CN203648186U - 滤芯和过滤器单元 - Google Patents

Abstract

滤芯（1），包括过滤器介质（11）、第一封盖（12）和第二封盖（13），所述封盖以紧密方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述第一封盖（12）包括旁通阀（14），所述旁通阀包括具有密封边缘（142）的封闭器（141），以及用于促使所述封闭器的密封边缘（142）抵住阀密封表面（121）的弹簧元件（143）；当作用在所述滤芯外侧（3）的流体压力超出其内侧（4）的流体压力达一预定值时，所述封闭器、所述弹簧元件和所述阀密封表面用于使所述滤芯的外侧（3）与内侧（4）连通；其中，所述旁通阀（14）位于所述滤芯（1）的外侧（3）上，与所述过滤介质（11）相距轴向距离。本实用新型还涉及一种过滤器单元。

Description

滤芯和过滤器单元

技术领域

本发明涉及滤芯和过滤器单元，尤其涉及用于对流体、例如驾驶应用中或液压应用中的燃料或油进行过滤的过滤器，所述驾驶应用例如汽车、货车、商用车和工作机。

背景技术

已知地，流体、特别是燃料或油的过滤，通常是利用过滤器来实现的。过滤器包括外壳，所述外壳具有罐壳和盖，所述盖封闭着所述罐壳的开口端，所述壳设有待过滤流体的入口和已过滤流体的出口；以及滤芯，用于将外壳的内室细分为两个不同的腔，其中第一腔与入口连通，第二腔与出口连通。

以这种方式，从过滤器入口流向出口的流体被迫使流经过滤介质，从而使流体中可能含有的杂质留在过滤介质中。

典型的滤芯包括管状过滤介质，例如，褶式过滤器介质或深度介质，并且在过滤介质的相对末端以紧密的方式、即通过红外焊接或胶合，固定有两个封盖。

至少一个封盖通常设有优选地与过滤介质的纵轴对齐的中央开口，滤芯的内室穿过该纵轴而与待过滤流体的入口连通，在这种情况下，设置为从内朝外穿过过滤介质；滤芯的内室或与已过滤流体的出口连通，在这种情况下，设置为从外朝内穿过过滤介质。

过滤器单元上常设有旁通阀，当未过滤的上游腔的压力超出已过滤的下游的压力达一预定值时，例如，因一些数量的杂质和/或在低温下形成的柴油蜡导致的过滤介质阻塞而引起，所述阀用于打开滤芯的外室与内室之间的通道；相应地，如果过滤介质阻塞超出了容许的阈值限度，则上游腔的压力（关于流体流和过滤介质的上游，可以是滤芯内腔或滤芯外腔，具体取决于相对于上述的过滤介质的流方向）相对于下游腔的压力上升至一阈值；一旦超出该值，则阀从闭合位置切换至打开位置，以实现从上游到下游侧的流体通路，避免贯穿过滤介质的强制流体通路，且过滤器发生阻塞时也允许流体流通。

旁通阀通常包括封闭器和弹簧元件，所述弹簧元件可具有这样的尺寸，以当上游腔压力超出下游腔压力以一定值、且该值低于或对应于阈值时，所述弹簧元件朝封闭器的座推动封闭器，以确保阀的闭合；而一旦超出所述阈值，则弹簧元件形变，以允许封闭器与其座分离，从而允许阀打开；相应地，所述封闭器包括密封边缘，当其与阀座表面接触、且被弹簧元件抵着所述表面推/拉时，所述密封边缘用于确保上游腔与下游腔之间的通道的闭合。

将所述旁通阀设置在数个位置上，这是已知的。一种可能的阀设置是在过滤器盖上，经连接至所述盖或与所述盖为一体式的圆柱形主体，将所述旁通阀安装在该圆柱形主体上或与其为一体式设置。按照这种方式，通常与过滤器盖一起组装的滤芯，须用于确保与旁通阀的紧密连接，即，通过垫圈，以确保上游腔与下游腔之间的密封。

