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KR900005520B1 - 자체-세정식 유체 필터 - Google Patents

자체-세정식 유체 필터 Download PDF

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KR900005520B1
KR900005520B1 KR1019870001874A KR870001874A KR900005520B1 KR 900005520 B1 KR900005520 B1 KR 900005520B1 KR 1019870001874 A KR1019870001874 A KR 1019870001874A KR 870001874 A KR870001874 A KR 870001874A KR 900005520 B1 KR900005520 B1 KR 900005520B1
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KR
South Korea
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filter
piston
fluid
cylinder
compression spring
Prior art date
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Application number
KR1019870001874A
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KR870008600A (ko
Inventor
알.게루리스 베네딕
Original Assignee
씨.아이.비.인코포레이티드
죤 엘.호우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 씨.아이.비.인코포레이티드, 죤 엘.호우 filed Critical 씨.아이.비.인코포레이티드
Publication of KR870008600A publication Critical patent/KR870008600A/ko
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Publication of KR900005520B1 publication Critical patent/KR900005520B1/ko
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Abstract

내용 없음.

Description

자체-세정식 유체 필터
제1도는 본 발명의 자체-세정식 필터의 정면도.
제2도는 제1도의 선2-2를 따라 취한 입단면도.
제3도는 제2도의 선3-3-을 따라 취한 단면도.
제4도는 2차 압축 위치에 있는 몇가지 요소를 도시한 것으로서 제2도의 것과 유사한 입단면도.
제5도는 3차 압축 위치에 있는 요소를 도시한 것으로서 제4도의 것과 유사한 입단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 단부판 3 : 캔 폐쇄부
4 : 입구 구멍 5 : 저장부
6 : 출구 8 : 밀봉 링
9 : 내벽면 10 : 중앙 관형 실린더
11 : 슬리브 밸브 실린더 12 : 슬리브 밸브 포트
14 : 필터 요소 15 : 여과면
16 : 하부 실린더 18 : 하부 피스톤
23 : 슬리브 밸프 피스톤 24 : 하부 압축 스프링
26 : 하부 피스톤 밀봉체 28 : 상부 실린더
30 : 상부 피스톤 32 : 상부 압축 스프링
34 : 상부 피스톤 안내부재 35 : 스프링 리테이너
36 : 수직측면 38 : 중앙 압축 스프링 수단
40 : 내부 폐쇄부 46 : 간극
48 : 지주 50 : 하부 릴리프 구멍
52 : 상부 폐쇄부 54 : 탄성 중합체 밀봉 멤브레인
56 : 지지부재 58 : 암나사
60 : 상부 피스톤 밀봉체 62 : 확대부
64 : 입구 밸브 개구
본 발명은 유체 필터에 관한 것이다. 특히 본 발명은 윤활유로부터 입상 물질을 제거하기 위해 내연기관이나 이와 유사한 기계에 보통 사용되는 캔형 필터에 관한 것이다. 본 구조는 시동시 필터의 자동식 자체-세정을 제공하여 필터의 사용 운전 수명을 크게 연장한다.
캔형 필터는 윤활유로부터 입상 물질을 제거하는데 통상 사용되고, 기계가 작동되는 동안 연속적으로 기름을 여과하기 위해 윤활 기계에 부착된다. 전형적으로 그와 같은 자동차 엔진에 사용되면 막힘 대문에 단지 100 내지 300시간 사용후는 폐기된다. 처리가능한 캔형 필터는 또한 윤활제나 유압유체를 세정하기 위하여 가스 압축기와 유압 시스템을 포함하는 다른 산업 장비에도 사용된다.
캔형 필터의 다른 사용으로는 물로부터 입상물질을 제거하는 것을 들 수 있다. 예를들어, 그와같은 필터는 도시 급수시설로부터 모래, 녹 및 정제화학물질을 제거하기 위해 가정이나 공장에서 찾아볼 수 있다.
그와같은 필터의 유효 수명은 입상 물질에 의한 막힘 때문에 필터 요소를 가로지르는 압력 강하가 증가하는 비율에 의해 제한을 받는다. 필터 요소에 의해 제거된 모든 입상 물질이 필터 요소 상에 또는 그 내에 남아 있어 그와 같은 오염물을 위한 저장 용량을 적게 부여한다. 그 결과 필터 수명이 짧아진다.
