CN107438473A - 用于过滤系统的二级元件以及具有二级元件的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有纵向轴线（L）和两个对置的端部（12、14）的二级元件（10），所述二级元件包括围绕所述纵向轴线（L）布置的过滤介质（16），其中，所述端部中的一个端部（14）是敞开的，对置的端部（12）被闭合的端板（20）密封地封闭，并且所述端板（20）具有连接件（22），所述连接件在按照预期装配时设置用于与过滤系统（100）的支撑管（150）的连接件（156）共同作用，以便将所述二级元件（10）固定在所述支撑管（150）上。此外，本发明还涉及一种具有这样的能够被替换的二级元件（10）的过滤系统（100）。

Description

用于过滤系统的二级元件以及具有二级元件的过滤系统

技术领域

本发明涉及一种用于过滤系统的二级元件、尤其是用于内燃机的空气过滤系统的二级元件，以及一种具有这样的二级元件的过滤系统。

背景技术

已知使用空气过滤器，以便在机动车，例如轿车、商用车、工作机械、农用车辆，还有固定式发电机或者类似物中过滤用于内燃机的燃烧进气。这样的空气过滤器通常包括壳体、进气口和排气口，其中，能够被移除的和能够被更换的主过滤元件布置在所述壳体中。所述壳体通常包括用于在维修的情况下接近被接收在内部的过滤元件的维修盖或者接近盖。为此，所述过滤元件能够被拆卸，并且能够被新出厂的过滤元件代替、被修复并且被再次使用，或者被之前使用的、但是被修复的过滤元件更换。

通常，空气过滤器的过滤元件在一定的运行时间之后被更换。根据积灰情况不同，空气过滤器的使用寿命，例如在被用在建筑机械中时，能够为几天；在灰尘较少的环境中，能够长达数月。

尤其在经常更换过滤元件时，在壳体中的过滤元件的可靠的和工艺安全的密封是重要的。所述密封应该耐温地并且振动试验地实施。在承受强烈的振荡或者振动的设备或者装置处，必须确保该过滤元件的密封。但是，同时，所述过滤元件本身应该尽可能地不具有金属元件，以便该过滤元件能够容易地被热处置。

为了在更换过滤元件时保护内燃机的空气导流系统的净化侧防止污物颗粒的侵入，在空气过滤系统中经常存在所谓的二级元件，所述二级元件在所述更换时留在所述过滤系统中。所述二级元件通常位于该过滤元件的净化侧上、例如在圆形过滤元件的内部，并且与该过滤系统的壳体连接。所述二级元件本身也具有过滤介质，所述过滤介质使空气流中的剩余污物颗粒远离过滤器出口。所述二级元件本身也能够被更换，因为该二级元件能够被加载灰尘颗粒，但是比真正的过滤元件具有长得多的时间间隔

US 8,480,778 B2公开了一种空气过滤系统，在所述空气过滤系统中存在二级元件，所述二级元件由在空心圆柱组件中的过滤介质组成，所述二级元件在一端部处被盖封闭，在另一个端部处是敞开的。利用敞开的端部，该二级元件能够被套到在该过滤元件的内部并且与过滤器壳体连接的支撑管上，并且如此保护该过滤系统的出口防止灰尘颗粒的侵入。真正的过滤元件被装配到被安装到在所述支撑管上的二级元件上，所述真正的过滤元件放在该支撑管的敞开的端部上，并且因此放在该二级元件的盖上。

因此，本发明的任务在于创造一种用于过滤系统的二级元件，所述二级元件在简单的和可靠的可装配性时确保、尤其是在维修的情况下更换该过滤元件时确保空气导流系统的净化侧的可靠的密封。

本发明的另一个任务在于创造一种用于接收这样的能够被更换的二级元件的过滤系统，所述二级元件确保、尤其是在维修的情况下更换该过滤元件时确保空气导流系统的净化侧的可靠的密封。

