[发明专利]过滤装置

说明书

技术领域

本发明大致涉及过滤流体，尤其是过滤机动车辆流体，特别包括过滤由内燃机摄取的空气。

背景技术

众所周知，由内燃机摄取的空气（或一般而言，气体）通常要经受过滤步骤，以净化空气、除去其中悬浮的固定颗粒（通常为各种类型的粉末），以使后者不会到达发动机燃烧室。这种过滤过程通常由特定的过滤装置执行，该过滤装置沿着内燃机的进气管、进气歧管的上游，以及涡轮增压器（如果存在）设置。

过滤装置大致包括通常被称为过滤箱的外壳，该外壳设有用于待过滤空气的入口、用于已过滤空气的出口、以及置于所述过滤箱中用于过滤从入口流向出口的空气的滤芯。该滤芯包括至少一个过滤材料元件（例如，基于纤维素或高分子的材料），以及至少一个用于所述过滤材料元件的支撑板。该支撑板连接到该过滤箱，从而该过滤材料元件适于将过滤箱的内部容积分成两个单独的腔室，包括与入口连通的第一室，以及与出口连通的第二室。因此，从过滤箱的入口流向出口的空气被迫穿过过滤材料元件，而该过滤材料元件阻挡了悬浮的固体颗粒。考虑到固体颗粒会逐渐阻塞该过滤材料元件，因此，通常该滤芯可以从该过滤箱上移出，以便在过滤材料元件过度堵塞时将其更换。

 与这类过滤装置相关的一个主要需求在于，提供能够长时间保持高过滤性能的滤芯，例如，能够保证长使用寿命，并因此减少对其更换所需的干预措施。

具有过滤膜的过滤装置的提出正满足了该需求，该过滤膜与用于分离最粗糙的固体颗粒的离心机系统相结合，这些离心机系统安置在与该过滤装置的入口连通的第一室中。

例如，美国专利US4303423公开了一种空气过滤器，其外壳限定了内部环境，在这个内部环境中，插入有大致环形的过滤膜，设置该过滤膜以将该环境划分为与用于待过滤空气的入口连通的第一室，和与用于已过滤空气的出口连通的第二室。在外壳的上壁，钻有孔，设有导流翼，这种孔限定了空气的入口。特别地，该导流翼适于在外壳中使空气进行螺旋运动。

此外，外壳的内壁具有一个或多个在外壳的整个轴向范围延伸的螺旋浆，这些螺旋桨加强了施加到外壳的第一室中的空气的旋转运动。

导流翼和螺旋浆引起的旋转运动允许在进入到第一室的空气穿过过滤膜前，从中预分离出最重的固体杂质，以防止这些微粒过早阻塞过滤膜。然后，在外壳的底部附近，设有具有风扇的孔，用于排出由于施加到空气中的离心作用而被过滤膜的室上流分离的固体杂质。

虽然滤芯的寿命增加了，然而这种技术方案事具有如下缺点：如果用在高的空气流速下，其将要求明显增加过滤膜的尺寸（外径、内径、高度）和第一室的尺寸，以及螺旋桨的高度，从而容纳累积在螺旋桨的大量的固体杂质；所有这些将导致过滤装置具有大的外形尺寸，以及对要过滤的空气中存在的杂质的固态颗粒的低预分离效率。

此外，具有已知类型的离心预过滤作用的过滤装置事实上还存在以下缺点：外壳的形状和尺寸受到所需的离心效应的限制，因此，外壳将总是大致圆柱型的，并且，随着过滤高流速空气的需求的出现，它将具有相当大的外形尺寸。

因此，这意味着，这种类型的过滤装置难以在汽车工业中应用，在这种应用中，由于车辆引擎室内具有整体尺寸需求，过滤装置的外壳必须具有复杂的配置或需要小的尺寸。本发明的一个目的就是通过简单的、合理的、廉价的技术方案克服现有技术的上述缺点。

这些目的通过独立权利要求表明的本发明的特征获得。从属权利要求概述了本发明的优选的和/或特别有利的方面。

发明内容

特别地，本发明提供了一种滤芯，其用于包含在具有入口和出口的外壳中，以过滤从入口流向外部的流体，该滤芯包括至少一个过滤膜，特征在于该滤芯包括至少一个管状体，所述过滤膜装在该管状体上，以便至少部分盘绕，该管状体包括至少一个具有从该管状体内壁螺旋展开的翼。

由于这个解决方案，该滤芯的过滤性能独立于它所插入的过滤装置的外壳的尺寸和形状。

此外，本发明的一方面提供了，所述翼的高度大致等于管状体的内径与过滤膜的外径之间的差值。

因此，所述翼的高度可以制成需要的尺寸，以便根据穿过所述过滤膜的空气流速，优化固体颗粒物的收集。

本发明的另一方面提供了，所述翼具有沿着所述管状体纵轴的可变螺距。

这种解决方案允许在空气穿过所述过滤膜之前，优化空气的路径和速度，以增强对要过滤的空气中的粗糙固体部分的分离。

本发明的还有一方面提供了所述过滤膜设置有封闭端和相对的开口端。

优选地，所述管状体包括至少一个用于固定至所述过滤膜的开口端的环形支座，以便将该过滤膜内的环境与外部环境分隔。