CN102149443B - 带有排泄接管的过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有排泄出口（31）的过滤器（1），该过滤器可密封地与连接头（12）连接。提出，使用一种插塞密封机构，其具有外密封机构（23）的和内密封机构（24）的在径向上对置的密封面。

Description

带有排泄接管的过滤器

技术领域

本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中所述类型的过滤器。这种过滤器包括过滤器壳体、容纳在该过滤器壳体中的带有过滤部件的过滤器芯子、在端侧设置于过滤器芯子上的过滤器端圆盘、用于被过滤器分离的液体的汇集腔，所述液体可以通过与汇集腔连通的排泄管路在过滤器端圆盘中从过滤器抽取出来。

这种过滤器还具有用于使得圆柱形过滤器壳体的端侧的连接端与对应于该连接端的连接头连接，所述连接端可沿轴向的插塞方向插到或套到所述连接头中，例如通过插塞-旋转运动而形状配合地与连接头连接，其中连接端和连接头可以在至少一个连接位置具有卡锁连接机构。

过滤器连接系统用于在过滤器壳体和连接头之间建立起压力密封的和/或气体密封的和/或液体密封的连接。本发明还涉及一种被设置用于一次性安装的过滤器，也涉及一种在进行维护和修理工作时定期更换的过滤器。

这种过滤器的优选应用领域是静止的和可移动的压缩空气设备。为此使用的压缩机（通常是螺旋式压缩机）产生不超过约20巴的压力，通常约7~8巴的压力，且需要用于使得移动的部件得到润滑、密封和冷却的油，由此产生含油的气体。每立方米空气就有约5升的油喷射到螺旋式压缩机中；因此，给压缩空气除油是一种重要的措施。为了使得所述油的大部分得到回收，并将油从压缩空气清洁出去，使用空气除油部件，这种空气除油部件在设备维护期间要定期更换。

这些空气除油部件是相应过滤器的过滤部件，且安置在过滤器壳体中。过滤介质通常是绕线式过滤器或聚结式过滤器。过滤器或装入到过滤器壳体中的过滤部件是一次性部件，因为这些过滤部件不仅要分离返回到压缩空气设备的油回路中继续使用的油，而且随着时间的推移，沉积的污物颗粒发生堵塞。类似地，这种空气除油部件或油分离器用于真空泵。

这种过滤器还用作从液体中过滤出污物颗粒或其它组成部分的液体过滤器，例如油过滤器、燃料过滤器、液压液过滤器、冷却剂过滤器、用于特别是磨削、磨蚀或电蚀过程中从处理液体中分离出大量污物的水分离器或处理过滤器。过滤器也用作液体分离器，其特别是在内燃机中，例如在从曲轴箱中清洁出含油的通风气体时，从气流中分离出液态或固态杂质。

在诸如油过滤和空气除油的区域中，过滤器特别是必须要满足有关耐压和耐热的要求。简单的不言自明的且能避免错误的操作、成本低廉的制造和/或消纳，通常也是重要的特征。

背景技术

在现有技术中特别是已建造了带有过滤器密闭系统的过滤器，其基于螺旋连接。在这里，过滤器壳体通常利用布置在中央的螺纹拧到连接头的对应的螺旋接管上，并通过多个分散布置的形式为轴向密封的O形环的密封机构实现密封，所述螺纹位于插入到过滤器壳体中的端圆盘内。另外还已知有卡锁连接机构。

基于现有技术，本发明的目的在于，提供一种过滤器，其中能以简单的方式建立密封的连接，且这种过滤器能成本低廉地制造和/或消纳。

根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的过滤器得以实现。本发明的优选的设计和改进可由从属权利要求和下面结合相关附图所做的说明得到。

发明内容

本发明的过滤器包括过滤器壳体、容纳在该过滤器壳体中的带有过滤部件的过滤器芯子、在端侧设置于过滤器芯子上的过滤器端圆盘、用于被过滤器分离的液体的汇集腔，所述液体可以通过与汇集腔连通的排泄管路在过滤器端圆盘中从过滤器抽取出来。本发明的过滤器的特点是，过滤器端圆盘包括用于使得过滤器的未处理侧相对于汇集腔密封的弹性的外密封机构和用于使得过滤器的纯净侧相对于汇集腔密封的弹性的内密封机构，其中外密封机构具有环绕的径向向内朝向的外密封面，内密封机构具有环绕的径向向外朝向的内密封面，外密封面和内密封面彼此对置，并在径向上限定成一个位于其间的环绕的密封腔，外密封机构和内密封机构形成配合作用的可插塞的密封机构，其中为了锁定可插塞的密封机构，过滤器可沿轴向的插入方向插到或套到与过滤器对应的连接头上，其中连接头具有环绕的接片，该接片插入到密封腔中，且通过与外密封机构和内密封机构的夹紧配合或压紧配合而在径向上将密封腔密封。