根据本发明的一个方面，上述任务被具有纵向轴线和两个对置的端部的二级元件解决，所述二级元件利用一个端部能够与过滤系统的支撑管连接；根据本发明的另一个方面，上述任务通过具有这样的二级元件的过滤系统得到解决。

本发明的有利的构造方案和优点从其它权利要求、说明书和附图中得出。

发明内容

建议了一种具有纵向轴线和两个对置的端部的二级元件，所述二级元件包括围绕所述纵向轴线布置的过滤介质。在此，所述端部中的一个端部是敞开的，对置的端部被闭合的端板密封地封闭。所述端板具有连接件，所述连接件在按照预期装配时设置用于与过滤系统的支撑管的连接件共同作用，以便将所述二级元件固定在所述支撑管上。

有利地，当二级元件被装配在所述过滤系统中时，净化侧的密封通过所述二级元件在该二级元件的敞开的端部上实现，所述敞开的端部紧紧地贴靠在对应元件处。不需要另外的单独的密封位置，尤其是不需要通过发泡或者类似物进行其他密封，因为所述二级元件是单侧闭合的。此外，在装配情况下，通过固定在所述支撑管处，在所述过滤系统中的二级元件的清楚的最终位置也是给定的。

根据一种有利的构造方案，所述端板能够与所述过滤介质固定地连接，尤其是与所述过滤介质焊接或者粘合或者喷射或者发泡。能够选择适合用于预期使用目的的连接方式。

根据一种有利的构造方案，所述端板能够具有凹处，所述凹处突出到该二级元件的内部。该凹处的底部能够适合地支撑在所述支撑管上，并且在所述装配时预先给定该二级元件的被定义的最终位置。

根据一种有利的构造方案，所述二级元件能够构造为椎形，并且该二级元件的直径从所述敞开的端部到闭合的端部逐渐变细。这便于将该二级元件推到所述支撑管上。

根据一种有利的构造方案，所述过滤介质由纤维网、或者由纸、或者由纤维素、或者由塑料和纤维素组成的混合纤维构成。能够选择适合用于预期使用目的的材料。

有利地，所述过滤介质能够被循环地实施在具有至少一个接缝的该二级元件的周侧上。由此，过滤介质的平坦的表面能够被用于该二级元件的制造，所述平坦的表面被张紧到相应的模制体上并且利用接缝被焊接成例如循环轨道，由此给出该二级元件的密封性。

根据一种有利的构造方案，所述连接件能够包括锁止连接结构的一部分。因此，所述连接件能够包括锁止钩和支撑管侧的对应元件，所述锁止钩能够在所述对应元件处钩住。同样也能够考虑相反的构造方案。

根据一种有利的构造方案，所述连接件能够包括螺旋连接结构的一部分。所述连接件能够包括外螺纹，所述外螺纹能够被旋到在所述支撑管处的互补的内螺纹中。同样也能够考虑相反的构造方案。

根据一种有利的构造方案，所述连接件能够包括卡口连接结构的一部分。所述连接件能够包括一个或者多个锁止销，所述锁止销在支撑管侧的导向结构处卡入。同样也能够考虑相反的构造方案。

在一种有利的构造方案中，设置在所述端板处的连接件从所述端板轴向地突出到该二级元件的内腔中。

在一种有利的构造方案中，所述端板能够具有凹处，所述凹处突出到该二级元件的内部，并且所述连接件能够从该凹处的底部继续突出到所述二级元件的内部。有利地，所述凹处能够构造为漏斗形，并且尤其构造为与该支撑管的漏斗形的凹处形状一致。这便于二级元件和支撑管的接合。

根据本发明的另一个方面，建议了一种过滤系统，所述过滤系统包括：壳体；布置在所述壳体处的入口套管，所述入口套管用于供给待过滤的流体、尤其是空气；布置在所述壳体处的出口套管、尤其是在纵向方向上中心地布置的出口套管，所述出口套管用于导出已过滤的流体；至少一个过滤元件，所述过滤元件布置在入口套管与出口套管之间；在该壳体的内部沿着壳体轴线布置的支撑管，所述支撑管用于接收过滤元件；其中，所述支撑管设置为二级元件的支撑件，其中，所述二级元件和所述支撑管分别具有彼此互补的连接件，利用所述连接件所述二级元件和所述支撑管能够在它们的端侧中的一个端侧上相互连接。

