CN106975268B - 带有虹吸管通风装置的过滤器元件和过滤器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于液体介质的过滤器元件，具有相对于过滤器元件的纵向轴线以环状方式设置的过滤器介质，还具有：端板，在过滤器元件操作时是上部端板；以及下部端板，过滤器介质保持在上部端板和下部端板之间，其中，设置在过滤器介质的流体上游的过滤前侧和设置在过滤器介质的流体下游的过滤器元件的过滤后侧彼此由过滤器介质界定；以及具有通风装置，包括：第一通风通道，在进入端流体地连接到过滤器元件的过滤前侧；通风管或者通风管部分。过滤器元件具有虹吸管，第一通风通道借助于虹吸管流体地连接到通风管或通风管部分的入口开口，以便阻碍空气从通风管的不希望回流。

Description

带有虹吸管通风装置的过滤器元件和过滤器系统

技术领域

本发明涉及用于液体介质尤其是燃料的过滤器元件，具有相对于过滤器元件的纵向轴线以环状方式设置的过滤器介质，还具有：端板，所述端板在过滤器元件操作时是上部端板；以及下部端板，过滤器介质保持在上部端板和下部端板之间，其中，设置在过滤器介质的流体上游的过滤前侧和设置在过滤器介质的流体下游的过滤器元件的过滤后侧彼此由过滤器介质界定。过滤器元件具有通风装置，所述通风装置包括第一通风通道，所述第一通风通道在进入端处流体地连接到过滤器元件的过滤前侧，且还包括通风管，所述通风管以下部端板的方向轴向远离上部端板延伸，且具有位于一个端部处的入口开口和位于另一端部处的出口开口，用于将通风管流体地连接到过滤器壳体的通风桩。

背景技术

前述类型的过滤器元件例如从DE 10 2012 012 542 A1已知。在已知的过滤器元件中，当过滤器操作中断时，即在没有要过滤的液体介质通过过滤器元件的通流的情况下，借助于通风管，可能发生空气的不希望向后进入到过滤器元件的过滤前侧。因而，当过滤器操作恢复时，可能发生液体介质的延迟压力积聚。这可能是不利的，尤其是在具有内燃发动机的以所谓的自动启停操作的机动车辆中。

因而，本发明的目的是提供过滤器元件和具有这种过滤器元件的过滤器系统，其中，在操作期间，液体介质的快速压力积聚是可能的。

根据本发明的目的通过本发明的过滤器元件和过滤器系统实现。

发明内容

在根据本发明的过滤器元件中，流体地置于通风管和第一通风通道之间的虹吸管可以可靠地阻碍空气从通风管经由第一通风通道到过滤器元件的过滤前侧上的不希望回流。因而总的来说，可以减少设置在过滤前侧上的可压缩空气体积，且当（再次）开始过滤器操作时，可以更快地积聚液体介质的期望操作压力。这是有利的，尤其是在过滤器操作频繁中断的情况下，例如以自动启停操作的机动车辆的情况。虹吸管特征在于大致U形形式或者U形流动横截面。在过滤器元件的第一操作使用期间，液体介质与空气一起从过滤前侧借助于第一通风通道进入虹吸管。在过滤器元件的第一操作使用之后，限定体积或液位水平的液体介质剩留在虹吸管中，从而可能阻止空气（或其它气体）从通风管的回流。另一方面，在过滤器操作中，经受过滤前侧上的液体介质的操作压力的空气能够流动通过虹吸管且通过截留在其中的液体介质到达通风管。因而，虹吸管功能上形成要在过滤前空气侧抽出的空气的单向阀。

根据本发明，虹吸管至少部分地由通风管本身界定。因而，在该情况下，通风管具有双重功能。一方面，其允许过滤器元件的通风，另一方面，其同时用作限定虹吸管的部件。由此，虹吸管所需的部件数量可以保持低。此外，可以省去或减少附加密封措施。

所述通风管优选一体地制造且紧固到所述元件。可选地，通风管可以以多个部分制造，其中，多个部件分布在过滤器元件和容纳过滤器元件的壳体上。在该情况下，过滤器元件具有通风管部分，所述通风管部分能够尤其以不透流体的方式连接到过滤器壳体上的通风管。虹吸管于是优选至少部分地由过滤器元件上的通风管部分界定。下文关于通风管的阐述同样适用于两种变型。紧固到元件上的通风管的与虹吸管相关的端部部分对应于在通风管固定到壳体且至少基本上相同地配置的情况下过滤器元件的通风管部分。

