CN102458601A - 用于液体过滤的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液体过滤的过滤装置（1），包括：带有用于容纳液体的内腔室（3）的过滤部件（2）；以及由可弹性变形的材料构成的补偿部件（5），用于容纳在液体冻结时增大的液体体积。补偿部件（5）设置在内腔室（3）中，在补偿部件（5）与过滤部件（3）之间形成用于容纳液体的间隙（6）特别是环形间隙。

Description

用于液体过滤的过滤装置

技术领域

本发明涉及一种用于液体过滤的过滤装置，包括：带有用于容纳液体的内腔室的过滤部件；以及至少一个由可弹性变形的材料构成的补偿部件，用于容纳在液体冻结时增大的液体体积。这种过滤器装置已知有各种不同的形式，且例如用于过滤水状的尿素溶液，或者用于过滤其它常见形式的水状液体例如燃油-水混合物，尿素溶液在汽车内的废气处理中用于减少氮氧化物排放。

背景技术

由DE 10 220 672 A已知一种用于冻结的液体特别是用于废气处理单元中的配量阀组（Dosierblock）的过滤单元。过滤单元具有至少一个安装在壳体中的过滤芯，其中过滤芯至少部分地被可弹性变形的表皮部分包围。可弹性变形的表皮部分在此将补偿由冰冻引起的液体体积变化，具体为，该表皮部分在向外弹性变形的情况下避让开液体压力。

DE 103 40 123 A1记载了一种用于液体过滤的过滤装置，其具有设置在过滤器壳体中的过滤部件，其中在过滤器壳体中设置有可变形的膨胀部件（顶盖、环、底部圆盘），在其变形时，过滤器壳体中的要过滤的液体的流动路径的至少一段的体积发生改变。膨胀部件例如可以构造成可弹性变形的顶盖的形式，该顶盖装到过滤部件上，并将过滤装置的原初侧与纯净侧分开。若液体在流入腔室中在原初侧冻结，顶盖就会在轴向上朝向过滤部件的内腔室变形，使得流入腔室的体积增大，同时使得内腔室中可供使用的体积减小。

本发明的目的是，对开头部分所述类型的过滤装置予以改进，使得过滤部件能受到保护，免受位于过滤部件的内腔室中的液体的冰压力。

发明内容

该目的通过一种开头部分所述类型的过滤装置得以实现，其中补偿部件设置在内腔室中，在补偿部件与过滤部件之间形成用于容纳液体的间隙特别是环形间隙。

根据本发明提出，在内腔室中设置有补偿部件，当冻结的液体在间隙中膨胀时该补偿部件压缩，使得液体体积增大基本上能通过补偿部件的固有体积的压缩即减小来予以承受。补偿部件由于冰冻的液体而压缩，因为在内腔室中没有给补偿部件提供避让空间。

内腔室和补偿部件例如可以均为圆柱形，而它们的直径略有不同，使得在把补偿部件装入到内腔室中之后在补偿部件的表皮面与同样为圆柱形的过滤部件的内部的表皮面之间形成环形间隙。补偿部件的可弹性变形的材料在此例如可以由橡胶构成，特别是由弹性体如EPDM构成。

根据一种实施方式，补偿部件在未变形状态下充填内腔室的容积的至少40%，优选至少80%。以此方式确保内腔室中的液体体积较小，进而也确保在冻结时液体体积的增大程度较小，使得这种增大能通过补偿部件的弹性变形（压缩）得到有效的补偿。如果补偿部件并未沿着与过滤部件轴向长度相等的整个内腔室轴向长度延伸，则补偿部件既沿径向变形，又沿轴向变形。

按照另一种实施方式，在内腔室中特别是在间隙中设置有用于支撑过滤部件的支撑体。支撑体在此经过有利的构造，使得它允许液体无论在轴向上还是在径向上都能流过（环形）间隙。

根据一种改进，支撑体是管形体，特别为笼形。管形支撑体在此以通常的方式在表皮侧至少部分地包围补偿部件。由于支撑体为笼形结构，故尽管支撑体布置在间隙中，仍能确保液体与补偿部件直接接触，从而该补偿部件可压缩。所述笼在此可以具有多个梁，这些梁沿着过滤部件的纵向延伸，且这些梁可以通过沿径向延伸的环相互连接。支撑体在此通常由塑料材料构成，且为一体结构。

在一种改进中，特别是一体的支撑体在圆周侧具有至少沿着支撑体的轴向长度的一部分延伸的用于插入补偿部件的开口。在补偿部件经由开口插入到支撑体中的情况下，补偿部件可以弹性地压缩，使得开口尺寸可以小于在未变形状态下补偿部件的轮廓。