통상의 처리가능한 캔형 필터는 그 상단부나 상부면에 입구 및 출구를 가진 원통형 폐쇄 캔을 가진다. 필터 출구는 그면 중앙에 위치하는 암나사 커플링으로서, 엔진 또는 다른 유체 사용 장치상의 필터 수용기의 정합면에 있는 나사 니플에 체결된다. 필터 입구 구멍은 필터 출구를 둘러싸고 엔진으로부터 이어지는 필터 수용기내의 대응 포트로부터 오염유체를 수용한다. 필터면 상의 좁은 탄성 중합 밀봉제는 입구 구멍을 둘러싼다. 필터 출구가 대응 니플에 나사체결될 때 밀봉체는 정합면 간에서 압축되어 유체 누설이 방지된다.
필터 요소는 보통 환형이고, 유체는 외부면으로부터 중심축쪽으로 흐른다. 여러 가지의 필터 매체재료가 적절히 사용될 수 있고 또 실제 여과 형태에 따라 채용될 수 있다.
본 발명은 유체로부터 입상 고형물과 다른 여과 가능한 물질을 제거하기 위한 자체-세정식 캔형 필터이다. 그 주요 사용은 내연기관, 가스 압축기 등을 순환하는 모터유의 정화에 두지만, 그 실용성은 가스나 액체를 불문하고 물, 수성 유체 및 무기 물질의 여과에 까지 넓힐 수 있다.
필터 요소와 부대 장치는 유체 입구 및 출구를 가지는 캔 폐쇄부에 의해 둘러싸인다. 필터 요소의 표면으로부터 씻겨진 오염물을 유지하기 위해 캔 폐쇄부의 하부에 저장부가 구비된다. 자체-세정작용은 가압 오염 유체의 유입에 의해 필터가 작동압력에 놓일 때 마다 생긴다. 상부 스프링 장착 피스톤은 유입 유체에 의해 하방으로 압축되어 남아 있는 여과 유체를 필터 요소를 통해 역방향으로 가게하고 그 표면으로부터 오염물을 이탈시킨다. 이때 피스톤은 필터 요소의 여과면과 저장부 아래에 까지 이어지는 개구를 지나 더욱 하방으로 이동된다. 유입 오염 유체는 여과면을 지나 흐르고 여과 유체의 역류와 혼합하여 이탈된 오염물을 저장부로 운반한다. 하부 스프링 장착 피스톤은 부착된 슬리브 밸브가 개방 위치에 있을 때 까지 저장부 유입 유체에 의해 상방으로 압축되어 여과 유체의 필터 출구로의 정상흐름을 허용한다.
입상 오염물이 필터면으로부터 씻겨지는 초기 기간은 보통 짧은 기간이다. 그 기간은 여과면을 지나는 유체의 유속과 비압축 위치로부터 슬리브밸브가 개방하는 위치까지의 하부 피스톤의 변위에 의해서 결정된다.
비록 기간은 짧지만 저장부로의 저장을 위해 자체-세정 작용으로 여과면으로부터 입상 고형물이 씻겨진다. 필터 수명은 크게 연장되고 필터를 교환하기 위해 장비를 자주 정지시키는 일이 없어진다. 자동차나 다른 기계류는 기름 필터 교체에 대한 보다 긴 기간동안 작동될 수 있다.
본 발명의 다른 특징으로는 두 개의 독립단계로 압력을 가능한 경감시키는 장치를 들 수 있다. 첫단계에서는, 과도한 입구 유체 압력이 스프링 수단에 상부 피스톤을 하방으로 구동시켜, 상부 피스톤을 지나 입구 유체가 여과 유체실로 직접 흘러 개방 슬리브 밸브를 통해 필터 출구로 가는 압축 위치까지 가게한다. 어떤 이유로 슬리브 밸브가 개방되지 않는다면 필터 요소의 하류의 과도 압력에 기인하여 제2릴리프 밸브가 개방한다. 이러한 제2릴리프 밸브는 하부 피스톤 실린더의 하나 이상의 릴리프 구멍을 압축하는 스프링 장착 지지부를 구비한 탄성 중합체 부재를 포함한다. 과도한 유체 압력은 탄성 중합체 부재를 실린더로부터 떨어지게 하여 유체를 필터 출구로 흐르게 한다.
이와같이, 본 발명은 종래 기술의 캔형 필터에 의해서는 달성되지 않는 장시간의 여과를 제공하고, 유체압력이 과도할때라도 연속적인 흐름을 제공한다. 여과면은 시동시 자동적으로 세정되고 사람의 주의나 관리를 요하지 않는다. 이하 도면을 참조하여 본 발명을 기술한다.
제1도는 본 발명 실시예의 평면도이다. 단부면(2)은 필터의 상단부를 가로질러 연장한다. 출구(6)는 필터로부터의 유체 흐름을 위해 중앙에 위치한다. 여과될 오염 유체를 유입하기 위해 다수의 입구 구멍(4)이 출구(6)로부터 방사상으로 이격되어 있다. 탄성 중합체 밀봉링(8)은 예를들어 내연기관상의 필터 수용기에 필터를 밀봉하도록 입구 구멍(4)둘레에서 원형 밀봉체를 형성한다.