简单地说，提出一种过滤器，其中在对置的密封面之间有一个接片，利用该接片使得所述密封面在插塞时压紧，由此在未处理侧和纯净侧之间实现密封功能，而这种密封功能按照现有技术通过多个布置在不同地点的径向向外作用的O形环来引起。

本发明的过滤器的优点是，能以简单的方式产生密封的连接，其中能实现简单的不言自明的避免差错的操作。此外，可以成本低廉地进行制造和/或消纳。本发明的其它优点是，可利用狭窄的空间、降低成本、可使得过滤器包括过滤器壳体、过滤部件和锁定机构在内有利地没有金属，这不仅在耐腐蚀性方面具有优势，而且有利于将用过的过滤器消纳。

根据特别有利的实施方式，过滤器壳体具有用于与连接头连接的卡锁连接机构。这样就能实现高强度的具有较大承载和保持力的连接，而且安装起来不费力，且可快速地进行安装和拆卸，因为与螺旋式过滤器相反，在拧上和拧下时无需过滤器多次旋转。

特别是在具有卡锁锁定机构的实施方式中，可以制得无金属的过滤器，因为与现有技术相反，无需坚固的即由金属制成的端侧的带有中央螺纹的过滤器端圆盘，以便将螺旋式过滤器牢固地拧到连接头的螺纹心轴上。因此可以使得过滤器端圆盘明显薄弱，即比较薄和/或用塑料制成。这是因为，对于与位于过滤器壳体外面较远处的多排卡锁机构建立机械连接来说，过滤器壳体与连接头之间的力配合即这两个部件之间的力传递要好于中央的螺纹。因此，整个过滤器，包括过滤器壳体和设置在该壳体中的过滤部件以及端侧的过滤器端圆盘在内，可以没有金属。

无金属的实施方式的另一优点是，与金属部件相比，塑料部件制造起来成本低廉，且更为便利。金属部件具有碎屑、油和焊料沉积形式的残渣，这些残渣必须繁琐地被清除，其中会产生残留残渣的危险。相反，塑料可以采用注塑方法非常便利地制得，而没有这种残渣。

特别是根据带有外侧卡锁连接机构的设计方案，本发明的过滤器的另一优点是，端侧的过滤器端圆盘可以针对流体的输入和输出自由地设计。这样就能改善过滤器中的流动情况和过滤器的沉积情况，以及减小压力损失。

本发明的过滤器没有常用的径向的密封机构，而是具有通过压紧实现的带有插塞功能的密封机构，该过滤器的优点还有：部件数量减少、安装成本降低、避免制造差错、由于易于调节密封面的压紧而改善密封功能、误差补偿性好、节省结构空间以及有时还能节省要单独使用的密封机构。

简短的附图说明

下面借助附图中所示的实施例详细地介绍本发明。其中所述的特点可以单独使用，或者相互组合地使用，以便提供本发明的优选设计方案。图中示出：

图1为连接管上的根据现有技术的过滤器的局部剖切的立体图；

图2为在过滤器安装在连接管上之后本发明的过滤器与连接管的视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图3的B-B向剖视图；

图5为图3的局部剖视图；

图6为图4的局部剖视图；和

图7为本发明过滤器的过滤器端圆盘的局部剖切的立体图。

本发明的实施方式

图1示出根据现有技术的过滤器1，它用作螺旋式过滤器，所谓的旋装过滤器，在用于产生压缩空气的设备中作为油分离器。过滤器1用于给空气除油，包括耐压圆柱形的过滤器壳体2，该过滤器壳体由塑料或金属构成，并构造成过滤杯或过滤罐的形式。在过滤器壳体2中有一个过滤部件3，该过滤部件在径向上由外向内被穿流，并在这种情况下使油分离。在所示实施例中，过滤部件3包括前分离器4、精细分离器5和后分离器6。

在过滤器1中还有用于前分离器4和精细分离器5的压力稳定的支撑管7、用于后分离器6的另一支撑管9以及潜管8，该潜管也称为纯净空气管或抽取接管（Entnahmestutzen），并负责使得用于被除油的压缩空气和被分离的油的抽取位置在空间上分离。被分离的油在过滤器1中排泄到汇集腔10中的油池内，该汇集腔因而也称为排泄腔，被分离的油经由排泄接管被抽吸出来，并输送到压缩空气设备的油回路中。用于从油池抽取被分离的油的排泄接管未示出。