在此，这样的过滤系统的优点在于：不仅可靠地并且稳定地装配该一级过滤元件，而且可靠地并且稳定地装配该二级元件；以及在维修的情况下所述过滤元件和必要时所述二级元件具有非常经济的可更换性。尤其是在例如在农用-和建筑机械使用中能够出现的使用寿命短的情况下，快速的可更换性是很重要的。

有利地，所述支撑管固定在壳体上地布置。所述二级元件固定地放在所述支撑管上。在替换该一级过滤元件时，所述二级元件保护该过滤元件的净化侧。该二级元件的替换能够实现，而无需移除所述支撑管，这降低了用于所述二级元件的费用。有利地，当二级元件被装配在所述过滤系统中时，净化侧的密封通过所述二级元件在该二级元件的敞开的端部上实现，所述敞开的端部紧紧地贴靠在对应元件处。不需要另外的单独的密封位置，尤其是不需要通过发泡或者类似物进行密封，因为所述二级元件是单侧闭合的。此外，在装配情况下，通过固定在所述支撑管处，在所述过滤系统中的二级元件的清楚的最终位置也是给定的。

在按照预期使用时，所述二级元件能够被布置在该一级过滤元件的净化侧上。安装在所述支撑管上的并且能够包括能够渗透的过滤介质、例如纤维网的二级元件具有下述任务：在更换该过滤元件时继续保持该过滤系统的出口是封闭的，从而使得污物不能够侵入到这个区域中，而所述过滤元件被清洗或者被更新。所述二级元件本身不包括支撑管，而是由所述过滤介质组成，所述过滤介质例如是比较刚性的，并且被推到该过滤系统的支撑管上。

根据一种有利的构造方案，所述二级元件利用其敞开的端部能够接合到槽中，所述槽与所述出口套管和/或与所述支撑管同轴地布置。所述敞开的端部能够紧紧地贴靠在槽壁处。由此可能的是，实现该二级元件的足够的密封性能。有利地，所述密封位置实施为室，这以简单的方式改善所述密封性能。

根据一种有利的构造方案，所述彼此互补的连接件能够构造为能够非破坏性地被拆除。由此，一方面给定了在替换该一级过滤元件时该二级元件的固定，另一方面能够简单地完成该二级元件的替换。

根据一种有利的构造方案，所述支撑管能够构造为椎形，并且在直径中远离所述出口套管沿着所述纵向轴线逐渐变细。由此可能的是，简单地将该二级元件推到所述支撑管上。

根据一种有利的构造方案，所述二级元件能够在所述闭合的端部处轴向地超出所述支撑管。因此，能够容易地补偿公差，并且能够通过下述方式实现该二级元件在其敞开的端部处的可靠的密封：这个二级元件能够可靠地被引导到其密封槽中。

根据一种有利的构造方案，所述过滤元件能够在其出口套管侧的端部处径向向内地密封。为此，能够在该壳体的底部处设置适合的密封面，所述密封面在工具技术方面能够有利地被制造。

根据一种有利的构造方案，该过滤系统的支撑管能够在其端部处具有凹处，所述连接件布置在所述端部处，所述凹处能够与该二级元件的凹处形状一致地构造。有利地，所述凹处构造为漏斗形。这实现了该连接结构的自我校正，并且便于二级元件和支撑管的接合。

有利地，所述过滤系统能够被用作空气过滤器、尤其是内燃机的空气过滤器。内燃机的可靠的运行也基于用于燃烧运行的进气的安全的和有利的过滤。所说明的过滤元件为此代表了一种经济的可能性。

