CN103442787A - 一种流体过滤器组 - Google Patents

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Abstract

一种流体过滤器组（40），所述过滤器组包括外壳体（19），所述外壳体具有任何适于接纳至少一过滤膜（16、18）的部分，所述过滤膜平行于壳体（19）的轴线延伸，用于将壳体（19）的内容积划分成两个腔室（28、29），其中第一腔室（28）与待过滤流体的入口导管（12）连通且第二腔室（29）与已过滤流体的出口导管（14）连通。每个过滤膜都设置有至少一压力分配器元件（45、46），所述压力分配器元件容纳于第一腔室（28）内，至少一压力分配器（45、46）将第一腔室（28）的容积轴向划分为两个部分，压力分配器元件由待过滤流体流可通过的材料制成，其中每个过滤膜的压力分配器（45、46）位于各自膜片上的一中间位置且配置为增大过滤芯（16、18）的上游部分上的压差。

Description

一种流体过滤器组
技术领域
本发明涉及一种流体过滤器组。
特别地，所述组可用于过滤例如空气或各种应用中的气体等流体，包括机动车领域中的应用。
背景技术
在内燃机内助燃空气的过滤中，包括有一过滤器组是惯常做法，所述过滤器组包括一壳体，通过一过滤膜将壳体划分为两个部分，所述过滤膜垂直于流动的主方向。在这些系统中，根据容器壳体几何形状的选择，通过过滤膜产生的压降在其整个表面上或多或少算是恒定的。
另一方面，在切向过滤器（即具有一平行于流体流的过滤表面的过滤器）的使用中，沿过滤芯的长度的压差不是恒定的。
在切向过滤器中，一通常为圆柱形的壳体通过一板分为两个部分，所述板垂直于轴线且位于出口导管附近，从该板上设置有至少一圆柱形过滤器，所述过滤器的一轴线平行于壳体的轴线，圆柱形过滤器在其一外表面上切向地接收流体流，并在其穿过过滤芯的膜片之后通过所述板排放。
由于在汽车应用中流体流穿过过滤器组是通过壳体的出口导管吸入的，过滤芯内部产生的低压区倾向于随着流体流逐渐穿过过滤芯的膜片（即朝向接近流体流入口导管的端部的方向）沿过滤芯轴减小。
这意味着由于穿过过滤膜的该区域所产生的压差有时会不足以使空气穿过，接近入口导管的过滤芯的多个部分没有得到极大地利用。
一般来说，这意味着在已知的切向过滤器中仅过滤膜的下游部分对过滤有利用价值。
更详细地，图1显示了如上所述已知类型的轴流式流体过滤器，此处的过滤器10包括一大体为管状的壳体19且提供有待过滤流体的一入口导管12和与入口导管同轴的已过滤流体的一出口导管14，壳体内部提供有平行放置的管状过滤膜16、18，过滤膜在壳体19的纵向方向上延伸且将壳体的内容积分为两个腔室28、29，其中第一腔室28与用于待过滤流体的入口导管12连通且第二腔室29与用于已过滤流体的出口导管14连通。
一穿孔（穿孔21、23）板17包含于壳体19内部，穿孔板上放置有管状过滤膜16、18，以便限定出穿过膜片16、18使流体通过的容积20、22、24。
在这种已知的配置中，管状过滤膜16、18在接近入口导管12的区域处得不到很好地利用，而过滤通常发生于接近出口导管14的膜片16、18的区域34、36内。
因此这些区域会堵塞得更快。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种轴流式过滤器，其可实现损耗负载的最佳分配，从而提高过滤器的工作寿命和性能。
本发明的一个进一步的目的是以一种经济实用的方式达成上述结果。
所述目标通过一流体过滤器组达成，所述过滤器组包括一外壳体，所述外壳体具有任何适于接纳至少一过滤膜的部分，所述过滤膜平行于壳体的轴线延伸，用于将壳体的内容积划分成两个腔室，其中第一腔室与用于待过滤流体的入口导管相连通且第二腔室与用于已过滤流体的出口导管相连通，其中每个过滤膜的至少一压力分配器容纳于第一腔室内，至少一压力分配器元件适配为轴向将第一腔室的容积分为至少两个部分，压力分配器元件由一待过滤流体流可通过的材料制成，其特征在于：每个过滤膜的压力分配器位于各自膜上的一中间位置且配置为在过滤芯的上游部分上增加压差。本发明的该实施例的一个优势是，其能够实现待过滤流体的通道的分配，以便将过滤芯的整个表面都统一地包括在内。
更详细地，其能够使压差沿管状过滤膜的表面均匀地分配。
在本发明的一个优选的实施例中，其具有单个的过滤膜，压力分配装置为环形且定位，以便包络过滤膜的一部分，完全或几乎完全封闭膜片外表面和外壳体之间的空间。
该实施例的优势是在过滤膜表面上简单地安装压力分配器。
