CN113398670A - 滤芯组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滤芯组件，其包括滤芯和框架，框架包括筒形的主框架，主框架包括两个内侧部(11)、两个外侧部(12)和四个隔板(14)，外侧部(12)形成为半筒形，内侧部(11)在两个外侧部(12)之间，隔板(14)连接外侧部(12)和内侧部(11)的相邻的端部，主框架的横截面呈环形，两个内侧部(11)形成为环形的向径向内侧凹进的凹部，滤芯安装于框架而形成为筒形，滤芯包括两个第一部分和两个第二部分，第一部分设置在内侧部(11)的径向外侧，第二部分设置在外侧部(12)的径向外侧，在径向上，第一部分的尺寸大于第二部分的尺寸。根据本发明的滤芯组件结构简单、便于安装和拆卸，且结构强度高，可靠性高。

Description

滤芯组件

技术领域

本发明涉及过滤装置领域，特别是涉及流体过滤、尤其是空气过滤，具体地涉及一种滤芯组件。

背景技术

中国专利公开CN110523151A公开了一种组合式空气滤芯，该滤芯呈筒形，并能在轴向上和径向上使空气通过，并且该组合式空气滤芯包括多个不同尺寸的滤芯，使得整个组合式空气滤芯过滤面积大，具有较高的过滤效率。

然而，也正因为该组合式空气滤芯包括多个不同尺寸的滤芯，使得其结构较为复杂，零部件数量多，安装的便捷性和结构强度都有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种滤芯组件。

本发明提供一种滤芯组件，其包括滤芯和框架，其中，

所述框架包括筒形的主框架，所述主框架包括两个内侧部、两个外侧部和四个隔板，

每个所述外侧部形成为半筒形的曲面状，两个所述外侧部的凹部相对地设置，所述内侧部在两个所述外侧部之间相对地设置，每个所述隔板连接所述外侧部和所述内侧部的相邻的端部，所述主框架的横截面呈环形，两个所述内侧部形成为所述环形的向径向内侧凹进的凹部，

所述滤芯安装于所述框架而形成为筒形，所述滤芯具有轴向、径向和周向，所述滤芯包括在所述周向上间隔开的两个第一部分和两个第二部分，所述第一部分设置在所述内侧部的径向外侧，所述第二部分设置在所述外侧部的径向外侧，在所述径向上，所述第一部分的尺寸大于所述第二部分的尺寸。

在至少一个实施方式中，所述隔板在所述径向上向外侧超出所述外侧部，

所述滤芯由滤材折叠而成，所述隔板至少部分地伸入所述滤芯两个折片之间。

在至少一个实施方式中，所述第一部分被限制在位于所述内侧部的两端的两个所述隔板之间，所述第二部分被限制在位于所述外侧部的两端的两个所述隔板之间。

在至少一个实施方式中，所述主框架还包括环形的底架部，所述底架部位于所述主框架的在轴向上的一个端部，所述滤芯在所述轴向上的一个端部抵靠到所述底架部。

在至少一个实施方式中，所述框架还包括下框架，所述下框架嵌设在所述底架部的内周。

在至少一个实施方式中，所述下框架包括下框主体和卡扣，

所述下框主体的两个相背离的边缘抵靠到所述底部架的相对的外周边缘，

所述卡扣与所述底部架的内周边缘相连。

在至少一个实施方式中，所述卡扣有多个，多个所述卡扣伸入两个所述内侧部之间，且每个所述内侧部均与至少一个所述卡扣连接。

在至少一个实施方式中，所述框架还包括上框架，所述上框架在所述滤芯的外周侧部分地包围所述滤芯，

所述上框架与所述主框架相连。

在至少一个实施方式中，所述框架还包括第一密封件，

在所述轴向上，所述第一密封件设置在所述滤芯和所述上框架之间，且所述第一密封件能阻挡空气沿轴向穿过所述滤芯的内周侧的空间。

在至少一个实施方式中，所述主框架的朝向所述上框架的一端形成有一个或多个连接件，

所述上框架形成有与所述连接件相连的上框配合部，所述第一密封件形成有第一密封件配合部，

所述连接件能同时与所述第一密封件配合部和所述上框配合部相连。

根据本发明的滤芯组件结构简单、便于安装和拆卸，且结构强度高，可靠性高。

附图说明

图1和图2是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的立体图。

图3是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的分解示意图。

图4是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的滤芯的示意图(未示出滤芯的折叠结构)。

图5是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的主框架10和下框架30装配在一起的示意图。

图6和图7是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的主框架10和下框架30的分解示意图。

图8是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的主框架10、上框架20和第一密封件40的分解示意图。

