CN103118758B - 用于车辆的燃油泵的改进的过滤装置 - Google Patents

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Abstract

一种过滤装置(1)，用于过滤在车辆中使用的例如是燃油的流体，在此情况下所述装置定位在车辆燃油泵(7)的吸入侧上，或用于过滤在车辆中使用的润滑剂，所述装置(1)包括过滤器本体(2)和隔离物(17)，所述本体具有两个接合在一起的相对的板(3，4)以用于限定封闭的内腔(9)，在所述板(3，4)中的一个(3)中设置有孔口(11)，流过所述本体(2)进行过滤的流体进入所述腔(9)中，在所述腔中定位有隔离物(17)，以用于保持所述板(3，4)分离，并且防止其相互接触。隔离物(17)由开孔聚合物泡沫材料制成。

Description

用于车辆的燃油泵的改进的过滤装置
技术领域
本发明涉及一种根据所附权利要求的过滤装置。
背景技术
特别地，但不限于燃油过滤装置(或简称“过滤器”)，已知的是，过滤装置通常定位于与车辆油箱相关联的泵的吸入侧上。以这种方式，泵从所述油箱抽出燃油，所述燃油在经过泵之前用所述过滤器适当地过滤，并且输送至发动机。
这种类型的过滤器通常包括由两个接合在一起的板限定的本体，以限定内部封闭的过滤器的腔。所述腔经由这些板中的一个的孔口连接到泵的吸入侧。为了使过滤器正确地运行，两个板(由单独的、自身折叠并沿侧边封闭的过滤器元件限定，或者由两个沿侧边接合在一起的、相对的过滤器元件限定)必须保持分离，使得从油箱出来的由过滤器本体过滤的燃油能够进入所述过滤器本体的内腔中，并从那里到达泵的相对侧。
为了保持这种分离并且避免过滤板的表面之间的、可能导致过滤器的可操作性损失的接触，已知的是，将至少第一所述层与刚性结构或构架(通常由塑性材料制成)进行联接，所述刚性结构或构架面向过滤器本体的内腔，并且通过模制或通过随后的装配进行联接。通过与第二板相配合，该构架保持所述第二板与第一板隔离，从而防止所述第二板的接触并且保持本体内部中的腔。
虽然概念上是简单的，但这种解决方案涉及为每个过滤器制造的特殊模具的构成(及可能的进一步更复杂的装配工作)。在这方面，基于过滤器的应用和/或其位于的油箱，过滤器例如能够在形状和大小方面改变，每种过滤器类型或(至少)每种过滤器***需要特定的模具，以用于刚性构架与所述过滤器的本体的所述板联接。
这显然会影响过滤器的生产成本和时间。此外，不能生产用于特定应用的、不属于用于构成上述刚性结构或构架的已存在的相应模具的种类的特殊过滤器。
EP0743445A1描述了根据独立权利要求的前序部分的燃油过滤器。所述燃油过滤器包括具有限定内腔的两个外部板或层的本体。在这种情况下，所述腔由分离元件划分成两个腔室，每个腔室设有其自身的孔口(在过滤器本体的第一板中形成)。在每个外层和分离元件之间的腔中定位有相应的管状钢筋网，以防止腔室在压力梯度下塌陷。
这种已知的解决方案描述了使用管状钢筋网以保持这些限定过滤器的彼此分离的各腔室的过滤器板或层。上述解决方案具有很多缺点。
首先，必须考虑的是，在通过油箱或过滤器的限制时，例如是汽油的燃油大幅提高其静电荷，这在特定情况下，能够导致火花的产生，这能够烧毁油箱较薄的部分以致使这些部分穿孔的程度，并带来火灾的危险。为了消除这个缺点，燃油泵和过滤器都必须接地。这以各种方式实现，但是，这些方式对于这样的部件的制造商和/或使用这些部件的车辆产生额外成本。
事实上，在过滤器中使用管状钢筋网并不能阻止(并且甚至更容易发生)所述缺点(即汽油或其它燃油中的静电电荷的增加)，因为此钢筋具有尺寸设置为促进静电荷在燃油中增长的孔洞和内孔口，即使对于可允许的通过管状钢筋网的燃油通过量也是如此。因此绝对需要提供用于过滤器(以及用于泵或与其连接的其他部分)的适合的接地装置，以防止上述的问题。
此外，现有专利中所描述的钢筋网不能实现在过滤器内产生任何毛细效应(由于其孔的尺寸相对较大)，在油箱中仅有很少量的燃油时，这可以使燃油容易通过过滤器流向泵的吸入点。这能够对使用安装有这种过滤器的车辆的用户造成明显的问题。
