Фильтр для очистки воздуха в транспортных средствах

Авторы патента:

Полезная модель относится к устройствам для очистки воздуха и может быть использована в транспортных средствах, например в системах жизнеобеспечения пассажиров железнодорожного транспорта. Техническим результатом полезной модели является упрощение процессов изготовления и обслуживания фильтра при уменьшении его габаритов. Фильтр содержит полый корпус 1 со съемной крышкой 2. Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического стакана и имеет кронштейн 3, для крепления к элементам транспортного средства. В нижней части корпуса 1 фильтра имеется патрубок 4 для впуска исходного воздуха в полость корпуса 1 и для выпуска влаги, отделяемой от исходного воздуха. В донной части 5 корпуса 1 расположен патрубок 6 для выпуска очищенного воздуха. Полость корпуса фильтра разделена перегородкой 7, имеющей сквозные отверстия 8 в количестве не менее трех, к каждому из отверстий 8 прикреплен сменный фильтрующий элемент 9 в виде цилиндрического стакана с многослойными стенками, которые способны задерживать твердые частицы и обладают водоотталкивающими свойствами. Кронштейн 3 и перегородка 7 могут быть выполнены в виде одной детали. Отношение наружного диаметра d каждого сменного фильтрующего элемента 9 к внутреннему диаметру D корпуса 1 фильтра составляет от 0,15 до 0,30. В процессе очистки влажного воздуха через патрубок 4 постоянно проходят два встречных потока - в фильтр поступает исходный воздух, а навстречу ему из фильтра вытекает влага, задержанная стенками сменных фильтрующих элементов 9. Очищенный воздух выпускается из полости корпуса 1 фильтра через патрубок 6. 1 нез. п.п. и 3 завис. п.п. ф-лы, 2 илл.

Из описания к авторскому свидетельству СССР 965813, кл. В60Н 3/06, F02М 35/026, опубл. 15.10.82 г [1], известно устройство для очистки воздуха в транспортном средстве, включающее полый цилиндрический корпус с патрубком для впуска исходного воздуха и патрубком для выпуска очищенного воздуха. В полости корпуса имеется съемный воздухопроницаемый фильтрующий элемент, состоящий из нитей, образующих в сжатом состоянии волокнистый фильтрующий слой. Такое конструктивное решение позволяет упростить регенерацию фильтрующего элемента. Однако это устройство не сможет обеспечить устойчивую и длительную работу фильтрующего элемента в условиях влажной атмосферы, так как при появлении в исходном воздухе водяных паров фильтрующее волокно может увлажниться на столько, что будет представлять слишком большое сопротивление потоку очищаемого воздуха.

Из описания к авторскому свидетельству СССР SU 1819787, кл. В60Н 3/06, опубл. 07.08.93 г [2], известен фильтр для очистки воздуха в транспортных средствах, включающий цилиндрический полый корпус с патрубком для впуска исходного воздуха и патрубком для выпуска очищенного воздуха. В полости корпуса установлен фильтрующий элемент (поз.11), выполненный в виде свернутой в кольцо гофрированной ленты. Наличие одного такого фильтрующего элемента недостаточно для эффективной очистки воздуха от пыли. Поэтому в фильтре [2] дополнительно предусмотрена фильтрация путем пропускания воздуха между электродами, подключенными к полюсам высоковольтного источника электрического тока. Такое дополнение ограничивает сферу применения технического решения [2], так

как в некоторых видах транспортных средств отсутствует высоковольтная электросеть. Кроме того, фильтр [2] имеет большие габариты, а изготовление и обслуживание такого комплексного устройства осложнено наличием в конструкции двух принципиально различных систем фильтрации (механической и электростатической).

