CN103842049A - 用于滤筒的歧管元件 - Google Patents

Abstract

一种用于滤筒（200）的歧管元件（210），包括设置有内部容积（220）和多个与所述内部容积连通的接入端口（225,230）的成形壳体（215），其中有多个第一接入端口（225）和至少一个第二接入端口（230），每个所述第一接入端口（225）用于与相应的过滤材料元件（205）连接，以支撑该过滤材料元件并被其阻塞。

Description

用于滤筒的歧管元件

技术领域

本发明通常涉及过滤流体，特别机动车液的过滤，具体的包括过滤由内燃机带入的空气。

背景技术

众所周知，内燃机带入的空气通常经受过滤阶段，旨在去除悬浮的固体颗粒，特别是各种类型的灰尘，以防止灰尘到达发动机的燃烧室。该过滤阶段通常通过特殊的过滤组件进行，该过滤组件沿着内燃机的进气管道定位，位于涡轮增压机（如果存在）的进气歧管的上游。

该过滤组件通常包括外壳，通常指的是过滤箱，设置有用于待过滤的空气的入口和用于过滤后的空气的出口，滤筒容纳于所述过滤箱内，用于过滤从所述入口朝出口流动的空气。该滤筒包括至少一个过滤材料元件，例如基于纤维素或聚合物材料，以及用于支撑所述过滤材料元件的至少一个板。该支撑板挂在过滤箱上，从而该过滤材料元件适于将其内部容积划分为两个独立的室，其中第一室与入口连通，第二室与出口连通。从而，从过滤箱的入口朝出口流动的空气被迫穿过该过滤材料元件，该过滤材料元件截留住悬浮的固体颗粒。鉴于该固体颗粒将逐渐阻塞该过滤材料元件，通常设置为该滤筒可以从过滤箱中移出，以当过滤材料元件被完全阻塞时更换滤筒。

这种过滤组件的一个主要的要求依赖于提供高积累能力的滤筒，即在被阻塞前能够截留大量的固体颗粒，从而保证较高的使用寿命，降低更换干预。

为了解决这些问题，滤筒包括多个过滤材料元件，这些过滤材料元件设置为由从过滤箱的入口朝出口流动的空气平行穿过。考虑到使用相同的过滤材料，这些滤筒实际上揭示了明显增加空气可以通过的过滤表面的优点，从而可以在该过滤表面上积累悬浮的固体颗粒。

虽然在积累能力方面具有优点，但是这种类型的滤筒具有难以安装且非常复杂的缺陷。安装困难的缺点在于，这使得当滤筒被阻塞时更换滤筒的干预很困难且缓慢，从而增加了成本。大的整体尺寸是不利的，这增加了过滤组件的整体尺寸，相反的，过滤组件通常应该尺寸小和/或满足汽车制造商根据车辆发动机舱内的全部部件的体积分布创建的精确的尺寸和几何要求。

发明内容

本发明的目的在于通过简单、合理、廉价的方案来克服或者至少大大降低上述现有技术的缺点。

在独立权利要求中指出的发明的特征实现了这些目的。从属权利要求描述了优选的发明和/或发明的特别有利的方面。

具体地，本发明的实施例提供用于滤筒的歧管元件，该歧管元件包括设置有内部容积和与所述内部容积连通的多个接入端口的成形壳体（shaped shell），其中有多个第一接入端口和至少一个第二接入端口，每个所述第一接入端口适于与相应的过滤材料连接，以支撑过滤材料并被其阻塞。

根据流体将要穿过过滤材料元件的方向，所述歧管元件的第一接入端口可以作为待过滤的流体的入口，第二接入端口可以作为过滤后的流体的出口，反之亦然。

由于上面描述的特征，本发明提供用于滤筒的部件，该部件适于支撑过滤材料元件，并收集和输送穿过该滤筒的流体。因此，所述部件简化了滤筒相对于相应的过滤箱的安装和移除，因为它作为常见的支撑件，使得通过单一的操作同时安装/拆卸所有的过滤材料元件，并进一步使得更好的利用过滤箱内的空间。事实上，该过滤材料元件的位置将不再严格地约束在该过滤箱的入口和出口位置，因为本发明的歧管元件可以塑形为配件。

