過濾器濾芯的制作方法
【專利摘要】一種過濾器濾芯（20、30），適于容納在設(shè)有入口（11）和出口（12）的外部殼體（10）內(nèi)，以便于過濾從所述入口（11）流向所述出口（12）的流體，所述過濾器濾芯（20、30）包括：至少一面過濾器壁（22、32），固定至所述過濾器壁（22、32）的支撐凸緣(213a,314)，該支撐凸緣用于將所述殼體（10）的內(nèi)部容積再分為連通所述入口（11）的第一腔室（15）和連通所述出口（12）的第二腔室（16），所述兩個腔室通過所述過濾器壁（22、32）相互連通；其特征在于，所述過濾器芯還包括至少一個連接在支撐凸緣(213a,314)上的所述收集主體(21,31)，用于限定一個收集容積，所述收集容積連通所述第一腔室（15），以便收集從待過濾流體中分離的顆粒。
【專利說明】過濾器濾芯

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及流體的過濾，尤其是馬達流體的過濾，其中特別是內(nèi)燃機所吸入空氣的過濾。
[0002]眾所周知，內(nèi)燃機吸入的空氣(或總的來說任何氣體)通常必須經(jīng)過過濾的步驟，以便凈化掉懸浮其中的固體顆粒使其不會到達發(fā)動機的燃燒室，典型的所述固體顆粒是各種類型或水分含量的粉末。所述過濾步驟典型地通過適當?shù)呐涮走^濾器組實現(xiàn)，所述過濾器組位于沿內(nèi)燃機吸氣導管方向的進氣歧管和渦輪壓縮機(如果存在)上游。
[0003]該過濾器組大致包括外部殼體和過濾器濾芯，所述外部殼體通常稱為過濾器殼體，并設(shè)有輸入待過濾氣體的入口及排出過濾后氣體的出口 ；所述過濾器濾芯容納在過濾器殼體內(nèi)，用于過濾從所述入口流向所述出口的氣體。
[0004]在機動車上，所述過濾器殼體通常位于發(fā)動機室內(nèi)，并與第一導管和第二導管相關(guān)聯(lián)，所述第一導管用于連接所述進風口與設(shè)置在機動車閥蓋或者機動車前部的吸氣管，所述第二導管用于連接出風口與發(fā)動機的進氣歧管。
[0005]所述過濾器濾芯包括至少一個過濾器壁或由過濾材料制成的組件(例如，基于纖維素或聚合物材料)，及至少一個用于支撐該由過濾材料制成的元件的支撐凸緣。所述支撐凸緣與過濾器殼體結(jié)合，其接合方式允許所述過濾材料制成的元件將內(nèi)部空間分割為兩個不同的腔室，其中第一腔室與所述入口連通，第二腔室與所述出口連通。如此，從過濾器殼體的入口流向出口的空氣流將被迫穿過所述過濾材料制成的組件，從而將空氣流中需分離的固體顆粒保留在第一腔室，使得供凈化后的空氣流流入的第二腔室保持干凈。由于固體顆粒會逐漸堵塞過濾材料制成的元件，對過濾器濾芯通常的做法是，從過濾器殼體內(nèi)取出過濾器濾芯，以便在過濾材料元件過度阻塞時，進行更換。
[0006]對這種類型的過濾器組的主要要求之一在于，必須保證所述第二腔室(即位于過濾器壁下游的腔室)以及朝所述第二腔室中開口的所述導管絕不被從過濾器壁移除的顆粒污染，由此僅將過濾后的干凈空氣提供給內(nèi)燃機。
[0007]已知類型的過濾器組一般缺點為，雖然過濾步驟效率高，并在使用時所述第一、第二腔室實際上與過濾器壁是分離的，但是在實踐中，除了一段有限的時間外，每次需要移除過濾器壁以執(zhí)行定期更換時，該分離并不存在。
[0008]據(jù)發(fā)現(xiàn)，進入殼體第一腔室的過量顆粒，不僅沉積在過濾器壁朝向第一腔室的表面，還沉積在第一腔室自身的內(nèi)壁上。
[0009]因此，顆粒執(zhí)行過濾器壁定期更換的人員在進行更換操作時，被迫在移除濾芯后非常小心地防止顆粒落入第二腔室中并因此沿著安裝在殼體內(nèi)部的新的過濾器壁向下，流入發(fā)動機的進氣歧管。
[0010]在文件D2 (U.S.2006/065 592)中所述的過濾器濾芯的例子中，支撐凸緣設(shè)置為托盤，適合于收集顆粒，然而，將過濾器壁固定在支撐凸緣上時，同樣需要特別復雜和費勁的操作。