图9是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的去除上框架20的示意图。

图10是根据本申请的一个实施方式的滤芯组件的去除上框架20和第二密封件50的示意图。

附图标记说明：

E滤芯；E1第一部分；E2第二部分；

F框架；10主框架；11内侧部；12外侧部；13底架部；14隔板；15顶部；16连接件；

20上框架；20a上框配合部；21外周壁；30下框架；31主体；32卡扣；40第一密封件；40a第一密封件配合部；50第二密封件；

f1上表面；f2下表面；f3内周面；f4外周面。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

为描述方便，若非特殊说明，下文中将滤芯组件的筒状的主框架10的中心轴线的延伸方向定义为“轴向”，将与轴向垂直的方向定义为“径向”；将图1中虚线箭头所指的方向定义为“上”方，与上方相对的方向称为“下”方，滤芯组件的其他部件的方向描述遵从该定义。应当理解，上述定义的方向是相对的，不用于对本发明的应用进行限制，滤芯组件在实际安装和使用过程中可以呈现不同的空间姿态。

以用于车辆的空气过滤器的滤芯组件为例，参照图1至图3，介绍根据本申请的滤芯组件。滤芯组件包括滤芯E和框架F。

滤芯E是由滤纸经过交替地峰折和谷折(即交替地将滤纸向正方向折叠和向反方向折叠)后形成的。框架F为滤芯E提供了安装的支承，固定到框架F的滤芯E形成为筒形。滤纸的折痕大致沿着筒形的滤芯E的轴向延伸。

将滤芯E的相邻的折痕之间的区域称为一个折片，相邻的折片的位于上端面和下端面的边缘被交替地密封连接，使得滤芯E具有轴向过滤空气的能力。这种折叠和密封的方式属于现有技术，本申请对此不再赘述。

为方便显示，图4以略去折片具体结构的方式示出了滤芯E的大致外轮廓。滤芯E呈筒形，且在垂直于轴向的截面上，滤芯E的外轮廓在第一方向d1上的尺寸大于其在第二方向d2上的尺寸，使得滤芯E的垂直于轴向的截面的外轮廓呈大致腰形、长圆形或椭圆形。

滤芯E包括在第二方向d2上相对设置的两个第一部分E1和在第一方向d1上相对设置的两个第二部分E2。每个第二部分E2形成为半筒形，两个第二部分E2的半筒的开口相对且间隔开地设置，两个第二部分E2之间连接有第一部分E1。即，在滤芯E的周向上，滤芯E由四个部分依次相连而形成环形，这四个部分的顺序依次是第一部分E1、第二部分E2、第一部分E1和第二部分E2。

第一部分E1的折片的宽度(即每个折片的相邻两个折痕之间的距离)大于第二部分E2的折片的宽度。对应地，第一部分E1在径向上的厚度大于第二部分E2在径向上的厚度。可选地，第一部分E1在径向上的厚度是第二部分E2在径向上的厚度的1.1倍至4倍。

上述折片宽度的设置是因为，在垂直于轴向的截面上，第一部分E1的延伸方向的曲率小于第二部分E2的延伸方向的曲率，而滤芯E的折叠结构使得其在曲率较大的部分不适宜具有较大的折片宽度。

第一部分E1和第二部分E2在外周侧是平滑连接的，而第一部分E1在内周侧向径向内侧凸出于第二部分E2。

根据本申请的滤芯E能在轴向和径向上过滤空气。定义图4中滤芯E在轴向上的两个端面分别为上表面f1和下表面f2，滤芯E在径向内、外两侧的表面分别为内周面f3和外周面f4。为了避免空气从滤芯E的环形中部的孔通过，在本实施方式中，孔在上表面f1所在端被第一密封件40封闭(同时参照图9)。空气能从上表面f1和外周面f4进入滤芯E，在穿过滤纸得到过滤后，从下表面f2和内周面f3流出滤芯E；或者，空气能从从下表面f2和内周面f3进入滤芯E，在穿过滤纸得到过滤后，从上表面f1和外周面f4流出滤芯E。

