CN111821757A - 一种三级过滤功能的去离子过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三级过滤功能的去离子过滤器，涉及燃料电池冷却系统技术领域，本发明包括壳体、上盖、第一级颗粒净化滤芯、中心管、径向第二级离子净化滤芯以及第三级备用离子净化滤芯，上盖与壳体一端通过螺钉连接，壳体包括进液口,第一级颗粒净化滤芯的位置与进液口相适应，第一级颗粒净化滤芯一端与中心管一表面连接，径向第二级离子净化滤芯内表面与第一级颗粒净化滤芯外表面连接，中心管一端与上盖一表面连接，第三级备用离子净化滤芯安装于上盖内部，可在第二级离子净化滤芯达到设计寿命且系统电导率上升时，通过上盖的旋钮机构，使其与冷却液接触，达到临时降低系统电导率的作用，降低非预期性的风险。

Description

一种三级过滤功能的去离子过滤器

技术领域

本发明涉及燃料电池冷却系统技术领域，特别涉及一种三级过滤功能的去离子过滤器。

背景技术

目前燃料电池系统多采用低电导率冷却液作为冷却介质，任何与膜电极接触的流体都不应对膜电极造成潜在的伤害，包括正离子、负离子以及颗粒污染物。由于冷却液流体在燃料电池系统的循环过程中对管路以及接触零部件的侵蚀与磨损，叠加管路和其他零部件的初始存在的污染物，造成了系统中会产生额外的阴阳离子以及颗粒污染物，所以在冷却液循环回路安装去离子过滤器，降低冷却液中的电导率和污染物是非常重要的。

目前的去离子器在寿命到期后或者需要进行检修时需要先拆除防冻液的进出口管路，随后更换整个去离子器总成进行更换或检修，造成保养和检修的时间成本和零部件成本过高，同时当去离子器到达设计使用寿命后可能会使得冷却液因为缺少离子净化效果导致冷却液电导率会造成燃料电池发动机处于危险的工况，此时燃料电池汽车必须停机进行检修，鉴于目前燃料电池汽车仍处于示范运行阶段，维修网点较少，一旦停机检修或者车辆抛锚会造成巨大的时间和金钱浪费，同时防冻液作为轻微毒性的溶液也不利于环保和操作人员的身体健康；从产品结构上分析，当下去离子过滤器通常采用圆柱形塑料外壳内填充离子吸附树脂，由于离子吸附树脂的紧密堆积导致产品流阻高，在冷却液进出口仅有简单的不锈钢筛网对颗粒进行拦截，产品不具备深层过滤的技术能力，导致纳污容量低，容易被污染物堵塞不锈钢筛网从而导致流阻上升，进而导致离子净化效率下降。为此，我们提出一种三级过滤功能的去离子过滤器。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三级过滤功能的去离子过滤器，通过增加其相应的功能性结构，有效配合使用环境及使用需求，可以有效解决背景技术中检修成本高、容易被污染物堵塞、离子净化效率低等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种三级过滤功能的去离子过滤器，包括壳体、上盖、第一级颗粒净化滤芯、导流装置、中心管、径向第二级离子净化滤芯、第一密封圈以及套箍，所述上盖一表面与壳体一端通过螺钉连接，所述壳体包括进液口,所述导流装置包括第一密封盖，所述第一级颗粒净化滤芯套置于中心管外圆上且其一端与第一密封盖连接，另一端与所述径向第二级离子净化滤芯下部连接；所述径向第二级离子净化滤芯一端通过密封材料与上盖一表面连接，所述壳体一端设有第一限位槽，所述第一密封圈安装于第一限位槽，所述套箍内表面与壳体外表面连接。

优选地，所述壳体还包括壳体本体以及出液口，所述进液口一表面与壳体本体一端固定连接，所述出液口一端与壳体本体一表面固定连接，所述壳体本体内表面设有第二限位槽，冷却液经进液口进入装置内，经过滤后，由出液口流出。

优选地，所述上盖包括上盖本体、旋钮、转动盖、第三级备用离子净化滤芯以及第二密封盖，所述旋钮安装于上盖本体一表面，所述旋钮与转动盖旋转配合，所述第三级备用离子净化滤芯与转动盖一表面连接，所述第三级备用离子净化滤芯一表面与转动盖另一表面连接，所述第三级备用离子净化滤芯与第二密封盖旋转配合，旋钮可带动副树脂盒转动，从而让冷却液可以由外部通过端盖开窗穿过副树脂盒，从而接触副树脂盒内部第三级备用离子净化滤芯。

优选地，所述导流装置还包括第二密封圈，一表面设有第二限位槽，所述第二密封圈安装于第二限位槽[U1] ，所述导流金属衬套一表面与第一密封盖一表面连接，所述第一级颗粒净化滤芯的位置导流金属衬套相适应，通过导流装置将液体引流至第一级颗粒净化滤芯内部。

