CN102753244A - 过滤装置和使用在该过滤装置中的过滤元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于流体的过滤装置，具有过滤壳体（1），在该过滤壳体中能够容纳至少一个限定纵轴线（11）的过滤滤芯形式的过滤元件（9），该过滤元件在至少一个端部上具有端盖（17），该端盖构成用于过滤材料（23、35）的相关的端部边缘的封装部，该端盖能够固定在与过滤壳体（1）的底部部件（5）共同作用的元件容纳部（13）上，以将过滤元件（9）位置固定在该过滤元件的功能位置中，所述元件容纳部构成用于从过滤元件（9）的过滤空腔（19）流出的净化后的流体的流体路径，其特征在于，元件容纳部（13）包含阻断所述流体路径（35）的阀装置（55），并且在过滤元件（9）的能固定在元件容纳部（13）上的端盖（17）上设置控制装置（79、83），所述控制装置在功能位置中打开阀装置（55）。

Description

过滤装置和使用在该过滤装置中的过滤元件

技术领域

本发明涉及一种用于流体的过滤装置，具有过滤壳体，在该过滤壳体中能够容纳至少一个限定纵轴线的过滤滤芯形式的过滤元件，该过滤元件在至少一个端部上具有端盖，该端盖构成用于过滤材料的相关的端部边缘的封装部，该端盖能够固定在与过滤壳体的底部部件共同作用的元件容纳部上，以将过滤元件位置固定在该过滤元件的功能位置中，所述元件容纳部构成用于从过滤元件的过滤空腔流出的净化后的流体的流体路径。此外，本发明还涉及一种使用在该过滤装置中的过滤元件。

背景技术

上述类型的过滤装置能够以各种不同的结构形式在商业中自由获得。这种过滤装置大规模地用于过滤例如液压油、燃料、润滑剂等的工作流体。在使用过滤装置的流体系统、即液压系统中，该系统的运行安全性在很大程度上取决于系统中的过滤装置的安全功能。换句话说，过滤装置的失效或故障可导致所属系统停止运转或严重受损并由此引起重大经济损失。

DE 10 2006 039 826A1公开一种过滤装置及其部件以及一种用于运行该过滤装置的方法。所述过滤装置具有过滤壳体部件，该过滤壳体部件具有过滤元件并能够可松脱地与另一过滤壳体部件连接，其中设置阀装置，该阀装置在壳体部件彼此连接的状态下释放流体路径并且在壳体部件彼此分开的状态下至少部分地阻断该流体路径。所述阀装置优选具有阀元件，该阀元件可通过两个过滤壳体部件中的至少一个过滤壳体部件的和/或过滤元件的控制部件来操作，尤其是在壳体部件的连接状态下打开阀元件并且在壳体部件彼此分开的状态下至少部分地闭合阀元件。在此，第一过滤壳体部件构成用于容纳过滤元件的过滤钵，第二过滤壳体部件构成具有尤其是流入部和流出部形式的流体接头的过滤钵。在没有过滤元件且阀装置闭合时，液压回路的控制单元发出故障报告和/或关断液压回路。

DE 92 15 351U公开了一种用于过滤流体的过滤装置，其具有：过滤元件；背压阀和与过滤元件和背压阀并联设置的过载阀；用于从消耗器位置输入未过滤的流体的第一连接位置，所述消耗器位置作为流体回路的一部分由流体泵供给；以及在过滤元件和背压阀之间的用于排出过滤后的流体的第二连接位置，其中可借助于与过滤元件并联设置的压差控制阀根据过滤元件上的压差在第二和第三连接位置之间建立连接，所述第三连接位置可连接到流体泵和消耗器位置之间的流体回路上。在此可设置转换阀，该转换阀在没有过滤元件时在第二和第三连接位置之间建立连接。此外可设置用于过滤元件的可移动的元件容纳部，该元件容纳部在过滤元件上的压差的预定阈值小于所需的压差的阈值时克服阀活塞的蓄能器的力而移动到止挡上，以打开压差控制阀。

