CN1227050C - 生产流体滤清器的方法及由其生产的滤清器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产流体滤清器的方法，该流体滤清器包括一具有一滤清腔室(2)的滤清器壳体(1)和一设置在滤清腔室中的滤清插件(30)，其中滤清腔室(2)具有一内部端部(3)和一外部端部(5)。赋予该滤清器壳体一圆锥形状使得该滤清腔室(2)容纳有一其内部端部比其外部端部小的横向尺寸，所述的外部端部是可打开的。滤清插件是用一种具有一横向尺寸可通过流体的、可压缩的滤清材料制成的，该横向尺寸在初始状态在滤清器壳体的外部大于该滤清腔室的较小的横向尺寸。该滤清器壳体的另一端保持打开，滤清插件被插入到具有较大的横向尺寸的所述的另一端中并且被朝向具有较小的横向尺寸压入到滤清腔室中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生产流体滤清器的方法。
本发明还涉及一种通过所述的方法生产的一种流体滤清器。
背景技术
以前公知多数的流体滤清器用于过滤多种用途的液体。例如当为内燃机过滤润滑油时，润滑油在一储油器和润滑点之间循环，在该循环期间，润滑油被携带通过一油过滤器。一般该过滤器位于一称为分路或者旁路管线中使得在每次循环通过期间从油中过滤碎屑。但是到现在为止，只获得了限定的清洁度，导致了油在性能方面连续老化并且恶化。因此到现在为止在某一限定的时间后必须更换该油。
处理用过的油是一个非常基本的环境问题，如果考虑到世界范围是相当重要的，因此改进的清洁度将导致在环境方面以及经济方面大的收益。通过延长某些类型的液体如很大程度上是从自然界提取的油的使用寿命，将基本上延长地球的自然资源。
发明内容
本发明将提供一种方法和一流体滤清器，通过它们，可以大致延长，导致了在环境以及经济方面的大的收益。
本发明提供一种生产流体滤清器的方法，该滤清器包括一具有一滤清腔室2的滤清器壳体1和一设置在该滤清腔室中的滤清插件30，该滤清腔室2具有一内部端部3和一外部端部5，
其特征在于，
该滤清器壳体被赋予逐渐变细形状，使得该滤清腔室2具有小于在其外部端部5处的横向尺寸的在其内部端部3处的较小的横向尺寸d1，所述的外部端部可以操作，该滤清插件还由一种流体可透过的，可压缩的滤清材料制成，该材料具有一横向尺寸d2，该横向尺寸d2在初始状态中，在该滤清器壳体外面大于该滤清腔室的较小的横向尺寸，该滤清器壳体的另一个端部保持打开，该滤清插件被插入到具有较大的横向尺寸D的所述的另一端，并且被朝向具有该较小的横向尺寸的端部压入到该滤清腔室中，因此该滤清插件被连续地压缩成，在其内部端部具有所述的较小的横向尺寸，导致沿轴向看，至少在该滤清器壳体的内部端部的一部分，该滤清插件的滤清材料被逐渐致密化。
本发明还提供一种生产流体滤清器的方法，该滤清器包括一具有一滤清腔室2的滤清器壳体1和一设置在该滤清腔室中的滤清插件30，该滤清腔室2具有一内部端部3和一外部端部5，
其特征在于，
该滤清器壳体被赋予锥形形状，使得该滤清腔室2具有小于在其外部端部5处的横向尺寸的在其内部端部3处的较小的横向尺寸d1，所述的外部端部可以操作，该滤清插件还由一种流体可透过的，可压缩的滤清材料制成，该材料具有一横向尺寸d2，该横向尺寸d2在初始状态中，在该滤清器壳体外面大于该滤清腔室的较小的横向尺寸，该滤清器壳体的另一个端部保持打开，该滤清插件被插入到具有较大的横向尺寸D的所述的另一端，并且被朝向具有该较小的横向尺寸的端部压入到该滤清腔室中，因此该滤清插件被连续地压缩成，在其内部端部具有所述的较小的横向尺寸，导致沿轴向看，至少在该滤清器壳体的内部端部的一部分，该滤清插件的滤清材料被逐渐致密化。