제2도의 단면도에서 도시된 바와 같이, 캔폐쇄부(3)는 그 외주에서 단부판(2)에 밀봉적으로 부착된 상단부를 가진 원형통 얇은 벽의 용기이다. 그 상단부가 출구(6)를 포함하는 중앙 관형 실린더(10)는 암나사(58)에 의해 필터 수용기에 부착된다. 입구 구멍(4)과 출구(6)의 구조는 통상 사용시 필터 수용기에 정합하게 되어 있고 따라서 필터(1)는 수용기의 변경없이 기존 장치에 끼워진다.
중앙 관형 실린더(10)는 단부판(2)에 고정 부착되고 그 하부 위치에서 슬리브 밸브 실린더(11)를 형성하기 위해 캔 폐쇄부(3)속으로 하방으로 연장한다. 슬리브 밸브 실린더(11)의 포트(12)는 필터 요소(14)로부터 출구(6)로의 여과 유체의 정상 통로를 제공한다. 슬리브 밸브 피스톤(23)은 슬리브 밸브 실린더(11)내에 미끄럼 가능하게 설치된 개방 관형부재이고, 하부 실린더(16)내에 미끄럼 가능하게 설치된 하부 피스톤(18)에 고정 연결된다. 실린더(16)는 그 상단부가 슬리브 밸브 실린더(11)에 고정 부착된다. 하부 피스톤(18)은 하부 실린더(16)에 스프링식으로 설치되어 있으므로 유체 압력에 의해서 하부 압축 스프링(24)에 대해 상방으로 움직인다.
도면에 도시된 실시예에서 하부 피스톤(18)과 슬리브 밸브 피스톤(23)은 슬리브 밸브 피스톤(23)으로 반경 방향으로 연장하는 다수의 날개(22)를 가지는 직립 기둥(20)에 의해 결합된다. 그러나, 두 피스톤을 강하게 연결하면서 슬리브 밸브 피스톤을 통한 흐름을 제한하지 않는 결합 수단이라면 어떤 것도 사용될 수 있다. 양호한 실시예에서 하부 압축 스프링(24)은 그 하단부에서 더 큰 직경을 가지는 원추형 헬리컬 스프링이다.
저장부(5)는 캔 폐쇄부(3)의 하부의 공간을 포함한다. 양호하게 저장부 체적은 필터 요소(14)로부터 씻겨진 입상 고형물을 수용하고 저장하기 위해 캔 폐쇄부 전체 체적의 10 내지 50퍼센트이다. 저장부(5) 체적은 시동중에 들어오는 유체나 운전 정지시에 나가는 유체에 의해 그 저부에 가라앉는 입상 고형물이 크게 교란되지 않을 정도로 충분히 커야 한다. 이 기간중 저장부(5)로 드나드는 유체의 유속은 유체 점성, 유입 유체의 압력, 및 필터 요소(14)와 캔 폐쇄부(3) 내벽면(9)간의 유체 흐름용 간극(46)에 의존한다.
내부 폐쇄부(40)는 예를들어 하부 실린더 상의 림(44)을 파지하는 훅 리테이너(42)에 의해 하부 실린더(16)에 부착된다. 내부 폐쇄부(40)의 포트(45)는 오염 유체의 흐름이 피스톤(18)에 압력을 가하도록 해주어 피스톤을 압축 스프링(24)에 대해 상방으로 움직여 슬리브 밸브 포트(12)를 개방한다. 다수의 지주(48)는 내부 폐쇄부(40)의 외주로부터 상방으로 연장하여 필터 요소(14)를 밀봉적으로 지지하고, 후술될 상부 피스톤 안내부재(34)에 결합된다. 내부 폐쇄부, 지주 및 상부 피스톤 안내부재는 유체 흐름을 제한하는 역할을 하므로 정상 여과 상태하에서 필터(1)로의 모든 유입 유체는 배출되기 위해서 필터 요소(14)를 통과하여야 한다.
필터 요소(14)는 광범위한 재료로 만들어질 수 있다. 필터 요소의 여과면(15)에서 얇은 층내의 여과 고형물을 유지하는 재료이면 양호하다. 필터 요소(14)는 그 가로지르는 압력 강하에 견딜 정도의 충분한 구조적 강도를 가져야 한다. 제3도에 도시된 실시예는 내부 폐쇄부(40), 4개의 지주(48) 및 상부 피스톤 안내부재(34)에 밀봉적으로 결합된 4개의 분리된 필터 세그먼트를 포함하는 얇은 필터 요소(14)이다.