发明内容

鉴于该问题，本发明的任务是提供一种过滤装置，其特征特别是在于功能安全性。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的全部特征的过滤装置得以解决。

根据权利要求1的特征部分，该过滤装置的重要特征在于：元件容纳部包含阀装置，该阀装置在正常情况下阻断用于净化后的流体的流体途径，但能够通过控制装置打开，所述控制装置位于过滤元件的能固定在元件容纳部上的端盖上。这在两个方面提高该装置的功能安全性。一方面在忘记将过滤元件装入阀壳体中时避免有关系统因疏忽进入运行的危险，因为在这种情况下由于在待使用的过滤元件的端盖上缺少打开阀装置所需的控制装置，所以阀装置保持在阻断位置中。另一尤为重要的安全性方面在于：也只有在使用在能固定在元件容纳部上的端盖上具有适于打开阀装置的控制装置的过滤元件的情况下，该装置才能够运行。

由此不仅避免使用不适于相应的特定应用的过滤元件（该过滤元件不符合现行的确保运行安全性的操作规范，因为该过滤元件例如并未配设于相应的压力级或具有不适合的过滤精度），而且也可避免在可能情况下使用市场上销售的不符合现行的安全性标准的“廉价元件”的危险。

在特别优选的实施例中，为了构成用于净化后的流体的流体路径，元件容纳部具有从壳体底部部件轴向朝处于功能位置中的过滤元件的方向突出的容纳接头，该容纳接头包含所述阀装置。由于与过滤元件构成流体连通的构件同时用作用于阀装置的阀壳体，所以可实现特别简单且紧凑的结构。

在有利的实施方式中，过滤元件的端盖具有螺纹接头，该螺纹接头在过滤过程中构成离开过滤元件的构成净化侧的过滤空腔的流体出口并能够与容纳接头旋紧，其中作为用于阀装置的控制装置，在螺纹接头上设置控制体，在与容纳接头的旋紧过程中所述控制体使阀装置打开。通过使过滤元件的端盖的固定借助于与元件容纳部的旋紧来实现，基于在旋紧时产生的轴向力为控制体提供用于打开阀装置的高操作力，由此能够可靠地操作阀装置，尽管阀装置以相对高的闭合力偏压到阻断位置中。

在阀装置的设计方面，可这样规定：阀装置具有在容纳接头的内壁上突出的环形体，该环形体构成用于轴向可移动的阀体的阀座，所述阀体被弹簧装置朝端盖的方向偏压到阻断位置中。

在阀装置的这种设计下，控制体可在螺纹接头上构成轴向的突出部，该突出部在旋紧时加载阀体并使阀体克服弹簧装置的力从阻断位置移开。这种设计的特征在于：无论是过滤元件的螺纹接头还是元件容纳部的设计都特别简单且成本低廉。

在有利的实施例中，阀装置可具有在容纳接头的内壁上突出的环形体，该环形体构成用于板状的阀体的阀座。这种板阀形式的阀装置可成本低廉地制造。

但元件容纳部的容纳接头作为阀壳体也同样适于设有具有轴向的流体通过口的阀芯的滑阀，其中容纳接头具有在阻断位置中封闭阀芯的流体通过口的端板。

在阀装置设计为板阀或滑阀时，可在面向底部部件的端部区域上在容纳接头中设置具有流体通过口的弹簧座圈，用于支撑压力弹簧装置，所述压力弹簧装置在另一侧支撑在阀体上，其中弹簧座圈可具有中央的朝阀体的方向突出的空心销，该空心销构成用于包围该空心销的螺旋弹簧装置的引导装置。