过滤器1通过中央的轴向的旋装套管11与压缩空气设备的连接头12密封地连接。这里有三个分布布置的、非配合作用的、在径向起作用的O形环形式的密封件负责径向和轴向的密封。连接头12在过滤器1的未处理侧（Rohseite）具有用于有待清洁的空气-油混合物的出口16，以及在过滤器1的纯净侧具有入口17，所述空气-油混合物经由相应的开口进入到过滤器1中，且在径向由外向内穿流过滤部件3，经由潜管8从过滤器1中抽取出来的被除油的压缩空气通过该入口回到压缩空气设备中。

过滤器2的端侧端部由坚固的金属结构的过滤器端圆盘18构成，该过滤器端圆盘通过卷边部分（Bördelung）19与过滤器壳体2连接。

图1中所示的过滤器1是所谓的直立式设计方案，其中过滤器1设置在连接头12上方。相反的实施方式称为悬垂式设计方案，其中过滤器1设置在连接头12下方。其主要区别是，悬垂式设计方案具有拉延过滤器1的轴向长度的用于抽吸油池的管路。

在有些实施方式中可以规定，在更换过滤器时只更换过滤部件3，而过滤器壳体2则继续使用。在其它实施方式中，过滤器壳体2和装在其中的过滤部件3形成一个单元，该单元是一个共同的一次性部件。

在图2中示出了本发明的过滤器1，其主要区别是用于使得过滤器1的端侧端部与同该端部对应的连接头12密封地连接的密封装置。过滤部件3和过滤器端圆盘18在此可以采用其它设计方案。

过滤器壳体2可沿轴向的插入方向S插入到或套到连接头12中，且可以通过插塞旋转运动而形状配合地与连接头12连接。安装过滤器壳体12时的转动方向D用箭头示出。过滤器壳体1和连接头12优选通过卡锁连接机构20连接。

为了使得过滤器1与连接头12连接，将过滤器壳体2沿着插入方向S插入到连接头12中，然后通过过滤器壳体2的转动而沿着转动方向D旋紧。随后，卡锁连接机构锁定，过滤器1牢固地置于容纳头12之上或之中。作为这种机械连接的补充，设有密封件，例如O形环、密封唇或密封环，它们能实现压力密封的密封。为了便于安装或拆卸，过滤器壳体2具有把持部分21或工具套口22，例如用于内六角或外六角。

图3和4示出图2的过滤器1在安装之后即在卡锁连接机构20锁定的情况下的两个纵剖视图。图5和6示出图3和4的局部剖视图。图7示出对应的立体图。下面对图3至7一起描述。

就本发明的过滤器1而言，过滤器端圆盘18包括用于使得过滤器1的未处理侧密封的弹性的外密封机构23和用于使得过滤器1的纯净侧密封的弹性的内密封机构24。在这里，外密封机构23具有环绕的径向向内朝向的外密封面25，内密封机构24具有环绕的径向向外朝向的内密封面26。外密封面25和内密封面26彼此对置，并限定成一个位于其间的环绕的密封腔27。密封腔27因而是外密封面25和内密封面27的两个密封轮廓或密封颚（Dichtbacke）之间的腔。

连接头12具有环绕的接片28，该接片在过滤器壳体2安装于连接头12上时插入到密封腔27中，且通过与外密封机构23和内密封机构24的夹紧配合或压紧配合而径向向内和向外将密封腔27密封。外密封机构23和内密封机构24因而形成与环绕的接片28配合作用的可插塞的密封机构，其中为了锁定可插塞的密封机构，过滤器1沿轴向的插入方向S插到或套到与过滤器1对应的连接头12上。

根据一种优选的改进，规定将油排泄机构内置到密封机构中。为此对过滤器1予以构造，使得能经由排泄管路29从过滤器1的汇集腔10抽取出液体，所述排泄管路穿过设置在密封腔27中的接片28。为此，连接头12具有穿过接片28延伸的排泄管路29。此外有利的是，接片28在其沿轴向方向面向过滤器1的面上具有环绕的槽30，用于汇集油池中的液体和用于将汇集的液体引导至排泄出口31，漏油可经由该排泄出口排出到排泄管路29中。

