(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: ( 2 2) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/US93/12533 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO94/15689, PCT Gazette nr 17/94 (11) (13) B1 (51) IntCl6: B01D 35/18 B01D 1/02 B01D 35/00 (5 4 ) Filtr olejowy zwłaszcza do silników spalinowych (30) Pierwszeństwo: ,US,07/ (73) Uprawniony z patentu: Premo Lubrication Technologies Inc., Tampa, US (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 22/95 (72) Twórca wynalazku: Thomas L. Arntz, Largo, US (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/98 (74) Pełnomocnik: Kamiński Zbigniew, KANCELARIA PATENTOWA PL B1 (57)1. Filtr olejowy, zwłaszcza do silników spalinowych, składający się z zespołu filtrującego, złożonego z osłony z umieszczonym w niej materiałem filtrującym i cylindrycznej tulei perforowanej oraz z połączonego z mm zespołu odparowania, złożonego ze znajdującej się wewnątrz obudowy komory odparowania, zamkniętej od góry pokrywą z otworem wentylacyjny, z dyszy doprowadzającej olej z zespołu filtrującego, oraz z elementu grzejnego, znamienny tym, że obudowa (24) zespołu odparowania (14) jest zaopatrzona w poprzeczną przegrodę (26), która od strony zespołu filtrującego (12) jest zaopatrzona we wnękę (49), zamkniętą za pomocą tarczy (48) zaopatrzonej w kalibrowany otwór (59), łączący utworzoną we wnęce (49) komorę wstępną (58) z wylotem zespołu filtrującego (12), natomiast od strony pokrywy (36) połączoną z tuleją (76), stanowiącą obsadę elementu grzejnego (78), przy czym wewnątrz komory odparowania (44) znajduje się otaczająca tuleję (76) osłona (70), zaopatrzona w układ dysz (60), połączonych z komorą wstępną (58). F ig 3

2 Filtr olejowy, zwłaszcza do silników spalinowych Zastrzeżenia patentowe 1. Filtr olejowy, zwłaszcza do silników spalinowych, składający się z zespołu filtrującego, złożonego z osłony z umieszczonym w niej materiałem filtrującym i cylindrycznej tulei perforowanej oraz z połączonego z nim zespołu odparowania, złożonego ze znajdującej się wewnątrz obudowy komory odparowania, zamkniętej od góry pokrywą z otworem wentylacyjnym, z dyszy doprowadzającej olej z zespołu filtrującego, oraz z elementu grzejnego, znamienny tym, że obudowa (24) zespołu odparowania (14) jest zaopatrzona w poprzeczną przegrodę (26), która od strony zespołu filtrującego (12) jest zaopatrzona we wnękę (49), zamkniętą za pomocą tarczy (48) zaopatrzonej w kalibrowany otwór (59), łączący utworzoną we wnęce (49) komorę wstępną (58) z wylotem zespołu filtrującego (12), natomiast od strony pokrywy (36) połączoną z tuleją (76), stanowiącą obsadę elementu grzejnego (78), przy czym wewnątrz komory odparowania (44) znajduje się otaczająca tuleję (76) osłona (70), zaopatrzona w układ dysz (60), połączonych z komorą wstępną (58). 2. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza (48) jest połączona z czopem mocującym (50), stanowiąc element łączący (46) zespołu filtrującego (12) z zespołem odparowania (14), przy czym czop mocujący (50) jest zaopatrzony w gwint zewnętrzny, współpracujący z gwintem wewnętrznym wnęki (52) osłony (16) zespołu filtrującego (12). 3. Filtr według zastrz. 2, znamienny tym, że tarcza (48) jest połączona z przegrodą (26) obudowy (14) za pomocą śrub (55). 4. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że między tarczą (48), górną ścianką (17) osłony (16) zespołu filtrującego (12) i dolną częścią ścianki (32) obudowy (24) usytuowana jest komora wlotowa (96) połączona z otworem wlotowym (90) z przewodem doprowadzającym zanieczyszczony olej oraz z zespołem otworów (20) w górnej ściance (17) z materiałem filtrującym (18), wypełniającym wnętrze zespołu filtrującego (12). 5. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że osłona (70) ma postać dwóch półpierścieni, umieszczonych współosiowo względem tulei (76). 6. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa (24) ma kształt i wymiary poprzeczne zewnętrznych powierzchni takie same jak osłona (16) zespołu filtrującego (12). * * * Przedmiotem wynalazku jest filtr olejowy, zwłaszcza do silników spalinowych, składający się z zespołu filtrującego, złożonego z osłony z umieszczonym w niej materiałem filtrującym i cylindrycznej tulei perforowanej oraz z połączonego z nim zespołu odparowania, złożonego ze znajdującej się wewnątrz obudowy komory odparowania, zamkniętej od góry pokrywą z otworem wentylacyjnym, z dyszy doprowadzającej olej z zespołu filtrującego, oraz z elementu grzejnego. Filtry olejowe do silników spalinowych, służą do usuwania zanieczyszczeń stałych, powstałych w wyniku ścierania się oleju podczas pracy silnika, jak również do usuwania substancji lotnych, takich jak para wodna oraz cząsteczek nie spalonego paliwa. Znany z polskiego opisu zgłoszenia wynalazku PL filtr do olejów, zwłaszcza silnikowych, złożony jest z zamkniętej obudowy, z umieszczonej wewnątrz niej tulei z przelotowymi otworami oraz z osadzonych na tej tulei magnesów stałych w postaci pierścieni. Wkład filtrujący stanowi cylindryczną ściankę, umieszczoną między denkiem a pokrywą, i składa się z siatki, przylegającej do niej opaski filtracyjnej, nawiniętej na perforowaną tuleję. Ponadto, między wkładem filtrującym a podstawą obudowy, znajduje się elastyczna przepona, do której wkład ten jest dociskany za pomocą sprężyny.

