CN203777749U - 滤芯和过滤单元 - Google Patents

Abstract

一种滤芯(1)，包括过滤介质(11)、上封盖(12)和底封盖(13)，所述上封盖和底封盖以紧密的方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述底封盖(13)限定开口(131)，该开口(131)用作相对于所述过滤介质(11)的下游腔(3)和相对于所述滤芯的外部空间(4)之间的分离的流体通道，其中，在所述下游腔(3)设有与所述过滤介质接触的支撑烛台(141)，还设有与所述支撑烛台(141)径向隔开的网状物(143)，该网状物(143)用于保持待分离的流体，其中，所述网状物(143)由支撑笼(142)承载，所述支撑笼与所述支撑烛台(141)集成为一体。还公开了一种过滤单元(2)，其包括前述的滤芯(1)。

Description

滤芯和过滤单元

技术领域

本发明涉及滤芯和过滤单元，尤其涉及用于如汽车、货车、商用车和工作机械等驾驶应用，或液压应用的柴油过滤器。 

背景技术

已知流体、特别是燃料的过滤，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。此外，第三腔设置在过滤器壳体的底侧，用于收集从待过滤流体分离的液体；例如，在柴油过滤器的情况下，底部腔收集分离的水，因为水比柴油更重。 

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并且将待分离液体(在柴油过滤的情况下为水)分开，并且由于所述分离液体的密度，使其积累在底部收集腔上。 

在一些应用上，另外的网状物设置成与相对于流体流动方向和过滤介质的下游侧上的过滤介质隔开，用于保持待分离液体；在柴油过滤器的情况下，所述网状物为疏水网，适于在柴油经由其通过时保持水；保持的水滴由于其相对于柴油的密度，落入设置在过滤器壳体上的底部收集腔上。因此，所述滤芯的底封盖必须具有或设有能使分离的水从所述下游腔掉入所述底部收集腔的通路。 

实际上，取决于应用，所述滤芯可以仅包括过滤介质，该过滤介质充当，例如，水聚合器元件，或所述滤芯可以另外包括疏水网，以便改进水的分离，其中所述网优选放置在所述过滤介质的下游。 

具有所述过滤介质和所述疏水网的典型的滤芯通常设有用于承载所述网状物的笼子，避免该网状物在流体/柴油通过时向内破裂或向外破裂；所述笼子通常经由机械连接(螺纹元件、卡扣装置等等)焊接、胶合等组装在滤芯封盖上；此外，在所述滤芯上设有支撑烛台，所述支撑烛台通常与所述过滤介质接触，尺寸能在柴油经由其通过时避免所述过滤介质向内破裂或向外破裂。 

所述滤芯具有一些缺点，其中一个是难以确保疏水网状物支撑笼和滤芯封盖之间的紧密连接；因为几乎全部柴油必须经由疏水网流过以避免在所述网的下游有水存在，所以这类连接是重要的；出于这个原因，确保密封连接是重要的，而这通常以昂贵的方案来实现， 比如在网支撑笼和滤芯之间的垫圈或胶粘物；同时，必须确保所述网紧密可靠地组装在所述支撑笼上；上述关于所述滤芯封盖、所述支撑笼和所述网之间的密封性的几个关键点导致所述部件之间的连接不可靠并且昂贵；此外，由于存在另外的部件，也存在所述支撑烛台增加滤芯成本的问题。 

实用新型内容

本发明的目的是通过简单、合理、廉价的方案克服上述现有技术中的缺陷。 

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。 

具体地，本发明提供一种滤芯，包括过滤介质、上封盖和底封盖，所述上封盖和底封盖以紧密的方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述底封盖限定开口，该开口用作相对于所述过滤介质的下游腔和相对于所述滤芯的外部空间之间的分离的流体通道，其中，在所述下游腔设有与所述过滤介质接触的支撑烛台，还设有与所述支撑烛台径向隔开的网状物，该网状物用于保持待分离的流体，其中，所述网状物由支撑笼承载，所述支撑笼与所述支撑烛台集成为一体。 

这样的方案不需要使用密封装置以使所述笼子和所述滤芯封盖之间具有紧密性，从而不但使设计简化，而且改善所述支撑笼的外侧和内侧之间的密封可靠性，因为这两个元件之间的连接使壁封闭。 