本发明还提供一种流体滤清器，它包括一滤清器壳体1和一滤清插件，所述的滤清器壳体具有一闭合的内部端部3、一可操作的外部端部5以及一位于所述的端部之间的滤清腔室2，
其特征在于，
所述的滤清腔室2具有一限定了截头圆锥体形状的壳体壁，该壳体壁朝向外部端部5延伸，该滤清插件30在其初始状态，在该滤清腔室2的外部为圆柱形状并且由可压缩的滤清材料构成。
附图说明
本发明通过一些实施例并参照附图进行描述，附图包括：
图1示出在第一实施例中没有滤清插件和一端暂时打开的滤清器壳体的部分侧面视图；
图2为从开口端看的滤清器壳体的部分顶面视图；
图3为置于滤清器壳体外面的第一状态的部分侧面视图；
图4示出该壳体的外面的第一状态中的一个端部看去的滤清器的视图；
图5是根据本发明的滤清插件的一部分的放大的局剖的详细视图；
图6是根据图1和2的流体滤清器的剖开透视图，示出了根据本发明的方法；而
图7为一种对应的，但是完整的剖开视图，以便形成根据本发明的完整的流体滤清器；
图8为具有在最终位置中的滤清插件但是为清楚起见去除了顶端头部罩的流体滤清器的部分截开的透视图；
图9为通过在第二实施例中该流体滤清器的部分纵向截面图；
图10为通过在第三实施例中的流体滤清器的相应的截面；和
图11为与图10的截面成直角的纵向截面。
具体实施方式
正如从图1和2所组合的，根据本发明的该流体滤清器包括一限定了滤清腔室2的滤清器壳体。更精确地说，该滤清器壳体包括一由刚性的形状不变的即不容易变型的材料诸如金属，硬塑料，硬纸板或者防水的且不透水的类似物构成的包络的壳体壁，该壳体壁具有内部端部3。该滤清器壳体在其底端具有一端壁部分4，而在一初始阶段该壳体是打开的即，具有一在该顶端或者外部端部5的开口。该开口最好在开口端处具有与滤清腔室的横截面尺寸相同的尺寸，或者更精确地说，该开口没有降到这个横截面尺寸水平以下。在该流体滤清器的最终状态中，头部罩设置用来与下面将要描述的开口端密封隔离。
该滤清器壳体1，或者至少该滤清腔室2最好为对几何纵轴6旋转对称，在所示的圆形实施中，具有一如图2所示的圆形截面。为了解释，在图1和2中切掉了一部分。
根据本发明，该滤清器壳体1，特别是其滤清腔室2加工成一横向尺寸，在所示的实施例中在该滤清腔室的一个端部即端壁部分4处的直径为d1的横向尺寸，小于在所示出的实施例中在该滤清腔室的外部端部5即在开口处的直径D的横向尺寸。因此，通过使得该滤清器壳体或者至少该滤清腔室具有在倒置的实施例中的截头圆锥体形状，即沿一优选的母线直线，该滤清腔室2朝向其下端稍微变窄，即其形状降为略微的圆锥形，即该壳体壁3的内部表面7为圆锥形。换句话说，该滤清腔室2从其开口端向闭合端连续地逐渐变细。
该直径差可以根据实践而变化，并且还由滤清腔室的高度和直径的大小来决定，但是通常的间隔可以为几个毫米到几个分米。
该滤清器壳体1在其端部部分4处具有一闭合的下端壁8，该下端壁8具有一排放孔9，该排放孔9通过见于图6中的排放塞于10被闭合。该塞子最好具有一螺纹部分，以便将其螺纹凝入到该排放孔中。在该滤清腔室2中的端壁内部，设置一底部元件11，例如为一可拆卸的位于该端部部分4的内部上。底部元件11成形为一具有圆周环部分12和多个径向轮辐13的轮子形状。该环部分12和轮辐13限定了一直立的凸缘，该环部分具有选择成使得限定出相对该滤清腔室的内部壁表面7的间隙14的直径。