由于滤芯E的内部的孔所占的空间是无效的过滤区域，因此该区域被期望尽量小。可以形象地认为，滤芯E的内部的孔部分地被第一部分E1填充，从而在不增大滤芯E的外轮廓尺寸的前提下，增加了滤芯E的过滤面积，并且不会使第二部分E2由于折片宽度太大而不方便贴合其支承用的主框架10，不容易造成折片之间在径向内侧挤压过于紧密、而在径向外侧过于疏松，从而，根据本申请的滤芯E能具有较大的过滤能力。

滤芯E的上述形状是由框架F的主框架10所提供的支承定位形状所限定的。这在下文介绍主框架10的形状时将更容易被理解。

接下来，参照图1、图2以及图5至图8，介绍根据本申请的滤芯组件的框架F。

框架F包括主框架10、上框架20和下框架30。

主框架10为滤芯E提供了主要的支承。主框架10形成为镂空的罩状，其包括两个内侧部11、两个外侧部12、四个隔板14和一个底架部13。

内侧部11用于支承滤芯E的第一部分E1。两个内侧部11呈大致平板状并相对地设置。

外侧部12用于支承滤芯E的第二部分E2。每个外侧部12形成为半筒形，两个外侧部12的凹部相对地设置，且两个外侧部12被两个内侧部11间隔开。两个内侧部11之间的间距小于每个外侧部12的开放端的两个边缘之间的距离，内侧部11和外侧部12的在轴向上延伸的边缘之间由隔板14连接。顺次连接的内侧部11、隔板14和外侧部12形成了主框架10的筒形的壁。该筒形的壁在垂直于轴向上的截面大致呈两侧凹进的环状，环的凹部对应内侧部11。

可选地，上述筒形的壁的外表面相对于竖直方向倾斜设置，沿轴向从主框架10的上端向下端去，框架10的垂直于轴向的截面的环形部分所包围的区域逐渐增大。这使得安装于框架10的滤芯E的外轮廓也具有同样倾斜的外表面，这便于空气在沿轴向流动的同时沿径向流过滤芯E(这在下文结合图1介绍上框架20时将更容易被理解)。

可选地，隔板14除了连接内侧部11和外侧部12外，还进一步向径向外侧延伸，形成为悬出的结构。这使得隔板14具有较好的分隔滤芯E的第一部分E1和第二部分E2的作用。

由于第一部分E1和第二部分E2的折片的宽度不同，为便于生产，第一部分E1和第二部分E2可以是分别制作的。而为了使滤芯E在周向上密闭，第一部分E1和第二部分E2需要连接在一起。

由于隔板14向径向外侧悬出，第一部分E1和第二部分E2可以分别连接到隔板14的两侧，这种连接可以使用粘接剂，例如热熔胶等。

这种连接方式一方面使得第一部分E1和第二部分E2相对于主框架10的连接更紧密，在使用过程中不容易发生移位；另一方面也使得在需要单独更换或维护某一个部分(某一个第一部分E1或第二部分E2)时，维护作业更容易进行，即，维护一个部分时不容易对其它部分造成影响。

可选地，第一部分E1和第二部分E2可以由两种不同材质(包括不同厚度)的滤纸制成，例如第二部分E2的滤纸的厚度更薄，以方便其依靠于外侧部12而形成较大的曲率。

底架部13设置在由内侧部11、隔板14和外侧部12所形成的筒形的壁的下端。底架部13呈环形，底架部13相对于内侧部11和外侧部12均向径向外侧延伸。该环形的内圈为上述筒形壁的边缘，外圈向径向外侧超出隔板14。

参照图10，在滤芯E安装到主框架10的情况下，滤芯E的下端面抵接到底架部13。因此可以说，底架部13为滤芯E提供了轴向定位。

可选地，参照图10，滤芯E的外周面可以向径向外侧超出底架部13。这方便下文介绍的第二密封件50对滤芯E的外周部分的密封。

可选地，主框架10在轴向上背离底架部13的上端部形成有顶部15，顶部15大致封闭上述筒形的壁的一端。顶部15提高了主框架10的结构强度，同时，顶部15也为下文中进一步介绍的连接件16提供了安装基础。

可选地，整个主框架10是一体形成的，其例如是整体注塑而形成的。

回到图5至图7，接下来介绍下框架30。

下框架30安装于主框架10的下部的内侧，用于增强主框架10的结构强度，使得当主框架10受到来自径向外侧的力而被挤压时，不容易发生变形。

下框架30包括主体31和多个(本实施方式中为4个)卡扣32。主体31呈镂空的长方形板状，卡扣32设置在主体31的中部的一个端面。

主体31嵌设在底架部13的外边缘的内周侧。主体31的两个相对的边缘分别抵接到底架部13的两个相对的边缘。底架部13的这两个相对的边缘位于内侧部11的径向外侧，这两个相对的边缘是底架部13的曲率最小的部分，也是较容易发生变形的部分。

