具有隔離介質(zhì)貼片的深度聚結(jié)過濾器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及分離流體混合物的不能混合成分的流體過濾器和組件，更具體地，用于分離柴油機燃料的油/水混合物中的水。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機用于運轉(zhuǎn)汽車變得越來越受歡迎。盡管這種發(fā)動機比更傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機更為節(jié)約燃料，但是柴油發(fā)動機對燃油供應(yīng)中的污染物特別地敏感，尤其對與燃油混合的水敏感。與燃油混合的水對車輛發(fā)動機具有許多有害的影響，為了柴油機的適當運轉(zhuǎn)其應(yīng)當被予以分離。在燃料泵的下游(加壓側(cè)上)可設(shè)置過濾器以保護下游部件。
[0003]迄今，過濾器已經(jīng)使用了具有或沒有聚結(jié)過濾器元件的內(nèi)部支撐框架來促進將流到內(nèi)部支撐框架以下或因重力而落到過濾器的底部的水滴的聚結(jié)，在該處水滴能被收集在例如收集碗中。雖然這種方式從燃料中去除了相當大部分的水，但是一些水滴可變得再次混入(re-entrained)在燃料中，尤其當過濾器位于燃料泵的加壓側(cè)時,這些水滴與燃料一起離開過濾器。在過去，內(nèi)部支撐框架的內(nèi)部會設(shè)置二次聚結(jié)元件來捕獲這些剩余的或再次混入的水滴。這些二次聚結(jié)元件包括疏水材料環(huán)。然而，假設(shè)疏水材料相對昂貴，則會大幅度地增加成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明以更有效的成本和/或更簡單的方式解決再次混入水滴的問題。根據(jù)本發(fā)明，疏水多孔薄膜盤(hydrophobic foraminous membrane disk)被用來跨越過濾器的中心腔內(nèi)布置的出口通道，過濾的燃料通過疏水多孔薄膜盤離開中心腔。在離開過濾器之前，疏水多孔薄膜盤分離燃料中再次混入的水。因此，只需要少量相對昂貴的疏水材料。
[0005]出口通道優(yōu)選地由具有環(huán)形壁的管狀構(gòu)件構(gòu)成，所述環(huán)形壁終止于軸向開口到中心腔中的進入開口。疏水多孔薄膜盤的外圍邊緣可便利地附接到環(huán)形壁，特別是附接到環(huán)形壁的邊沿，使得其跨越進入開口，由此離開過濾器的燃料必須經(jīng)過疏水多孔薄膜盤。
[0006]在優(yōu)選實施例中，管狀構(gòu)件形成容納過濾器頭部的螺紋接套的井，過濾器可移走地附接到過濾器頭部。管狀構(gòu)件的伸入中心腔的環(huán)形壁優(yōu)選地與包圍中心腔的過濾介質(zhì)環(huán)或環(huán)形的過濾介質(zhì)支撐框架徑向向內(nèi)地分隔開。
[0007]疏水多孔薄膜盤優(yōu)選地大體是平的，即平面的，但不必是精準的平面。例如，盤可以是稍微有波浪的、凹的或凸的。平面盤使得流經(jīng)的速度最大，同時防止水粒子到達并損壞過濾器的下游的濕度敏感部件。最大化流經(jīng)速度以及制造和材料效率允許減少部件的磨損和撕破、組裝時間、材料成本、尺寸、和/或過濾器組件的重量。
[0008]疏水多孔薄膜盤是盤狀結(jié)構(gòu)，其基本上由具有被疏水材料劃界的多個通道并能夠使流體經(jīng)過的單層材料或單片材料組成。疏水材料的作用是阻止水流過薄膜。疏水材料片可以采取編織的或非編織的篩的形式。單層被定義為單一層的材料。盤可以是用于圓形開口的圓形，并且可以是其它形狀，例如用于相應(yīng)形狀的開口的橢圓形。薄膜可以是自支撐的，或者可設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)以支撐薄膜，同時優(yōu)選地使流經(jīng)薄膜的阻力最小。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方案，過濾器包括過濾介質(zhì)環(huán)，其限定中心腔；出口通道，位于中心腔的下游并具有布置在中心腔內(nèi)的入口開口；以及疏水多孔薄膜盤，跨越入口開口，用于分離經(jīng)過疏水多孔薄膜盤的燃料中的水。
[0010]任選地，過濾器包括密封結(jié)合到過濾介質(zhì)環(huán)的頂端的頂端蓋和密封結(jié)合到過濾介質(zhì)環(huán)的底端的底端蓋。
[0011]任選地，過濾介質(zhì)環(huán)的內(nèi)部設(shè)置中心管，其用于支撐過濾介質(zhì)環(huán)抵抗徑向向內(nèi)的毀壞。
[0012]任選地，中心管是聚結(jié)中心管。
[0013]任選地，出口通道由管狀壁形成，管狀壁終止于軸向開放到中心腔中的入口開口。
[0014]任選地，疏水多孔薄膜盤的外圍邊緣附接到環(huán)形壁。
[0015]任選地,盤通過結(jié)合、柱插(stake)、包覆成型和焊接中的至少一種附接。
[0016]任選地，過濾器包括密封結(jié)合到過濾介質(zhì)環(huán)的頂端的頂端蓋和密封結(jié)合到過濾介質(zhì)環(huán)的底端的底端蓋。
[0017]任選地，過濾器包括過濾介質(zhì)環(huán)的中心管，用于支撐過濾介質(zhì)環(huán)抵抗徑向向內(nèi)的毀壞，以及其中管狀構(gòu)件由中心管直接支撐。
