WO2025151051A1 - Cap for water filter vessel - Google Patents
Cap for water filter vesselInfo
- Publication number
- WO2025151051A1 WO2025151051A1 PCT/RU2024/050331 RU2024050331W WO2025151051A1 WO 2025151051 A1 WO2025151051 A1 WO 2025151051A1 RU 2024050331 W RU2024050331 W RU 2024050331W WO 2025151051 A1 WO2025151051 A1 WO 2025151051A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- item
- wall
- cover according
- stiffening ribs
- cover
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
- B01D27/08—Construction of the casing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
Definitions
- the invention relates to the field of water filtration equipment, and more specifically to water filter flask covers.
- the technical result achieved by using the proposed cover is the achievement of a high ratio between strength and material consumption.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have an outer surface of the said lower part provided with projections for interaction with the unscrewing equipment.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have on its inner side in the mating zone of the mentioned upper and lower parts an annular platform for placing a sealing ring.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have the mentioned means of connection, which are a thread located on the inner surface of the mentioned lower part.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have a wall thickness of the said upper part of approximately 5-6 mm, and a wall thickness of the lower part of approximately 5 mm.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, can have the above-mentioned wall, provided with stiffening ribs having a distal an end connected to said lower part, an upper end connected to said central part and a middle part connected to said wall
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have the mentioned stiffening ribs, forming cells of a polygonal shape, preferably triangular, quadrangular, trapezoidal, pentagonal or hexagonal.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have the said stiffening ribs located on the inner side of the wall of the said upper part.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, may have the said stiffening ribs located on the outer side of the wall of the said upper part.
- the above-described cover in one of its particular forms of execution, can be made of plastic, preferably polypropylene.
- Fig. 5 shows a photo of a sample of the product from below.
- the central part (round) and the stiffening ribs (diverging radially from the central to the peripheral part) are clearly visible.
- Fig. 7 shows a graph illustrating the optimal and suboptimal (shaded zones Si and S2) locations of the filter cover dome cross-section from the standpoint of the strength-to-material intensity ratio.
- the average lines passing through the cover dome cross-section, with the optimal strength-to-material intensity ratio, should be monotonous lines located in the unshaded band between the suboptimal zones Si and S2.
- a cover for a water filter flask comprising: a lower part provided with means for connecting to the water filter flask, an upper part having a convex wall, the outer and inner surfaces of which are at least partially formed by bodies of revolution, characterized in that the ratio Si / S2 in it is from 0.5 to 0.37, where:
- Si is the area of the part of square K located above the center line passing in the section of the mentioned wall at an equal distance from the outer and inner surfaces of the wall
- S2 is the area of the part of square K located below the center line located in the section of said wall at an equal distance from the outer and inner surfaces of the wall
- square K lies in the secant plane, and its lower corner is located in the mating zone of the upper and lower parts of the cover at a distance R from its axis, and the upper corner is on its axis
- the shape of the section of said wall is such that between the upper and lower lines formed at the intersection of the secant plane with the outer and inner surfaces of said wall, a line with a radius of curvature varying in the range from 94 to 118% R can be inscribed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Abstract
Description
КРЫШКА КОЛБЫ ВОДЯНОГО ФИЛЬТРА WATER FILTER FLASK COVER
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ AREA OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области оборудования для фильтрации воды, а точнее - к крышкам колбы водяного фильтра. The invention relates to the field of water filtration equipment, and more specifically to water filter flask covers.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ LEVEL OF TECHNOLOGY
На способность оболочек емкостей выдерживать давление текучей среды, влияет множество факторов, главными из которых являются материал стенки, ее толщина и форма. The ability of tank shells to withstand the pressure of a fluid medium is influenced by many factors, the main ones being the wall material, its thickness and shape.
Из патента РФ на полезную модель №№ 208898 известен крышка фильтра, имеющая резьбовую часть, верхнюю часть формы и фитинги для соединения с трубопроводами. Верхняя часть крышки выполнена куполообразной формы. Однако, в опубликованном описании патента отсутствуют сведения, позволяющие определить параметры, характеризующие форму крышки и влияющие на ее прочность наряду с выбором материала и толщины стенки, в частности радиус кривизны, соотношение между высотой верха и диаметром. Значения этих параметров не может быть установлено по имеющимся в патенте фигурам, т. к. они являются условными, выполнены без соблюдения масштаба и не имеют иных геометрических привязок, позволяющих осуществить количественные подсчеты. A filter cover is known from the Russian Federation patent for utility model No. 208898, which has a threaded part, an upper part of the form and fittings for connection to pipelines. The upper part of the cover is made in a dome shape. However, the published description of the patent does not contain information that allows determining the parameters characterizing the shape of the cover and affecting its strength along with the choice of material and wall thickness, in particular the radius of curvature, the ratio between the height of the top and the diameter. The values of these parameters cannot be established from the figures in the patent, since they are conditional, are not drawn to scale and do not have other geometric references that allow quantitative calculations.