关于这点，本发明一方面在于成形壳体的第二接入端口可以具有相对于第一接入端口的中心轴线倾斜的中心轴线，也可以彼此平行。

因此，该过滤材料元件可以有利地根据相对于流体的入口和/或出口的倾斜角度，定位于过滤箱内，从而最好地利用可用空间。

根据本发明的另一方面，该歧管元件可以包括围绕在第二接入端口周围的环形垫片。

因此，无论该第二接入端口设置为与过滤箱的入口或出口连接，所述环形垫片都可有利地保证这种连接的气密性密封，从而迫使全部的流体贯穿该过滤材料元件。此外，假定该环形垫片连接至该歧管元件，那么这种方案使得滤筒在过滤箱内的安装变得更容易和快捷，同时保证每次更换滤筒时更换该环形垫片。

本发明一方面提供该环形垫片可以与该成形壳体是一体的，例如通过共同成型工艺制成。

该方案具有在安装歧管元件，以及安装滤筒的过程中，减少所需安装的部件数目的优点。但是，应该指出的是，该垫片也可以是相对于该成形壳体的单独主体。

根据本发明的另一方面，该成形壳体设置有钩子装置，其适于与设置在相对的过滤箱内的相应的支撑装置进行卡扣连接，即适于容纳滤筒的外壳。

该方案具有使滤筒相对于过滤箱的安装和拆卸简单和快捷。

本发明的一方面具体地提供，所述钩子装置包括至少一对弹性翅片，该一对弹性翅片位于相对于该第二接入端口的中心轴径向相对的两侧，该一对弹性翅片设置为能够相对于所述中心轴在径向弯曲，并分别设置有至少一个径向向外突出的齿。

本发明的该方面具有一个优点，即为了在歧管元件和相对的过滤箱之间设置卡扣配合提供特别简单和可靠的方案。

本发明的另一方面在于所述弹性翅片和相应突出的齿设置为与支撑元件在预定连接位置通过所述歧管元件的运动进行卡扣配合，从而通过该歧管元件在垂直于所述连接方向上的相对运动，释放所述连接。

根据本发明的另一方面，所述歧管元件可以包括手柄。

所述手柄具有的优点在于，它可以被操作者抓握，以便于将滤筒挂至过滤箱或者将其从过滤箱移除。

此外，本发明提供滤筒，该滤筒包括上述歧管元件和多个过滤材料元件，每个过滤材料元件连接至所述成形壳体的一个相应的第一接入端口，从而阻塞它。

本发明的该实施例基本可以获得此前描述的相同的优点，具体地可简化滤筒的安装，改善过滤箱内部空间的利用。

根据本发明的一个方面，每个所述过滤材料元件具有带有封闭末端的管状形状。

过滤材料元件的这种结构具有在相对小的尺寸的情况下提供较大的过滤表面的优点，以及除该歧管元件之外，不需要其他元件支撑过滤元件的优点，从而简化了滤筒的安装，以及在相应过滤箱内的安装。

最后，本发明提供一种过滤组件，该过滤组件包括外壳（过滤箱），该外壳设置有用于待过滤的流体的入口和用于过滤后的流体的出口，上述滤筒设置在所述外壳的内部容积，将其分成两个独立的室，其中第一室与用于待过滤的流体的入口连通，第二室与用于过滤后的流体的出口连通。