根据本发明，虹吸管具体地能够在径向方向在内部由通风管的端部部分界定且在径向方向在外部由在通风管上形成的管桩界定。以这种方式实现的所需部件的减少在过滤器元件的制造时总体上提供成本优势。在前述情况下，虹吸管能够以结构上简单的方式通过连接部分在轴向方向界定，管桩借助于所述连接部分在通风管上形成。

通风管尤其优选紧固到过滤器元件。换句话说，通风管是过滤器元件的整体部件，且用该元件作为过滤器壳体中的结构单元安装或更换。

从制造技术的角度看，通风管有利地在入口开口侧上保持在上部端板中的凹部内，优选以径向压配合。在该情况下，凹部具体地能够在径向方向在外部由外壁构件界定且在径向方向在内部由上部端板的内壁构件界定。在该情况下，两个壁构件以过滤器元件的纵向轴线的方向延伸，且与上部端板一体地形成。通风管能够支撑或紧固到过滤器元件的一个或更多个其它部件，例如，用于过滤器介质的栅格形式的支撑管或者包含在液体介质中的水的最终分离筛。

根据本发明的另外实施例，通风管可以通过其管桩保持在上部端板的前述凹部中，优选以压配合。

虹吸管优选借助于轴向延伸立管通道流体地连接到通风管的入口开口。根据本发明，立管通道可以在通风管和上部端板的插件部分之间形成。

根据本发明，第一通风通道能够在径向方向至少部分地由上部端板的内壁构件且还由上部端板的前述插件部分界定。在该情况下，第一通风通道能够尤其包括凹槽，所述凹槽在上部端板的内壁构件或插件部分中在径向方向开口。因而，第一通风通道能够通过用于生产端板或插件部分的喷射模制过程以简单和成本有效的方式生产，具有适合于通风目的的适当（小）流动横截面。通风通道优选至少部分地配置为所谓的毛细作用通道，以便确保关于液体介质的毛细管作用，即毛细效果。由此，甚至可以可靠地阻碍空气从虹吸管通过第一通风通道的不希望（与浮力有关的）通过。因而，也在过滤器操作之外，可以确保通风通道内的液体介质的永久性液柱。

根据本发明的优选实施例，插件部分能够以轴向方向延伸穿过上部端板中的优选中心开口到过滤器元件内。在该情况下，上部端板中的所述开口可以在径向方向由上部端板的内壁构件界定。

根据本发明的可选实施例，插件部分配置为双套筒，在纵向截面中是H形，以轴向方向延伸到上部端板中的凹部内。这种双套筒具有基底部分，两个套筒部分以相反的方向远离基底部分延伸。因而，套筒由基底部分封闭，即，没有轴向通路。双套筒优选延伸到虹吸管中，即，双套筒在径向方向部分地设置在通风管的端部部分和通风管的前述管桩之间。

根据本发明，所述通风装置可包括第二通风通道，所述第二通风通道在进入端处流体地连接到过滤器元件的过滤后侧。由此，在过滤器操作中，过滤器元件的过滤后侧也可以借助于通风管通风。因而总的来说，可以进一步改进过滤后侧上的液体介质的操作压力的积聚。在该情况下，在结构上最简单的情况下，第二通风通道在径向方向能够至少部分地由上部端板的外壁构件和通风管界定。

从制造的角度来说，第二通风通道有利地包括凹槽，所述凹槽在上部端板的外壁构件或通风管中在径向方向开口。根据本发明，第二通风通道可以以与第一通风通道相对应的方式通向虹吸管中。在该情况下，也可以有效地阻碍空气从通风管借助于第二通风通道到过滤器元件的过滤后侧的不希望回流。此外，第二通风通道可以以上述方式配置为毛细作用通道。

在每个情况下，第一或第二通风通道的前述凹槽能够配置为轴向延伸线性凹槽。根据本发明的特别优选实施例，凹槽也能够配置为围绕过滤器元件的纵向轴线螺旋地延伸的螺旋形凹槽。因而，在该情况下，凹槽相对于过滤器元件的纵向轴线连续地螺旋地延伸。因而，所需流动阻力可以针对要排出的空气或者液体介质以在制造技术方面甚至更简单的方式设定。

由于密封原因，过滤器元件能够以本身已知的方式粘合到两个端板，或者能够嵌入两个端板的材料中。

根据本发明的过滤器系统具有根据本发明的过滤器元件和容纳所述过滤器元件的过滤器壳体。在一个实施例中，过滤器元件具有通风管，所述通风管延伸一直到过滤器壳体上的插座，且以不透流体的方式连接到其上。在可选实施例中，过滤器壳体具有通风管，所述通风管以轴向方向延伸到过滤器元件的容纳空间中且能够以不透流体的方式连接到过滤器元件的通风管部分。例如，在过滤器元件上，通风管部分环绕固定到壳体上的通风管。为了密封，固定到壳体上的通风管具有密封元件，所述密封元件设置在外周边上，以便产生径向密封。