为了以简单的方式提供为阀装置所追求的高闭合力，螺旋弹簧装置可由包括两个彼此同轴设置的螺旋弹簧的弹簧组构成。

在此所考虑的类型的过滤装置可配有污染指示器，该污染指示器在过滤壳体的未处理侧上的动压头超过预定的阈值时产生指示信号。由于在旋紧螺纹接头与容纳接头的过程中为控制体提供用于操作阀装置的高操作力，因此提供有利的可能性来这样高地确定阀装置的弹簧装置的闭合力，使得即使在沿打开方向作用在密封体上的流体压力大于产生指示信号的阈值时，阀装置也保持在阻断位置中。由此以特别有利的方式实现污染指示器的多功能。一方面以常见的方式提供指示信号，该指示信号在由于被污染的过滤元件的耗尽而引起动压头升高的情况下提供过滤元件的必要的更换过程的信号。另一方面，在根据本发明设置的由弹簧装置产生的用于阀装置的高闭合力下，在尝试在因疏忽而未装入过滤元件或者尽管具有装入的过滤元件但其却不合适的情况下运行装置时，也发出指示信号，因为由于根据本发明设置的阀装置的阻断特性在阀装置打开之前形成触发污染指示器信号的动压头。

本发明的主题也涉及使用在根据权利要求1至13之一的过滤元件中的过滤元件，其中该过滤元件具有在权利要求14中给出的特征。

附图说明

下面借助附图所示实施例详细说明本发明。在附图中：

图1为根据现有技术的过滤装置的纵剖视图；

图2为根据本发明的过滤装置的实施例的纵剖视图，其中示出适于使用的过滤元件在过滤壳体中处于功能位置中的状态；

图3为图2的实施例的底侧区域的截断的相对于图2放大示出的纵剖视图；

图4为仅该实施例的容纳接头的类似于图3的比例的剖开示出的透视斜视图；

图5为设置使用在根据本发明的过滤装置中的过滤元件的端部区段的截断的、示意性简化的、局部剖开显示的透视斜视图；

图6为类似于图3的剖视图，但示出第二种实施例以及适于使用的过滤元件尚未完全装入功能位置中的状态；

图7为类似于图4的视图，但示出第二种实施例的容纳接头；

图8为对应于图7的视图，但示出容纳接头的阀装置处于打开状态下；并且

图9为使用在过滤装置的第二实施例中的过滤元件的端部区段的对应于图5的且与之相比以放大比例示出的视图。

具体实施方式

图1所示的常见类型的具有整体由附图标记1标记的空心圆柱形的过滤壳体的过滤装置具有彼此旋紧的主体部件3和底部部件5。主体部件3的与底部部件5相对的上端部可由旋紧的壳体盖7封闭。在壳体1中可容纳整体由附图标记9标记的与壳体1的纵轴线11同轴的过滤元件。为了定位和位置固定，在底部部件5上设有空心体形式的元件容纳部13，为了定位过滤元件9，该空心体的面向过滤元件9的上圆周边缘与连接接头15共同作用以形成密封部14，所述连接接头位于过滤元件9的面向底部部件5的端盖17上。连接接头15与过滤元件9内的内部的过滤空腔19构成流体连通，所述过滤空腔在过滤过程中构成净化侧。经由连接接头15从净化侧流出的净化后的流体流过元件容纳部13，并可经由以常规方式保护壳体出口的底部阀21从底部部件5流出。

在图1中过滤元件9构造为二级元件，其中位于过滤元件9外侧的过滤精度较粗的过滤材料23以其外侧邻接在过滤过程中构成未处理侧的外部的壳体腔25并构成预滤器。过滤材料23的下边缘在底侧被端盖17封装。过滤材料23的上边缘被上方的顶盖27封装，在该顶盖上设置旁通阀装置29，该旁通阀装置在预定的未处理侧的压力水平下允许从腔25通流到过滤材料23内侧的预滤腔31中。在过滤元件9的该二级结构中，预滤腔31不直接与端盖17的连接接头15连接，而是在连接接头15的上游设置细滤单元33，该细滤单元具有过滤精度较大的过滤材料35，该过滤材料包围流体可透过的支撑管37，该支撑管通到端盖17的连接接头15并与过滤材料35的下边缘一起安装在端盖17上的连接接头15的外侧上。由此，在过滤过程中构成净化侧的腔19经由连接接头15与元件容纳部13的流体通路连通。