다른 구조도 가능하다. 예를들어, 필터 요소(14)는 단일 유니트 또는 지주(48)에 의해 내면상에 지지된 필터 매체도 될 수 있다.
제2도를 다시 보면, 상부 실린더(28)는 단부판(2)에 부착되고 중앙 관형 실린더(10)와 동축으로 하방으로 연장하고 있다. 양호하게는, 단부판(2)의 환형 상승부(7)가 입구 구멍(4)을 포함하고 단부판(2)에 부가적인 강도를 제공한다. 상부 실린더(28)는 오염 유체의 필터로의 통과를 위해 입구 구멍(4)과 통하게 되어 있다. 상부 피스톤(30)은 위에서 봤을 때 환형 현상으로서 중앙 관형 실린더(10)와 상부 실린더(28)간의 환형 공간에 미끄럼 가능하게 설치된다. 양호한 실시예에서 피스톤(30)은 필터 요소(14)의 입구측 상의 오염 유체를 유지하고 오염 유체가 필터 요소를 바이패스하는 것을 방지하도록 하기 위해 그것이 통과하는 상부 피스톤 안내부재(34)와 밀봉적으로 통하게 되어있다.
상부 피스톤(30)은 상부 압축 스프링(32)에 의해 스프링식으로 부하를 받는다. 압력하에서 입구 구멍(4)을 통과하는 오염 유체는 상부 피스톤(30)을 상부 압축 스프링(32)에 대해 하방으로 움직이게 한다. 피스톤(30)의 하방 이동이 상부 실린더(28)과 피스톤 안내부재(34)간의 입구 밸브 개부(64)에 이르면, 오염 유체는 필터 요소(14)의 입구면(15)을 지난 간극(46)을 통해 저장부(5)에 이른다. 이와 같이 상부 실린더(28)와 상부 피스톤(30)은 상부 압축 스프링(32)의 특성에 의해 결정되는 압력에서 오염 유체를 유입하기 위한 밸브로서의 역할을 한다. 피스톤(30)의 하방이동으로 필터 요소(14)로 규정된 실에서 유체 압력이 생기고 제거용 여과면(15)으로부터 저장부(5)까지 오염 고형물을 상승시키는 여과 요소의 백-플러싱이 생긴다.
본 발명의 양호한 실시예는 압력이 과대할 때 오염 유체가 필터 요소(14)를 바이패스 하도록 하기 위해 상부 피스톤 안내부재(34)내의 릴리프 밸브 구조가 관련된다. 이것은 예를들어 유체가 작동 온도 이하일 때 고점성이 되거나 또는 필터 요소(14)가 오염물질로 막혀버릴 때 채용될 수 있다.
피스톤 안내부재 개구(61)는 가압되거나 되지 않거나 간에 상부 피스톤(30)과 그 상단부에서 통상 밀봉 접촉하고 있다. 피스톤 안내부재(34)내의 개구(61)의 확대부(62)는, 과도한 유체 압력으로 피스톤(30)이 안내부재(34)를 통해 확대부(62)로 하방이동될 때 피스톤(30)과 안내부재(34)간의 입구유체의 경감된 흐름을 제공한다. 경감된 유체는 필터 요소(14)의 하류측으로 직접가서 슬리브 밸브 포트(12)를 통해 필터 출구(6)로 간다.
양호한 실시예에서, 상부 압축 스프링(32)은 스프링 리테이너(35)상에 놓여지고 상기 리테이너 중앙 압축 스프링 수단(38)에 의해 지지된다. 스프링 리테이너(35)는 슬리브 밸브 실린더(11) 상에 미끄럼 가능하게 설치된 환형 부재이다. 이것이 평워셔 형상을 하고 있지만, 압축 위치에서의 피스톤이 유체를 입구 구멍(4)으로부터 입구 밸브 개구(64)를 통해 필터 요소(14)로 흐르게 할 때 상부 피스톤(30)에 대한 정지체로서의 역할을 하는 수직측면(36)을 가진 제2도와 같은 컵형상이 양호하다. 컵형 리테이너(35)는 또 상부 압축 스프링(35)이 과도 압축 손상되는 것을 보호하는 역할을 한다.
양호하게 상부 피스톤(30)은 스프링(32)용의 수직 공간을 제공하는 충분히 속이 빈 거꾸로 된 컵형상이다. 필터 요소(14)를 통한 적절한 역류 용적의 유체가 고형물을 그 면(15)으로부터 상승시킬 수 있도록 스프링은 충분한 수직 길이를 요한다. 상부 피스톤(30)과 스프링 리테이너(35)는 필요한 공간을 제공한다.
