CN104338364A - 过滤器的过滤元件、过滤器的多层过滤介质和过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过滤器的过滤元件、过滤器的多层过滤介质(112)和过滤器，其用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液。为了过滤，多层的过滤介质(112)可被流体穿流并且具有至少一个过滤层(132)和至少一个支撑层(134)。该至少一个支撑层(134)设计和/或布置成使得其能够逆着压力支撑过滤介质(112)，压力具有横向或倾斜于流体通过过滤介质(112)的流动方向(26)的压力梯度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液的过滤器的过滤元件，其带有多层的过滤介质，该过滤介质为了过滤可被流体穿流并且具有至少一个过滤层和至少一个支撑层。
此外，本发明涉及一种用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液的过滤器的多层的过滤介质，其为了过滤可被流体穿流并且具有至少一个过滤层和至少一个支撑层。
此外，本发明涉及一种用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液的过滤器，其带有多层的过滤介质，该过滤介质为了过滤可被流体穿流并且具有至少一个过滤层和至少一个支撑层。
背景技术
由文件DE 10 2011 003 585 A1中已知一种用于尿素过滤器的尿素过滤器材料，其带有三个层、即承载层、覆盖层和处于它们之间的过滤层。所有层由聚丙烯、尤其由聚丙烯无纺物来构造。承载层由较稳定的聚丙烯无纺物(其主要确保用于过滤层的支撑功能)构成。而过滤层由体积大的聚丙烯无纺物构成，以借助于合适的孔尺寸保证所期望的过滤效果。覆盖层又应负责使软的过滤层不被机械摩擦破坏。其因此由比较薄的且平滑的聚丙烯无纺物构成。
发明内容
本发明目的在于设计开头所提及的类型的过滤元件、多层的过滤介质和过滤器，在其中/利用其改善使用寿命和/或耐用性。
根据本发明，对于过滤元件该目的由此来实现，即该至少一个支撑层设计和/或布置成使得其能够逆着压力支撑过滤介质，该压力具有横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的压力梯度。
有利地，压力大致指向流体通过过滤介质的流动方向。
有利地，支撑层至少也用于提高过滤介质的固有刚性，以改善其可加工性。例如防止过滤介质在压入熔融的端盘中时弯折。
过滤介质由多个层组成。这些层分别可具有在其过滤性能尤其孔尺寸和/或孔密度、和/或其机械性能尤其压力稳定性和/或形状稳定性和/或固有刚性方面不同的性能。由此，这些层分别可在其功能方面进行优化。由此，在带有相应较小的孔尺寸的过滤层中可省去还附加地使其机械稳定。过滤介质的至少两个层有利地可相互连接。其尤其可面式地相互连接。
根据本发明，该至少一个支撑层设计成使得其也可补偿面积受制的几乎点状的压力负载。其由此也可保护过滤介质的其它层以防单独的压力负载。这样的压力负载具有横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的压力梯度。由此，该至少一个支撑层更好地保护整个过滤介质免于机械负载。由此，该至少一个支撑层也能够逆着在流入侧与流出侧之间的压力差支撑过滤介质，压力差沿着尤其横向或倾斜于流动方向的过滤介质的层的面延展是均匀的。
有利地，该至少一个支撑层相对于霜和/或冰压力可以是稳定的。霜和冰压力可将沿着过滤介质的面延展具有压力梯度的压力负载施加到过滤介质上。由此，如果流体、尤其尿素溶液被冷却到其冰点之下，那么该至少一个支撑层也可可靠地且持久地使过滤介质稳定。
此外，该至少一个支撑层可形成保护以防冰冲击。尤其在低温下、尤其在流体的冰点之下使用过滤元件时可发生，在流体中形成冰颗粒。冰颗粒可近似点状地加载过滤介质。由于冰颗粒的压力可相应地引起较大的压力梯度。
有利地可通过该至少一个支撑层来实现、至少改善过滤介质的固有刚性。以该方式可将过滤介质更简单地带到相应的形状中且保持。过滤介质尤其可被更简单地折叠、尤其打褶。在折叠之后，过滤介质可借助于该至少一个支撑层更好地维持其形状。由于改善的固有刚性，过滤介质可更简单地被与过滤元件的至少一个相应的框架元件、尤其端部体(Endkoerper)、特别是端盘相连接。过滤介质尤其可借助于该至少一个支撑层被与该至少一个框架元件焊接、粘接或以其它类型的方式、尤其机械地相连接。也可考虑将框架元件喷注到过滤介质处。
该至少一个支撑层附加地可具有至少逐段地影响流动的、尤其引导流动的性能。以该方式，可根据该至少一个支撑层在过滤介质中的布置来改善流体到过滤介质中的流入和/或流体从过滤介质中的流出。由此，利用该至少一个支撑层也可改善流体的排导(Drainage)。此外，由此可减小在过滤介质的流入侧与流出侧之间的压力差。