3 Zasadniczą niedogodnością tego filtru jest brak możliwości usuwania z niego zanieczyszczeń lotnych, zwłaszcza pary wodnej. Przedstawiony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych US filtr olejowy do silników spalinowych, składa się z zespołu filtrującego i z połączonego z nim zespołu odparowania, złożonego ze znajdującej się wewnątrz obudowy komory odparowania, domkniętej od góry pokrywą z otworem wentylacyjnym i z umieszczonym w niej elementem grzejnym, z płytki odparowującej oraz z dyszy doprowadzającej olej z zespołu filtrującego. Niedogodnością tego rozwiązania są duże straty ciepła elementu grzejnego, które umożliwia podgrzanie oleju jedynie za pomocą promieniowania, jak również duże wymiary gabarytowe filtru i skomplikowany demontaż zespołu filtrującego. W innym rozwiązaniu filtru do oczyszczania oleju silników spalinowych, różnica polega na tym, że element grzejny jest umieszczony w płytce odparowującej. Wadą tego urządzenia są również duże wymiary gabarytowe oraz jego skomplikowany demontaż, przy wymianie zespołu filtrującego, co ogranicza jego praktyczne zastosowanie. Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych US , znany jest filtr do oczyszczania oleju silników spalinowych, składający się z zespołu odparowania, złożonego ze znajdującej się wewnątrz obudowy komory odparowania, zamkniętej od góry pokrywą z zaworem wentylacyjnym i elementem grzejnym, a także z połączonego rozłącznie z tą obudową zespołu filtrującego. Zespół filtrujący składa się z osłony z umieszczonym w niej materiałem filtrującym oraz z zamykających go od góry kilku warstw tego materiału. Zespół filtrujący jest oddzielony od zespołu odparowania za pomocą przegrody, połączonej z tuleją z otworem przelotowym. Na przegrodzie osadzona jest osłona z płytką rozpylającą, mająca w przekroju podłużnym stożkową ściankę wewnętrzną, i schodkową ściankę zewnętrzną, przy czym jest ona zaopatrzona współśrodkowo w tuleję, połączoną z tuleją przegrody. Niedogodnością tego rozwiązania są również duże straty ciepła elementu grzejnego, które umożliwia podgrzanie oleju jedynie za pomocą promieniowania. Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji filtru olejowego, zwłaszcza do silników spalinowych, eliminującej niedogodności znanych dotychczas filtrów, zwłaszcza zapewniającej wydajne usuwanie zanieczyszczeń lotnych, łatwą wymianę zespołu filtrującego i prostotę budowy, a tym samym niskie koszty wytwarzania filtru. Cel ten, realizuje konstrukcja filtru olejowego, zwłaszcza do silników spalinowych według wynalazku, w którym obudowa zespołu odparowania jest zaopatrzona w poprzeczną przegrodę, która od strony zespołu filtrującego jest zaopatrzona we wnękę, zamkniętą za pomocą tarczy zaopatrzonej w kalibrowany otwór, łączący utworzoną we wnęce komorę wstępną z wylotem zespołu filtrującego, natomiast od strony pokrywy połączoną z tuleją, stanowiącą obsadę elementu grzejnego, przy czym wewnątrz komory odparowania znajduje się otaczająca tuleję osłona, zaopatrzona w zespół dysz, połączonych z komorą wstępną. Tarcza zamykająca wnękę jest korzystnie połączona z czopem mocującym, stanowiąc element łączący zespołu filtrującego z zespołem odparowania, przy czym czop mocujący jest zaopatrzony w gwint zewnętrzny, współpracujący z gwintem wewnętrznym wnęki osłony zespołu filtrującego. Korzystnie jest również, jeżeli tarcza połączona jest z przegrodą obudowy za pomocą śrub. Korzystnie między tarczą, górną ścianką osłony zespołu filtrującego i dolną częścią ścianki obudowy usytuowana jest komora wlotowa połączona z otworem wlotowym z przewodem doprowadzającym zanieczyszczony olej oraz z zespołem otworów w górnej ściance z materiałem filtrującym, wypełniającym wnętrze zespołu filtrującego. Osłona ma korzystnie postać dwóch półpierścieni, umieszczonych współosiowo względem tulei. Obudowa ma kształt i wymiary poprzeczne zewnętrznych powierzchni korzystnie takie same jak osłona zespołu filtrującego. Zaletą filtru według wynalazku, jest wysoka skuteczność odparowania lotnych zanieczyszczeń przy stosunkowo małym zużyciu energii elektrycznej, a ponadto małe wymiary (średnica około 11,5 cm), umożliwiające stosowanie go nawet dla bardzo małych silników samochodo-