附图说明

本发明在下文参考附图所示的两个实施例更详细地描述。在附图中：

图1以纵向截面示出了过滤器元件，所述过滤器元件包括：上部端板和下部端板，过滤器介质设置在上部端板和下部端板之间；以及过滤器元件的过滤后侧和过滤前侧的两个通风通道，所述两个通风通道螺旋状配置且借助于公共虹吸管连接到通风管，所述通风管固定到所述元件且设置在中心；

图2示出了图1的过滤器元件的细节；

图3以各部分的部分分解和截面表示示出了图1的过滤器元件的细节；

图4以部分截面表示示出了图1的过滤器元件的细节；

图5以纵向截面细节示出了另一过滤器元件，其中，通风通道在每个情况下配置成以直线延伸的轴向通道；

图6以各部分的部分分解和截面表示示出了图4的过滤器元件；

图7以部分截面表示示出了图4的过滤器元件。

具体实施方式

图1示出了用于过滤出液体介质在该情况下是燃料中包含的污染物的过滤器元件10。过滤器元件10设置为可更换的损耗部分，用于未更详细示出的液体过滤器的过滤器壳体。在其操作位置，过滤器元件10具有上部第一和下部第二端板12，14，过滤器介质16设置在上部第一和下部第二端板12，14之间，用于过滤出燃料中包含的颗粒污染物。过滤器介质16相对于过滤器元件的中心或纵向轴线18以环状方式设置，且能够具体地以星形褶皱的波纹管形式配置。过滤器介质16在两端粘合到端板12，14，或者以不透流体的方式保持嵌入在端板12，14的材料中。在操作（即，过滤器操作）中，液体介质可以以相对于纵向轴线18径向延伸的主流动方向从径向外部通过过滤器介质流动到径向内部。支撑或中心管22用于过滤器介质16的径向内部支撑，支撑或中心管22以栅格的形式配置，过滤器介质16直接或者间接地在内侧抵靠支撑或中心管22支承。下部端板14具有密封元件24，优选为弹性体，作为过滤器壳体中的过滤器元件10的密封座。

要过滤的已污染燃料的流动区域设置在过滤器介质16的流体上游，且形成过滤器元件的所谓过滤前侧26。设置在过滤器介质的流体下游的过滤器元件10的过滤后侧由28表示。

过滤器元件具有通风装置30，其利于通风过滤器元件10的过滤前侧26和过滤后侧28。通风装置30包括紧固到所述元件的通风管32。通风管32因而是过滤器元件10的整体部件，因而与该元件一起形成组件。通风管32设置成使得其相对于过滤器元件10的纵向轴线18同轴地延伸，且部分地设置在过滤器介质的内侧。根据图1，通风管32基本上从上部端板12轴向地以下部端板14的方向延伸，但是也可以以轴向方向突出或突起到下部端板14之外。通风管32具有上部入口开口34和下部出口开口，用于将通风管32连接到前述过滤器壳体的通风桩（未示出），所述通风桩可以例如流体地连接到机动车辆的燃料箱。为此目的，通风管32可以设置有密封元件24。

图2-4均示出了根据图1的过滤器元件的放大细节。通风管32具有上部端部部分38，圆柱形管桩40借助于连接部分42在上部端部部分38上形成。管桩40环绕通风管32的端部部分38，且延伸到上部端板12的双壁桩46的凹部44中。桩46以轴向方向远离上部端板12延伸。上部端板12中的凹部44在径向方向在外部由桩46或上部端板12的环状外壁构件48界定。凹部44在径向方向在内部由桩46或上部端板12的环状内壁构件50界定。外和内壁构件48，50与上部端板12整体形成，且借助于由52表示的后部部分彼此连接。

通风管32的管桩40以其外壳表面52以径向压配合在内部抵靠上部端板12的外壁构件48支承，因而永久性地保持在上部端板12上。

上部端板具有中心开口54。中心开口54由上部端板12的桩46的内壁构件50界定。形成为封闭套筒的插件部分56保持在中心开口54内。插件部分56在一个端部处由基底部分58封闭。插件部分56由基底部分58轴向支撑在上部端板12的桩46上，且保持周向地栓锁在桩46上。将理解的是，插件部分也可以以一些其它方式紧固在上部端板上。插件部分56以轴向方向延伸到过滤器元件10中，且通过力配合（优选径向压配合）以径向方向在内部抵靠上部端板12的内壁构件50支承。