为了逆着带有相应压力梯度的压力实现特别的支撑功能，该至少一个支撑层可具有特别的性能。特别的性能特征尤其可在于特别的结构和/或特别的制造方式和/或特别的材料成分和/或特别的材料性能。
在一有利的实施形式中，至少一个支撑层可具有织物。该至少一个支撑层尤其可由织物构成。通过织物的特别的性能，可改善该至少一个支撑层逆着带有相应压力梯度的压力的特别的支撑功能。织物尤其可承受、传递和/或补偿横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的拉力负载或压力负载。带有织物/或由织物构成的该至少一个支撑层(织物支撑层)的线直径有利地可在大约100μm与大约500μm之间、优选地在大约300μm与大约450μm之间。该至少一个织物支撑层的厚度有利地可在大约300μm与大约900μm之间、优选地在大约500μm与大约800μm之间。该至少一个织物支撑层的单位面积质量有利地可在大约100g/m2与大约300g/m2之间、优选地在大约200g/m2与大约280g/m2之间。
在本发明的意义中过滤介质的层的厚度是其大约在流体通过过滤介质的平均流动方向的方向上的延展。
在另一有利的实施形式中，备选地或附加地至少一个支撑层可具有格栅。有利地，该至少一个支撑层可以是格栅。通过格栅的特别的性能，该至少一个支撑层逆着带有相应压力梯度的压力的特别的支撑功能可被改善。格栅尤其可承受、传递和/或补偿横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的拉力负载或压力负载。带有格栅/由格栅构成的该至少一个支撑层(格栅支撑层)有利地可具有在大约500μm与大约1300μm之间的、优选地在大约700μm与大约1100μm之间的厚度。该至少一个格栅支撑层的单位面积质量大约可在50g/m2与大约250g/m2之间、优选地在大约150g/m2与大约230g/m2之间。
在另一有利的实施形式中，备选地或附加地至少一个支撑层可具有纺粘型无纺物(Spinnvlies)。该至少一个支撑层尤其可由纺粘型无纺物构成。众所周知，纺粘型无纺物也可被称为纺粘物(Spunbond)。通过纺粘型无纺物的特殊性能，该至少一个支撑层逆着带有相应压力梯度的压力的特别的支撑功能可被改善。纺粘型无纺物尤其可承受、传递和/或补偿横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的拉力负载或压力负载。带有纺粘型无纺物/由其构成的该至少一个支撑层(纺粘型无纺物支撑层)的厚度有利地可在300μm与1000μm之间。该至少一个纺粘型无纺物支撑层的单位面积质量有利地可在70g/m2与大约250g/m2之间、优选地在大约100g/m2与大约170g/m2之间。该至少一个纺粘型无纺物支撑层有利地可具有大约在250 l/m2s至大约3000 l/m2s的、优选地在大约500 l/m2s与大约1500 l/m2s之间的空气透过性。该至少一个纺粘型无纺物支撑层的纤维的纤维直径有利地可在大约1μm与大约50μm之间。
备选地或附加地，通过该至少一个支撑层在多层的过滤介质中相对于其它层和/或相对于过滤介质的流入侧和/或流出侧的特别布置方案可实现逆着带有相应的压力梯度的压力的特别的支撑功能。
该至少一个支撑层的特殊性能有利地也可根据该至少一个支撑层在过滤介质中的特别布置来预设，或者反之亦然。该至少一个支撑层的特殊性能和特别布置为了实现过滤元件的最佳过滤性能和/或最佳使用寿命可相应地来组合。
在另一有利的实施形式中，至少一个过滤层可关于流体通过过滤介质的流动布置在至少一个支撑层后面。以该式，该至少一个支撑层可保护该至少一个过滤层免于大的颗粒、尤其冰冲击。此外，该至少一个支撑层可用作用于实际的过滤层的预过滤层。通过利用该至少一个支撑层滤出大颗粒，可使该至少一个过滤层的负载(Beladung)延迟。由此，可增大过滤介质和因此过滤元件的使用寿命。
在另一有利的实施形式中，至少一个支撑层布置在过滤介质的流入侧上。以该方式，该至少一个支撑层可保护过滤介质的所有其它层免于较大的颗粒、尤其免于冰冲击。此外，使在下游的精细的过滤层的负载延迟。该至少一个支撑层有利地可具有影响流动的性能，利用该性能可改善流体到过滤介质中的流入。
在另一有利的实施形式中，至少一个过滤层可关于流体通过过滤介质的流动布置在该至少一个支撑层之前。以该方式，该至少一个过滤层可更好地支撑在该至少一个支撑层处。到该至少一个过滤层上的尤其带有倾斜或横向于流动方向的压力梯度的流体的压力尤其可更均匀地被分配到该至少一个支撑层上。