特别地，开口可以沿径向在小于270°优选小于130°的角度范围内延伸。即使补偿部件的直径基本上等于支撑体的内直径，补偿部件也可以在弹性变形的情况下经由开口进入到支撑体内部。由于开口的径向长度比较小，故在此尽管有开口仍可以确保支撑体尽可能好地实现其支撑功能。在轴向上，开口尺寸可以等于或者有时小于补偿部件的长度。不言而喻，补偿部件也可以经由端侧的开口进入管状支撑体中，从而省去在支撑体的表皮侧设置开口。

按照一种改进，支撑体由至少两个特别是沿轴向或者沿径向相互固定的部分件组装而成。这些部分件在此特别可以形成支撑体的两个半部，这两个半部沿轴向或径向插接在一起或卡锁，具体为，使得装设在相应部分件上凸起与在另一部分件上的相应形状的凹槽接合。凸起或相关的凹槽在此可以采用不同的方式来设计，例如设计成圆形或圆柱形、长形、矩形或方形或肋形。

根据一种改进，支撑体在至少一个端面上优选在两个端面上具有用于补偿部件的接触面。由于在接触面上接触补偿部件，故可以将补偿部件沿轴向固定。

按照另一种设计，过滤装置包括壳体，在该壳体中设置着过滤部件。为了在过滤部件与壳体之间形成的用于容纳液体的空间中也能产生冰补偿，可以在壳体与过滤部件之间设置另一由可弹性变形的材料构成的补偿部件。该补偿部件也可以被膨胀的液体压缩，但也可以替代地将该补偿部件设计成可弹性变形的表皮部分，该表皮部分在向外弹性变形的情况下避让开液体压力，如在开头引用的DE 102 20 672 A1中所述。

根据另一实施方式，过滤部件被设计成（圆柱形的）过滤波纹管（Filterbalg）。该过滤波纹管在此通常由褶皱的手风琴式折叠的过滤纸构成，且为套筒形结构。

本发明的重要细节在附图中示出，下面参照这些附图对本发明的实施例进行说明，由该说明和权利要求可得到本发明的其它特征和优点。这些特征可以分别单独地或者多个特征任意组合地在本发明的变型方案中实现。

简短的附图说明

在示意图中示出了实施例，在下面的说明中对这些实施例予以阐述。附图示出：

图1为本发明的过滤装置的一个实施方式的局部纵剖视图；

图2为图1的过滤装置的纵剖视图，其在壳体中处于安装状态；

图3a示出图1的过滤装置的支撑体的细节；

图3b示出用于装入到图3a的支撑体中的补偿部件；

图4a-c示出支撑体的一种设计方案，其具有沿着支撑体的轴向相互固定的两个部分件；和

图5a-c示出支撑体的另一种设计方案，其具有沿着径向相互固定的两个部分件。

本发明的实施方式

图1中所示的过滤装置1具有圆柱形的圆环状的过滤波纹管形式的过滤部件2。在过滤部件2中形成一个圆柱形的内腔室3，沿着过滤部件2的轴向长度延伸的管状的也为圆柱形状的支撑体4插入到该内腔室中。在支撑体4的内部设置有圆柱形的补偿部件5，该补偿部件由可弹性变形的材料例如弹性体（橡胶）构成。在补偿部件5与过滤部件2之间形成一个环形间隙6，支撑体4设置在该环形间隙中。

支撑体4或补偿部件5在图3a、b中详细地示出。支撑体4为格栅形结构且具有三个纵梁7，这三个纵梁相互间分别以107.5°的角度布置，且通过四个沿着支撑体4的轴向长度分布的环彼此连接。格栅形支撑体4的环8在开口9处有缺口，该开口用于装入补偿部件5。开口9沿着支撑体4的整个长度延伸，且具有大约110°的张角。补偿部件5的直径基本上等于支撑体4的内直径，该补偿部件可以经由尺寸较小的开口9插入到支撑体4中，因为补偿部件5在插入到支撑体4中时会发生压缩。尽管有开口9存在，但由于开口9的张角比较小，故仍可确保支撑体4能良好地实现其支撑功能。

补偿部件5在支撑体4中沿轴向固定在两个燕尾形的接触面10a、10b上，所述接触面构造在最上面的或最下面的环8上。已插入有补偿部件5的支撑体4例如可以通过粘结或者通过卡接借助于设置在支撑体4上的卡锁凸起固定在过滤部件2上。为了沿径向保持液体具有足够的流动能力，在梁7上在环8的高度构造有用作间隔件的梯段。由过滤部件2、支撑体4和补偿部件5构成的装置用两个设置在端侧的端圆盘11a、11b固牢，这些端圆盘可以通过粘接或以其它方式与过滤部件4连接。

