一种箱上回流过滤器及其过滤流体的方法与流程

本发明属于过滤器领域，具体的说，是关于一种箱上回流过滤器及其过滤流体的方法。

背景技术：

液压设备和液压系统中，油液的洁净程度对于液压设备的工作可靠性和寿命均有重要的影响。因此保持油液的洁净和改善油液的污染状况，对于液压系统来说非常重要。目前，在流体传动或传输过程中，往往安装有回流过滤器，用于滤除流体中的污染物，使流回容器中的流体保持清洁。

现有的回流过滤器，主要有两种，分别如图1和图2所示。图中的实心箭头代表未经过滤的油，空心箭头代表经过滤芯过滤后的油；图中的大箭头表示油液经滤芯正常过滤时的流动轨迹，小箭头表示滤芯堵塞后油液经过旁通阀时的流动轨迹。

如图1所示，为现有的一种回流过滤器，包括滤芯和滤筒1，所述滤芯包括滤材2、内骨架3和旁通阀4。所述滤材2、内骨架3和旁通阀4固定连接在一起。运行过程中，部分未经过滤的油和污染物留存在滤材2和滤筒1之间。这种回流过滤器，由于油液是由滤芯外部向内部流，在更换滤芯过程中有一个严重的问题，当滤芯被抽出后，留存在滤材2和滤筒1之间的未被过滤的油和污染物不可避免地重新回到油箱中，严重污染油液，这对液压系统中的设备的工作可靠性和寿命均有重要的影响，因此这种过滤器只是起到暂时拦截污染物的作用，并没有起到完全滤除污染物的作用。另一方面，现有的滤材2不能被反复使用，内骨架3和旁通阀4可以反复使用，由于现有的滤材2、内骨架3和旁通阀4固定连接在一起，所以更换滤芯时，内骨架3和旁通阀4一并被更换，造成了资源的浪费，同时也增加了使用成本，且这种被更换的滤芯处理和再利用难度大，不环保。

如图2所示，为现有的另一种回流过滤器，包括滤芯和滤筒7，所述滤芯上设有旁通阀5和骨架6，所述旁通阀5设于滤芯的下端。虽然所述油液是由滤芯内部向外部流，但是，由于所述旁通阀5设于滤芯的下端，所以当旁通阀5打开过油时，滤芯内部被拦截的污染物又回到油箱。因此该回流过滤器不仅不够经济、环保，而且滤芯更换和旁通阀过油时，均能使留存在滤芯内部的脏油和被拦截的污染物重新回到油箱中，严重污染油液。

此外，在液压系统中，流体中还存在大量的金属颗粒，如果不处理，将增大滤芯纳污的负担，缩短滤芯的使用寿命，为此，现有的回流过滤往往采用外加一台磁性过滤器，来过滤由元件磨损产生的金属颗粒，其占用空间大、成本高。

为了解决上述问题，中国专利CN205371165U公开了一种无二次污染的回流过滤器，如图3所示，该回流过滤器的旁通阀90独立安装在回流过滤器中，且滤芯40上没有设置骨架，更换时，不需要与滤芯同时更换，解决了现有过滤器的滤芯骨架与旁通阀90频繁更换的问题。而且，该回流过滤器的滤筒50的中央设置了磁棒60，既不会将流体进入滤筒50的入口堵塞，又可以吸附流体中大部分的金属颗粒，减少了滤芯40纳污的负担，大大延长了滤芯40的寿命，也省去在系统中另外配置磁性过滤器。另外，所述回流过滤器通过设置限位机构来避免滤芯脱落，所述限位机构设置在滤芯40的上端的支撑架70上，所述限位机构由钢珠81、限位弹簧82、限位提手83、限位拉管84、限位环85、螺杆86构成。在更换滤芯时，可以牵引滤芯40随旁通阀90一起被提起，操作方便。然而，该回流过滤器存在如下问题：

