CN107246336A - 一种新型蜂窝式空气滤清器滤芯及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型蜂窝式空气滤清器滤芯，由双层过滤介质通过卷绕方式成型，双层过滤介质包括第一波纹板滤材、第二波纹板滤材、第一波纹板滤材的每个波峰和第二波纹板滤材的每个波谷之间形成相连排布的入流通道和出流通道，以及位于第一波纹板滤材和第二波纹板滤材之间的粘接胶水和封堵胶水，其特征在于：第一波纹板滤材入流面和第二波纹板滤材入流面相对，且第一波纹板滤材和第二波纹板滤材的波纹高度不同。本发明有益效果是滤清器滤芯的体积利用率更高，单位体积的容尘量更大；并且采用不行非对称结构之后，卷绕成形的滤芯在直径方向的结构强度能够显著提升,也为滤清器滤芯小型化需求的实现提供了现实可行性。

Description

一种新型蜂窝式空气滤清器滤芯及其制作方法

技术领域

本发明涉及发动机用空气滤清器领域，更具体的说，特别涉及一种空气入流端面呈多孔蜂窝状的空气滤清器滤芯及滤芯的制作方法。

背景技术

内燃式发动机采用在气缸内部燃烧汽油、柴油或天然气等的方式将化学能转变为机械能。而参与燃烧的空气在进入发动机之前，需要经过空气滤清器将其中对发动机有害的颗粒滤除掉。当前，已经有各种各样的空气滤清器运用到车用、船用及火电等领域，但是为了满足市场对产品体积限制日益苛刻的要求，需要不断寻求新的结构和工艺来实现空气滤清器的小型化。另外，不断进步的设计手段和越来越先进的机械制造技术为空滤芯小型化需求的实现提供了现实的可行性。

发明内容

本发明的目的是提供一种入流端面呈多孔蜂窝状的空气滤清器滤芯及滤芯的制作方法。

本发明所描述的一种新型蜂窝式空气滤清器滤芯，由双层过滤介质通过卷绕方式成型，双层过滤介质包括第一波纹板滤材、第二波纹板滤材、第一波纹板滤材的每个波峰和第二波纹板滤材的每个波谷之间形成相连排布的入流通道和出流通道，以及位于第一波纹板滤材和第二波纹板滤材之间的粘接胶水和封堵胶水，其特征在于：第一波纹板滤材入流面和第二波纹板滤材入流面相对，且第一波纹板滤材和第二波纹板滤材的波纹高度不同；所述第二波纹板滤材具有入流侧端面和出流侧端面，在靠近入流侧端面位置且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出入流侧支撑结构，在靠近出流侧端面位置且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出出流侧支撑结构，以及在入流侧端面和出流侧端面之间且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出中部支撑结构。

进一步地，所述第一波纹板滤材具有入流侧端面和出流侧端面，入流侧端面和出流侧端面的波形为锯齿形非对称结构，即每个波峰的第一腰边和第二腰边长度不相等。

进一步地，所述第二波纹板滤材入流侧支撑结构和中部支撑结构之间，以及中部支撑结构和出流侧支撑结构之间的滤材采用成型方压制出波浪形结构，波浪形结构的波形高度为0.3~1mm。

进一步地，所述第二波纹板滤材入流侧支撑结构、中部支撑结构和出流侧支撑结构上，均在滤材厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出上支撑带和下支撑带，以及连接上支撑带和下支撑带的斜面过渡带。

进一步地，所述粘接胶水涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材波峰接触的第一粘接部位，涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材入流侧支撑结构接触的第二粘接部位，涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材出流侧支撑结构接触的第三粘接部位，涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材中部支撑结构接触的第四粘接部位。

进一步地，所述入流通道分别与第一波纹板滤材滤前侧和第二波纹板滤材滤前侧连通，且在靠近第一波纹板滤材出流侧端面位置处用第二封堵胶水封堵。

进一步地，所述出流通道分别与第一波纹板滤材滤后侧和第二波纹板滤材滤后侧连通，且在靠近第一波纹板滤材入流侧端面位置处用第一封堵胶水封堵。

用于制作上述新型蜂窝式空气滤清器滤芯的方法，具体步骤如下：

（1）第一波纹板滤材和第二波纹板滤材单独成型：

第一波纹板滤材采用与其波形相吻合的、且相互咬合的第一成型棍和第二成型棍，通过旋转滚压成型，第一成型棍和第二成型棍之间的轴间距可调；

第二波纹板滤材采用与其波形相吻合的、且相互咬合的第三成型棍和第四成型棍，通过旋转滚压成型，第三成型棍和第四成型棍之间的轴间距可调；

第二成型棍和第三成型棍之间的轴间距可调；

（2）第一波纹板滤材和第二波纹板滤材单独成型之后，在第二成型棍和第三成型棍之间通过时被压贴合，接触部位被粘接剂粘连，并在靠近其中一个端面附近的非接触部分通过第一封堵胶水进行粘接封堵，即形成双层过滤介质；