在具有至少两个过滤膜的情况下，每个过滤膜都将提供有至少一压力分配器，所述压力分配器具有用于容纳过滤膜的穿孔，以及具有与其它压力分配器和壳体的轮廓互补的外部纵断面。
在本发明的一个优选的方面，压力分配器的外表面与管状壳体的内表面隔开一定距离，以便限定出流体通道。
该实施例的优势是使待过滤流体流的流动减慢，同时又能够将一部分流体引导至过滤膜的较低部分，目的是在过滤膜的整个表面上平均分配压差。
在本发明的一个进一步的方面，压力分配器元件为扁平的且设置为垂直于外壳体的纵向方向。
该实施例的一个优势是分配器元件更有效地发挥其作用，因由于其设置为垂直于过滤膜上游待过滤流体的流动方向。
在本发明的一个进一步的方面，压力分配器由一多孔元件构成，所述多孔元件相对于过滤膜具有更大的渗透率。
该实施例的一个优势是，可选择多孔元件的渗透率，以便根据外壳体和过滤膜的几何形状获得部分在过滤膜上游的表面上且部分在其下游表面上的待过滤流体流量的一个最佳的分配。
附图说明
通过阅读以下由非限制性的实例所提供的说明书，借助于附图中所示的数字，本发明进一步的特点和优势将显现出来。
图1为根据现有技术的轴流式过滤器的截面图；
图2为根据本发明的第一实施例的轴流式过滤器的截面图；
图3为根据本发明的一个进一步的实施例的轴流式过滤器的截面图；
图4为图3的沿IV-IV的截面图。
具体实施方式
图2显示了一轴流式的流体过滤器40，过滤器40包括一大体为管状的壳体19，壳体19提供有一待过滤流体的入口导管12和一已过滤流体的出口导管14。
一穿孔板（在21和23处穿孔）设置在壳体19内部，管状过滤膜16、18位于所述穿孔板上，所述过滤膜16、18平行于壳体19的轴线延伸，并将壳体的内部容积划分为两个腔室28、29，其中第一腔室28与待过滤流体的入口导管12连通且第二腔室29与已过滤流体的出口导管14连通。
待过滤流体因此进入第一腔室28的容积20、22、24，所述容积使流体通过过滤膜。在本发明的一个实施方式中，轴流式过滤器40包括位于腔室28内部的压力分配器45、46。
更详细地，一压力分配器45、46分别位于每个管状过滤膜16、18附近，并拦截待过滤流体流，且位于各自膜片上的中间位置，以便促进流体均匀地通过整个过滤膜。
优选地，压力分配器45、46为半圆形，以便在外部纵向表面的一部分上环绕各自的过滤膜16、18，并位于既与其他分配器又与壳体接触的位置。
优选地，每个压力分配器45、46都设置为关于壳体的纵向延伸方向垂直，并从而垂直于流体流。
进一步地，每个分配器45、46都优选地位于关于过滤器的长度的一限定的中间部分，以便完全封闭流体流动通道（图2）。
通过该机构，在过滤芯16、18的上游部分上保持了一更大的压差，否则就得不到很好的利用。
可替换地（参见图3），压力分配器45、46只能部分封闭容积20、22、24，而留出通道52、54、56供待过滤流体的渗漏。
例如，这可通过将每个压力分配器45、46的外表面与壳体19的内表面隔开一定距离来实现。优选地，压力分配器45、46由具有一渗透率的多孔元件45、46构成，所述渗透率远大于过滤膜16、18的渗透率。这并不会妨碍一部分待过滤流体的通过，以便继续利用分配器45、46下游的膜片16、18的过滤表面。
在每一种情况下，压力分配器45、46都放置于中间位置，以便增大过滤芯16、18上游部分上的压差。
本领域中广泛使用的一种渗透率的衡量标准为弗雷泽渗透率指数（Frazier permeabilityindex），其取的是在0.5英寸水深处的压差，此处的渗透率是根据样本每平方英尺面积上的以立方英尺为单位的空气流的体积来衡量的。
根据本发明的一个实施例，压力分配器45、46的一个可能的弗雷泽渗透率为50ft3/min*ft2（每0.5英寸压差水），相对于过滤膜的10ft3/min*ft2（每0.5英寸压差水）的弗雷泽渗透率。可选择压力分配器45、46的孔隙度以便使分配器45、46还可进一步进行预过滤的任务，这样就能够防止较大颗粒的组分出现在粒子群内。
如果轴流式过滤器只包括一个过滤膜，压力分配器的内径等于其所采用的过滤膜的外径，而外径等于过滤器组的壳体的内径。
可选地，压力分配器的外径可略小于管状壳体的内径，以便为流体留出一环形通道。
显然，在不背离本发明权利要求所述范围的情况下，本领域的技术人员可对本发明的实际应用特性作出各种修改。
特别地，在管状过滤膜的轴向尺寸相当大的情况下，每个单独的过滤膜都可包含多个压力分配器。
有利地，每个膜片上的压力分配器相互之间的距离相等。