피스톤(30)이 더욱 하방으로 이동할 시 과도하게 높은 유체 압력을 경감하기 위해 중앙 압축 스프링 수단(38)의 하방 압축이 요구된다.
계속되는 시동시에 필터 요소를 통해 여과된 유체의 역류를 용이하게 하기 위해서, 필터로의 유체의 흐름이 방해받을 때 상부 압축 스프링(32)은 상부 피스톤(30)을 그 최상부 또는 완전히 폐쇄된 위치로 되돌아가게 하는 역할을 한다. 그러므로, 필터를 정상 유체 흐름으로 개방하기 위한 스프링(32)상의 설계 압축 부하는 중앙 압축 스프링 수단(38)상의 설계 부하에 비해 작다. 스프링 수단(38)의 힘 : 변위비는 상부 압축 스프링(32)이나 하부 압축 스프링(24)의 것보다 크다. 스프링 수단(38)은 슬리브 밸브 실린더(11)가 지나는 단일 헬리컬 압축 스프링을 포함할 수 있지만, 양호한 구조로는 실린더(11)를 둘러싸는 원형의 등간격진 3개 이상의 수직 방향 헬리컬 스프링을 사용한다. 스프링 수단(38)을 포함하는 스프링(들)은 실린더(11)에 고정 부착된 하부 실린더(16)의 상부 폐쇄부(52)상에 놓인다.
하부 압축 스프링(24)은 과대한 압력을 경감하기 위하여 중앙 압축 스프링 수단(38)을 압축하는데 요하는 것보다 더 낮은 압력으로 완전히 압축된다. 필터면(15)을 씻는 유체 용적은 하부 피스톤(18)이 상방으로 이동하여 슬리브 밸브 포트(12)를 개방할시 그 하부 피스톤의 변위에만 의존한다. 용적은 스트링 특성과는 독립적이다. 그러나, 낮은 압력에서 개방하는 스프링(24)은 입구 밸브 개구(64)로부터 저장부(5)로의 고압 강하를 제공하여, 필터면(15)을 지나 보다 높은 유체 속도가 생긴다. 따라서, 보다 높은 압축력을 요하는 스프링(24)은 면(15)을 지나 보다 낮은 유체 속도를 생기게 하고, 씻는 기간을 연장하며, 그러나 낮은 유체 속도에서 씻는다. 필터 요소의 최상의 세정은 보통 최고의 유체 속도에서 일어나며, 따라서 스프링(24)은 비교적 낮은 탄성 계수와 낮은 단면 계수를 갖는 것이 양호하다.
여과면(15)의 효율적인 세정을 조장하기 위해서는, 씻어내는 유체와 역류 세정 유체의 용적은 여과면으로부터 저장부(5)로 오염 물질을 운반하도록 캔 내벽면(9)과 여과면(15)간의 간극(46)을 초과한다.
필터 요소(14)와 캔 폐쇄부(3)의 내벽면(9)간의 간격(46)내의 필요한 유체 흐름 때문에 그와 같은 공간이 유지되어야 한다는 것을 이해할 것이다. 그와 같은 목적을 달성하기 위해 적절한 수단이 사용될 수 있다.
본 발명의 부가적인 특징으로서, 어떤 이유로 필터 요소(14) 하류에 과도한 압력이 존재하고 슬리브 밸브 피스톤(23)이 하부의 폐쇄 위치에 있게 된다면 유체 흐름이 슬리브 밸브 포트(12)를 바이패스하도록 해주는 제2릴리프 밸브 구조를 들 수 있다. 하부 실린더(16)의 상부 폐쇄부(52)에 있는 하부 릴리프 구멍(50)은, 하부 압축 스프링(24)에 의해 상방으로 압축받는 강성 지지부재(56)를 가진 탄성 중합체 밀봉 멤브레인(54)에 의해 하부에서 상방으로 압축받는 강성 지지부재(56)를 가진 탄성 중합체 밀봉 멤브레인(54)에 의해 하부에서 폐쇄되어 있다. 상부 폐쇄부(52) 상방의 과도한 압력은 멤브레인(54)과 지지부재(56)를 하방으로 힘을 주어 유체가 릴리프구멍(50)을 통해 흐르도록 한다.
제2도에 도시된 바와 같이, 상부 피스톤(30)은 피스톤(30)과 중앙 관형 실린더(10)나 상부 실린더(28)간의 유체 누설을 방지하기 위하여 부착된 상부 피스톤 밀봉체(60)를 가진다. 마찬가지로, 하부 피스톤(18)은 스프링(24)에 의해 피스톤의 상측에 놓이는 하부 피스톤 밀봉체(26)를 포함한다.