卡扣32卡接到内侧部11的下端边缘，从而将下框架30固定到主框架10。可选地，至少两个卡扣32相对设置。这两个卡扣32伸入两个内侧部11之间，每个卡扣32与一个内侧部11相连。因此，卡扣32也起到了将两个内侧部11向径向外侧撑开的作用。

可选地，在其它可能的实施方式中，在底架部13未发生变形的情况下，主体31的用于限制底架部13变形的两个边缘也可以与底架部13的边缘之间留有一定的间隙，从而方便在装配过程中将下框架30伸入到底架部13内。

参照图8和图9，介绍第一密封件40。

第一密封件40用于封闭滤芯E内部的孔。为了不影响滤芯E在轴向上的过滤能力，第一密封件40的外轮廓与滤芯E的内部的孔的外轮廓相仿并略大于该孔。

可选地，第一密封件40的制作材料包括聚氨酯(即PU)。例如，第一密封件40可以是在主框架10与滤芯E装配在一起后，通过发泡成型工艺附着在主框架10和滤芯E之间。

可选地，在其它可能的实施方式中，第一密封件40也可以与主框架10可拆卸地连接。在这种情况下，第一密封件40也可以作为框架F的一部分。

主框架10的背离底架部13的端面形成有一个或多个(本实施方式中为3个)连接件16。本实施方式中的连接件16是成对设置的卡扣，连接件16设置于顶部15。

第一密封件40形成有与连接件16配合的一个或多个(本实施方式中为3个)第一密封件配合部40a。本实施方式中的第一密封件配合部40a为形成于第一密封件40的中部的孔。每个孔状的第一密封件配合部40a与一对卡扣状的连接件16配合相连。

参照图1和图8，介绍上框架20。

上框架20呈在轴向上镂空的盖状。上框架20罩设在滤芯E的上端部、并在外周侧部分地包围滤芯E，上框架20一方面起到了巩固滤芯E的外形的作用，另一方面为整个滤芯组件与外部其它部件(例如外壳，图未示)的连接定位提供了基础。

可选地，上框架20的用于包围滤芯E的外周壁21与滤芯E不接触。参照图1，假设滤芯E的上端面为进气面，则来自上端面方向的空气除了能沿轴向通过滤芯E(图中略去对这部分空气走向的示意)外，还能流过外周壁21与滤芯E的外周面之间的空隙、并由四周向中间地(即沿径向地)流过滤芯E，如图1中空心箭头所示。可以理解，这里的“上框架20的用于包围滤芯E的外周壁21与滤芯E不接触”不表示整个上框架20不能与滤芯E接触。如图1、8所示，上框架20可以包括内周壁和外周壁21，内周壁可以和滤芯E接触，这里，优选地，内周壁的沿着轴向的尺寸小于外周壁的沿着轴向的尺寸，这样，可以减小内周壁和滤芯E的接触面积。可以理解，内周壁和外周壁21可以在径向上间隔开，二者之间可以具有一些连接筋。

可选地，外周壁21的外周轮廓与下文介绍的第二密封件50的外周轮廓大致相同。

上框架20的端面形成有一个或多个(本实施方式中为3个)孔状的上框配合部20a。穿过第一密封件配合部40a的连接件16能同时与上框配合部20a相连。即第一密封件40被夹设在滤芯E和上框架20之间，每个连接件16穿过一个第一密封件配合部40a和一个上框配合部20a。

回到图1和图2，滤芯组件的下端还设有第二密封件50。

第二密封件50套设在底架部13的外周，且第二密封件50的外周凸出于滤芯E的外周。这使得第二密封件50能在滤芯E的下端封闭住滤芯E和外部壳体(图未示)之间的间隙，防止空气未经滤芯E的过滤而通过滤芯组件和外部壳体之间的间隙。

可选地，第二密封件50的制作材料包括聚氨酯(即PU)。例如，第二密封件50可以是在主框架10与滤芯E装配在一起后，通过发泡成型工艺附着在主框架10和滤芯E之间。

在其它可能的实现方式中，第二密封件50还可以是与主框架10和滤芯E可拆卸地连接的密封圈。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)根据本发明的滤芯组件的主框架10形成为一个整体，且能适应滤芯E的不同尺寸的第一部分E1和第二部分E2，方便滤芯E的安装和维护。

