CN104623947A - 滤芯和过滤器单元 - Google Patents

Abstract

一种滤芯（1），包括过滤器介质（11）、第一封盖（12）和第二封盖（13），所述封盖以紧密的方式连接在所述过滤器介质（11）的轴末端上，所述第一封盖包括中央开口（121），该中央开口（121）用于供流体在滤芯限定的内部空间（3）和相对于滤芯的外部空间（4）之间通过，其中从第一封盖（12）轴向延伸的唇（122）在外部空间（4）上界定有腔室（41）。

Description

滤芯和过滤器单元

技术领域

本发明涉及一种滤芯和一种过滤器单元，特别地，涉及用于过滤流体，例如用于机动车辆，例如用于汽车，卡车，商用车和作业机械，或用于液压的燃料或者燃油的过滤器。

背景技术

众所周知，流体，特别是燃料或者燃油的过滤一般通过过滤器实现，该过滤器包括外壳，该外壳具有锅壳和关闭所述锅壳的开口端的盖，所述外壳设有待过滤液体的入口和已过滤液体的出口，以及滤芯，该滤芯用于将外壳的内部容积细分为两个不同的腔室，其中第一腔室与入口相通，而第二腔室与出口相通。

这样，从入口流向过滤器的出口的液体被强制通过过滤器介质，该滤膜把杂质保留在当前的过滤器介质上。

典型的滤芯包括管状过滤器介质，例如，褶状过滤器介质或深度介质，和两个封盖，该封盖以紧密的方式固定在过滤器介质的两端。即，通过红外线焊接或或粘合。

至少一个封盖一般设有优选与过滤器介质纵轴对齐的中央开口，通过该中央开口，滤芯的内部容积设置成与待过滤液体的入口相通，在这种情况下，过滤器介质设置成从内向外穿过，或者与已过滤液体的出口相通，在这种情况下，过滤器介质设置成从外向内穿过。

所述封盖开口与所述入口/出口的相通是用若干已知方案实现的。

一个已知的方案由从封盖开口延伸的领部，和放置在所述领部和过滤器壳体之间的垫圈组成；该领部相对于过滤器轴和入口/出口都是同心的，并且通过放置在所述壳体和对面的滤芯封盖之间的弹簧元件推动所述滤芯，从而推动紧靠所述垫圈的所述领部，从而推动该垫圈，确保内部和相对滤芯的外部腔室之间的密封。

所述方案有一些缺点，缺点由以下组成：为了传送线性作用力和避免滤芯相对于过滤器的轴非线性化，使滤芯的领部相对于入口/出口和相对于弹簧元件轴向对齐的限制，结果由于封盖的领部末端的一部分相对于垫圈抬高，使得外部和内部腔室之间的流体相通；如果离心的入口/出口被封盖的领部包围，则该已知的方案不能确保外部和内部腔室之间的密封性。

已知的另外的方案，在偏心的入口/出口与滤芯限定的中央腔室的相通情况下，包括另外的袋形工件，该工件焊接在所述壳体的内侧上，所述工件的形状设置成一侧连接偏心的入口/出口，并且设置同心通道以确保与滤芯限定的在另一侧的内腔室连接，由于该结构，可以通过轴向放置的弹簧元件传送轴向力至该滤芯，使所述滤芯与上述另外的工件上设置的轴向通道邻接。

然而，该方案呈现另外的工件的成本高以及难以将另外的工件以可靠的方式连接（即，焊接）在过滤器壳体的内壁上的缺点。

本发明的目的是通过简单、合理和廉价的方案克服现有技术的上述缺点。

这些目的通过独立权利要求中描述的本发明的特征来实现。从属权利要求描述了本发明优选的和/或特别有利的方案。

发明内容

特别地，本发明提供一种滤芯，所述滤芯包括过滤器介质、第一封盖和第二封盖，所述封盖以紧密的方式连接在所述过滤器介质的轴向末端上，所述第一封盖包括中央开口，所述中央开口用于供流体在滤芯限定的内部空间和相对于所述滤芯的外部空间之间通过，其中，从所述第一封盖轴向延伸的唇在外部空间（4）上界定有腔室。

