CN212758063U - 一种滤芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滤芯，包括中心杆，外壳，密封连接于中心杆和外壳两端的第一端盖和第二端盖，及设于中心杆和外壳之间的过滤主体，中心杆开设有多个第一开孔，外壳开设有多个第二开孔，第一开孔包括第一区域，第二开孔包括第三区域，该第一区域和第三区域于滤芯半径方向上的投影不相重叠，以延长流体流经过滤主体的流通路径。该滤芯的中心杆上的第一开孔的至少部分区域与外壳上的第二开孔的至少部分区域错开设置，流体沿着连通中心杆的开孔和外壳的开孔的过滤主体的区域流动，流体的流通路径延长，流体流通的均匀性增加，过滤主体被流体透过的表面积增大，纳污量增大，实际利用率显著提高，且流体流通的速度不会下降，流体流动效率高。

Description

一种滤芯

技术领域

本实用新型涉及过滤技术领域，尤其是涉及一种滤芯。

背景技术

过滤器通常包括壳体和位于壳体内部的滤芯，壳体具有入口、出口和排气口，原料液由入口流入壳体内部后，透过滤芯，污染物被滤芯截留，得到的洁净滤液由出口排出。滤芯包括中心杆、外壳及位于二者间的滤膜，滤膜可以是折叠滤膜或者缠绕滤膜，其中，折叠滤膜应用较多，中心杆和外壳具有多个供流体通过的开孔。

研究发现，当中心杆的开孔和外壳的开孔正对设置时，流体由中心杆侧流向外壳侧或者沿相反方向流动时，流体几乎是沿着滤芯的径向透过滤膜，中心杆和外壳的无孔区域对应的滤膜仅有很小的部分被流体润湿或者中心杆和外壳的无孔区域对应的滤膜都不被流体润湿，换言之，滤膜具有部分区域未起到实际的过滤作用，即滤膜未被充分利用，从而相同表面积的滤膜的实际纳污容量下降，滤膜的实际利用率比较低。

因此，需要进一步优化中心杆的开孔和外壳的开孔间相对位置，以提高滤膜的利用率，增大滤膜的纳污容量，延长滤芯的使用寿命。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种外壳和中心杆之间的过滤主体利用率高，相同表面积或体积的过滤主体能够提供更高的纳污容量，同时流体的流通效率高，流体流动均匀性佳的滤芯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种滤芯，包括中心杆，外壳，密封连接于中心杆和外壳两端的第一端盖和第二端盖，及设于中心杆和外壳之间的过滤主体，所述中心杆开设有多个第一开孔，所述外壳开设有多个第二开孔，所述第一开孔包括第一区域，所述第二开孔包括第三区域，该第一区域和第三区域于滤芯半径方向上的投影不相重叠，以延长流体流经过滤主体的流通路径。

本实用新型中心杆上第一开孔的第一区域与外壳上第二开孔的第三区域错开设置，使得流体由中心杆侧流向外壳侧或者由外壳侧流向中心杆侧的流动过程中，不再径直沿着滤芯的径向透过过滤主体，而是沿着连通中心杆第一开孔的第一区域和外壳第二开孔的第三区域所对应的过滤主体流动，从而流体流动路径弯曲延伸，流体流经过滤主体的流通路径得到延长，过滤主体在第一开孔和第二开孔正对设置时不能被流体润湿的部分区域能够被流体润湿，过滤主体被流体透过的表面积或体积增大，更大表面积或体积的过滤主体能够起到实际的过滤作用，过滤主体的纳污量增大，滤膜的实际利用率显著提高。

进一步的，所述第一开孔还包括第二区域，所述第二开孔还包括第四区域，该第二区域和第四区域于滤芯半径方向上的投影相重叠。

第一开孔包括第一区域和第二区域，第二开孔包括第三区域和第四区域，第一区域和第三区域错位设置，延长流体流经过滤主体的流通路径，使得尽可能大的表面积或体积的过滤主体被流体润湿，提高滤膜的实际利用率，而第二区域和第四区域正对设置，流体可快速通过位于二者间的过滤主体，加快过滤速率，避免滤芯整体提供的过滤速率太低。

进一步的，所述第一区域占所述第一开孔面积的50％以上；或者，所述第三区域占所述第二开孔面积的50％以上。

中心杆上每个第一开孔的孔面积的至少50％和外壳上的第二开孔错开，其确保中心杆的第一开孔和外壳的第二开孔充分错开，更大的表面积或体积的过滤主体能够被流体润湿、透过，并起到实际的过滤作用，提高过滤主体的纳污容量和利用率。

