CN212744188U - 一种带有三级过滤层的燃油滤清器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有三级过滤层的燃油滤清器，包括滤清器本体，由外而内，还包括依次设置在滤清器本体上的第一级过滤层，用于过滤燃油中的杂质颗粒，所述第一级过滤层是由复合型材料或者玻纤复合材料制备而成的过滤层；第二级过滤层，用于吸附穿过所述第一级过滤层燃油中的水分，所述第二级过滤层是由透气性高的聚酯类材料制备而成的过滤层；第三级过滤层，用于拦截穿过所述第二级过滤层燃油中的水分，所述第三级过滤层是由具有良好疏水性的聚酯类材料制备而成的过滤层。与现有技术相比，在一个滤清器内整合不同功能的三种过滤材料，将颗粒过滤与水过滤分离，由不同的材料承担不同的任务，实现高效稳定的颗粒过滤和水过滤的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及过滤器技术领域，具体涉及一种带有三级过滤层的燃油滤清器。
背景技术
燃油滤清器的作用是滤除燃油系统中的有害杂质和水分，保护发动机的正常工作，减少磨损，避免堵塞，是发动机和整车不可缺少的部件，负责为发动机提供清洁的燃油以保护燃油系统和提高发动机寿命。随着环保意识的提高以及发动机技术升级及国家柴油品质的提升，越来越多的客户提出提升柴油滤清器的保养里程。当前市场上卡车用柴油滤清器保养周期为20000～30000km，现在需要将保养里程达提升到100000km，甚至150000公里的保养里程。对于滤清器而言，如何保证保养里程内以及在滤清器寿命终了时还能有水分离功能来保护泵和共轨系统是最关键的。
目前，常规柴油滤清器保养周期较短，一般为20000km～30000km，滤清器除水的功能在保养周期内能稳定地发挥很好的作用，不过一旦使用时间过长(超过30000km)，滤清器的除水能力急剧下降。分析其原因，主要有以下三方面：
(1)传统的以一级滤纸为过滤介质的滤清器，经过星型折纸为桶装后安装为滤清器，其除水(过滤水)的能力是由滤纸的抗水性提供的，是滤纸经过特殊的化学处理，使滤纸材料的特性斥水。在应用过程中，这层滤纸需要承担的作用是颗粒过滤和水过滤。由于是粗滤的应用，所以相对而言，滤纸的纤维结构搭结疏松，以便于能过滤柴油中的较大颗粒和提供高容灰量。在过滤的过程中，柴油里的颗粒杂质会将滤纸孔径堵塞，影响滤纸的表面特性，影响水分离功能。使用里程的延长，势必需要使滤纸捕捉更多的颗粒杂质，滤纸表面疏水性会进一步弱化，造成滤纸水分离的性能下降甚至失去水分离功能。
(2)柴油在往低硫化的方向发展，从国VI的≤50mg/kg的要求提升到国VI的≤10mg/kg的要求。在柴油脱硫的工艺过程中，一部分有利于润滑性的物质随着脱硫工艺而蒸发了，为了保证国标要求的燃油润滑性(国VI的≤460μm)，很多复合且复杂的添加剂加入到柴油内。这些添加剂会包裹在柴油中的小水滴外，使得小水滴互相排斥，不容易积聚为大水滴，从而使得柴油中的水分子变小，增加了水分子的过滤难度，降低滤清器的水分离过滤效率。
(3)测试标准的升级。在表1中可以看到，水分离测试标准ISO 16332在2018年4月份颁布了更新版，新版本的标准在测试水滴和液体表面张力上的变化，使得水分变得更难过滤了。
表1水分离标准比对
综上三点原因，目前传统的一层滤纸所制的滤清器在长里程应用中，无法满足使用需求。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决现有滤清器使用单层滤纸无法满足超长里程周期长效水分离的问题，而提供一种带有三级过滤层的燃油滤清器。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种带有三级过滤层的燃油滤清器，包括滤清器本体，由外而内，还包括依次设置在所述滤清器本体上的：
第一级过滤层，用于过滤燃油中的杂质颗粒，所述第一级过滤层是由复合型材料或者玻纤复合材料制备而成的过滤层；
第二级过滤层，用于吸附穿过所述第一级过滤层燃油中的水分，所述第二级过滤层是由透气性高的聚酯类材料制备而成的过滤层；
第三级过滤层，用于拦截穿过所述第二级过滤层燃油中的水分，所述第三级过滤层是由具有良好疏水性的聚酯类材料制备而成的过滤层。
