CN102389666A - 用于燃料过滤器的滤芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料过滤器的滤芯(17’)，特别是用于汽车的内燃机，其中所述滤芯如此地设置在燃料过滤器的壳体中，使得净化区域(24)密封地和未净化区域(23)分隔开，并且其中所述滤芯具有之字形折叠的过滤介质(20)，所述过滤介质环绕着壳体侧的出口罩(22)设置并在端面用端盘(18)密封，其特征在于，为将气体从在测地测量上处于端盘(18)上面的区域中导入到净化区域(24)中，端盘(18)具有至少一个流动通道(33)，所述流动通道通过过滤体(27’)封闭。

Description

用于燃料过滤器的滤芯

本发明专利申请是申请日2006.7.21、申请号为200680034974.5、发明名称“燃料过滤器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于燃料过滤器的滤芯，特别是用于汽车内燃机运行。

背景技术

已公开用于对处于压力或吸气运行中的燃料进行净化的燃料过滤器。通过燃料过滤器阻止包含在燃料中的脏物进入到内燃机中。在燃料中包含有弥散的或者溶解的空气。当燃料过滤器在吸气运行时析出空气。这种空气汇集在燃料过滤器的未净化侧。因为空气不能通过燃料过滤器的过滤器介质，所在燃料过滤器中的液面下降，这样大大地降低了有效提供使用的过滤表面。此外，液面的下降还意味着只有部分的过滤表面在用于过滤和脱水，而不是整个滤芯。然而关于脱水需要一种取决于体积流量的确定的过滤面积。若由于液面的下降低于这个过滤面积，则脱水情况变坏到一种不足够的水平。此外，同时过滤介质中的流速提高。这对于过滤过程是不利的。同时也提高了未净化侧和净化侧之间的压差。

为了避免空气汇集在未净化侧曾使用了一些不同的装置，例如气孔可者流动横截面。然而，特别是在使用气孔时具有下述缺点，即已弄脏的燃料也可达到净化侧。

发明内容

因此本发明的任务是提供这样一种燃料过滤器，即该燃料过滤器可在吸气运行中工作，但不会由于析出的空气而降低过滤面积。此外还能阻止未经净化的燃料到达过滤介质的净化侧，并且因此弄脏燃料。此外，燃料过滤器应能简单和成本有利的制造。

为此，本发明提出一种用于燃料过滤器的滤芯，特别是用于汽车的内燃机，其中所述滤芯如此地设置在燃料过滤器的壳体中，使得净化区域密封地和未净化区域分隔开，并且其中所述滤芯具有之字形折叠的过滤介质，所述过滤介质环绕着壳体侧的出口罩设置并在端面用端盘密封，其中，为将气体从在测地测量上处于端盘上面的区域中导入到净化区域中，端盘具有至少一个流动通道，所述流动通道通过过滤体封闭。

根据本发明的燃料过滤器用于净化燃料，例如柴油。其中可从燃料中去掉污物，这样这些污物就不会对后面的消耗器造成损害。优选地设置用于净化汽车内燃机燃料的燃料过滤器，特别是当要求脱水时。燃料过滤器具有壳体和设置在壳体中的滤芯。该壳体具有至少一个进口和出口。通过进口应净化的燃料进入到壳体中，并且通过出口已净化的燃料从壳体流出。壳体可由金属和/或塑料构成。只要在壳体中的滤芯应是可更换的，该壳体就应是能打开的。其中如果壳体具有容器和盖子则是有益的。滤芯是如此地设置在壳体中的，即净化区域和未净化区域密封地分隔开。未净化区域和进口相通地连接，净化区域和出口相通地连接。在净化区域和未净化区域之间设置至少一个流动通道，其中流动通道设置在燃料过滤器中在测地测量上处于上部的区域中。代替唯一的流动通道地也可设置多个流动通道。其中流动通道可以设置在壳体本身上，或者设置在滤芯上。滤芯优选地具有折叠的和环形封闭的过滤介质。该过滤介质在端面用端盘密封。当将流动通道设置在滤芯上时，优选地将该流动通道设置在上面的端盘上。当存在相应的压差时气体可通过流动通道从未净化侧被引导到净化侧。流动通道被壁包围着，其中壁可以是壳体或者滤芯的一部分。多细孔的且气体和燃料可通过的过滤体与这个壁密封地相匹配，其中过滤体对于脏物来说是通不过的。过滤体既可以构造成三维的多细孔体也可以构造成扁平的或者折叠的过滤纸或者过滤毛毡。过滤体例如可以和壁粘接、焊接或者由壁注塑包封。其中过滤体完全地盖住流动通道。过滤体的细孔是如引构造的，即汇集在壳体上部区域的气体可从规定的压差起通过该过滤体流动。当气体流过过滤体时可将大的气泡粉碎为很小的小气泡。也可代替地通过一种挡板或者是一种特别形成的边缘-气泡在该边缘上贴着掠过-将气泡粉碎成小气泡。然后将这些小气泡混合到已净化的燃料中，并且这对燃烧过程没有负面影响。当壳体中不包含气体，并且燃料和过滤体接触时那些流过流动通道的燃料通过该过滤体得到净化。这样就没有脏物从未净化区域到达净化区域。为了使气体流过过滤体，优选地要求具有比用于燃料流过过滤介质更高的压差。这个压差是通过降低燃料过滤器中的液面和通过此措施减小的供使用的过滤面积产生的。

在本发明的另一方案中设置密封机构。它的作用是阻止过滤体和壁之间的泄漏。其中该密封机构由一种耐抗燃料的弹性塑料构成。例如该密封机构可由NBR(丁腈橡胶)或者FPM(氟橡胶)构成。特别是要求对柴油、生物柴油和乙醇具有稳定性，以便使密封机构不会受到损害和因此出现泄漏。通过使用弹性的密封机构除了在壁和过滤体之间的密封外还得到了轴向的公差补偿，这样就防止了由于制造公差造成的泄漏。

设置保持架是有利的。至少部分地将多细孔的过滤体设置在该保持架中。其中过滤体可预装配到该保持架中。这样该过滤体可简单地固定在壳体中或者壳体上。该保持架对于待流出的气体或者燃料是可通过的，这样从所有的方面都可流到该过滤体。这样做是有利的，因为这样做的结果是过滤体的有效的可通过的面积就特别地大。

在本发明的特别的方案中保持架具有接片，这些接片是如此构造的，即过滤体以过盈配合得以固定。通过这一措施大大简化过滤体在壳体中的安装。在改进方案中也用过盈配合将密封机构固定在保持架中，通过这一措施可将由过滤体、保持架和密封机构组成的整个预装配单元通过安装过程固定在壳体中。

若保持架具有卡钩是特别有利的，例如这种卡钩可将保持架固定在壁上。这样只要将预装配单元放置到壁上，并且轻轻一按就安装好了。为了简化安装这些卡钩和/或壁具有引导斜面，采用这些引导斜面简化了安装。

根据本发明的改进方案保持架是由一种热塑性塑料构成。该保持架可用塑料注塑方法制造。这样保持架可简单和成本有利地制造，其中也可实现复杂的几何形状。

在特别的方案中过滤体由一种烧结的材料构成，特别是由陶瓷构成。通过材料的选择和加工可对过滤体的多细孔在其特性上施加影响。其中若细孔在约50至150μm的范围内，特别是80μm是有利的，因为在这个范围内可得保证气体的最佳通过，并且燃料中的脏物不会进入到净化区域。

陶瓷过滤体在它的孔隙尺寸、孔隙率和单元几何形状方面可和各种要求相适配。其中过滤体可通过开口的或者闭口的细孔的泡沫构成。为了形成过滤体可使用由泡沫材料构成的预制体。该预制体是已按所要求的几何形状加工的。可能的泡沫材料例如是交联的聚乙烯、PUR-醚、由HR或者CMHR、PUR-酯构成的冷泡沫(Kaltschaum)、预聚物泡沫、海绵橡胶、胶乳泡沫、三聚氰胺树脂-泡沫、粘胶泡沫、PVC-泡沫、共聚物泡沫、PANA-Elasturan、聚丙烯-泡沫、天然橡胶、氯丁橡胶、乙烯-丙烯-二烯-橡胶、丁腈橡胶，或者苯乙烯-丁二烯-橡胶。为此可使用任意的方法，例如锯、热成形、水射流-或者激光切割。将已成形的预制体用一种合适的无机可烧结的颗粒的悬浮液通过例如冲洗或者浸渍进行浸透。紧接着将这种形状在空气中或者在规定的条件下在温度和空气湿度方面进行干燥。在干燥之后对过滤体进行烧结，其中形成了细孔。

在本发明的另一方案中过滤体为圆柱形构造，其中端面设置在流动通道的上面。圆周表面和另一端面和未净化区域接触，通过这一措施过滤体轴向和径向都是可流入的。

附图说明

下面借助于附图对本发明的其它细节进行说明。这些附图是：

图1：燃料过滤器的剖视图；

图2：排气单元的分解图；

图2A：图2的过滤体的局部图；

图3：处于预装配状态的图2所示的排气单元；

图4：图1的燃料过滤器的局部图；

图5：燃料过滤器的一部分的局部简图；

图6：图5的燃料过滤器的端盘的俯视图。

具体实施方式

图1示出了流体过滤器的剖视图。该流体过滤器具有两部分的壳体10。该壳体由塑料构成。该壳体10通过壳盖11和壳罐12形成，其中壳盖11密封地和壳罐12螺纹连接。为此密封机构13设置在螺纹连接的区域中。壳罐12是如此构造的，即燃料进口14和燃料出口15整体地模制成。此外，还在壳罐12上设置固定夹16。使用该固定夹可将壳体10固定在例如汽车的发动机舱中。在壳体10的内部设置滤芯17。该滤芯具有上端盘18和下端盘19。之字形折叠的过滤介质20在端盘18、19之间延伸。过滤介质20是环形地封闭的，其中在封闭的过滤介质20的内部设置支撑体21。该支撑体21防止在大压力或者高流量率时过滤介质20变形或者受到损坏。滤芯17用它的上端盘18密封地插到出口罩22上。该出口罩22和燃料出口15相通地连接，其中出口罩22与壳罐12也是整体连接。在壳体10中通过滤芯17将未净化区域23密封地和净化区域24分隔开。未净化区域23形成在滤芯17和壳体10之间。净化区域24设置在滤芯17的内部。在壳罐12的在测地测量上处于上面的区域中设置有排气单元25。借助于下面的附图对该排气单元进行详细的说明。在壳体10的通过壳盖11形成的在测地测量上处于下面的区域中设置出水口26。待净化的燃料通过燃料进口14流入到壳体10的未净化区域23中。当流过过滤介质20时包含在燃料中的水分被分离，并且下沉到壳体10的下部区域中。在那里水分汇集在出水口26的上部。被净化的燃料通过过滤介质20进入到净化区域24中。从这个净化区域燃料到达燃料出口15，并且离开燃料过滤器。在吸气运行中燃料过滤器工作时在燃料中溶解的气体析出。这些气体汇集在壳体10的上部区域，并且形成气泡。为了不让气泡随着时间推移而充满壳体10的整个内部容积在上部区域设置排气单元25。气体穿过这个排气单元25，并且又和已净化的燃料混合。在这其中这些气体被粉碎成极小的气泡，这样，这些极小气泡就不会对下面的燃烧过程造成负面影响。图2示出了排气单元25的分解图。排气单元25具有多细孔的圆柱形的过滤体27。该过滤体27由烧结的陶瓷构成。过滤体27的细孔是如此构造的，即气体可流过并被细分。此外，包含在燃料中的脏颗粒不能从未净化区域23到达净化区域24。过滤体27放置在保持架28中。用这个保持架可将过滤体27固定在壳体10中(根据图1)。为此保持架28具有卡钩29。这些卡钩分布在圆周上设置。此外，保持架28还具有固定接片30。这些固定接片沿轴向方向延伸，并且容纳过滤体27。其中通过固定接片30形成的内部容积比过滤体27的外轮廓略小，通过这一措施过滤体27以过盈配合保持在保持架28中。卡钩29和固定接片30沿着圆环扇形段32的轴向方向延伸。这个圆环扇形段在它的中间区域中气体是可通过的。此外，排气单元还具有圆环形的密封机构31。这个密封机构由一种耐抗燃料的弹性塑料形成。密封机构31具有外直径。这个外直径和过滤体27的直径基本相当。图2A示出了过滤体27的部分放大图。该过滤体具有支承结构40，它由一种陶瓷泡沫或者金属泡沫构成。为了使表面平滑和减小细孔，该泡沫设置了细孔浸透的区域41。作为最上层的功能层或者隔离层42设置到该区域41上。在图3中示出了处于预装配状态的图2的排气单元25。和图2相结应的结构部件用相同的附图标记表示。该排气单元一方面可简单预装配，并且另一方面可简单地安装到壳体中。图4示出图1中以剖视图示出的燃料过滤器的局部图。和图1、图2相对应的结构部件用相同的附图标记表示。排气单元25用卡钩29固定在壳体12上。在未净化区域23和燃料出口15之间设置流动通道33。过滤体27盖住了该流动通道33。密封突缘34包围着该流动通道33。密封机构31安装在该密封突缘上，这样，防止了过滤体27和壳体10之间的泄漏流。此外，该密封机构31也用作轴向公差补偿，这样使得卡钩29的安装成为可能，而它们不必留太多的间隙。图5示出替代构造的燃料过滤器的局部图。和前面的图相对应的结构部件用相同的附图标记表示。燃料过滤器具有滤芯17’，该滤芯由之字形折叠的过滤介质20构成，并且中心地环绕着出口罩22设置。过滤介质20在端面用端盘18密封。燃料沿箭头方向从未净化区域23穿过过滤介质20流到净化区域24。燃料从该净化区域通过出口罩22被输送到燃料出口15。在滤芯的上部也有未净化的燃料和可能存在的从燃料中扩散的空气。这些空气或者气体汇集在燃料过滤器中的端盘18的在测地测量上处于上面的区域中。为了将这些气体导入到净化区域24中，端盘18具有一个或者多个流动通道33。这些流动通道用过滤体27’盖住，其中将过滤体27’构造成滤纸环。当然也可代替地该过滤体27’由另一些介质例如一种陶瓷过滤泡沫构成。在这个实施例中这个滤纸环具有和过滤介质20相同的特性，并且优选地由相同的材料构成。为了将滤纸环固定在流动通道33的上面设置了固定环35。该固定环35和锁紧螺母相类似地构造，并且如此固定地和端盘18连接，从而阻止了滤纸环27’滑脱。在另一些方案中固定环35也可和端盘18卡住、粘接或者焊接，通过这些措施能简化安装。此外，固定环35还用于密封机构37的定位。这个密封机构是为了对滤芯17’进行密封而设置在出口罩22上的。其中该密封机构37在端盘18、在端盘18上模制而成的流动通道33和固定环35之间被容纳在三个面之间。无论是空气还是流体都可以通过该滤纸环27’。这就是说小的流体流沿着虚线箭头方向被导引通过端盘18的流动通道33。同时存在于未净化流体侧的空气也可被导引通过流动通道33，并且可在净化区域24中通过燃料出口15一起流出。这样使得从燃料过滤器连续地排出气体成为可能。因为过滤体27’是直接设置在滤芯17’上的，所以在每次更换滤芯时也将过滤体更换掉了，通过这一措施阻止由于在燃料过滤中使用时间太长而使细孔堵塞。这样就可减小为了放气所要求的尺寸，因为不必为细孔逐渐堵塞而设置储备量。只要在净化区域24上的空气形成较大的气泡，就将这些气泡粉碎是合适的。这种粉碎是通过设置在燃料出口15中的边缘36完成的。这些气泡沿着这个边缘溢出，并且因此被粉碎。代替地或者除了这种边缘36以外还可以使用一种隔板40。这种隔板可以设置在燃料出口15中。在图5的上半剖视图中示出了端盘18和支撑环35的俯视图。和图5相对应的部件用相同的附图标记表示。固定环35具有多个穿通开口38。这些穿通开口构造成窗口或者孔。在图5的下半剖视图中示出的是没有安装固定环35的端盘18。其中可以看出，该端盘18具有多个流动通道33。这些流动通道均匀地分布在一个圆上。流动通道33和穿通开口38的位置和大小彼此间是如此协调的，即在端盘18上的固定环35的每个任意位置中，保证空气从流动横截面33到穿通开口38的穿通。