由于这种方案，当推动过滤器壳体时，该滤芯确保壳体的轴向邻接，因为围绕所述封盖的中央开口的轴向唇确保推力的方向经由过滤器壳体内壁上的接触面落下；换句话说，如果例如在壳体内壁和在包括外延唇的唇对面的滤芯封盖之间轴向设置弹簧元件，所述弹簧元件传送的轴向力传递到所述壳体内部区域上的轴向唇限定的区域上，即使与该滤芯限定的内部空间连接的入口/出口相对于过滤器的轴是偏心的，也能使滤芯避免任何非线性化；在后一种情况下，该唇可以设置成相对于过滤器偏心的的形状，从而限定连接入口/出口和滤芯限定的内部空间（包括介质和末端封盖）的偏心腔室。

此外，本方案避免使用与过滤器壳体内壁紧密连接的另外的工件，因为在没有添加任何另外的部件的情况下，通过在过滤器封盖上设置的唇实现入口/出口通道和该滤芯限定的内部腔室之间的连接的腔室。  

本发明的另一方面在于唇从第一封盖以相对于过滤器介质轴向向外的方式融入。

因为避免了任何另外的工件，这种方案能减少创建连接入口/出口与滤芯限定的内部空间的腔室所需的工件；此外，由于所述唇和所述封盖一体成型，增加唇限定的腔室的密封性。

有利地，所述唇限定的腔室为圆柱状。腔室为圆柱状的意为基部为圆形或椭圆形，取决于入口和出口以及存在于过滤器内部的可用空间的位置的腔室，所述形状从滤芯封盖至滤芯外侧提升一定高度。

本发明的另一方面为圆柱状腔室相对于中央开口是偏心的。

这样的方案使腔室连接入口/出口和滤芯限定的内部空间，即使所述入口/出口相对于过滤器轴偏心地放置；此外，当推动过滤器壳体内壁时，该滤芯确保在任何情况下对该壳体的轴向邻接，因为围绕所述封盖的中央开口的轴向唇确保了过滤器壳体内壁上的接触面（推力落下的方向穿过该内壁）。

本发明的另一方面在于，在唇上设有垫圈。

这种方案使滤芯与密封装置一体成型；此外，如果垫圈是可与滤芯一起更换的，则确保在滤芯的更换的同时更换该垫圈，保证每一次外部和内部的腔室之间良好的密封效果。

有利地，垫圈设置在唇的轴向自由端。

本发明的另一方面是垫圈为环形，该垫圈包括在一侧上用于唇插入的凹槽，在另一侧的轴向突出部，所述突出部的宽度比环形垫圈主体的宽度小。

由于该方案，所述垫圈易于插入轴向唇上，并且由于自由端的宽度更窄，改进了密封效果，使该垫圈能紧靠壳体内壁的非平面密封表面和/或通过轴向唇的末端轴向调整。

此外，本发明提供一种过滤器单元，包括壳体，所述壳体具有锅壳，所述锅壳的轴向末端关闭而另一末端打开，该打开的末端由盖子关闭，所述过滤器单元进一步包括滤芯，所述滤芯将所述壳体限定的内部空间划分为与流体入口相通的第一腔室和与流体出口相通的第二腔室，所述滤芯包括过滤器介质、第一封盖和第二封盖，所述封盖以紧密方式连接在所述过滤器介质的轴向末端上，所述第一封盖包括中央开口，所述中央开口用于供流体在滤芯限定的内部空间和相对于滤芯的外部空间之间通过；其中，从所述第一封盖轴向延伸的唇和所述壳体的内壁部分在外部空间上界定有腔室，并且所述腔室与过滤器单元（2）的入口或出口连接。

这种方案使滤芯轴向邻接该壳体，因为围绕封盖的中央开口的轴向唇确保推力的方向经由过滤器壳体内壁上的接触面落下；换句话说，如果例如在壳体内壁和在包括外延唇的唇对面的滤芯封盖之间轴向设有弹簧元件，所述弹簧元件传送的轴向力传递到由轴向唇和由壳体内表面限定的区域上，即使与该滤芯限定的内部空间通过流体连接的入口/出口相对于过滤器的轴是偏心的，也能使滤芯避免任何非线性化；在后一种情况下，该唇可以设置成相对于过滤器偏心的形状，从而限定偏心腔室连接入口/出口与由滤芯和末端封盖限定的内部空间。