제3도는 제2도의 선3-3을 따라 취한 단면도이다. 원통형 캔 폐쇄부(3)내에는 간극(46)에 의해 캔 내벽면(9)으로부터 좁게 이격된 입구 여과면(15)을 가진 필터 요소(14)가 구비된다. 내부 폐쇄부(40)의 4개의 집립지주(48)는 필터 요소(14)에 밀봉적으로 결합되고, 폐쇄부(40)는 훅 리테이너(42)에 의해 하부 실린더(16)의 일부인 하부 실린더 림(44)에 고정 부착된다. 이 실시예에서 중앙 압축 스프링 수단(38)은 슬리브 밸브 실린더(11) 둘레에 등간격의 3개의 직립 압축 스프링을 포함한다. 스프링(38)은 하부 실린더(16)의 상부 폐쇄부(52)상에 놓인다. 상부 폐쇄부(52) 역시 슬리브 밸브 실린더(11) 둘레에 정렬된 다수의 하부 릴리프 구멍(50)을 포함한다.
제3도에는 또 하부 피스톤(18)에 부착된 기둥(20)이 도시되어 있고, 이는 기둥(20)을 슬리브 밸브 피스톤(23)에 고정 연결하는 다수의 날개(22)를 가진다.
제4도 및 제5도는 본 발명에서 필터 요소(14)의 세정을 수행하기 위하여 피스톤(30,18)의 이동을 도시한 것이다. 제4도에 도시된 바와 같이, 오염된 가압 유체는 초기에 입구 구멍으로 들어가서 피스톤(30)이 입구 밸브 개구(64) 아래에 있을 때 까지 상부 피스톤(30)을 상부 압축 스프링(32)에 대해 하방으로 누른다. 피스톤(30)이 눌려질 때 필터 요소(14) 하류의 여과된 유체가 필터 요소(14)를 통해 역류가 되도록하여 그로부터 오염물을 상승시킨다. 이러한 유체의 역류는 필터 요소(14)를 통과하여 하방으로 저장부(5)로 가서 하부 피스톤(18)을 약간 상승시킨다. 슬리브 밸브 포트(12)는 폐쇄된 채 있다.
상부 피스톤(30)이 입구 밸브 개구(64)를 개방하기에 충분할 정도로 하방으로 내려갈 때, 가압 유체는 간극(46)을 통과하여 여과면으로부터 오염물을 씻어내어 그것들을 저장부(5)에 모이게 한다. 유체가 계속해서 저장부로 들어감에 따라 하부 피스톤(18)은 계속해서 상승한다.
제5도에 도시된 바와 같이, 세정은 하부 피스톤(18)이 상승하여 슬리브 밸브 포트(12)가 개방되는(즉, 슬리브 밸브 피스톤(23)이 포트(12)보다 위에 놓여지는) 수준에 이를 때 까지 계속한다. 이 지점에서 정상 여과 흐름이 시작된다. 들어오는 오염 유체는 필터 요소(14)를 통과하여 오염물을 제거하고 포트(12)를 지나 필터 출구로 간다. 피스톤(30,18)에 작용하여 유체의 압축력은 스프링(32,24)에 의해 각각 균형이 이루어져 입구 밸브 개구(64)와 슬리브 밸브 포트(12)에의 유체 흐름을 유지한다.
세정 사이클은 필터가 비가압 상태로부터 시작할 때 마다 일어난다. 세정은, 필터로 이어지는 오염 유체선상의 밸브를 순간적으로 폐쇄함으로서 시작될 수 있다. 그러나, 대부분의 경우 본 기계를 사용한 유체는 필요한 빈도의 세정을 제공하기에 충분할 정도로 자주 정지된다. 저장부(5)에 있는 오염 입상 물질의 저장으로, 통상 사용되는 종래의 필터에 비해 유효 수명이 상당히 향상된다.
본 발명의 필터는 유체 유속과 유체 압력이 다른 오염물인 경우 다양하게 적용될 수 있다. 사용되는 특수여과 매체와 여과 표면적은 특수한 조건에 맞도록 바꿀 수 있다. 탄성계수와 두께가 다른 스프링을 사용함으로써 작동 압력 범위는 광범위하게 바뀔 수 있다.
필터의 외부 형상은 기존 필터 수용기에 맞출 수가 있어 수용기를 변경하지 않고서도 종래의 처분가능한 필터를 직접 대체할 수 있다.