这个间隙14通过轮辐13被保持，该轮辐13具有超出环12延伸的部分并且限定了用于底部元件的径向位距元件15。该轮辐13具有比该环部分12低的高度，该环部分12向上进一步逐渐变细或者变尖，使得产生一刀刃形圆周顶边缘12a，用于插入到下文中将详述的滤清插件中。该轮辐13比该环部分的顶部边缘更钝，以便限定一用于该滤清插件的下端部表面的支撑。该轮辐13形成轴向位距肋以便保证该滤清插件位于与该滤清器壳体的底部有一距离的位置。该底部元件11具有一向上通过整个滤清器壳体延伸的管状轮毂22。该管子22设置成与该滤清器壳体共轴，即相对于几何纵轴6对称。该管子在底部具有一开口16以便允许被滤清的流体进入，这将在下面进行描述。
根据本发明，流体滤清器包括一分别在图3，4和5中示出的滤清插件30。该滤清插件由可透过液体的滤清材料构成，该材料允许液体轴向通过，即平行于该滤清插件的纵轴18通过。根据本发明，该滤清插件具有这样的横向截面尺寸，即在其端部中的一个端部，在实施例中的下端处该横向截面尺寸大于滤清腔室的横向截面尺寸。因为该滤清插件的横截面形状与该滤清腔室的横截面形状相同，该横截面为圆形，即具有一圆形圆周19，该滤清插件的直径d2比在下端的该滤清腔室的直径d1大。该滤清插件在其最初状态，即在该滤清器壳体的外部，最好为圆柱形，即在该滤清插件的顶部与在其底部具有相同的横向尺寸或者直径。该滤清插件还由一种可压缩材料，最好管状纤维，例如纸形状的纤维素纤维制成，该纸环绕一由诸如卡纸的硬材料制成的芯部20卷绕。该芯部最好设计为一种具有内部空腔21的管子，该内部空腔的直径比该滤清器壳体的中心管22的外部直径大。
图5示出一局部剖开的截面，以简单方式示出了该滤清插件的卷绕层。该纤维素纸因此由连续的具有横向通过该片材的纵向方向取向的主纤维片材构成。该卷绕是用高拉伸的片材进行的，使得该纸层被紧紧卷绕，在各层之间没有间隙。
该滤清器壳体的轮毂或者中心管固定地设置在底部元件11中并且其顶端在该滤清器壳体的壳体壁3上延伸一段距离，见图6。该滤清器壳体除了一底部元件11以外，包括一构成压缩元件的顶部元件24和一用于待滤清的诸如油的液体的一分配元件。该压缩元件24具有一中心孔25，允许该压缩元件24安装到中心管上。该压缩元件还具有多个分配槽26，包括径向通槽以便允许液体的分配可以在压力下供给到该压缩元件24的顶面。因此，如图7所示，设置一闭合的上端部罩27，该罩27结合有一液体的入口管28和被滤清的液体的出口管29。该入口管与该中心管22的外面的压缩元件的顶面连通，而出口管与该中心管的内部空腔连通，然后该中心管与滤清插件下面的区域连通。
根据本发明，整个流体滤清器被这样完成：即从上部通过该滤清器壳体1的顶部开口插入图6所示的该滤清插件30。该滤清插件的直径d2比该滤清腔室的顶部的直径D小，这样允许了该滤清插件被无阻力地插入到该滤清器壳体内一些距离。该滤清插件的中空的芯部因此滑入到中心管22上。在该滤清腔室的顶部和底部端之间某处，该滤清插件30的包络表面与该滤清腔室壁的内部接触，即在该滤清腔室的直径等于该滤清插件的直径d2的高度处，即在该滤清器的高度的三分之二或者也许在一半高度处。然后出现阻力，手动或者通过一些能够沿轴向方向即沿几何轴6的方向朝该滤清器壳体的底部元件11施加压力的压力装置克服该阻力将该滤清插件向下推到该滤清器壳体中。通过该滤清插件的可压缩性，该滤清插件被沿径向方向在该滤清插件的至少部分高度上逐渐压缩，因为该滤清器壳体的壳体壁3的形状恒定。