为了通风过滤器元件10的过滤前侧26，通风装置30具有第一毛细作用通风通道60。第一通风通道60包括设置在插件部分的外部的凹槽62。凹槽62形成为螺旋形凹槽，且设置成使得其相对于过滤器元件10的纵向轴线18螺旋状延伸。螺旋形凹槽在径向方向在外部由上部端板12的内壁构件50覆盖或界定。第一通风通道具有在插件部分56的基底部分58中形成的入口64。

通风装置30的第二（优选毛细作用）通风通道66用于通风过滤器元件10的过滤后侧28。第二通风通道66包括凹槽62，凹槽62设置在通风管32的管桩40的外部，且在径向方向由上部端板12的外壁构件48界定。凹槽62以与第一通风通道相对应的方式形成为螺旋形凹槽。第二通风通道66的凹槽62具有由68表示的入口。

通风装置具有包括立管通道72的虹吸管70，立管通道72在过滤器元件10操作时至少部分地填充有液体介质。虹吸管70流体地设置在两个通风通道60，66和通风管32的上部入口开口34之间。虹吸管70在径向方向在外部由管桩40界定且在径向方向在内部由通风管32的上部端部部分38界定。通风管32的连接部分42用于在轴向下部界定虹吸管70。两个通风通道60，66均通向轴向延伸（环状）立管通道72中，虹吸管70借助于立管通道72连接到通风管32的上部入口开口。由于插件部分延伸到虹吸管中，这导致空气要由虹吸管排出的总体曲折或U形流动路径。

在过滤器操作期间，通风装置30允许过滤器元件10的过滤后侧28的永久性通风，且还允许过滤器元件10的过滤前侧26的永久性通风，因而允许过滤器壳体（未示出）的永久性通风。甚至在没有液体介质通过过滤器元件10的通流时，例如在由燃料操作的内燃发动机关闭之后，虹吸管70（尤其是立管通道72）以及任选地毛细作用通风通道仍填充有流体。由此，可以可靠地阻碍空气从通风管32到过滤器元件10的过滤后侧28以及过滤前侧26上的不希望回流。也可以由虹吸管70阻碍空气从过滤器元件10的过滤前侧26渗透到其过滤后侧28上。因而，当恢复过滤器操作时，即，当内燃发动机启动时，过滤器元件10的过滤后侧28上的液体介质或燃料的预定操作压力可以快速地积聚。这是有利的，尤其是在过滤器元件10在车辆中使用时，所述车辆在城市内部或者区域分布运输中使用且具有所谓的自动启停。

在图3中，过滤器元件10详细地以部分分解表示示出。通风管的管桩40的毛细作用凹槽62以及插件部分的毛细作用凹槽62可以清楚地看到。通风管32、插件部分56以及过滤器元件10的上部端板12均可以形成为喷射模制件。

图5-7示出了另一过滤器元件10。过滤器元件10与上文结合图1-4所述的过滤器元件不同之处主要在于，插件部分56形成为双套筒，形成有H形纵向截面轮廓。插件部分具有基底部分58，包括第一（上部）和第二（下部）套筒部分74，76。第一套筒部分74轴向地从基底部分58延伸到上部端板12中的凹部44内，且以其内表面78抵靠上部端板12的内壁构件50以形状配合（也优选以径向压配合）支承。第一通风通道60包括线性轴向延伸凹槽62，凹槽62设置在第一套筒部分74的内部上，且在径向方向由插件部分56的第一套筒部分74和其内壁构件50界定。第二套筒部分76以轴向方向延伸到虹吸管70中。第二通风通道66在通风管32的管桩40和上部端板12的外壁构件48之间形成。

两个通风通道60，66通向公共基本环状的收集通道80，收集通道80在径向方向在管桩40和插件部分56之间形成。收集通道80与立管通道72和它们之间的水平定向区域形成虹吸管70。虹吸管70的立管通道72流动地连接到通风管32的上部入口开口34。第一通风通道60借助于形成为上部端板12中的通孔的入口64流体地连接到过滤器元件10的过滤前侧（外侧）26。两个通风通道60，66的线性轴向配置可以在图6中的过滤器元件10的细节的部分截面透视图或者图7中的过滤器元件的各部分的部分分解图中清楚地看到。在过滤器元件10的周向方向，两个毛细作用通风通道60，66的公共收集通道80由插件部分56的肋状间隔件82中断，肋状间隔件82以径向方向远离插件部分56延伸。根据图7，肋状间隔件82以轴向方向在插件部分56的整个长度上延伸。由于流体可以类似地保留在通风通道60和由内壁构件50界定的内部空间中，在该点处也形成虹吸管（在过滤后侧上）。