Для изготовления крышек фильтра в настоящее время применяются пищевые пластики, что обусловлено простотой их формования. Однако, по своей прочности и сопротивлению деформации пищевые пластики значительно уступают нержавеющим сталям, в связи с чем пластиковые крышки должны иметь достаточно толстую стенку. Причем, толщину стенки обычно выбирают с большим запасом с учетом множества факторовмножество факторов: - нестабильность состава пластика, Food grade plastics are currently used to manufacture filter caps, due to the ease of their molding. However, in terms of strength and resistance to deformation, food grade plastics are significantly inferior to stainless steels, which is why plastic caps must have a sufficiently thick wall. Moreover, the wall thickness is usually chosen with a large margin, taking into account many factors: - instability of the plastic composition,
- дефекты литья (например, пузыри газа, неравномерное заполнение формы),- casting defects (e.g. gas bubbles, uneven filling of the mold),
- внутренние напряжения из-за неравномерного остывания в форме, - internal stresses due to uneven cooling in the mold,
- механические напряжения при соединении с трубопроводами, - mechanical stresses when connecting to pipelines,
- гидравлические удары, - hydraulic shocks,
- скачки давления, - pressure surges,
- повышение хрупкости при понижении температуры и т. и., - increased brittleness with decreasing temperature, etc.,
- повышение текучести при использовании горячей воды. - increased fluidity when using hot water.
Однако, увеличение толщины стенки приводит к значительному увеличению материалоемкости изделия, что становится особенно заметно при изготовлении крышек большого диаметра. However, increasing the wall thickness leads to a significant increase in the material consumption of the product, which becomes especially noticeable when manufacturing large diameter lids.
В связи с этим, достижение требуемой прочности только за счет увеличения толщины стенки ведет к неудовлетворительным результатам с точки зрения их материалоемкости и необходимо предложить какой-то альтернативный подход, позволяющий улучшить соотношение между прочностью и материалоемкостью . In this regard, achieving the required strength only by increasing the wall thickness leads to unsatisfactory results in terms of their material consumption, and it is necessary to propose some alternative approach that improves the ratio between strength and material consumption.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF INVENTION
Задача изобретения состоит в создании крышки для водяного фильтра, имеющего лучшее соотношение между прочностью и материалоемкостью по сравнению с упомянутым выше аналогом. The objective of the invention is to create a cover for a water filter that has a better ratio between strength and material consumption compared to the above-mentioned analogue.
Технический результат, достигающийся при использовании предлагаемой крышки, заключается в достижении высокого соотношения между прочностью и материалоемкостью. The technical result achieved by using the proposed cover is the achievement of a high ratio between strength and material consumption.
Было установлено, что плоские крышки при прочих равных условиях уступают выпуклым. Среди выпуклых крышек не все являются одинаково прочными, например, крышки сферической формы более прочные, чем крышки конической формы. Также на прочность влияют и геометрические параметры выпуклых тел, например, при прочих равных условиях прочность крышек сферической формы зависит от отношения их высоты к диаметру (и связанного с ним отношения радиуса кривизны к диаметру). It was found that flat lids are inferior to convex lids, all other things being equal. Not all convex lids are equally strong, for example, spherical lids are stronger than conical lids. Also on The strength is also influenced by the geometric parameters of convex bodies; for example, all other things being equal, the strength of spherical lids depends on the ratio of their height to diameter (and the associated ratio of the radius of curvature to the diameter).