同样，该过滤系统有利地作为颗粒过滤器、尤其是内燃机的颗粒过滤器。这里，所说明的过滤元件的安全的装配和经济的可更换性具有决定性的重要性。

有利地，所述二级元件在替换该过滤元件时能够留在所述壳体中。由此确保了，该出口套管的净化侧也有效地被保护防止污物颗粒的侵入。

附图说明

其它优点从下面的附图说明中得出。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含大量在组合中的特征。本领域技术人员也将有利地单独地考虑所述特征，并且将所述特征综合成其它有意义的组合。附图示例性地示出：

图1 根据本发明的一个实施例的具有一级过滤元件的过滤系统的纵向剖面图，所述一级过滤元件在其净化侧包围二级元件；

图2 图1中的过滤系统的底部区域的详细剖视图；

图3 图1中的过滤系统的、具有部分被推到固定在壳体上的支撑管上的二级元件的局部的纵向剖面图；

图4 在二级元件与支撑管之间的连接结构的详细剖视图；

图5 根据本发明的另一个实施例的、具有一级过滤元件的过滤系统的纵向剖面图，所述一级过滤元件在其净化侧包围二级元件；

图6 根据图5的实施例的另一个纵向剖面图；

图7 根据图5的实施例的爆炸图；

图8 根据图5的过滤系统在支撑管和二级元件连接之前的纵向剖面图；

图9 根据图5的过滤系统在支撑管和二级元件连接之后的纵向剖面图。

具体实施方式

附图中，相同的或者同类的构件用相同的附图标记标明。附图仅显示示例，而不能够被理解为限制。

图1示出根据本发明的一个实施例的、具有一级过滤元件50的过滤系统100的纵向剖面图，所述一级过滤元件在其净化侧包围二级元件10。

所述过滤系统100包括壳体110，所述壳体由罐112和能够被取下的罩114组成。图2示出该壳体110的底部区域的细节。

所述壳体110能够例如构造为圆柱形。在所述壳体110处布置有在附图中不能够看出的入口套管，所述入口套管用于供给待过滤的流体、尤其是空气。所述入口套管能够径向地或者相切地布置在所述壳体110处。轴向的位置靠近该壳体110的底部120在一个区域中，在所述区域中入流保护124设置在该壳体110的内部。

在所述壳体110处布置有用于导出已过滤的流体的出口套管108，所述出口套管在纵向方向L上中心地放置。在入口套管与出口套管108之间的流动路径中布置有圆柱形的过滤元件50以及沿着所述壳体轴线L布置的支撑管150，所述支撑管用于接收过滤元件50。所述过滤元件50用作一级元件，并且在一个端部52处具有闭合的端板，在对置的、出口套管侧的端部54处具有敞开的端板。两个端板具有轴向向外凸出的间隔元件，利用所述间隔元件所述过滤元件50夹紧在底部120与罩114之间。所述端板能够例如由聚氨酯制成。

所述罩114能够在该罐112的敞开的端部116处被旋紧或者利用夹紧元件或者类似物被紧固。所述罩114在径向外侧具有凸缘130，所述凸缘具有外凸缘壁136和内凸缘壁132，其中，所述凸缘130包围该罩114的中心的中间件138。凸缘130与中间件138之间的槽的底部140挤压到该过滤元件50的闭合的端板的间隔元件上。该凸缘130的外凸缘壁136是该罩114的外壁的一部分。内腹板134突出到该过滤元件50的闭合的端板上，并且利用其径向的内表面形成用于所述过滤元件50的密封面。

如图2详细所示，在该过滤元件50的出口套管侧的端部54处的、敞开的端板径向向内地抵靠着在该壳体的底部120处的环126进行密封。

所述支撑管150邻接所述出口套管108到所述壳体内部，所述支撑管被所述过滤元件50包围。所述支撑管150与该壳体110的底部120固定地连接、例如焊接。

所述支撑管150设置为二级元件10的支撑件，其中，所述二级元件10和所述支撑管150分别具有彼此互补的连接件22、156，利用所述连接件所述二级元件和所述支撑管能够在它们的端部12、152上相互连接，所述端部分别与出口套管侧的端部14、154相对。

