CN105582712A - 过滤芯及具有该过滤芯的干燥过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过滤芯及具有该过滤芯的干燥过滤器。其中，过滤芯包括：基体材料，包括多个基体分子筛(10)，相邻的至少两个基体分子筛(10)之间形成间隙，间隙为多个，过滤芯还包括：填充材料，包括多个填充分子筛(20)，多个间隙中至少部分中填充有至少一个填充分子筛(20)。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中需要频繁更换新过滤器，导致系统成本上升的问题。

Description

过滤芯及具有该过滤芯的干燥过滤器

技术领域

本发明涉及制冷过滤技术领域，具体而言，涉及一种过滤芯及具有该过滤芯的干燥过滤器。

背景技术

在制冷循环系统中总会含有少量的水分，从系统中彻底排除水蒸气是相当困难的。水蒸气在制冷系统中循环，当温度下降到0℃以下时，被捕集在毛细管的出口端，累积而结成冰珠造成毛细管堵塞，使制冷剂在系统中循环中断，失去制冷能力。同时，制冷系统中的杂质、污物、灰尘等，在制冷剂进入毛细管之前若不被过滤网阻挡滤除，则也会进入毛细管造成堵塞，中断或部分中断制冷剂装干燥过滤器。同时冷冻油在系统中会产生呈酸性物，导致金属表面腐蚀，最终影响系统寿命和正常使用。基于上述原因，通常制冷循环系统中会安装干燥过滤器。

干燥过滤器的主要功能是干燥、过滤。通常产品内部设计有干燥组合和过滤组合。

不管是在热泵系统中的双向干燥过滤器，还单冷系统中的单向干燥过滤器产品，它们均具有块状过滤芯。

申请号为201010235004.X的中国专利申请公开了一种干燥过滤器，该干燥过滤器适用于单向流通的管路，只能集结一个流动方向的杂质。如图1所示，本申请中块状过滤芯1安装在筒体9内，冷媒流向如箭头所示，所有液态冷媒均要穿透过滤芯。相当于当带有杂质的冷媒“浑浊的水”穿透过滤芯时，能将杂质挡在过滤芯的外面，将清洁的冷媒送到过滤器出口。即使“浑浊的水”无数次穿透过滤芯时，均能把所有杂质挡在外面，清洁的冷媒可以依旧在过滤芯的间隙中流通。

在上述结构中，块状过滤芯1是干燥过滤器产品的核心部分，它起到干燥、过滤两大功能。过滤芯1的外圆周A处，是用来贮存杂质的空间。将过滤下来的杂质回收在A处。在过滤芯1的出口侧B处设置有过滤片，过滤片具有过滤纤维层。该过滤片用于防止部分穿过过滤芯的杂质进入至毛细管内，起到二次过滤作用。

在上述结构在使用时，A处的杂质贮存空间利用率很低，即，过滤杂质能力低，过滤杂质的总量达不到要求。多数情况是B处的过滤纤维层用尽，压降直线上升，最终过滤器失效。这样，需要频繁更换新过滤器，导致系统成本上升。

发明内容

本发明旨在提供一种过滤芯及具有该过滤芯的干燥过滤器，以解决现有技术中需要频繁更换新过滤器，导致系统成本上升的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种过滤芯，包括：基体材料，包括多个基体分子筛，相邻的至少两个基体分子筛之间形成间隙，间隙为多个，过滤芯还包括：填充材料，包括多个填充分子筛，多个间隙中至少部分中填充有至少一个填充分子筛。

进一步地，填充分子筛的形状不同于基体分子筛的形状。

进一步地，多个填充分子筛中部分填充分子筛的形状互不相同。

进一步地，多个填充分子筛的形状包括条形和球形。

进一步地，多个基体分子筛包括多组，各组基体分子筛的尺寸各不相同。

进一步地，基体分子筛为球形分子筛或者正多边形分子筛。

进一步地，填充分子筛的质量占填充分子筛与基体分子筛的质量之和的30％至40％。

进一步地，填充分子筛的材料与基体分子筛的材料相同。

根据本发明的另一方面，提供了一种干燥过滤器，包括过滤芯，过滤芯为上述的过滤芯。

进一步地，过滤芯的至少一端具有过流锥孔，过流锥孔由内至外逐渐扩大，过流锥孔沿过滤芯的轴向方向的孔深与过流锥孔的最小孔径之比在1/2至7/8的范围内，过流锥孔的最大孔径与过流锥孔的最小孔径之比在15/8至5/2的范围内。