所述方案具有一些缺陷，其中一个是阀仅能确保低可靠性的紧固；此外，所述方案价格昂贵，这是因为在滤芯与旁通阀之间设置了额外的垫圈。

另一种已知的方案是，将旁通阀设置在滤芯上。所述阀通常一体式集成至一支撑管上，所述支撑管设置在由过滤介质和末端封盖界定的内部空间中，所述支撑管用于携带具有封盖的介质，避免过滤介质坍塌，例如由于从滤芯内侧到外侧的流体流引起。相应地，旁通阀可以一体式集成在支撑管上，或安装在所述部件上。

所述方案的缺陷还涉及支撑管（需要容纳旁通阀）的复杂形态，以及滤芯内内部空间的缺失；后者导致过滤器内腔上的不连续流体流，并限制了所述腔的尺寸，这是因为阀的存在导致的。换言之，由于旁通阀的存在，支撑管的内径和过滤介质的内径（其可以是环形的）不能小于最小值，这是因为所述阀需具有这样的尺寸，以确保从上游侧到下游侧的流体的最小通道。

本发明的一个目的是，提供一种简单、合理且低价的方案，以克服上述现有技术缺陷。

上述目的通过独立权利要求中包含的本发明的特征而实现。从属权利要求勾勒出本发明的优选和/或尤其优选的方面。

实用新型内容

特别地，本发明提供了一种滤芯，其包括过滤器介质、第一封盖和第二封盖，所述封盖以紧密方式连接至所述过滤介质的轴向末端，所述第一封盖包括旁通阀，所述旁通阀包括具有密封边缘的封闭器，以及用于迫使封闭器的密封边缘抵住阀密封表面的弹簧元件；当滤芯外侧的流体压力超出其内侧流体压力达一预定值时，所述封闭器、所述弹簧元件和所述阀密封表面用于使滤芯的外侧与内侧连通。根据本发明，所述旁通阀位于滤芯外侧上，与过滤介质相距一段轴向距离。

由于这一方案，滤芯外侧与内侧的密封可靠性不会受旁通阀的存在的影响；事实上，所述阀包含在滤芯上，避免了滤芯上有任何附加密封元件或另一单独部件；而没有附加垫圈，进一步使本方案的成本低于现有技术的成本，这是因为价格昂贵的部件、如垫圈，被省略了。

此外，所述方案允许滤芯的内腔具有正确的尺寸，还允许（环形）介质具有正确尺寸，这是因为旁通阀相对于介质外置了，因而所述介质的尺寸不再受旁通阀的阻碍。并且，流体流的方向不因阀的存在而偏离，因此确保了滤芯内均匀的流体流。

本发明的另一方面在于，第一封盖包括朝滤芯外侧轴向延伸的套管，所述旁通阀设置在所述套管上。

所述方案实现了滤芯配置的简化，以及阀与滤芯之间的绝对紧密，将所述两个装置一体式集成在一个部件内。

本发明的另一方面提供的是，所述套管的轴向自由末端包括形成阀密封表面的边缘和通道，其中，所述封闭器可沿着通道滑动，所述弹簧元件促使所述封闭器密封表面抵住阀密封表面。

由于这一配置，旁通阀与滤芯的一体式配置得以改进，这归因为阀密封表面和直接设置在滤芯封盖上的封闭器通道。

本发明的另一方面提供的是，所述弹簧元件在一侧与封闭器相连，并抵靠着设置在套管自由末端上的边缘。

这一方案允许阀部件简单地组装在滤芯封盖上；于是，由于弹簧元件与封闭器和滤芯封盖的相互作用，实现了包括滤芯和旁通阀的内部结构。

本发明的另一方面在于，所述第一封盖包括径向置于旁通阀外部的连接装置。

这一方案允许连接装置和旁通阀一体式集成在滤芯封盖上，从而允许构成所述滤芯、而不是所述封盖的标准件的使用。即，所述滤芯可包括标准部件，例如过滤介质、封盖、支撑管等；同时，取决于实际滤芯用途，具有所需的旁通阀和所需连接装置的适当的封盖与所述标准部件一起组装。