为此，必须补充的事实是，在前述欧洲的文献中描述的管状钢筋网在尺寸和使用方面存在很大的限制。在这方面，鉴于这些过滤器目前用于商用车辆燃油箱中，这些油箱对于这些过滤器的定位的空间通常是受限的(因为在小型车辆或摩托车上的那些油箱的尺寸很小)，因此这些过滤器通常采用折叠的形状和复杂的几何形状；其中，例如在EP0743445中描述的单独的钢筋元件的使用需要将其沿着过滤器的折叠区域对折，造成管状元件的挤压和随之发生的在这些区域中的燃油流动限制。由于燃油流不能充分流过过滤器的所有部件，因此过滤器的性能降低。替代地，必须使用更多的钢筋，成本随之增加。
最后，在上述欧洲的文献中描述的管状钢筋网必须根据过滤器的几何形状采用不同形状。鉴于目前流通中的大量的车辆(例如汽车)型号，对于适应于特定的汽车的油箱或泵单元的特殊过滤器的需求屡次提高。在已知的解决方案中，这样的结果是，需要生产不同尺寸(宽度和/或长度)的管状元件，以及随之而来的按照待生产的元件类型的不同来提供生产工厂的必要性，或者使现有的工厂适于特定的市场需要。所有这些都涉及用于过滤器生产的大量工业投资和成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种与已知的过滤器相比改进的过滤装置或过滤器，以用于配合在车辆中使用的流体，例如车辆的燃油，润滑剂等等。
本发明的一个特定的目的是提供一种过滤器，该过滤器不需要已知的过滤器中的刚性结构或构架来防止其板之间的接触。
另一目的是提供一种下述类型的过滤器：能够以非常低的成本快速适应多种使用要求的、并且也能够随着在其使用中的所需变化而快速改变的过滤器。
本发明的另一目的是提供一种下述类型的过滤器：当燃油通过过滤器时大幅降低在燃油中的静电荷的增长，以便至少大幅限制涉及使过滤器和/或与其配合的部件接地的问题和成本。
另一目的是提供一种下述类型的过滤器：即使在燃油箱中仅有少量的燃油，所述过滤器辅助由泵施加的对燃油的吸收。
对于本领域的专家显而易见的所述目的和其他目的通过根据所附权利要求的过滤装置实现。
附图说明
根据提供非限制性的示例的附图，本发明将变得更清楚，其中：
图1示出根据本发明的过滤装置的分解立体图；
图2示出沿线2-2贯穿图1的装置的剖面图，仅在其使用位置中示出；
图3是以局部剖面示出本发明的另一实施方式的立体图；以及
图4示出贯穿图1的装置的横截面图，仅在特定的使用位置中示出。
具体实施方式
依照所述附图，并且特别是图1、2和4所示，根据本发明的过滤装置(或简称过滤器)整体由1表示，并包括由两个(原本是平坦的)板3和4分别沿着其周向边缘3A和4A接合在一起来限定的本体2。板3和4的边缘3A和4A之间的接合通过焊接(例如熔接、超声波焊接、射频焊接、线性振动焊接等等)、附着粘合、或其它已知的方法实现。每个限定本体2的板是已知的过滤材料(如以不同组合形式的单层或多层无纺物、机织网、或以方格网的形式或具有不同质地、和/或单独的或成对的各种类型的纤维素)，并且在燃油流到连接至车辆发动机的常规燃油喷射***的泵7(未示出)的吸入侧之前，能够过滤容纳在油箱(未示出)中的燃油(如汽油，柴油等)。
过滤器本体2具有内腔9，在到达泵之前，燃油由所述泵抽吸进入到内腔中。为了这个目的，腔9经由设置在上述板3和4中的第一个(3)中的孔口11与泵7的吸入侧连接。有利地，例如塑料材料制成的、圆盘状的连接元件12被定位于孔口11，使得燃油泵能够安置在过滤器1上并且联接到过滤器1。该(已知)盘具有带有孔洞14的平坦的部分13和凸起的周向边缘15，孔洞14用于使燃油通向泵7，周向边缘15用于支承泵并引导泵与元件12以及进而与过滤器1的连接。
内腔9的存在对于泵的正确操作是必要的。因此，同样必要的是，本体2的板3和4始终保持彼此分离。出于这个原因，开孔型网状聚合物(网状泡沫体)制成的隔离物17被***到腔9中，使得通过将隔离物本身***到板3和4之间(板3和板4夹住并封闭隔离物)，隔离物防止所述两个板的相互接触。基本上具有海绵的外观的所述隔离物17由能够形成网状泡沫体的材料，例如氨基甲酸乙酯、聚酯、聚氨酯等等制成。
所述隔离物或海绵17具有4ppi至90ppi(每英寸的孔隙，泡沫生成器中常见的测量单元并且用于定义在海绵隔离物中存在的自由空间的量：孔隙的数量越少，海绵中的空气量越大)、优选具有10ppi并且有利地具有5ppi的孔隙率。所述孔隙率基于存在于油箱中的燃油和***的整体特性来选择。应当指出的是，每单位体积的孔隙数越小，过滤器的性能越好。