进一步地，过滤芯的两端均具有过流锥孔，过滤芯还具有连通两个过流锥孔的连通孔，连通孔的孔径与过流锥孔的最小孔径相等。

应用本发明的技术方案，在基体材料的基础上增加了填充材料，填充材料用于填充基体材料的间隙，尤其是尺寸较大的间隙。这样，基体材料的较大的间隙能够被填充材料进行填充，从而使间隙的尺寸变小。这样，本发明的过滤芯的过流间隙会变小，在使用时当冷媒通过时，能够有效地对杂质进行阻挡，使杂质能够贮存在过滤芯的外圆周外。进而充分地利用了贮存杂质的空间，将有效地提高过滤杂质的能力。这样本发明的技术方案有效地解决了现有技术中需要频繁更换新过滤器，导致系统成本上升的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的干燥过滤器的结构示意图；

图2示出了图1的干燥过滤器的过滤芯的内部构成示意图；

图3示出了图2的过滤芯的内部在显微镜下放大20倍后的示意图；

图4示出了根据本发明的过滤芯的实施例一的内部构成示意图；

图5示出了图4的过滤芯的内部在显微镜下放大20倍后的示意图；

图6示出了根据本发明的过滤芯的实施例二的内部构成示意图；

图7示出了图4的过滤芯的尺寸比例示意图；以及

图8示出了现有技术的过滤芯的尺寸比例示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、块状过滤芯；10、基体分子筛；20、填充分子筛。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

针对现有技术中过滤芯的过滤杂质能力低，过滤杂质的总量达不到要求的问题，本申请的发明人进行了一系列的实验及分析后找到过滤杂质能力低的原因，具体如下：

过滤芯制作时由颗粒状的球形分子筛(直径一般Ф0.5mm-Ф1.5mm之间)依靠胶水，再经过一系列成形，活化等工艺黏结而成。本身设计要求，过滤芯要有多孔通道，来流通冷媒。制作时，分子筛和胶水搅均匀后，需要放至模腔内，用压机压实过程。当球状的分子筛和湿状的胶水混合后，在压实过程中，无法控制一颗颗球形状分子筛之间的间隙。分子筛之间的间隙完全依靠分子筛自由滚动而决定，所以球形与球形之间产生的间隙不可控。

如图2所示，当四颗Ф1.5mm大颗粒相邻时，会产生的间隙有0.786mm甚至更大。图3示出了过滤芯的内部在显微镜下放大20倍后的示意图，从图中可以看出，相邻的颗粒之间的间隙较大。ASHRAE63.2测试标准规定杂质的大小是0～0.2mm，相当于在测试中所有杂质均畅通无阻穿透过滤芯。把“浑浊的水”送到过滤器的出口。失去了过滤芯的设计功能。

在现有技术中，过滤芯的外圆周A处，是用来贮存杂质的空间。将过滤下来的杂质回收在A处。但用现有技术的过滤芯后，因为过滤芯内部通道的间隙甚至大于0.786mm，杂质直接穿透过滤芯，全部集结在过滤片的B处，很快把B处的过滤纤维层用尽，压降直线上升，马上系统异常，要更换新过滤器。

总结以上，目前现有技术中的过滤芯，由球形状的颗粒分子筛粘合而成，球与球之间叠加后的间隙比本身要挡住杂质直径要大，导致杂质直接穿透过滤芯，压降直线上升，最终过滤器失效。系统成本上升。

基于对上述问题的认识和分析形成了本申请的技术方案。本申请的技术方案有效地解决了上述问题。

如图4所示，根据本申请的过滤芯的实施例一包括：基体材料和填充材料。其中，基体材料包括多个基体分子筛10，相邻的至少两个基体分子筛10之间形成间隙，间隙为多个。填充材料包括多个填充分子筛20，多个间隙中至少部分中填充有至少一个填充分子筛20。