在另一有利的实施形式中，至少一个支撑层可布置在过滤介质的流出侧上。以该方式，在流体的流动方向上布置在该至少一个支撑层之前的过滤介质的其它层可更好地对该至少一个支撑层支撑。由此可进一步改善在过滤器的运行中过滤元件的稳定性。假如该至少一个支撑层附加地具有影响流动的性能，其可改善流体从过滤介质中的流出。尤其可由此来改善排导，即过滤层被支撑层保持间距并且因此保证流量。
备选地或附加地，有利地至少一个支撑层可作为中间层位于过滤介质的两个其它的、也不同的层之间。以该方式，位于流入侧上的层可对该至少一个支撑层支撑。此外，该至少一个支撑层可用作用于在流动方向上流出侧的层的预过滤器。
优选地，过滤介质的至少一个层、特别是形成过滤介质的流入侧的层、尤其过滤介质的所有层是亲水的。在过滤尿素溶液的情况中，因此得到过滤介质以流体的良好湿润性。
该至少一个过滤层有利地可具有比可在流体、尤其尿素溶液中出现的最小颗粒更小的孔口(Porenoeffnung)。以该方式能够可靠地滤出颗粒。
优选地，过滤层具有梯度结构，也就是说，充填密度在穿流方向上增加。
在另一有利的实施形式中，至少一个过滤层可具有无纺物。例如，可使用由人造纤维(Stapelfaser)构成的无纺物。有利地，该至少一个过滤层可以是无纺物。带有无纺物/由无纺物构成的该至少一个过滤层(无纺物过滤层)可具有在大约400μm与大约1500μm之间的厚度。该至少一个无纺物过滤层的单位面积质量有利地可在大约150g/m2与大约500g/m2之间。该至少一个无纺物过滤层有利地可具有在大约80 l/m2s与大约250 l/m2s之间的空气透过性。该至少一个无纺物过滤层的纤维直径有利地可在大约4μm与大约200μm之间。
在另一有利的实施形式中，备选地或附加地，至少一个过滤层可至少部分地被熔喷。在本发明的意义中，熔喷的介质被称为“熔喷物(Meltblown)”。该至少一个熔喷物过滤层有利地可具有在大约200μm与大约1000μm之间的厚度。该至少一个熔喷物过滤层有利地可具有在大约50g/m2与大约150g/m2之间的单位面积质量。该至少一个熔喷物过滤层有利地可具有在大约80 l/m2s与大约170/m2s之间的空气透过性。有利地，该至少一个熔喷物过滤层的纤维直径可在大约0.1μm与大约15μm之间。
概念熔喷物和纺粘物例如在文件"Vliesstoffe: Rohstoffe, Herstellung, Anwendung, Eigenschaften, Prüfung, 2. Auflage, 2012, Weinheim", ISBN: 978-3-527-31519-2中来定义。
在另一有利的实施形式中，过滤介质可具有至少一个阻断层(Sperrlage)。利用该至少一个阻断层可防止纤维、尤其无纺物纤维从在流体的流动方向上在前的层中从过滤介质中冲出。以该方式，可提高过滤元件的构件清洁性。有利地，该至少一个阻断层可在流体的流动方向上布置在该至少一个过滤层后面。
有利地，该至少一个阻断层可位于过滤介质的流出侧上。以该方式，该至少一个阻断层可捕获流过过滤介质的所有在流动方向上在前的层的或者从其中冲出的颗粒或纤维。由此可进一步改善流出的流体的清洁性。
在另一有利的实施形式中，该至少一个阻断层可具有纺粘型无纺物。有利地，该至少一个阻断层可以是纺粘型无纺物。带有纺粘型无纺物/由其构成的该至少一个阻断层(纺粘型无纺物阻断层)有利地可具有在大约100μm与大约300μm之间的厚度。有利地，该至少一个纺粘型无纺物阻断层可具有在大15g/m2与大约80g/m2之间的单位面积质量。有利地，该至少一个纺粘型无纺物阻断层的空气透过性可在大约250 l/m2s与大约3000 l/m2s之间。有利地，该至少一个纺粘型无纺物阻断层可具有在1μm与50μm之间的纤维直径。
在另一有利的实施形式中，过滤介质可具有至少一个超精过滤层(Feinstfilterlage)。该至少一个超精过滤层有利地可具有比该至少一个过滤层更小的孔尺寸。该至少一个超精过滤层有利地可在流体的流动方向上布置在该至少一个过滤层后面。以该方式可利用该至少一个超精过滤层将能够穿过该至少一个过滤层的最小颗粒从流体中过滤。利用该至少一个过滤层首先可滤出较大的颗粒。它们由此不到达该至少一个超精过滤层。该至少一个超精过滤层的负载由此可被延迟。通过多级过滤可实现分离度的改善。此外可减小对各个层、尤其对该至少一个过滤层的要求。由此可简化对于各个层、尤其该至少一个过滤层的制造过程。此外，通过多级过滤可增加过滤元件的使用寿命。
有利地，该至少一个超精过滤层可布置在过滤介质的流出侧上。以该方式，利用该至少一个超精过滤层还可滤出能够经过流动技术上在前的层的较小的颗粒。
备选地或附加地，至少一个超精过滤层有利地可在流体的流动方向上布置在至少一个支撑层前面。以该方式，该至少一个超精过滤层可支撑在该至少一个支撑层处。