在过滤器1安装于连接头12上时，接片28插入到密封腔27中。利用卡锁连接机构20将过滤器壳体2固定在连接头12上，在所示实施例中，该卡锁连接机构是多排卡锁连接机构，以便即使用塑料制成时也能承受较大的力。

过滤器端圆盘18最好包括伸入过滤器壳体2内部的潜管8。根据优选的实施方式，如同过滤器端圆盘18一样，该潜管由塑料构成，且注塑到过滤器端圆盘18上。内密封机构24可以有利地设置在潜管8的外侧面上。此外，过滤器1可以有利地包括从过滤器端圆盘18伸入到过滤器壳体2内部的用于过滤介质的支撑管7。在所示实施例中，所述支撑管是夹入到过滤器端圆盘18中的用于精细分离器的第一中间管32和注塑的用于后分离器的第二中间管33。可以有利地将外密封机构23设置在支撑管8的内侧面上，或者设置在沿轴向突出于过滤器端圆盘8的支撑接片34上，该支撑接片优选与过滤器端圆盘18一体地构造。

包括过滤器壳体2和过滤部件3及过滤器端圆盘18、支撑管7与潜管8的整个过滤器1可以为无金属结构。在这种情况下，过滤部件3或过滤器端圆盘18例如粘接到过滤器壳体2中。这种实施方式具有很小的结构高度h，该结构高度明显小于相应的常用的过滤器1的结构高度H，对于所述常用过滤器而言，潜管8内置到连接头12中，因而过滤器1必须在潜管8上方取下。

于是，即使潜管8较长也能实现占位空间较小的优点。潜管8因而不允许太短，因为由于空气流动而在油池区域中形成油旋涡或油雾，因而用于纯净空气的抽取位置即通至潜管8的进入口必须离开油池足够远。

特别是在图7中可清楚地看到，外密封机构23的外密封面25和内密封机构24的内密封面26为平面结构，且沿着过滤器1的轴向延伸，以便由此在较长的范围内实现良好的密封。另外，密封面25、26包括一个或多个环绕的密封结构，例如沟槽或肋或密封唇35，以便一方面为了实现良好的密封而增大压紧力，另一方面便于插塞。

在图7中用箭头示出分离的油从油池经由内置到密封机构中的排泄机构导入到排泄管路29中所经过的路径。环绕的密封腔27是用于从过滤器1分离出来的液体的汇集腔10，例如对于油分离器而言是用于油的汇集腔，因为汇集腔10过渡到密封腔27中或者与该密封腔连通。还可以看到在外密封机构23和内密封机构24中的环绕的密封唇35。外密封机构23中的密封唇35按照其功能代替根据图1所示现有技术的过滤器1的O形环13，内密封机构24中的密封唇35按照其功能代替根据图1所示现有技术的过滤器1的O形环15。

根据优选的实施方式，外密封机构23和/或内密封机构24由热塑性弹性体构成。热塑性弹性体是一种如同橡胶的塑料。根据优选的设计，外密封机构23和/或内密封机构24采用注塑方法施涂到过滤部件3上，例如施涂到过滤器端圆盘18上。由此使得密封机构在材料上与过滤部件3或过滤器端圆盘18连接，这使得密封性良好、制造成本低廉，且可避免由于错误的密封机构或者错误地使用密封机构而造成差错。

本发明的密封系统包括弹性的外密封机构和弹性的内密封机构，其中外密封机构形成环绕的径向向内朝向的外密封面，内密封机构形成环绕的径向向外朝向的内密封面，外密封面和内密封面彼此对置，并在径向上限定成一个位于其间的环绕的密封腔。外密封机构和内密封机构形成配合作用的可插塞的密封机构，其中为了锁定可插塞的密封机构，过滤器沿着轴向的插塞方向可插到或套到与过滤器对应的连接头上，其中连接头具有环绕的接片，在这里，该接片插入到密封腔中，且通过与外密封机构和内密封机构的夹紧或压紧配合在径向上将密封腔密封，这种密封系统还可用于如下过滤器，即这种过滤器具有过滤器壳体、容纳在该过滤器壳体中的带有过滤部件的过滤器芯子、在端侧设置于过滤器芯子上的过滤器端圆盘，这种过滤器没有用于被过滤器分离的液体的汇集腔，所述液体可以通过与汇集腔连通的排泄管路在过滤器端圆盘中从过滤器抽取出来，这种密封系统例如用于油过滤器，所述油过滤器用于从油流分离出污物颗粒，所述油流的污物颗粒沉积在过滤器芯子中。在这种情况下，密封系统并非用于使得过滤器的未处理侧对汇集腔密封，也并非用于使得过滤器的纯净侧对汇集腔密封，而是具有O形环的功能，即将未处理侧与纯净侧分开。