应用本实施例的技术方案，在基体材料的基础上增加了填充材料，填充材料用于填充基体材料的间隙，尤其是尺寸较大的间隙。这样，基体材料的较大的间隙能够被填充材料进行填充，从而使间隙的尺寸变小。这样，本实施例的过滤芯的过流间隙会变小，在使用时当冷媒通过时，能够有效地对杂质进行阻挡，使杂质能够贮存在过滤芯的外圆周外。进而充分地利用了贮存杂质的空间，将有效地提高过滤杂质的能力。这样本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中需要频繁更换新过滤器，导致系统成本上升的问题。

上述的间隙可以由相邻的两个基体分子筛10之间形成，也可以由相邻的三个、四个或者更多个基体分子筛10之间形成。填充时，可以在每个间隙中进行填充，也可以仅填充尺寸较大的间隙。

实施例一的过滤芯的成型过程与现有技术中的过滤芯的成型过程基本相同，在制作工艺、性能指标均相同。实施例一的过滤芯成形时也会与胶水混合，变化为使基体分子筛10和填充分子筛20混合。通过一定比例进行配比后与胶水混合再进行一系列成型、活化等工艺黏结而成。同时，在基体材料和填充填料与胶水混合均匀后也会放入模腔内用压机压实。

为了保证填充效果，填充分子筛20的形状不同于基体分子筛10的形状。这样能够更好地对间隙进行填充。

优选地，多个填充分子筛20中部分填充分子筛20的形状互不相同。多个填充分子筛20可以有条形的，也可以有球形的。可以通过专用成形设备上制得上述形状的填充分子筛。当然，填充分子筛也可以采用其他形状的，比如可以采用不规则形状的。填充分子筛形状并不限定为上述提及的形状，只要能够实现填充间隙的效果即可。

如图4所示，在实施例一中，多个基体分子筛10包括多组，各组基体分子筛10的尺寸各不相同。具体地，在实施例一中，基体分子筛10为球形分子筛。球形分子筛的尺寸为：直径在Ф0.5mm-Ф1.5mm之间。填充分子筛20的直径在0.05mm至2.0mm的范围内。当然，基体分子筛10和填充分子筛20的尺寸并不限于此，可以根据需要进行选择。填充分子筛20的尺寸根据基体分子筛10的尺寸进行选用。通过实施例一的技术方案，经过填充分子筛20的填充作用，过滤芯的间隙由原来的大于0.786mm减小到最大间隙为0.02mm。

图5示出了本实施例的过滤芯的内部在显微镜下放大20倍后的示意图，结合对比图3和图5可以看出，相邻的颗粒之间的间隙明显变小。经过实践试验证明：采用实施例一的过滤芯后，在冷媒的流动过程中，进行以下流动原理。当冷媒流至贮存杂质的空间后，由于原来的间隙由填充分子筛20的填充，“浑泥水”中的杂质无法随冷媒穿透过滤芯，不会将杂质带到过滤芯的内部。相当于过滤芯圆周有一层无形的保护膜将杂质锁定在了贮存杂质的空间处，充分利用了贮存杂质的空间。将过滤杂质能力发挥至最大化。另外，需要说明的是，过滤芯的两大性能：流通量和过滤能力是呈反比的。所以通过填充分子筛的配比，会牺牲流通量。所以通过多次试验证明，可以通过调节填充分子筛的百分比来满足不同需求，具体如下：

1)当填充分子筛的质量占过滤芯总质量(填充分子筛与基体分子筛的质量之和)的30％至40％时，此时满足流通量的情况下，过滤杂质能力发挥至最佳点。

2)当有关注流通量时，使填充分子筛的的占过滤芯总质量的20至30％。

3)当关注点在过滤杂质能力上时，将填充分子筛的的占过滤芯总质量的40％以上。

优选地，填充分子筛20的材料与所述基体分子筛10的材料相同或者相近似。

如图6所示，根据本申请的过滤芯的实施例二与上述实施例的区别在于基体分子筛10的形状。具体地，在实施例二中，基体分子筛10为六边形分子筛。实施例二的过滤芯的工作原理及技术效果与实施例一基本相同，在此不再赘述。当然，基本分子筛也可以采用其他的正多边形分子筛。