4 wych, jak również prosta konstrukcja, ułatwiająca wymianę zespołu filtrującego bez konieczności demontażu filtru oraz wyeliminowanie konieczności uzupełniania oleju po wymianie. Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół odparowania filtru wraz z pokrywą oraz element łączący go z zespołem filtrującym, w widoku perspektywicznym, z rozsuniętymi częściami, fig. 2 - filtr olejowy, w widoku perspektywicznym, fig. 3 - filtr według fig. 2, w przekroju podłużnym, fig. 4 - zespół odparowania, w widoku z góry wzdłuż linii 4-4 z fig. 6, fig. 5 - zespół odparowania, w widoku z dołu wzdłuż linii 5-5 z fig. 6, fig. 6 - zespół odparowania, w osiowym przekroju podłużnym wzdłuż linii 6-6 na fig. 4, fig. 7 - element łączący zespół odparowania i zespół filtrujący w widoku z góry, a fig. 8 - element łączący według fig. 7, w widoku z boku. Przedstawiony na fig. 1 zespół odparowania 14, składa się z walcowej obudowy 24, wewnątrz której znajduje się przegroda poprzeczna 26 oraz stanowiąca z nią jedną całość tuleja 76, otoczona pierścieniową osłoną 70, ze stożkowymi dyszami 60. Od góry zespół odparowania 14 jest zamknięty pokrywą 36 z króćcem 82, zaś od dołu - elementem 46 łączącym zespół odparowania 14 z zespołem filtrującym 12. Pokrywa 36 jest przymocowana do obudowy 24 zespołu odparowania 14 za pomocą śrub 38, osadzonych w otworach nadlewów 42 tej pokrywy 36, i wkręconych w gwintowane otwory 39 obudowy 24. Element łączący 46, składa się z okrągłej tarczy 48 z gwintowanymi przelotowymi otworami 57 oraz z wystającego z niej czopa 50, zaopatrzonego w środku w osiowy otwór połączony z kalibrowanym otworem 59 tarczy 48, oraz w gwint zewnętrzny, służący do połączenia z zespołem filtrującym 12. W bocznej ściance obudowy 24, znajduje się otwór wylotowy 98 oleju, a w jej górnej zewnętrznej części - wnęka 108 na opaskę mocującą. Wewnątrz obustronnie, szczelnie zamkniętej obudowy 24, ponad przegrodą 26, znajduje się komora odparowania 44. Na figurze 2, przedstawiono filtr 10 do oczyszczania oleju silnikowego, składający się z zespołu odparowania 14 oraz z połączonego z nim od dołu, za pomocą elementu łączącego 46 zespołu filtrującego 12. Filtr 10 jest przymocowany do silnika lub wnętrza karoserii samochodu za pomocą wspornika 100 z wysięgnikiem 104 i śrub 102. Do wysięgnika 104 jest z kolei przymocowana opaska 106, osadzona we wnęce 108 obudowy 24 (fig. 1). Przez króciec wyprowadzeniowy 82, przetknięte są przewody elektryczne, umieszczone w osłonie izolacyjnej 81. Zespół odparowania 14 i zespół filtrujący 12, mają korzystnie taką samą średnicę zewnętrzną. Obudowa 24 zespołu odparowania 14 (fig. 3 i 6) ma w osiowym przekroju podłużnym kształt litery H i składa się z tworzących jedną całość górnej części 28 i dolnej części 32 walcowej ścianki bocznej oraz z poprzecznej przegrody 26, łączącej dolną część 32 tej ścianki bocznej. Na górnej powierzchni przegrody 26 znajduje się, stanowiąc z nią jedną całość, tuleja 76, stanowiąca obsadę umieszczonego w niej elementu grzejnego 78, połączonego przewodami elektrycznymi 80 ze źródłem zasilania. Dolną część tulei 76, otacza połączona z przegrodą 26, złożona z dwóch półpierścieni osłona 70 i zaopatrzona w układ stożkowych dysz 60, przechodzących przez otwory w przegrodzie 26 i kontaktujących się z wnętrzem komory wstępnej 58, utworzonej we wnęce 49 na dolnej powierzchni przegrody 26. W dolnej części 32 bocznej ścianki obudowy 24 pod przegrodą 26 znajduje się otwór wlotowy 90 oleju, zaś w górnej części 28 tej ścianki - otwór wylotowy 98 oleju, połączony z przewodem 99 do odprowadzenia oczyszczonego oleju. Zespół odparowania 14, jest szczelnie zamknięty od góry pokrywą 36, zaopatrzoną w otwór wentylacyjny 40 i króciec 82, przez który wyprowadzone są przewody elektryczne 80 w osłonie izolacyjnej 81. Przestrzeń ograniczona przegrodą 26, górną częścią 28 ścianek bocznych obudowy 24 oraz pokrywą 36, tworzy szczelnie zamkniętą komorę odparowania 44. Do poprzecznej przegrody 26 obudowy 24, przymocowana jest za pomocą śrub 55 tarcza 48 elementu łączącego 46, zamykając od wnęki 49 w przegrodzie 26 i tworząc komorę wstępną 58. Zespół filtrujący 12, składa się z cylindrycznej osłony 16, zamkniętej od dołu dnem, a od góry ścianką 17, zaopatrzonej w środku we wnękę 52, z gwintem wewnętrznym, umożliwiającym nakręcenie tej osłony na gwintowany czop 50 elementu łączącego 46. Wewnątrz osłony 16