在另一有利的实施形式中，该至少一个超精过滤层可至少部分地被熔喷。该至少一个超精过滤层尤其可以是熔喷物超精过滤层。该至少一个熔喷物超精过滤层有利地可具有在大约100μm与大约500μm之间的厚度。其有利地可具有在大约15g/m2与大约100g/m2之间的单位面积质量。该至少一个熔喷物超精过滤层的空气透过性有利地可处在大约40 l/m2s与大约100 l/m2s之间。该至少一个熔喷物超精过滤层有利地可具有在大约0.1μm与大约15μm之间的纤维直径。
在内燃机、尤其柴油机的领域中，在用于废气处理的系统中应用尿素溶液以减小排放、尤其氮氧化物排放。在此，利用特殊的尿素过滤器来净化尿素溶液。在此去除可能在尿素溶液中存在的颗粒。在将该过滤元件使用在尿素过滤器中时，该至少一个过滤层用于过滤尿素溶液。
尿素溶液可以是尿素水溶液(HWL)和/或其它类型的尤其带有胍(亚氨基尿素)、胍盐或胍酯的尿素溶液。
大量试验表明，尤其用于尿素溶液的过滤介质、过滤元件和过滤器的使用寿命取决于制造过滤介质的材料相关。
有利地，多层的过滤介质可以是全合成的。全合成的过滤介质相对于尿素溶液或其它尤其腐蚀性的流体具有尤其比纤维素更大的抵抗性。利用全合成的过滤介质也可实现长使用寿命构件。
有利地，过滤介质的所有层可由相似的、优选地相同的材料构成。以该方式可简化层之间的和/或层与过滤元件的至少一个框架元件、尤其端部体的连接。
在一有利的实施形式中，过滤介质的层中的至少一个可具有聚酰胺和/或聚丙烯。有利地，过滤介质的层中的至少一个可由聚酰胺(PA)和/或聚丙烯(PP)构成。至少一个支撑层和/或至少一个过滤层和/或至少一个阻断层和/或至少一个超精过滤层尤其可由聚酰胺和/或聚丙烯构成或者具有聚酰胺和/或聚丙烯。优选地，过滤介质的所有层可由聚酰胺和/或聚丙烯构成或者具有聚酰胺和/或聚丙烯。聚酰胺和聚丙烯具有相对于尿素溶液或其它尤其腐蚀性流体的抵抗性，其与纤维素或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)相比更大。因此可增加过滤元件的使用寿命和抵抗性。
代替由聚酰胺和/或聚丙烯构成，过滤介质的至少一个层也可由其它的优选地相对于尿素溶液或其它尤其腐蚀性流体耐抗的聚合物或共聚物构成。
在另一有利的实施形式中，过滤元件可以是空心过滤元件。在空心过滤元件中，多层的过滤介质可至少在周向上闭合地包围过滤元件的空腔。有利地，空心过滤元件可关于元件轴线被从径向内部向径向外部流过。那么，过滤介质的流入侧位于径向内部而流出侧位于径向外部。备选地，空心过滤元件也可被从径向外部向径向内部流过。那么，过滤介质的流入侧位于径向外部而流出侧位于径向内部。
有利地，空心过滤元件可具有圆形过滤元件、椭圆的圆形过滤元件、锥形的圆形过滤元件、椭圆锥形的圆形过滤元件或其它形式的圆形过滤元件。空心过滤元件也可具有有棱角的横截面。
空心过滤元件的在周缘上闭合的过滤介质可在其端面中的至少一个处与端部体、尤其端盘相连接。有利地，可在两个端侧处分别布置有端部体。
有利地，空心过滤元件的至少一个端部体可由也包含在过滤介质中的材料、尤其构成过滤介质的材料构成。以该方式可将过滤介质和该至少一个端部体更简单地相互连接。过滤介质尤其可借助于焊接方法、尤其红外线焊接方法或注塑方法被与该至少一个端部体相连接。
代替借助于焊接，过滤介质也可以以其它方式与该至少一个端部体相连接。过滤介质尤其可与该至少一个端部体相粘接或粘入其中。有利地，用于此的粘合剂相对于流体、尤其尿素溶液或尿素水溶液和/或其它尤其腐蚀性的流体可以是耐抗的。
该至少一个端部体有利地可由聚合物或共聚物构成。该至少一个端部体附加地可具有玻璃纤维份额。以该方式可进一步改善该至少一个端部体的稳定性。附加地或备选地，还可包含至少一个其它类型的填料、尤其滑石粉。填料的份额有利地可小于45%。
有利地，过滤介质可具有聚酰胺或由其构成并且借助于焊接连接与带有聚酰胺、尤其具有直至30%尤其具有大约30%的玻璃纤维份额的聚酰胺6(PA 6 GF30)/由其构成的至少一个端部体相连接。
备选地或附加地，过滤介质可具有聚丙烯或由其构成并且借助于焊接连接与带有聚丙烯、尤其具有直至35%尤其具有大约35%的玻璃纤维份额的聚丙烯(PP GF35)/由其构成的和/或带有具有直至20%尤其带有大约20%的滑石粉份额的聚丙烯(PPT 20)的和/或带有其它类型的共聚物(聚丙烯/聚乙烯)的至少一个端部体相连接。
此外，空心过滤元件可具有至少一个支撑体、尤其中间管和/或支柱和/或加强肋。以该方式可附加地使空心过滤元件稳定。以该方式也可在该至少一个端部体和过滤介质之间实现不同的材料配对。由此，也可将材料相互连接，其直接连接具有尤其比在聚酰胺与聚酰胺、聚丙烯与聚丙烯或者聚酰胺与聚丙烯之间的焊接连接更低的稳定性。有利地，该至少一个支撑体可设计和/或布置成使得空心过滤元件在其元件轴线的方向上、即在纵向上被加强。