[0011]本發(fā)明的一個目的是，使用一個簡單、合理、成本相對較低的技術(shù)方案，來消除前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
[0012]本發(fā)明的獨立權(quán)利要求中限定了實現(xiàn)所述目的的特征，從屬權(quán)利要求中則限定了本發(fā)明的優(yōu)選和/或尤為優(yōu)越的方面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明特別披露了一種過濾器濾芯，適合于被包含在設(shè)有入口和出口的殼體內(nèi)部，以便過濾從所述入口流向所述出口的氣流，該過濾器濾芯包括至少一個過濾器壁和固定在過濾器壁上的支撐凸緣，所述支撐凸緣用于將殼體的內(nèi)部空間分割為與入口相通的第一腔室和與出口相通的第二腔室，二者通過過濾器壁彼此相通。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述過濾器濾芯包括至少一個與所述支撐凸緣相連的收集主體主體，所述收集主體用于限定與第一腔室連通的收集容積以收集顆粒，將其與待過濾的流體分離并將其暴露在自身內(nèi)部顆粒顆粒。
[0015]通過該技術(shù)方案，從待過濾空氣中分離出的污染物被留在收集主體主體內(nèi)，防止位于所述過濾器壁下游的殼體區(qū)域的污染。
[0016]在本發(fā)明的其中一個方面中，所述收集主體主體與所述支撐凸緣一體成型。
[0017]在這種方式下，所述收集主體易于實現(xiàn)并使用安全，整個過濾器濾芯可被替換，收集主體整個過濾器濾芯可以通過單一操作步驟更換，收集主體亦然。
[0018]本發(fā)明的又一方面中，所述收集主體大致上為托盤形，且還設(shè)有開口壁，以便第一腔室與收集主體的內(nèi)容積連通，所述支撐凸緣至少限定為收集主體的一面壁。
[0019]此外，所述支撐凸緣還限定了通道開口，所述通道開口用于連通收集主體內(nèi)部空間與其外部空間。
[0020]所述過濾器壁直接固定在所述通道開口的整個外圍邊緣，以完全遮擋所述通道開
□ ο
[0021]在該技術(shù)方案中，所述收集主體限定為由其自身的壁及過濾器壁形成的凹區(qū)，適于將待過濾空氣中的污染物從空氣中分離并收集在壁上，允許有效收集并防止殼體的壁積灰。
[0022]此外，由于該技術(shù)方案，將所述過濾器壁固定在收集主體上的操作特別簡單、經(jīng)濟、快速和高效，從而減少了過濾器濾芯的生產(chǎn)成本。
[0023]另外，支撐凸緣和收集主體中的至少其一優(yōu)選地包括至少一個周界邊緣，所述適于與所述殼體相關(guān)聯(lián)的第一腔室和第二腔室之間的密封分離。
[0024]該技術(shù)方案的有益效果在于，所述濾芯的更換操作與密封件的更換操作是同時進行的，并能在維修人員的單一步驟中完成，從而避免了密封件的密封性能由于磨損而退化。
[0025]在本發(fā)明的另一方面，所述濾芯包括與連接在收集主體上的分離片，所述分離片用于將待過濾流體運送向過濾器壁。
[0026]該分離片的有益效果在于，待過濾空氣運送向過濾器壁，同時預(yù)分離該空氣中的大顆粒污染物，這些大顆粒污染物撞擊所述分離翅片，并沉積到所述收集主體的主體內(nèi)，從而延長所述過濾器壁的工作壽命。
[0027]在本發(fā)明的另一方面，公開了一種用于內(nèi)燃機的過濾器組，其特征在于，它包括入口外部殼體和過濾器濾芯，所述外部殼體設(shè)置有入口和出口，所述濾芯以能夠過濾從入口流向出口的氣流的方式設(shè)置在殼體內(nèi)部。所述過濾器組的殼體優(yōu)選地包括設(shè)有入口的第一主體和設(shè)有出口的第二主體，所述密封件適合于插入所述殼體的第一主體和第二主體之間，以達成所述第一腔室與第二腔室之間的密封分離。
[0028]附圖簡要說明