所述二级元件10利用其敞开的端部接合到槽122中，所述槽与所述出口套管108和所述支撑管150同轴地布置。这形成了该二级元件10的构造为室的密封位置。所述槽122径向向内地邻接所述环126，在所述环处所述过滤元件50利用其敞开的端板径向地密封。

原始空气流过通向所述过滤元件50的环形通道102，在该过滤元件50的净化侧上进入到所述二级元件10中，并且从那里通过所述出口套管108从所述壳体110中流出。

图3示出图1中的过滤系统100的具有部分被推到固定在壳体上的支撑管150上的二级元件10的纵向剖面图。图4示出二级元件10与支撑管150之间的连接结构的详细剖视图。

所述二级元件10沿着所述纵向轴线L在两个对置的端部12、14之间延伸，并且包括围绕所述纵向轴线L布置的过滤介质16，其中，所述端部中的一个端部14是敞开的，对置的端部12被闭合的端板20密封地封闭。所述支撑管150在相应的端部152处是敞开的。在所述敞开的端部处布置有环形板158，该二级元件10的连接件22能够穿过该环形板的中心的开口。

所述过滤介质16能够由纤维网、或者由纸、或者由纤维素、或者由塑料和纤维素组成的混合纤维构成。

所述端板20具有连接件22，所述连接件与该过滤系统100的支撑管150的互补的连接件156共同作用，以便将所述二级元件10固定在所述支撑管150上。在示出的实施例中，所述连接件22包括在该二级元件10的端板11处的锁止钩，所述锁止钩能够在套管处钩住，所述套管形成该支撑管150的连接件156。所述连接件22、156构造为能够非破坏性地被拆除，从而使得所述二级元件10虽然在替换该过滤元件50时（图1）被固定在所述支撑管150上，但是在需要时也能够被替换。

所述支撑管150和所述二级元件10构造为圆锥形，并且在直径中远离所述出口套管108沿着所述纵向轴线L逐渐变细。所述二级元件10被推到所述支撑管150上，直到该二级元件的敞开的端部14接合到在该壳体110的底部120处的槽122中，并且二级元件10和支撑管150的连接件22、156相连接。

由于该二级元件10的端板20具有突出到所述二级元件10中的凹处24，所述二级元件10在所述闭合的端部12处轴向地超出所述支撑管150。如果所述连接件22、156被设置地相接触，则该二级元件10的端板20的凹处24的底部放在该支撑管150的环形板158上，并且在装配时形成该二级元件10的被定义的最终位置。通过所述被定义的最终位置能够便于该二级元件10的正确的装配。所述凹处24构造为漏斗形，并且具有平坦的底部26。所述连接件22径向地在该底部26内以下述半径布置，该半径明显小于该底部26的外圆周。

图5至9示出本发明的另一个实施例。图5示出根据本发明的另一个实施例的具有一级过滤元件50的过滤系统100的纵向剖面图，所述一级过滤元件在其净化侧包围二级元件10。图6示出根据图5的实施例的另一纵向剖面图，图7示出根据图5的实施例的爆炸图，图8示出根据图5的过滤系统100在支撑管150和二级元件10连接之前的纵向剖面图，图9示出根据图5的过滤系统100在支撑管150和二级元件10连接之后的纵向剖面图。很多元件与上述构造方案一致，从而使得为了避免不必要的重复基本上只探讨在所述实施例中的不同。

所述过滤系统100在其壳体110的罐112处具有侧面的凸肩170，所述凸肩具有在轴向方向上敞开的吸入口172，所述待过滤的流体、尤其是空气能够通过所述吸入口进入到所述过滤系统100中，因此能够取消用于所述一级元件50的特别的入流保护。

二级元件10与支撑管150之间的接口在这个构造方案中形状互补地构造。该二级元件10的凹处24构造为漏斗形，但是比在图1至4的实施例中更深。该凹处24的平坦的底部26的外直径只稍微大于示例性构造为锁止钩的连接元件22的半径。