Claims (21)

1.过滤器（1），包括过滤器壳体（2）、容纳在该过滤器壳体中的带有过滤部件（3）的过滤器芯子、在端侧设置于过滤器芯子上的过滤器端圆盘（18）、用于被过滤器（1）分离的液体的汇集腔（10），所述液体可通过与汇集腔（10）连通的排泄管路（29）在过滤器端圆盘（18）中从过滤器（1）抽取出来，

其特征在于，

过滤器端圆盘（18）包括用于使得过滤器（1）的未处理侧（16）相对于汇集腔（10）密封的弹性的外密封机构（23）和用于使得过滤器（1）的纯净侧（17）相对于汇集腔（10）密封的弹性的内密封机构（24），其中外密封机构（23）具有环绕的径向向内朝向的外密封面（25），内密封机构（24）具有环绕的径向向外朝向的内密封面（26），外密封面（25）和内密封面（26）彼此对置，并在径向上限定成一个位于其间的环绕的密封腔（27），外密封机构（23）和内密封机构（24）形成配合作用的可插塞的密封机构，其中为了锁定可插塞的密封机构，过滤器（1）可沿轴向的插入方向（S）插到或套到与过滤器（1）对应的连接头（12）上，其中连接头（12）具有环绕的接片（28），该接片插入到密封腔（27）中，且通过与外密封机构和内密封机构的夹紧配合或压紧配合而在径向上将密封腔（27）密封。

2.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，环绕的密封腔（27）是用于从过滤器（1）分离出来的液体的汇集腔（10）。

3.如前述权利要求中任一项所述的过滤器（1），其特征在于，它经过构造，使得能经由排泄管路（29）从过滤器（1）的汇集腔（10）或者从密封腔（27）抽取出液体，所述排泄管路穿过设置在密封腔（27）中的接片（28）。

4.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，外密封机构（23）的和/或内密封机构（24）的密封面为平面结构，且沿着过滤器（1）的轴向延伸。

5.如权利要求4所述的过滤器（1），其特征在于，密封面具有一个或多个环绕的密封结构。

6.如权利要求4所述的过滤器（1），其特征在于，外密封机构（23）和/或内密封机构（24）由热塑性的弹性体构成。

7.如权利要求6所述的过滤器（1），其特征在于，外密封机构（23）和/或内密封机构（24）采用注塑方法施涂到过滤器芯子、过滤部件（3）或过滤器端圆盘（18）上。

8.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，它是用于给空气除油的过滤器。

9.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，它包括从过滤器端圆盘（18）伸入到过滤器壳体（2）内部的潜管（8）。

10.如权利要求9所述的过滤器（1），其特征在于，内密封机构（24）设置在潜管（8）的外侧。

11.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，它包括至少一个从过滤器端圆盘（18）伸入到过滤器壳体（2）内部的用于过滤介质的支撑管（7、9）。

12.如权利要求11所述的过滤器（1），其特征在于，外密封机构（23）设置在支撑管（7）的内侧。

13.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，过滤器壳体（2）具有用于与连接头（12）连接的卡锁连接机构（20）。

14.如权利要求1所述的过滤器（1），其特征在于，它没有金属。

15.如权利要求5所述的过滤器（1），其特征在于，所述密封结构是沟槽和/或肋和/或密封唇（35）。

16.一种用于连接过滤器（1）的连接头，其特征在于，它具有用于连接根据前述权利要求中任一项的过滤器（1）的环绕的接片（28），在过滤器（1）安装在连接头（12）上时，该接片插入密封腔（27）中。

17.如权利要求16所述的连接头，其特征在于，它具有穿过接片（28）延伸的排泄管路（29）。

18.如权利要求16至17中任一项所述的连接头（12），其特征在于，接片（28）在其沿轴向面向过滤器（1）的面上具有环绕的槽（30），所述槽用于汇集液体和将所汇集的液体引导至排泄出口（31）。

19.一种过滤器连接系统，包括根据权利要求1至15中任一项的过滤器（1）和根据权利要求16至18中任一项的连接头（12）。

20.一种用于产生压缩空气的压缩空气设备，其特征在于，它具有根据权利要求1至15中任一项的过滤器（1）或根据权利要求16至18中任一项的连接头（12）。

21.一种内燃机，其特征在于，它具有根据权利要求1至15中任一项的过滤器（1）或根据权利要求16至18中任一项的连接头（12）。