优选地，所述轴向第二级离子净化滤芯包括轴向第二级离子净化滤芯本体以及凸台，所述凸台一表面与轴向第二级离子净化滤芯本体一表面固定连接，所述凸台的位置与第二限位槽相适应，轴向第二级离子净化滤芯和径向第二级离子净化滤芯的内部均填充有离子吸附树脂，轴向第二级离子净化滤芯本体和径向第二级离子净化滤芯的两端均固定有密封圈，保证其两端的密封性。

优选地，所述套箍一表面一体设置有固定锁座，通过套箍进行该过滤器的安装固定。

优选的，所述密封材料为毛毡。通过上述特征，滤芯的轴向向上固定是由上盖通过拧紧螺钉锁紧，使得圆周轴向下压挤压毛毡提供适量的力挤压滤芯完成轴向向上固定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、在更换去离子过滤器时，无需将整个产品从冷却回路中拆除，只需更换内部滤芯结构，更为便捷，相比于更换整个产品总成，更换内部滤芯的成本也更低，同时降低冷却液在更换过程中排出系统外或外漏概率，更加环保。

2、冷却液流经本产品先经过第一级颗粒净化滤芯，进行颗粒过滤拦截，有利于降低滤芯被污染物堵塞的风险，降低防冻液的流阻，提供冷却系统的热交换效率，经过颗粒净化后冷却液进入第二级离子净化滤芯，冷却液充分与离子吸附树脂接触进行离子交换，吸附离子效果更好。

3、在第二级离子净化滤芯达到设计使用寿命时且燃料电池发动机处于异常高电导率状态时，可以通过人工方式拧动上盖的旋钮，从而使得第三级备用离子净化滤芯与冷却液接触，达到短期降低电导率的功能，可以降低停机造成的时间和金钱损失。

附图说明

图1为本发明一种三级过滤功能的去离子过滤器的整体结构示意图；

图2为本发明一种三级过滤功能的去离子过滤器的俯视结构示意图；

图3为本发明壳体与上盖的装配结构示意图；

图4为本发明内部的装配结构示意图；

图5为本发明图2中A-A处的剖面结构示意图。

图中：100、壳体；110、进液口；120、出液口；200、上盖；210、旋钮；220、转动盖；230、第三级备用离子净化滤芯；240、密封环；300、中心管；400、导流装置；410、第一密封盖；420、导流金属衬套；430、第二密封圈；500、径向第二级离子净化滤芯；510、凸台；600、第一级颗粒净化滤芯；700、第一密封圈；800、套箍；810、支架。

具体实施方式

为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

请参照图1—5所示，本发明为一种三级过滤功能的去离子过滤器，包括壳体100、上盖200、第一级颗粒净化滤芯600、导流装置400、中心管300、径向第二级离子净化滤芯500、第一密封圈700以及套箍800，所述上盖200一表面与壳体100一端通过螺钉连接，所述壳体100包括进液口110,所述导流装置400包括第一密封盖410，所述第一级颗粒净化滤芯600套置于中心管300外圆上且其一端与第一密封盖410连接，另一端与所述径向第二级离子净化滤芯500下部连接；所述径向第二级离子净化滤芯500一端通过密封材料与上盖200一表面连接，所述壳体100一端设有第一限位槽，所述第一密封圈700安装于第一限位槽，所述套箍800内表面与壳体100外表面连接。

优选地，壳体100还包括壳体本体以及出液口120，进液口110一表面与壳体本体一端固定连接，出液口120一端与壳体本体一表面固定连接，壳体本体内表面设有第二限位槽，冷却液经进液口110进入装置内，经过滤后，由出液口120流出。

优选地，上盖200包括上盖本体、旋钮210、转动盖220、第三级备用离子净化滤芯230以及密封环240，旋钮210安装于上盖本体一表面，旋钮210与转动盖220旋转配合，第三级备用离子净化滤芯230与转动盖220一表面连接，第三级备用离子净化滤芯230与密封环240旋转配合，所述第三级备用离子净化滤芯（230）内部装有离子净化树脂。旋钮210可带动副树脂盒转动，从而让冷却液可以由外部通过端盖开窗穿过副树脂盒，从而接触副树脂盒内部第三级备用离子净化滤芯230。

优选地，导流装置400还包括第二密封圈430，第一密封盖410一表面设有第二限位槽，第二密封圈430安装于第二限位槽，导流金属衬套420一表面与第一密封盖410一表面连接，第一级颗粒净化滤芯300的位置导流金属衬套420相适应，通过导流装置400将液体引流至第一级颗粒净化滤芯300内部。