此外，本方案避免使用与过滤器壳体内壁紧密连接的另外的工件，因为在没有添加任何另外的部件的情况下，通过在与过滤器壳体内表面接触的过滤器封盖上设置唇实现入口/出口通道和该滤芯限定的内部腔室之间的连接的腔室。

本发明的另一方面在于，通过第二滤芯封盖和过滤器壳体之间起作用的弹簧元件和/或通过将第一封盖拉向内壁部分的螺旋装置使滤芯封盖推向壳体的内壁部分。

由于这种结构，确保轴向唇和过滤器壳体内壁之间以可靠的方式接触；在轴向垫圈夹在所述唇和所述内壁部分的情况下，弹簧传送的推力和/或螺旋装置传送的拉力确保紧密地限制连接入口/出口与滤芯限定的内腔室的腔室。

本发明的另一方面在于，该过滤器壳体包括用于电子元件通过的孔，所述元件具有管状部分并且包括用于流体通过的入口和出口，其中由唇和由所述壳体的内壁部分限定的腔室与过滤器流体入口连接，并且经由该电子元件的入口和出口进一步与滤芯限定的内部空间连接。

这种方案在不添加任何另外的元件的情况下，以必然便宜的成本和简单的方案，使过滤器流体入口与电气元件的管状部分的开口并且与经由所述唇和所述壳体的内壁部分提供的腔室的滤芯内腔室连接。

附图说明

结合附图，通过非限定实施例的方式，使本发明的特征和优点更显而易见。

图1为根据本发明的滤芯沿着所述滤芯限定的轴的剖面图。

图2为图1的放大图。

图3为根据本发明的一个实施例，过滤器单元沿着所述单元限定的轴的剖面图。

图4为图3上所示的过滤器单元的俯视图。

图5为根据本发明的另外的实施例，过滤器单元沿着由所述单元限定的轴的剖面图。

图6为根据本发明的另外的实施例的滤芯的俯视图。

具体实施例

图3所示的过滤器单元2是用于过滤流体，例如燃料，特别是预定应用于柴油发动机的过滤器，特别是用于汽车、卡车、商用车或自行运转车辆的柴油，的过滤器。

过滤器2包括外壳，外壳由形如烧杯的锅壳21和用于关闭所述锅壳21的开口端的上盖212限定。

过滤器2包括用于待过滤流体的入口管道31，用于已过滤流体的出口管道42；所述入口和出口管道31，42有利地设置在盖212上。

如图3和5所示，在过滤器外壳限定的内部空间上设有滤芯1，所述滤芯包括过滤器介质11、上封盖12和下封盖13，该过滤器介质可以为起褶的介质或深厚的介质，所述封盖通过已知技术，例如通过胶合、IR焊接等等，与过滤器介质紧密连接。

所述滤芯1将过滤器壳体的内部容积划分成第一腔室3和第二腔室4，该第一腔室3由所述过滤器介质11的内部空间和封盖12,13界定，该第二腔室4设置在所述壳体和所述过滤器介质之间的容积上。

如图1和2所示，上封盖12具有中央孔121和从所述封盖12融入的轴向唇122；虽然在所示的优选实施例中，所述唇122与所述封盖12一体成型，但可能有几个可选的方案；例如，该唇可由与该封盖的材料不同的材料制备，并且在制造期间，唇可以和封盖共同模制。

所述唇122在滤芯的外部空间上限定腔室41，并且在图3所示的优选的实施例上，与外腔室4对应；所述唇122限定的腔室41经由滤芯封盖12的中央孔121连接至由滤芯1（并且因此，由介质11和封盖12,13）限定的中央腔室3；因此，轴向唇122围绕所述滤芯封盖12的中央孔121形成环，此外外部界定的腔室41与滤芯的内腔室3相通。

腔室41可以在滤芯封盖上具有不同的形状和设置；例如，腔室41可以为圆柱形；此外，取决于入口/出口（与腔室41连接）的位置，该腔室相对于滤芯封盖12的中央开口121可以是偏心的。