本发明的该实施例也基本可以获得前述相同的优点，具体地简化了过滤组件的安装，改善了过滤箱内部空间的利用，从而减小了过滤组件的整体尺寸。

根据本发明的一方面，所述外壳包括用于引入和移出滤筒的可移动的盖子。

该方案具有允许在更换滤筒时不需要拆除整个过滤组件的优点。

根据本发明的一个方面，所述可移动的盖子包括安全装置，该安全装置用于保持所述歧管元件的钩子装置与设置在过滤组件的外壳（过滤箱）内的相应的支撑元件之间的连接。

该方案具有在由于钩子装置或相应的支撑装置的磨损造成的不能再保证二者之间的连接的紧密性时，防止滤筒无意间脱落的优点。

本发明的一方面在于，所述安全装置可以包括至少一对锁定主体，每个锁定主体定位在所述钩子装置的相应的弹性翅片附近，从而防止朝向成形壳体的第二接入端口的中心轴弯曲。

本发明的该方面具有提供简单、可靠的方案，以提供防脱离安全装置的优点。

附图说明

参考附图，通过以下非限制性例子的描述可以清楚本发明进一步的特点和优点。

图1为本发明的过滤组件的透视图。

图2为图1所示的过滤组件去除上盖之后的俯视图。

图3为图2的III-III截面的放大视图。

图4为图3所示的IV-IV截面的放大视图。

图5为图3所示的V-V截面的放大视图。

图6为图1所示的过滤组件的外壳的分解图。

图7为图6所示的去除上盖的外壳的一部分的俯视图。

图8为图7的VIII-VIII截面图。

图9为图7的IX-IX截面图。

图10为图1的过滤组件的滤筒的透视图。

图11为图10的滤筒的一部分的俯视图。

图12为图11的XII-XII截面图。

图13为图11的XIII-XIII截面图。

图14为图13的XIV-XIV截面图。

图15为图14中所示的细节XV的放大视图。

具体实施方式

过滤组件100，用于纯化气流中可能悬浮的固体颗粒，如图1所示。具体地，所述过滤组件100旨在沿着内燃机的进气管道定位，从而过滤吸入发动机燃烧室的助燃空气。

所述过滤组件100包括外壳105，通常为过滤箱，通常可以由塑料材料制成。所述外壳105界定内部容积，并设置有用于待过滤的空气的入口110，和用于已过滤的空气的出口115，二者都与内部容积连通。所述入口110用于与外部环境连通，而所述出口115用于通过进气歧管与发动机的燃烧室连通。

所述外壳105通常为多面体形，在这种情况下是一种扩展的多面体。所述多面体具有下底120和上底125，二者彼此平行且都是四边形，二者通过四个边连接起来，其中两个侧面边130和135面向长度方向，两个端面边140和145横向取向。所述入口110在端面边140处，所述出口115位于相对端面边145处。

如图6所示，所述入口110具有大致矩形的横截面，其具有垂直于端面边140的中心轴X。所述出口115具有大致圆形的横截面，该大致圆形的横截面具有垂直于端面边145的中心轴Y。如图2所示，端面边140和145优选彼此平行，从而出口115的中心轴Y相对于入口110的中心轴X倾斜。

参考图6，所述外壳105包括下部主体150，瓮形，其界定了下底120和四边130,135,140和145。该下部主体150由界定上底125的上盖155闭合。该上盖155通过可释放的固定装置固定至下部主体150，在这种情况下是通过管件系统。因此，上盖155可与该下部主体150分开，以进入所述外壳105的内部容积。

如图7至9所示，在出口115的附近，下部主体150内部设置有薄的平板支架160，每个平板支架从相应的侧边130和135的内表面衍生出来并突出，并且它通过一系列的肋加强。所述支架160彼此共平面，并平行于端面边145，其中出口115位于端面边145。

参考图6，所述上盖155具有源自并从所述上盖155的内表面突出的一对杆165。当所述上盖155固定至下部主体150时，所述杆165在所述外壳105的内部容积内延伸，平行于支架160（见图5）。

如图4所示，所述杆165具有大致的L形横截面，并插入（在平面图中）支架160之间，基本与后者对齐。具体地，每个杆165定位在相应的支架160附近。此外，每个杆165通过相邻的支架160和端面边145保持适当的间隔。所述过滤组件100还包括滤筒200，该滤筒200用于安装至所述外壳105，如图10所示。所述滤筒200大致包括多个过滤元件205和通常用于支撑所述过滤元件205的歧管元件210。

所述过滤元件205通常设置为圆柱形主体。在所示实施例中，每个过滤元件205具体设置为圆柱形筒状主体，在其一端闭合，在相对端敞开。通常地，所述过滤元件205可以由任何透气但能够截留悬浮固体颗粒的多孔材料制成。在所示实施例中，每个过滤元件205利用聚合物纤维的非织造布获得。

所述歧管元件210包括成形壳体215，该成形壳体215由塑料材料制成，例如通过成型工艺。所述成形壳体215界定内部容积220，并设置有与所述内部容积220连通的多个接入端口，其中有四个入口端口225和一个出口端口230（还可以见图11至14）。