Из описания изобретения к патенту Российской Федерации RU 2071195. кл. В60Н 3/06, опубл. 27.12.96 г [3], известно фильтровентиляционное устройство для транспортного средства. Используемый в устройстве [3] фильтр для очистки воздуха включает корпус с отверстиями для впуска исходного воздуха и выпуска очищенного воздуха. В кожухе установлены сменные фильтрующие элементы из воздухопроницаемого пенополиуретана и активированного угля. Фильтр способен улавливать частицы пыли, содержащиеся в исходном воздухе, однако следует учитывать, что его устойчивая работа в условиях насыщенной влагой атмосферы связана с необходимостью частой замены фильтрующих элементов вследствие их увлажнения. К недостаткам технического решения [3] следует также отнести большие габариты блока фильтров.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение габаритов фильтра при упрощении процессов его изготовления и обслуживания.

Указанный технический результат достигается в фильтре для очистки воздуха в транспортных средствах, включающем полый корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана, ось которого горизонтальна, кронштейн корпуса, предназначенный для крепления фильтра к элементам транспортного средства, и прикрепленную к корпусу съемную крышку, в нижней части корпуса имеется патрубок для впуска исходного воздуха и выпуска отделяемой от исходного воздуха влаги, а в донной части корпуса расположен патрубок для выпуска очищенного воздуха, полость корпуса фильтра разделена на две части перегородкой со сквозными отверстиями в количестве не менее трех, к каждому из отверстий со стороны съемной

крышки прикреплен сменный фильтрующий элемент, выполненный в виде цилиндрического стакана с многослойными стенками, которые способны задерживать твердые частицы и обладают водоотталкивающими свойствами.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения полезной модели.

Отношение наружного диаметра каждого из фильтрующих элементов к внутреннему диаметру корпуса фильтра составляет от 0,15 до 0,30.

Кронштейн для крепления фильтра к транспортному средству и перегородка, разделяющая полость корпуса, выполнены в виде одной детали

Съемная крышка прикреплена к корпусу с помощью быстроразъемного соединения.

Существо полезной модели поясняется следующими чертежами.

Фиг.1 Общий вид фильтра в рабочем положении, продольный разрез.

Фиг.2 Поперечный разрез по А-А, на фиг.1.

Как показано на фиг.1, предлагаемый фильтр содержит полый корпус 1 со съемной крышкой 2. Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического стакана, ось O₁-О₂ которого в рабочем положении расположена горизонтально. Корпус 1 имеет кронштейн 3, предназначенный для крепления фильтра к элементам транспортного средства. В нижней части корпуса 1 фильтра имеется патрубок 4 для впуска исходного воздуха в полость корпуса 1 и для выпуска влаги, отделяемой в процессе фильтрования от исходного воздуха. В донной части 5 корпуса 1 расположен патрубок 6 для выпуска очищенного воздуха. Полость корпуса фильтра разделена на две части перегородкой 7, имеющей сквозные отверстия 8 в количестве не менее трех (см фиг.2). К каждому из отверстий 8 со стороны съемной крышки 2 прикреплен с помощью резьбового соединения сменный фильтрующий элемент 9, выполненный в виде цилиндрического стакана с многослойными стенками, которые способны задерживать твердые частицы и обладают водоотталкивающими свойствами. В состав стенок фильтрующих элементов 9 могут входить слои

воздухопроницаемого пенополиуретана и водоотталкивающей целлюлозы. Кронштейн 3, служащий для крепления фильтра к элементам транспортного средства, и перегородка 7, разделяющая на две части полость корпуса 1 фильтра, могут быть выполнены в виде одной детали. Отношение наружного диаметра d каждого сменного фильтрующего элемента 9 к внутреннему диаметру D корпуса 1 фильтра составляет от 0,15 до 0,30. Съемная крышка 2 прикреплена к корпусу 1 фильтра с помощью быстроразъемного соединения.