本实用新型在一个滤清器内整合不同功能的三种过滤材料，将颗粒过滤与水过滤分离，由不同的材料承担不同的任务，实现高效稳定的颗粒过滤和水过滤的功能。
作为优选的技术方案，所述第一级过滤层是由PET、PBT、纤维素或者混合玻纤的复合型材料制备而成的过滤层。
作为优选的技术方案，所述第一级过滤层采用星型折纸，透气度范围为4～500L/m2s，颗粒过滤精度为10～98％@4μm@ISO 19438，不同的过滤精度等级来满足不同应用的客户需求。
作为优选的技术方案，所述第二级过滤层采用一层或者多层圆柱形结构。
作为优选的技术方案，所述第二级过滤层放置于所述第一级过滤层的内侧；或者采用星型折纸形式设置于所述第一级过滤层的内侧。
作为优选的技术方案，所述第二级过滤层是由透气性在500～6000L/m2s的聚酯类材料制备而成的过滤层。
第二级过滤层选择透气性高的聚酯类材料，具有良好的吸水性能，在滤清器内的作用是吸附穿过第一层材料的水滴，并且将小水滴积聚为大水滴。
为确保本层材料不会给整体滤清器带来较大的压差损失，所以本层聚酯材料的透气度要大，范围可以是500～6000L/m2s，确保在凝结功能的基础上，压差低&压差上升缓慢。
作为优选的技术方案，所述第三级过滤层是由PTFE的膜制备而成的过滤层。
作为优选的技术方案，所述第三级过滤层结合塑料件设置成桶状，放置于所述滤清器本体的内部。
作为优选的技术方案，所述第三级过滤层与第二级过滤层之间留有水滴沉降空间。
作为优选的技术方案，所述第三级过滤层与第二级过滤层之间的水滴沉降空间宽度为3～10mm。
本实用新型在设计与选材上，需要考虑平衡三种材料的压差关系，待第一层颗粒过滤材料选定以后，匹配第二、三级材料，如果第二层透气度很低，那未被第一层材料拦截的颗粒和杂质会附着在第二层上，导致整个滤芯的压差快速上升；如果第二层材料的透气度过高，过于疏松，那颗粒和杂质会堵塞第三层的材料，两种结果都不是最优的组合，三种材料有序结合，各司其职，充分发挥所长，便能将柴油滤清器-粗滤所遇到的水分离难的情况得以有效解决。
与现有技术相比，本实用新型针对滤纸特性，采用三级滤清器的燃油粗滤器来解决现有滤清器使用单层滤纸无法满足超长里程周期长效水分离的问题，本实用新型一个滤清器内整合不同功能的三种过滤材料，将颗粒过滤与水过滤分离，由不同的材料承担不同的任务，有效实现高效稳定颗粒过滤和水过滤的功能，从而可以满足超长里程周期燃油过滤需求。
附图说明
图1为本实用新型带有三级过滤层的燃油滤清器的结构示意图；
图2为本实用新型三级水分离结构-平面功能示意图；
图中：1-滤清器本体；2-第一级过滤层；3-第二级过滤层；4-第三级过滤层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
如图1，一种带有三级过滤层的燃油滤清器，包括滤清器本体1，由外而内，还包括依次设置在滤清器本体1上的：第一级过滤层2、第二级过滤层3和第三级过滤层4，其中：
第一级过滤层，用于过滤燃油中的杂质颗粒，第一级过滤层是由复合型材料或者玻纤复合材料制备而成的过滤层；
第二级过滤层，用于吸附穿过第一级过滤层燃油中的水分，第二级过滤层是由透气性高的聚酯类材料制备而成的过滤层；
第三级过滤层，用于拦截穿过第二级过滤层燃油中的水分，第三级过滤层是由具有良好疏水性的聚酯类材料制备而成的过滤层。
在一个滤清器内整合不同功能的三种过滤材料，将颗粒过滤与水过滤分离，由不同的材料承担不同的任务，实现高效稳定的颗粒过滤和水过滤的功能。
具体地，在产品设计选材上：
第一级过滤层选择复合型材料或者玻纤复合材料(可以是PET，PBT，纤维素，或者混合玻纤的复合型材料)在滤清器内担当捕捉颗粒的功能。为保证具有良好的透气性和优异的压差，本材料的透气度范围为：4～500L/m2s；颗粒过滤的精度可以为10％～98％@4μm@ISO 19438，不同的过滤精度等级来满足不同应用的客户需求。在结构设计上，可以是星型折纸。
第二级过滤层选择透气性高的聚酯类材料，具有良好的吸水性能。在滤清器内的作用是吸附穿过第一层材料的水滴，并且将小水滴积聚为大水滴。积聚的特性可以根据应用需求选择不同的材料，可以以一层或者多层的结构存在。为确保本层材料不会给整体滤清器带来较大的压差损失，所以本层聚酯材料的透气度要大，范围可以是500～6000L/m2s，确保在凝结功能的基础上，压差低&压差上升缓慢。在结构设计上，可以如图1中的圆柱形结构，放置于第一级过滤层的内侧；也可以跟第一级过滤层一起，以星型折纸形式存在于第一级过滤层的内侧。