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，將通過閱讀下面以非限定性舉例的方式的描述，并結(jié)合下列附圖呈現(xiàn)。
[0029]圖1為本發(fā)明的過濾器組的前視圖；
圖2為圖1的側(cè)視圖；
圖3為圖1中111-111的截面圖，帶有本發(fā)明的第一個實施例中的內(nèi)部過濾器濾芯； 圖4為圖2中IV-1V的截面圖；
圖5為本發(fā)明第一實施例中的濾芯的側(cè)視圖；
圖6為圖5的軸測視圖；
圖7為圖5中VI1-VII的截面圖；
圖8為圖5的前視圖；
圖9為圖1中沿IV-1V的剖面圖，帶有本發(fā)明的第二實施例所述的內(nèi)部過濾器濾芯； 圖10第二實施例中的濾芯的軸測視圖；
圖11為從XI的方向觀察圖10的視圖；
圖12為圖11中XI1-XII的剖面圖；
圖13為圖11中XII1-XIII的剖面圖。
[0030]最佳實施方式
具體參照附圖，圖1表示了過濾器組的整體，適于凈化可能懸浮于空氣流中的固體顆粒。更具體地，過濾器組1沿內(nèi)燃機進氣導管設(shè)置，以便過濾為發(fā)動機的燃燒室提供的助燃空氣。
[0031]所述過濾器組1包括外殼體10 (通常被稱為過濾箱)，外殼體10 —般可由塑料或金屬材料制成。所述殼體10包括內(nèi)部空間，并設(shè)有待過濾空氣的入口 11及過濾后空氣的出口 12，兩者都與其內(nèi)部容積相通。所述入口 11用于與外部環(huán)境相通，而出口 12通?？赏ㄟ^進氣歧管與發(fā)動機的燃燒室相通。所述殼體10整體為多面體形狀，在本技術(shù)方案中為帶有伸長的縱向軸A的多面體。
[0032]在該實施例中，所述殼體10包括大致為燒杯狀的第一主體13，所述主體13的底部130上設(shè)有導管131 (圖1和圖2底部)，所述導管131的中軸線大幅彎曲，并構(gòu)成入口 11。入口。
[0033]所述第一主體13的頂部包括折疊邊緣132，限定了基本垂直于第一主體13的側(cè)壁的表面。
[0034]所述殼體10還包括大致上也為燒杯狀的第二主體14，所述第二主體14的底部140 (圖1和圖2頂部)上設(shè)有導管141，所述導管141的中軸線相對于縱軸A大幅傾斜，并限定了出口 12。。
[0035]所述第二主體14的頂部包括折疊邊緣142，限定了基本垂直于第一主體的側(cè)壁的表面。
[0036]為了充分密封所述外殼體10，所述第二主體14的邊緣142設(shè)定為面對第一主體13的邊緣132，例如，通過像夾具或者未顯示于此的類似已知固定方式。
[0037]所述外殼體10具有大致上為四邊形的橫截面(在本例中為矩形)；然而，所述截面的形狀，以及管道132和142各自主體的設(shè)置和斜角，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)需要而采用任何形式。
[0038]所述過濾器組I包括過濾器濾芯、第一腔室15和第二腔室16，所述濾芯20和濾芯30分別整體顯示在圖3-8和圖9-13中適于安裝在所述殼體10內(nèi)部以便將其中的內(nèi)部容積分割為兩個分開的腔室，所述第一腔室15與所述入口 11相通，所述第二腔室16與所述出口 12相通。
[0039]在如圖3-8所示的第一實施例中，所述過濾器濾芯20包括盆狀的收集主體21，適合于設(shè)置在所述殼體10的內(nèi)部，且凹面面對所述入口 11。
[0040]在這種情況下，所述收集主體21呈現(xiàn)出底面為矩形的截頭角錐體形狀，其基座(如圖5、7和8中的底部)限定為開口壁210，適于放置第一腔室15開口壁210，所述第一腔室15與收集主體21的內(nèi)部容積相通。
[0041]所述開口壁210包括從所述收集主體21向外殼體10的橫截面(相對于縱軸A)成對突出的周邊緣211，所述周邊緣211用于夾在第一主體13的邊緣132與第二主體14的邊緣142之間(例如通過插入具有C狀橫截面的環(huán)形密封墊212，并將其從前面固定在所述周邊緣上)，以使所述密封墊212擠壓在所述邊緣132和邊緣142之間，從而確保了殼體10的密封以及含待過濾空氣的第一腔室15與含過濾后空氣的第二腔室16之間的密封分離。
