199702. lajstromszámú szabadalom • Szűrö elrendezés folyadékok, előnyösen motorolajok szűrésére
HU 199702 B 2 A találmány tárgya szűrő elrendezés gázok vagy folyadékok szűrésére, amely elrendezésben legalább két szürőfelület van egymással sorba, párhuzamosan vagy mellékáramkörbe kapcsolva és a szűrőfelületek hengeres, csillagalakú keresztmetszetű redőzettel rendelkező homlokfelületeiken zárófedelekkel lezárt szűrőfelületek, amely szűrőfelületek közül a kívül levő szűrőfelület belső burkoló hengerének az átmérője nagyobb, mint a belül levő szűrőfelület külső burkolóhengerének az átmérője. Mint ismeretes, az olajszennyezettségi szint csökkenését az ún. szuperfinom olajszűréssel lehetett elérni. Míg a folyadékok, olajok, különösen motorolajok szűrésére használt szűrők finomszürés esetén 15—20 pm-es szűrési finomságot biztosítanak, 0,015— 0,020 g/100 ml szilárd szennyezőanyagtartalom mellett (3 pm-es membránon szűrve az olajat), szuperfinom olajszűréssel, illetve olajszűrőkkel 6—9 pm-es szűrési finomságot lehet megvalósítani változatlan szűrőtérfogatban 0,004—0,006 g/100 ml szennyezőanyag-tartalom mellett. Ilyen szuperfinom szűrő elrendezést ismertet a HU-PS 179 916 lsz. leírás. Ennél a megoldásnál az igen kis áteresztő nyílásokkal rendelkező szuperfinom szűrőpapír alkalmazását az tette lehetővé, hogy a szuperfinom szűrőpapírral párhuzamosan szabadátáramlású nyílások vannak elrendezve, így a folyadéknak csak egy része halad át a szuperfinom szűrőpapíron, míg a többi rész a szabadátáramlású nyílásokon. Miután a kenőolaj körfolyamatosan cirkulál, így néhány körfolyamat után minden, a szuperfinom szűrő áteresztési nagyságnál nagyobb szennyeződés kiszűrődik. A szabadátáramlású nyílások lehetnek magában a szűrőpapírban — kivágott lyukak formájában — elhelyezve, vagy megkerülő nyílásokként kiképezve. Ma már kísérletileg igazolt tény, hogy hidrodinamikus működési siklócsapágyakban nem jelentkezik súrlódási veszteség, ha a 10 pm-es szemcseméret feletti szennyezőket kiszűrik a kenőolajból. Ugyanakkor a kopás is lényegesen kisebb, mint korábban volt, a szokásos 15—20 pm-es finomszűrés esetében. Hasonló megállapításra jutottak Díesel-motor súrlódási és kopásviszonyainak tanulmányozásával is, amikor a finom szűrésről szuperfinom szűrésre tértek át. Gördülőcsapágyakkal működő gépeknél 3 pm-es szűrési finomságot elérve a csapágyélettartamok, és ezzel együtt a gépélettartamok is lényegesen növekedtek. Gyakorlati hasznosításként repülőgép turbinák élettartamát lehetett jelentősen emelni. Megfogalmazható tehát az a megállapítás, hogy a csúszó súrlódási gépeknél a 10 pm gördülő sűrlódású gépeknél pedig a 3 pm feletti méretű részecskék kiszűrése jelentősen növeli az élettartamot és csökkenti a súrlódási, kopási veszteségeket. 1 2 A szűrési finomság növelése a szuperfinom olajszűréssel lehetővé tette az olajcsere ciklus növelését. Ehhez alapul szolgált a kenőolaj kisebb hőterhelése a kisebb súrlódás és kisebb kopás révén, valamint az a tény, hogy a kisebb szennyezőanyag koncentráció, kisebb katalizátor hatás miatt kevéssé katalizálja a kenőolaj -+- oxigén hatásra bekövetkező termikus degradációját. A szuperfinom olajszűrés bevezetésével belső égésű motoroknál lehetővé vált a jó minőségű kenőolajok tulajdonságainak teljesebb hasznosítása a kenőolajcsere-ciklusok megtöbbszörözésére. A szűrési finomság növekedése és ennek eredményeként jelentkező élettartam-növekedés, olajcsere-ciklus növelés az olajszűréssel szemben az alábbi követetrnényeket támasztja: — a szűrő biztosítson a kívánt szűrési finomságot (10 pm a csúszó súrlódási rendszerekben és 3 pm a gördülő surlódású rendszerekben) gazdaságos technikai megoldással. A gazdaságos technikai megoldást jelenti a minél hosszabb szűrőcsere-ciklus (nagy szennyezőanyag-tároló kapacitás) minél kisebb térfogatban. A szűrőbetét kis ellenállását, vagy nagy szennytároló képességét, és ezzel hosszú szűrési élettartamát csak megfelelő nagyságú szűrőfelülettel lehet biztosítani. A szűrőfelület abszolút nagyságának a különböző szűrőtípusok jellemzői között kulcs szerepe van. Nagyobb szűrőfelületek elhelyezéséhez a hagyományosan redőzött szűrőfelületek esetén nagyobb külső befoglaló méretű, vagy drágábban kivitelezhető szűrőbetétek szükségesek. A találmány szerinti megoldás célja, hogy a hagyományos redőzési geometria változatlan külső méretei esetén a lehető legnagyobb szűrőfelület elhelyezésére adjon útmutatást. A felületnövelés adta lehetőség révén gazdaságosan készíthetők ötvenezer km-es olajcsere ciklus és olajszűrő csere ciklus teljesítésére alkalmas olajszűrők. Az elmondottak nemcsak egyetlen szűrőfelülettel rendelkező szűrőbetétre, hanem két egymásban elhelyezett szűrőfelülettel rendelkező kombinált szűrőbetétekre is vonatkoznak függetlenül attól, hogy az egymásban elhelyezett két szűrőfelület a közegáramlás szempontjából egymással sorba vagy párhuzamosan van kapcsolva. Az elmondottak érvényesek az egymásbahelyezés változataitól függetlenül, amikor is a két felület ágai vagy csúcsai vagy ágai és csúcsai (MANN & HUMMEL) egyaránt érintkeznek. Az ilyen elrendezések esetén belátható, hogy az „egyetlen" szűrőfelület helyét kitöltő két független szűrőfelület együttes felülete is csak azonos vagy kisebb lehet, mint az egyetlen szűrőfelületé, mert a változatlan belső átmérőn közel kétszer vastagabb belső redőzetek csillagágaiból sokkal kevesebb helyezhető el. Két egymásba helyezett szürőfelület esetén mindkét 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