有利地，空心过滤元件的过滤介质为了在周缘上闭合可在其相应的边缘处尤其借助于波纹管端缝(Balgendnaht)相连接。波纹管端缝可借助于焊接方法、尤其超声焊接方法和/或粘合连接来实现。备选地，过滤介质的边缘也可形状配合地和/或力配合地尤其与波纹管缝夹(Balgnahtklammer)相互连接。
代替设计为空心过滤元件，过滤元件也可设计为扁平过滤元件。在扁平过滤元件中，过滤介质的边缘不相互连接。
有利地，过滤介质可锯齿形地折叠。利用折叠的过滤介质，与所需的安装体积相比可增大对于过滤有效的面积。在此，折叠部可棱边尖锐地或以柔和的弯曲半径弯曲。在后一情况中，锯齿形的折叠部是波浪形的。有利地，过滤介质的折叠也可旋转地、尤其借助于旋转的轧辊或者借助于刀折叠(Messerfaltung)实现。
用于大于或等于10μm(c)的颗粒的过滤元件的初始分离度可大于80%。对于大于或等于15μm(c)的颗粒的初始分离度可大于92%。对于大于或等于20μm(c)的颗粒，初始分离度可大于97%。对于大于或等于30μm(c)的颗粒的初始分离度可以是100%。过滤元件的初始分离度尤其可根据ISO 19438来定义。
此外，对于多层的过滤介质技术目的由此来实现，即该至少一个支撑层设计和/或布置成使得其能够逆着压力(其具有横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的压力梯度)支撑过滤介质。
以上结合根据本发明的过滤元件及其有利的实施形式所列举的优点和特征相应地适用于根据本发明的多层的过滤介质及其有利的实施形式，并且反之亦然。
此外，对于根据本发明的过滤器技术目的由此来实现，即该至少一个支撑层设计和/或布置成使得其能够逆着压力(其具有横向或倾斜于流体通过过滤介质的流动方向的压力梯度)支撑过滤介质。
以上结合根据本发明的过滤元件和根据本发明的多层的过滤介质及其相应的有利的实施形式所列举的优点和特征相应地适用于根据本发明的过滤器，并且反之亦然。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节从接下来的说明(在其中根据附图来详细阐述本发明的实施例)得出。对于专业人员来说，在附图、说明书和权利要求中相组合地公开的特征适宜地还单独地被观察或综合成另外的有意义的组合。其中：
图1显示了用于机动车的内燃机的尿素溶液的尿素过滤器的过滤元件的等轴图示，其带有根据第一实施例的双层的过滤介质；
图2显示了图1中的过滤元件的横截面；
图3显示了图1和2中的两层的过滤介质的截段；
图4显示了根据第二实施例的三层的过滤介质的截段，该过滤介质可被应用在图1和2中的过滤元件中；
图5显示了根据第三实施例的三层的过滤介质的截段，该过滤介质可被应用在图1和2中的过滤元件中；
图6显示了根据第四实施例的三层的过滤介质的截段，该过滤介质可被应用在图1和2中的过滤元件中；
图7显示了根据第五实施例的三层的过滤元件的截段，该过滤介质可被应用在图1和2中的过滤元件中；
图8显示了根据第六实施例的三层的过滤元件的截段，该过滤介质可被应用在图1和2中的过滤元件中。
在图中相同的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中显示了用于机动车的内燃机的尿素溶液的在其它方面未示出的过滤器的过滤元件10。图2显示了过滤元件10的横截面。
过滤元件10布置在过滤器的其它方面未示出的过滤器壳体中。该过滤器壳体具有用于待过滤的尿素溶液的至少一个入口和用于过滤了的尿素溶液的出口。该过滤器布置在用于尿素溶液的箱中或在其处。
过滤元件10设计为所谓的圆形过滤元件。过滤元件10包括根据第一实施例的多层的过滤介质12。过滤介质12形成过滤波纹管(Filterbalg)16。在图3中显示了过滤介质12的截段。过滤介质12锯齿形地折叠。过滤介质12的折叠借助于旋转的轧辊旋转地实现。如在图2中所示，过滤介质12沿着折叠棱边柔和地弯曲。过滤介质12关于元件轴线14在周缘上闭合。过滤介质12的相应的边缘为了过滤波纹管16在周缘上闭合借助于超声焊接方法密封地相互连接。过滤元件10、尤其过滤波纹管16具有圆形的横截面。
过滤波纹管16在其端侧处与联接端盘18(在图1中在下面)和封闭端盘20(Abschlussendscheibe)(在上面)分别密封地相连接。联接端盘18具有带有用于尿素溶液的通过孔24的联接接管22。在所示的实施例中，通过孔24用作用于尿素溶液的入口。
通过箭头23所示，尿素溶液通过该通过孔24到达过滤波纹管16的元件内腔25中。通过箭头26所示，尿素溶液从元件内腔25从径向内部向径向外部流过过滤介质12并且在那里被过滤。过滤了的尿素溶液到达在过滤波纹管16的在径向上在外面的周缘侧与过滤器壳体的壳体壁的在径向上在里面的周缘侧之间的排出腔中。