所述支撑管150具有与所述凹处24形状互补的凹处160，这便于将所述连接元件22导入到所述支撑管150中。

Claims (17)

1.具有纵向轴线（L）和两个对置的端部（12、14）的二级元件（10），所述二级元件包括围绕所述纵向轴线（L）布置的过滤介质（16），其中，所述端部中的一个端部（14）是敞开的，所述对置的端部（12）被闭合的端板（20）密封地封闭，并且所述端板（20）具有连接件（22），所述连接件在按照预期装配时设置用于与过滤系统（100）的支撑管（150）的连接件（156）共同作用，以便将所述二级元件（10）固定在所述支撑管（150）上。

2.根据权利要求1所述的二级元件，其中，所述端板（20）与所述过滤介质（16）固定地连接，尤其是焊接或者粘合或者喷射。

3.根据权利要求1或者2所述的二级元件，其中，所述端板（20）具有凹处（24），所述凹处突出到所述二级元件（10）的内部。

4.根据上述权利要求中任一项所述的二级元件，其中，所述二级元件的直径从敞开的端部（14）到闭合的端部（12）逐渐变细。

5.根据上述权利要求中任一项所述的二级元件，其中，所述过滤介质（16）由纤维网、或者由纸、或者由纤维素、或者由塑料和纤维素组成的混合纤维构成。

6.根据上述权利要求中任一项所述的二级元件，其中，所述连接件（22）包括锁止连接结构的部分。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的二级元件，其中，所述连接件（22）包括螺旋连接结构的部分。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的二级元件，其中，所述连接件（22）包括卡口连接结构的部分。

9.根据上述权利要求中任一项所述的二级元件，其中，所述端板（20）具有凹处（24），所述凹处突出到所述二级元件（10）的内部，并且所述连接件（22）从所述凹处（24）的底部（26）继续突出到所述二级元件（10）的内部。

10.根据权利要求9所述的二级元件，其中，所述凹处（24）构造为漏斗形，并且尤其构造为与所述支撑管（150）的漏斗形的凹处形状一致。

11.过滤系统（100），其包括：

- 壳体（110），

- 布置在所述壳体（110）处的入口套管，所述入口套管用于供给待过滤的流体、尤其是空气，

- 布置在所述壳体（110）处的出口套管（108）、尤其是在纵向方向（L）上中心地布置的出口套管（108），所述出口套管用于导出已过滤的流体，

- 至少一个过滤元件（50），所述过滤元件布置在入口套管与出口套管（108）之间，

- 在所述壳体（110）的内部沿着壳体轴线（L）布置的支撑管（150），所述支撑管用于接收过滤元件（50），

其中，所述支撑管（150）设置为二级元件（10）的支撑件，其中，所述二级元件（10）和所述支撑管（150）分别具有彼此互补的连接件（22、156），利用所述连接件所述二级元件和所述支撑管能够在它们的端侧（12、152）中的一个端侧上相互连接。

12.根据权利要求11所述的过滤系统，其中，所述二级元件（10）利用其敞开的端部（12）接合到槽（122）中，所述槽与所述出口套管（108）和/或与所述支撑管（150）同轴地布置。

13.根据权利要求11或者12所述的过滤系统，其中，所述彼此互补的连接件（22、156）构造为能够非破坏性地被拆除。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的过滤系统，其中，所述支撑管（150）构造为锥形，并且在直径中远离所述出口套管（108）沿着所述纵向轴线（L）逐渐变细。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的过滤系统，其中，所述二级元件（10）在所述闭合的端部（12）处轴向地超出所述支撑管（150）。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的过滤系统，其中，所述过滤元件（50）在其出口套管侧的端部（54）处径向向内地密封。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的过滤系统，其中，所述支撑管（150）在其端部（152）处具有凹处（160），所述连接件（156）布置在所述端部处，所述凹处与所述二级元件（10）的凹处（24）形状一致地构造。