此外，本发明提供了过滤器单元，其包括壳体，所述壳体具有一个轴向末端封闭、另一轴向末端开口的罐壳，所述开口末端用盖封闭，所述单元进一步包括滤芯，所述滤芯将外壳界定的内部空间分隔成第一腔和第二腔，所述第一腔连通流体入口，所述第二腔连通流体出口，所述滤芯包括过滤介质、第一封盖和第二封盖，所述封盖以紧密方式连接至所述过滤介质的轴向末端，所述第一封盖包括旁通阀，所述旁通阀包括具有密封边缘的封闭器和弹簧元件，所述弹簧元件用于促使封闭器密封边缘抵住阀密封表面，当滤芯外侧的流体压力超出其内侧流体压力达一预定值时，所述封闭器、所述弹簧元件和所述阀密封表面用于使滤芯的外侧与内侧连通。根据本发明，所述旁通阀位于滤芯外侧上，与过滤介质相距轴向距离。

这一方案实现了滤芯的外侧与内侧的密封可靠性，因为该密封不受旁通阀的存在的影响；事实上，所述阀包含在滤芯上，避免了滤芯上有任何附加密封元件或另一单独部件；此外，而避免使用附加垫圈则进一步使本方案的成本低于现有技术的成本，这是因为价格昂贵的部件、如垫圈，被省略了。

此外，所述方案允许滤芯的内腔具有正确的尺寸，还允许（环形）介质具有正确尺寸，这是因为旁通阀相对于介质外置了，因而所述介质的尺寸不再受旁通阀的阻碍。并且，流体流的方向不因阀的存在而偏离，因此确保了滤芯内均匀的流体流。

本发明的另一方面在于，滤芯第一封盖包括朝滤芯外侧轴向延伸的套管，所述旁通阀设置在所述套管上，且支撑管设置在罐壳上，所述支撑管具有连接末端，用于连接位于罐壳上的支撑管，还具有用于支撑管的外侧与内侧之间的流体通道的、带孔的中央可渗透部分，以及具有可渗透针的封闭自由末端，当所述滤芯位于其安装位置上时，所述可渗透针用于停留在来自所述滤芯套管的开口上，而当所述旁通阀位于其打开位置上时，所述针允许实现所述旁通阀与所述滤芯内侧之间的流体通道。

由于这种配置，在滤芯插入及位于其工作位置上时，滤芯保持在其相对于罐壳而言的中央位置上；所述定心作用是通过简单而廉价的方案来确保的，例如由滤芯封盖的套管得到的开口，和从支撑管自由末端延伸的针23。此外，由于支撑管连接在过滤器罐壳上，而不包括在滤芯中，因此，可更换滤芯得以简化了。

优选地，所述可渗透针呈现交叉形状。

本发明的另一方面在于，滤芯第一封盖包括径向置于旁通阀外部的连接装置，该连接装置可与设置在过滤器盖上的各连接装置相连。

本方案允许连接装置和旁通阀在滤芯封盖上一体式集成，从而允许使用构成滤芯、而不是封盖的标准件。即，所述滤芯可包括标准部件，例如过滤介质、封盖、支撑管等；同时，取决于实际滤芯用途，具有所需的旁通阀和所需的连接装置的适当的封盖组装在所述标准部件上。

附图说明

通过结合附图阅读以下非限制性方式阐释的说明，本发明的进一步特征和优点将清晰呈现，其中：

图1是根据本发明的滤芯沿所述滤芯界定的轴的横截面图；

图2是图1的放大细节图；

图3是根据本发明一个实施例的、沿过滤器单元所界定的轴的过滤器单元横截面图；

图4是沿图3所示的轴IV-IV的过滤器单元的横截面图。

具体实施方式

图3所示的过滤器单元2是用于过滤流体、例如燃料或油的过滤器，尤其是旨在用于柴油发动机的过滤器，特别用于汽车、卡车、商用车辆或自推进工作车的柴油发动机。

过滤器2包括外部壳体，其由烧杯形状的罐壳21界定，以及上盖22，其用于封闭罐壳21的开口端。

过滤器单元2包括用于待过滤流体的入口导管211，和用于已过滤流体的出口导管212；所述入口和出口导管31,42优选地设置在罐壳21上。

如图3所示，在由过滤器外部壳体界定的内部空间中，设置有滤芯1，所述滤芯包括过滤介质11，其可以是褶式介质或深度介质，以及上封盖12和底封盖13，所述封盖利用已知技术紧密地与过滤介质相连，例如通过胶合、红外焊接等。