Наилучшие результаты по прочности и стойкости к деформациям достигались при прочих равных условиях, когда соотношении площадей Si / S2 (см. фиг. 7) находилось в диапазоне от 0,5 до 0,37. Это соотношение характеризует степень выпуклости верха крышки. При существенных отклонениях от оптимальных значений (когда верх сильно выпуклый, объемный, или, наоборот, уплощенный) прочность крышки уменьшается, в связи с чем для компенсации необходимо увеличивать толщину стенки, что в свою очередь увеличивает материалоемкость. При этом, необходимо учитывать, что не любая форма стенки, при которой обеспечивается указанное соотношение Si / S2 является оптимальным. Необходимо учитывать, что сечение должно быть достаточно гладким без резких изломов, и других необычных локальных особенностей, концентрирующих напряжения. В этой связи помимо соотношения Si / S2 необходимо, чтобы на всем протяжении от зоны сопряжения верхней и нижней части крышки до оси кривизна стенки г не слишком отклонялась от R равной расстоянию от оси до зоны сопряжения верхней и нижней части крышки. Как установлено, сколько-нибудь заметная концентрация напряжений не наблюдается у крышек любой формы с указанным соотношением Si / S2, когда радиус кривизны верха крышки находится в диапазоне от 94 до 118 % R. The best results in strength and resistance to deformation were achieved under otherwise equal conditions, when the ratio of areas Si / S2 (see Fig. 7) was in the range from 0.5 to 0.37. This ratio characterizes the degree of convexity of the top of the lid. With significant deviations from the optimal values (when the top is strongly convex, voluminous, or, conversely, flattened), the strength of the lid decreases, and therefore, to compensate, it is necessary to increase the wall thickness, which in turn increases the material consumption. At the same time, it is necessary to take into account that not every wall shape that ensures the specified ratio Si / S2 is optimal. It is necessary to take into account that the section must be sufficiently smooth without sharp breaks and other unusual local features that concentrate stress. In this connection, in addition to the ratio Si / S2, it is necessary that along the entire length from the mating zone of the upper and lower parts of the lid to the axis, the curvature of the wall r does not deviate too much from R equal to the distance from the axis to the mating zone of the upper and lower parts of the lid. As has been established, any noticeable stress concentration is not observed in lids of any shape with the specified ratio Si / S2, when the radius of curvature of the top of the lid is in the range from 94 to 118% R.
Таким образом, упомянутая задача решена благодаря тому, что предлагаемая крышка для колбы водяного фильтра, содержит: нижнюю часть, снабженную средствами соединения с колбой водяного фильтра, верхнюю часть, имеющую выпуклую стенку, наружная и внутренняя поверхность которой, по меньшей мере, частично образованы телами вращения, характеризующаяся тем, что в ней соотношение SI / S2 составляет от 0,5 до 0,37, где: Thus, the said problem is solved due to the fact that the proposed cover for the water filter flask comprises: a lower part provided with means for connecting to the water filter flask, an upper part having a convex wall, the outer and inner surfaces of which are at least partially formed by bodies of revolution, characterized in that the ratio SI / S2 in it is from 0.5 to 0.37, Where:
S1 - площадь части квадрата К, располагающейся сверху от средней линии, проходящей в сечении упомянутой стенки на равном удалении от внешней и внутренней поверхности стенки, S1 - the area of the part of square K located above the center line passing in the section of the mentioned wall at an equal distance from the outer and inner surfaces of the wall,
S2 - площадь части квадрата К, располагающейся снизу от средней линии, располагающейся в сечении упомянутой стенки на равном удалении от внешней и внутренней поверхности стенки, при этом квадрат К лежит в секущей плоскости, а его нижний угол располагается в зоне сопряжения верхней и нижней части крышки на расстоянии R от ее оси, а верхний - на ее оси, а форма сечения упомянутой стенки такова, что между верхней и нижней линиями, образованными при пересечении секущей плоскости с наружной и внутренней поверхностями упомянутой стенки, может быть вписана линия с радиусом кривизны, изменяющимся в диапазоне от 94 до 118 % R. S2 is the area of the part of square K located below the center line located in the section of said wall at an equal distance from the outer and inner surfaces of the wall, wherein square K lies in the secant plane, and its lower corner is located in the mating zone of the upper and lower parts of the cover at a distance R from its axis, and the upper corner is on its axis, and the shape of the section of said wall is such that between the upper and lower lines formed at the intersection of the secant plane with the outer and inner surfaces of said wall, a line with a radius of curvature varying in the range from 94 to 118% R can be inscribed.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь соотношение Si / S2 = 0,4 ± 0,1, а ее верхняя часть имеет форму полусферы с радиусом 200 ± 3 мм. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, can have a ratio Si / S2 = 0.4 ± 0.1, and its upper part has the shape of a hemisphere with a radius of 200 ± 3 mm.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь R от 160 до 200 мм. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, can have R from 160 to 200 mm.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутую верхнюю часть в форме сферического сегмента. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned upper part in the form of a spherical segment.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутую верхнюю часть в форме сегмента эллипса или параболлоида. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned upper part in the form of a segment of an ellipse or paraboloid.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутую верхнюю и нижнюю части, выполненные за одно целое. Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутую верхнюю часть, снабженную входным и выходным патрубками, расположенными горизонтально. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned upper and lower parts, made as a single piece. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned upper part, equipped with an inlet and outlet branch pipes located horizontally.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь вышеупомянутые патрубки, снабженные металлическими втулками с внутренней резьбой для присоединения к трубопроводам. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, can have the above-mentioned pipes, equipped with metal bushings with internal threads for connection to pipelines.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь вышеупомянутые патрубки с резьбой, дистальная часть которой образована винтовой линией упомянутой металлической втулки, а проксимальная - винтовой линией упомянутых патрубков. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the above-mentioned threaded pipes, the distal part of which is formed by the helical line of the said metal sleeve, and the proximal part by the helical line of the said pipes.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь внешнюю поверхность упомянутой нижней части, снабженную выступами для взаимодействия с оснасткой для откручивания. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have an outer surface of the said lower part provided with projections for interaction with the unscrewing equipment.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь на ее внутренней стороне в зоне сопряжения упомянутых верхней и нижней частей кольцевую площадку для размещения уплотнительного кольца. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have on its inner side in the mating zone of the mentioned upper and lower parts an annular platform for placing a sealing ring.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые средства соединения, представляющие собой резьбу, расположенную на внутренней поверхности упомянутой нижней части. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned means of connection, which are a thread located on the inner surface of the mentioned lower part.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь толщину стенки упомянутой верхней части, составляющую примерно 5-6 мм, а толщину стенки нижней части примерно 5 мм. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have a wall thickness of the said upper part of approximately 5-6 mm, and a wall thickness of the lower part of approximately 5 mm.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь увеличенную толщину стенки в зоне сопряжения верхней и нижней части. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, can have an increased wall thickness in the area where the upper and lower parts meet.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь вышеупомянутую стенку, снабженную ребрами жесткости, имеющими дистальный конец, соединенный с упомянутой нижней частью, верхний конец, соединенный с упомянутой центральной частью и среднюю часть, соединенную с упомянутой стенкойThe above-described cover, in one of its particular forms of execution, can have the above-mentioned wall, provided with stiffening ribs having a distal an end connected to said lower part, an upper end connected to said central part and a middle part connected to said wall
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может содержать, по меньшей мере, пять упомянутых ребер жесткости, по меньшей мере, часть из которых расположена на равном расстоянии друг от друга. The above-described cover, in one of its particular embodiments, may comprise at least five of the said stiffening ribs, at least some of which are located at an equal distance from each other.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые ребра жесткости, образующие ячейки многоугольной формы, предпочтительно, треугольной, четырехугольной, трапециевидной, пятиугольной или шестиугольной. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned stiffening ribs, forming cells of a polygonal shape, preferably triangular, quadrangular, trapezoidal, pentagonal or hexagonal.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь толщину или высоту упомянутых ребер жесткости, уменьшающуюся от периферии к центру или уменьшающуюся по мере увеличения расстояния между ребрами. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have a thickness or height of the said stiffening ribs that decreases from the periphery to the center or decreases as the distance between the ribs increases.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые ребра жесткости, расположенные на внутренней стороне стенки упомянутой верхней части. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the said stiffening ribs located on the inner side of the wall of the said upper part.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые ребра жесткости, расположенные на внешней стороне стенки упомянутой верхней части. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the said stiffening ribs located on the outer side of the wall of the said upper part.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые ребра жесткости, расположенные на верхней и нижней стороне стенки упомянутой верхней части. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the said stiffening ribs located on the upper and lower side of the wall of the said upper part.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые ребра жесткости, примыкающие к упомянутой стенке по всей длине и выполнены за одно целое с ней. Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь упомянутые ребра жесткости, выполненные трапециевидными в поперечном сечении для удобства извлечения из литьевой формы. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the said stiffening ribs, adjacent to the said wall along its entire length and made as a single piece with it. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have the mentioned stiffening ribs, made trapezoidal in cross-section for ease of removal from the casting mold.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь толщину упомянутых ребер жесткости по меньшей мере 0,3 мм, а высоту, по меньшей мере, 1 мм. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have a thickness of the said stiffening ribs of at least 0.3 mm, and a height of at least 1 mm.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может содержать, по меньшей мере, два патрубка. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may contain at least two nozzles.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может содержать центральную часть, имеющую каналы, сообщенные, по меньшей мере, с одним из упомянутых патрубков и с внутренней полостью, The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may comprise a central part having channels communicating with at least one of the mentioned pipes and with the internal cavity,
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может иметь закрывающееся отверстие для спуска воздуха. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, may have a closing hole for releasing air.