Claims (16)

1.用于液体介质的过滤器元件（10），

具有相对于过滤器元件的纵向轴线（18）以环状方式设置的过滤器介质（16），还具有：端板（12），所述端板在过滤器元件操作时是上部端板；以及下部端板（14），过滤器介质保持在上部端板和下部端板之间，其中，设置在过滤器介质的流体上游的过滤前侧（26）和设置在过滤器介质（16）的流体下游的过滤器元件（10）的过滤后侧（28）彼此由过滤器介质界定；以及

具有通风装置（30），所述通风装置（30）包括：

第一通风通道（60），在进入端流体地连接到过滤器元件（10）的过滤前侧（26）；

通风管（32），所述通风管（32）以下部端板（14）的方向轴向远离上部端板（12）延伸，且具有位于一个端部处的入口开口（34）和位于另一端部处的出口开口（36），用于将通风管（32）流体地连接到过滤器壳体的通风桩；或者通风管部分，用于连接到过滤器壳体的通风管，所述部分以下部端板（14）的方向轴向远离上部端板（12）延伸，且具有位于一个端部处的入口开口（34）；以及

虹吸管（70），第一通风通道（60）借助于虹吸管（70）流体地连接到通风管（32）或通风管部分的入口开口（34），且虹吸管（70）至少部分地由通风管（32）或通风管部分界定。

2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，虹吸管（70）能够在径向方向在内部由通风管（32）或通风管部分的端部部分（38）界定且在径向方向在外部由管桩（40）界定，所述管桩在通风管（32）或通风管部分上形成。

3.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，虹吸管（70）在轴向方向由连接部分（42）界定，管桩（40）借助于所述连接部分（42）在通风管（32）或通风管部分上形成。

4.根据权利要求3所述的过滤器元件，其特征在于，通风管（32）或通风管部分在入口开口侧上保持在上部端板（12）中的凹部（44）内，以径向压配合，其中，凹部（44）在径向方向在外部由外壁构件（48）界定且在径向方向在内部由上部端板（12）的内壁构件（50）界定，其中，两个壁构件（48，50）以过滤器元件（10）的纵向轴线（18）的方向延伸且与上部端板（12）一体地形成。

5.根据权利要求2所述的过滤器元件，其特征在于，通风管（32）或通风管部分通过其管桩保持在上部端板（12）中的凹部（44）内。

6.根据权利要求5所述的过滤器元件，其特征在于，虹吸管（70）借助于轴向延伸的立管通道（80）流体地连接到通风管（32）或通风管部分的入口开口（34），立管通道（80）在通风管（32）或通风管部分和上部端板（12）的插件部分（56）之间形成。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，第一通风通道（60）在径向方向至少部分地由上部端板（12）的内壁构件（50）且还由上部端板（12）的插件部分（56）界定。

8.根据权利要求7所述的过滤器元件，其特征在于，第一通风通道（60）包括凹槽，所述凹槽在上部端板（12）的内壁构件（50）或插件部分（56）中在径向方向开口。

9.根据权利要求6所述的过滤器元件，其特征在于，插件部分（56）以轴向方向延伸穿过上部端板中的中心开口（54）到过滤器元件（10）内，所述开口在径向方向由上部端板（12）的内壁构件（50）界定，或者插件部分（56）配置为纵向截面为H形的双套筒，以轴向方向延伸到上部端板（12）中的凹部（44）内。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的过滤器元件，其特征在于，通风装置（30）包括第二通风通道（66），在进入端流体地连接到过滤器元件（10）的过滤后侧（28）。

11.根据权利要求10所述的过滤器元件，其特征在于，第二通风通道（66）在径向方向至少部分地由上部端板（12）的外壁构件（48）和通风管（32）界定。

12.根据权利要求11所述的过滤器元件，其特征在于，第一通风通道（66）包括凹槽（62），所述凹槽在上部端板（12）的外壁构件（48）或通风管（32）或通风管部分中在径向方向开口。

13.根据权利要求10所述的过滤器元件，其特征在于，第二通风通道（66）通向所述虹吸管（70）中。

14.根据权利要求12所述的过滤器元件，其特征在于，第一和/或第二通风通道（60，66）中的凹槽（62）配置为围绕过滤器元件（10）的纵向轴线（18）螺旋地延伸的螺旋形凹槽。

15.过滤器系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件和容纳过滤器元件的过滤器壳体。

16.根据权利要求15所述的过滤器系统，其特征在于，过滤器壳体具有通风管，所述通风管以轴向方向延伸到过滤器元件的容纳空间中且能够连接到过滤器元件的通风管部分。

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