此外，本方案配置便宜，首先是因为由于上文所公开的烛台和笼子的连接，在所述支撑笼/网状物和滤芯封盖之间无需设有垫圈，其次是因为避免了另外的元件，比如支撑烛台，这是由于所述支撑笼包含所述元件。 

本发明的另一方面在于所述支撑笼和所述支撑烛台通过环形帽相互连接。 

这样的方案能改善所述支撑烛台和所述支撑笼的一体成型；由于环形帽充当了所述烛台和所述笼子之间的闭合元件，避免流体向外流动(除非流体通过所述网状物流过)，所以不需要密封装置。 

有利地，所述支撑笼包括轴向开放末端和轴向闭合末端。 

本发明的另一方面提供的是，环形帽连接所述支撑笼的轴向开放末端与所述支撑烛台的一个轴向末端。 

有利地，所述支撑笼、所述支撑烛台和所述环形帽单片集成为一个部件。 

这些方案是一体成型部件本身给予的密封效果的进一步改进，因为该帽子充当用于所述支撑烛台和所述支撑笼之间产生的环形腔的密封元件，使得流体必须作为整体经由所述 网状物通过，并且因此，流体不能经由连接所述部件产生的通路穿过。 

此外，由于一旦工件成型，从一体成型工件的轴向末端提取两个滑动模型的可能性，因此具有该结构的一体成型的工件能以轻而易举的方式制造，例如，通过模制工艺。 

本发明的另一方面在于，在所述环形帽上和/或所述支撑烛台上设有至少一个通风孔。 

由于该方案，通风装置也集成在所述支撑烛台和/或所述环形帽上。 

本发明的另一方面在于，在所述支撑烛台的一个轴向末端上设有至少一个轴向突出部，所述突出部设置成与滤芯封盖焊接在一起。 

这样的方案使一体成型部件能经由不取决于烛台/笼子形状与滤芯封盖焊接的、向外延伸的突出部简单可靠地连接至滤芯。 

本发明的另一方面在于，所述支撑笼包括至少一根肋条，所述至少一根肋条沿所述笼子的高度轴向延伸。 

由于这样的方案，所述支撑笼牢固地承载所述网状物，并且同时，分离液体的液滴，例如，在柴油过滤器的情况下和在疏水网的情况下的水滴，可以向下滑动，而不被任何障碍物截住，比如设置在所述支撑笼上的环形肋条。因此，水向相对于滤芯向外的底部空间的滑动得到改善。 

优选地，所述滤芯为柴油滤芯，待分离液体为水，而内部网状物为疏水网。 

此外，本发明提供一种过滤单元，包括壳体，所述壳体具有罐壳，所述罐壳的一个轴向末端关闭而另一轴向末端打开，该打开的轴向末端由盖关闭，所述过滤单元进一步包括滤芯，所述滤芯将所述壳体限定的内部空间划分为与流体入口相通的上游腔和与流体出口相通的下游腔，所述过滤单元还包括用于收集分离的液体的底部腔，所述滤芯包括过滤介质、上封盖和底封盖，所述上封盖和底封盖以紧密方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述底封盖限定开口，该开口用作下游腔和底部腔之间的分离的流体通道，其中，在所述下游腔设有与所述过滤介质接触的支撑烛台，在所述下游腔还设有与所述支撑烛台径向隔开的网状物，该网状物用于保持待分离的流体；其中，所述网状物由支撑笼承载，所述支撑笼与所述支撑烛台集成为一体。 

这样的方案不需要使用密封装置以使所述笼子和所述滤芯封盖之间具有紧密性，从而不但使设计简化，而且改进所述支撑笼的外侧和内侧之间的密封可靠性，换句话说，这两个元件之间的连接使壁封闭，避免了在所述笼子和滤芯封盖之间的密封需求。 

此外，本方案配置便宜，首先是因为由于上文所公开的烛台和笼子的连接，在所述 支撑笼/网状物和滤芯封盖之间无需设有垫圈，其次是因为避免了另外的元件，比如支撑烛台，这是由于所述支撑笼包含所述元件。 

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为根据本发明的滤芯沿所述滤芯限定的轴的剖视图。 

图2为根据本发明的过滤单元沿所述单元限定的轴的剖视图。 

图3A为根据本发明的一体成型部件的侧视图。 

图3B为根据本发明的一体成型部件的俯视图。 

图3C为根据本发明的一体成型部件沿图3B所示的轴C-C的剖视图。 

图3D为根据本发明的一体成型部件沿图3B所示的轴C-C的透视图。 

图3E为根据本发明的一体成型部件的透视图。 

具体实施方式

图2所示的过滤单元2为用于过滤流体，优选但不限于燃料，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限定，以及上盖22，其用于封闭罐壳21的开口端。 

如图2的优选实施例可见，上盖22可以由穿孔金属板部件224组成，穿孔金属板部件224的外边缘与罐壳自由边缘卷在一起；加固板225焊接在所述金属板部件的底侧；使所述金属板部件变形，这样两个环形并且同心的垫圈226,227由所述部件保持；在所述垫圈限定的环形空间上，设有入口开口221，而在内部垫圈227的内部空间中，设有出口开口222(最后用于拧紧坐落在其上面的过滤组件)。 

可以使用关于过滤器壳体的可选的方案，例如，可以设置可拆卸的盖，即，利用适于连接可移动的盖与过滤器罐壳的外部环形螺纹元件；在这种情况下，可以在所述罐壳和所述盖之间设有垫圈；此外，取决于外部设计要求，入口和出口可以设置在罐壳上而不是盖上。 

如图1和2所示，在由过滤器外壳限定的内部空间上，设有滤芯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将过滤器壳体的内部容积划分为下游腔3和上游腔4，所述下游腔3由过滤介质11的内部空间和封盖12,13限定，所述上游腔4设置在壳体与滤芯之间的容积中。 

如图1所示，上封盖12具有中央孔121和从所述上封盖12融入的轴向唇122；虽然在所示的优选实施例中，所述唇122与所述上封盖12一体成型，但可能有几个可选的方案；例如，该唇可由与该封盖的材料不同的材料制备，并且在制造期间，唇可以和封盖共同模制。 

所述唇122限定连接的领部，并且径向垫圈123设置在外表面上，适于以紧密的方式与倒转的烧杯223连接(参见图2)；由于所述烧杯223与加固板225紧密地焊接，滤芯封盖的领部122与所述烧杯223的内壁之间的密封组件确保上游腔4和下游腔3之间的紧密性。 

同时，滤芯1的底封盖13设有外垫圈131，即，O形环，所述垫圈131和所述底封盖13的外径设置成以密封的方式与过滤器罐壳21的锥形部分211连接；因此，当滤芯在其工作位置时，所述底封盖13使所述上游腔4和所述下游腔3之间具有紧密性。 

除了所示的优选实施例外，还可以使用可选的已知的方案；例如，所述过滤器罐壳可以设置成没有锥形部分，并且所述底封盖可以具有外径和适合该外径的合适的密封装置，以确保这两个部件之间的密封效果；同时，相对于烧杯-领部连接的可选的方案可以是滤芯封盖的领部设置成推向垫圈，所述垫圈夹在盖板和所述领部之间；在这种情况下，设置在所述过滤器罐壳和滤芯底封盖之间的弹簧元件产生推力。 

如图1和2所示，滤芯底封盖13进一步设有中央开口131；当所述滤芯组装在过滤器壳体上时，所述开口131能连接由所述滤芯1限定的下游腔3与设置在所述过滤器壳体的底侧上的底部收集腔5；所述腔5的尺寸能收集来自柴油的分离的水；由于水比柴油重，因此，水积聚在所述底部腔5上，直到经由组装在净化通道212上的排水阀(未展示)排出，其中所述净化通道212设置在所述腔5的底部。 

从过滤介质11和疏水网143可以使水分离；关于过滤介质11，其能实现水滴的聚合效果，也就是将小液滴结合成更大和更重的液滴的效果，这样，由于后者的质量，而使液滴向下沉降；已知使过滤介质具有聚合效果的若干技术，这些技术由，例如，纤维材料(通常具有亲水表面)和介质结构(例如，深度过滤器)组成。 

如上所述，所述滤芯设有疏水网143，放置在相对于所述过滤介质的下游，并且与其隔开；所述疏水网充当水滴的障碍物；柴油通过所述过滤介质11之后，一定量的液滴聚合(并且因此分离)，接着，燃料经由疏水网通过，这样从燃料中保持余留的水滴，该保持和聚合的液滴，由于自身的重量，会朝收集腔5掉下；具体地，网143保持的液滴沿所述网向下滑动，并且随后从网中脱离，从而落在所述收集腔5上。 

所述疏水网143不是自承载器，通常所述疏水网有柔性网状物制成，因此，由于燃 料流动，所述疏水网可能因所述流动引起向内破裂；同时，所述过滤介质也需要加强与其下游表面(相对于燃料流动方向)的接触，以便避免由于燃料经由所述介质流动传递的力产生的破裂。 

所述疏水网143和所述过滤介质11的承载结构通过本发明的目的—一体成型部件14同时获得,所述一体成型部件14设置在所述滤芯的内部空间3上。由于一体成型部件14相对于所述过滤介质11在内部放置，使得滤芯成为紧凑的便宜的备件。 

图3A至3E展示了所述一体成型部件14的结构，该一体成型部件由外部支撑烛台141组成，所述烛台为由环形肋条1411限定的环状，该环形肋条1411通过轴向桥1412相互连接；产生的烛台141的外径大致等于过滤介质11的内径，使得所述烛台141充当所述介质的径向支撑(避免其塌陷)，同时确保因所述环形肋条1411和轴向桥1412之间的连通而产生的燃料通道。 

在所述支撑烛台的上部轴向末端，设有环形帽144，所述环形帽具有中央孔，并且在接近上述孔处，支撑笼142在所述支撑烛台141的内部突出；所述支撑笼142包括4根轴向肋条148并且在底端，所述支撑笼被帽子149封闭；疏水网结合在所述肋条148和闭合帽子149的侧表面上；因此，网143放置在相对于支撑烛台141径向隔开的径向一体成型部件上；优选地，所述支撑笼142的内部空间以及所述笼子142和所述烛台141之间的环形空间被疏水网143完全隔开。所述网可以通过已知技术，比如胶合或共同模制，结合在所述支撑笼上；在共同模制的情况下，所述疏水网可以模制在所述笼子的上游外侧，或所述肋条148的中间部分上，或在下游内侧上；在最后的两种情况下，所述肋条148的结构仅由轴向延伸部分组成，没有任何径向肋条/突出部，使得保持的水能沿所述网向下朝所述过滤器壳体的底侧上设置的外腔5滑动，而没有障碍。 

在本发明优选的实施例中，所述通风孔146设置在所述环形帽144上，所述通风孔能通过一体成型部件14的内腔3,31及其上部外腔之间的小通路连通。为了缩短该孔的长度，在每个孔146附近设置轴向槽151。 

可选地或另外地，所述通风孔可设置在所述支撑烛台141的侧壁，所述壁可以为从较高末端向下延伸的肩部；在该情况下，所述通风孔为径向通路。 

在所示的和所描述的实施例中，设有若干通风孔；可选地，仅一个孔就足以使空气从滤芯中逃脱。 

所示的一体成型部件14以单件式部件表示；其可以由塑料，例如，聚酰胺，制成；可选地，一体成型部件14可以由若干工件组成，该若干工具归结为不同材料，各自结合到 一个自支撑部件中，即，通过共同模制。 

在所示的实施例中，在所述支撑烛台的轴向末端上设有两个轴向突出部147；所述突出部的尺寸能焊接在所述滤芯的所述封盖12,13上(图1)；可选地，所述部件可以用另外的已知的方法，例如，胶合，卡扣连接等，相互组装。 

如图1和2可见，当一体成型部件14组装在所述滤芯上时，上游腔4通过与封盖12,13焊接的所述过滤介质与环形下游腔3密封地隔开；相应地，环形下游腔3也通过焊接的一体成型部件(通过与所述上封盖12焊接的所述轴向突出部147)和通过所述网143和所述支撑笼142之间的紧密连接与内腔31密封地隔开。 

因此，从滤芯上游侧4流向领部122的内部通路的燃料使完整的流动通路首先经由所述过滤介质11，其次经由疏水网143。 

使用时，待过滤柴油经由过滤器入口221进入，并且在上游腔4上进入；在该腔中，燃料可以仅经由所述过滤介质11通过，因为分别设置在上封盖领部122和底封盖13的垫圈123和132紧密地阻挡了其它的通路。 

由于经由所述过滤介质11的柴油通路，固体颗粒由所述介质保持，并且因此纯化燃料；此外，如果所述介质赋予水聚合效果，则一部分水滴相互结合，使得环形腔3上产生的更重的水滴可以经由底封盖通路131通过，并掉下，接着积聚在所述过滤器壳体的底部收集腔5上。 

到达环形腔3的已过滤的柴油必须全部经由疏水网通过，在该通路中，尚未分离的水滴由所述网143保持；由于水滴在所述网上积聚，并且由于水滴的重链，水滴可以沿所述网向下滑动，直到可以从所述支撑笼的底部末端脱离，收集在底部腔5上。 

从固体颗粒以及水中纯化的、到达笼子内腔3的燃料经由出口222流向所述过滤单元1的外部。 

可以对本发明进行各种变更或改进，这些都将落入本发明的范围。 

例如，所述过滤单元和滤芯可以用于任何流体，例如汽油，其中液体污染物必须从中移除，例如，燃油。 

此外，本发明的可选的实施例可以提供使流体从内侧向外侧穿过的过滤器；在该情况下，所述一体成型部件围绕所述过滤介质的外表面，使得所述支撑烛台与该外表面接触，并且所述网状物与所述烛台径向向外地隔开，其中所述烛台和支撑所述网状物的笼子彼此一体成型；在该结构中，所述滤芯的底封盖限定的开口设置在所述过滤介质和所述网状物之间的环形空间上，连接所述环形空间和底部收集腔。 

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 (10)

1.一种滤芯(1)，包括过滤介质(11)、上封盖(12)和底封盖(13)，所述上封盖和底封盖以紧密的方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述底封盖(13)限定开口(131)，该开口(131)用作相对于所述过滤介质(11)的下游腔(3)和相对于所述滤芯的外部空间(4)之间的分离的流体通道，其中，在所述下游腔(3)设有与所述过滤介质接触的支撑烛台(141)，还设有与所述支撑烛台(141)径向隔开的网状物(143)，该网状物(143)用于保持待分离的流体，其特征在于，所述网状物(143)由支撑笼(142)承载，所述支撑笼与所述支撑烛台(141)集成为一体。 

2.根据权利要求1所述的滤芯(1)，其特征在于，所述支撑笼(142)和所述支撑烛台(141)通过环形帽(144)相互连接。 

3.根据权利要求2所述的滤芯(1)，其特征在于，所述支撑笼(142)包括轴向开放末端和轴向闭合末端。 

4.根据权利要求3所述的滤芯(1)，其特征在于，所述环形帽(144)连接所述支撑笼(142)的所述轴向开放末端与所述支撑烛台(141)的一个轴向末端。 

5.根据权利要求2所述的滤芯(1)，其特征在于，所述支撑笼(142)、所述支撑烛台(141)和所述环形帽(144)单片集成为一个部件(14)。 

6.根据权利要求2所述的滤芯(1)，其特征在于，在所述环形帽(144)和/或在所述支撑烛台(141)上设有至少一个通风孔(146)。 

7.根据权利要求1所述的滤芯(1)，其特征在于，在所述支撑烛台(141)的一个轴向末端上设有至少一个轴向突出部(147)，所述突出部与滤芯封盖(12,13)焊接。 

8.根据权利要求1所述的滤芯(1)，其特征在于，所述支撑笼包括至少一根肋条，所述至少一根肋条沿所述支撑笼的高度轴向延伸。 

9.根据权利要求1所述的滤芯(1)，其特征在于，所述滤芯为柴油滤芯，待分离液体为水，并且内部网状物为疏水网。 

10.一种过滤单元(2)，包括壳体，所述壳体具有罐壳(21)，所述罐壳的一个轴向末端关闭而另一轴向末端打开，该打开的轴向末端由盖(22)关闭，所述过滤单元进一步包括滤芯(1)，所述滤芯将所述壳体限定的内部空间划分为与流体入口(221)相通的上游腔(4)和与流体出口(222)相通的下游腔(31)，所述过滤单元还包括用于收集分离的液体的底部腔(5)，所述滤芯包括过滤介质(11)、上封盖(12)和底封盖(13)，所述上封盖和底封盖以紧密方式连接在所述过滤介质的轴向末端上，所述底封盖限定开口，该开口用作下游腔(3)和底部腔(5)之间的分离的流体通道，其中，在所述下游腔(3)设有与所述过滤介质(11) 接触的支撑烛台(141)，在所述下游腔(3)还设有与所述支撑烛台径向隔开的网状物，该网状物用于保持待分离的流体；其特征在于，所述网状物(143)由支撑笼(142)承载，所述支撑笼与所述支撑烛台(141)集成为一体。