Вышеописанная крышка, — в одной из ее частных форм выполнения, — может быть выполнена из пластика, предпочтительно из полипропилена. The above-described cover, in one of its particular forms of execution, can be made of plastic, preferably polypropylene.
Вышеописанная крышка может применяться для закрывания колбы водяного фильтра, аналогичного тому, который описан в патентах РФ на полезную модель 168717 и 208898. The above-described lid can be used to close the flask of a water filter similar to that described in Russian patents for utility models 168717 and 208898.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
На фиг. 1 схематично показан разрез оголовка согласно настоящей полезной модели. Fig. 1 schematically shows a section of the head according to the present utility model.
На фиг. 2 показано фото образца изделия спереди, т. е. со стороны входного патрубка. Fig. 2 shows a photo of a sample product from the front, i.e. from the side of the inlet pipe.
На фиг. 3 показано фото образца изделия сбоку (входной патрубок - слева, выходной - справа). На фиг. 4 показано фото образца изделия сверху. По углам воображаемого квадрата отчетливо видны бобышки с подкосами для крепления к кронштейну. Fig. 3 shows a photo of a sample of the product from the side (inlet pipe on the left, outlet pipe on the right). Fig. 4 shows a photo of a sample of the product from above. At the corners of the imaginary square, bosses with braces for fastening to the bracket are clearly visible.
На фиг. 5 показано фото образца изделия снизу. Отчетливо видна центральная часть (круглой формы) и ребра жесткости (расходятся радиально от центральной к периферической части). Fig. 5 shows a photo of a sample of the product from below. The central part (round) and the stiffening ribs (diverging radially from the central to the peripheral part) are clearly visible.
На фиг. 6 показано сечение крышки, параметры которой вычисляли посредством математического моделирования. Fig. 6 shows a section of the cover, the parameters of which were calculated using mathematical modeling.
На фиг. 7 представлен график, иллюстрирующий оптимальные и субоптимальные (заштрихованные зоны Si и S2) расположения сечения купола крышки фильтра с точки зрения соотношения между прочностью и материалоемкостью. Средние линии, проходящие через сечение купола крышки, при оптимальном соотношении прочности и материалоемкости должны представлять собой монотонные линии, располагающиеся в незаштрихованной полосе между субоптимальными зонами Si и S2. Fig. 7 shows a graph illustrating the optimal and suboptimal (shaded zones Si and S2) locations of the filter cover dome cross-section from the standpoint of the strength-to-material intensity ratio. The average lines passing through the cover dome cross-section, with the optimal strength-to-material intensity ratio, should be monotonous lines located in the unshaded band between the suboptimal zones Si and S2.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Как изображено на фиг. 1-5 изображена крышка для колбы водяного фильтра, содержащая: нижнюю часть, снабженную средствами соединения с колбой водяного фильтра, верхнюю часть, имеющую выпуклую стенку, наружная и внутренняя поверхность которой, по меньшей мере, частично образованы телами вращения, характеризующаяся тем, что в ней соотношение Si / S2 составляет от 0,5 до 0,37, где: As shown in Fig. 1-5, a cover for a water filter flask is shown, comprising: a lower part provided with means for connecting to the water filter flask, an upper part having a convex wall, the outer and inner surfaces of which are at least partially formed by bodies of revolution, characterized in that the ratio Si / S2 in it is from 0.5 to 0.37, where:
Si - площадь части квадрата К, располагающейся сверху от средней линии, проходящей в сечении упомянутой стенки на равном удалении от внешней и внутренней поверхности стенки, S2 - площадь части квадрата К, располагающейся снизу от средней линии, располагающейся в сечении упомянутой стенки на равном удалении от внешней и внутренней поверхности стенки, при этом квадрат К лежит в секущей плоскости, а его нижний угол располагается в зоне сопряжения верхней и нижней части крышки на расстоянии R от ее оси, а верхний - на ее оси, а форма сечения упомянутой стенки такова, что между верхней и нижней линиями, образованными при пересечении секущей плоскости с наружной и внутренней поверхностями упомянутой стенки, может быть вписана линия с радиусом кривизны, изменяющимся в диапазоне от 94 до 118 % R. Si is the area of the part of square K located above the center line passing in the section of the mentioned wall at an equal distance from the outer and inner surfaces of the wall, S2 is the area of the part of square K located below the center line located in the section of said wall at an equal distance from the outer and inner surfaces of the wall, wherein square K lies in the secant plane, and its lower corner is located in the mating zone of the upper and lower parts of the cover at a distance R from its axis, and the upper corner is on its axis, and the shape of the section of said wall is such that between the upper and lower lines formed at the intersection of the secant plane with the outer and inner surfaces of said wall, a line with a radius of curvature varying in the range from 94 to 118% R can be inscribed.
