本發(fā)明涉及一種濾芯及相關(guān)的用于過濾流體的過濾器組。

本發(fā)明總體上涉及一種濾芯及相關(guān)的過濾器組，其具有用于將存在于待過濾流體中的水分分離并排出的裝置，更具體地，涉及機(jī)動車領(lǐng)域，用于過濾燃料、即柴油。

背景技術(shù)：

眾所周知，在機(jī)動車領(lǐng)域中，燃料的過濾通常是通過過濾器組實(shí)現(xiàn)的，所述過濾器組包括外殼，所述外殼具有主體，所述主體具有大致構(gòu)造成杯狀的主體，所述主體的開口端由蓋體封閉，所述蓋體上設(shè)置有待過濾液體的入口以及已過濾液體的出口；所述外殼的內(nèi)部容納有至少一個(gè)濾芯，所述濾芯能夠?qū)⑺鐾鈿さ膬?nèi)部空間進(jìn)一步分隔成兩個(gè)獨(dú)立的腔室，其中第一腔室與所述入口連通，第二腔室與所述出口連通。

通過這種方式，從所述過濾器組的入口流向出口的燃料被迫穿過所述過濾壁，所述過濾壁將燃料中可能存在的雜質(zhì)阻截。

一種典型的濾芯包括管狀的過濾壁（例如褶皺式過濾壁或深層過濾壁），以及固定在所述過濾壁的相反端部的兩個(gè)支撐板。

出于確保所述過濾壁具有更大的剛度以及更大的機(jī)械抵抗力的目的，所述濾芯有時(shí)還包括帶有穿孔的支撐管，通常稱為內(nèi)芯，其插入所述管狀過濾壁的內(nèi)部并在兩端處固定至所述兩個(gè)支撐板。

通過這種方式，所述支撐內(nèi)芯能夠抵抗由于流體壓力峰值以及振動、沖擊和其他類似的應(yīng)力所造成的過濾壁的變形。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過疏水壁將待過濾燃料中可能存在的水從燃料中分離出去，所述疏水壁在燃料流動方向上位于過濾壁的下游。被分離出來的水由于相對于待過濾燃料（例如柴油）具有更大的比重，從而趨向于在重力作用下聚積在所述杯體的底部，之后通過已知類型的方法將其從杯體底部移除。

當(dāng)燃料為柴油時(shí)，已知類型的過濾器組存在的一個(gè)問題是由低溫下石蠟的形成而引起的，所形成的石蠟沉積在過濾壁和疏水壁的表面，阻止了燃料的通過，從而使得難以對發(fā)動機(jī)進(jìn)行冷啟動。

為避免這種缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)采用了用于從濾芯的內(nèi)部加熱柴油的加熱裝置以將石蠟融化，并從而使發(fā)動機(jī)的冷啟動成為可能。

然而，加熱裝置的使用增加了成本，增大了過濾器組的尺寸，并且使過濾器組的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于公開一種過濾器組以及一種濾芯，其能夠通過一種簡單、合理并且價(jià)格相對低廉的解決方案來避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，同時(shí)提供一種相對于現(xiàn)有技術(shù)中所描述的上述已知系統(tǒng)而言更具優(yōu)勢的替代方案。

上述目的是通過獨(dú)立權(quán)利要求中記載的本發(fā)明的特征來實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的優(yōu)選的和/或特別有利的方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

具體地，本發(fā)明公開了一種用于過濾燃料的濾芯，包括：過濾壁，其具有管狀構(gòu)造；第一支撐板，其固定在所述過濾壁的一端；第二支撐板，其固定在所述過濾壁的相對端；支撐內(nèi)芯，其同軸地插入所述過濾壁內(nèi)，并且設(shè)置有供燃料通過的徑向開口，其中，所述支撐內(nèi)芯在其一端處具有管狀疏水壁的收容座，所述疏水壁同軸地位于所述內(nèi)芯的內(nèi)部，所述疏水壁包括支撐柄，所述支撐柄構(gòu)成為收容在所述收容座內(nèi)并具有旁路導(dǎo)管，所述旁路導(dǎo)管使得過濾壁的內(nèi)部空間與提供在所述第一支撐板上的排出孔流體連通。