该滤清插件加工成其可以靠着底部元件11被向下压使得该滤清插件的下面的、大致平的端部表面31顶着该环部分12的顶部边缘12a压缩，由于该顶部边缘12a的刀刃形状，该顶部边缘12a可以略微进入到该滤清插件中，允许了该端部表面31顶在该轮辐13的支撑表面上。在最后阶段，通过将压缩元件24滑动到该中心管22上获得压力。所述的中心管具有在顶部的螺纹部分，该螺纹部分在该压缩元件上延伸，允许一螺母32在其上拧紧，通过一工具将该螺母拧紧，该中心管获得了最终的压缩并保持该滤清插件在其最终位置，如图8所示。因此该滤清插件留下与该滤清器壳体的顶部边缘33的间隙，以便为压缩元件24提供空间，该压缩元件24在图8中未示出。该流体滤清器的组件被这样完成，即连接上端部罩24使得密封地顶靠在该滤清器壳体的的顶部边缘33上。该上端部罩27最好具有安装凸缘34以便该流体滤清器连接到例如一在所考虑的装置处的静止壁上。最后将入口管线和出口管线分别连接到入口28和出口29，该入口28和出口29在这里可以设置在该壳体的同一端。
待滤清的液体包括例如植物油的油，但主要是诸如石油，或者合成油的矿物油。该油可以为一种用于内燃机例如柴油机的燃料油，或者用于内燃机，用于润滑轴承的润滑油等。压力下将液体供给到入口28处，并且通过该分配元件124分配该液体，使得在该滤清插件的顶端表面35上分配液体。该液体将在压力下例如大于1巴的压力下主要沿该轴向方向通过该滤清插件流动，并且该流体不能在该滤清器壳体的插件和壳体壁之间通过，而该滤清插件已经设置成整体填充该滤清腔室并且接触该壳体壁的内部表面7。最好还在该滤清腔室的顶端处，通过所述的插件受到一轴向压力，确保这个条件，由此在顶端处，还将发生滤清材料沿向外的方向朝向该壳体壁的某些径向变形。然而距离顶端处的壳体壁的距离不是重要的。插入到该滤清插件的底端中的刀状部分的刀刃形圆周顶部边缘将确保所有的油必须通过该滤清插件。通过吸收不需要的组成部分，在液体通过滤清插件期间滤清该液体。该液体的不溶解的颗粒以及一些不溶解的组分将被吸收在滤清材料中。一种滤清材料最好选择为包含管状类型的纤维素纤维，并且大致沿轴向方向延伸。由于该滤清插件的径向压缩，逐渐朝向在滤清插件中限定了该出口端部的下端增加，在向下的方向上，发生了该滤清材料逐渐增加的致密化，更精确地说管状纤维的致密化。这将产生一增加的清洁度，使得甚至在油中的氧化物产品将保留在该滤清材料中，如水将保持在其中。通过在管状纤维中的毛细管效应，将水保持在该滤清插件中，而油将流动通过。与此相反，在油中的添加剂将被允许通过，以保持该油的有利的性能，而污染物和老化产品将被保持在该滤清器中。通过沿该液体的流动方向该滤清材料的连续的致密化，使得该滤清效应被最大分布并且连续增加。这提供了最大的滤清功能。试验表明小到0.1微米的颗粒被收集在根据本发明的滤清器中。因此，该滤清器可以分离和收集在油中的所有的导致了油的摩擦和因此增加氧化率即老化的颗粒。
图9示出一可替换的实施例，相应的元件被加100来表示。该底部元件111在这个实施例中被这样分开使得该圆周环部分112与该底部元件的剩余部分分开。这里，该环部分112固定地连接到(集成到)该滤清器壳体101的下端壁104上。相反，该底部元件的其余部分最好为一与滤清器壳体分离的位于该端壁部分104上的元件136。该分离元件136在这个实施例中通过一第二环形部分137与该轮辐113一起被完成，该轮辐113限定了用于支撑该滤清插件130的位距元件。
