具有隔离介质贴片的深度聚结过滤器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及分离流体混合物的不能混合成分的流体过滤器和组件，更具体地，用于分离柴油机燃料的油/水混合物中的水。
【背景技术】
[0002]柴油机用于运转汽车变得越来越受欢迎。尽管这种发动机比更传统的汽油发动机更为节约燃料，但是柴油发动机对燃油供应中的污染物特别地敏感，尤其对与燃油混合的水敏感。与燃油混合的水对车辆发动机具有许多有害的影响，为了柴油机的适当运转其应当被予以分离。在燃料泵的下游(加压侧上)可设置过滤器以保护下游部件。
[0003]迄今，过滤器已经使用了具有或没有聚结过滤器元件的内部支撑框架来促进将流到内部支撑框架以下或因重力而落到过滤器的底部的水滴的聚结，在该处水滴能被收集在例如收集碗中。虽然这种方式从燃料中去除了相当大部分的水，但是一些水滴可变得再次混入(re-entrained)在燃料中，尤其当过滤器位于燃料泵的加压侧时,这些水滴与燃料一起离开过滤器。在过去，内部支撑框架的内部会设置二次聚结元件来捕获这些剩余的或再次混入的水滴。这些二次聚结元件包括疏水材料环。然而，假设疏水材料相对昂贵，则会大幅度地增加成本。
【发明内容】
[0004]本发明以更有效的成本和/或更简单的方式解决再次混入水滴的问题。根据本发明，疏水多孔薄膜盘(hydrophobic foraminous membrane disk)被用来跨越过滤器的中心腔内布置的出口通道，过滤的燃料通过疏水多孔薄膜盘离开中心腔。在离开过滤器之前，疏水多孔薄膜盘分离燃料中再次混入的水。因此，只需要少量相对昂贵的疏水材料。
[0005]出口通道优选地由具有环形壁的管状构件构成，所述环形壁终止于轴向开口到中心腔中的进入开口。疏水多孔薄膜盘的外围边缘可便利地附接到环形壁，特别是附接到环形壁的边沿，使得其跨越进入开口，由此离开过滤器的燃料必须经过疏水多孔薄膜盘。
[0006]在优选实施例中，管状构件形成容纳过滤器头部的螺纹接套的井，过滤器可移走地附接到过滤器头部。管状构件的伸入中心腔的环形壁优选地与包围中心腔的过滤介质环或环形的过滤介质支撑框架径向向内地分隔开。
[0007]疏水多孔薄膜盘优选地大体是平的，即平面的，但不必是精准的平面。例如，盘可以是稍微有波浪的、凹的或凸的。平面盘使得流经的速度最大，同时防止水粒子到达并损坏过滤器的下游的湿度敏感部件。最大化流经速度以及制造和材料效率允许减少部件的磨损和撕破、组装时间、材料成本、尺寸、和/或过滤器组件的重量。
[0008]疏水多孔薄膜盘是盘状结构，其基本上由具有被疏水材料划界的多个通道并能够使流体经过的单层材料或单片材料组成。疏水材料的作用是阻止水流过薄膜。疏水材料片可以采取编织的或非编织的筛的形式。单层被定义为单一层的材料。盘可以是用于圆形开口的圆形，并且可以是其它形状，例如用于相应形状的开口的椭圆形。薄膜可以是自支撑的，或者可设置支撑结构以支撑薄膜，同时优选地使流经薄膜的阻力最小。
[0009]根据本发明的一个方案，过滤器包括过滤介质环，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内的入口开口；以及疏水多孔薄膜盘，跨越入口开口，用于分离经过疏水多孔薄膜盘的燃料中的水。
[0010]任选地，过滤器包括密封结合到过滤介质环的顶端的顶端盖和密封结合到过滤介质环的底端的底端盖。
[0011]任选地，过滤介质环的内部设置中心管，其用于支撑过滤介质环抵抗径向向内的毁坏。
[0012]任选地，中心管是聚结中心管。
[0013]任选地，出口通道由管状壁形成，管状壁终止于轴向开放到中心腔中的入口开口。
[0014]任选地，疏水多孔薄膜盘的外围边缘附接到环形壁。
[0015]任选地,盘通过结合、柱插(stake)、包覆成型和焊接中的至少一种附接。
[0016]任选地，过滤器包括密封结合到过滤介质环的顶端的顶端盖和密封结合到过滤介质环的底端的底端盖。
[0017]任选地，过滤器包括过滤介质环的中心管，用于支撑过滤介质环抵抗径向向内的毁坏，以及其中管状构件由中心管直接支撑。
[0018]任选地，管状构件形成容纳过滤器头部的螺纹接套的井，过滤器可移走地附接到过滤器头部。