В ходе исследования были установлены оптимальные соотношения площадей над и под кривой описывающей среднюю линию плоскости среза крышки корпуса фильтра, где площадь Si относится к S2, в пределах от 0,5 до 0,37. During the study, optimal ratios of areas above and below the curve describing the center line of the cut plane of the filter housing cover were established, where the area Si relates to S2, within the range from 0.5 to 0.37.
Наиболее предпочтительно, когда соотношение площадей Si / S2 составляет 0,4 ± 0,1, а верх имеет сферическую форму с радиусом кривизны в любой точке 200 ± 3 мм. It is most preferable when the area ratio Si/S2 is 0.4 ± 0.1 and the top has a spherical shape with a radius of curvature at any point of 200 ± 3 mm.
Экспериментально были определены такие форма и размеры крышки корпуса фильтра, которые позволили достичь минимальной материалоемкости и габарита крышки корпуса фильтра без снижения потребительских качеств. The shape and dimensions of the filter housing cover were experimentally determined to make it possible to achieve minimum material consumption and dimensions of the filter housing cover without reducing consumer qualities.
Для выяснения оптимального с точки зрения материалоемкости соотношения S i к S2 осуществили математическое моделирование прочностных характеристик по методу конечных элементов. За рабочую нагрузку принимали давление 8 бар, приложенное к внутренним граням крышки, изображенной на фиг. 6. Радиус крышек составлял 200 мм. Все крышки имели сферическую поверхность без каких-либо изломов и локальных особенностей. При моделировании варьировали параметр толщины стенки (и, как следствие, их массу) таким образом, чтобы обеспечить запас прочности на уровне 1,0. Показатель прочности выше 1,0 означает что изделие не разрушается при приложении рабочей нагрузки, а показатель меньше 1,0 - что изделие может разрушаться при приложении рабочей нагрузки. Чем меньше данный показатель, тем быстрее произойдет разрушение в одинаковых условиях эксплуатации. To determine the optimal ratio of Si to S2 from the point of view of material consumption, mathematical modeling of the strength characteristics was performed using the finite element method. The working load was taken to be a pressure of 8 bar applied to the inner edges of the cover shown in Fig. 6. The radius of the covers was 200 mm. All covers had a spherical surface without any kinks or local features. During the modeling, the wall thickness parameter (and, as a consequence, their mass) was varied in such a way as to ensure a safety margin of 1.0. A strength index higher than 1.0 means that the product does not break when the working load is applied, and an index lower than 1.0 means that the product may break when the working load is applied. The lower this index, the faster the destruction will occur under the same operating conditions.
Результаты моделирования сведены в таблицу 1. The simulation results are summarized in Table 1.
Таблица 1. Table 1.
Как видим, при значениях Si / S2 менее 0,37 одновременно с высокой материалоемкостью достигается избыточный запас прочности, а при значениях выше 0,5 материалоемкость минимальна, но не необходимый запас прочности не обеспечивается. Таким образом, оптимальными при заданной толщине стенки являются значения Si / S2 в интервале от 0,37 до 0,5, которые одновременно обеспечивают запас прочности выше 1,0 и удовлетворительную материалоемкость. As we can see, at Si/S2 values less than 0.37, an excess safety margin is achieved simultaneously with high material consumption, and at values above 0.5, the material consumption is minimal, but the required safety margin is not ensured. Thus, the optimal values for a given wall thickness are Si/S2 values in the range from 0.37 to 0.5, which simultaneously provide a safety margin above 1.0 and satisfactory material consumption.
