过滤元件和过滤装置

摘要

一种用于过滤流体（36）、尤其尿素-水-溶液的过滤元件（1），具有过滤介质（5），它包括内室（6），还具有支撑体（7），它包括伸进内室（6）里面的空心室（13），该空心室向着过滤元件（1）的净端（14）封闭并且向着过滤元件（1）的污端（15）敞开。

权利要求

1.一种用于过滤尿素-水-溶液的过滤元件（1），具有过滤介质（5），它包括内室（6），还具有支撑体（7），它包括伸进内室（6）里面的空心室（13），该空心室向着过滤元件（1）的净端（14）封闭并且向着过滤元件（1）的污端（15）敞开，其特征在于，在空心室（13）里面设置补偿元件（24），其中，所述补偿元件（24）蘑菇形地通过杆段（26）和头段（25）构成，该杆段设置在空心室（13）内部，该头段顶靠在过滤元件（1）的端部盘（3）上。

2.如权利要求1所述的过滤元件，具有端部盘（3），它与支撑体（7）一体地构成。

3.如权利要求1-2中任一项所述的过滤元件，其中，在补偿元件（24）与支撑体（7）之间并且在补偿元件（24）与过滤元件（1）的端部盘（3）之间构成通道（31），它与污端（15）处于流体连接。

4.如权利要求1-2中任一项所述的过滤元件，其中，所述支撑体（7）具有第一段（11）和第二段（12），第一段包括空心室（13），第二段包括开孔（21,22），用于使过滤的流体（36）从在支撑体（7）与过滤介质（5）之间形成的中间空间（19）向着过滤元件（1）的连接孔（35）排出。

5.如权利要求4所述的过滤元件，其中，所述支撑体（7）设计成中心管，它包括第一和第二段（11,12），其中所述开孔（21,22）包括在中心管（7）的第二段（12）中的轴向孔（22）和径向孔（21）。

6.如权利要求4所述的过滤元件，具有第一和第二端部盘（3,4），在其间延伸支撑体（7），其中其第一段（11）与第一端部盘（3）连接，其第二段（12）紧邻第二端部盘（4）。

7.如权利要求4所述的过滤元件，具有杆状加热元件（43），它延伸到第二段（12）里面。

8.一种过滤装置（2），包括外壳，具有如权利要求1至7中任一项所述的过滤元件（1）。

说明书

过滤元件和过滤装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于过滤流体、尤其尿素-水-溶液的过滤元件。本发明还涉及一种过滤装置。

背景技术

[0002] 例如在处理机动车排气时为了降低氮氧化物的排放使用尿素-水-溶液。在此通过喷嘴将尿素-水-溶液喷入到排气管里面。尤其为了防止堵塞喷嘴，必需过滤尿素-水-溶液。

[0003] 例如WO 2010/139706 A1描述了一个用于过滤尿素-水-溶液的过滤元件。因为这种尿素-水-溶液在约-11℃时结冰，已知的过滤元件具有由可弹性变形材料制成的补偿元件。该补偿元件吸收在尿素-水-溶液结冰时放大的液体体积。

[0004] 由DE 10 2004 025 811 A1还已知一个过滤元件，它具有带有隔壁的支撑部件，隔壁限制死体积。

发明内容

[0005] 本发明的目的是，提供一个改进的过滤元件和一个改进的过滤装置。

[0006] 为了实现这个目的建议一个用于过滤流体、尤其尿素-水-溶液的过滤元件，它具有过滤介质和支撑体。所述过滤介质包括内室，所述支撑体包括伸进内室里面的空心室。该空心室向着过滤元件的净端封闭并且向着过滤元件的污端敞开。

[0007] 所述空心室伸进到内室里面，由此减少在净端上的流体体积。因此可以使补偿元件更小地构成，它吸收在流体、例如上述的尿素-水-溶液结冰时放大的液体体积。由此也减小过滤装置的尺寸，它包括这种过滤元件。此外可以利用所形成的空心室，用于容纳过滤元件的其它部件，例如补偿元件。由此进一步减小过滤元件或相应的具有过滤元件的过滤装置的尺寸。在本解决方案中减小在净端上结冰的流体量，由此能够更快地融化结冰或者说可以减小用于融化过程的加热元件的加热功率。此外由于在净端上减少的流体量可以省去在净端上的补偿元件。在此与由WO 2010/139706 A1已知的解决方案相比是有利的，因为这种尤其设置在净端上的补偿元件有利于更好的零部件洁净结构和稳定性结构，这可以影响加工成本。其原因在于，粘附在补偿元件上的颗粒可能被补偿元件在过滤元件运行中去除，然后例如可能损坏前面所述的喷嘴。尽管如此在所述的解决方案中也可以设想，在净端上设有例如小的补偿元件。

[0008] 所述流体典型地是液体，尤其是尿素-水-溶液。

[0009] 优选由过滤介质包围的内室是过滤元件的净端。相应地所述污端（它例如可以被要净化的流体入流）设置在对面并因此设置在过滤介质的外侧。当然也可以在相反的方向上实现通流，由此得到净端与污端的相反布置。

[0010] 按照一实施例，在空心室里面设置补偿元件。该补偿元件优选具有弹性体。该补偿元件还可以多封闭孔地和/或发泡的构成。微孔可以通过空气充满。所述补偿元件优选具有乙烯-丙烯-二烯橡胶（也称为“EPDM”）。所述补偿元件可以部分地或者完全地充满空心室。所述补偿元件设置在空心室里面，由此得到更小尺寸的过滤元件或过滤装置。

[0011] 按照另一实施例，所述补偿元件蘑菇形地通过杆段和头段构成，该杆段设置在空心室内部，该头段顶靠在过滤元件的端部盘上。由此实现大的补偿元件体积，它同时能够节省空间地安置。

[0012] 按照另一实施例包围空心室的支撑体段与端部盘一起形成钵形的几何形状。这种几何形状能够简单地、例如以注塑成型工艺制成。

[0013] 按照另一实施例，所述过滤元件具有端部盘，它与支撑体一体地构成。通过这个措施也保证支撑体包括端部盘的简单加工性，例如以注塑成型工艺。支撑管与端部盘一体的结构使结构部件数量减少，这进一步改善过滤元件的加工性。

[0014] 按照另一实施例，在补偿元件与支撑体之间和/或在补偿元件与过滤元件的端部盘之间构成通道，它与污端处于流体连接。该通道的优点是，避免压力峰值并且保证均匀地压缩补偿元件。所述通道例如可以通过一个或多个槽在补偿元件、在支撑体和/或在端部盘里面构成。所述通道例如还可以通过例如横截面为圆形的补偿元件的倒角实现，如果这个补偿元件嵌入到例如通过圆形横截面形成的空心室里面的时候。所述通道可以通过在补偿元件表面上的隆起实现，它们使限制支撑体空心室的壁体与补偿元件表面间隔。此外可以设想，所述补偿元件配有比空心室更小的尺寸、尤其更小的直径，由此在补偿元件与限制空心室的壁体之间产生通道。

[0015] 按照另一实施例，所述支撑体具有第一段和第二段，第一段包括空心室，第二段包括开孔，用于使过滤的流体从在支撑体与过滤介质之间形成的中间空间向着过滤元件的连接孔排出。尽管过滤的流体在支撑体的第一段部位中的中间空间里面“处于”封闭的表面，过滤的流体在第二段部位穿过支撑体中的开孔向着过滤元件的连接孔并由此从过滤元件流出。

[0016] 按照另一实施例，在支撑体上在第一和/或第二段上在外侧面上成形相同的筋，它们尤其作为过滤介质与支撑体之间的间隔体。所述筋最好向着过滤介质延伸。但是为了保证过滤的流体在垂直于筋的纵向平面方向上的流动，可以在筋之间设有缺口。

[0017] 按照另一实施例，所述支撑体包括第一和第二段，其中所述开孔包括在支撑体的第二段中的轴向孔和径向孔。因此要被过滤的流体首先从中间空间径向向内流到支撑体里面，然后轴向在其端面上从支撑体流出并且向着过滤元件的连接孔输送。

[0018] 按照另一实施例所述过滤元件具有第一和第二端部盘，在其间延伸支撑体，其中其第一段与第一端部盘连接，其第二段紧邻第二端部盘。由此实现长形的支撑体，它赋予过滤元件更大的稳定性。按照一实施例，所述支撑体也可以通过其第二段支承在第二端部盘上，即与第二端部盘接触。

[0019] 按照另一实施例所述过滤元件具有杆状加热元件，它延伸到过滤元件的第二段里面。所述杆状加热元件最好在过滤装置里面固定地或可拆卸地设置或固定在外壳上。由此可以快速融化结冰的流体。此外所述杆状加热元件进一步减小在净端存在的流体体积。这又使所述补偿元件可以具有更小的尺寸。

[0020] 此外建议一个具有按照本发明的过滤元件的过滤装置。

[0021] 所述过滤装置可以具有外壳，在其中容纳所述过滤元件。此外所述过滤装置可以包括接头，利用它们可以输送要过滤的流体到过滤元件并且将过滤的流体从过滤元件排出。

[0022] 所述过滤装置例如可以是机动车的组成部分。

[0023] 本发明的其它可能的实现性也包括未详细列举的、上述的或者下面的结合实施例描述的特征或者过滤元件或过滤装置的实施例的组合。因此专业人员也能够添加或者改变单个细节作为对于本发明各基本形式的改进或者补充。

附图说明

[0024] 从属权利要求的内容以及下面描述的本发明的实施例是本发明的其它结构。此外，借助于实施例参考附图来进一步解释本发明。附图示出：

[0025] 图1过滤元件按照一实施例的分解图；

[0026] 图2安装在过滤装置里面的图1的过滤元件的剖面图；

[0027] 图3与按照图2的实施例相比的变体。

[0028] 在附图中相同的附图标记表示相同的或者功能相同的部件，除非给出不同的说明。

具体实施方式

[0029] 图1以分解图示出按照一实施例的过滤元件1。图2示出图1的过滤元件1安装在过滤装置2里面的状态的剖面图。过滤装置2例如可以位于机动车里面。过滤装置2设计成净化液体、尤其尿素-水-溶液。尿素-水-溶液例如是含量25至35%的尿素-水-溶液。常见含量30至35%、尤其32.5%的尿素-水-溶液。在这里百分比数表示体积百分比。

[0030] 参照图1，那里示出，过滤元件1包括第一端部盘3和第二端部盘4。在两个端部盘3,4之间设置折子5形式的过滤介质。折子5具有圆环形横截面并且在其对置端部上与端部盘
3,4流体密封地焊接。如图2所示，在被折子5包围的内室6里面设置支撑体7形式的支撑体。
支撑体7包括第一和第二段11,12。

[0031] 第一段11具有空心室13，它向着过滤元件1净端14封闭并且向着过滤元件1污端15敞开。空心室13径向由支撑体7的壁体16限制，并且轴向在一端通过封闭支撑体7内横截面的短臂17限制。在此“径向”和“轴向”涉及过滤元件1的中心轴线18（见图2）。支撑体7的第一段11在其敞开的端部上与第一端部盘3一体地连接。为此可以使支撑体7包括端部盘3以注塑成型工艺在一个步骤中制成。端部盘3优选圆环形地构成并且与第一段11的壁体16和短臂17一起形成钵状的几何形状。

[0032] 支撑体7的第二段12通过径向孔21和端部的轴向孔22构成。具有轴向孔22的第二段12端部23紧邻第二端部盘4。在此端部23可以直接顶靠在端部盘4上或者以端部盘4为基准具有微小的间隙。在图2中示出该间隙。在支撑体7的第二段12上径向向外构成延伸到支撑体7与过滤介质5之间的环形中间空间19里面的筋20。筋20加固支撑体7。

[0033] 过滤元件1还具有蘑菇型的、由EPDM制成的补偿元件24，它包括头段25和杆段26。如同在图1中看到的那样，在头段25和杆段26里面形成槽27。如在图2看到的那样，槽27在面对第一端部盘3的头段25一侧上径向向内延伸并且在那里轴向继续沿着杆段26的外侧面延伸。由此槽27与端部盘3和支撑体7一起构成通道31。通道31与污端15导引流体地连接。

[0034] 轴向凸缘32从第二端部盘4延伸到过滤装置2的外壳34的连接孔33里面，并且例如利用O形环39在外侧相对于孔密封。过滤元件1可拆卸地固定在连接孔33里面并且在需要时可以更换。凸缘32具有过滤元件1的连接孔35，它与过滤装置2的连接孔33并且与支撑体7的开孔22处于导引流体地连接。

[0035] 在过滤装置2运行中要被净化的液体36位于过滤元件1的污端15上，要被净化的液体通流过滤介质5，同时过滤。液体36穿过过滤装置2的运动在图2中通过相应的路径表示。因此液体36进入到中间空间19并且从那里在轴向上在筋20之间的缺口37之间通流。最后液体36通过支撑体7的第二段12中的径向孔21，并且接着通过其轴向孔22流到连接孔35，从那里从过滤装置2流出。

[0036] 如果过滤装置2现在例如在冬天处于非常冷的条件下，则可能出现液体36结冰，尤其在中间空间19里面。但是因为中间空间19很小，可能趋于结冰的液体体积也很小。因此通过补偿元件24可以接受伴随结冰带来的体积变化。过滤元件1附加地可以具有另一补偿元件38，它设置在第二端部盘4与外壳34之间。按照本实施例补偿元件38环形地构成并且包围凸缘32。补偿元件38可以具有在图1中所示的空隙41，在其中分别嵌入在第二端部盘4上构成的销轴42，用于使补偿元件38相对于第二端部盘4固定。

[0037] 在结冰时还可以利用通道31进行空心室13与中间空间19之间的压力补偿，由此避免作用于壁体16上的压力峰值并且实现补偿元件24的压缩均匀性。

[0038] 按照另一实施例没有筋20。取而代之使支撑体7通过与图2相比加大的直径构成，由此减小中间空间19，以进一步减小在折子5内部在净端14上的液体体积。

[0039] 图3示出与图2不同的过滤元件1，其中，支撑体7的第一和第二段11,12基本相同长度的构成。杆状加热元件43（虚线表示）设置在支撑体7的第二段12的空心室44里面。空心室44由支撑体7的壁体45以及短臂17限制。空心室44利用径向开孔21与中间空间19处于导引液体地连接。利用杆状加热元件43能够快速加热或融化液体36或相应的冰。