную 0,04 - 0,10 высоты фильтрующего элемента H, а внешние пазы 3 и 4 имеют глубину h₂, равную 1,5 - 3,0 глубины внутренних пазов 5 и 6 - h₃; H - высота фильтрующего элемента, а D - общий диаметр фильтрующего элемента. На фиг. 2 изображена верхняя торцевая крышка 1, имеющая ширину L, с установленными в ней перфорированным металлическим цилиндром 8 и гофрированным фильтрующим материалом 9, имеющим длину гофр L₁, причем L₁ = 0,90 - 0,96 L.The proposed filtering air element includes an upper end cap 1, a lower end cap 2, provided with external annular grooves 3 and 4 and middle annular grooves 5 and 6, as well as an inner annular protrusion 7, while the inner perforated metal cylinder 8 and corrugated are led into the end caps filter material 9, the inner protrusion 7 having a height h ₁ equal to 0.04 - 0.10 of the height of the filter element H, and the outer grooves 3 and 4 have a depth h ₂ equal to 1.5 - 3.0 of the depth of the internal grooves 5 and 6 - h ₃ ; H is the height of the filter element, and D is the total diameter of the filter element. In FIG. 2 shows the upper end cap 1 having a width L, with a perforated metal cylinder 8 and corrugated filter material 9 having a corrugation length L ₁ installed in it, with L ₁ = 0.90 - 0.96 L.

Перфорированный цилиндр 8 изготавливается из стальной ленты толщиной 0,25 - 0,50 мм. Фильтрующий материал 9 в виде гофрированной шторы может быть бумажным, картонным, из полимерных материалов или смеси волокон разных типов. Однако лучшие эксплуатационные характеристики дает фильтрующий картон типа КТФВ-155. Торцевые крышки 1 и 2 выполняются из эластичного материала (пластизоля марки Д-34А, полиуретана, пенополиуретана и других аналогичных материалов), что позволяет в процессе сборки ввести в него гофрированный материал 9 и перфорированный цилиндр 8, обеспечив таким образом наибольшую герметичность и плотность соединения. В данной конструкции отношение общего диаметра фильтрующего элемента D к высоте фильтрующего элемента H составляет 4,0 - 4,5, что обеспечивает удельную производительность 270 м³/ч.Perforated cylinder 8 is made of steel tape with a thickness of 0.25 - 0.50 mm. The filter material 9 in the form of a corrugated curtain can be paper, cardboard, polymeric materials or a mixture of fibers of different types. However, the best performance is given by filtering paper of the type KTFV-155. End caps 1 and 2 are made of elastic material (plastisol grade D-34A, polyurethane, polyurethane foam and other similar materials), which allows the corrugated material 9 and perforated cylinder 8 to be inserted into the assembly process, thus ensuring the greatest tightness and tightness of the connection. In this design, the ratio of the total diameter of the filter element D to the height of the filter element H is 4.0 - 4.5, which provides a specific productivity of 270 m ³ / h.

Устройство работает следующим образом. Воздушный фильтрующий элемент устанавливают в корпусе фильтра (на фиг. 1 и 2 не показан), плотно подгоняя торцевые крышки 1 и 2 к внутренним стенкам корпуса, и закрепляют в нем. В процессе работы двигателя атмосферный воздух проходит через фильтрующий гофрированный материал 9 и через внутренний перфорированный цилиндр 8 поступает в карбюратор автомобиля. При установке фильтрующего элемента в корпусе внутренний кольцевой выступ 7 обеспечивает плотное прижатие элемента в начале его эксплуатации, а торцевые крышки 1 и 2 вступают активно в работу, когда фильтрующий элемент частично деформируется в процессе эксплуатации (после пробега более 20000 км). Внешние кольцевые пазы 3 и 4 совместно со средними кольцевыми пазами 5 и 6 устраняют температурную деформацию при низких температурах. The device operates as follows. An air filter element is installed in the filter housing (not shown in FIGS. 1 and 2), fitting end caps 1 and 2 tightly to the inner walls of the housing, and fasten therein. In the process of engine operation, atmospheric air passes through the filter corrugated material 9 and through the internal perforated cylinder 8 enters the car carburetor. When the filter element is installed in the housing, the inner annular protrusion 7 provides a tight pressing of the element at the beginning of its operation, and the end caps 1 and 2 come into active operation when the filter element is partially deformed during operation (after a run of more than 20,000 km). External annular grooves 3 and 4 together with the middle annular grooves 5 and 6 eliminate thermal deformation at low temperatures.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели - повышение надежности работы фильтрующего элемента в условиях жестких нагрузок и низких температур, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения. It follows from the foregoing that each of the signs of the claimed combination to a greater or lesser extent affects the achievement of the goal - improving the reliability of the filter element under severe loads and low temperatures, and the entire population is sufficient to characterize the claimed technical solution.

Claims

An air filter element comprising upper and lower end caps made of elastic material, provided with an inner ring protrusion in the form of a roller, and a layer of corrugated filter material and an inner perforated metal cylinder located between the caps, which are inserted into the end caps, characterized in that the end caps are made with annular grooves, the inner protrusion has a height of 0.04 - 0.10 of the height of the filter element, the depth of the external grooves is 1.5 - 3.0 the depth of the middle grooves, and the length of the corrugation p is 0.90 - 0.96 of the width of the end caps.