1、其限位机构的结构复杂，安装和拆卸不方便，材料成本高，不适合批量生产；而且，在使用时还容易发生卡顿失效的情况；

2、其滤筒为直筒，滤头和滤筒连接时，需要将滤头安装固定在车床上，用施压工具将滤筒旋压变形扣在滤头已有的环形槽内，从而完成两者的固定连接，因此其装配复杂，费时费力，需要专门的工装和设备，而且质量不稳定，有必要加以改进。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种箱上回流过滤器，以解决现有的回流过滤器不够经济、结构复杂、以及安装和拆卸不方便的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种箱上回流过滤器，包括滤盖、滤头和滤筒，所述滤头位于所述滤盖与滤筒之间，所述滤筒的内壁设有无骨架滤芯，其中，

所述滤筒的上端设有一扩口结构，所述滤头的下端内部设有一环状凸缘，所述环状凸缘与所述扩口结构相匹配，所述滤头的内壁上还设有环状凹槽，所述环状凹槽内设有一用于限制滤筒向上移动的钢丝挡圈，装配时，所述滤筒的扩口结构支撑在所述滤头的环状凸缘上，并通过钢丝挡圈将滤筒和滤头牢牢固定连接。

根据本发明，所述无骨架滤芯的上端设有一支撑架，所述支撑架内设有若干旁通阀。

进一步的，所述旁通阀包括一弹性挡圈、一旁通阀座、一钢球和一旁通阀弹簧，所述钢球、旁通阀座和弹性挡圈设于支撑架内部，位于滤头的内壁下方，所述旁通阀弹簧设于钢球与旁通阀座之间。

根据本发明，所述支撑架为由一上支撑架、下支撑架以及设于上支撑架和下支撑架之间的若干斜支柱组成的整体铸件，所述上支撑架的中心设有一安装孔，

所述下支撑架上设有若干小通孔，所述小通孔为旁通阀旁通时的过流孔，所述下支撑架的中心还设有一大通孔，所述大通孔为流体过滤时的过流孔，所述下支撑架内设有若干沉孔，所述沉孔与滤头的出液口连接，所述沉孔内各设有一个所述的旁通阀。

进一步的，所述无骨架滤芯的中心设有一磁棒，所述磁棒的底部伸至无骨架滤芯的中下部，一长螺栓穿过所述上支撑架的安装孔与磁棒固定连接。

进一步的，所述磁棒由若干永磁体组成。

根据本发明，所述无骨架滤芯的上方和下方分别设有一滤芯上盖和一滤芯下盖，所述滤芯上盖的外部向水平方向延伸出一翼板，所述翼板搭设在滤筒的扩口结构上，起限位作用，有效避免无骨架滤芯与下支撑架脱开的隐患，从而防止无骨架滤芯的滤材因浸油太久而发生坍塌的问题；另外，由于滤芯下盖的设置，当更换无骨架滤芯时，未经过滤的油留在无骨架滤芯内，可以防止二次污染。

进一步的，所述滤头和滤盖之间设有O型圈，以增加滤头和滤盖之间的密封性；所述滤头与下支撑架之间设有O型圈，以增加滤头和下支撑架之间的密封性；所述无骨架滤芯的滤芯上盖和下支撑架之间设有O型圈。

进一步的，所述滤芯上盖上设有提手，便于将无骨架滤芯提出滤筒。

优选的，所述提手为弧形，可相对滤芯上盖翻转180度，使用灵活方便。

根据本发明，所述滤头的一端设有一检测仪(如压力表或发讯器等)。

一种使用本发明所述的箱上回流过滤器过滤流体的方法，包括以下步骤：

步骤一：流体从滤头的开口处进入滤头，并沿大通孔向下流动进入无骨架滤芯的内腔，在这个过程中流体中的大部分金属颗粒被磁棒吸附，完成了流体的第一重净化；

步骤二：流体进入无骨架滤芯的内腔，通过无骨架滤芯的过滤，最后穿过滤筒上的小孔，进入容器中。

进一步地，当无骨架滤芯堵塞，压力升高到检测仪的设定值时，没有及时更换无骨架滤芯，压力继续升高，达到旁通阀弹簧承受的最大压力时，钢珠承压下行并压缩旁通阀弹簧，使得钢珠和下支撑架紧靠形成的密封面被打开，流体流进沉孔，并穿过滤头上的出液口流入容器。由于旁通阀在无骨架滤芯的上端，通过旁通阀的流体不会把无骨架滤芯内腔的污染物带入容器。