在图1中，壳体底部部件5上的通到未处理侧的腔25的流体入口43位于处于功能位置中的过滤元件9的端盖17附近。作为碰撞保护装置，在端盖17的外侧在过滤元件9的面向入口43的圆周区域中安装保护板45，该保护板在有关的圆周区域中拱形地沿外部的过滤材料23的外侧延伸。收集磁性装置47位于远离流入区域的与流体入口43相对的背流区域中，在该背流区域中形成使流动稳定的污物收集篮46。

下面说明根据本发明的结构方式与图1中根据现有技术的结构方式的不同之处。过滤元件9也构造为二级元件，由此过滤壳体1的内腔如上所示分为连接流体入口43的构成未处理侧的腔25、预滤腔31和构成净化侧的内部的过滤腔19。但与现有技术的重要区别在于：元件容纳部13的结构以及过滤元件9的在功能位置中能固定在元件容纳部上的端盖17的结构。元件容纳部13的设计方面的重要特点在于：元件容纳部具有从壳体底部部件轴向朝过滤元件9的方向突出的容纳接头51，该容纳接头在图4中单独示出并在当前实施例中构成元件容纳部13的附加构件，该附加构件在所示实施例中与元件容纳部13的其余部分通过螺栓连接并构成元件容纳部13的轴向突出部。容纳接头51的内部不仅构成用于从过滤元件9的净化侧流出的流体的流体路径53，而且也构成在正常情况下阻断该流体路径53的阀装置55的阀壳体。所述阀装置具有盘状的密封体57，该密封体通过弹簧力沿轴向运动方向被偏压到在容纳接头51的内壁上突出的环形体59上，该环形体构成用于密封体57的环形的阀座60。为了产生该偏压的弹簧力设置弹簧装置，其包括两个构成弹簧组的彼此同轴设置的螺旋弹簧61和63，各螺旋弹簧在一侧支撑在弹簧座圈65上并且在另一侧支撑在密封体57的下侧。固定在容纳接头中的弹簧座圈65具有中央的朝密封体57的方向突出的空心销57作为用于包围该空心销的螺旋弹簧61和63的引导装置，并具有流体通过口69，这些流体通过口在阀装置55打开的状态下构成流体路径53的延续部。

为了与容纳接头51共同作用，配设的过滤元件9的端盖17如上所述具有特殊的设计，其可由图2、3和5中看出。如图所示，端盖17在搭接容纳接头51外侧的连接部件71（图5）的内部具有同轴突出的螺纹接头73，该螺纹接头设有外螺纹75，该螺纹接头借助于该外螺纹可与容纳接头51的上端部区域上的内螺纹74旋紧，其中位于外螺纹75的起点上的密封装置77形成密封。在螺纹接头53内设有控制装置，在通过旋紧螺纹接头73与容纳接头51而使设置使用的过滤元件9到达功能位置时，所述控制装置控制阀装置55从其正常的阻断位置进入打开位置，如图2和3所示。控制装置具有在螺纹接头53内的采用同轴的突出部79形式的控制体，其中该突出部79构成具有流体通过口81（图5）的空心体，在该空心体的面向密封体57的端部上设有球83，该球在螺纹接头73与容纳接头51旋紧时将旋紧力作为调节力传递到密封体57的凹入的球座85上，以便使密封体克服螺旋弹簧61、63的力从环形体59上的阀座60上抬起，从而产生图2和3所示的运行状态，在该运行状态下通过元件容纳部13的流体路径53打开。

