过滤器滤芯和过滤器设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于过滤流体的过滤器滤芯，尤其是尿素溶液，以及一种过滤器设备， 尤其是尿素过滤器设备。 现有技术
[0002] 例如，在机动车中的废气气体处理中使用尿素溶液来减少氮氧化物的排放。在这 种情形中，通过喷嘴将尿素溶液喷射到废气气体歧管中。尤其是为了防止喷嘴的堵塞，必须 对尿素溶液进行过滤。经常，适合于过滤尿素溶液的过滤器也被称为尿素过滤器。
[0003] 为了过滤尿素溶液，已知的是采用过滤器滤芯，滤芯在吸入侧被供应或加载真空 或欠压。真空引起了尿素溶液的除气，从而气体将聚集到过滤器滤芯或者接收该过滤器滤 芯的过滤器设备的最高区域中。重要的是，将这些小气泡形式的聚集气体引导出过滤器滤 芯或过滤器设备从而不损害下游的部件，尤其是前述的喷嘴，的功能。
[0004] 在开发用于尿素溶液的过滤器滤芯时要考虑的另一方面是尿素溶液在约-11 eC时结冰。在这种情形中，例如从W0 2010/139706A1中已知的是提供可弹性变形材料的 补偿体。该补偿体吸收了在尿素溶液结冰时的体积增加。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种改善的过滤器滤芯以及改善的过滤器设备。尤其是， 本发明的目的在于至少减少在过滤器滤芯或者过滤器设备中的大气泡的聚集。
[0006] 作为该目的的解决方案，提出了一种用于过滤流体，尤其是尿素溶液，的过滤器滤 芯。该过滤器滤芯包括液体可渗透的且气体不可渗透的第一过滤器介质和液体不可渗透且 气体可渗透的第二过滤器介质。第一和第二过滤器介质分别被布置在过滤器滤芯的未过滤 侧和清洁侧之间。
[0007] 在一个实施例中，过滤器滤芯以环形形状围绕内部并且流体可同时通过被分别布 置在过滤器滤芯的未过滤侧和清洁侧之间的至少第一和第二过滤器介质从清洁侧流到未 过滤侧而流动通过该过滤器滤芯，其中第一过滤器介质是液体可渗透的且气体不可渗透的 并且第二过滤器介质是液体不可渗透且气体可渗透的。
[0008] 第一过滤器介质具有对该流体进行净化的任务，尤其是尿素溶液，S卩，从其过滤掉 尤其是不想要的颗粒，第二过滤器介质被设计为实现小气泡从过滤器滤芯的未过滤侧到清 洁侧的连续传输。以这种方式，防止了大量气体在过滤器滤芯或在接收该过滤器滤芯的过 滤器设备中的聚集。
[0009] 第一过滤器介质，例如是，基本上气体可渗透的，但是在完全浸湿状态下，被流体 的表面张力堵住，尤其是尿素溶液。第二过滤器介质，例如是，原则上是液体可渗透的，但是 这仅在高于预定的压力差时成立，该预定的压力差大于在过滤器滤芯工作时作用在第二过 滤器介质上的工作压力差。
[0010] 优选地，第二过滤器介质被布置成(大地测量学地）高于第一过滤器介质。
[0011] 该流体通常是液体，尤其是尿素溶液。
[0012] 该第一过滤器介质例如被实施为无纺布、铺制幅材、或织物。而且，该第一过滤器 介质可例如以波纹管的形式被折叠。而且，该第一过滤器介质可包括纸。
[0013] 第二过滤器介质可例如被实施为聚四氟乙烯（PTFE)。
[0014]根据一个实施例，第一过滤器介质是亲水性的或亲油的而第二过滤器介质是疏水 性的或疏油的。以这种方式，实现了第一过滤器介质将被水(这意味着一般来说还包括水溶 液）或油(这意味着一般来说还包括油溶液）浸湿并且以这种方式产生了对气体通过第一过 滤器介质的阻挡作用。相比而言，水或油（这通常相应地应用于水溶液或油溶液）不能进入 到第二过滤器介质使得第二过滤器介质能让气体穿过。
[0015] 根据另一实施例，第一过滤器介质在高于第一压力差时是气体不可渗透且液体可 渗透的，并且第二过滤器介质在低于第二压力差时是气体可渗透的且液体不可渗透的，其 中第二压力差高于第一压力差并且过滤器滤芯可工作的工作压力差位于第一和第二压力 差之间。以这种方式，实现了液体，尤其是尿素溶液，仅穿过第一过滤器介质并且被其过滤。 另一方面，第二过滤器介质保持了液体不可渗透。第一过滤器介质此时具有前述的相对于 气体的阻挡作用同时第二过滤器介质允许气体穿过，尤其是小气泡形式的气体。工作压力 差优选地在1到0. 7巴的范围内。
[0016] 在一个实施例中，规定了第一过滤器介质是封闭的环形构造，并且在被以星形折 叠或者被缠绕的状态下，包围所述过滤器滤芯的内部。
[0017] 在另一实施例中，在环形的封闭的第一过滤器介质的一个或全部两个端面处布置 端盘，该端盘用于密封第一过滤器介质的端面表面。用于排出被过滤的流体或者供应待被 过滤的流体的连接器优选地被设置在一个端盘中。
[0018] 在优选的实施例中，第二过滤器介质被布置在一个端盘中的开口中。因为端盘在 轴向方向上隔绝了环形过滤器介质，所以第二过滤器介质由此也被布置在过滤器本体的由 环形的第一过滤器介质形成的轴向端或端面处。因此过滤器滤芯可在过滤器中被坚直地使 用，其中带有第二过滤器介质的端部朝上。因此在该过滤器内升高到顶部的气体可通过第 二过滤器介质被排出到第一过滤器介质之上。
[0019] 根据另一实施例，第二过滤器介质被实施在过滤器滤芯的套管的开口中，该套管 从端盘起向远处伸出并且提供了过滤器滤芯的用于排出被过滤流体或用于供应被过滤流 体的连接器。因此，因为第二过滤器介质或者由该过滤器介质隔绝的开口被布置在过滤器 滤芯的套管内，所以第二过滤器介质(大地测量学地)被布置在顶部。尤其是，该开口或者第 二过滤器介质因此被布置在第一过滤器介质之上。固然地迁移到大地测量学上最高点的气 体因此可被保持远离第一过滤器介质并且可被移动到紧邻第二过滤器介质。
[0020] 例如，可提供若干开口，这些开口分别由第二过滤器介质隔绝。
[0021] 根据另一实施例，该开口被设计为狭缝孔。以这种方式，可提供相对而言较大的开 口。狭缝孔优选地沿着套管的圆周方向延伸。
[0022] 根据另一实施例，该开口在径向方向上穿透该套管。以这种方式，气体能很容易进 入该开口。
[0023] 根据另一实施例，第二过滤器介质通过在套管内注射成型来嵌入。这可通过塑料 注射成型过程来完成。以这种方式，得到了简单的制造过程。
[0024] 根据另一实施例，在未过滤侧，提供了补偿元件使得在流体结冰之后剩下的残余 流体可流动通过第二过滤器介质或者第三过滤器介质以进入在第二过滤器介质或第三过 滤器介质与该补偿元件之间的间隙。该间隙可以任何方式提供或者可以是当残余流体流动 通过第二或第三过滤器介质到未过滤侧时由补偿元件的后退产生。补偿元件优选地包括弹 性体。而且该补偿元件可被实施为带有闭孔或者可被发泡。所述孔可被填满空气。优选地， 补偿元件包括三元乙丙橡胶(也称为"EPDM"）和/或氢化丁腈橡胶(也称为"HBNR")。该补 偿元件可相对于第二过滤器介质具有在0和20mm之间的间距，优选地在0和10mm之间的 间距。可提供若干补偿元件。
[0025] 根据另一实施例，该补偿元件被设计为绝热体。因此，可控制过滤器滤芯中的尚未 结冰的残余流体的空间布置使得其聚集在在清洁侧邻近该第二或第三过滤器介质的区域 中。例如可提供补偿元件的期望绝热性质，因为它包括EPDM或HBNR。
[0026] 根据另一实施例，提供补偿元件，其具有连接所述开口与未过滤侧的通道。因此， 确保了朝着第二过滤器介质的简单的气体传输。该通道例如可被形成在补偿元件和另一元 件之间，例如，过滤器滤芯的上端盘。
[0027] 替换地，该通道也可由该补偿元件本身中的贯通开口形成。
[0028] 根据另一实施例，该过滤器滤芯被设计为尿素过滤器滤芯。
[0029] 而且，提出了过滤器设备，尤其是尿素过滤器设备，其包括根据本发明的过滤器滤 〇
[0030] 过滤器设备可包括壳体，过滤器滤芯被接收在该壳体中。例如，该壳体可具有连接 器，该连接器可与过滤器滤芯的连接器紧紧地密封连接。尤其是，过滤器滤芯的套管可被以 紧紧的密封方式插入到该过滤器设备的连接器中。
[0031] 而且，过滤器设备可具有装置，尤其是泵，以在清洁侧给过滤器滤芯加载真空。
[0032] 根据另一个实施例，套管朝上伸出。这意味着该过滤器滤芯以该套管指向向上方 向（大地测量学地）的方式被布置在过滤器设备内或被插入过滤器设备。
[0033] 本发明的另外可能的实施方式也包括此前或者下面根据实施例描述的过滤器滤 芯或过滤器设备的特征或构造的未被明示地提及的组合。在这个背景下，本领域技术人员 也会增加或修改各个方面来对本发明的相应基本形式进行改进或补充。
[0034] 本发明的其它构造是从属权利要求以及下面描述的本发明的实施例的主题。下 面，将参照附图借助实施例更具体地说明本发明。
【附图说明】
[0035] 在此背景中示出了： 图1是根据一个实施例的过滤器设备的横截面视图； 图2是图1的过滤器设备的过滤器滤芯的横截面视图，但是，图2中示出的横截面是垂 直于图1中示出的平面；以及 图3是图1和图2中的过滤器滤芯的透视图。
[0036] 在附图中，相同的附图标记指示相同的或功能相同的元件，除非另有相反指示。
【具体实施方式】
[0037] 图1示出了根据一个实施例的过滤器设备1的横截面视图。
[0038] 过滤器设备1可例如被提供在机动车中。过滤器设备1可被设计为净化液体，尤 其是尿素溶液。
[0039] 过滤器设备1包括壳体2,过滤器滤芯3被布置在该壳体内。过滤器滤芯3包括第 一下端盘4和第二上端盘5。在两个端盘4和5之间布置有波纹管形式的第一过滤器介质 6。该波纹管或第一过滤器介质6例如具有环形横截面(垂直于纸的平面)，并且在其相对端 处被流体密封地焊接到端盘4和5。在由第一过滤