图9还示出该固定的环部分112的刀形顶部边缘112a从其底面131穿入该滤清插件130，而该滤清插件通过位距元件137被支撑。这里该滤清插件的“出口端”，即其底面131被圆周密封以防任何在该滤清器壳体的壳体壁处通过的未滤清的液体，同时产生用于滤清的液体径向向内朝轴向排放的出口管122流动和流出的空间138。从该空间138，该液体可以通过一个或者多个开口116进入到该管子122的内部。从图9还可以总结出该滤清插件130在至少其下部端部紧紧地支撑在该滤清腔室102的壁上，并且可以允许在该滤清腔室的顶部，该滤清插件130限定一对于所述的壁的距离，而不会恶化该滤清功能。
从图9中可以进一步总结出，在这个实施例中的底部塞子110具有两个螺纹部分，一个较短的螺纹部分139，一般被拧入到该底部孔109中并且具有小于或者等于孔109的深度的长度。另一个不需要具有比第一螺纹部分长的螺纹的螺纹部分140，具有超出该孔的深度的总长。此外，该底部元件111的分离元件136具有径向深入到该孔109中的台肩或者接触面141。
根据图9的实施例，当首先象在第一实施例中那样替换一滤清插件时，可以进行下面的方法，该滤清器壳体101被从上端部罩127上卸下，从其上拧下螺母并且卸下压缩元件24。底部排放塞子然后被拧下，被旋转并且现在用较长的部分140再次拧在该孔109中。当该塞子已经被拧入时使得所述的部分的端部142抵在台肩141上，该底部元件111的分离的元件136向上被轴向推动，并且将把该滤清插件130从该滤清器壳体中稍微推出。由此，可以把整个过滤器倒置，以允许该滤清插件容易地卸下。
图10和11示出了一替换实施例，中心管222向下通过该底部元件211的中央开口延伸。在这个情况中，该底部塞子210被拧入中心管的螺纹中。一提升元件250，在一图示实例中一通过中心管横向延伸的销子，相对于所述的中心管轴向移动。更精确地说，所述的销子通过两个相对设置的沿中心管222轴向延伸的细长孔251延伸。该销250比该中心管的外部直径长，并且这样在该滤清插件230的管状芯部220的下部边缘下面延伸，该滤清插件的管状芯部形成一围绕该中心管的套筒。该销最好在其端部具有比该孔的宽度更大的直径，除了在该孔的一个端部以外。通过这个设计，销被锁定并且在正常运动期间不会掉出。该底部塞子210可以为如图9中的旋转类型相同的类型，并且在图10中示出，该塞子210具有拧入到底部孔209中的更短的螺纹部分239。该提升元件250然后在一低的，不活动的模式中，因此该滤清器处于一活动状态，即一可操作状态。该塞子的端部表面242通过其插入到该中心管中的较长的部分240能够向上推该销子250，因此远离该底部元件211和刀形部分212提升该滤清插件，见图11。由于该滤清腔室202和该滤清插件230的圆锥形状，该插件被从其压缩状态释放，并且可以容易地在最初地提升运动之后从该滤清器壳体中被拿出去。正如在另外的实施例中那样，首先拆下该滤清器壳体的对置端部，即上部端部罩。孔251最好还可以用作流动通道，以便允许液体流动到该中心管的内部中并且然后从出口流出。
本发明在上面已经被描述为一种方法和一种用于滤清液体的装置，即使所使用的技术可令人想起本发明，并且任何这样的技术可以被看作落入从一非含水的流体例如油中过滤或者分离物质和/或者水的范围内。然而，因为常规的过滤，特别是油的过滤，导致了相对低的清洁度，因此避免使用术语过滤以便强调根据本发明的高度的滤清。还可能使用术语收集器，即污染物的收集器，或者关于一种连续的液体维护装置，即用于在一种流体的最大的使用寿命期间保持其期望的性能，而不是以重复的更换间隔更换该流体。
由于本发明，可以通过这样的高度滤清获得油的维护，使得一种流体可以原则上再次使用并且无限次在一系统中被循环。这意味着在汽车发动机中对油号的改变实际上可以被降低90-95％，因此带来了对于环境和经济的巨大的利益。该滤清器原则上可以沿任一方向安装，例如倾斜，倒置或者卧式，即具有水平的纵轴。