本发明的箱上回流过滤器，其有益效果是：

1、其设计巧妙，节约材料，节省空间，更经济、环保，进行批量生产时，综合材料和加工两方面，具有巨大的经济效益。主要表现在以下两方面：

(1)由于旁通阀独立安装在回流过滤器中，且滤芯上没有设置骨架，更换时，不需要与滤芯同时更换，解决了现有过滤器的滤芯骨架与旁通阀频繁更换的问题。因此，处理废弃滤芯更环保更经济；

(2)与其他过滤器相比，该滤芯减少了骨架这个零件，即节省了滤芯和滤筒之间的空间，又节省材料，结构简练，使得过滤器在直径方向比同等流量的其它过滤器更小巧经济；

(3)滤芯上盖的结构设计巧妙，能够很好地避免无骨架滤芯与下支撑架脱开的隐患，而且其结构简单，与中国专利CN205371165U公开的回流过滤器相比，减少了由限位弹簧、限位拉手、限位拉管、限位环以及若干钢珠组成的起相同作用的限位机构，整个限位机构的加工成本可以节省90％以上，大大降低生产成本；同时有效避免了回流过滤器在使用过程中容易卡顿失效的隐患，提高了滤器的可靠性。

(4)滤筒和滤头的结构设计巧妙：所述滤筒的上端采用扩口处理，可在压制滤筒时一并成型，几乎不增加滤筒制作的成本，而装配时，只需要所述滤筒的扩口结构支撑在滤头在所述滤头的环状凸缘上，并用一个钢丝挡圈限制滤筒向上的移动，即可完成滤头和滤筒的装配，可以减少90％以上的装配时间和难度。

2、因为流体是由滤芯内部向外部流动，所以污染物和未经过滤的流体都停留在滤芯内部，更换滤芯时，所述滤芯和旁通阀等一并被提出，滤芯的内腔始终没有和回流过滤器的下游贯通，内部的污染物和未经过滤的残余流体随滤芯出来，不会再流回容器，保证系统的清洁度不会被已滤除的污染物重新污染，提高设备的使用寿命。

3、本发明的旁通阀安装在滤芯的上端，旁通阀过流时被拦截在滤芯内部的污染物不会流回容器。

4、其结构设计合理，功能强大，在无骨架滤芯的中央设置了磁棒，可以吸附流体中大部分的金属颗粒，减少了滤芯纳污的负担，与其它回流过滤器相比，大大延长滤芯的寿命，也省去系统另外配置磁性过滤器。