第三级过滤层可以是特殊处理的聚酯类的材料，可以是薄膜，特殊处理可以是PTFE或者其他工艺，也可以是PTFE的膜，使本材料具有良好的疏水性。在滤清器内担当除水的作用。在选材上，为了保证材料的疏水性，材料的水滴接触角要大于120°。在结构设计上，本材料由第一级过滤层(滤纸)的保护，免除了颗粒物的污染，具有长效的水分离功能；第二层材料将细小的水分子凝结为较大粒径的水分子，便于本材料发挥水滴拦截功能。本材料的特性为PTFE或者其他工艺处理过的聚酯类的薄膜。在结构设计上，本材料可以结合塑料件，做成桶装设计，放置于整个滤芯的内部，考虑到水滴凝结需要的空间以及发挥三级滤结构水分离的优异性，本层材料与第二级过滤层之间，需要留有水滴沉降的空间，一般设计值为3～10mm。
如图2，工作过程为，未经过滤的柴油，在经过第一级过滤层时，柴油中的颗粒会被拦截下来，柴油中的水分子会穿透进入；进入第二级过滤层凝结层后，柴油中的水分子被凝结尺寸变大；进入第三级过滤层筛网层，柴油能通过，柴油中的水会被拦截下来，经过这样的过滤，柴油中的颗粒以及水分都能被拦截下来，并且第二级和第三级的材料被布置在第一级过滤层的内测，最大程度上保护了第二级和第三级过滤层不被柴油中的颗粒物污染，从而保护了第二级和第三级过滤层的特性，发挥凝结水分和拦截水分的作用，在系统上达到最佳的功能。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带有三级过滤层的燃油滤清器，包括滤清器本体，其特征在于，由外而内，还包括依次设置在所述滤清器本体上的：
第一级过滤层，用于过滤燃油中的杂质颗粒，所述第一级过滤层是由复合型材料或者玻纤复合材料制备而成的过滤层；
第二级过滤层，用于吸附穿过所述第一级过滤层燃油中的水分，所述第二级过滤层是由透气性高的聚酯类材料制备而成的过滤层；
第三级过滤层，用于拦截穿过所述第二级过滤层燃油中的水分，所述第三级过滤层是由具有良好疏水性的聚酯类材料制备而成的过滤层。
2.根据权利要求1所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第一级过滤层是由PET、PBT、纤维素或者混合玻纤的复合型材料制备而成的过滤层。
3.根据权利要求1所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第一级过滤层采用星型折纸，透气度范围为4～500L/m2s。
4.根据权利要求3所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第二级过滤层采用一层或者多层圆柱形结构。
5.根据权利要求4所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第二级过滤层放置于所述第一级过滤层的内侧；或者采用星型折纸形式设置于所述第一级过滤层的内侧。
6.根据权利要求5所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第二级过滤层是由透气性在500～6000L/m2s的聚酯类材料制备而成的过滤层。
7.根据权利要求1所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第三级过滤层是由PTFE的膜制备而成的过滤层。
8.根据权利要求1所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第三级过滤层结合塑料件设置成桶状，放置于所述滤清器本体的内部。
9.根据权利要求1所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第三级过滤层与第二级过滤层之间留有水滴沉降空间。
10.根据权利要求9所述的一种带有三级过滤层的燃油滤清器，其特征在于，所述第三级过滤层与第二级过滤层之间的水滴沉降空间宽度为3～10mm。
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