[0042]所述收集主體21包括從開口壁210和底壁214中升起的側(cè)壁213a和側(cè)壁213b(實施例4)。在圖示的例子中，兩個彼此面對面的側(cè)壁213a限定了兩個獨立的支撐凸緣，并各自具有矩形的通道通孔215。
[0043]因此，所述濾芯20包括兩面過濾器壁22，其在本實施例中為兩面扁平的折疊過濾器壁，適合于分別攔截/遮擋所述兩個通道開口 215。
[0044]每個過濾器壁22的外圍邊緣都固定(例如通過黏合)在通道開口 215內(nèi)周邊緣處的各自側(cè)壁213上，令其與過濾器壁緊密貼合。
[0045]然后，所述收集主體21通過所述側(cè)壁213b、側(cè)壁213a、過濾器壁22及在軸向上的底壁214封閉，同時僅在開口壁210處保持敞開。
[0046]在實踐中，在濾芯20安裝在安裝配置中后，由上述濾芯20的結(jié)構(gòu)元件形成的收集主體21內(nèi)部容積，與所述殼體10的第一主體13的內(nèi)部容積，共同設(shè)定了所述第一腔室15。然而，所述收集主體21中過濾器壁22的設(shè)置也可不同于上述情況，并且收集主體的形狀可以依據(jù)相關(guān)結(jié)構(gòu)的需要為任何形狀。
[0047]所述濾芯20還包括多個分離翅片固定在收集主體21的側(cè)壁213b上的多個分離翅片216，所述翅片216朝收集主體的中心區(qū)域延伸，例如延伸收集主體21的整個深度，并配置為能夠?qū)⒋^濾的空氣從軸向方向朝兩面過濾器壁22轉(zhuǎn)向。
[0048]所述實施例中，所述分離翅片216設(shè)置為人字形，如圖7所示。
[0049]依據(jù)如圖3-8所示的第一實施例，所述過濾器組I的功能如下所述。
[0050]一旦所述濾芯20如上所述地安裝在殼體10內(nèi)，并且將殼體10密封，則從入口 11進入第一腔室15的待過濾空氣被沿軸向運送至收集主體21的內(nèi)部容積中。
[0051]所述分離翅片216使空氣流橫向偏斜至過濾器壁22，以便輔助分離待過濾空氣中的顆粒和水分子。然后，待過濾的空氣從收集主體21內(nèi)向外穿過過濾器壁22，將顆粒物沉積在內(nèi)壁(相對收集主體21)上。接著，待過濾空氣從收集主體21內(nèi)部朝外穿過過濾器壁22，將顆粒沉積在其內(nèi)壁(相對于收集主體21)上。然后，過濾后的空氣進入所述第二腔室16，再從該處行至出口 12，并從出口 12提供給內(nèi)燃機。
[0052]若需要更換所述濾芯20，則打開殼體10，拆掉所述濾芯。在該步驟中要注意，雖然顆粒物可能會從過濾器壁22的內(nèi)表面及圍繞過濾器壁22的收集主體21內(nèi)壁上脫離，但由于所有的沉積顆粒物仍然安全地保留在收集主體21內(nèi)，因此不會影響所述第二腔室16。
[0053]在如圖10-13所示的第二實施例中，所述過濾器濾芯30包括盆狀的收集主體31，用于設(shè)置在所述殼體10內(nèi)部，并且其凹面面對所述入口 11。
[0054]所述實施例中，所述收集主體31為帶有矩形底座的平行六面體形狀，其基座(在圖12所示的底部)限定為能夠放置第一腔室15的開口壁310，所述第一腔室15與收集主體31的內(nèi)部容積相通。
[0055]所述開口壁310包括從收集主體31向外殼體10的橫截面(相對于縱軸A)成對突出的周邊緣211，所述周邊緣211用于夾在第一主體13的邊緣132與第二主體14的邊緣142之間(例如通過插入具有C狀橫截面的環(huán)形密封墊312，并將其從前面固定在所述周邊緣上)，以使所述密封墊312擠壓在所述邊緣132和邊緣142之間，從而確保了殼體10的密封以及含待過濾空氣的第一腔室15與含過濾后空氣的第二腔室16之間的密封分離。