过滤介质12的流入侧28面向过滤波纹管16的面向元件内腔25的在径向上在里面的周缘侧。过滤介质12的流入侧28也可被称为“原始侧”或“污物侧”。过滤介质12的流出侧30面向过滤波纹管16的背对元件内腔25的在径向上在外面的周缘侧。
过滤波纹管16的端侧分别与端盘20和22密封地连接。密封的连接借助于红外线焊接过程来实现。端盘20和22由与过滤介质12相似的、优选地相同的材料构成。其优选地由聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)或共聚物、例如聚丙烯/聚乙烯(PP/PE)构成。
为了提高强度，端盘20和22附加地可具有玻璃纤维份额和/或其它填料、例如滑石粉。玻璃纤维份额可直至45%。如果过滤介质12具有聚酰胺，端盘20和22例如可由带有30%的玻璃纤维份额的PA 6 GF30构成。如果过滤介质12具有聚丙烯，端盘20和22例如可由带有35%的玻璃纤维份额的PP GF35、PPT 20或共聚物构成。
过滤元件10对于大于或等于10μm(c)颗粒总体上具有多于80%的初始分离度。对于大于或等于15μm(c)的颗粒，初始分离度大于92%。对于大于或等于20μm(c)的颗粒，初始分离度大于97%。对于大于或等于30μm(c)的颗粒，初始分离度是100%。优选地根据ISO 19438实现初始分离度的定义。
过滤介质12是两层的。其关于流动26在上游具有过滤层32。过滤层32根据熔喷方法制成。其因此以下被称为熔喷物过滤层32。熔喷物过滤层32用于滤出可能包含在尿素溶液中的颗粒。其形成流入侧28。
在图3中通过双箭头36所示，熔喷物过滤层32的厚度在大约200μm与大约1000μm之间。熔喷物过滤层32的单位面积质量在50g/m2至150g/m2之间。熔喷物过滤层32具有在大约80 l/m2s与大约170 l/m2s之间的空气透过性。熔喷物过滤层32具有在0.1μm与15μm之间的纤维直径。熔喷物过滤层32由聚酰胺或聚丙烯或聚酰胺和聚丙烯的混合物构成。
在流动26的方向上在过滤层32之后，过滤介质12具有支撑层34。支撑层34在该实施例中由下面进一步详细阐述的纺粘型无纺物(纺粘型织物)构成。其因此以下被称为纺粘型无纺物支撑层34。纺粘型无纺物支撑层34面式地与过滤层32相连接。
纺粘型无纺物支撑层34形成过滤介质12的流出侧30。在过滤元件10的运行中，纺粘型无纺物支撑层34满足对于过滤层32的支撑功能。过滤层32可对着纺粘型无纺物支撑层34支撑。纺粘型无纺物支撑层34还逆着压力(其具有横向或倾斜于尿素溶液通过过滤介质12的流动26的方向的压力梯度)支撑过滤介质12。压力通常指向流动26的方向。带有这样的压力梯度的压力例如是面式限制的压力。其例如可由冰冲击(Eisschlag)引起。冰冲击例如可在低于尿素的凝固点的温度下产生。此外，纺粘型无纺物支撑层34有助于过滤介质12和过滤元件10的普遍稳定性。由此，纺粘型无纺物支撑层34例如补偿由于尿素溶液的变差的可流动性引起的压力提高。纺粘型无纺物支撑层34此外提高过滤介质12的刚性。其改善过滤介质12的强度。纺粘型无纺物支撑层34有助于获得过滤介质12的折叠。此外，纺粘型无纺物支撑层34提高过滤介质12的固有刚性。由此可使与端盘20和22的连接过程简化。
纺粘型无纺物支撑层34的厚度在图3中通过双箭头38示出。纺粘型无纺物支撑层34的厚度38在300μm与1000μm之间。纺粘型无纺物支撑层34的单位面积质量在100g/m2与170g/m2之间。纺粘型无纺物支撑层34具有在500 l/m2s与1500 l/m2s之间的空气透过性。纺粘型无纺物支撑层34具有在1μm至50μm之间的纤维直径。纺粘型无纺物支撑层34由与熔喷物过滤层32相同的材料构成。
在图4中显示了根据第二实施例的过滤介质112，其可被应用在过滤元件10中。与图3中的第一实施例相区别，在第二实施例中，支撑层134实现为格栅。支撑层134下面被称为格栅支撑层134。格栅支撑层134具有在700μm与大约1100μm之间的厚度38。格栅支撑层134的单位面积质量在大约150g/m2与大约230g/m2之间。格栅支撑层134可由聚酰胺、聚丙烯或共聚物构成。在其它方面，格栅支撑层134满足与在图3中的第三实施例中的纺粘型无纺物支撑层34类似的功能。
此外，与图3中的第一实施例相区别，代替熔喷物过滤层32设置有由无纺物构成的过滤层132。由无纺物构成的过滤层132下面被称为无纺物过滤层132。无纺物过滤层132的厚度36在400μm与1500μm之间。无纺物过滤层132的单位面积质量在150g/m2与500g/m2之间。无纺物过滤层132具有在80 l/m2s与250 l/m2s之间的空气透过性。无纺物过滤层132的纤维直径在4μm与大约200μm之间。无纺物过滤层132由与过滤介质112的格栅支撑层134相同的材料构成。在其它方面，无纺物过滤层132满足与在图3中的第一实施例中的熔喷物过滤层32类似的功能。