进一步的，所述相邻的第二开孔之间具有第二支撑筋，所述第二开孔沿周向的延伸宽度与所述第二支撑筋沿周向的延伸宽度之比为1：1-6：1；所述多个第二开孔的总面积占外壳表面积的20％-50％。

在确保外壳的强度的条件下，使得其第二开孔的孔面积最大化，减小流体的流动阻力，便于流体分布于过滤主体的整个表面，提高过滤主体的利用率。

进一步的，于流体自外壳向中心杆流动时，所述第二开孔的面积为所述第一开孔面积的1-3倍；于流体自中心杆向外壳流动时，所述第一开孔的面积为所述第二开孔面积的1-3倍。

通常，在过滤时，流体由外壳侧流向中心杆侧，中心杆需要承受外壳和中心杆间的压差，将外壳的第二开孔总面积设定为大于中心杆的第一开孔总面积，从而确保中心杆的强度，中心杆的第一开孔和外壳的第二开孔错开，外壳的第二开孔的孔面积为中心杆的第一开孔的孔面积的1-3倍，从而过滤主体的更大表面积或体积对应的区域能够被流体润湿、通过，过滤主体的实际利用率提高；当流体由中心杆侧流向外壳侧，外壳需要承受外壳和中心杆间的压差，将中心杆的第一开孔总面积设定为大于外壳的第二开孔总面积，从而确保外壳的强度，中心杆的第一开孔和外壳的第二开孔错开，中心杆的第一开孔的孔面积为外壳的第二开孔的孔面积的1-3倍，同样的过滤主体的更大表面积或体积对应的区域能够被流体润湿、通过，过滤主体的实际利用率提高。

进一步的，所述过滤主体的内圈与所述中心杆的外壁之间形成第一间隙；或者，所述过滤主体的外圈与所述外壳的内壁之间形成第二间隙；或者，所述过滤主体的内圈与所述中心杆的外壁、所述过滤主体的外圈与所述外壳的内壁之间均形成间隙。

过滤时，流体由外壳的第二开孔或者中心杆的第一开孔流入时，当过滤主体的内圈与中心杆的外壁和/或过滤主体的外圈与外壳的内壁之间留有间隙时，其便于流体由二者的开孔对应的区域流向二者的实体支撑筋对应的过滤主体，进而过滤主体的整个表面均被流体润湿、透过，提高了过滤主体的实际利用率。

进一步的，所述相邻第一开孔之间具有第一支撑筋，所述第一间隙的径向宽度为所述第一支撑筋沿周向的延伸宽度的8％-15％；或者，所述相邻第二开孔之间具有第二支撑筋，所述第二间隙的径向宽度为所述第二支撑筋沿周向的延伸宽度的8％-15％。

流体由中心杆的第一开孔或者外壳的第二开孔流入后，从开孔对应的区域流向两侧的支撑筋与过滤主体的两侧的间隙内，过滤主体的内圈与中心杆间的第一间隙的径向宽度为中心杆的第一支撑筋的平均宽度的8％-15％，过滤主体的外圈与外壳间的第二间隙的径向宽度为外壳的第二支撑筋的平均宽度的8％-15％时，流体能够快速填充在过滤主体的内圈与中心杆间的第一间隙内或者过滤主体的外圈与外壳间的第二间隙内，两间隙内充满流体，中心杆的第一支撑筋的中心处和外壳的第二支撑筋的中心处正对的过滤主体也能被流体润湿、透过，因此过滤主体的实际利用率可接近100％。

进一步的，所述过滤主体为折叠形成褶的滤膜，褶具有靠近中心杆侧的褶谷，靠近外壳侧的褶峰，及连接褶谷和褶峰的腿，所述褶谷与所述中心杆间的间隙为第一间隙，所述褶峰与所述外壳间的间隙为第二间隙。

过滤时，流体由外壳的第二开孔或者中心杆的第一开孔流入时，当褶谷和褶峰分别与中心杆和外壳间留有间隙，其便于流体由二者的开孔对应的区域流向二者的实体支撑筋对应的滤膜，进而分布于滤膜的整个表面，提高滤膜的实际利用率。

