Топливный фильтр

 

Использование: топливные системы двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: фильтр содержит корпус , состоящий 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°. Внутренняя поверхность днища стакана снабжена цилиндрическим выступом с тангенциальными проточками, установленным соосно с входным патрубком. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 М 37/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867104/06 (22) 26.06,90 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (71) Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства и Кооператив "Эколог" (72) П.Д.Гужин, Б.Г.Калюжный, Т,Л.Карпова, С.В.Шевченко, В.П.Ляхов и Н.С.Даниленко (56) Дмитриевский А.В. и Тюфяков А.С. Бензиновые двигатели. М,: Машиностроение, 1986, с. 112, фиг. 65. (54) ТОПЛИВНЫЙ ФИЛЬТР (57) Использование: топливные системы двигателей внутрен него сгорания, СущИзобретение относится к устройствам для очистки топлива в топливных системах автомобилей, тракторов комбайнов и т.п. и может быть применено в автомобиле- и тракторостроении, станкостроении и других областях техники.

Цель изобретения — 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, состоящий иэ крышки 1 и стакана 2, В корпусе установлен фильтрующий элемент 3, изготовленный иэ пористого эластичного материала. В крышке 1 выполнены кольцевые пазы — цилиндрический уплотнительный ф для крепления стакана и посадочный 5 для крепления и уплотнения цилиндрического фильтроэлемента 3.. И 1824499 А1 ность изобретения: фильтр содержит корпус. состоящий из стакана с входным патрубком в днище и крышки с выходным патрубком, фильтрующий элемент. На внутренней поверхности крышки выполнен кольцевой уплотнительный паз, Верхний TG рец стакана снабжен кольцевым выступом.

Поперечное сечение выступа выполнено в виде усеченного конуса с углом при вершине 5 — 45 . Внутренняя поверхность днища стакана снабжена цилиндрическим выступом с тангенциальными проточками, установленным соосно с входным патрубком.

3 ил.

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 составляет 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 применения дополнительных уплотнительных элементов, При угле конуса 6, меньшем 5 конус 6 стакана 2 глубоко проникает в паэ 4 крышки 1, не создавая практически радиальных усилий, что приведет к потере герметичности уплотнения.

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

1824499 крышки 1. При этом также происходит разгерметизация соединения и без дополнительного уплотнения фильтр будет пропускать фильтруемое топливо, что приведет и к потерям топлива, и к снижению пожаробезопасности системы питания.

Кромки прямоугольного уплотнительноlo паза 4 выполнены острыми или скругленными с радиусом скругления не более 1-3 мм, Глубину прямоугольного уплотнительного паза 4 выполняют на 1,5-3 мм больше высоты конуса 6.

Внутренний диаметр посадочного паза

5 равен внутреннему диаметру фильтроэлемента 3, а наружный диаметр выполняют на 15

3-77 меньше наружного диаметра цилиндрического фильтроэлемента 3. Это необходимо для повышения надежности уплотнения фильтроэлемента 3 в пазу 5 крышки 1 путем его радиального обжатия. При выполнении 20 наружного диаметра посадочного паза 5 с разницей по отношению к наружному диаметру фильтроэлемента 3, превышающей

7 =,,ь, происходит нарушение целостности фильтроэлемента вследствие значительных сжимающих усилий. В фильтроэлементе 3 в месте контакта с пазом 5 образуются трещины, что приведет к потере надежности уплотнения и, как следствие, к снижению эффективности в результате просачивания через образовавшиеся трещины неотфильтрованного топлива вовнутрь фильтроэлемента 3. При уменьшении соотношения ниже 37, фильтроэлемент 3 практически свободно войдет в паз 5 и при сборке не 35 будет создано достаточное радиальное усилие сжатия, что приведет к разгерметизации соединения и снижению эффективности работы фильтра.

При соотношении наружного диаметра 40 посадочного паза 5 и наружного диаметра фильтроэлемента 3 (0,93-0,97) создается уплотнение, при котором фильтруемое топливо проходит в полость фильтроэлемента 3 только через сам фильтроэлемент 3 и не 45 имеет воэможности просачиваться по пазу 5. Глубину паза 5 выбирают из расчета обеспечения надежности крепления и уплотнения фильтроэлемента 3 для каждого типоразмера фильтра, 50

Между пазом 4 и пазом 5 выполнена перемычка 7, Ее ширина составляет 0,3-0,5 ширины посадочного паза 5 для обеспечения ее эластичности.

Толщину перемычки 7 выбирают из соображений возможности радиальной деформации ее внутрь посадочного паза 5 под действием радиального усилия, возникающего при входе конуса в уплотнительный паз 4. Конус работает как клин и отжимает перемычку 7 вовнутрь посадочного паза. при этом дополнительно обжимается фильтроэлемент 3, обеспечивая 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 для поджатия фильтроэлемента 3 к крышке 1 и завихрения фильтруемого топлива, В крышке 1 выполнен выходной патрубок 10 для отвода очищенного топлива, а в стакане 2 — патрубок для подвода очищаемого топлива.

Крышка 1 и стакан 2 соединяются между собой посредством резьбы 12.

Дно 13 фильтроэлемента снабжено жестко соединенной с ним непроницаемой прокладкой 14 для исключения прохождения фильтруемого топлива через проницаемое дно 18.