优选地，轴向第二级离子净化滤芯（500）包括轴向第二级离子净化滤芯本体以及凸台510，凸台510一表面与轴向第二级离子净化滤芯本体一表面固定连接，凸台510的位置与第二限位槽相适应，轴向第二级离子净化滤芯500和径向第二级离子净化滤芯600的内部均填充有离子吸附树脂，轴向第二级离子净化滤芯500和径向第二级离子净化滤芯600的两端均固定有密封圈，保证其两端的密封性。

优选地，所述套箍800一表面一体设置有固定锁座810，通过套箍800进行该过滤器的安装固定。

优选的，所述密封材料为毛毡。通过上述特征，滤芯的轴向向上固定是由上盖通过拧紧螺钉锁紧，使得圆周轴向下压挤压毛毡提供适量的力挤压滤芯完成轴向向上固定。

实施例二：

请参照图1—5所示，本发明为一种三级过滤功能的去离子过滤器，其工作原理为，未经净化的冷却液由进液口110流入壳体100中，沿轴向方向流入第一级颗粒净化滤芯300，冷却液首先经第一级颗粒净化滤芯300进行过滤处理，实现颗粒杂质的拦截，并储存在第一级颗粒净化滤芯300中，经颗粒净化后的冷却液继续沿径向方向通过径向第二级离子净化滤芯600，并沿壳体100内壁轴向流向中心管500，在中心管500和径向第二级离子净化滤芯600内充分与离子吸附树脂进行离子交换，从而降低冷却液的电导率，达到净化效果，净化后的冷却液重新汇集由壳体100上部的出液口120流出，当离子净化滤芯达到寿命上限而又不能及时更换滤芯时，可以通过顺时针扭转旋钮210，打开副树脂盒，使得冷却液能流经副树脂盒，经过第三级备用离子净化滤芯230，能达到紧急状态的应用。更换滤芯时，首先拧松上盖200的螺钉，取下上盖200，并取出使用后的一体式的颗粒过滤滤芯和离子净化滤芯，重新装入新的一体式滤芯，同时更换含副树脂盒的第三级备用离子净化滤芯230，并拧紧上盖200螺钉。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种三级过滤功能的去离子过滤器，包括壳体（100）、上盖（200）、第一级颗粒净化滤芯（600）、导流装置（400）、中心管（300）、径向第二级离子净化滤芯（500）、第一密封圈（700）以及套箍（800），其特征在于：所述上盖（200）一表面与壳体（100）一端通过螺钉连接，所述壳体（100）包括进液口（110）,所述导流装置（400）包括第一密封盖（410），所述第一级颗粒净化滤芯600套置于中心管300外圆上且其一端与第一密封盖410连接，另一端与所述径向第二级离子净化滤芯（500）下部连接；所述径向第二级离子净化滤芯（500）一端通过密封材料与上盖（200）一表面连接，所述壳体（100）一端设有第一限位槽，所述第一密封圈（700）安装于第一限位槽，所述套箍（800）内表面与壳体（100）外表面连接。

2.根据权利要求1所述的一种三级过滤功能的去离子过滤器，其特征在于：所述壳体（100）还包括壳体本体以及出液口（120），所述进液口（110）一表面与壳体本体一端固定连接，所述出液口（120）一端与壳体本体一表面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种三级过滤功能的去离子过滤器，其特征在于：所述上盖（200）包括上盖本体、旋钮（210）、转动盖（220）、第三级备用离子净化滤芯（230）以及密封环（240），所述旋钮（210）安装于上盖本体一表面，所述旋钮（210）与转动盖（220）旋转配合，所述第三级备用离子净化滤芯（230）与转动盖（220）一表面连接，所述第三级备用离子净化滤芯（230）与密封环（240）旋转配合，所述第三级备用离子净化滤芯（230）内部装有离子净化树脂。

4.根据权利要求1所述的一种三级过滤功能的去离子过滤器，其特征在于：所述导流装置（400）还包括第二密封圈（430），所述第一密封盖（410）一表面设有第二限位槽，所述第二密封圈（430）安装于第二限位槽。

5.根据权利要求1-2任意一所述的一种三级过滤功能的去离子过滤器，其特征在于：所述轴向第二级离子净化滤芯（500）包括轴向第二级离子净化滤芯本体以及凸台（510），所述凸台（510）一表面与轴向第二级离子净化滤芯本体一表面固定连接，所述凸台（510）的位置与第二限位槽相适应。

6.根据权利要求1所述的一种三级过滤功能的去离子过滤器，其特征在于：所述套箍（800）一表面一体设置有固定锁座（810）。

7.根据权利要求1所述的一种三级过滤功能的去离子过滤器，其特征在于：所述密封材料为毛毡。

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