本申请还提供了一种干燥过滤器，如图7所示，根据本申请的干燥过滤器的实施例包括过滤芯，该过滤芯为上述的过滤芯。由于应用上述的过滤芯，本实施例的干燥过滤器能够有效地提高过滤杂质的能力，进而降低更换频率，进而有效地节约成本。

如图7所示，在实施例一中，过滤芯的两端均具有过流锥孔，过滤芯还具有连通两个过流锥孔的连通孔，连通孔的孔径与过流锥孔的最小孔径d相等。过流锥孔由内至外逐渐扩大，过流锥孔沿过滤芯的轴向方向的孔深H与过流锥孔的最小孔径d之比在1/2至7/8的范围内，过流锥孔的最大孔径D与过流锥孔的最小孔径d之比在15/8至5/2的范围内。

如图8所示，在现有技术中，过流锥孔沿过滤芯的轴向方向的孔深H’与过流锥孔的最小孔径d’之比在1/5至1/4的范围内，过流锥孔的最大孔径D’与过流锥孔的最小孔径d’之比在6/5至5/3的范围内。

实施例一的上述结构较现有技术而言增大了流动面积，进而能够增加流通量。实际使用时，会根据填充分子筛的的占过滤芯总质量的比例调整过流孔的尺寸，以满足实际的流通量需求。

当然，作为可行的实施方式，过滤芯也可以仅有一端设置有过流锥孔，此时为单向过滤芯，自然也不设置连通孔。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1)在基本不增加成本情况下，实现了高过滤杂质能力目标，达到了客户要求。

2)通过调整填充分子筛的质量比例可以灵活设计流通量，满足各客户的不同需求。

3)通过扩大冷媒流出口的面积，减小阻力，增大流通量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种过滤芯，包括：

基体材料，包括多个基体分子筛(10)，相邻的至少两个所述基体分子筛(10)之间形成间隙，所述间隙为多个，

其特征在于，所述过滤芯还包括：

填充材料，包括多个填充分子筛(20)，所述多个间隙中至少部分中填充有至少一个所述填充分子筛(20)。

2.根据权利要求1所述的过滤芯，其特征在于，所述填充分子筛(20)的形状不同于所述基体分子筛(10)的形状。

3.根据权利要求1或2所述的过滤芯，其特征在于，所述多个填充分子筛(20)中部分所述填充分子筛(20)的形状互不相同。

4.根据权利要求3所述的过滤芯，其特征在于，所述多个填充分子筛(20)的形状包括条形和球形。

5.根据权利要求1所述的过滤芯，其特征在于，所述多个基体分子筛(10)包括多组，各组所述基体分子筛(10)的尺寸各不相同。

6.根据权利要求5所述的过滤芯，其特征在于，所述基体分子筛(10)为球形分子筛或者正多边形分子筛。

7.根据权利要求1所述的过滤芯，其特征在于，所述填充分子筛(20)的质量占所述填充分子筛(20)与所述基体分子筛(10)的质量之和的30％至40％。

8.根据权利要求7所述的过滤芯，其特征在于，所述填充分子筛(20)的材料与所述基体分子筛(10)的材料相同。

9.一种干燥过滤器，包括过滤芯，其特征在于，所述过滤芯为权利要求1至8中任一项所述的过滤芯。

10.根据权利要求9所述的干燥过滤器，其特征在于，所述过滤芯的至少一端具有过流锥孔，所述过流锥孔由内至外逐渐扩大，所述过流锥孔沿所述过滤芯的轴向方向的孔深(H)与所述过流锥孔的最小孔径(d)之比在1/2至7/8的范围内，所述过流锥孔的最大孔径(D)与所述过流锥孔的最小孔径(d)之比在15/8至5/2的范围内。

11.根据权利要求10所述的干燥过滤器，其特征在于，所述过滤芯的两端均具有过流锥孔，所述过滤芯还具有连通两个所述过流锥孔的连通孔，所述连通孔的孔径与所述过流锥孔的最小孔径(d)相等。