(ii)主框架10与上框架20和下框架30的装配方便，且这几个部件所形成的组件结构稳定，且便于拆卸维护。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：

(i)滤芯支架不必是轴对称的形状，即，两个内侧部11可以是形状不完全相同的，两个外侧部12也可以是形状不完全相同的。

(ii)本申请对各连接件(包括连接件16、上框配合部20a、卡扣32和第一密封件配合部40a)的形状和/或数量不作限定。

(iii)根据本申请的滤芯组件除了用于车辆的空气滤清器外，还可以用于其它用途的流体的过滤。

Claims (10)

1.一种滤芯组件，其包括滤芯(E)和框架(F)，其特征在于，

所述框架(F)包括筒形的主框架(10)，所述主框架(10)包括两个内侧部(11)、两个外侧部(12)和四个隔板(14)，

每个所述外侧部(12)形成为半筒形的曲面状，两个所述外侧部(12)的凹部相对地设置，所述内侧部(11)在两个所述外侧部(12)之间相对地设置，每个所述隔板(14)连接所述外侧部(12)和所述内侧部(11)的相邻的端部，所述主框架(10)的横截面呈环形，两个所述内侧部(11)形成为所述环形的向径向内侧凹进的凹部，

所述滤芯(E)安装于所述框架(F)而形成为筒形，所述滤芯(E)具有轴向、径向和周向，所述滤芯(E)包括在所述周向上间隔开的两个第一部分(E1)和两个第二部分(E2)，所述第一部分(E1)设置在所述内侧部(11)的径向外侧，所述第二部分(E2)设置在所述外侧部(12)的径向外侧，在所述径向上，所述第一部分(E1)的尺寸大于所述第二部分(E2)的尺寸。

2.根据权利要求1所述的滤芯组件，其特征在于，所述隔板(14)在所述径向上向外侧超出所述外侧部(12)，

所述滤芯(E)由滤材折叠而成，所述隔板(14)至少部分地伸入所述滤芯(E)两个折片之间。

3.根据权利要求2所述的滤芯组件，其特征在于，所述第一部分(E1)被限制在位于所述内侧部(11)的两端的两个所述隔板(14)之间，所述第二部分(E2)被限制在位于所述外侧部(12)的两端的两个所述隔板(14)之间。

4.根据权利要求1所述的滤芯组件，其特征在于，所述主框架(10)还包括环形的底架部(13)，所述底架部(13)位于所述主框架(10)的在轴向上的一个端部，所述滤芯(E)在所述轴向(A)上的一个端部抵靠到所述底架部(13)。

5.根据权利要求4所述的滤芯组件，其特征在于，所述框架(F)还包括下框架(30)，所述下框架(30)嵌设在所述底架部(13)的内周。

6.根据权利要求5所述的滤芯组件，其特征在于，所述下框架(30)包括下框主体(31)和卡扣(32)，

所述下框主体(31)的两个相背离的边缘抵靠到所述底部架(13)的相对的外周边缘，

所述卡扣(32)与所述底部架(13)的内周边缘相连。

7.根据权利要求6所述的滤芯组件，其特征在于，所述卡扣(32)有多个，多个所述卡扣(32)伸入两个所述内侧部(11)之间，且每个所述内侧部(11)均与至少一个所述卡扣(32)连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的滤芯组件，其特征在于，所述框架(F)还包括上框架(20)，所述上框架(20)在所述滤芯(E)的外周侧部分地包围所述滤芯(E)，

所述上框架(20)与所述主框架(10)相连。

9.根据权利要求8所述的滤芯组件，其特征在于，所述滤芯组件还包括第一密封件(40)，

在所述轴向上，所述第一密封件(40)设置在所述滤芯(E)和所述上框架(20)之间，且所述第一密封件(40)能阻挡空气沿轴向穿过所述滤芯(E)的内周侧的空间。

10.根据权利要求9所述的滤芯组件，其特征在于，所述主框架(10)的朝向所述上框架(20)的一端形成有一个或多个连接件(15)，

所述上框架(20)形成有与所述连接件(15)相连的上框配合部(20a)，所述第一密封件(40)形成有第一密封件配合部(40a)，

所述连接件(15)能同时与所述第一密封件配合部(40a)和所述上框配合部(20a)相连。

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