Claims (10)

1.用于燃料过滤器的滤芯(17’)，特别是用于汽车的内燃机，其中所述滤芯如此地设置在燃料过滤器的壳体中，使得净化区域(24)密封地和未净化区域(23)分隔开，并且其中所述滤芯具有之字形折叠的过滤介质(20)，所述过滤介质环绕着壳体侧的出口罩(22)设置并在端面用端盘(18)密封，其特征在于，为将气体从在测地测量上处于端盘(18)上面的区域中导入到净化区域(24)中，端盘(18)具有至少一个流动通道(33)，所述流动通道通过过滤体(27’)封闭。

2.按照权利要求1所述的滤芯，其特征在于，所述至少一个流动通道(33)通入到由过滤介质(20)所环绕的净化区域(24)中。

3.按照上述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，具有所述至少一个流动通道(33)的端盘(18)包括中心的穿通开口，用于使过滤后的燃料通过壳体侧的出口罩(22)流出。

4.按照上述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，所述过滤体(27’)构造成滤纸环。

5.按照上述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，所述过滤体(27’)由与过滤介质(20)相同的材料制成。

6.按照上述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，为了固定过滤体(27’)，设有固定环(35)，所述固定环优选同时被用于定位密封机构(37)，所述密封机构设在出口罩(22)上用于密封滤芯(17’)。

7.按照权利要求6所述的滤芯，其特征在于，所述密封机构(37)在端盘(18)、在端盘上成形的流动通道(33)和固定环(35)之间被容纳在三个面之间。

8.按照权利要求6或7所述的滤芯，其特征在于，所述固定环(35)和锁紧螺母相类似地构造，并且与端盘(18)固定连接。

9.按照权利要求6或7所述的滤芯，其特征在于，所述固定环(35)可同端盘(18)卡住、粘接或者焊接。

10.按照上述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，所述端盘(18)具有多个流动通道(33)，所述流动通道均匀地分布在一个圆上。

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