В пространстве между стенками 15 цилиндрического выступа 8, стенками 16 и днищем 17 стакана 2 образована эона, служащая грязесборником для механических примесей, Фильтроэлемент 3 изготовлен из эластичного высокопористого полимера и имеет динамически гладкую поверхность и толщину фильтруемого слоя до 5 мм.

Размеры цилиндрического выступа 8 выбраны иэ соображения сохранения небольших габаритов фильтра и обеспечения повышения эффективности работы, При входе в цилиндрический выступ 8 и прохождении через тангенциальные проточки 9 поток будет завихряться, Но увеличение высоты цилиндра более, чем 0,75 0 наружного диаметра фильтроэлемента приведет к повышению габаритов фильтра при практически одинаковой степени фильтрования жидкости.

Высота меньше 0,5 наружного диаметра не обеспечивает достаточного объема грязесборника и механические частицы, осажденные в нем, увлекаются потоком жидкости и попадают на фильтроэлемент, т.е. происходит "взмучивание" осадка механических примесей, что отрицательно влияет на эффективность работы фильтра и его ресурсоспособность вследствие проникновения крупных механических примесей в паровые каналы фильтроэлемента.

Диаметр цилиндрического выступа 8 принят равным d = (0,4-0,8)Д (наружного диаметра фильтрозлемента 3), 1824499

При максимальном соотношении —0

=0,8 в грязесборнике 18 обеспечивается достаточное пространство для отложения и накопления механических примесей. Если увеличивать соотношение 4/D. то зона грязесборника 18 резко сократится, что приведет к тому, что при накоплении в зоне грязесборника 18 механических примесей последние потоком закручивающейся жидкости будут подниматься и засорять фильтроэлемент 3, застревая в его пороговых каналах, сокращая тем самым ресурс вго работы.

При уменьшении соотношения — до веd 15

D личины 0,4 поток жидкости из цилиндрического выступа 8 в пространство между фильтроэлементом 3 и стаканом 2 может потерять окружную скорость, степень за- 20 вихрения значительно снизится, механические частицы будут поступать беэ предварительной сепарации почти перпендикулярно к поверхности фильтроэлемента

3 и проникать в его поровые каналы, сни- 25 жать эффективность и ресурсоспособность фильтра, Толщина Ь стенки 15 цилиндрического выступа 8 принята равной (0,1-0,25)Д наружного диаметра фильтроэлемента 3. 30

При о (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 для создания 35 завихрения.

При Ь ) 0.25Д произойдет снижение эффективности работы фильтра ввиду увеличения длины проточки 9, при котором снижается скорость прохождения через нее 40 жидкости вследствие возрастания гидравлического сопротивления, что приведет к снижению эффективности работы фильтра.

Проточки 9 могут быть как прямолинейными, так и криволинейными или чередо- 45 ваться, количество их может быть от 2 до 8.

Менее 2-х не создает необходимого завихрения жидкости, а более — технологически делать нецелесообразно.

Топливный фильтр работает следую- 50 щим образом.

Фильтруемое топливо подают через входной патрубок 11 в донную часть топливного фильтра через цилиндрический выступ

8, Проходя через проточки 9 в полость меж- 55 ду стаканом 2 и фильтроэлементом 3. топливо приобретает окружную скорость.

Значительная часть механических примесей, вращаясь 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, à основная их масса осаждается в виде осадка в грязесборной зоне.

Очищенное топливо через выходной патрубок 10 отводится в топливную систему двигателя.

Сборку осуществляют следующим образом.

В паэ 5 крышки 1 устанавливают фильтроэлемент 3 и затем свинчивают стакан 2 с крышкой по резьбе 12, В процессе свинчивания под действием радиального усилия со стороны уплотнительного конуса 6 пе,ремычка 7 испытывает упругостатическую деформацию и отгибается в сторону фильтроэлемента 3, дополнительно обжимая его в радиальном направлении и доуплотняя.

В процессе свинчивания 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.

Формула изобретения

Топливный фильтр, содержащий корпус, выполненный в виде стакана с входным йатрубком 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, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы фильтра, на внутренней поверхности крышки выполнен кольцевой уплотнительный паэ прямоугольной формы, верхний торец стакана снабжен кольцевым выступом, поперечное сечение которого выполнено в виде усеченного конуса с углом при вершине 5-45, причем внутренняя 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 натягом, а герметические параметры элементов фильтра выполнены в соответствии с соотношениями

ЬЬ - (0.25-0,75)h; D) = (0,93-0,97)0:

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

h> = (0,5-0,75)0: b = (0,1-,25)D, 1824499 где Ь h — длина контактной линии паза с кольцевым выступом стакана:

0 — наружный диаметр фильтрующего элемента;

Di наружный диаметр уплотнительного кольцевого nasa крышки;

h — высота усеченного конуса кольцевого выступа;

h> — высота цилиндрического выступа стакана;

5 Ь вЂ” толщина стенки цилиндрического выступа стакана;

4 — наружный диаметр цилиндрического выступа стакана, 1824499

Составитель П. Гужин

Техред M.Ìoðlåíòàë Корректор М. Андрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2219 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5