본 발명의 여러 가지 특징과 이점을 상술하였다. 그러나, 이러한 개시는 여러 가지 면에서 예시적인 것에 지나지 않음을 이해할 것이다. 특히 본 발명의 범위를 넘지않고 부품의 형상, 크기 및 배치 면에서 변경이 가해질 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 표현된 것에 한정된다.

Claims (20)

  1. 유체로부터 입상 오염물의 제거를 위한 자체-세정식 캔형 필터에 있어서, 내벽면을 가지면서 그 상단부에서 가압 오염 유체를 유입하기 위한 입구와 여과된 유체를 배출하기 위한 출구를 가지는 캔형 폐쇄부와, 상기 내벽면으로부터 밀접하게 이격된 여과면을 가지면서 상기 유체로부터 입상 오염물을 제거하기 위한 상기 입구와 상기 출구간의 필터 요소와, 상기 입상 오염물의 집적을 위해 상기 캔형 폐쇄부의 하부에 있는 저장부와, 상기 출구와 통하면서 상기 캔 폐쇄부로 하방 연장하며 상기 여과된 유체 통과용의 상기 필터 요소의 하류측으로부터 상기 출구로 안내하는 다수의 포트를 가지는 슬리브 밸브 실린더를 포함하는 중앙 관형 실린더와, 상기 슬리브 밸브 실린더와 그 상단부에서 고정 부착되면서 그것과 동축인 하부 실린더와, 상기 저장부내의 증가되는 유체 압력에 응하여 상기 하부 실린더 내에서 하부 압축 스프링에 대해 상방으로 움직이도록 상기 하부 실린더내에 미끄럼 가능하게 설치된 하부 피스톤과, 피스톤 부착 수단에 의해 상기 하부 피스톤에 고정 부착되고 비가압시 상기 슬리브 밸브 포트를 통한 유체 흐름을 봉쇄하고 또 상기 하부 피스톤에 의해 유체 흐름용의 상기 슬리브 밸브 포트를 개방하는 최상부 위치까지 상방으로 움직이도록 상기 슬리브 밸브 실린더내에 미끄럼 가능하게 설치된 슬리브 밸브 피스톤과, 상기 필터 입구와 통하면서 그로부터 하방으로 연장하며 상기 중앙 관형 실린더로부터 반경방향으로 이격된 상부 실린더와, 상기 필터 요소의 상단부를 덮고 상기 상부 실린더로부터 수직으로 이격되고 또 상기 상부 피스톤의 미끄럼 운동용의 개구를 가지는 피스톤 안내부재와, 입구 유체 압력을 증가시킴에 따라 상부 압축 스프링에 대해 더욱 하방으로 이동하도록 상기 상부 실린더와 피스톤 안내부재 내에 미끄럼 가능하게 설치된 상부 피스톤을 포함하고, 상기 필터 요소의 하류측으로부터 상기 필터 요소내의 여과된 유체를 압축하여 상기 여과면으로부터 입상 오염물을 완화시키며, 상기 면을 세정하고 입상 오염물을 상기 저장부로 침투시키기 위해 필터 요소의 상기 여과면을 지닌 가압 오염 유체의 흐름을 개시하고, 배출용의 상기 출구로 여과된 유체가 흐르도록 상기 슬리브 밸브 포트를 노출시키기 위해 하부 압축 스프링에 대해 상방으로 상기 하부 피스톤을 압축하게끔 상기 저장부로의 가압 오염 유체의 흐름을 충분히 하고 상기 저장부내의 집적된 입상 오염물의 정착 및 저장을 제공하는 것을 특징으로 하는 자체-세정식 캔형 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필터 요소의 상단부를 덮는 피스톤 안내 부재를 포함하고, 상기 상부 피스톤의 미끄럼 통과를 위한 원통형 개구를 가지는 것이 특징인 필터.
  3. 제1항에 있어서, 캔 폐쇄부는 그 한단부를 덮는 단부판에서 상기 출구와 상기 입구를 가지는 폐쇄실린더를 포함하는 것이 특징인 필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상부 실린더는 상기 슬리브 밸브 실린더 보다 직경이 크고 환형 공간을 형성하기 위해 반경 방향으로 이격되어 있고, 상기 상부 피스톤은 상기 상부 실린더와 상기 슬리브 밸브 실린더와의 밀봉 관계로 상기 환형 공간내에서 미끄럼 가능하게 장착된 환형 부재인 것이 특징인 필터.
  5. 제2항에 있어서, 상기 상부 피스톤 아래에 있어 상기 상부 압축 스프링을 지지하는 스프링 유지 부재를 포함하며, 중앙 압축 스프링은 상기 스프링 유지부재를 지지하는 것이 특징인 필터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중앙 압축 스프링 수단은 상기 스프링 유지부재를 지지하기 위해 상기 슬리브 밸브 실린더 둘레에 등간격의 적어도 3개의 나선형 압축 스프링을 포함하는 것이 특징인 필터.