[0019]任选地，所述中心腔被用于限定供燃料在其中流动的空置空间的环形表面划界，而且所述管状壁与所述环形表面径向向内分隔开。
[0020]任选地，过滤器还包括流体连接至中心腔的储箱，由此聚结水粒子积累在储箱中。
[0021]任选地，过滤介质环具有中心轴线，疏水多孔薄膜盘的平面区与中心轴线正交。
[0022]任选地，过滤介质环具有中心轴线，疏水多孔薄膜盘的平面区与中心轴形成锐角。
[0023]任选地，过滤器包括壳体，所述壳体包围过滤介质环并在壳体与过滤介质环之间形成流体过道。
[0024]任选地，过滤器包括螺孔板(tap plate)，该螺孔板具有用于使过滤器可移走地固定到过滤器头部的螺纹部。
[0025]任选地，过滤器包括位于过滤器的上端的螺纹部，该螺纹部用于过滤器与过滤器头部之间的旋接。
[0026]根据本发明的另一方案，在过滤器的端盖或中心管中，管状壁形成在管状壁的两个开口端之间延伸的通过通道，疏水多孔薄膜盘跨越通道，用于分离经过疏水多孔薄膜盘的燃料中的水，由此浸入流经疏水多孔薄膜盘的燃料中的水粒子不能随同燃料自由地流动到下游。
[0027]任选地，疏水多孔薄膜盘的外围边缘附接到环形壁。
[0028]任选地，疏水多孔薄膜盘与管状壁的纵轴线正交。
[0029]任选地，疏水多孔薄膜盘与管状壁的纵轴线形成锐角。
[0030]根据本发明的另一方案，过滤器包括过滤介质环；柱形壳体,包围过滤介质环,该壳体包括在壳体的开口端的端盖，流动通道使燃料能够进入和离开壳体而且经过介质；以及在壳体中的水隔离盘，位于流体流中，以防止流体流中的水经过出口通道。
[0031]任选地，水隔离盘由端盖支撑。
[0032]根据本发明的另一方案，过滤器和过滤器头部组件包括过滤介质环，其限定中心腔；出口通道，位于中心腔的下游并具有与中心腔连通的入口开口 ；以及疏水多孔薄膜盘，跨越入口开口，用于分离经过疏水多孔薄膜盘的燃料中的水。
[0033]在下文中参照附图更详细地描述本发明的前述及其它特征。
【附图说明】
[0034]图1是根据本发明的附接到过滤器头部并包括示例性的上端盖的示例性的过滤器的剖视图，示例性的上端盖具有示例性的疏水薄膜。
[0035]图2是部分被截取移除的过滤器的立体图。
[0036]图3是过滤器的俯视图。
[0037]图4是过滤器的沿直径的剖视图。
[0038]图5是上端盖的立体图。
[0039]图6是上端盖的仰视图。
[0040]图7是上端盖的剖视图。
[0041]图8是包括另一示例性的端盖的另一示例性的过滤器的沿直径的剖视图，另一示例性的端盖具有示例性的成角度的疏水薄膜。
[0042]图9是图8的过滤器中的上端盖的俯视图。
[0043]图10是图8的示例性的端盖的剖视图。
[0044]图11是包括又一示例性的上端盖的又一示例性的过滤器的被截取移除的立体图，所述又一示例性的上端盖具有又一示例性的疏水薄膜。
[0045]图12是图11的上端盖的立体图。
[0046]图13是又一示例性的过滤器的剖视图，其中中心管的上端具有构成出口开口的管状部，疏水薄膜盘跨越所述出口开口。
[0047]图14是图13的中心管的剖视图。
【具体实施方式】
[0048]本申请的原理尤其应用于不仅去除微粒而且去除发动机的燃料系统的燃料流中的水的过滤器，发动机例如是车辆的柴油发动机或甚至汽油发动机，因此以下本文将主要描述。当然将理解，本发明的原理可更普遍地适用于期望去除主流体(primary fluid)中的颗粒而且还去除主流体中的不能混合流体的其它过滤器，例如去除航行器的液压流体中的颗粒和水的过滤器。因此，本文使用的燃料能够代表被过滤的任何主流体，水能够代表不能混合在主流体中并期望从主流体中去除的流体。
[0049]现在具体地参照附图并首先参照图1-4，过滤器总体由附图标记10表示。过滤器10能够被设置在例如车辆的燃料系统中，优选地被设置在从燃料箱向车辆的发动机泵送燃料的泵的加压侧。当然应理解，过滤器10可以用在其它位置和应用场合。
[0050]过滤器10通常包括:过滤介质环20，其限定中心腔34 ;出口通道38，具有布置在过滤介质环20的中心腔34内的入口开口 48 ;以及疏水多孔薄膜盘42，跨越出口通道38，用于分离经过疏水多孔薄膜盘42的燃料中的水。在使用过程中，燃料从外到内经过过滤介质环20，去除燃料中的