进一步的，所述滤膜的上游侧表面或/和滤膜的下游侧表面设有间隔层。

间隔层位于滤膜的上下游侧，将滤膜表面与中心杆和外壳间隔开，便于流体由二者的开孔对应的区域流向二者的实体对应的滤膜，进而分布于滤膜的整个表面，提高滤膜的实际利用率；同时，间隔层还可起到粗过滤的作用，并保护滤膜。

进一步的，所述第一区域的面积等于第一开孔的面积，所述第三区域的面积等于第二开孔的面积，所述第一开孔和所述第二开孔的轴向高度相同，或者，所述第一开孔和所述第二开孔的周向宽度相同，或者，所述第一开孔和所述第二开孔的轴向高度和周向宽度均不相同且错位设置。

中心杆上的第一开孔和外壳上的第二开孔完全错开，包括在水平方向上完全错开、在竖直方向上完全错开以及在竖直方向和水平方向均完全错开，从而最大限度地增大过滤主体被流体润湿、透过的表面积，最大限度地提高过滤主体的纳污容量和利用率。

本实用新型的有益效果是：滤芯的中心杆上的第一开孔的至少部分区域与外壳上的第二开孔的至少部分区域错开设置，流体由中心杆侧流向外壳侧或者沿相反方向流动的过程中，流体不再是径直沿着滤芯的径向透过过滤主体，而是沿着连通中心杆的第一开孔和外壳的第二开孔的过滤主体的区域流动，流体流经过滤主体的流通路径延长，从而中心杆的第一开孔和外壳的第二开孔正对设置时，过滤主体的不能被流体润湿的部分区域能够被流体润湿，流体流通的均匀性增加，即过滤主体被流体透过的表面积或体积增大，更大表面积或体积的过滤主体能够起到实际的过滤作用，过滤主体的纳污量增大，过滤主体的实际利用率显著提高，且流体流通的速度不会下降，流体流动效率高。

附图说明

图1为本实用新型提供的滤芯立体图。

图2为本实用新型提供的滤芯主视图。

图3为本实用新型提供的滤芯在图2中的A-A剖视图。

图4为本实用新型提供的滤芯显示过滤主体具体结构的横向截面图。

图5为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳的横向截面图。

图6为常规滤芯的中心杆和外壳上的开孔完全正对的主视图。

图7为常规滤芯的中心杆和外壳上的开孔完全正对的立体图。

图8为常规滤芯的中心杆和外壳在图6中的Q-Q截面图。

图9为常规滤芯的中心杆和外壳在图6中的A-A剖视图。

图10为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔水平错开的主视图。

图11为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔水平错开的立体图。

图12为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳在图10中的A-A截面图。

图13为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳在图10中的D-D剖视图。

图14为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔竖直错开的主视图。

图15为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔竖直错开的立体图。

图16为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔竖直错开的截面图。

图17为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳在图14中的C-C剖视图。

图18为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔水平和竖直方向上均错开的主视图。

图19为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔水平和竖直方向上均错开的立体图。

图20为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳上的开孔水平和竖直方向上均错开的截面图。

图21为本实用新型提供的滤芯的中心杆和外壳在图18中的V-V剖视图。

其中，1-中心杆，11-第一开孔，111-第一区域，112-第二区域，12-第一支撑筋，2-外壳，21-第二开孔，211-第三区域，212-第四区域，22-第二支撑筋，3-第一端盖，4-第二端盖，5-过滤主体，61-第一间隙，62-第二间隙，7-褶，71-褶谷，72-褶峰，73-腿，74-空腔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，一种滤芯，包括中心杆1，位于中心杆1外侧的外壳2，分别密封连接在中心杆1和外壳2的两端的第一端盖3和第二端盖4，及设置在中心杆1和外壳2之间的过滤主体5；中心杆1上开设有多个第一开孔11，外壳2上开设有多个第二开孔21，该第一开孔11和第二开孔21错位设置。

具体的说，如图5所示，第一开孔11包括第一区域111，第二开孔21包括第三区域211，该第一区域111和第三区域211在滤芯的半径方向上的投影不相重叠。

如图6-9所示，当第一开孔11和第二开孔21完全正对时，可以是第一开孔11和第二开孔21面积相同，在滤芯半径方向上的投影完全重叠时，或者，第一开孔11和第二开孔21的面积不相同，第一开孔11在滤芯半径方向上的投影全部落在第二开孔21内，也可以是第二开孔21在滤芯半径方向上的投影全部落在第一开孔11内；此时如图8所示，流体几乎沿着滤芯的径向径直穿过第二开孔21和第一开孔11，直接透过填充在二者间的过滤主体5的区域，此时中心杆1和外壳2的无孔区域对应的过滤主体5的区域只有很小的部分被流体润湿，甚至完全不被润湿。而在滤芯的半径方向上投影不相重叠的第一区域111和第三区域211的设置则使得流体必然沿着连通中心杆1上的第一开孔11和外壳2上的第二开孔21的过滤主体5的区域流动，从而延长了流体流经过滤主体5的流通路径。