有利地，隔离物17是柔性的，以允许过滤器1(所述过滤器的本体由本质上可弯曲的材料制成)在其与泵7一起***油箱期间在必要时折叠(如在图4中示出)。所述特性是指，接合的结构不必与过滤器1的本体2联接(如在现有技术中出现的)以使得所述本体的板3和4之间的距离得以保持(不必在过滤器的各折叠的部分放置多个隔离物)，并且同时，使得所述本体能够被折叠。
借助于该特性，生产精密的和/或弯曲状的过滤器存在相当大的灵活性。在这方面，使用开孔型海绵材料能够使单独的隔离物17在其最初的平坦层生成之后成形，而不造成所述隔离物的初始过滤和通过量状况的损耗。事实上，正是因为开孔型海绵材料的构造，使得折叠隔离物17不限制其在其两个折叠的板之间传输流体(例如汽油)的能力。
所述特性和隔离物17在燃油过滤器中使用的便利性使得相同的生产方法能够用于所有形式的过滤器1：在这方面，海绵材料隔离物(下文中描述)总是生产为平坦的层，然后在固定到过滤器本体2的板3和4之后(无论以何种形状)并且在折叠所述过滤器本体2之前(如在图4中所示)，进行修剪、剪切和成形。
这造成过滤器的成本和生产时间相当的降低，因为刚性构架不必再被模制或获得以用于固定到过滤器本体2的板3和4，并且也不必根据所述本体的不同的可能的构型来以不同的形状(在宽度和/或长度方面)生产多个管状元件。
为了在所有使用条件下保持板3和4分离，隔离物17具有小于或等于10mm-15mm的最小厚度，优选等于5mm-6mm并肯定大于2mm。如在图4中所示，该厚度使隔离物17仍然被折叠并被***到过滤器1中，而不对其可操作性产生负面影响。
图3示出本发明的变型。在该图中，与关于图1、2和4描述的那些相同的部件用相同的附图标记表示，过滤器1的主体2包括单独的平坦元件，该单独的平坦元件自身对折(由此限定板3和4)并且沿其相接触的自由边缘封闭，以限定封闭的内腔9。隔离物或海绵17被放置在内腔中，如图1、2和4中的实施方式。
在所描述的附图的两个实施方式中，一旦板3和板4在网状材料或海绵材料的隔离物17被***到所述两个板之间后叠合(隔离物17最初叠合在板3或4中的至少一个上，或定位在叠合的板限定的本体2内)，所述板即在其自由边缘3A、4A之间固定在一起。借助于这种例如通过热焊接、超声波焊接、射频焊接、或线性振动焊接实现的操作(容易且快速地执行，从而以较低的成本实现高生产率)，隔离物17也被焊接至两个板，并且成为装置1的本体2的一部分，其被固定在腔9中。随后，修剪并且剪切泡沫隔离物17，以使其适合于过滤器本体2，泡沫隔离物17在装置或过滤器1的生产过程中并不需填充腔9，但在使用过滤器过程中一定使泡沫隔离物17接触到相对的板3、4并保持所述板分离。由于所述隔离物的“海绵”特性，其不对过滤器的使用产生负面影响，因为由本体2过滤的燃油、例如汽油总是能够穿过所述隔离物到达泵7。
借助于本发明，过滤器能够用比现有技术的过滤器更低的生产时间和成本形成，因为不需要特殊的模具用来将刚性结构联接至过滤器的过滤部分；而且新过滤器的组件能够以标准化尺寸生产(随之相应减少制造成本)，然后基于其特定的使用在尺寸上进行修剪。这使得不同的使用要求能够迅速地得到满足。
除此之外，应该补充的是海绵材料的隔离物17的存在使得即使在油箱具有很少的燃油的情况下、过滤器也能够有效地被使用。这是由于存在于过滤器1中的海绵材料产生毛细管效应，所述效应将剩余的燃油传导到泵吸入点，使得油箱包含物能够完全被使用。
此外，海绵材料制成的隔离物17大幅改进了过滤器的ESD(静电放电)值，从而提高包括的过滤器、油箱和燃油泵的整个“***”的安全性。这种改进通过——尤其由于隔离物17的内部孔隙的小尺寸而造成的——穿过海绵材料的汽油的较低流速而得到。
已经描述了在用于过滤车辆燃油(汽油/柴油)时的本发明的不同实施方式。然而，本发明能够用于过滤润滑流体，例如自动变速器中使用的油。
本发明的其他实施方式也是可能的(例如其中所述隔离物17是以多层元件牢固地联接在一起的形式)，这些被视为属于本文的范围内。

Claims (16)