[0056]所述收集主體31還包括從所述開口壁210和底壁214中升起的側(cè)壁313(實施例4)，其中所述底壁封閉所述收集主體31 (參考附圖)。
[0057]所述底壁314限定了一個支撐凸緣，并具有多個圓形的通道通孔315。
[0058]所述濾芯30還包括多個多個管式過濾段32 (在實施例11中)，其中每個管式過濾段都包括封閉端和與之相對的開口端，所述開口端固定(例如通過黏合)在支撐凸緣或者底壁314上。
[0059]與每一個過濾器壁32相接處，所述底壁314上設(shè)置有通道開口 315，所述通道開口315通向過濾器壁的內(nèi)部腔室。
[0060]例如，所述通道開口 315可限定為朝所述收集主體31內(nèi)部伸出的柄(圖中未示出)，該柄緊密地插入對應(yīng)過濾器壁32內(nèi)部，以增強此處的固定。
[0061]所述收集主體31由所述側(cè)壁313、過濾器壁32及在軸向上的底壁314封閉，僅在開口壁310處保持敞開。
[0062]在實踐中，濾芯30安裝在所述殼體中后，由所述濾芯30的結(jié)構(gòu)元件封閉形成的收集主體31的內(nèi)部容積，連同所述殼體10的第一主體13的內(nèi)部容積，限定了所述第一腔室15ο
[0063]然而，所述收集主體31中的過濾器壁32的設(shè)置也可不同于上述情況，并且收集主體的形狀可以依據(jù)結(jié)構(gòu)需要設(shè)置為任何形狀。
[0064]所述濾芯30還包括固定在收集主體31的側(cè)壁313上(例如開口壁310上)的多個分離翅片316，如此配置是為了令來自軸向方向的待過濾空氣朝過濾器壁32轉(zhuǎn)向。
[0065]在圖示的例子中，所述分離翅片設(shè)置在兩個相對的側(cè)壁313上，以使空氣向所述收集主體31的中心匯聚，如圖10和13所示，并朝所述收集主體31的側(cè)壁313沉降固體顆粒物。
[0066]依據(jù)如圖9-13所示的第二實施例，所述過濾器組I的功能如下所述。
[0067]一旦所述濾芯30如上所述地安裝在殼體10內(nèi)，并且殼體10密封，則從入口 11進入第一腔室15的待過濾空氣沿軸向運送在收集主體31的內(nèi)部。
[0068]所述分離翅片316使空氣流橫向偏斜至過濾器壁32，同時輔助分離待過濾空氣自身的顆粒物和水分。然后，待過濾的空氣從外向內(nèi)地穿過過濾器壁32，并將顆粒沉積在其外壁上。接著，過濾后的空氣沿軸向穿過所述過濾器壁32的內(nèi)腔(如圖12所示)，并到達所述第二腔室16，穿過所述通道開口 315，接著從開口 12運送至內(nèi)燃機。
[0069]若需要更換所述濾芯30，則打開殼體10，拆掉所述濾芯。在該步驟中要注意，雖然顆粒物可能會從過濾器壁32的外表面及圍繞過濾器壁22的收集主體31內(nèi)壁上脫離，但由于所有的沉積顆粒物仍然安全地保留在收集主體31內(nèi)，因此不會影響所述第二腔室16。
[0070]基于本發(fā)明的構(gòu)思的很多修改和變形方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0071]例如，上述實施例中的過濾器壁22和32超過一個并供待過濾空氣平行穿越，但根據(jù)制造要求和過濾程度要求，過濾器壁22和32也可以在不同的過濾器組I中為每實施例1個或多個，并串聯(lián)(或并聯(lián)串聯(lián)組合)供待過濾空氣通過。
[0072]此外，所有的細節(jié)均可替換為其他技術(shù)等同形式。