（3）将双层过滤介质卷绕成空气滤清器滤芯：双层过滤介质在一个旋转中心轴或旋转板的带动下，以围绕这个中心轴或旋转板旋转并卷绕的方式成型为具有蜂窝式入流端面的卷绕式滤芯；

（4）双层过滤介质在卷绕的过程中，在每一圈双层滤材之间，且远离第一封堵胶水所处端面的另一个端面附近注胶，以形成第二封堵胶水。

附图说明

图1为第一波纹板滤材端面波形图；

图2为第一波纹板滤材端面波形局部放大图；

图3为第一波纹板滤材三维立体图；

图4为第二波纹板滤材侧面投影视图；

图5为第二波纹板滤材支撑结构局部放大图；

图6为第二波纹板滤材B-B剖面局部放大图；

图7第二波纹板滤材三维立体图1；

图8第二波纹板滤材三维立体图2；

图9为双层过滤介质三维图（局部剖切）；

图10为双层过滤介质在沿气流方向和第一波纹板滤材波峰高度方向的剖切示意图；

图11为双层过滤介质垂直于波峰延伸方向上的局部剖切图；

图12为双层过滤介质卷绕成滤芯之后的纵向局部示剖切示意图；

图13为双层过滤介质卷绕成滤芯之后的滤芯端面局部放大图；

图14为双层过滤介质卷绕成滤芯之后的滤芯端面图；

图15为双层过滤介质成型过程原理示意正视图；

图16为双层过滤介质成型过程原理示意正视图的局部放大图；

图17为双层过滤介质成型过程原理示立体图；

图18为双层过滤介质成型过程原理示立体图的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述具体技术细节，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1~图13:

本发明主要描述一种新型蜂窝式空气滤清器滤芯3，该滤芯3由双层过滤介质12通过卷绕方式成型。双层过滤介质12包括第一波纹板滤材1、第二波纹板滤材2、第一波纹板滤材1的每个波峰13和第二波纹板滤材2的每个波谷22之间封闭形成相连排布的入流通道125和出流通道126，以及位于第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2之间的多处粘接胶水121、122、123、124和第一封堵胶水127。

第一波纹板滤材1入流面和第二波纹板滤材2入流面相对，且第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2的波纹高度不同。第一波纹板滤材1波纹的波峰高度优选的尺寸的3-8mm之间，第二波纹板滤材2波纹的波峰高度优选的尺寸的0.3-1mm之间。

第一波纹板滤材1具有入流侧端面17和出流侧端面18，入流侧端面和出流侧端面的波形为锯齿形非对称结构，即每个波峰的第一腰边15和第二腰边16长度不相等。

第二波纹板滤材2为了能实现双层过滤介质12的过滤原理以及工艺制造需求，其包含以下特征：

1）第二波纹板滤材2具有入流侧端面26和出流侧端面27，在靠近入流侧端面26位置且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出入流侧支撑结构25a；在靠近出流侧端面位置且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出出流侧支撑结构25c；以及在入流侧端面和出流侧端面之间且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出中部支撑结构25b。

2）进一步的，在入流侧支撑结构25a和中部支撑结构25b之间，以及中部支撑结构25b和出流侧支撑结构25c之间的滤材采用成型方压制出波浪形结构，波浪形结构的波形高度为0.3~1mm。

3）进一步的，在入流侧支撑结构25a、中部支撑结构和出流侧支撑结构25c上，均在滤材厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出上支撑带251和下支撑带253，以及连接上支撑带和下支撑带的斜面过渡带252。