  7. 제5항에 있어서, 상기 중앙 압축 스프링의 개수는 3개인 것이 특징인 필터.
  8. 제5항에 있어서, 상기 중앙 압축 스프링 수단의 힘 : 변위비는 상기 상부 압축 스프링이나 상기 하부 압축 스프링의 그것보다 초과하는 것이 특징인 필터.
  9. 제5항에 있어서, 상기 스프링 유지 수단은 수직 원주 측면과 중앙 개구가 있는 바닥을 구비하면서 상기 슬리브 밸브 실린더의 외부에 환형으로 미끄럼 가능하게 설치된 상부 개방 컵형 부재를 포함하며, 상기 수직 원주 측면은 상기 입구 밸브 개구에 유체가 흐를 때 상기 상부 피스톤과 접촉해서 그 피스톤의 더욱 계속되는 하방이동을 정지시킬 정도의 수직 치수를 갖는 것이 특징인 필터.
  10. 제5항에 있어서, 오염 유체의 과도한 고압에 의해 움직일 시 상기 피스톤 안내부재를 통해 상기 상부 피스톤의 더욱 계속되는 하방 이동이 과도 압력을 경감하기 위해 상기 필터 요소의 상기 하류측으로의 오염 유체의 흐름을 위한 상기 상부 피스톤과 피스톤 안내부재 간의 개구 확대부까지 허용할 정도의 힘 : 변위비를 상기 중앙 압축 스프링이 갖는 것이 특징인 필터.
  11. 제3항에 있어서, 상기 필터 요소는 원통형으로서 상기 슬리브 밸브 실린더와 상기 캔의 원통벽과 동축인 것이 특징인 필터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 필터 요소와 캔 폐쇄부의 상기 내벽면간의 상기 공간의 액체 용량은 상기 하부 피스톤의 변위보다 작아 그것이 상방으로 압축될 시 상기 필터 요소의 상기 여과면을 충분히 세정하고 상기 저장부로 입상 오염물을 제거하기 위해 충분한 오염 유체가 유입하도록 상기 슬리브 밸브 포트를 완전히 개방하는 것이 특징인 필터.
  13. 제1항에 있어서, 하부 피스톤을 지지하기 위해 하부 실린더에 부착되고 상기 피스톤 안내부와 상기 상부 피스톤과의 정렬을 위해 수직 지주에 의해서 상기 피스톤 안내부에 고정부착되는 내부 폐쇄부를 포함하는 것이 특징인 필터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 필터 요소는 상기 내부 폐쇄부, 수직 지주 및 피스톤 안내부에 밀봉적으로 결합되는 것이 특징인 필터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 출구는 숫나사 형성 파이프나 배관 연결기에의 나사 체결을 위해 압나사가 형성되어 있는 것이 특징인 필터.
  16. 제15항에 있어서, 상기 필터 입구를 둘러싸는 탄성 중합 밀봉체를 포함하고, 상기 파이프나 배관 연결기에 상기 출구의 나사 체결로 상기 탄성 중합 밀봉체를 죄어 상기 필터로부터 오염 유체의 누설을 방지하는 것이 특징인 필터.
  17. 제1항에 있어서, 상기 하부 압축 스프링은 그 하단부에서 더 큰 직경을 갖는 원추형 헬리컬 스프링인 것이 특징인 필터.
  18. 제1항에 있어서, 상기 상부 피스톤과 하부 피스톤의 가압측에 부착된 탄성 중합 밀봉제를 포함하여 상기 피스톤과 상기 상부 실린더 및 하부 실린더 간의 유체 누설을 방지하는 것이 특징인 필터.
  19. 제1항에 있어서, 상기슬리브 밸브 포트가 봉쇄될 때 상기 필터 출구로의 여과된 유체의 흐름을 허용하기 위한 릴리프 밸브를 포함하며, 상기 릴리프 밸브는 상기 하부 실린더의 상부에 있는 다수의 릴리프 구멍과, 여과된 유체의 예정된 압력이 초과할 때를 제외하고 상기 릴리프 구멍을 봉쇄하여 밀봉하기 위해 상기 하부 압축 스프링에 의해 하부 실린더의 상기 상부의 아래를 압축하는 탄성 중합체 밀봉 멤브레인과 금속 지지부재를 포함하는 것이 특징인 필터.
  20. 제1항에 있어서, 상기 상부 피스톤의 하부 부분은 상기 상부 압축 스프링의 상부를 위한 중공 폐쇄부인 것이 특징인 필터.
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