通過上述解決方案，當(dāng)石蠟形成并沉積在疏水壁的表面時(shí)，柴油能夠通過流入旁路導(dǎo)管而繞開疏水壁。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中公開了一種過濾器組，包括：外殼，所述外殼上設(shè)置有用于待過濾燃料的入口以及用于已過濾燃料的出口；以及如上所述的濾芯，其能夠?qū)⑺鐾鈿さ膬?nèi)部空間分隔成與所述入口連通的第一腔室以及與所述出口連通的第二腔室。

附圖說明

本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀以下借助附圖并采用非限制性示例的方式提供的描述而得以顯現(xiàn)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的過濾器組的剖面圖；

圖2是圖1中濾芯的放大剖面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的濾芯的一些部件的側(cè)視圖；

圖4是圖3的iv-iv剖面；

圖5是圖3的其中一個(gè)部件的透視剖面圖；

圖6是圖3的一部分的放大剖面圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的濾芯的第二實(shí)施例的剖面圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的濾芯的第三實(shí)施例的剖面圖。

具體實(shí)施方式

請具體參照圖1至圖6，其中示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例，10在整體上標(biāo)記用于機(jī)動車的柴油機(jī)的柴油的過濾器組。

過濾器組10包括外殼，所述外殼在整體上以20標(biāo)記，并且由杯體21以及能夠?qū)⑼鈿?0蓋合的上蓋22形成。

上蓋22包括用于待過濾柴油的入口23、用于已過濾柴油的出口導(dǎo)管24、以及用于聚積在杯體21的底部的水的排出管25，排出管25上設(shè)置有相匹配的連接帽26。

由杯體21的底部自下而上設(shè)置有液位傳感器27，其由相匹配的柄體支撐，能夠檢測在柴油的過濾過程中聚積在杯體21的底部的水的水位。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，液位傳感器27與車輛的電子控制板（未圖示）連接。

替代地，可以將所述液位傳感器設(shè)置在電子裝置上，該電子裝置能夠固定在所述過濾器組的上蓋上，并且包括能夠插入所述過濾器的中心腔體內(nèi)的柱狀物。這時(shí)，可以將被分離的水的水位的檢測探針設(shè)置在過濾裝置的支撐內(nèi)芯內(nèi)、疏水膜的支撐架內(nèi)、以及濾芯的下支撐板內(nèi)。當(dāng)所述柱狀物插入所述過濾腔體內(nèi)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器的軸向/徑向的伸長，從而其特征在于具有更為緊湊的結(jié)構(gòu)。

殼體20內(nèi)容納有濾芯，所述濾芯在整體上以數(shù)字30標(biāo)記。

濾芯30包括管狀的過濾壁31，在本示例中為褶皺壁，所述過濾壁31位于兩個(gè)通常由塑料制成的圓盤狀支撐板之間，具體為上支撐板32和下支撐板33，二者同軸地固定在過濾壁3的相對的端部。

下支撐板33將過濾壁31的下端封閉，并且具有中心孔330，其為通孔，從中心孔330的邊緣分支出多個(gè)支撐鰭板34，其功能是將濾芯30維持在杯體21的內(nèi)部的適當(dāng)位置處。

進(jìn)一步地，下支撐板33包括向下延伸的邊緣331，邊緣331上設(shè)置有環(huán)形座332，環(huán)形座332內(nèi)容納有第一環(huán)形密封件333。

第一環(huán)形密封件333可以設(shè)置在環(huán)形座332和杯體21的內(nèi)壁之間，例如其中的一個(gè)靠近底部的錐形區(qū)域內(nèi)，以確保下支撐板33與杯體21之間的密封性。