在无纺物过滤层132与格栅支撑层134之间，附加地设置有阻断层40。阻断层40布置在无纺物过滤层132下游。利用阻断层40来滤出无纺物纤维从无纺物过滤层132中的可能的冲出物(Ausschwemmung)。
阻断层40由纺粘型无纺构成。阻断层40的厚度在图4中以双箭头42来表示。组断层40的厚度42在100μm与300μm之间。阻断层40具有在15g/m2与80g/m2之间的单位面积质量。阻断层40的空气透过性在250 l/m2s与3000 l/m2s之间。阻断层40的纤维直径在1μm与50μm之间。阻断层40由与过滤介质112的无纺物过滤层132和格栅支撑层134相同的材料构成。
在图5中示出根据第三实施例的过滤介质212，其可被应用在过滤元件10中。与图4中的第二实施例相区别，代替阻断层40设置有超精过滤层44。
超精过滤层44根据熔喷方法制成。超精过滤层44可被称为熔喷物层。超精过滤层44的孔尺寸小于无纺物过滤层132的孔尺寸。超精过滤层44作为精滤器起作用，利用其可比利用无纺物过滤层132滤出更小的颗粒。超精过滤层44具有在100μm与500μm之间的厚度46。超精过滤层44具有在15g/m2与100g/m2之间的单位面积质量。超精过滤层44的空气透过性在40 l/m2s与100 l/m2s之间。超精过滤层44的纤维直径在0.1μm与15μm之间。超精过滤层44由与过滤介质212的无纺物过滤层132和格栅支撑层134相同的材料构成。其可由聚酰胺、聚丙烯或共聚物构成。
在图6至8中示出过滤介质312、412和512的第四、第五和第六实施例，其可被应用在图1和2中的过滤元件10中，其中，通过过滤元件10使尿素溶液的流动方向倒转。在该情况中，代替从径向内部向径向外部，尿素溶液从径向外部向径向内部流动。
在根据图6的第四实施例中，纺粘型无纺物支撑层34位于过滤介质312的流入侧28上。纺粘型无纺物支撑层34具有上面结合根据图3的第一实施例所列举的性能。对于尿素溶液可被冷却到冰点以下且可能形成冰颗粒的情况，在过滤介质312的流入侧28上的纺粘型无纺物支撑层34用作保护免于冰冲击。
阻断层40位于过滤介质312的流出侧30上。阻断层40具有上面结合根据图4的第二实施例所列举的性能和相似的功能。
熔喷物过滤层32布置在阻断层40与纺粘型无纺物支撑层34之间。熔喷物过滤层32具有上面结合根据图3的第一实施例所列举的性能和相似的功能。
过滤介质312的纺粘型无纺物支撑层34、阻断层40和熔喷物过滤层32由相同的材料构成。其由聚酰胺或聚丙烯或共聚物构成。
在图7中所示的第五实施例中，格栅支撑层134布置在过滤介质412的流入侧28上。格栅支撑层134具有上面结合根据图4的第二实施例所列举的性能和相似的功能。
无纺物过滤层132位于格栅支撑层134与阻断层40之间。无纺物过滤层132具有上面结合根据图4的第二实施例所列举的性能和相似的功能。
阻断层40位于过滤介质412的流出侧30上。阻断层40具有上面结合根据图4的第二实施例所列举的性能和相似的功能。
过滤介质412的格栅支撑层134、阻断层40和无纺物过滤层132由相同的材料构成。其由聚酰胺或聚丙烯或共聚物构成。
在图8中所示的过滤介质512的第六实施例中，与图7中的第五实施例相区别，代替阻断层40，在过滤介质512的流出侧30上布置超精过滤层44。超精过滤层44具有上面结合根据图5的第三实施例所列举的性能和相似的功能。
过滤介质412的格栅支撑层134、超精过滤层44和无纺物过滤层132由相同的材料构成。其由聚酰胺或聚丙烯或共聚物构成。
在根据图4、5、7和8中的第二、第三、第五和第六实施例的过滤介质112、212、412和512中，代替格栅支撑层134也可使用由织物构成的支撑层(织物支撑层)。织物支撑层的线直径在100μm与500μm之间、优选地在300μm与450μm之间。织物支撑层具有在300μm与900μm之间、优选地在500μm与800μm之间的厚度。织物支撑层的单位面积质量处在100g/m2与300g/m2之间、优选地在200g/m2与280g/m2之间。织物支撑层由与相应的过滤介质112、212、412和512的其它层相同的材料构成。
Claims (18)
1. 一种用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液的过滤器的过滤元件(10)，其带有多层的过滤介质(12;112;212;312;412;512)，所述过滤介质为了过滤能够被流体穿流并且具有至少一个过滤层(32;132)和至少一个支撑层(34;134)，其特征在于，至少一个所述支撑层(34;134)设计和/或布置成使得其能够逆着压力支撑所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)，所述压力具有横向或倾斜于所述流体通过所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)的流动方向(26)的压力梯度。