第一区域111的面积可以等于第一开孔11的面积，两者也可以不相等；第三区域211的面积可以等于第二开孔21的面积，两者也可以不相等。

如图5所示，当第一区域111的面积不等于第一开孔11的面积时，第一开孔11还包括第二区域112；当第三区域211的面积不等于第二开孔21的面积时，第二开孔21还包括第四区域212；该第二区域112和第四区域212正对设置，也就是说第二区域112和第四区域212在滤芯的半径方向上的投影相重叠。

第一区域111的面积占第一开孔11面积的50％以上，第三区域211的面积占第二开孔21面积的50％以上。

于本实施例中，外壳2上均匀开设多个第二开孔21，该第二开孔21的高沿着滤芯的轴向延伸、宽沿着圆弧状的外壳2周向延伸，从而外壳2的主体部分在相邻的第二开孔21之间形成第二支撑筋22。当然于其它实施例中，第二开孔21的高也可以不沿着滤芯的轴向延伸，比如第二开孔21的高呈倾斜状延伸。第二开孔21沿着外壳2周向的延伸宽度为L，第二支撑筋22沿着外壳2周向的延伸宽度为D2，则如图4所示中L：D2为1：1-6：1；多个第二开孔21的总面积占外壳2整体表面积的20％-50％。

当流体从外壳2所在侧向中心杆1所在侧流动时，中心杆1需要承受外壳2和中心杆1间的压差，为了保证中心杆1的结构的牢固度和稳固性，中心杆1上的第一开孔11的数量及大小可略小一些，第二开孔21的总面积是第一开孔11总面积的1-3倍；当流体从中心杆1所在侧向外壳2所在侧流动时，外壳2需要承受中心杆1和外壳2间的压差，为了保证外壳2结构的牢固度和稳固性，第一开孔11的总面积是第二开孔21总面积的1-3倍。

过滤主体5的内圈和中心杆1的外壁不相接触，换句话说，过滤主体5的内圈和中心杆1的外壁之间形成第一间隙61；过滤主体5的外圈和外壳2的内壁不相接触，换句话说，过滤主体5的外圈和外壳2的内壁之间形成第二间隙62；第一间隙61和第二间隙62可以单独存在，也可以同时存在，即过滤主体5的内圈与中心杆1的外壁、过滤主体5的外圈与外壳2的内壁之间均形成间隙。

于本实施例中，中心杆1上均匀开设多个第一开孔11，第一开孔11的高沿着滤芯的轴向延伸、宽沿着圆弧状的中心杆1周向延伸，从而中心杆1的主体部分在相邻的第一开孔11之间形成第一支撑筋12。当然于其它实施例中，第一开孔11的高也可以不沿着滤芯的轴向延伸，比如第一开孔11的高呈倾斜状延伸。

第一间隙61的径向宽度为第一支撑筋12沿周向的延伸宽度的8％-15％，即如图4所示，第一间隙61的径向宽度为d1，第一支撑筋12的周向延伸宽度为D1，因此d1是D1的8％-15％；第二间隙62的径向宽度为第二支撑筋22沿周向的延伸宽度的8％-15％，即如图4所示，第二间隙62的径向宽度为d2，第二支撑筋22的周向延伸宽度为D2，因此d2是D2的8％-15％；第一间隙61和第二间隙62的条件可同时满足，也可以单个满足。

于本实施例中，过滤主体5为折叠形成褶7的滤膜，褶7具有靠近中心杆1侧的褶谷71，靠近外壳2侧的褶峰72，及连接褶谷71和褶峰72的腿73；褶谷71与中心杆1之间的间隙即为上述的第一间隙61，褶峰72与外壳2之间的间隙即为上述的第二间隙62；相邻腿73的大部分相互贴合设置，但是在靠近褶峰72或者靠近褶谷71或者在两个区域都形成空腔74，流体可以从空腔74流通。

