RU2366486C1

RU2366486C1 - Filter for water purification

Info

Publication number: RU2366486C1
Application number: RU2008115054/15A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Сергеевич Ведяшкин (RU); Анатолий Сергеевич Ведяшкин
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-09-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: filter contains the covering with inlet and outlet holes, pressure relief valve, annular rubber rings, rod with screw and cup, settler and filtering element. The rod is tubular and contains through holes in its lower part. The area of the inner cross-section is taken equal to the area of the outlet opening. The total area of the through holes is found taking into account the resistance coefficient of all openings having total area equal to the area of the inner rod cross-section.

EFFECT: increase of the filter element operational life.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке, создании и эксплуатации строительных, дорожных и коммунальных машин, снабженных гидроприводом.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the development, creation and operation of construction, road and utility vehicles equipped with hydraulic drive.

Известен фильтр с фланцевым и резьбовым присоединениями, предназначенный для очистки рабочих жидкостей в гидросистемах строительных, дорожных и коммунальных машин, который содержит крышку с входным и выходным отверстиями, уплотнительные резьбовые кольца, винт, чашку, стержень, отстойник, предохранительный клапан и фильтрующий элемент (Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с., с.212).A known filter with flange and threaded connections, designed for cleaning working fluids in hydraulic systems of construction, road and utility vehicles, which contains a cover with inlet and outlet openings, threaded o-rings, screw, cup, rod, sump, safety valve and filter element (Vasilchenko V.A. Hydraulic equipment of mobile machines: Handbook. - M.: Mechanical Engineering, 1983. - 301 p., P. 212).

Вышеописанный фильтр характеризуется недостаточной продолжительностью работы, что связано с неравномерным загрязнением фильтрующего элемента из-за неравномерного перепада давления по высоте фильтра. В верхней части, т.е. в месте подвода и отвода рабочей жидкости к фильтрующему элементу перепад давления выше, чем в нижней части. Верхняя часть фильтра, где линии тока короче, чем в нижней, пропускает большее количество рабочей жидкости и улавливает большую часть твердых частиц, в результате она быстрее загрязняется и раньше выходит из рабочего состояния, что сопровождается частым срабатыванием предохранительного клапана, загрязнением элементов гидросистемы и быстрым их изнашиванием.The above-described filter is characterized by insufficient operating time, which is associated with uneven contamination of the filter element due to uneven pressure drop along the height of the filter. At the top, i.e. at the place of supply and removal of the working fluid to the filter element, the pressure drop is higher than at the bottom. The upper part of the filter, where the flow lines are shorter than the lower one, passes a larger amount of working fluid and traps most of the solid particles, as a result it is more quickly contaminated and earlier goes out of operation, which is accompanied by frequent operation of the safety valve, contamination of the hydraulic system elements and their quick wear.

Задачей изобретения является обеспечение прямоточного (в одном направлении) движения рабочей жидкости с наружной и внутренней сторон фильтрующего элемента, при котором наблюдается равномерный перепад давления по высоте фильтра, в результате чего происходит равномерное загрязнение и продлевается срок службы фильтрующего элемента.The objective of the invention is the provision of direct-flow (in one direction) movement of the working fluid from the outer and inner sides of the filter element, in which there is a uniform pressure drop over the height of the filter, resulting in uniform pollution and prolongs the life of the filter element.

Поставленная задача решается тем, что в фильтре, содержащем крышку с входным и выходным отверстиями, предохранительный клапан, уплотнительные резиновые кольца, винт, чашку, стержень и фильтрующий элемент, предлагается стержень выполнить пустотелым со сквозными отверстиями в нижней части, причем площадь внутреннего поперечного сечения стержня принять равной площади выходного отверстия, а суммарную площадь S_п сквозных отверстий находить из выраженияThe problem is solved in that in the filter containing a cover with inlet and outlet openings, a safety valve, rubber o-rings, a screw, a cup, a rod and a filter element, it is proposed that the rod be hollow with through holes in the lower part, and the inner cross-sectional area of the rod take equal to the area of the outlet, and the total area S _n through holes to find from the expression

,

где S₁ - площадь одиночного отверстия, равная площади внутреннего поперечного сечения стержня;where S ₁ is the area of a single hole equal to the area of the inner cross section of the rod;

ζ_n - коэффициент сопротивления n отверстий, суммарное сечение которых равно внутреннему поперечному сечению стержня.ζ _n is the resistance coefficient of n holes, the total cross section of which is equal to the inner cross section of the rod.

Именно выполнение фильтра с пустотелым стержнем со сквозными отверстиями на его конце, противоположном входному отверстию в крышке, обеспечивает прямоточное движение рабочей жидкости с обеих сторон фильтрующего элемента, при котором наблюдается одинаковый перепад давления по всей высоте фильтрующего элемента, в результате чего происходит равномерное загрязнение и продлевается срок его службы.It is the implementation of the filter with a hollow core with through holes at its end, opposite the inlet in the cover, that provides a direct-flow movement of the working fluid on both sides of the filter element, at which the same pressure drop across the entire height of the filter element is observed, as a result of which uniform pollution occurs and extends its service life.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан вертикальный разрез по оси фильтра.The invention is illustrated in the drawing, which shows a vertical section along the axis of the filter.