5、旁通阀与下支架的密封面采用钢珠，与现有的旁通阀盖相比，具有如下优点：

(1)由于钢珠的形状规整，与现有的旁通阀盖相比，密封效果好；

(2)现有的支撑架一般为铝材质，比较软，而钢珠比较硬，因此钢珠与下支架相配合时，密封效果更好；

(3)由于钢珠的形状规整，安装时，工艺简单；而现有的旁通阀盖，需要再加工，工艺复杂。

附图说明

图1为现有的回流过滤器的剖视图；

图2为现有的回流过滤器的另一剖视图；

图3为现有的回流过滤器的另一剖视图；

图4为本发明的箱上回流过滤器的剖视图。

具体实施方式

以下结合具体附图，对本发明的箱上回流过滤器及其过滤流体的方法作进一步详细说明。

如图4所示，为本发明的一种箱上回流过滤器，包括滤盖8、滤头9和滤筒10，所述滤头9位于所述滤盖8与滤筒10之间，所述滤筒10的内壁设有无骨架滤芯11，所述无骨架滤芯11的上端设有一支撑架12，所述支撑架12内设有若干旁通阀13(所述旁通阀13优选为6个)，所述无骨架滤芯11的中心设有一磁棒14，所述磁棒14的底部伸至无骨架滤芯11的中下部，其中，所述滤筒10的上端设有一扩口结构101，所述滤头9的下端内部设有一环状凸缘91，所述环状凸缘91与所述扩口结构101相匹配，所述滤头9的内壁上还设有环状凹槽，所述环状凹槽内设有一用于限制滤筒10向上移动的钢丝挡圈15，装配时，所述滤筒10的扩口结构101支撑在滤头9的环状凸缘91上，并通过钢丝挡圈15将滤筒10和滤头9牢牢固定连接。

所述旁通阀13包括一旁通阀座131、一钢球132、一旁通阀弹簧133和一弹性挡圈134，所述钢球132和旁通阀座131设于下支撑架122内，位于滤头9的内壁下方，所述旁通阀弹簧133设于钢球132与旁通阀座131之间，所述弹性挡圈134设于旁通阀座131和下支撑架122之间。

所述支撑架12为由一上支撑架121、下支撑架122以及设于上支撑架121和下支撑架122之间的若干斜支柱123组成的整体铸件(所述斜支柱123优选为三个，且等间隔设置)，所述上支撑架121的中心设有一安装孔，一长螺栓16依次穿过螺母17、弹簧垫圈18、所述安装孔将磁棒14固定在无骨架滤芯11的中心位置，所述下支撑架122上设有若干小通孔19，所述小通孔19为旁通阀13旁通时的过流孔，所述下支撑架122的中心还设有一大通孔20，所述大通孔20为流体过滤时的过流孔，所述下支撑架122内设有若干沉孔21，所述沉孔21与滤头9的出液口92连接，从而与容器连通，所述沉孔21内各设有一个所述的旁通阀13。

所述无骨架滤芯11包括分别设于上方和下方的滤芯上盖111和滤芯下盖112、以及设于滤芯上盖111和滤芯下盖112之间的滤材113，所述滤芯上盖111的外部向水平方向延伸出一翼板114，所述翼板114搭设在滤筒10的扩口结构101处，起限位作用，避免无骨架滤芯11与下支撑架122脱开的隐患，从而防止无骨架滤芯11的滤材113因浸油太久而发生坍塌的问题；另外，由于滤芯下盖112的设置，当更换无骨架滤芯11时，未经过滤的油可以留在无骨架滤芯11内。

所述滤头9和滤盖8之间设有O型圈22，以增加滤头9和滤盖8之间的密封性；所述滤头9与下支撑架122之间设有O型圈22，以增加滤头9和下支撑架122之间的密封性；所述无骨架滤芯11的滤芯上盖111和下支撑架122之间设有O型圈22。

所述滤芯上盖111上设有提手115，便于将无骨架滤芯11提出滤筒10。所述提手115优选为弧形，可相对滤芯上盖111翻转180度，其使用灵活方便。

所述滤头9的一端设有一检测仪23(如压力表或发讯器等)。

所述磁棒14由若干永磁体组成。

如图4所示，图中的实心箭头代表未经过滤的流体，空心箭头代表经无骨架滤芯11过滤后的流体；图中的大箭头表示流体经过无骨架滤芯11过滤时的流动轨迹，小箭头表示旁通阀13过流时流体的流动轨迹。因此，从图4中可以看出，本发明的流体是由无骨架滤芯11的内部向外部流动的。