5 umieszczona jest osiowo perforowana tuleja 27, tworząc kanał przepływowy 22 oleju i otoczona materiałem filtrującym 18. Gwintowane otwory 39 do śrub mocujących 38 są równomiernie rozmieszczone na obwodzie górnej powierzchni 30 obudowy 24 (fig. 4). Na obwodzie poprzecznej przegrody 26 (fig. 5) znajdują się gwintowane otwory 56, służące do mocowania elementu łączącego 46, natomiast w dnie wnęki 49 tej przegrody 26 - stożkowe otwory przelotowe tworzące układ dysz 60. Przedstawiony na fig. 7 i 8 element łączący 46, składa się z tarczy 48 zaopatrzonej na obwodzie w przelotowe otwory 57, służące do połączenia go z poprzeczną przegrodą 26 obudowy 24 zespołu odparowania 14 oraz z czopa 50 z gwintem zewnętrznym. W środku tarczy 48 znajduje się kalibrowany otwór przelotowy 59. Działanie filtru olejowego 10, według wynalazku, jest następujące: olej z silnika spalinowego doprowadzany jest, pod ciśnieniem, do komory wlotowej 96 filtru 10 przez otwór wlotowy 90 (fig. 3), a następnie przepływa w kierunku 21 do zespołu filtrującego 12, przez znajdujące się w górnej ściance 17 otwory przelotowe 20. Po przesączeniu się przez materiał filtrujący 18, usunięciu z oleju cząsteczek stałych zanieczyszczeń, olej przepływa przez otwory przelotowe 23 w tulei perforowanej 27 w kierunku 25, i kanałem przepływowym 22 oraz kalibrowanym otworem 59 w tarczy 48, do komory wstępnej 58. Właściwości materiału filtrującego 18 są tak dobrane, że wpływające do kanału 22 cząsteczki oleju mają średnicę około m. Z komory wstępnej 58, przefiltrowany olej przetłaczany jest przez stożkowe otwory przelotowe układu dysz 60 w kierunku 61 do komory odparowania 44, w której rozpływa się tworząc cienką warstwę na powierzchni ścianek osłony 70 i przegrody 26. Warstwa ta zostaje podgrzana przez element grzejny 78, który nagrzewa zarówno tuleję 76 jak i przegrodę 26 oraz osłonę 70. Uwolnione w procesie podgrzewania zanieczyszczenia lotne, na przykład para wodna, są odprowadzane przez znajdujący się w pokrywie 36 otwór wentylacyjny 40, natomiast olej oczyszczony ze stałych i lotnych zanieczyszczeń, jest odprowadzany z filtru 10 przez otwór wylotowy 98 i przewód 99, z powrotem do silnika.

6

7 Fig. 3

8 Fig. 4 Fig. 5

9 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8

10 Fig. 1 Fig. 2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł