過濾元件、過濾裝置及方法
【專利摘要】用于過濾液體，特別是尿素溶液用的過濾元件(3)，帶有有開孔(22)的端圓盤(4)，和過濾介質(zhì)(24)，其封閉開孔(22)并允許液體在該過濾元件(3)的凈化側(cè)(28)和原液側(cè)(27)之間流過。
【專利說明】過濾元件、過濾裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于過濾液體，尤其是過濾尿素溶液用的過濾元件。另外，本發(fā)明還涉及一種過濾裝置。此外，本發(fā)明還涉及制造過濾元件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]尿素溶液，例如，在汽車減少氧化氮排放的廢氣處理中得到應(yīng)用。這時(shí)，尿素溶液用噴嘴噴入廢氣管路。尤其為了防止噴嘴阻塞，尿素溶液必須過濾。
[0003]例如，WO 2010/139706 Al描述了過濾尿素溶液用的過濾元件。因?yàn)檫@樣的尿素溶液在約_11°C下結(jié)冰，已知的過濾元件設(shè)置一種由可彈性變形的材料制成的補(bǔ)償元件。該補(bǔ)償元件吸收在尿素溶液結(jié)冰時(shí)不斷增大的液體體積。
[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種改善的過濾元件，一種改善的過濾裝置和一種改善的制造過濾元件用的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了完成這個(gè)任務(wù)，提出一種過濾液體，尤其是過濾尿素溶液用的、包括端圓盤和過濾介質(zhì)的過濾元件。該端圓盤有開孔。該過濾介質(zhì)封閉該開孔，并允許液體在過濾元件的凈化側(cè)和原液側(cè)之間流過。
[0006]通過使該液體可以從凈化側(cè)流向原液側(cè)和必要時(shí)還可以從原液側(cè)流向凈化側(cè)，在該凈化側(cè)和該原液側(cè)之間實(shí)現(xiàn)壓力平衡。這時(shí)，當(dāng)該液體結(jié)冰而因此經(jīng)歷體積增大時(shí)，便可能需要這樣的壓力平衡。借助于該壓力平衡避免過濾元件內(nèi)的應(yīng)力，例如，以此可以達(dá)到延長(zhǎng)該過濾元件壽命的目的。
[0007]該過濾介質(zhì)優(yōu)選實(shí)施成平的，并且平面地覆蓋在該端圓盤中的開孔上。
[0008]通過在該端圓盤上設(shè)置開孔，相對(duì)于安排在開孔鄰近處，尤其在過濾元件的凈化側(cè)的尚未凍結(jié)的剩余液體可以發(fā)生壓力平衡。由于液體一般都是從外向內(nèi)進(jìn)行凍結(jié)，因此尚未凍結(jié)的剩余液體一般處在過濾元件的凈化側(cè)上的端圓盤鄰近的區(qū)域中的事實(shí)，本解決方案抓住適當(dāng)?shù)奈恢茫浞绞綖槠湓诙藞A盤中的開孔或過濾介質(zhì)上建立壓力平衡。
[0009]相對(duì)于WO 2010/139706 Al當(dāng)前的解決方案尤其有在凈化側(cè)不需要補(bǔ)償元件的優(yōu)點(diǎn)，盡管也不排除這種可能性。也就是說這樣的補(bǔ)償元件可能不利地導(dǎo)致在凈化側(cè)上造成污染。例如，這可以通過以下方式出現(xiàn)，在過濾元件運(yùn)行時(shí)顆?？赡軓难a(bǔ)償元件脫出，并且此后例如可能造成本文開始時(shí)所述的閥門損傷。
[0010]該液體一般是一種流體，尤其是尿素水溶液。
[0011]例如，該過濾介質(zhì)設(shè)計(jì)成合成介質(zhì)。這樣的合成介質(zhì)有利地不由正在形成的冰晶體破壞。該合成介質(zhì)尤其可以設(shè)計(jì)成纖維網(wǎng)、纖維束或織物。此外，該合成介質(zhì)還可以具有聚丙烯或聚酰胺。顯而易見，該過濾介質(zhì)是液體可滲透的，尤其流體可滲透的。該過濾介質(zhì)同時(shí)把液體中的污染物濾除，以及讓液體從原液側(cè)流向凈化側(cè)。
[0012]按照一個(gè)實(shí)施方式，在原液側(cè)這樣地設(shè)置補(bǔ)償元件，使得液體凍結(jié)時(shí)留下的剩余液體在過濾介質(zhì)和補(bǔ)償元件之間的間隙流動(dòng)。這個(gè)間隙可以從外殼設(shè)置在補(bǔ)償元件或該端圓盤上，或者只有當(dāng)剩余液體通過過濾介質(zhì)流到原液側(cè)時(shí)，通過補(bǔ)償元件回縮給出間隙。該補(bǔ)償元件優(yōu)選具有彈性體。此外，補(bǔ)償元件可以設(shè)計(jì)成具有封閉小孔的和/或泡沫狀。這些小孔可以被空氣填充。該補(bǔ)償元件優(yōu)選具有乙丙三元橡膠(亦稱“EPDM”)。該補(bǔ)償元件相對(duì)于過濾介質(zhì)可以具有O和1mm之間，優(yōu)選O和5mm之間，更優(yōu)選O和2mm之間的距離。
[0013]按照另一個(gè)實(shí)施方式，該補(bǔ)償元件設(shè)計(jì)成為隔離體。以此可以這樣地控制尚未凍結(jié)的剩余液體在過濾元件中的空間布置，使其集中在凈化側(cè)與該過濾介質(zhì)鄰近的區(qū)域內(nèi)。然而，視補(bǔ)償元件和端圓盤之間的間隙大小而定，流體的剩余液體還可以集中在原液側(cè)上述的間隙內(nèi)。例如，可以通過使其具有EPDM而提供該補(bǔ)償元件的希望的隔離特性。然而還可以考慮具有封閉小孔的，其小孔尤其含有空氣的材料。
[0014]按照另一個(gè)實(shí)施方式，凈化側(cè)上該端圓盤中的開孔內(nèi)側(cè)地通到過濾元件的支撐體。例如，該支撐體設(shè)計(jì)成為帶有徑向缺口的中間管。該支撐體可以與過濾介質(zhì)連接。該過濾介質(zhì)尤其可以在其周圍用塑料噴涂，其中同時(shí)形成支撐體。
[0015]按照另一個(gè)實(shí)施方式，該支撐體在外側(cè)用其他過濾介質(zhì)包圍。另一種過濾介質(zhì)尤其指的是過濾箱。過濾箱可以具有環(huán)形剖面，在其內(nèi)部接納支撐體。該另一過濾介質(zhì)優(yōu)選形成主過濾介質(zhì)，就是說，這完成基本的過濾工作，而該開孔中的過濾介質(zhì)只負(fù)責(zé)用于所述壓力平衡。該過濾介質(zhì)和該另一過濾介質(zhì)可以具有相同的分離度。該分離度可以按照“多道ISO 19438”確定，其中尤其確定多少百分?jǐn)?shù)的哪個(gè)顆粒尺寸被過濾介質(zhì)或該另一個(gè)過濾介質(zhì)滯留。
[0016]按照另一個(gè)實(shí)施方式，該端圓盤相對(duì)于該開孔徑向外面與該另一個(gè)過濾介質(zhì)密封連接。以此在過濾介質(zhì)的凈化側(cè)形成被該另一個(gè)過濾介質(zhì)包圍并與該開孔連接的內(nèi)部空間。
[0017]按照另一個(gè)實(shí)施方式，在該端圓盤的開孔中設(shè)置防止該過濾介質(zhì)受到機(jī)械損壞的裝置。例如，該裝置可以采取格柵或者十字形式構(gòu)造。該裝置優(yōu)選建立來(lái)預(yù)防受到手工損壞。
[0018]此外還提出一種帶有按照本發(fā)明的過濾元件的過濾裝置。
[0019]該過濾裝置可以具有其中接納該過濾元件的外殼。此外，該過濾裝置可以包括接頭,通過接頭可以向過濾元件加入待過濾的液體,和可以由此引出已過濾的液體。
[0020]此外還提出制造過濾元件用的方法。該方法規(guī)定，用過濾介質(zhì)封閉端圓盤中的開孔。
[0021]按照一個(gè)實(shí)施方式，該過濾介質(zhì)在其邊緣區(qū)域與開孔的邊緣區(qū)域焊接。該焊接可以，例如，用紅外焊接或用反射鏡焊接進(jìn)行。
[0022]本發(fā)明可能的其他實(shí)現(xiàn)還包括沒有明確指出的前面的或者在下文中關(guān)于實(shí)施例所描述的過濾元件、過濾裝置或者方法的特征或?qū)嵤┓绞降慕Y(jié)合。這時(shí)，專業(yè)人員還可以作為本發(fā)明各基本形態(tài)的改善或者補(bǔ)充，對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行補(bǔ)充或者修改。
[0023]本發(fā)明的其他擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求以及在下文中描述的本發(fā)明的實(shí)施例的主題。此外現(xiàn)將參照附圖根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]附圖中:
[0025]圖1:按照實(shí)施方式的過濾裝置的剖面圖；
[0026]圖2:圖1的詳田視圖；
[0027]圖3:從下面看圖1的過濾元件；以及
[0028]圖4:用于制造按照實(shí)施方式的過濾元件用的多個(gè)方法步驟。
[0029]附圖中，只要沒有相反的說明，相同的引用符號(hào)標(biāo)示相同的或者功能相同的要素，

【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1表示按照一個(gè)實(shí)施方式的過濾裝置I的剖面圖。例如，過濾裝置I可以設(shè)置在汽車中。對(duì)此過濾裝置I可以建立來(lái)凈化液體，尤其是尿素溶液。
[0031]過濾裝置I包括外殼2，其中布置過濾元件3。過濾元件3包括第一端圓盤4和第二端圓盤5。在兩個(gè)端圓盤4, 5之間布置采取箱6形式的過濾介質(zhì)。該箱6在剖面(垂直于紙平面)上具有環(huán)形剖面，并且在其對(duì)面的端頭上液體密封地焊有端圓盤4，5。在被箱6封閉的內(nèi)部空間7中布置采取中間管11形式的支撐體。中間管11有通向箱6的徑向缺口
12?！皬较颉笔窍鄬?duì)過濾元件3中軸13而言的。
[0032]軸向托架14從端圓盤5延伸進(jìn)外殼2的接入孔15，并在外側(cè)，例如，借助于O形環(huán)對(duì)此密封。過濾元件3在接入孔15可拆卸地固定，和必要時(shí)可以更換。托架14有與中間管11內(nèi)部流體導(dǎo)通地連接的開孔16。中間管11內(nèi)部用17表示。
[0033]圖2表示圖1的詳細(xì)視圖。圖3表示從下面看的圖1的過濾元件3，其中未示出下面還將更詳細(xì)地描述的補(bǔ)償元件21。
[0034]端圓盤4有開孔22，可以在圖3中看到。在開孔22中布置十字23，其保護(hù)處于十字23后面的過濾介質(zhì)24使之免受人為損壞。該十字23與端圓盤4可以形成單件。如圖2所示，開孔22被過濾介質(zhì)24封閉。按照該實(shí)施例，過濾介質(zhì)24設(shè)計(jì)成為有液體滲透性的聚胺纖維網(wǎng)或聚丙烯纖維網(wǎng)。過濾介質(zhì)24與中間管11，例如，通過在周圍噴涂過濾介質(zhì)24連接。另外，過濾介質(zhì)24在其邊緣區(qū)域25環(huán)繞地與端圓盤4的限定開孔22的邊緣區(qū)域26焊接。
[0035]過濾介質(zhì)24以及箱6把過濾裝置I分成原液側(cè)27和凈化側(cè)28。處于原液側(cè)27上的待凈化的液體，在過濾裝置I運(yùn)行時(shí)基本上只流過箱6 (而不流過過濾介質(zhì)24)，并在這時(shí)凈化。該液體這樣到達(dá)凈化側(cè)28并從那里，例如，引入汽車的廢氣管線。
[0036]若現(xiàn)在，例如，在冬天過濾裝置I暴露于非常寒冷的條件下，則它可能遇到液體冰凍的情況。冰凍在圖1中用多個(gè)箭頭指示的方向從外向內(nèi)發(fā)生。通過把補(bǔ)償元件21設(shè)計(jì)成為隔離體，最終凍結(jié)在圖1中用29表示的剩余液體。通過使剩余液體29可以通過過濾介質(zhì)24和開孔22流入端圓盤4和補(bǔ)償元件21之間的間隙32，避免隨著剩余液體29結(jié)冰而發(fā)生并且可能損壞過濾元件3的壓力上升，如圖2相應(yīng)箭頭所示。在初始狀態(tài)下，就是說，在剩余液體29凍結(jié)之前，該補(bǔ)償元件21，例如，可以直接貼在端圓盤4上，如圖1所示。若現(xiàn)在剩余液體29從開孔22流出，則補(bǔ)償元件21被壓縮，其中給出間隙32。在另一個(gè)實(shí)施方式中，還可以在初始狀態(tài)下，該補(bǔ)償元件21已經(jīng)相對(duì)于端圓盤4具有間隙32。然而過濾介質(zhì)24和補(bǔ)償元件21之間的距離33優(yōu)選應(yīng)該小于10mm。否則補(bǔ)償元件21的隔離特性也許不足以實(shí)現(xiàn)使該剩余液體29在與過濾介質(zhì)24相鄰的要求的位置上不凍結(jié)。
[0037]補(bǔ)償元件21以及另一個(gè)布置在端圓盤5和外殼2之間的補(bǔ)償元件34(見圖1)可以各自用EPDM形成。
[0038]接著，連同圖4 一起闡述用于制造過濾元件3用的方法。
[0039]在該方法的第一步驟SI，把過濾介質(zhì)24放入沒有示出的工具中。在緊跟著的步驟S2，用塑料在周圍噴涂該過濾介質(zhì)24，其中同時(shí)產(chǎn)生中間管11。此后在步驟S3，連同過濾介質(zhì)24把中間管11布置在箱6中。中間管11可以連同過濾介質(zhì)24 —起初始突出地布置在箱6上面。在步驟S4中加熱端圓盤4，并在軸向方向上(軸向當(dāng)前同樣涉及中軸13)中間管11連同過濾介質(zhì)24移動(dòng)，以此中間管11和過濾介質(zhì)24各自與端圓盤4焊起來(lái)。這時(shí)，過濾介質(zhì)24的邊緣區(qū)域25優(yōu)選和端圓盤4上開孔22的邊緣區(qū)域26焊接。以此端圓盤4中的開孔22被過濾介質(zhì)24封閉。同時(shí)或此后不久在步驟S5，把端圓盤4與箱6在其邊緣區(qū)域35徑向在開孔22外焊接。焊接可以借助于用反射鏡焊接進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.用于過濾液體，尤其是過濾尿素溶液用的過濾元件(3)，其帶有具有開孔(22)的端圓盤(4)，和封閉開孔(22)并允許液體在過濾元件(3)的凈化側(cè)(28)和原液側(cè)(27)之間流過的過濾介質(zhì)(24)。
2.按照權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中在原液側(cè)這樣地設(shè)置補(bǔ)償元件(21)，使得液體凍結(jié)時(shí)留下的剩余液體(29)在過濾介質(zhì)(24)和補(bǔ)償元件(21)之間的間隙(32)中流動(dòng)。
3.按照權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中補(bǔ)償元件(21)設(shè)計(jì)為隔離體。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的過濾元件，其中凈化側(cè)(28)上的端圓盤(4)中的開孔(22)內(nèi)側(cè)地通到過濾元件(3)的支撐體(11)中。
5.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的過濾元件，其中支撐體(11)外側(cè)被另一過濾元件(6)包圍。
6.按照權(quán)利要求5所述的過濾元件，其中端圓盤(4)在相對(duì)于開孔(22)徑向外面與該另一個(gè)過濾介質(zhì)(6) —起密封地連接。
7.按照權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的過濾元件，其中端圓盤(4)的開孔(22)中設(shè)置防止過濾介質(zhì)(24)受到機(jī)械損壞的裝置(23)。
8.帶有按照權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的過濾元件(3)的過濾裝置(I)。
9.建立過濾元件(3)，尤其是建立按照權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的過濾元件(3)用的方法，其中端圓盤(4)中的開孔(22)用過濾介質(zhì)(24)封閉。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中過濾介質(zhì)(24)在其邊緣區(qū)域(25)與開孔(22)的邊緣區(qū)域(26)焊接。
【文檔編號(hào)】B01D29/21GK104245085SQ201280063778
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】C·科克施 申請(qǐng)人:曼·胡默爾有限公司