每个入口端口225大致构造为圆柱形套筒，在其上同轴头部安装有相应过滤元件205的开口端。因此，每个入口端口225由相对的过滤元件205阻塞，同时支撑后者。所述过滤元件205的开口端可通过粘接，热焊接，或其他能够保证连接的气密性密封的方式稳定地固定至所述入口端口225。或者，所述过滤元件205的开口端可以部分地安装至或者安装入界定相应入口端口225的套筒内。

在所示的实施例中，所述入口端口225全部设置在所述成形壳体215的相同侧，且具有彼此平行的中心轴线Z，从而所述过滤元件205也相互平行且彼此临近。具体地，所述入口端口225成对重叠设置，且略交错（见图12），以保证过滤元件205的安装尽可能紧凑。

所述出口端口230大致在相对于入口端口225的成形壳体215的相对侧，它具有中心轴Q与入口端口225的中心轴Z倾斜的圆形横截面。所述出口端口230的直径大于所述入口端口225的直径，大致等于外壳105的出口115的直径。

所述出口端口230由扁平环形凸缘235界定，该扁平环形凸缘235与成形壳体215为一整体，位于与出口端口230的中心轴Q垂直的平面内。在所述扁平凸缘235的外表面，安装有环形垫片240，完全围绕所述出口端口230。所述环形垫片240优选利用EPDM（乙烯-丙烯二烯单体）制成，但是也可以利用其它通常具有橡胶特性的材料制成。所述环形垫片240可以制成单独的部件，并通过粘合剂、形状连接（shape coupling）或任何其他合适系统固定至所述凸缘235。或者，所述环形垫片240可以是与成形壳体215一体的部件，例如通过共同成型工艺制成。

所述歧管元件210还设置有一对钩翅片245，其与所述成形壳体215为一体形成，且它们从所述扁平凸缘235的外周边缘悬臂式地衍生出。所述钩翅片245彼此相同，并对称地设置在相对于所述出口端口230的中心轴Q的径向相对的侧面。具体地，每个钩翅片245垂直于所述扁平凸缘235取向，并由此朝向入口端口225发展。由于这种结构，所述钩翅片245适于在相对于所述出口端口230的中心轴Q在径向方向弹性弯曲，彼此接近。每个钩翅片还设置有径向向外突出的齿260。所述齿260朝向所述扁平凸缘235逐渐变细，并与相应的钩翅片245的自由末端界定槽口。由所述齿260界定的槽口彼此基本共平面。可以观察到在所述出口端口230的中心轴Q的方向上测量的从环形垫片240的顶部至所述槽口的距离大于所述外壳105的端面145和支架160之间的距离。

更具体地，每个钩翅片245及相应的突出齿260由具有大致的直棱柱形的主体界定，其沿着直的纵轴发展，并垂直于所述出口端口230的中心轴Q。实践中，每个钩翅片245的横截面和相应的突出齿260，相对于相应的纵轴发展，整体长度基本恒定，其具有扁平侧面。每个钩翅片245和相应的突出齿260的纵轴平行于另一个钩翅片245和相应的突出齿260的纵轴，且二者都垂直于所述出口端口230的中心轴Q。

如图15所示，每个齿260大致塑形为楔子，其包括平坦的底面261和平坦的侧面262。该底面261垂直于所述出口端口230的中心轴Q，且它面向过滤元件205，而侧面262横向朝向外部，且它从所述底面261的外边缘朝向凸缘235以及所述出口端口230的中心轴Q倾斜。每个齿260的底面261与另一个齿260的底面261基本共平面。在所示实施例中，每个齿260的底面261悬臂式地从相应的翅片245延伸的平面263突出，相应的翅片245的延伸处朝向所述过滤元件205突出。所述平面263平行于所述出口端口230的中心轴Q，且它径向面对外部。每个钩翅片245的所述平面263平行于另一个钩翅片245的平面263。因此，每个底面261和相应的平面263彼此垂直，它们界定了一个二面角，该二面角界定了前述槽口。

该二面角是完全敞开的，即它仅仅由所述底面261和平面263界定，而在其他所有侧面上是敞开的。

最后，所述歧管元件210包括手柄265，该手柄与所述成形壳体215一体形成，该手柄也源自所述扁平凸缘235的外边缘。操作者可以抓握该手柄265，从而在相对于过滤组件100的外壳105，安装和拆卸所述滤筒200时，简化对滤筒的操控。