[0073]在實踐中可以根據(jù)要求，使用任何材料、形狀和尺寸，而不會脫離以下權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種過濾器濾芯(20、30)，該過濾器濾芯適于容納在具有入口(11)和出口(12)的外部殼體(10)內(nèi)，以便于過濾從所述入口(11)流向所述出口(12)的流體，所述過濾器濾芯(20、30)包括:至少一面過濾器壁(22、32);固定至所述過濾器壁(22、32)的支撐凸緣(213a, 314)，該支撐凸緣用于將所述殼體(10)的內(nèi)部容積再分為連通所述入口( 11)的第一腔室(15)和連通所述出口( 12)的第二腔室(16)，所述兩個腔室通過所述過濾器壁(22、32)相互連通；至少一個收集主體(21，31 )，該收集主體與所述支撐凸緣(213a，314)相連，用于限定收集容積，該收集容積與所述第一腔室(15)連通，以便收集從待過濾流體中分離的顆粒，其中，所述收集主體(21，31 )的形狀大致為托盤形，且設(shè)有開口壁(210，310)，所述開口壁適于將所述第一腔室(15 )設(shè)定為與所述收集主體(21、31)的內(nèi)部容積連通，所述支撐凸緣(213a，314)限定了所述收集主體(21、31)的至少一面壁，并界定一通道開口(215，315)，該通道開口(215，315)適于將托盤狀收集主體(21、31)的內(nèi)部容積設(shè)定為與其外部容積連通，其特征在于:所述過濾器壁(22、32)直接固定至所述通道開口(215，315)的整個周邊緣，從而使得所述通道開口(215，315)被所述過濾器壁(22、32)所遮蔽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾芯(20、30)，其特征在于，所述收集主體(21、31)與所述支撐凸緣(213a，314) 一體成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾芯(20、30)，其特征在于，所述支撐凸緣(213a，314)和收集主體(21、31)中的至少一個包括至少一個周邊緣(211，311 )，所述周邊緣(211，311)上固定有密封件(212，312)，所述密封件(212，312)適于連接所述殼體(10)，以密封分離所述第一腔室(15 )和第二腔室(16 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾芯(20、30)，其特征在于，所述濾芯(20、30)包括分離片(216，316)，所述分離片(216，316)連接在所述收集主體(21、31)上，且適于將待過濾的流體傳送向所述過濾器壁(22、32 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾芯(20、30)，其特征在于，所述過濾器壁(32)為管狀壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾芯(20、30)，其特征在于，所述過濾器壁(22)為折疊壁。
7.—種用于內(nèi)燃機的過濾器組(1)，其特征在于，所述過濾器組(I)包括:設(shè)有入口(11)和出口(12)的外部殼體(10);以及，根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的過濾器濾芯(20、30)，所述濾芯(20、30)位于所述殼體(10)的內(nèi)部，且該濾芯的設(shè)置方式使其能夠過濾從所述入口(11)流向所述出口(12)的流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過濾器組(1)，其特征在于，所述殼體(10)包括設(shè)有入口(11)的第一主體(13)和設(shè)有出口(12)的第二主體(14)，所述密封件(212，312)適于插入所述殼體(10)的第一主體(13)和第二主體(14)之間，以在所述第一腔室(15)和第二腔室(16)之間建立密封隔離。
【文檔編號】F02M35/024GK104487151SQ201380008833
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月8日
【發(fā)明者】喬基奧·基隆迪 申請人:上海歐菲濾清器有限公司