1.一种过滤装置(1)，用于过滤在车辆中使用的流体，在此情况下所述过滤装置将被定位在车辆燃油泵(7)的吸入侧上，所述过滤装置(1)包括过滤器本体(2)和隔离物(17)，所述过滤器本体(2)具有两个相对的板(3，4)，所述两个相对的板(3，4)接合在一起以限定封闭的内腔(9)，在所述板(3，4)中的一个板(3)中设置有孔口(11)，在流过所述过滤器本体(2)时进行过滤的流体进入所述内腔(9)中，所述隔离物(17)定位在所述内腔(9)中，以用于保持所述板(3，4)分离并且防止其相互接触，由此保持所述过滤装置(1)的过滤操作性，所述过滤装置不具有定位在所述内腔(9)中用于保持所述板(3，4)分离的刚性元件，其特征在于所述隔离物(17)由开孔型聚合物泡沫材料制成。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述流体是润滑剂。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述流体是车辆燃油。
4.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述隔离物(17)的聚合物泡沫材料选自能够产生网状泡沫的网状材料。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述聚合物泡沫材料为聚酯或聚氨酯。
6.根据权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，所述聚氨酯为氨基甲酸乙酯。
7.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述隔离物(17)具有在4ppi至90ppi之间的孔隙数密度。
8.根据权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，所述隔离物(17)具有在9ppi至14ppi之间的孔隙数密度。
9.根据权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，所述隔离物(17)具有5ppi的孔隙数密度。
10.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤器本体(2)是单件式的，所述隔离物(17)通过所述过滤器本体的所述板(3，4)连接到所述过滤器本体(2)，所述板自身弯曲并且接合在一起，在所述板(3，4)已经接合在一起后，建立所述连接。
11.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤器本体(2)包括分离的所述板(3，4)，所述板(3，4)将所述隔离物(17)夹在中间，在所述板(3，4)已经沿着其自由边缘(3A，4A)接合在一起后，所述隔离物连接到所述板(3，4)。
12.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述隔离物(17)具有在2mm和15mm之间的厚度从而可折叠，这使所述过滤装置的整个所述过滤器本体(2)能够以折叠形式获得。
13.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，其在SCR(选择性催化还原)***中使用，以用于分配尿素或类似液体。
14.用于形成根据权利要求1所述的过滤装置的方法，所述方法包括：形成过滤器本体(2)，在使用时，所述过滤器本体(2)具有两个沿自由边缘(3A，4A)接合在一起的叠合的板(3，4)，所述板限定过滤器的内腔(9)，待过滤的流体进入到所述内腔中，用于所述板的隔离物(17)安置在所述内腔(9)中，其特征在于：
a.提供开孔型聚合物泡沫材料的平坦件用作隔离物(17)；
b.将所述平坦件定位为在所述板接合在一起之前与所述过滤器本体(2)的所述板(3，4)中的至少一个相对应；
c.将所述板(3，4)相互叠合，同时将所述隔离物保持于所述板(3，4)之间；
d.将所述板(3，4)沿其边缘(3A，4A)接合在一起，从而也将所述隔离物固定于所述板(3，4)之间。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述隔离物(17)连接到所述过滤器本体(2)后，修剪并剪切所述隔离物(17)，以使其适合于所述过滤器本体。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述隔离物(17)折叠，以使其适合于所述过滤器本体(2)的形状。
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