为了对滤膜形成支撑作用，在滤膜的上游侧表面设有间隔层，或在滤膜的下游侧表面设有间隔层，或者在滤膜的上游侧表面和下游侧表面都设置间隔层。间隔层可以为网、筛或相对粗糙多孔的织物片或无纺布等，其可以将滤膜表面与中心杆1和外壳2间隔开，便于流体从中心杆1和外壳2的第一开孔11、第二开孔21对应的区域流向第一支撑筋12、第二支撑筋22对应的滤膜区域，进而使得流体分布于滤膜的整个表面，提供滤膜的实际利用率；同时间隔层还可以起到粗过滤的作用，并对滤膜形成保护作用，延长滤膜的使用寿命。

如图10-13所示，第一区域111的面积等于第一开孔11的面积，第三区域211的面积等于第二开孔21的面积，且第一开孔11和第二开孔21的轴向高度相同，即第一开孔11和第二开孔21在滤芯的周向方向上错开。

如图14-17所示，第一区域111的面积等于第一开孔11的面积，第三区域211的面积等于第二开孔21的面积，且第一开孔11和第二开孔21的周向宽度相同，即第一开孔11和第二开孔21在滤芯的轴向方向上错开。

如图18-21所示，第一区域111的面积等于第一开孔11的面积，第三区域211的面积等于第二开孔21的面积，且第一开孔11和第二开孔21的轴向高度和周向宽度均不相同且错位设置，即第一开孔11和第二开孔21在滤芯的周向方向上、轴向方向上均错开。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种滤芯，包括中心杆，外壳，密封连接于中心杆和外壳两端的第一端盖和第二端盖，及设于中心杆和外壳之间的过滤主体，其特征在于：所述中心杆开设有多个第一开孔，所述外壳开设有多个第二开孔，所述第一开孔包括第一区域，所述第二开孔包括第三区域，该第一区域和第三区域于滤芯半径方向上的投影不相重叠，以延长流体流经过滤主体的流通路径。

2.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于：所述第一开孔还包括第二区域，所述第二开孔还包括第四区域，该第二区域和第四区域于滤芯半径方向上的投影相重叠。

3.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于：所述第一区域占所述第一开孔面积的50%以上；或者，所述第三区域占所述第二开孔面积的50%以上。

4.根据权利要求3所述的滤芯，其特征在于：所述相邻的第二开孔之间具有第二支撑筋，所述第二开孔沿周向的延伸宽度与所述第二支撑筋沿周向的延伸宽度之比为1：1-6：1；所述多个第二开孔的总面积占外壳表面积的20%-50%。

5.根据权利要求4所述的滤芯，其特征在于：于流体自外壳向中心杆流动时，所述第二开孔的面积为所述第一开孔面积的1-3倍；于流体自中心杆向外壳流动时，所述第一开孔的面积为所述第二开孔面积的1-3倍。

6.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于：所述过滤主体的内圈与所述中心杆的外壁之间形成第一间隙；或者，所述过滤主体的外圈与所述外壳的内壁之间形成第二间隙；或者，所述过滤主体的内圈与所述中心杆的外壁、所述过滤主体的外圈与所述外壳的内壁之间均形成间隙。

7.根据权利要求6所述的滤芯，其特征在于：所述相邻第一开孔之间具有第一支撑筋，所述第一间隙的径向宽度为所述第一支撑筋沿周向的延伸宽度的8%-15%；或者，所述相邻第二开孔之间具有第二支撑筋，所述第二间隙的径向宽度为所述第二支撑筋沿周向的延伸宽度的8%-15%。

8.根据权利要求6所述的滤芯，其特征在于：所述过滤主体为折叠形成褶的滤膜，褶具有靠近中心杆侧的褶谷，靠近外壳侧的褶峰，及连接褶谷和褶峰的腿，所述褶谷与所述中心杆间的间隙为第一间隙，所述褶峰与所述外壳间的间隙为第二间隙。

9.根据权利要求8所述的滤芯，其特征在于：所述滤膜的上游侧表面或/和滤膜的下游侧表面设有间隔层。

10.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于：所述第一区域的面积等于第一开孔的面积，所述第三区域的面积等于第二开孔的面积，所述第一开孔和所述第二开孔的轴向高度相同，或者，所述第一开孔和所述第二开孔的周向宽度相同，或者，所述第一开孔和所述第二开孔的轴向高度和周向宽度均不相同且错位设置。

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