Добавление ребер жесткости позволяет дополнительно снизить материалоемкость крышки. Adding stiffening ribs allows for a further reduction in the material consumption of the lid.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2024100348 | 2024-01-10 | ||
| RU2024100348 | 2024-01-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025151051A1 true WO2025151051A1 (en) | 2025-07-17 |
Family
ID=96387194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/050331 Pending WO2025151051A1 (en) | 2024-01-10 | 2024-12-25 | Cap for water filter vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025151051A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4935134A (en) * | 1987-11-06 | 1990-06-19 | Pall Deutschland Gmbh | Filter housing of synthetic material |
| US20070251878A1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-01 | Michael Saveliev | Low volume per output large in-line filter assembly |
| DE102005015412B4 (en) * | 2004-04-02 | 2008-09-18 | Hitachi, Ltd. | Oil filter device |
| RU94872U1 (en) * | 2009-12-31 | 2010-06-10 | Закрытое акционерное общество "Аквариус" | CARTRIDGE FILTER FOR CLEANING DRINKING WATER |
| GB201909196D0 (en) * | 2018-06-26 | 2019-08-07 | Atlas Copco Airpower Nv | Filter device and method for switching on and/or switching of such filter device |
| RU208898U1 (en) * | 2021-02-20 | 2022-01-21 | Михаил Юрьевич Сазыкин | Water filter |
-
2024
- 2024-12-25 WO PCT/RU2024/050331 patent/WO2025151051A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4935134A (en) * | 1987-11-06 | 1990-06-19 | Pall Deutschland Gmbh | Filter housing of synthetic material |
| DE102005015412B4 (en) * | 2004-04-02 | 2008-09-18 | Hitachi, Ltd. | Oil filter device |
| US20070251878A1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-01 | Michael Saveliev | Low volume per output large in-line filter assembly |
| RU94872U1 (en) * | 2009-12-31 | 2010-06-10 | Закрытое акционерное общество "Аквариус" | CARTRIDGE FILTER FOR CLEANING DRINKING WATER |
| GB201909196D0 (en) * | 2018-06-26 | 2019-08-07 | Atlas Copco Airpower Nv | Filter device and method for switching on and/or switching of such filter device |
| RU208898U1 (en) * | 2021-02-20 | 2022-01-21 | Михаил Юрьевич Сазыкин | Water filter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS59124270A (en) | Screw type cap for vessel | |
| US20100072165A1 (en) | Plastic container | |
| WO2025151051A1 (en) | Cap for water filter vessel | |
| RU224700U1 (en) | WATER FILTER COVER | |
| JPH0314618B2 (en) | ||
| US3502300A (en) | Diaphragm with tapered ribs | |
| US2947453A (en) | Closure and reversible spout assemblies for containers | |
| CN205731288U (en) | A kind of ion exchange resin purge tank | |
| CN112141524A (en) | Double leakage-proof oil bottle cap | |
| CN104455411B (en) | Pressure vessel | |
| CN204784672U (en) | Pressure vessel and its leak-proof valve group | |
| CN206603619U (en) | A kind of anti-overflow pan | |
| CN205026159U (en) | Check valve | |
| RU2777672C1 (en) | Plastic container for transportation and storage of liquids | |
| US3342209A (en) | Unsymmetrical connection-piece nozzle | |
| JP4268403B2 (en) | Pouring tool and cap | |
| CN209225718U (en) | One kind outpouring lid and bottle cap component | |
| US2310270A (en) | Tank | |
| DE1486698B1 (en) | Barrel for the storage and transportation of pressurized liquids | |
| CN223721608U (en) | A packaging bottle that can fit multiple sizes | |
| CN208680876U (en) | A lightweight and high-strength air tank | |
| CN222626176U (en) | Anti-rotation crack-stopping pouring cup | |
| CN206007055U (en) | A new type of sobering up device with dual-channel air intake and double sobering up | |
| CN207437844U (en) | Double handle cross faucet valve body structure-improved | |
| CN214297291U (en) | AB type anti-theft ring for hot filling cover |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24917497 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |