CN209900810U - 尿素滤清器及其滤芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种尿素滤清器，包括壳体、设置在所述壳体内的筒状的滤芯和补偿装置，所述滤芯在轴向上能够伸长和/或压缩。当尿素滤清器内的流体体积增大时，例如但不限尿素溶液发生结晶时，一方面，滤芯在轴向上能够伸长和/或压缩，使得滤芯不会因尿素溶液的体积增大而产生破损，另一方面，补偿装置能够补偿尿素溶液的增大的体积，防止尿素滤清器的壳体发生变形或损坏。

Description

尿素滤清器及其滤芯

技术领域

本实用新型涉及尿素过滤设备领域，特别是涉及具有补偿功能的尿素滤清器及其滤芯。

背景技术

在车辆的尾气净化处理系统中，通常使用尿素作为还原剂除去尾气中的氮氧化物。为保证尿素溶液的雾化，需要使用尿素滤清器滤除尿素溶液中存在的颗粒杂质。然而，特别是在温度较低的条件下，尿素溶液容易因结晶而发生膨胀。尿素溶液结晶会增加滤清器的壳体内的压力，从而可能造成壳体或滤芯的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种尿素滤清器，其可防止或减少壳体和滤芯的损坏。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种尿素滤清器，包括壳体、设置在所述壳体内的筒状滤芯和补偿装置，其特征在于，所述滤芯在轴向上能够伸长和/或压缩。

上述尿素滤清器具有如下的技术优势：当尿素滤清器内的流体体积增大时，例如但不限尿素溶液发生结晶时，一方面，滤芯在轴向上能够伸长和/或压缩，使得滤芯不会因尿素溶液的体积增大而产生破损，另一方面，补偿装置能够补偿尿素溶液的增大的体积，防止尿素滤清器的壳体发生变形或损坏。

在一个实施例中，所述滤芯将所述壳体内部分隔为位于滤芯内部的第一腔和位于滤芯与壳体之间的第二腔，当所述补偿装置设置在所述第一腔内时，所述滤芯至少能够轴向上压缩；当所述补偿装置设置在第二腔内时，所述滤芯至少能够轴向上伸长。

在一个实施例中，所述补偿装置设置在所述第二腔内，所述尿素滤清器还包括弹性装置，所述弹性装置用于向所述滤芯施加轴向压缩力，从而使得所述滤芯产生预压缩。

在一个实施例中，所述弹性装置为设置在所述滤芯轴向上的一端与所述壳体底壁之间的弹性元件。

在一个实施例中，所述弹性装置为设置在所述滤芯轴向一端与所述壳体底壁之间的补偿装置。

在一个实施例中，所述滤芯具有轴向支撑件，所述轴向支撑件用于限定所述滤芯的轴向压缩量。

在一个实施例中，所述滤芯包括轴向延伸的筒状过滤介质以及位于所述筒状过滤介质轴向上的两端的上端板和下端板，所述筒状过滤介质在轴向上能够伸长和/或压缩。

在一个实施例中，所述上端板和所述下端板之间设置有支撑件，在所述滤芯未受轴向挤压的状态下，所述支撑件的轴向上的两端与所述上端板和/或下端板之间具有间隔，以限定所述滤芯的轴向压缩量。

在一个实施例中，所述支撑件为环绕所述过滤介质的支撑圆筒，所述支撑圆筒还限制所述筒状过滤介质的径向膨胀。

在一个实施例中，所述滤芯还包括中心管，所述中心管被所述筒状过介质围绕，用于直接支撑所述筒状过滤介质。

在一个实施例中，所述筒状过滤介质的轴向可压缩和/或伸长率大于等于5％。

在一个实施例中，所述筒状过滤介质的轴向可压缩和/或伸长率大于等于7％。在一个实施例中，所述支撑件能够将所述筒状过滤介质的轴向压缩率限制在所述筒状过滤介质的轴向最大可压缩率之内。

在一个实施例中，所述支撑件能够将所述筒状过滤介质的轴向长度的压缩率限制为不超过7％。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种如上所述的尿素滤清器中的滤芯。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本实用新型的一个实施例的尿素滤清器的剖视示意图。

图2是根据本实用新型的一个实施例的滤芯的立体示意图。

图3是根据本实用新型的一个实施例的滤芯的剖视示意图，其中筒状过滤介质处于未受到轴向压缩的状态。

图4是根据本实用新型的一个实施例的滤芯的剖视示意图，其中筒状过滤介质处于轴向压缩的状态。

图5是根据本实用新型的一个实施例的滤芯的剖视示意图，其中以重叠的方式示出了筒状过滤介质的轴向未压缩状态和轴向压缩状态。

图6是根据本实用新型的另一个实施例的尿素滤清器的剖视示意图。

图7是根据本实用新型的又一个实施例的尿素滤清器的剖视示意图。

图8是根据本实用新型的一个实施例的滤芯的剖视示意图。

具体实施方式

图1以剖视图示意性地示出了根据本实用新型的一个实施例的尿素滤清器100。在本实施例中，尿素滤清器100包括壳体110、作为补偿装置的弹性层140和筒状的滤芯120。壳体110具有底壁111，且弹性层140和滤芯120设置在壳体110内部。作为补偿装置的弹性层140用于在低温状态下补偿滤清器内部的尿素溶液因结晶而造成的体积膨胀，防止壳体破裂。滤芯120包括上端板121、下端板122和筒状过滤介质123。筒状过滤介质123设置在上端板121和下端板122之间，并且与上端板121和下端板122固定地连接。筒状过滤介质123通过胶合、焊接或者其他任意合适的连接方式连接至上端板121和下端板122。筒状过滤介质123在轴向上能够伸长和压缩，因此筒状的滤芯120在轴向上能够伸长和压缩，从而使得在结晶发生时，滤芯120可以伸长或压缩，从而避免受到破坏。优选地，上端板121和下端板122之间还设置有支撑件。在所述滤芯120未受轴向压缩的状态或拉伸的状态下，该支撑件的轴向上的两端与上端板121和/或下端板122之间具有间隔，以限定滤芯120的轴向压缩量。可选地，支撑件可以是支撑管、支撑架、支撑网、支撑圆筒或者其他任意合适的支撑结构。优选地，支撑件为支撑圆筒150。支撑圆筒150为刚性结构且围绕筒状过滤介质123的外侧。支撑圆筒150同时限制筒状过滤介质123在径向上的膨胀。当筒状过滤介质123具有径向膨胀趋势时，例如但不限于尿素溶液结晶时，围绕在筒状过滤介质123的外侧壁的支撑圆筒150能够在径向上束缚筒状过滤介质123，从而限制筒状过滤介质123的径向膨胀。当筒状过滤介质123具有轴向压缩的趋势时，支撑圆筒150将在上端板121和下端板122之间形成支撑，使得上端板121和下端板122无法继续相互接近，使得筒状过滤介质123的轴向压缩被限制，从而保护滤芯120，防止滤芯120因过度压缩而损坏。

在本实施例中，滤芯120将所述壳体110的内部分隔为第一腔1201和第二腔1202，其中，第一腔1201位于滤芯内部，而第二腔1202位于滤芯120与壳体110之间。可选地，可以在第一腔1201内设置中心管170，用于在径向上支撑筒状过滤介质123的内表面。可选地，补偿装置可以是弹性层、弹性块、气囊或者其他任何具有弹性的元件。优选地，补偿装置为均匀铺设在壳体110内壁的由弹性材料制成的弹性层140，即弹性层140设置在第二腔1202内。可选地，弹性材料可以是橡胶、塑料、聚合物材料或者其他任何合适的弹性材料。当壳体110内部的流体体积发生膨胀时，例如但不限于尿素溶液结晶时，弹性层140将被压缩而体积减小，此时弹性层140减小的体积将补偿尿素溶液因结晶而膨胀的体积，使得滤芯120和壳体110不会因为尿素溶液而损坏。

在本实施例中，底壁111和下端板122之间设置有作为弹性装置。可选地，弹性装置可以是弹簧、弹片、弹性杆或者其他任何合适的弹性装置。优选地，弹性装置是弹簧130。弹簧130用于在轴向上支撑滤芯120，使得滤芯120，即筒状过滤介质123产生预压缩；同时，支撑圆筒150能够防止滤芯120受到弹簧130的过度压缩。当壳体110内部的流体体积发生膨胀时，例如但不限于尿素溶液结晶时，弹性层140的体积因压缩而减小。此时，弹性层140减小的体积将用于补偿第一腔1201中尿素溶液的膨胀体积和第二腔1202中尿素溶液的膨胀体积的总和。由于弹性层140设置在第二腔1202内，筒状过滤介质123将具有轴向伸长的趋势，筒状过滤介质123从预压缩的状态开始逐渐伸长。预压缩状态使得筒状过滤介质123具有更大轴向伸长空间，从而使得具有更大的补偿余量。轴向伸长的筒状过滤介质123将压缩弹簧130，弹簧130将提供抵抗该压缩的力，该力会限制筒状过滤介质123在轴向上的伸长，防止筒状过滤介质123因过度伸长而使得过滤能力下降甚至发生损坏。

可选地，在本实施例中，也可以不设置弹性装置。当壳体110内的尿素溶液结晶时，滤芯120的筒状过滤介质123会发生轴向伸长。因此，筒状过滤介质123的轴向伸长将补偿滤芯120内部的尿素溶液的膨胀量，从而避免滤芯120发生损坏。

图2示出了图1所示的实施例中的滤芯120的立体示意图。从图2中可以清晰地看出支撑圆筒150设置在上端板121和下端板122之间，并且围绕在筒状过滤介质123的外侧。在本实施例中，由于支撑圆筒150围绕筒状过滤介质123，因此筒状过滤介质123几乎不能发生径向膨胀，从而防止筒状过滤介质123因径向膨胀而损坏或者难以从滤芯120中拆卸。

图3以剖视图示意性地示出了图1所示的实施例中的处在未受轴向压缩的状态下的滤芯120。从图3可以清晰地看出，此时筒状过滤介质123的轴向长度大于支撑圆筒150的轴向长度，支撑圆筒150的下边缘与下端板122之间存在间隔200。

图4以剖视图示出了图1所示的实施例中的处于轴向压缩状态的滤芯120。从图4可以清晰地看出，此状态下，下端板122紧靠在支撑圆筒150的下边缘。例如但不限于，当滤芯120处于预压缩状态时，筒状过滤介质123在弹簧130的作用下被轴向压缩，下端板122和上端板121之间的距离将逐渐减小。当下端板122和上端板121之间的距离减小到等于支撑圆筒150的轴向长度时，下端板122将紧靠在支撑圆筒150的下边缘上。由此，下端板122和上端板121之间的距离将无法继续减小。因此，筒状过滤介质123的轴向压缩将被限制，即筒状过滤介质123的最小轴向长度由支撑圆筒150的轴向长度限定。

图5更加清晰地示出了图1所示的实施例中的筒状过滤介质123的轴向未压缩状态和轴向压缩状态的对比图。在本实施例中，筒状过滤介质123的轴向可伸长率大于等于7％。原因如下：当尿素溶液结晶时，溶液体积发生膨胀，由此而导致的筒状过滤介质123的最大轴向伸长率将为7％。而筒状过滤介质123的轴向可伸长率大于等于7％，使得筒状过滤介质123的轴向伸长能力完全可以满足筒状过滤介质123的伸长需求，从而保证筒状过滤介质123不会因轴向伸长而发生损坏。应该明确的是，筒状过滤介质123的轴向可伸长率大于等于7％仅仅是示例性的，在其他实施例中，该轴向可伸长率还可以是例如大于等于5％等任意合适的数值范围。

图6以剖视图示意性地示出了根据本实用新型的另一个实施例的尿素滤清器100。图6所示的实施例中的尿素滤清器100具有与图1所示的实施例中的尿素滤清器100基本相同的结构，其区别在于：在图6所示的实施例中，壳体110内部没有设置弹簧130和弹性层140，而是在下端板122和壳体110的底壁111之间设置了具有弹性的支撑块160。该支撑块160既具有弹簧130的功能有具有弹性层140的功能，也就是说，该支撑块160即作为弹性装置又作为补偿装置。具体如下：一方面，支撑块160使得筒状过滤介质123处于预压缩的状态，即支撑块160具有和图1所示的实施例的实施例中的弹簧130相同的功能和效果，支撑块160是弹性装置。另一方面，支撑块160设置在第二腔1202中，当壳体110内部的尿素溶液膨胀时，例如但不限于尿素溶液结晶时，支撑块160将被压缩，支撑块160减小的体积将用于补偿第一腔1201中尿素溶液的膨胀体积和第二腔1202中尿素溶液的膨胀体积的总和，支撑块160是补偿装置。进一步地，由于支撑块160设置在第二腔1202中，筒状过滤介质123将具有轴向伸长的趋势，筒状过滤介质123从预压缩的状态开始逐渐伸长。预压缩状态使得筒状过滤介质123具有更大轴向伸长空间，从而使得具有更大的补偿余量。轴向伸长的筒状过滤介质123将压支撑块160，支撑块160将提供抵抗压缩的力，该力会限制筒状过滤介质123在轴向的伸长，防止筒状过滤介质123因伸长过渡而使得过滤能力下降甚至发生损坏。

图7以剖视图示意性地示出了根据本实用新型的又一个实施例的尿素滤清器100。图7所示的实施例中的尿素滤清器100具有与图1所示的实施例中的尿素滤清器100基本相同的结构，其区别在于：在图7所示的实施例中，没有设置弹性装置，因此，滤芯120处于轴向未压缩状态，支撑圆筒150与下端盖122之间存在间隙200，并且作为补偿装置的弹性管180插入到筒状过滤介质123的内腔中，即弹性管180设置在第一腔1201中。可选地，当筒状过滤介质123的内腔中设置有中心管170时，弹性管180插入到中心管170的内腔中。当壳体110内部的尿素溶液膨胀时，例如但不限于尿素溶液结晶时，支撑管180将被压缩，支撑管180减小的体积将用于补偿第一腔1201中尿素溶液的膨胀体积和第二腔1202中尿素溶液的膨胀体积的总和。由于弹性管180设置在第一腔1201中，因此，筒状过滤介质123将具有轴向压缩的趋势。此时，下端板122将朝着上端板121移动，下端板122和上端板121之间的距离将逐渐减小，直至下端板122压靠在支撑圆筒150的下边缘时，下端板122和上端板121之间的距离达到最小，此时，筒状过滤介质123的轴向压缩率达到最大。支撑圆筒150可以防止筒状过滤介质123因过度压缩导致过滤下降甚至失去过滤能力。

在本实施例中，筒状过滤介质123的轴向可压缩率大于等于7％。原因如下：当尿素溶液结晶时，溶液体积发生膨胀，由此而导致的筒状过滤介质123的最大轴向压缩率将为7％。而筒状过滤介质123的轴向可压缩率大于等于7％，使得筒状过滤介质123的轴向压缩能力完全可以满足筒状过滤介质123的伸长需求，从而保证筒状过滤介质123不会因轴向压缩而发生损坏。应该明确的是，筒状过滤介质123的轴向可伸长率大于等于7％仅仅是示例性的，在其他实施例中，该轴向可伸长率还可以是例如大于等于5％等任意合适的数值范围。