一种使用本实施例所述的箱上回流过滤器过滤流体的方法，包括以下步骤：

步骤一：流体从滤头9的开口处进入滤头9，并沿大通孔20向下流动进入无骨架滤芯11的内腔，在这个过程中流体的大部分金属颗粒被磁棒14吸附，完成了流体的第一重净化；

步骤二：流体进入无骨架滤芯11的内腔，通过无骨架滤芯11的过滤，最后穿过滤筒10上的小孔102，进入盛装已过滤油的容器中。

当无骨架滤芯11堵塞，压力升高到检测仪23的设定值时，没有及时更换无骨架滤芯11，压力继续升高，达到旁通阀弹簧133承受的最大压力时，钢珠132承压下行并压缩旁通阀弹簧133，使得钢珠132和下支撑架122紧靠形成的密封面被打开，流体流进沉孔21，并穿过滤头9上的出液口92流入容器。由于旁通阀13设置在无骨架滤芯11的上端，通过旁通阀13的流体不会把无骨架滤芯内腔中的污染物带入容器。

当无骨架滤芯11被污染物不断堵塞，无骨架滤芯11上游的压力不断升高，当压力达到发讯器的调定值或压力表显示压力达到一定值时，表示所述无骨架滤芯11需要更换。此时停机，拧开滤盖8，将支撑架12连同旁通阀13和磁棒14从滤筒10中提出，再用提手115把无骨架滤芯11提出。由于本发明的流体是由无骨架滤芯11的内部向外部流动的，因此，在这个过程中，污染物始终都留存在无骨架滤芯11的内腔。无骨架滤芯内腔中未经过滤的流体和污染物随无骨架滤芯11被完全带出，不会再次流回容器。如果无骨架滤芯11内还有残余的流体，可以先将流体倒在别的容器里，同时，可以清理磁棒14上所吸附的金属粉末，然后把新滤芯插入滤筒10，再把支撑架12插入无骨架滤芯11和滤头9内，盖上滤盖8即可。

以下将本实施例的箱上回流过滤器与中国专利CN205371165U公开的回流过滤器的材料成本和装配时间进行比较，具体如下：

(1)材料成本和加工成本

以同等规格的回流过滤器为例，中国专利CN205371165U的回流过滤器包括限位机构，其限位机构由由若干钢珠、限位弹簧、限位提手、限位拉管、限位环、螺杆构成，结构复杂；而本实施例的限位机构为滤芯上盖，该滤芯上盖与现有的滤芯上盖相比，仅多出一个翼板，该翼板的材料成本约是现有的限位机构的材料成本的1/30。

另外，该翼板与滤芯上盖是一体成型的，在铸造时几乎不增加加工成本，因此相比现有的限位机构，其加工成本可以节省90％以上。如果批量生产，综合材料和加工两方面，具有巨大的经济效益。

(2)装配成本

中国专利CN205371165U的回流过滤器的滤筒为直筒，滤头和滤筒连接时，需要将滤头安装固定在车床上，用施压工具将滤筒旋压变形扣在滤头已有的环形槽内，从而完成两者的固定连接，因此其装配复杂，费时费力，需要专门的工装和设备，而且质量不稳定。

而本发明的滤筒的上端经过扩口处理，这个结构可在压制滤筒时一并成型，几乎不增加滤筒制作的成本，装配时只要把滤筒的扩口结构支撑在滤头下端内部的环状凸缘上，用一个钢丝挡圈限制滤筒向上的移动，即可完成滤筒和滤头的装配。与现有的车床旋压，其装配成本相比几乎可以忽略，同时，还可以减少90％以上的装配时间和难度。另外，本实施例的回流过滤器的扩口结构还有支撑滤芯上盖的翼板的作用，防止无骨架滤芯和下支撑架脱开。

本发明的箱上回流过滤器，其结构设计巧妙，通过两个零件微小的局部结构改变，在满足功能相同的情况下，可以减少由5个零件组成的一套复杂的限位机构，节约了材料成本、加工成本和装配成本，同时避免了这套限位机构在使用过程中容易卡顿失效的隐患，提高了回流过滤器的可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。