第一波纹板和第二波纹板之间的粘接胶水121、122、123、124，涂抹于第一波纹板滤材1波峰和第二波纹板滤材2波峰接触的第一粘接部位121，涂抹于第一波纹板滤材1波峰和第二波纹板滤材2入流侧支撑结构25a接触的第二粘接部位122，涂抹于第一波纹板滤材1波峰和第二波纹板滤材2出流侧支撑结构25c接触的第三粘接部位123，涂抹于第一波纹板滤材1波峰和第二波纹板滤材2中部支撑结构接触的第四粘接部位124。

上述入流通道125的特征在于：入流通道125分别与第一波纹板滤材1滤前侧12q和第二波纹板滤材2滤前侧23连通，且在靠近第一波纹板滤材1出流侧端面位置处用第二封堵胶水124封堵。

上述出流通道126的特征在于：出流通道126分别与第一波纹板滤材1滤后侧11和第二波纹板滤材2滤后侧24连通，且在靠近第一波纹板滤材1入流侧端面17处用第一封堵胶水127封堵。

上述双层过滤介质12的制作方法及步骤如下，包括：

1）第一波纹板滤材1采用与其波形相吻合的、且相互咬合的第一成型棍4和第二成型棍5通过旋转滚压成型，第一成型棍4和第二成型棍5之间的轴间距h1可调；第一成型棍4和第二成型棍5之间通过齿轮传动或其它同步传动方式进行等速传动。

第一波纹板滤材1成型时，在第一成型棍4和第二成型棍5旋转运动的带动下，其原纸（成型前）从第一成型棍4和第二成型棍5之间的旋入侧451卷入并成型，然后在第一成型棍4和第二成型棍5之间的旋出侧452旋出，旋出之后跟随第二成型棍5进入到第二成型棍5和第三成型棍之间的压紧粘胶位置56。

2）第二波纹板滤材2采用与其波形相吻合的、且相互咬合的第三成型棍6和第四成型棍7通过旋转滚压成型，第三成型棍6和第四成型棍7之间的轴间距h3可调；第三成型棍6和第四成型棍7之间通过齿轮传动或其它同步传动方式进行等速传动。

第二波纹板滤材2成型时，在第三成型棍6和第四成型棍7旋转运动的带动下，其原纸（成型前）从第三成型棍6和第四成型棍7之间的旋入侧671卷入并成型，然后在第三成型棍6和第四成型棍7之间的旋出侧672旋出，旋出之后跟随第二成型棍5进入到第二成型棍5和第三成型棍6之间的压紧粘胶位置56。

3）第二成型棍5和第三成型棍6之间的轴间距h2可调。

4）第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2单独成型之后，在第二成型棍5和第三成型棍6之间通过时被压贴合，接触部位被粘接剂粘连。通过调节第二成型棍5和第三成型棍6之间的轴间距可以达到调整第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2接触位置粘接的效果。

5）第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2单独成型之后，在第二成型棍5和第三成型棍6之间通过时被压贴合，在靠近其中一个端面附近的非接触部分通过第一封堵胶水124进行粘接封堵。

第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2通过上述方式粘接成双层过滤介质12之后，双层过滤介质12通过进一步的卷绕，并在卷绕的过程中在相应的位置浇注第二封堵胶水127，形成滤清器滤芯3。

双层过滤介质12卷绕成空气滤清器滤芯3的方法及步骤，包括：

1）双层过滤介质12在一个旋转中心轴31或旋转板的带动下，以围绕这个中心轴31或旋转板旋转并卷绕的方式成型为具有蜂窝式入流端面的卷绕式滤芯3；

2）双层过滤介质12在卷绕的过程中，在每一圈双层滤材之间，且远离第一封堵胶水所处端面的另一个端面附近注胶，以形成第二封堵胶水127。

如图10、图12所示，滤芯3工作的时候，带有颗粒杂质的空气从蜂窝式滤芯3的进气端面的入流通道125进入。由于入流通道125的末端被胶水封堵，在气流压力的作用下，空气会流经第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2过滤掉其中夹带的颗粒杂质，进入到与入流通道125相邻近的出流通道126，从而达到过滤空气中杂质的目的。