关于这点，所述滤筒200的安装需要移开外壳105的上盖155，然后将滤筒200插入下部主体150内。该滤筒200定位为使所述歧管元件210的出口端口230与所述外壳105的出口115对齐，所述扁平凸缘235面对端面边145，每个钩翅片245与相应的支架160对齐。可以观察到，选择所述出口端口230的中心轴Q和所述歧管元件210的入口端口225的中心轴Z之间为倾斜的，从而当滤筒200处于前面所述位置时，所述过滤元件205平行于入口110的中心轴X取向，从而最佳地占据所述外壳105的空间。

在定位阶段之后，移开所述滤筒200，以使所述歧管元件210的扁平凸缘235逐步靠近外壳105的端面边145。这种靠近实际上沿着所述出口端口230的中心轴Q界定的方向发生。在靠近过程中，所述钩翅片245的突出齿260与支架160接触，从而后者逐渐将其推向所述出口端口230的中心轴Q，弹性地弯曲。具体地，所述钩翅片245径向朝向中心轴Q弯曲，支架160的自由边与突出齿260的侧面262滑动接触。当所述突出齿260超过支架160时，所述钩翅片245卡扣返回至其未变形结构，从而防止滤筒200后退。具体地，每个平板支架160的自由边容纳在由相应的钩翅片245的平面261和263界定的二面角或槽口内。从而，所述平面261面向支架160的平面，支架的平面面向外壳105的端面边145，防止所述滤筒200在轴Q的方向上后退。鉴于所述端面边145和支架160之间的距离小于所述突出齿260（即表面261）界定的槽口和环形垫片240之间的距离，当进行卡扣时，所述滤筒200相对于所述外壳105被完全锁紧，所述环形垫片240压紧在所述扁平凸缘235和端面145之间，从而保证所述歧管元件210的出口端口230和所述外壳105的出口115之间连接的气密性。

在结束这个阶段之后，所述外壳105的下部主体150被上盖155关闭。如图4和5所示，通过施加所述上盖155，每个杆165安装在相应的钩翅片245后面，即每个钩翅片245置于相邻的支架160和上盖155的相应的杆165之间。因此，只要所述上盖155保持关闭，所述杆165作为安全装置防止所述钩翅片245弯曲，从而释放所述滤筒200和所述外壳105之间的钩连。关于这点，可以观察到，所述杆165定位为和尺寸设计为直接与相应的钩翅片245接触，或者与后者间隔一定距离，该距离小于由所述突出齿260界定的槽口的尺寸。所述杆165还定位为和尺寸设计为至少略微与所述扁平凸缘235间隔开。从而，所述环形垫片240不会被所述杆165推动，而仅仅被倚靠在所述支架160上的钩翅片245推动抵向所述端面边145。

完成上述组装之后，所述滤筒200将所述外壳105的内部容积分成两个独立的室，其中第一室界定外部的过滤元件205，其与入口110连通，第二室界定内部的过滤元件205和成形壳体215，该第二室通过所述出口端口230与出口115连通。因此，从所述入口110流向所述出口115的空气被迫穿过所述过滤元件205，该过滤元件205截留可能携带的悬浮的固体颗粒。

当所述过滤元件205被完全阻塞时，可以移除所述滤筒200，并用新的滤筒更换原来的。所述滤筒200的移除非常简单，需要移开所述外壳105的上盖155，以同时移除杆165，然后抓握手柄265，并在与所述出口端口230的中心轴Q垂直的方向移动所述滤筒200来将其取出，即通过滑动支架160上的钩翅片245，直至从上部滑落。这种横向滑落是允许的，因为所述钩翅片245的表面261和263界定了敞开的二面角，该二面角不会阻碍所述滤筒200在所述支架160的平面上的滑动。此外，所述钩翅片245的表面263，面向所述平板支架160的直边，还具有仅仅在去除连接和取出所述滤筒200的方向上引导上述滑动的优点。总之，应该观察到，所述过滤组件100的安装也可以按照与上面所述的顺序相反的顺序安装。即，所述出口115也可以作为待过滤的空气的入口，所述入口110也可以作为已过滤的空气的出口。在这种情况下，所述歧管元件210的出口端口230将成为入口端口，而入口端口225将成为出口端口。从而空气可以在向内-向外的径向方向被迫穿过所述过滤元件205。