Фильтр состоит из крышки 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями и перепускным клапаном (на чертеже не показан), уплотнительных резиновых колец 4, 5, 6, 7 и 8, пустотелого стержня 9, винта 10, чашки 11, отстойника 12 со штуцером 13, и пробкой 14 (винт) фильтрующего элемента 15. Пустотелый стержень 9 снабжен сквозными отверстиями 16 в его нижней части (на конце, противоположном выходному отверстию в крышке).The filter consists of a cover 1 with an inlet 2 and an outlet 3 openings and a bypass valve (not shown in the drawing), rubber sealing rings 4, 5, 6, 7 and 8, a hollow core 9, a screw 10, a cup 11, a sump 12 with a fitting 13 , and a plug 14 (screw) of the filter element 15. The hollow core 9 is provided with through holes 16 in its lower part (at the end opposite to the outlet in the cover).

Выполнение стержня 9 пустотелым со сквозными отверстиями 16 в нижней части обеспечивает прямоточное (т.е. в одном направлении, на чертеже показанном стрелками) движение рабочей жидкости с наружной и внутренней сторон фильтрующего элемента 15, благодаря которому наблюдается одинаковый перепад давления по сторонам фильтрующего элемента по всей его высоте. Это приводит к равномерному загрязнению фильтрующего элемента и, в итоге, продлевает срок его службы.The execution of the rod 9 hollow with through holes 16 in the lower part provides a direct-flow (i.e., in one direction, shown by arrows) movement of the working fluid from the outer and inner sides of the filter element 15, due to which the same pressure drop is observed along the sides of the filter element along all its height. This leads to uniform contamination of the filter element and, as a result, extends its service life.

При выполнении стержня пустотелым его внутренний диаметр следует принять равным диаметру выходного отверстия фильтра. При этом потерями напора на трение при движении рабочей жидкости по пустотелому стержню 9 можно пренебречь, так как его длина сравнительно мала по сравнению с общей длиной гидролинии за фильтром. Сечения входных отверстий в стержне 9, создающие местное сопротивление, можно определить из следующих соображений. Если нижний торец стержня был бы открыт, то стержень 9 работал бы как внутренний насадок Бордà (коэффициент сопротивления которого ζ=1) и потеря напора составляла быWhen the rod is hollow, its inner diameter should be taken equal to the diameter of the filter outlet. In this case, the frictional pressure loss during the movement of the working fluid along the hollow core 9 can be neglected, since its length is relatively small compared to the total length of the hydraulic line behind the filter. The cross sections of the inlets in the rod 9, creating local resistance, can be determined from the following considerations. If the bottom end of the rod were open, then the rod 9 would work as an internal Bordà nozzle (whose coefficient of resistance is ζ = 1) and the pressure loss would be

,

где ν₁ - скорость течения;where ν ₁ is the flow velocity;

g - ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.

Несколько же отверстий в нижней части стенки стержня при равенстве суммарного их сечения внутреннему сечению стержня создают большее сопротивление, которое определяется из выраженияA few holes in the lower part of the rod wall, when their total cross section is equal, the inner cross section of the rod creates more resistance, which is determined from the expression

,

где ζ_n - коэффициент сопротивления n отверстий;where ζ _n is the resistance coefficient of n holes;

ν_n - скорость течения для n отверстий.ν _n is the flow velocity for n holes.

Суммарное сечение n отверстий может быть найдено, исходя из равенства потерянных напоровThe total cross section of n holes can be found based on the equality of the lost pressure

С учетом уравнения расходов Q₁=Q_n, Q=ν·S (где ν, S - соответствующие скорость и сечение), после подстановки в уравнение (1) и преобразованийTaking into account the flow equation Q ₁ = Q _n , Q = ν · S (where ν, S are the corresponding velocity and section), after substituting into equation (1) and transformations

,

т.е. суммарное сечение n отверстий должно быть увеличено по сравнению с одиночным отверстием на величину

(ζ_n можно определить экспериментально).those. the total cross section of n holes should be increased in comparison with a single hole by

(ζ _n can be determined experimentally).

Например, экспериментально установлено ζ₄=2,0, суммарная площадь четырех отверстий составитFor example, experimentally established ζ ₄ = 2.0, the total area of four holes will be

.

Claims

Filter for cleaning liquid, including a cover with inlet and outlet openings, a bypass valve, sealing rubber rings, a rod with a screw and a cup, a sump and a filter element, characterized in that the rod is made hollow with through holes in the lower part, and the internal cross-sectional area the rod is taken equal to the area of the outlet, and the total area S _n through holes is found from the expression

,
where S ₁ is the area of a single hole equal to the area of the inner cross section of the rod;
ζ _n is the resistance coefficient of n holes, the total cross section of which is equal to the inner cross section of the rod.