所述滤芯1将过滤器壳体的内室分隔为第一腔4和第二腔3，所述第一腔4由过滤介质11的内部空间和封盖12,13限制，所述第二腔3设置在壳体与滤芯之间的室中。

如图1所示，底盖13具有中央孔131和设置在所述孔上的垫圈132；所述中央孔131和所述垫圈132用于以紧密和可移除的方式与支撑管23组装，所述支撑管23设置在过滤器罐壳上，如下所述。

如图1和图2所示，上封盖12设置有旁通阀14；所述阀由封闭器141和弹簧143构成，所述封闭器141在一个末端上具有密封边缘142，在另一末端上具有弹簧座144；所述弹簧座包括凹槽，其具有适当形状，以容纳弹簧螺纹，并使所述螺纹保持在轴向座上；封闭器141和弹簧143组装在阀座上，所述阀座设在滤芯的上封盖12上。

根据本发明，阀座、封闭器141和弹簧143等以及旁通阀14被置于滤芯1外侧3上，与过滤器介质11相隔一轴向距离。在图示的优选实施例中，旁通阀14相对于滤芯封盖12的外置是通过从封盖14朝滤芯外侧3轴向突出的套管122来获得的，而旁通阀14组装在所述套管122的轴向自由末端123上。

相应地，封盖套管的自由末端123由具有通道125的最末部分构成，所述通道125的内径小于套管122的内径；从套管122的内径和通道125的内径得到的环形平面部分表示阀密封表面121，在此处，封闭器密封边缘142由弹簧143推动，以获得阀闭合。相应地，封闭器141位于与设置弹簧座144的端相反的轴向端上，其包括最末部分145，该最末部分145的外径大于封闭器中央部分的直径，也大于通道125的直径；从最末部分和通道直径得到的环形部分表示封闭器密封边缘142。

在旁通阀组装在滤芯封盖的过程中，所述旁通阀和滤芯封盖都如图1和图2所示的实施例所配置，具有弹簧座44的封闭器的自由末端经套管自由末端最末部分的通道125插入。一旦封闭器密封边缘142接触阀密封表面121，则弹簧143可插入在套管最终部分123上，并与封闭器的弹簧座144一起组装。因此，弹簧元件压缩在其安装位置，抵着套管自由末端推动，并拉动封闭器，经其自由末端，相对于阀座轴向朝外，使封闭器密封边缘142被推向阀座表面121推动。

所述封闭器和阀座尺寸，以及弹簧特性（弹性模量、螺纹直径、螺纹回转数等）发生尺寸变化，以确保阀闭合（经与阀密封表面相接触的封闭器密封边缘），直到达到或超出阈值压力值。所述阀由滤芯外腔3与内腔4之间的压力差构成。在图示的具体实施例中，当流体从滤芯外腔3经过滤介质11流向滤芯外腔4时，如果外腔3的压力超出了滤芯内腔4的压力达一预定值时，所述外腔压力使封闭器141从其封闭位置（在此处封闭器密封边缘142与阀密封表面121相接触）轴向地移至其打开位置（在此处封闭器密封边缘142与阀座表面121分离），使流体通路从外腔3向内腔4打开，允许流体流动而无需流经滤介质11的强制通路。

根据本发明的一个替代性实施例，流体方向可以是从滤芯的内部腔到外部腔，在这种情形中，当内腔压力比外腔压力超出阈值时，所述阀配置为允许阀打开。

独立于流体流的方向，旁通阀14被置于滤芯1的外侧上，与过滤介质11相隔一轴向距离。由于这一方案，滤芯1的外侧3与内侧4的密封可靠性不会受旁通阀14的存在的影响；事实上，所述阀14包括在滤芯1上，避免了滤芯上有任何附加密封元件或另一单独部件；而没有附加垫圈，进一步使本方案的成本低于现有技术的成本，这是因为价格昂贵的部件、如垫圈，被省略了。此外，所述方案允许滤芯的内腔4以及介质11具有正确的尺寸，这是因为旁通阀相对于介质外置了，因而所述介质的尺寸不再受旁通阀的阻碍。并且，流体流的方向不因阀的存在而偏离，因此确保了滤芯内均匀的流体流。