优选地，在唇122的轴向端上设有垫圈14，所述垫圈包括在一侧的凹槽141，该凹槽141适于该唇的自由端插入；在所述凹槽141的对侧，设有突出部142，该突出部142的宽度比该垫圈主体143的宽度更小；由于细薄的突出部142，改进了垫圈在密封表面上的调节；从而，例如即使密封表面和/或该唇的自由端不是平面的，由于该突出部142的厚度较小，该垫圈也可以适应所述非平面。

图1和2上所示的垫圈14为本发明的具体实施例；取决于密封所需的类型或从滤芯封盖延伸的唇的形状，所述垫圈可以采用可选的结构；例如，可能需要径向密封效果而不是轴向密封效果；在该情况下，可以将唇设置成从滤芯封盖轴向延伸，从而具有以径向方向延伸的自由端；因此，该垫圈可以设有横向凹槽和相对的突出部；根据另一可能的实施例，该唇可以具有径向延伸的自由端，并且该垫圈可以具有横向凹槽和处于轴向垫圈侧的突出部。

如上所述，该滤芯可以放置在过滤器上，在图3上所述的一个实施例中，由于轴向唇122从所述滤芯封盖12轴向延伸，在所述滤芯的外部设有腔室41，使入口31与该腔室41连接，并且因此与滤芯1界定的内腔室3连接；可选地，在燃料相对于过滤器介质从外向内的方向流动的情况下，该腔室41与出口42并且与滤芯1限定的过滤的腔室3连接。

如上所述和如图1和2所示，滤芯封盖12的轴向唇122设置在垫圈14的自由端；可选地，该垫圈可以设置在过滤器壳体内壁部分上、靠近唇触点。

通过必定按压在所述唇122和壳体内壁之间的垫圈确保腔室41（并且因此腔室3）和腔室4之间的密封性；可以用几种方法确保这种压力。

按压该垫圈的一种方法是提供弹簧元件5，该弹簧元件5放置在该第二滤芯封盖13和壳体的内壁之间；在这种情况下，该滤芯，以及该唇122，以产生的垫圈压力推动壳体内壁。

另一种方法包括牵引装置，如螺旋装置，该牵引装置将滤芯和唇122拉向该壳体的内壁，优选从该壳体的外侧起作用；例如，该滤芯封盖12可以包括至少一个螺旋孔，并且该壳体212可以包括通孔使得螺旋装置6穿过所述壳体的孔，并且拧紧在滤芯封盖12上设置的合适的孔上，传送适于挤压垫圈的拉力。

为了改进腔室3，4之间的密封效果，上述两种选择可以互相结合使用。

图5描述了第二实施例，其中，提供电子元件7；该电子元件意为适于设置在过滤器上的任何元件，其中使用至少一种电子和/或电气设备，比如加热元件、温度传感器、压力传感器、水传感器等等。

在图5所示的实施例上，过滤器2是柴油过滤器并且电子元件7为加热器；在这种情况下，在燃料到达过滤器介质11之前，加热器在一定的条件下加热柴油；因此，必须使过滤器入口31连接至设置在元件7上的加热器，其次使加热的燃料连接至滤芯的内腔室；可选地，在燃料相对于过滤器介质从外向内的方向流动的情况下，必须将加热的燃料引至该介质的外腔室上。

根据本发明，通过轴向唇122和壳体的内壁形成的腔室提供这种连接，因此，电子元件设有头部75和管状部分71；管状部分71具有两个开口：入口72和出口73。一旦通过管状部分71的通道经由该壳体的盖212上设置的孔213使电子元件7连接在过滤器单元2上，入口72连接至由轴向唇122和壳体内壁产生的腔室41，并且因此连接至入口31，而出口73连接至滤芯1界定的内腔室3.所述头部75可以利用已知的技术，比如螺旋装置、快速连接装置等，连接在过滤器上。

该电子装置7的头部75可以包括控制单元，以及电路板，该电路板用于管理/供应设置在所述设备上的元件；此外，头部75可以包括电源插头，该电源插头使设备7内的元件和/或电路板连上电。

根据上文所述的和图5所示的可选的实施例，电子设备可以包括水传感器；在该情况下，传感器可以穿过一个或两个滤芯封盖12，13插入该过滤器的底侧或上侧。

工作时，未过滤流体进入入口31并且进入滤芯封盖12的轴向唇122和过滤器壳体内壁限定的腔室41。根据图3上所示的第一实施例的结构，未过滤流体从腔室41经由沿着滤芯上封盖上设置的中央孔121的通道流入内腔室3。