由于过滤元件9和元件容纳部13之间的连接通过旋紧过滤元件9的端盖17的螺纹接头73与元件容纳部13的容纳接头51来实现，所以在旋入螺纹接头73时为用于操作阀装置55的控制装置提供高操作力，该操作力通过球83使密封体57克服闭合力运动。由此能够这样设计由螺旋弹簧61和63构成的弹簧组，使得即使在容纳接头51内存在试图打开阀装置55的高压差时，密封体57也可保持在阻断位置中。因此不仅确保过滤装置在因疏忽未将过滤元件9装入过滤壳体1中的情况下可运行，因为运行的系统压力不足以打开阀装置55，而且也提供了一种有利的可能性，即结合通常在这种过滤装置中设置的污染指示器87产生指示信号。图2示出这种位于过滤壳体1的底部部件5上的污染指示器87，其基于通到未处理侧25的通道89和通到周围环境的通道91之间的预定压差产生电指示信号。该产生信号的预定压差这样选择，使得在流体入口43上的动压头升高时发出信号，这种升高对应于过滤元件9这样的污染状态，即在该状态下需更换过滤元件9。由于上述用于打开阀装置55的高操作力，可这样选择阀装置55的弹簧偏压，使得即使在出现污染指示器87响应的压差时，阀装置55仍保持阻断。因此通过阀装置55不仅避免装置在未装入过滤元件9或装入“错误的”不具有打开阀装置55的控制装置的过滤元件的情况下运行，而且通过污染指示器87为这种不允许的运行状态发出信号，这构成污染指示器的附加功能。

图6至9所示的第二种实施例与第一种实施例的不同之处在于，阀装置55并非设计为板阀的形式，而是滑阀的形式。与第一种实施例一样，元件容纳部13的容纳接头51构成阀壳体，该阀壳体用于位于其中的采用阀芯58形式的阀体。由图7和8可看出滑阀的详细细节。图9示出过滤元件9的端盖17上的螺纹接头73的相对于图5改变的设计。与上述实施例不同，螺纹接头73具有内螺纹74，与此相对，元件容纳部13上的容纳接头51设有外螺纹75。如上所述，在螺纹接头73的内部设有具有端部球83的采用突出部79形式的轴向突出的控制体，流体通过口81位于所述端部球上。与所述第一种实施例不同，容纳接头51在面向过滤元件9的端部上并不是打开的，而是具有端板70，当阀装置55处于打开的状态下时，在所述端板下方流体入口72允许流体进入到容纳接头51的内部，如图8所示，阀芯58克服弹簧61的力移动。为了在与螺纹接头73上的突出部79的共同作用下的移动运动，阀芯58具有穿过端板70的杆76。图7示出滑阀的阻断位置，在该位置中，阀芯58的闭合棱边78贴靠在端板70的内侧上，由此流体不能通过侧向的入口72进入。在旋紧适合的过滤元件9与容纳接头51时，阀芯58从端板70上移开，这在图8中示出，通过入口72进入的流体经过阀芯58的流体通过口64进入容纳接头51的内部，从而阀装置55打开。

Claims (14)

1.一种用于流体的过滤装置，具有过滤壳体（1），在该过滤壳体中能够容纳至少一个限定纵轴线（11）的过滤滤芯形式的过滤元件（9），该过滤元件在至少一个端部上具有端盖（17），该端盖构成用于过滤材料（23、35）的相关的端部边缘的封装部，该端盖能够固定在与过滤壳体（1）的底部部件（5）共同作用的元件容纳部（13）上，以将过滤元件（9）位置固定在该过滤元件的功能位置中，所述元件容纳部构成用于从过滤元件（9）的过滤空腔（19）流出的净化后的流体的流体路径，