在本实施例中，支撑圆筒150将筒状过滤介质123的轴向最大压缩率限制为7％。可选地，例如，支撑圆筒150也可以将筒状过滤介质123的轴向长度的压缩率限制为筒状过滤介质123的轴向长度的6％、5％等，只要支撑圆筒150能够将筒状过滤介质123的轴向压缩率限制在筒状过滤介质123因尿素溶液结晶而发生的轴向最大压缩率之内即可，从而防止滤芯120因过度压缩而损坏。

在本实施例中，滤芯120的筒状过滤介质123由具有弹性伸缩能力的材料制成。可选地，具有弹性伸缩能力的材料可以是玻璃纤维、PET、PPT、无纺布或者任意其他合适的材料。可选的，滤芯也可以是如图8所示的滤芯120，其中，滤芯120的筒状过滤介质123为横截面为星形，并且每一折在轴向上形成“Z”形折叠的折纸过滤介质。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种尿素滤清器，包括壳体、设置在所述壳体内的筒状的滤芯和补偿装置，其特征在于，所述滤芯在轴向上能够伸长和/或压缩；以及

所述滤芯将所述壳体内部分隔为位于滤芯内部的第一腔和位于滤芯与壳体之间的第二腔，当所述补偿装置设置在所述第一腔内时，所述滤芯至少能够轴向上压缩；当所述补偿装置设置在第二腔内时，所述滤芯至少能够轴向上伸长。

2.根据权利要求1所述的尿素滤清器，其特征在于，所述补偿装置设置在所述第二腔内，所述尿素滤清器还包括弹性装置，所述弹性装置用于向所述滤芯施加轴向压缩力，从而使得所述滤芯产生预压缩。

3.根据权利要求2所述的尿素滤清器，其特征在于，所述弹性装置为设置在所述滤芯轴向上的一端与所述壳体底壁之间的弹性元件。

4.根据权利要求2所述的尿素滤清器，其特征在于，所述弹性装置为设置在所述滤芯轴向一端与所述壳体底壁之间的补偿装置。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的尿素滤清器，其特征在于，所述滤芯具有轴向支撑件，所述轴向支撑件用于限定所述滤芯的轴向压缩量。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的尿素滤清器，其特征在于，所述滤芯包括轴向延伸的筒状过滤介质以及位于所述筒状过滤介质轴向上的两端的上端板和下端板，所述筒状过滤介质在轴向上能够伸长和/或压缩。

7.根据权利要求6所述的尿素滤清器，其特征在于，所述上端板和所述下端板之间设置有支撑件，在所述滤芯未受轴向挤压的状态下，所述支撑件的轴向上的两端与所述上端板和/或下端板之间具有间隔，以限定所述滤芯的轴向压缩量。

8.根据权利要求7所述的尿素滤清器，其特征在于，所述支撑件为环绕所述筒状过滤介质的支撑圆筒，所述支撑圆筒还限制所述筒状过滤介质的径向膨胀。

9.根据权利要求8所述的尿素滤清器，其特征在于，所述滤芯还包括中心管，所述中心管被所述筒状过滤介质围绕，用于直接支撑所述筒状过滤介质内表面。

10.根据权利要求6所述的尿素滤清器，其特征在于，所述筒状过滤介质的轴向可压缩和/或伸长率大于等于5％。

11.根据权利要求6所述的尿素滤清器，其特征在于，所述筒状过滤介质的轴向可压缩和/或伸长率大于等于7％。

12.根据权利要求7所述的尿素滤清器，其特征在于，所述支撑件能够将所述筒状过滤介质的轴向压缩率限制在所述筒状过滤介质的轴向最大可压缩率之内。

13.根据权利要求12所述的尿素滤清器，其特征在于，所述支撑件能够将所述筒状过滤介质的轴向长度的压缩率限制为不超过7％。

14.一种如权利要求1至13中任一项所述的尿素滤清器中的滤芯。

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