2. 根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，至少一个支撑层具有织物。
3. 根据权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，至少一个支撑层(134)具有格栅。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个支撑层(134)具有纺粘型无纺物。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个过滤层(32;132)关于所述流体通过所述过滤介质(312;412;512)的流动(26)布置在至少一个支撑层(34;134)之后。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个支撑层(34;134)布置在所述过滤介质(312;412;512)的流入侧(28)上。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个过滤层(32;132)关于所述流体通过所述过滤介质(12;112;212)的流动(26)布置在至少一个所述支撑层(34;134)之前。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个支撑层(34;134)布置在所述过滤介质(12;112;212)的流出侧(30)上。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个过滤层(132)具有无纺物。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，至少一个过滤层(32)至少部分地被熔喷。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤介质(112;312;412)具有至少一个阻断层(40)。
12. 根据权利要求11所述的过滤元件，其特征在于，至少一个所述阻断层(40)具有纺粘型无纺物。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤介质(212;512)具有至少一个超精过滤层(44)。
14. 根据权利要求13所述的过滤元件，其特征在于，至少一个所述超精过滤层(44)至少部分地被熔喷。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)的层(32;132;34;134;40;44)中的至少一个具有聚酰胺和/或聚丙烯。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的过滤元件，其特征在于，所述过滤元件(10)是空心过滤元件。
17. 一种用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液的过滤器的多层的尤其根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质(12;112;212;312;412;512)，其为了过滤能够被流体穿流并且具有至少一个过滤层(32;132)和至少一个支撑层(34;134)，其特征在于，至少一个所述支撑层(34;134)设计和/或布置成使得其能够逆着压力支撑所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)，所述压力具有横向或倾斜于所述流体通过所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)的流动方向(26)的压力梯度。
18. 一种用于过滤尤其机动车的尤其内燃机的流体、尤其液态流体、尤其尿素溶液的尤其根据前述权利要求中任一项所述的过滤器，其带有多层的过滤介质(12;112;212;312;412;512)，所述过滤介质为了过滤能够被流体穿流并且具有至少一个过滤层(32;132)和至少一个支撑层(34;134)，其特征在于，至少一个所述支撑层(34;134)设计和/或布置成使得其能够逆着压力支撑所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)，所述压力具有横向或倾斜于所述流体通过所述过滤介质(12;112;212;312;412;512)的流动方向(26)的压力梯度。
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