Claims (7)

1.一种流体过滤器组（40），所述过滤器组包括外壳体（19），所述外壳体具有任何适于接纳至少一过滤膜（16、18）的部分，所述过滤膜平行于壳体（19）的轴线延伸，用于将壳体（19）的内容积划分成两个腔室（28、29），其中第一腔室（28）与待过滤流体的入口导管（12）连通且第二腔室（29）与已过滤流体的出口导管（14）连通，其中每个过滤膜的至少一压力分配器（45、46）容纳于第一腔室（28）内，所述至少一压力分配器元件（45、46）适于将第一腔室（28）的容积轴向划分为至少两个部分，压力分配器元件由待过滤流体流可通过的材料制成，其特征在于：每个过滤膜的压力分配器（45、46）位于各自膜片上的一中间位置且配置为增大过滤芯（16、18）的上游部分上的压差。
2.根据权利要求1所述的过滤器组（40），其特征在于：每个压力分配器元件（45、46）具有扁平的形状且包括紧密地接纳过滤膜（16、18）的孔，以及具有一外部纵断面，所述外部纵断面与其它压力分配器元件的外部纵断面及壳体的内部纵断面相配合。
3.根据权利要求2所述的过滤器组（40），其特征在于：压力分配器元件（45、46）的外表面与管状壳体（19）的内表面隔开一定距离，以便限定出流体的通道（52、54、55）。
4.根据权利要求2所述的过滤器组（40），其特征在于：压力分配器元件（45、46）关于壳体的纵向方向垂直设置。
5.根据权利要求1所述的过滤器组（40），其特征在于：压力分配器元件（45、46）由一多孔元件构成，所述多孔元件具有大于过滤膜（16、18）的渗透率。
6.根据权利要求5所述的过滤器组（40），其特征在于：选择压力分配器元件（45、46）的孔隙度，以便压力分配器元件（45、46）能够过滤出存在于流体内的较大颗粒的组分。
7.根据权利要求1所述的过滤器组（40），其特征在于：其在管状壳体（19）的内部包括多个管状过滤膜（16、18）、至少与所述多个管状过滤膜（16、18）中的每一个都相连的压力分配器元件（45、46）。
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