[0018]任選地，管狀構(gòu)件形成容納過濾器頭部的螺紋接套的井，過濾器可移走地附接到過濾器頭部。
[0019]任選地，所述中心腔被用于限定供燃料在其中流動的空置空間的環(huán)形表面劃界，而且所述管狀壁與所述環(huán)形表面徑向向內(nèi)分隔開。
[0020]任選地，過濾器還包括流體連接至中心腔的儲箱，由此聚結(jié)水粒子積累在儲箱中。
[0021]任選地，過濾介質(zhì)環(huán)具有中心軸線，疏水多孔薄膜盤的平面區(qū)與中心軸線正交。
[0022]任選地，過濾介質(zhì)環(huán)具有中心軸線，疏水多孔薄膜盤的平面區(qū)與中心軸形成銳角。
[0023]任選地，過濾器包括殼體，所述殼體包圍過濾介質(zhì)環(huán)并在殼體與過濾介質(zhì)環(huán)之間形成流體過道。
[0024]任選地，過濾器包括螺孔板(tap plate)，該螺孔板具有用于使過濾器可移走地固定到過濾器頭部的螺紋部。
[0025]任選地，過濾器包括位于過濾器的上端的螺紋部，該螺紋部用于過濾器與過濾器頭部之間的旋接。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，在過濾器的端蓋或中心管中，管狀壁形成在管狀壁的兩個開口端之間延伸的通過通道，疏水多孔薄膜盤跨越通道，用于分離經(jīng)過疏水多孔薄膜盤的燃料中的水，由此浸入流經(jīng)疏水多孔薄膜盤的燃料中的水粒子不能隨同燃料自由地流動到下游。
[0027]任選地，疏水多孔薄膜盤的外圍邊緣附接到環(huán)形壁。
[0028]任選地，疏水多孔薄膜盤與管狀壁的縱軸線正交。
[0029]任選地，疏水多孔薄膜盤與管狀壁的縱軸線形成銳角。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，過濾器包括過濾介質(zhì)環(huán)；柱形殼體,包圍過濾介質(zhì)環(huán),該殼體包括在殼體的開口端的端蓋，流動通道使燃料能夠進入和離開殼體而且經(jīng)過介質(zhì)；以及在殼體中的水隔離盤，位于流體流中，以防止流體流中的水經(jīng)過出口通道。
[0031]任選地，水隔離盤由端蓋支撐。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，過濾器和過濾器頭部組件包括過濾介質(zhì)環(huán)，其限定中心腔；出口通道，位于中心腔的下游并具有與中心腔連通的入口開口 ；以及疏水多孔薄膜盤，跨越入口開口，用于分離經(jīng)過疏水多孔薄膜盤的燃料中的水。
[0033]在下文中參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的前述及其它特征。
【附圖說明】
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的附接到過濾器頭部并包括示例性的上端蓋的示例性的過濾器的剖視圖，示例性的上端蓋具有示例性的疏水薄膜。
[0035]圖2是部分被截取移除的過濾器的立體圖。
[0036]圖3是過濾器的俯視圖。
[0037]圖4是過濾器的沿直徑的剖視圖。
[0038]圖5是上端蓋的立體圖。
[0039]圖6是上端蓋的仰視圖。
[0040]圖7是上端蓋的剖視圖。
[0041]圖8是包括另一示例性的端蓋的另一示例性的過濾器的沿直徑的剖視圖，另一示例性的端蓋具有示例性的成角度的疏水薄膜。
[0042]圖9是圖8的過濾器中的上端蓋的俯視圖。
[0043]圖10是圖8的示例性的端蓋的剖視圖。
[0044]圖11是包括又一示例性的上端蓋的又一示例性的過濾器的被截取移除的立體圖，所述又一示例性的上端蓋具有又一示例性的疏水薄膜。
[0045]圖12是圖11的上端蓋的立體圖。
[0046]圖13是又一示例性的過濾器的剖視圖，其中中心管的上端具有構(gòu)成出口開口的管狀部，疏水薄膜盤跨越所述出口開口。
[0047]圖14是圖13的中心管的剖視圖。
【具體實施方式】
[0048]本申請的原理尤其應(yīng)用于不僅去除微粒而且去除發(fā)動機的燃料系統(tǒng)的燃料流中的水的過濾器，發(fā)動機例如是車輛的柴油發(fā)動機或甚至汽油發(fā)動機，因此以下本文將主要描述。當然將理解，本發(fā)明的原理可更普遍地適用于期望去除主流體(primary fluid)中的顆粒而且還去除主流體中的不能混合流體的其它過濾器，例如去除航行器的液壓流體中的顆粒和水的過濾器。因此，本文使用的燃料能夠代表被過濾的任何主流體，水能夠代表不能混合在主流體中并期望從主流體中去除的流體。
[0049]現(xiàn)在具體地參照附圖并首先參照圖1-4，過濾器總體由附圖標記10表示。過濾器10能夠被設(shè)置在例如車輛的燃料系統(tǒng)中，優(yōu)選地被設(shè)置在從燃料箱向車輛的發(fā)動機泵送燃料的泵的加壓側(cè)。當然應(yīng)理解，過濾器10可以用在其它位置和應(yīng)用場合。
[0050]過濾器10通常包括:過濾介質(zhì)環(huán)20，其限定中心腔34 ;出口通道38，具有布置在過濾介質(zhì)環(huán)20的中心腔34內(nèi)的入口開口 48 ;以及疏水多孔薄膜盤42，跨越出口通道38，用于分離經(jīng)過疏水多孔薄膜盤42的燃料中的水。在使用過程中，燃料從外到內(nèi)經(jīng)過過濾介質(zhì)環(huán)20，去除燃料中的