其特征在于，元件容纳部（13）包含阻断所述流体路径（35）的阀装置（55），并且在过滤元件（9）的能固定在元件容纳部（13）上的端盖（17）上设置控制装置（79、83），所述控制装置在功能位置中打开阀装置（55）。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，为了构成用于净化后的流体的流体路径（53），元件容纳部（13）具有从壳体底部部件（5）轴向朝处于功能位置中的过滤元件（9）的方向突出的容纳接头（51），该容纳接头包含所述阀装置（55）。

3.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，端盖（17）具有螺纹接头（73），该螺纹接头在过滤过程中构成离开过滤元件（9）的构成净化侧的过滤空腔（19）的流体出口并能够与容纳接头（51）旋紧，并且作为用于阀装置（55）的控制装置，在螺纹接头（73）上设置控制体（79、83），在与容纳接头（51）的旋紧过程中所述控制体使阀装置（55）打开。

4.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，阀装置（55）具有在容纳接头（51）的内壁上轴向可移动的阀体（57、58），所述阀体被弹簧装置（61、63）朝端盖（17）的方向偏压到阻断位置中。

5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，控制体在螺纹接头（73）上构成轴向的突出部（79），该突出部在旋紧时加载阀体（57、58）并使阀体克服弹簧装置（61、63）的力从阻断位置移开。

6.根据权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，阀装置（55）具有在容纳接头（51）的内壁上突出的环形体（59），该环形体构成用于板状的阀体（57）的阀座（60）。

7.根据权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，螺纹接头（73）设有外螺纹（75）并能够与位于容纳接头（51）中的内螺纹（74）旋紧。

8.根据权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，阀装置（55）的阀体由具有轴向的流体通过口（64）的阀芯（58）构成，并且容纳接头（51）具有在阻断位置中封闭阀芯（58）的流体通过口（64）的端板（70）。

9.根据权利要求8所述的过滤装置，其特征在于，端盖（17）的螺纹接头（73）设有内螺纹（74）并能够与位于容纳接头（51）上的外螺纹（75）旋紧。

10.根据权利要求4至9之一所述的过滤装置，其特征在于，阀装置（55）具有在面向壳体底部部件（5）的端部区域上固定在容纳接头（51）中的、具有流体通过口（69）的、用于支撑压力弹簧装置（61、63）的弹簧座圈（65），所述压力弹簧装置在另一侧支撑在阀体（57、58）上。

11.根据权利要求10所述的过滤装置，其特征在于，弹簧座圈（65）具有中央的朝阀体（57）的方向突出的空心销（67），该空心销构成用于包围该空心销的螺旋弹簧装置（61、63）的引导装置。

12.根据权利要求10或11所述的过滤装置，其特征在于，螺旋弹簧装置由包括两个彼此同轴设置的螺旋弹簧（61、63）的弹簧组构成。

13.根据权利要求4至12之一所述的过滤装置，其特征在于，该过滤装置具有污染指示器（87），该污染指示器在过滤壳体（1）的未处理侧（25）上的动压头超过预定的阈值时产生指示信号，并且这样确定阀装置（55）的弹簧装置（61、63）的闭合力，使得在沿打开方向作用在密封体（57）上的流体压力大于产生指示信号的阈值时，阀装置保持在阻断位置中。

14.一种使用在根据权利要求1至13之一所述的过滤装置中的过滤元件（9），该过滤元件在至少一个端部上具有端盖（17），该端盖构成用于过滤材料（23、35）的相关的端部边缘的封装部，该端盖能够固定在与有关的过滤壳体（1）的底部部件（5）共同作用的元件容纳部（13）上，以将过滤元件（9）位置固定在功能位置中，

其特征在于，端盖（17）具有轴向突出的螺纹接头（73），该螺纹接头在过滤过程中构成离开构成净化侧的过滤空腔（19）的流体出口，能够与元件容纳部（13）旋紧，并设有控制装置（79、83），所述控制装置在旋紧过程中使阀装置（55）打开，所述阀装置在正常情况下阻断通过元件容纳部（13）的流体路径（53）。

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