在优选实施例中，连接齿126径向地设在套管122的外部，用于过滤器单元2上的滤芯连接。

如上所述，滤芯1在过滤器单元2上是可更换的。在图3和图4所示的实施例中，过滤器单元包括具有罐壳21的外壳，所述罐壳在一个轴向末端是封闭的，在另一末端是开口的，所述开口末端由盖22封闭，例如通过设在盖上的公螺纹部分，其适于与设在罐壳上的母螺纹部分相连。

在罐壳21的封闭末端上，设有用于进入未过滤流体的入口导管211，和用于排出已过滤流体的出口导管212。入口导管211相对于过滤器轴偏心地设置，而出口导管212与所述轴同心地设置。替代性地，入口导管可以是同心的，而出口导管相对于过滤器壳体可以是偏心的。进一步地，根据一个替代性实施例，入口和/或出口导管可以设置在过滤器盖22上，而不是罐壳上。

相对于过滤器壳体同心设置的支撑管23连接在出口导管212上。所述管具有开口末端和闭合末端；在开口末端上，设有连接装置231，即螺纹部分，用于允许支撑管的自由末端与过滤器罐壳21相连。在所述罐的中间部分，设有带孔的渗透部分232，其用于允许所述管的外侧与内侧之间的流体连通，并因而与支撑管的开口自由末端相连。从管闭合的自由末端233，可渗透针234朝管道23的轴向外侧突出；可渗透针具有适当的外形，以允许流体流经所述针、即使当所述针组装在校准孔上。由于这种形状，确保了针234与接纳孔之间具有空间/凹槽，以允许流体流经所述空间/凹槽的通道。在图3和图4所示的实施例中，可渗透针234呈现出交叉形状。

滤芯1经设在过滤器盖22上的适当的齿221连接在所述盖22上，所述齿221的尺寸允许与设在滤芯1上的齿126进行卡扣连接。

一旦具有滤芯的盖位于其在过滤器罐壳21的安装位置上，则设在滤芯1的底封盖13上的垫圈132搁置为与支撑管23相接触，尤其与其外表面的非渗透部分相接触，以确保滤芯1界定的外腔3与内腔4之间的紧密性。与此同时，可渗透针插入在由滤芯封盖套管122得到的开口127中。由于这种配置，在滤芯插入及位于其工作位置上时，滤芯1保持在其相对于罐壳21的中央位置上；所述定心作用是通过简单而廉价的方案来确保的，例如由滤芯封盖12的套管122得到的开口127，和从支撑管自由末端延伸的针234。此外，由于支撑管23连接在过滤器罐壳21上，可更换滤芯得以简化了，这是因其不作为可更换部件包括在滤芯中。 

由于渗透针234的交叉形状，得到了四条通路，位于所述针234与来自过滤器封盖套管122的开口127之间。当旁路阀14位于其打开位置上时，所述通路实现了从外腔3到内腔4的流体通道；为确保实现可渗透针234与滤芯内腔4之间的流体通道，在滤芯上盖12与支撑管闭合自由末端233之间设置了轴向空间。 

在工作时，未过滤的流体进入外腔3，穿过入口导管211。之后，流体流经过滤介质11，允许对未过滤流体携带的杂质进行分离。经过滤的流体随后进入滤芯的内腔4，穿过支撑管的可渗透部分232，从而经过支撑管的开口末端231，从出口导管212中排出。

如果外腔3的压力超出内腔4的压力达一预定值，例如，由于过滤介质的阻塞引起，则逆着旁通阀作用的压力使封闭器密封边缘142从阀密封表面121上分离，从而实现未过滤流体从外腔3到内腔4的通道，而使其不流经过滤介质。一旦流体已穿过封闭器密封边缘142与阀密封边缘之间的空间，则流体流经可渗透针234与开口127形成的流体通道；随后，未过滤流体流经滤芯上封盖12与支撑件闭合末端233之间的轴向空间，并进入滤芯内腔4；之后，已过滤流体从支撑管的开口末端231和出口导管212中排出。

当腔内压力降至阈值压力以下时，弹簧力克服了两个腔3,4之间的压力差，从而允许封闭器141滑动离开阀座，并且，由于封闭器密封边缘142与阀座表面121之间的接触，阀保持在其闭合位置上，并防止了两个腔之间的连通。