本发明所涉及的双层过滤介质12，其第一波纹板滤材1的波形第一腰边和第二腰边不等的非对称结构，其第二波纹板滤材2具有至少两道以上支撑结构。这样第一波纹板滤材1和第二波纹板滤材2粘接形成的双层过滤介质12具有比较高的支撑强度。相应的，由双层过滤介质12卷绕之后制成的蜂窝式滤芯3的径向强度也会有所提升，可以保障滤芯3能够在工作过程中保持完好的结构形状，确保滤芯3性能的可靠发挥。另外，采用这种方式制成的蜂窝式空气滤清器滤芯3，其体积率用率相比现有常规折叠式空气滤清器滤芯的明显提高，相应的体积对应的空气滤清器滤芯的使用寿命可以得到显著延长。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种新型蜂窝式空气滤清器滤芯，由双层过滤介质通过卷绕方式成型，双层过滤介质包括第一波纹板滤材、第二波纹板滤材、第一波纹板滤材的每个波峰和第二波纹板滤材的每个波谷之间形成相连排布的入流通道和出流通道，以及位于第一波纹板滤材和第二波纹板滤材之间的粘接胶水和封堵胶水，其特征在于：第一波纹板滤材入流面和第二波纹板滤材入流面相对，且第一波纹板滤材和第二波纹板滤材的波纹高度不同；所述第二波纹板滤材具有入流侧端面和出流侧端面，在靠近入流侧端面位置且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出入流侧支撑结构，在靠近出流侧端面位置且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出出流侧支撑结构，以及在入流侧端面和出流侧端面之间且在滤材的厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出中部支撑结构。

2.根据权利要求1所述的空气滤清器滤芯，其特征在于：所述第一波纹板滤材具有入流侧端面和出流侧端面，入流侧端面和出流侧端面的波形为锯齿形非对称结构，即每个波峰的第一腰边和第二腰边长度不相等。

3.根据权利要求1所述的空气滤清器滤芯，其特征在于：所述第二波纹板滤材入流侧支撑结构和中部支撑结构之间，以及中部支撑结构和出流侧支撑结构之间的滤材采用成型方压制出波浪形结构，波浪形结构的波形高度为0.3~1mm。

4.根据权利要求1所述的空气滤清器滤芯，其特征在于：所述第二波纹板滤材入流侧支撑结构、中部支撑结构和出流侧支撑结构上，均在滤材厚度方向上采用成型方式在滤材上压制出上支撑带和下支撑带，以及连接上支撑带和下支撑带的斜面过渡带。

5.根据权利要求1所述的空气滤清器滤芯，其特征在于：所述粘接胶水涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材波峰接触的第一粘接部位，涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材入流侧支撑结构接触的第二粘接部位，涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材出流侧支撑结构接触的第三粘接部位，涂抹于第一波纹板滤材波峰和第二波纹板滤材中部支撑结构接触的第四粘接部位。

6.根据权利要求1所述的空气滤清器滤芯，其特征在于：所述入流通道分别与第一波纹板滤材滤前侧和第二波纹板滤材滤前侧连通，且在靠近第一波纹板滤材出流侧端面位置处用第二封堵胶水封堵。

7.根据权利要求1所述的空气滤清器滤芯，其特征在于：所述出流通道分别与第一波纹板滤材滤后侧和第二波纹板滤材滤后侧连通，且在靠近第一波纹板滤材入流侧端面位置处用第一封堵胶水封堵。

8.一种用于制作权利要求1所述的空气滤清器滤芯的方法，具体步骤如下：

（1）第一波纹板滤材和第二波纹板滤材单独成型：

第一波纹板滤材采用与其波形相吻合的、且相互咬合的第一成型棍和第二成型棍，通过旋转滚压成型，第一成型棍和第二成型棍之间的轴间距可调；

第二波纹板滤材采用与其波形相吻合的、且相互咬合的第三成型棍和第四成型棍，通过旋转滚压成型，第三成型棍和第四成型棍之间的轴间距可调；

第二成型棍和第三成型棍之间的轴间距可调；

（2）第一波纹板滤材和第二波纹板滤材单独成型之后，在第二成型棍和第三成型棍之间通过时被压贴合，接触部位被粘接剂粘连，并在靠近其中一个端面附近的非接触部分通过第一封堵胶水进行粘接封堵，即形成双层过滤介质；

（3）将双层过滤介质卷绕成空气滤清器滤芯：双层过滤介质在一个旋转中心轴或旋转板的带动下，以围绕这个中心轴或旋转板旋转并卷绕的方式成型为具有蜂窝式入流端面的卷绕式滤芯；

（4）双层过滤介质在卷绕的过程中，在每一圈双层滤材之间，且远离第一封堵胶水所处端面的另一个端面附近注胶，以形成第二封堵胶水。