上支撐板32包括中心孔320，中心孔320用于通過第二環(huán)形密封件321的嵌入而與伸入外殼20內(nèi)部的出口導(dǎo)管24連接，所述第二環(huán)形密封件321放置于設(shè)置在出口導(dǎo)管24的外表面上的環(huán)形座323內(nèi)。

進(jìn)一步地，下支撐板33包括導(dǎo)管300，其開設(shè)在靠近杯體21的底部，并且通過套管301連接至用于將過濾器工作過程中收集在杯體21的底部的水排干的排水管25。過濾壁31限定一個(gè)外部容積（或“臟污側(cè)”）和一個(gè)內(nèi)部空間（或“清潔側(cè)”），所述外部容積可以設(shè)置為與待過濾燃料的入口導(dǎo)管23連通，所述內(nèi)部空間可以設(shè)置為與出口導(dǎo)管24連通。

支撐內(nèi)芯40插入過濾壁的內(nèi)部且位于兩個(gè)支撐板32和33之間，支撐內(nèi)芯40的外徑大致小于過濾壁31的內(nèi)徑，從而在過濾壁31的內(nèi)表面與支撐內(nèi)芯40的外表面之間限定出一個(gè)空間。

請具體參照圖2至5，支撐內(nèi)芯40包括豎直肋板42，豎直肋板42由多個(gè)環(huán)狀體43以一定角度間隔開來并互相連接，環(huán)狀體43與豎直肋板42共同形成一個(gè)網(wǎng)狀體，其限定了供柴油通過的徑向開口44。支撐內(nèi)芯的上端和下端通過例如超聲波焊接（或紅外線焊接）的方式分別固定在上支撐板32和下支撐板33上。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，支撐內(nèi)芯40在靠近上緣處設(shè)置有兩個(gè)豎直壁45（圖5）以及一個(gè)內(nèi)部環(huán)形基臺46，所述兩個(gè)豎直壁45的外部與環(huán)狀體43的外表面共面，所述內(nèi)部環(huán)形基臺46位于所述豎直壁45的下緣。

所述兩個(gè)豎直壁45以及所述內(nèi)部環(huán)形基臺46限定了管狀疏水壁50的收容座100（圖5），所述疏水壁50同軸地位于支撐內(nèi)芯40的內(nèi)部，并且具有阻截燃料內(nèi)包含的水顆粒的功能。

具體地，疏水壁50包括疏水網(wǎng)54的支撐柄51，疏水網(wǎng)54呈圓柱狀且與內(nèi)芯同軸，并且與由支撐柄51延伸出的框架52（圖4）連接。

更具體地，所述支撐柄為圓環(huán)狀且其內(nèi)部具有穿孔，其下部支撐所述框架52，框架52包括在內(nèi)芯40的內(nèi)部沿軸向延伸的四根豎直桿520，豎直桿520的下端固定在封閉底板521上。疏水網(wǎng)54（例如通過共同成型）固定在框架52的豎直桿520上，所述疏水網(wǎng)的技術(shù)特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的。

請參照圖3至5，柄51具有豎直環(huán)形壁51a，由豎直環(huán)形壁51a延伸出設(shè)置為階梯狀的環(huán)形下基臺510，環(huán)形下基臺510具有水平部511和豎直部512。

具體地，當(dāng)疏水網(wǎng)50插入支撐內(nèi)芯40的內(nèi)部時(shí)，柄51嵌入支撐內(nèi)芯40的收容座100內(nèi)，水平部511抵靠在環(huán)形基臺46的相應(yīng)部分上，柄51的豎直部512嵌入由環(huán)形基臺46限定的孔460內(nèi)。

支撐柄51的豎直部512的外徑稍大于內(nèi)部收容孔460的內(nèi)徑，以使豎直部512通過過盈連接嵌入收容孔460內(nèi)，從而確保密封性。在本發(fā)明的另一個(gè)變形中，可以通過已知類型的其他適宜的密封方法、或者通過豎直部512和/或內(nèi)部收容孔460的表面特殊輪廓來確保密封性。例如，限定內(nèi)部收容孔460的內(nèi)壁的邊緣和/或環(huán)形下基臺510的豎直壁可以設(shè)置為大致漸縮的錐形輪廓、凸緣/垂懸的偏平狀物（lip/flap）、或者朝內(nèi)側(cè)徑向延伸的環(huán)形突起，其目的是與下基臺的豎直壁所具有的相應(yīng)輪廓互相作用，從而在不需要額外的墊圈的幫助下確保這兩個(gè)元件的氣密連接。

柄51包括旁路導(dǎo)管的至少一部分55，該部分能夠使所述內(nèi)部空間與過濾壁31以及支撐板32的孔320連通，并從而與燃料的出口導(dǎo)管24連通。

在本實(shí)施例中，設(shè)置在柄51上的旁路導(dǎo)管的至少一部分55包括沿軸向開設(shè)在柄51的上緣處的凹槽550（圖3）。

更具體地，本發(fā)明的該實(shí)施例包括兩個(gè)凹槽550，其分支自柄51的上緣，并彼此等角度地等距設(shè)置。

請參照圖3、圖5和圖6，在每個(gè)凹槽550處位于每個(gè)凹槽的下方，柄51上設(shè)置有外齒515，外齒515能夠嵌入形成在豎直壁45的內(nèi)表面內(nèi)的相應(yīng)的凹陷部450內(nèi)（圖6）。

外齒515以及相應(yīng)的收容凹陷部450的設(shè)置使得能夠?qū)⑹杷?0迅速快捷地定位在內(nèi)芯40的內(nèi)部。

豎直壁45上還設(shè)置有構(gòu)成旁路導(dǎo)管的第二部分的通孔451，其開設(shè)在凹陷部450的底壁上，并且使得過濾壁的內(nèi)部空間（稱為清潔側(cè)，已過濾柴油位于此處）與位于柄51上的旁路導(dǎo)管的對應(yīng)部分55連通，所述對應(yīng)部分55在本實(shí)施例中是通過凹槽550實(shí)現(xiàn)的。

在溫度嚴(yán)寒的環(huán)境條件下，即接近或者低于零攝氏度時(shí)，過濾器組的內(nèi)部形成的石蠟沉積在疏水網(wǎng)54上，阻擋了柴油通過疏水網(wǎng)。這時(shí)，柴油流過旁路導(dǎo)管，即流過內(nèi)芯的豎直壁45上設(shè)置的孔451以及凹槽550，從而通過這種方式使發(fā)動機(jī)的啟動成為可能。隨著柴油的逐步加熱，石蠟因此而溶解，由于在正常的工作環(huán)境下，上述旁路導(dǎo)管提供的對于流體通過的阻力大于疏水分離器所提供的阻力，這時(shí)將不利于流體通過該旁路導(dǎo)管。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾壁的第二實(shí)施例。在描述本發(fā)明的第二實(shí)施例時(shí)，將使用相同的附圖標(biāo)記表示已經(jīng)在前面描述的相同的部件。

本發(fā)明的第二實(shí)施例不同于前述實(shí)施例的是，所述旁路導(dǎo)管完全設(shè)置在疏水壁的柄內(nèi)，即旁路導(dǎo)管僅包括設(shè)置在柄內(nèi)的單個(gè)部分。

圖7示出了濾芯60，其包括位于兩個(gè)支撐板32和33之間的過濾壁31，所述兩個(gè)支撐板32和33與前述支撐板相同。

支撐內(nèi)芯61容納在過濾壁31的內(nèi)部，其中，支撐內(nèi)芯61的外徑大致小于過濾壁31的內(nèi)徑，從而在過濾壁31的內(nèi)表面與支撐內(nèi)芯61的外表面之間限定了一個(gè)空間。支撐內(nèi)芯61包括等角度地設(shè)置的豎直肋板62，其通過多個(gè)環(huán)狀體63、63a以及63b互相連接，環(huán)狀體63、63a以及63b與豎直肋板62共同形成一個(gè)網(wǎng)狀整體，其上限定有供柴油通過的徑向開口66。

環(huán)狀體63a和63b分別形成支撐內(nèi)芯61的上端部和下端部，并分別固定在上支撐板32和下支撐板33上。

支撐內(nèi)芯61還包括內(nèi)部環(huán)形基臺64，其位于環(huán)狀體63a（其定義了支撐內(nèi)芯61的上端部）與相鄰的環(huán)狀體63之間。

上環(huán)狀體63a與內(nèi)部環(huán)形基臺64限定了管狀疏水壁70的收容座101，疏水壁70同軸地位于支撐內(nèi)芯61的內(nèi)部，并具有阻截燃料中包含的水顆粒的功能。

具體地，疏水壁70包括疏水網(wǎng)74的支撐柄71，疏水網(wǎng)74連接在從支撐柄71分支出來的框架72上。

更具體地，支撐柄71為環(huán)狀且內(nèi)部具有穿孔，其下部支撐框架72，框架72包括四根豎直桿720，豎直桿720在內(nèi)芯61的內(nèi)部沿軸向延伸，且其下端固定在封閉底板721上。疏水網(wǎng)74固定（例如通過共同成型）在框架72的豎直桿720上且呈大致的圓柱狀，其技術(shù)特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的。

支撐柄71包括上環(huán)形壁710，由上環(huán)形壁710分支出下環(huán)形基臺711，下環(huán)形基臺711呈階梯狀且具有水平部712和豎直部713。

當(dāng)疏水壁70插入支撐內(nèi)芯61的內(nèi)部時(shí)，柄71嵌入所述內(nèi)芯的收容座101內(nèi)，水平部712抵靠在環(huán)形基臺64的相應(yīng)的水平部上，柄71的豎直部713嵌入由環(huán)形基臺64限定的孔640內(nèi)。

支撐柄71的豎直部713的外徑稍大于內(nèi)部收容孔640的內(nèi)徑，以使豎直部713通過過盈連接嵌入內(nèi)部收容孔640內(nèi)，從而確保密封性。柄71上設(shè)置有至少一根旁路導(dǎo)管75，旁路導(dǎo)管75使得過濾壁31的內(nèi)部空間能夠與支撐板32上設(shè)置的孔320連通，進(jìn)而，當(dāng)濾芯插入過濾器組10內(nèi)時(shí)，能夠與燃料的出口導(dǎo)管24連通。

在本實(shí)施例中，柄71具有兩條等角度地設(shè)置的旁路導(dǎo)管75，其中每一條均以柄71中、具體是在上環(huán)形壁710中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)通孔的方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的一些變形可以包括不同數(shù)量的旁路導(dǎo)管和/或支撐柄的不同排布。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾壁的第三實(shí)施例。在描述本發(fā)明的第三實(shí)施例時(shí)，將使用相同的附圖標(biāo)記表示前面已經(jīng)描述過的相同的部件。

根據(jù)本發(fā)明的濾芯的第三實(shí)施例不同于前述第一實(shí)施例的是，所述旁路導(dǎo)管完全設(shè)置在所述柄內(nèi)，即所述旁路導(dǎo)管僅包括設(shè)置在所述柄內(nèi)的單個(gè)部分。

圖8示出了濾芯80，其包括位于兩個(gè)支撐板32和33之間的過濾壁31，所述兩個(gè)支撐板32和33與前述支撐板相同。

支撐內(nèi)芯81容納在過濾壁31內(nèi)，其中，支撐內(nèi)芯81的外徑大致小于過濾壁31的內(nèi)徑，從而在過濾壁31的內(nèi)表面與支撐內(nèi)芯81的外表面之間限定了一個(gè)空間。在本實(shí)施例中，支撐內(nèi)芯81僅固定在下支撐板33上，其高度低于過濾壁31的高度。