本发明应当构想为包括多种改进和变形，这些都在在本发明的理念范围之内。

此外，所有细节都可由其他技术等同要素所替代。

在实践，所使用的材料以及形状和尺寸，都可按需改变，而不脱离权利要求的保护范围。

Claims (9)

1. 滤芯（1），包括过滤器介质（11）、第一封盖（12）和第二封盖（13），所述封盖以紧密方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述第一封盖（12）包括旁通阀（14），所述旁通阀包括具有密封边缘（142）的封闭器（141），以及用于促使所述封闭器的密封边缘（142）抵住阀密封表面（121）的弹簧元件（143）；当作用在所述滤芯外侧（3）的流体压力超出其内侧（4）的流体压力达一预定值时，所述封闭器、所述弹簧元件和所述阀密封表面用于使所述滤芯的外侧（3）与内侧（4）连通；其中，所述旁通阀（14）位于所述滤芯（1）的外侧（3）上，与所述过滤介质（11）相距轴向距离。

2. 根据权利要求1所述的滤芯（1），其特征在于，所述第一封盖包括朝所述滤芯外侧（3）轴向延伸的套管（122），所述旁通阀设置在所述套管（122）上。

3. 根据权利要求2所述的滤芯（1），其特征在于，所述套管的轴向自由末端（123）包括形成阀密封表面（121）的边缘和通道（125），其中，所述封闭器（141）可沿着所述通道（125）滑动，且所述弹簧元件（143）促使所述封闭器密封表面（142）抵住所述阀密封表面（121）。

4. 根据权利要求3所述的滤芯（1），其特征在于，所述弹簧元件（143）在一侧与所述封闭器（141）相连，并抵靠着设置在所述套管（122）的自由末端（123）上的边缘。

5. 根据权利要求1所述的滤芯（1），其特征在于，所述第一封盖（12）包括径向设置在所述旁通阀（14）外部的连接装置（126）。

6. 过滤器单元（2），包括壳体，所述壳体具有一轴向末端封闭、另一轴向末端开口的罐壳（21），所述开口末端用盖（22）封闭，所述过滤器单元进一步包括滤芯（1），所述滤芯将所述外壳界定的内部空间分隔成第一腔（3）和第二腔（4），所述第一腔连通流体入口（211），所述第二腔（4）连通流体出口（212），所述滤芯（1）包括过滤介质（11）、第一封盖（12）和第二封盖（13），所述封盖以紧密方式连接至所述过滤介质的轴向末端，所述第一封盖包括旁通阀（14），所述旁通阀包括具有密封边缘（142）的封闭器（141）和弹簧元件（143），所述弹簧元件用于促使所述封闭器密封边缘（142）抵住阀密封表面（121），当作用在所述滤芯外侧的流体压力超出其内侧流体压力达一预定值时，所述封闭器、所述弹簧元件和所述阀密封表面用于使所述滤芯（1）的外侧（3）与内侧（4）连通；其中，所述旁通阀（14）位于所述滤芯的外侧，与所述过滤介质（11）相距轴向距离。

7. 根据权利要求6所述的过滤器单元（2），其特征在于，所述滤芯第一封盖（12）包括朝所述滤芯外侧（3）轴向延伸的套管（122），所述旁通阀设置在所述套管上，且支撑管（23）设置在罐壳上，所述支撑管具有连接末端（231），用于连接位于所述罐壳上的支撑管，还具有用于所述支撑管的外侧与内侧之间的流体通道的、带孔的中央可渗透部分（232），以及具有可渗透针（234）的封闭自由末端（233），当所述滤芯位于其安装位置上时，所述可渗透针用于停留在来自所述滤芯套管（122）的开口（127）上，而当所述旁通阀（14）位于其打开位置上时，所述针（234）允许实现所述旁通阀（14）与所述滤芯内侧（4）之间的流体通道。

8. 根据权利要求7所述的过滤器单元（2），其特征在于，所述可渗透针（234）呈现交叉形状。

9. 根据权利要求7所述的过滤器单元（2），其特征在于，所述滤芯第一封盖（12）包括径向置于所述旁通阀（14）外部的连接装置（126），该连接装置可与设置在所述过滤器盖（22）上的各连接装置（221）相连。

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