很明显，在不脱离权利要求所保护的范围内，本领域技术人员可以对所述过滤组件100，所述滤筒200和歧管元件210作出多种技术/应用更改。

参照

100 过滤组件

105 外壳

110 入口

115 出口

120 下底

125 上底

130 侧面边

135侧面边

140 端面边

145端面边

150 下部主体

155 上盖

160 支架

165 杆

200 滤筒

205 过滤元件

210 歧管元件

215 成形壳体

220 内部容积

225 入口端口

230 出口端口

235 扁平凸缘

240 环形垫片

245 钩翅片

260 突出齿

261 底面

262 侧面

263 平面

265 手柄

X 入口中心轴

Y 出口中心轴

Z 入口端口中心轴

Q 出口端口中心轴

Claims (12)

1.一种用于滤筒（200）的歧管元件（210），其特征在于，包括成形壳体（215），该成形壳体设置有内部容积（220）和与所述内部容积（220）连通的多个接入端口（225，230），其中有多个第一接入端口（225）和至少一个第二接入端口（230），每个所述第一接入端口（225）适合与相应的过滤材料元件（205）连接，以支撑该过滤材料元件并被其阻塞，所述成形壳体（215）设置有连接装置（245），所述连接装置适合与设置在用于容纳所述滤筒（200）的外壳（105）内的相应的支撑元件（160）进行卡扣连接，所述连接装置包括一对弹性翅片（245），该一对弹性翅片设置在相对于第二接入端口（230）的中心轴（Q）的径向相对两侧，所述弹性翅片（245）设置为能够相对于所述中心轴（Q）在径向弯曲，且每个弹性翅片设置有至少一个径向向外突出的齿（260）。

2.根据权利要求1所述的歧管元件（210），其特征在于，所述弹性翅片（245）和相应的齿（260）设置为与所述支撑元件（160）在预定的连接方向（Q）上通过相对运动进行卡扣连接，从而能够通过与该连接方向（Q）垂直的方向的相对运动释放该连接。

3.根据权利要求1所述的歧管元件（210），其特征在于，所述成形壳体（215）的所述第二接入端口（230）的中心轴（X）相对于所述第一接入端口（225）的中心轴（Y）倾斜。

4.根据前面任意一项权利要求所述的歧管元件（210），其特征在于，还包括围绕所述第二接入端口（230）的环形垫片（240）。

5.根据权利要求4所述的歧管元件（210），其特征在于，所述环形垫片（240）与所述成形壳体（215）一体形成。

6.根据前面任意一项权利要求所述的歧管元件（210），其特征在于，还包括手柄（265）。

7.一种滤筒（200），其特征在于，包括前面任意一项权利要求所述的歧管元件（210）和多个过滤材料元件（205），每个过滤材料元件与所述成形壳体（215）的一个相应的第一接入端口（225）连接，以将其阻塞。

8.根据权利要求7所述的滤筒（200），其特征在于，每个所述过滤材料元件（205）具有管状封闭的一端。

9.一种过滤组件（100），其特征在于，包括外壳（105），所述外壳设置有用于待过滤的流体的入口（110）和用于已过滤的流体的出口（115），其中所述过滤组件（100）包括权利要求7或8所述的滤筒（200），所述滤筒（200）设置为将所述外壳（105）的内部容积划分为两个独立的室，其中第一室与用于待过滤的流体的入口（110）连通，第二室与用于已过滤的流体的出口（115）连通。

10.根据权利要求9所述的过滤组件（100），其特征在于，所述外壳（105）包括用于引入和移除所述滤筒（200）的可移动的盖子（155）。

11.根据权利要求10所述的过滤组件（100），其特征在于，所述可移动的盖子包括安全装置（165），所述安全装置（165）用于保持所述歧管元件（210）的钩子装置（245）与设置在所述过滤组件（100）的外壳（105）上的支撑元件（160）之间的连接。

12.根据权利要求11所述的过滤组件（100），其特征在于，所述安全装置包括至少一对锁定主体（165），每个锁定主体（165）定位于临近所述钩子装置的相应的弹性翅片（245），以防止该弹性翅片向所述成形壳体（215）的第二接入端口（230）的中心轴（Q）弯曲。

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