Claims (10)
1.一种生产流体滤清器的方法，该滤清器包括一具有一滤清腔室(2)的滤清器壳体(1)和一设置在该滤清腔室中的滤清插件(30)，该滤清腔室(2)具有一内部端部(3)和一外部端部(5)，
其特征在于，
该滤清器壳体被赋予逐渐变细形状，使得该滤清腔室(2)具有小于在其外部端部(5)处的横向尺寸的在其内部端部(3)处的较小的横向尺寸(d1)，所述的外部端部可以操作，该滤清插件还由一种流体可透过的，可压缩的滤清材料制成，该材料具有一横向尺寸(d2)，该横向尺寸(d2)在初始状态中，在该滤清器壳体外面大于该滤清腔室的较小的横向尺寸，该滤清器壳体的另一个端部保持打开，该滤清插件被插入到具有较大的横向尺寸(D)的所述的另一端，并且被朝向具有该较小的横向尺寸的端部压入到该滤清腔室中，因此该滤清插件被连续地压缩成，在其内部端部具有所述的较小的横向尺寸，导致沿轴向看，至少在该滤清器壳体的内部端部的一部分，该滤清插件的滤清材料被逐渐致密化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从该内部端部起的至少一半的轴向距离上，该滤清插件被致密化成具有与该滤清腔室(2)相同的直径。
3.一种流体滤清器，它包括一滤清器壳体(1)和一滤清插件，所述的滤清器壳体具有一闭合的内部端部(3)、一可操作的外部端部(5)以及一位于所述的端部之间的滤清腔室(2)，
其特征在于，
所述的滤清腔室(2)具有一限定了截头圆锥体形状的壳体壁，该壳体壁朝向外部端部(5)延伸，该滤清插件(30)在其初始状态，在该滤清腔室(2)的外部为圆柱形状并且由可压缩的滤清材料构成。
4.根据权利要求3所述的流体滤清器，其特征在于，该滤清材料由管状纤维构成，该纤维具有轴向延伸的纤维方向。
5.根据权利要求4所述的流体滤清器，其特征在于，该滤清材料为纤维素纤维。
6.根据权利要求5所述的流体滤清器，其特征在于，该滤清插件包括一由纸片制成的紧密卷绕的圆筒，该纸片材具有横向穿过该片材的纵向方向设置的主纤维方向。
7.根据权利要求3所述的流体滤清器，其特征在于，一底部元件(11，111)位于该内部端部处，一方面该底部元件具有圆周闭合的边缘部分(12，112)，另一方面具有位距元件(13/113，137)，该边缘部分(12，112)在其边缘具有用作插入到该滤清插件(30/130)的一个端部表面(31，131)中的刀形边缘(12a，112a)，该位距元件(13/113，137)在离该内部端部一距离处支撑该插件，因此保持一容纳该液体的空间(138)。
8.根据权利要求7所述的流体滤清器，其特征在于，该滤清插件设有中央轴向通孔(21)，该滤清器壳体具有一中心管，该管连接到底部元件上并且在外部端部提供压缩装置，以便用于轴向压缩该滤清插件到滤清腔室中。
9.根据权利要求8所述的流体滤清器，其特征在于，所述的压缩装置包括一压缩盘(24)和一螺母(32)，该螺母设置成紧固到该管的螺纹部分上，该螺纹部分的长度超过该滤清插件的轴向长度。
10.根据权利要求9所述的流体滤清器，其特征在于，该滤清器包括一用来与起底部塞子(210)作用的螺母和该滤清插件(230)的底端(252)配合的提升装置(250)，以便通过打开外部端部并且卸下压缩盘(24)提升该滤清插件，以便对它进行更换。
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