下面借助图2来介绍在壳体中处于安装状态下的过滤装置1的工作方式，该壳体由两个在当前情况下相互粘接的壳体部分12a、12b构成。要过滤的液体在当前情况下是水状的尿素溶液，其经由在过滤装置1的壳体顶部12a上的入口13被输入，且经由设置在过滤部件4的上方的入口区域进入到在壳体12a、12b与过滤部件4的外部表皮面之间形成的环形腔14，该环形腔形成过滤装置1的原初侧。在环形腔14中设置有另一环形的圆柱状的由可弹性变形的橡胶材料构成的补偿部件15，该补偿部件贴靠在壳体12a、12b的内壁上。

要清洁的液体沿着径向穿过过滤部件4进入到内腔室3中，该内腔室形成过滤装置1的纯净侧。经过滤的液体穿过沿轴向向上与内腔室3连接的出口区域，并沿径向经由出口16离开过滤装置1。

如果液体在内腔室3的环形间隙6中或者在环形腔14中冻结，则在这种情况下产生的冰压力可以由补偿部件5、15来承受，也就是这些补偿部件弹性地压缩。就图2中所示的设计而言，设置在内腔室3中的内部补偿部件5既沿轴向压缩，又沿径向压缩，而外部补偿部件15仅在径向上压缩，因为它沿着环形腔14的整个轴向长度膨胀。

如由图2也可看到，补偿部件5、15最好充填内腔室3的或环形腔14的容积的大部分（最好大于40%或80%），因为以此方式使得位于那里的液体体积较小，进而使得在液体冻结情况下要容纳的附加的液体体积较小，从而所述液体体积完全能够通过补偿部件5、15的弹性压缩而得到补偿。如果液体接下来出现解冻，补偿部件5、15就会重新充填原先（在未变形状态下）所占据的体积。

不言而喻，支撑体不必像图3a中所示那样构造成一体，而是也可以由两个（或多个）例如沿径向或沿轴向可相互固定的部分件4a、4b组装而成，此点如在图4a-c或图5a-c中所示。部分件4a、4b在此尤其可以形成支撑体4的两个半部，这两个半部相互固定，具体方式为，在补偿部件5已装入到部分件4a、4b之间以后，使得装设在相应的部分件4a、4b上的突起或凸起17与在另一个部分件4b、4a上的相应形状的凹缺或凹槽18相互接合。凸起或相关的凹槽在此可以采用不同的方式来设计，例如设计成圆形或圆柱形（如在图5a、b中）、长形、矩形或方形（如在图4a、b中）或肋形。不言而喻，凸起17也可以是卡锁凸起。也可以采用其它方式例如粘接使得部分件4a、4b不可拆下地相互连接。

Claims (11)

1.一种用于液体过滤的过滤装置（1），包括：

带有用于容纳液体的内腔室（3）的过滤部件（2）；以及由可弹性变形的材料构成的补偿部件（5），用于容纳在液体冻结时增大的液体体积，其特征在于，补偿部件（5）设置在内腔室（3）中，在补偿部件（5）与过滤部件（3）之间形成用于容纳液体的间隙（6）特别是环形间隙。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其中补偿部件（5）在未变形状态下充填内腔室（3）的容积的至少40%，优选至少80%。

3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其中在内腔室（3）中设置有用于支撑过滤部件（2）的支撑体（4）。

4.如权利要求3所述的过滤装置，其中支撑体（4）是管形体，特别为笼形。

5.如权利要求3或4所述的过滤装置，其中特别是一体的支撑体（4）在圆周侧具有至少沿着支撑体（4）的轴向长度的一部分延伸的用于插入补偿部件（5）的开口（9）。

6.如权利要求5所述的过滤装置，其中开口（9）沿径向在小于270°优选小于130°的角度范围内延伸。

7.如权利要求3至6中任一项所述的过滤装置，其中支撑体（4）由至少两个特别是沿轴向或者沿径向相互固定的部分件（4a、4b）组装而成。

8.如权利要求3至7中任一项所述的过滤装置，其中支撑体（4）在至少一个端面上具有用于补偿部件（5）的接触面（10a、10b）。

9.如前述权利要求中任一项所述的过滤装置，还包括：壳体（12a、12b），在该壳体中设置着过滤部件（2）。

10.如权利要求9所述的过滤装置，其中在壳体（12a、12b）与过滤部件（2）之间设置另一由可弹性变形的材料构成的补偿部件（15）。

11.如前述权利要求中任一项所述的过滤装置，其中过滤部件（2）被设计成过滤波纹管。

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