支撐內(nèi)芯81包括沿圓周方向等距設(shè)置的豎直肋板82，豎直肋板82通過多個(gè)環(huán)狀體83互相連接，環(huán)狀體83與豎直肋板82共同形成一個(gè)網(wǎng)狀整體，該網(wǎng)狀整體限定了供柴油通過的徑向開口88。

支撐內(nèi)芯81還包括面向內(nèi)側(cè)設(shè)置的環(huán)形基臺84，所述環(huán)形基臺84位于支撐內(nèi)芯81的上端。

環(huán)形基臺84限定了管狀疏水壁90的收容座102，管狀疏水壁90同軸地位于支撐內(nèi)芯81內(nèi)，并且具有阻截燃料中含有的水顆粒的功能。

具體地，疏水壁90包括疏水網(wǎng)94的支撐柄91，疏水網(wǎng)94連接在由支撐柄91延伸出的框架92上。

更具體地，支撐柄為環(huán)狀且內(nèi)部具有穿孔，其支撐框架92，框架92包括四根豎直桿920，豎直桿920在內(nèi)芯81的內(nèi)部沿軸向延伸，且其下端固定在封閉底板921上。疏水網(wǎng)94固定在框架92上，具體地是固定在豎直桿920上，其中疏水網(wǎng)94呈大致的圓柱狀，其技術(shù)特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的。

柄91包括上環(huán)形壁910，由上環(huán)形壁910延伸出階梯狀的下環(huán)形基臺911，其中下環(huán)形基臺911具有水平部912和豎直部913。

具體地，當(dāng)疏水壁插入支撐內(nèi)芯81的內(nèi)部時(shí)，柄91嵌入所述內(nèi)芯的收容座102內(nèi)，水平部912抵靠在支撐內(nèi)芯81的上緣上，即抵靠在環(huán)形基臺84上，柄91的豎直部913嵌入由環(huán)形基臺84限定的孔840內(nèi)。

從而，柄91的上環(huán)形壁910處于上支撐板32的下表面與內(nèi)芯的上緣之間。通過上述結(jié)構(gòu)，柄91與所述內(nèi)芯均有助于為濾芯提供更大的機(jī)械抵抗力。

更具體地，支撐柄91的豎直部913的外徑稍大于內(nèi)部收容孔840的內(nèi)徑，以使豎直部913通過過盈連接嵌入內(nèi)部收容孔840內(nèi)。

柄91上設(shè)置有至少一根旁路導(dǎo)管95，旁路導(dǎo)管95使得過濾壁31的內(nèi)部空間能夠與支撐板上設(shè)置的孔320連通，進(jìn)而，當(dāng)濾芯插入過濾器組10內(nèi)時(shí)，能夠與燃料的出口導(dǎo)管24連通。

在本實(shí)施例中，柄91具有兩條沿圓周方向等距設(shè)置的旁路導(dǎo)管95，其中每一條均以柄91中、具體是在上環(huán)形壁910中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)通孔的方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的所有實(shí)施例均有利地包括位于靠近燃料的排出孔320處的旁路導(dǎo)管。旁路導(dǎo)管的上述位置是有利的，這是由于其能夠降低燃料中包含的水顆粒流過所述旁路導(dǎo)管的可能性。實(shí)際上，由于水顆粒的質(zhì)量比柴油更大，因此能夠自然而然地趨向于沉積在容器21的底部。

如上構(gòu)思的本發(fā)明可以存在許多修改和變型，這些修改和變型均落入本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。

此外，所有細(xì)節(jié)均可由技術(shù)上等同的其他元件所替代。

在實(shí)踐中，所使用的材料以及視情況而定的形狀和尺寸可以是在不脫離所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下根據(jù)需要而確定的任何形式。