В процессе создания конструкции предлагаемого фильтра авторами был проведен в лабораторных условиях ряд экспериментов, позволивших уточнить некоторые отношения размеров деталей, входящих в устройство, и подобрать подходящие для них материалы. Было установлено, что при отношении наружного диаметра d сменного фильтрующего элемента 9 к внутреннему диаметру D корпуса 1 фильтра, составляющем менее 0,15, вследствие нерационального использования объема полости корпуса существенно уменьшается отношение производительности к его массе и габаритам. В том случае, когда отношение наружного диаметра d сменного фильтрующего элемента 9 к внутреннему диаметру D корпуса 1 фильтра превышает значение 0,30, наблюдалась неравномерность протекания процессов фильтрации по поверхности фильтрующего слоя. Это происходило вследствие уменьшения величины зазоров между сменными фильтрующими элементами 9 и стенками полости корпуса 1 фильтра.

Фильтр для очистки воздуха работает следующим образом.

Вследствие перепада давлений на впускном и выпускном патрубках (поз.4 и 6) исходный воздух поступает из патрубка 4 в ту часть полости корпуса 1 фильтра, где расположены сменные фильтрующие элементы 9. Проходя через стенки сменных фильтрующих элементов 9, воздух очищается от твердых частиц и освобождается от содержащейся в нем влаги, которая стекает со стенок сменных фильтрующих элементов 9 в нижнюю часть корпуса 1 и удаляется через патрубок 4, поступая либо в специальную емкость,

либо в канализационную систему транспортного средства (на схемах не показаны). Так в процессе очистки влажного воздуха через патрубок 4 постоянно проходят два встречных потока - в фильтр поступает исходный воздух, а навстречу ему из фильтра вытекает влага, задержанная стенками сменных фильтрующих элементов 9. Очищенный воздух выпускается посредством патрубка 6 из полости корпуса 1 фильтра. По мере необходимости замену сменных фильтрующих элементов 9 осуществляют после снятия съемной крышки 2, при этом удаляют (вывинчивают) старые элементы и ставят на их место новые.

Несколько опытных образцов фильтров, изготовленных в соответствии с данным описанием, были установлены в пассажирских железнодорожных вагонах. Длительная эксплуатация фильтров показала хорошие результаты. Особенно хорошо фильтры предлагаемой конструкции зарекомендовали себя в вагонах, оборудованных вакуумными сантехническими системами.

Перечень узлов и деталей

1. Корпус фильтра.

2. Съемная крышка корпуса фильтра.

3. Кронштейн для крепления фильтра к элементам транспортного средства.

4. Патрубок впуска в полость корпуса фильтра исходного воздуха и выпуска отделенной от воздуха влаги.

5. Донная часть корпуса фильтра.

6. Патрубок выпуска очищенного воздуха из полости корпуса фильтра.

7. Перегородка, разделяющая полость корпуса фильтра.

8. Отверстия в перегородке, разделяющей полость корпуса фильтра.

9. Сменные фильтрующие элементы.

1. Фильтр для очистки воздуха в транспортных средствах, включающий полый корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана, ось которого горизонтальна, кронштейн корпуса, предназначенный для крепления фильтра к элементам транспортного средства, и прикрепленную к корпусу съемную крышку, в нижней части корпуса имеется патрубок для впуска исходного воздуха и выпуска отделяемой от исходного воздуха влаги, а в донной части корпуса расположен патрубок для выпуска очищенного воздуха, полость корпуса фильтра разделена на две части перегородкой со сквозными отверстиями в количестве не менее трех, к каждому из отверстий со стороны съемной крышки прикреплен сменный фильтрующий элемент, выполненный в виде цилиндрического стакана с многослойными стенками, которые способны задерживать твердые частицы и обладают водоотталкивающими свойствами.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что отношение наружного диаметра каждого из фильтрующих элементов к внутреннему диаметру корпуса фильтра составляет от 0,15 до 0,30.

3. Фильтр по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что кронштейн для крепления фильтра к транспортному средству и перегородка, разделяющая полость корпуса, выполнены в виде одной детали.

4. Фильтр по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что съемная крышка прикреплена к корпусу с помощью быстроразъемного соединения.