根据图5上所示的第二实施例的结构，未过滤的燃料从腔室41穿过所述管状部分71的入口72流入电子设备7的管状部分71形成的内腔室，并且一旦燃料被设置在管状部分上的加热设备加热，燃料从管状部分经由管状部分71的出口73流入滤芯限定的内腔室3。

根据两个实施例，一旦流体到达内腔室3，随后穿过过滤器介质11，进入净化腔室4；接着，已过滤流体经由出口42出去。

本发明可以有各种修改和变型，所有修改和变型皆属于本发明的范畴。

此外，所有细节可被更换成其他在技术上功能相当的元件。

在实践中，所有使用的材料以及形状和可能的尺寸，可以根据需要改变，这不脱离权利要求的保护范围。

Claims (10)

1. 一种滤芯（1），所述滤芯（1）包括过滤器介质（11）、第一封盖（12）和第二封盖（13），所述封盖以紧密的方式连接在所述过滤器介质（11）的轴向末端上，所述第一封盖包括中央开口（121），所述中央开口（121）用于供流体在滤芯限定的内部空间（3）和相对于所述滤芯的外部空间（4）之间通过，其特征在于，从所述第一封盖（12）轴向延伸的唇（122）在外部空间（4）上界定有腔室（41）。

2. 根据权利要求1所述的滤芯（1），其特征在于，所述唇（122）从所述第一封盖（12）以相对于过滤器介质（11）轴向向外的方式融入。

3. 根据权利要求1所述的滤芯（1），其特征在于，由所述唇（122）限定的所述腔室（41）为圆柱状。

4. 根据权利要求3所述的滤芯（1），其特征在于，圆柱状腔室（41）相对于中央开口（121）是偏心的。

5. 根据权利要求1所述的滤芯（1），其特征在于，在所述唇（122）上设置垫圈（14）。

6. 根据权利要求5所述的滤芯（1），其特征在于，所述垫圈（14）设置在所述唇（122）的轴向自由端上。

7. 根据权利要求6所述的滤芯（1），其特征在于，所述垫圈为环形，垫圈的一侧具有供所述唇插入的凹槽（141），另一侧具有轴向突出部（142），该突出部（142）的宽度小于环形垫圈主体（143）的宽度。

8. 一种过滤器单元（2），包括壳体（21），所述壳体（21）具有锅壳（211），所述锅壳（211）的轴向末端关闭而另一末端打开，该打开的末端由盖子（212）关闭，所述过滤器单元进一步包括滤芯（1），所述滤芯（1）将所述壳体限定的内部空间划分为与流体入口（31）相通的第一腔室（3）和与流体出口（42）相通的第二腔室（4），所述滤芯包括过滤器介质（11）、第一封盖（12）和第二封盖（13），所述封盖以紧密方式连接在所述过滤器介质（11）的轴向末端上，所述第一封盖（12）包括中央开口（121），所述中央开口（121）用于供流体在滤芯限定的内部空间（3）和相对于滤芯的外部空间（4）之间通过；其特征在于，从所述第一封盖（12）轴向延伸的唇（122）和所述壳体（21）的内壁部分在外部空间上界定有腔室（41），并且所述腔室（41）与过滤器单元（2）的入口（31）或出口（42）连接。

9. 根据权利要求8所述的过滤器单元（2），其特征在于，所述滤芯的唇（122）通过在所述第二封盖（13）和过滤器壳体之间起作用的弹簧元件（5）和/或通过将所述第一封盖（12）拉向内壁部分的螺旋装置（6）推动所述壳体的内壁部分。

10. 根据权利要求8所述的过滤器单元（2），其特征在于，其中所述过滤器壳体（212）包括用于供电子元件（7）通过的孔（213），所述电子元件具有管状部分（71）并且包括用于供流体通过的入口（72）和出口（73），其中由所述第一封盖（122）和所述壳体的内壁部分限定的所述腔室（41）连接至过滤器流体入口（31）并且经由所述电子元件（7）的入口（72）和出口（73）进一步连接至滤芯（1）限定的内部空间（3）。